Кинематика — Задание 6 ЕГЭ по физике №00028668

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.