ID: 00016622
С высоты $40$ м вертикально вверх бросают небольшое точечное тело с начальной скоростью $20$ м/с.
Определите, как изменятся по сравнению с начальными значениями через 3 секунды:
А) кинетическая энергия тела;
Б) его потенциальная энергия взаимодействия с Землёй (относительно поверхности Земли)?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Движение по вертикали с ускорением $g=10$ м/с². Найдём скорость и высоту через $t=3$ с и сравним с тем, что было в начале (скорость $20$ м/с, высота $40$ м).
$v=v_0-gt=20-10\cdot3=-10$ м/с — тело уже падает, модуль скорости $10$ м/с против начальных $20$. Скорость по модулю упала, значит $E_k=\frac{mv^{2}}{2}$ уменьшилась (А, цифра 2).
$h=h_0+v_0t-\dfrac{gt^{2}}{2}=40+20\cdot3-\dfrac{10\cdot9}{2}=40+60-45=55$ м. (Тело ещё в полёте: вверх летело $2$ с до макушки $60$ м, падать оттуда $\approx3{,}5$ с.) Высота выросла с $40$ до $55$ м, поэтому $E_p=mgh$ увеличилась (Б, цифра 1).