Динамика

Задание №6. Механика. Установление Соответствия

№2. Задание 6

ID: 00016596

Камень бросили вертикально вверх при наличии сопротивления воздуха. Во время своего полёта камень проходит некоторую точку A дважды — первый раз при движении вверх, а во второй раз — при движении вниз.

Как изменяются модуль ускорения камня и модуль скорости камня при втором прохождении через точку A по сравнению с первым прохождением через эту точку?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Ключ к задаче — сопротивление воздуха. Сила сопротивления всегда направлена против движения. Поэтому при движении вверх она тянет вниз (в одну сторону с тяжестью), а при движении вниз — вверх (против тяжести). На каждом этапе записываем второй закон Ньютона и сравниваем.

Шаг 1. Модуль ускорения

Вверх: и тяжесть $$mg$$ , и сопротивление $$F_c$$ смотрят вниз, поэтому $a_{\text{вверх}} = g + \dfrac{F_c}{m}$ — больше $$g$$ . Вниз: тяжесть вниз, сопротивление вверх, поэтому $a_{\text{вниз}} = g - \dfrac{F_c}{m}$ — меньше $$g$$ . Значит при втором прохождении ускорение меньше. Ускорение уменьшается.

Шаг 2. Модуль скорости

На всём пути сопротивление «съедает» механическую энергию (превращает её в тепло). Поэтому, вернувшись в ту же точку A, камень имеет меньший запас энергии, чем был при подъёме, а значит и меньшую скорость. Скорость уменьшается.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Динамика» (8)