Задание №12 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение. Рассмотрим движение камня, брошенного вертикально вверх, с точки зрения законов механики.

1. Потенциальная энергия. Потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли определяется формулой $E_{p} = mgh$, где $m$ — масса камня, $g$ — ускорение свободного падения, а $h$ — высота тела над поверхностью Земли. При движении камня вертикально вверх его высота $h$ увеличивается. Следовательно, потенциальная энергия камня также увеличивается (соответствует цифре 1).

2. Кинетическая энергия. Кинетическая энергия тела определяется формулой $E_{k} = \frac{mv^{2}}{2}$, где $v$ — скорость камня. При движении вверх на камень действует сила тяжести, направленная вниз, которая сообщает ему ускорение свободного падения $g$, направленное против движения. В результате скорость камня постепенно уменьшается до нуля в высшей точке траектории. Так как скорость $v$ уменьшается, то и кинетическая энергия камня уменьшается (соответствует цифре 2).

3. Закон сохранения энергии. Стоит отметить, что согласно закону сохранения механической энергии (так как сопротивлением воздуха мы пренебрегаем), полная энергия системы остается неизменной: $E_{p} + E_{k} = \text{const}$. Поэтому увеличение потенциальной энергии происходит за счет уменьшения кинетической энергии.

Таким образом, для потенциальной энергии выбираем цифру 1, для кинетической — цифру 2.

Ответ: 12

Источник: ФИПИ