ID: 00028589
На рисунке представлен график изменения кинетической энергии свободно падающего тела с течением времени. Какие утверждения не противоречат графику?
1) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало на балкон.
2) В верхней точке траектории скорость тела примерно в 2,83 раза меньше его начальной скорости.
3) Конечная скорость тела в 2 раза меньше его начальной скорости.
4) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало в кузов проезжавшего мимо грузовика.
5) Тело брошено под углом к горизонту с балкона и упало на поверхность Земли.
Источник: ФИПИ
График показывает, как менялась кинетическая энергия — энергия движения тела. Сначала она падает, в середине минимальна, потом снова растёт: это верный признак броска под углом. По пути вверх тело тормозится, в верхней точке скорость наименьшая, дальше разгон.
Минимум не касается оси: у тела в верхней точке осталась горизонтальная скорость. Сравним энергии: старт — восемь клеток, минимум — одна. Скорость пропорциональна корню из энергии, поэтому в верхней точке она меньше начальной в $\sqrt{8}\approx2{,}83$ раза. Это утверждение 2.
Смотрим на конец графика. Кривая поднимается до пятой клетки, а затем на рисунке стоит вторая точка — уже на самой оси, и от неё вправо идёт горизонтальная линия по нулю. Это означает удар и остановку: кинетическая энергия обратилась в ноль и дальше не меняется. Значит тело закончило движение на земле — подходит утверждение 5 (брошено с балкона, упало на поверхность Земли).
Утверждение 1 (упало на балкон) графику тоже не противоречит по энергетической картине перед ударом: перед приземлением энергия меньше начальной, то есть точка касания выше уровня броска.
А вот утверждение 3 не проходит: чтобы конечная скорость была вдвое меньше начальной, энергия перед ударом должна была бы упасть вчетверо — до двух клеток, а на графике их пять. Утверждение 4 (падение в кузов грузовика) требует иной конечной высоты и с горизонтальным участком по нулю не согласуется.