ID: 00025430
После удара шайба начала скользить вверх по гладкой наклонной плоскости со скоростью \overset{\to}{\upsilon }_{0} , как показано на рисунке, и в момент t = t _{0} вернулась в исходное положение. Графики А и Б отображают изменение с течением времени физических величин, характеризующих движение шайбы.
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, изменение которых со временем эти графики могут отображать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИКИ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) Б)
1) кинетическая энергия Е _{к}
2) проекция скорости \upsilon _{y}
3) полная механическая энергия Е _{м}
4) координата х А Б 1 2 3 4 1 2 3 4
Источник: ФИПИ
После удара шайба скользит вверх по гладкой (без трения) наклонной плоскости, тормозится силой тяжести, останавливается и скатывается обратно, возвращаясь в исходную точку к моменту t_0.
Координата шайбы вдоль направления её движения меняется как y(t)=v_0t-\dfrac{at^{2}}{2} — парабола, которая стартует из нуля, достигает максимума в точке разворота и снова обращается в ноль к моменту t_0. Это симметричная «арка» — график А (пункт 4).
Плоскость гладкая, трения нет, а сила тяжести — потенциальная сила, поэтому полная механическая энергия шайбы сохраняется на протяжении всего движения: E_м=\text{const}\gt 0. Её график — постоянная горизонтальная линия выше нуля. Это график Б (пункт 3).
Кинетическая энергия E_к=\dfrac{mv^{2}}{2}, наоборот, не постоянна: она максимальна в начале и в конце, а в точке разворота падает до нуля — график в виде «ямы», а не прямой или арки. Проекция скорости \upsilon_y меняется линейно и один раз проходит через ноль в точке разворота — это наклонная прямая, а не арка и не горизонтальная линия. Ни одна из них не совпадает с А или Б.
Итог: график А — координата (4), график Б — полная механическая энергия (3).