ID: 00025458
В момент $t=0$ камень бросают с начальной скоростью $\overset{\to}{\upsilon }_{0}$ под углом $\alpha$ к горизонту с некоторой высоты h (см. рисунок). Графики А и Б представляют собой зависимости физических величин, характеризующих движение камня в процессе полёта, от времени t .
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять. (Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия камня отсчитывается от уровня $y=0.$ ) 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) проекция ускорения камня на ось y
2) кинетическая энергия камня
3) проекция импульса камня на ось y
4) потенциальная энергия камня А Б 1 2 3 4 1 2 3 4
Источник: ФИПИ
Камень бросают под углом α к горизонту с высоты h. Пока он летит, на него действует только сила тяжести: горизонтальная составляющая скорости постоянна, вертикальная меняется равноускоренно.
Кинетическая энергия $E_к=\dfrac{m(\upsilon_x^{2}+\upsilon_y^{2})}{2}$ максимальна в начале, уменьшается по мере подъёма, но в верхней точке траектории не обращается в ноль — там остаётся горизонтальная составляющая скорости $\upsilon_x$, поэтому минимум энергии положителен, а не нулевой. После верхней точки энергия снова растёт. Получается «чаша», не касающаяся оси времени, — это график А (пункт 2).
Проекция ускорения на ось y постоянна и отрицательна: $a_y=-g$ — горизонтальная прямая ниже нуля с самого начала. Это график Б (пункт 1).
Проекция импульса на ось y меняется линейно и пересекает ноль в верхней точке траектории — прямая линия, а не «чаша» и не горизонтальная константа. Потенциальная энергия повторяет параболическую форму координаты y (начинается с положительного значения h, поднимается, опускается до нуля) — арка, а не «чаша» с ненулевым минимумом.
Итог: график А — кинетическая энергия камня (2), график Б — проекция ускорения камня на ось y (1).