Задание №12 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Разберем движение мяча, брошенного под углом к горизонту, пренебрегая сопротивлением воздуха.

1. Кинетическая энергия мяча.
Кинетическая энергия тела определяется формулой $E_{k} = \frac{mv^{2}}{2}$, где $m$ — масса мяча, а $v$ — его скорость. При движении мяча вверх под углом к горизонту на него действует только сила тяжести, направленная вертикально вниз. Эта сила сообщает мячу отрицательное вертикальное ускорение, вследствие чего вертикальная проекция скорости $v_{y}$ уменьшается до нуля в верхней точке траектории. Горизонтальная проекция скорости $v_{x}$ при отсутствии сопротивления воздуха остается постоянной. Так как полная скорость $v = \sqrt{v_{x}^{2} + v_{y}^{2}}$ уменьшается по мере подъема, то и кинетическая энергия мяча уменьшается. Этому соответствует цифра 2.

2. Модуль ускорения мяча.
Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела определяется равнодействующей всех сил, приложенных к нему: $\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}$. В данной задаче сопротивлением воздуха мы пренебрегаем, поэтому на мяч в любой точке траектории действует только сила тяжести $\vec{F}_{тяж} = m\vec{g}$. Следовательно, ускорение мяча на всем пути равно ускорению свободного падения $\vec{a} = \vec{g}$. Модуль этого ускорения $g \approx 9,8 \text{ м/с}^{2}$ является величиной постоянной и не изменяется в процессе полета. Этому соответствует цифра 3.

Таким образом, характер изменения величин: 2 (уменьшается) и 3 (не изменяется).

Ответ: 23

Источник: ФИПИ