ID: 00028594
После удара в момент времени $t=0$ шайба начала скользить вверх по гладкой наклонной плоскости с начальной скоростью $\overset{\to}{\upsilon }_{0},$ как показано на рисунке. В момент времени $t_{0}$ шайба 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) проекция скорости $v_x$ 2) проекция ускорения а у 3) кинетическая энергия Е к 4) полная механическая энергия Е мех А Б 1 2 3 4 1 2 3 4
Источник: ФИПИ
После удара шайба скользит вверх по гладкой наклонной плоскости, тормозится силой тяжести, останавливается и скатывается обратно, возвращаясь в исходную точку к моменту $t_0$.
Кинетическая энергия $E_к=\dfrac{m\upsilon^{2}}{2}$ максимальна в начале и в конце движения, а в точке разворота обращается ровно в ноль, потому что шайба на мгновение останавливается, двигаясь вдоль единственного направления (вдоль плоскости). Получается симметричная «яма», касающаяся нуля посередине, — это график 1 (пункт 3).
Плоскость гладкая, трения нет, а сила тяжести — потенциальная сила, поэтому полная механическая энергия шайбы сохраняется всё время движения: $E_{мех}=\text{const}\gt 0$ — горизонтальная положительная прямая. Это график 2 (пункт 4).
Проекция скорости меняется линейно и один раз проходит через ноль — наклонная прямая, а не «яма» и не константа. Проекция ускорения постоянна по модулю, но её график — простая горизонтальная прямая, а не переменная кривая с минимумом в середине пути.
Итог: график с «ямой» — кинетическая энергия (3), горизонтальная прямая — полная механическая энергия (4).