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
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.
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.
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.