ID: 00028668
Шарик массой m , брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью \overset{\to}{\upsilon }_{0}, за время полёта t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок). В другом опыте на этой же установке шарик массой 2 m бросают стой же высоты со скоростью 2 \overset{\to}{\upsilon }_{0}.
Что произойдёт при этом с дальностью полёта и ускорением шарика? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Дальность полёта шарика Ускорение шарика
Источник: ФИПИ
На рисунке — шарик, брошенный горизонтально с высоты H: он одновременно летит вперёд со скоростью \upsilon_0 и падает вниз под действием силы тяжести. Во второй попытке шарик тяжелее (масса 2m) и летит вдвое быстрее (2\upsilon_0), но высота та же самая.
Ускорение. Пока шарик летит, на него действует только сила тяжести (сопротивлением воздуха пренебрегаем), поэтому ускорение всегда равно g — оно не зависит ни от массы тела, ни от того, с какой скоростью его бросили. Значит, ускорение шарика не изменится.
Время полёта. По вертикали шарик падает так же, как при простом свободном падении с высоты H: H=\dfrac{gt^{2}}{2}, откуда t=\sqrt{\dfrac{2H}{g}}. Масса и горизонтальная скорость в эту формулу вообще не входят — значит, время падения t у обоих шариков одинаковое.
Дальность полёта. По горизонтали шарик летит равномерно: L=\upsilon_0 t. Раз время t не изменилось, а скорость выросла вдвое, то и дальность полёта вырастет вдвое: L'=2\upsilon_0 t=2L — дальность увеличится.
И всё сходится: масса вообще не влияет на движение при свободном падении, а увеличение скорости броска увеличивает только то, что связано с горизонтальным перемещением.