ID: 00025482
В момент времени $t=0$ мяч брошен вверх с поверхности Земли со скоростью $\overset{\to}{\upsilon }_{0},$ как показано на рисунке. Графики А и Б отображают изменение с течением времени физических величин, характеризующих движение мяча. Потенциальная энергия мяча отсчитывается от уровня y = 0 .
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, изменение которых со временем эти графики могут отображать ( $t_{0}$ – время полёта мяча). Сопротивлением воздуха пренебречь.
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 $E_{\text{к}}$
2) проекция импульса $p_{y}$
3) потенциальная энергия $E_{\text{п}}$
4) проекция ускорения $a_{y}$ А Б 1 2 3 4 1 2 3 4
Источник: ФИПИ
Мяч бросили строго вертикально вверх с поверхности Земли со скоростью $v_0$, сопротивлением воздуха пренебрегаем, $t_0$ — время полёта до возвращения на землю.
Кинетическая энергия $E_к=\dfrac{m\upsilon_y^{2}}{2}$ максимальна в начале и в конце полёта, а в верхней точке траектории обращается ровно в ноль, потому что бросок чисто вертикальный и в этой точке скорость полностью гасится. Получается симметричная «яма», касающаяся нуля в середине пути, — это график А (пункт 1).
Проекция импульса $p_y(t)=mv_0-mgt$ меняется линейно: положительна в начале, обращается в ноль в верхней точке и становится отрицательной при падении. Это убывающая прямая, переходящая через ноль, — график Б (пункт 2).
Потенциальная энергия повторяет параболическую арку координаты y (растёт от нуля до максимума и снова падает до нуля) — она не касается нуля посередине пути и не является прямой линией. Проекция ускорения постоянна и отрицательна ($a_y=-g$) — горизонтальная прямая ниже нуля, а не переменная кривая.
Итог: график А — кинетическая энергия мяча (1), график Б — проекция импульса мяча (2).