Камень бросили вертикально вверх при наличии сопротивления воздуха. Во время своего полета камень проходит некоторую точку A дважды первый раз при движении вверх, а во второй раз…
Камень бросили вертикально вверх при наличии сопротивления воздуха. Во время своего полета камень проходит некоторую точку A дважды первый раз при движении вверх, а во второй раз при движении вниз. Как изменяются модуль ускорения камня и модуль скорости камня при втором прохождении через точку A по сравнению с первым прохождением через эту точку? Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения. 1. Увеличивается. 2. Уменьшается. 3. Не изменяется. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Для понимания задачи о движении камня, брошенного вертикально вверх с учетом сопротивления воздуха, давайте подробнее рассмотрим физические процессы, происходящие во время его полета.
Исходные условия
Когда камень подбрасывают вверх, он движется против силы тяжести и силы сопротивления воздуха. В результате это движение можно разбить на два этапа:
- Движение вверх: На камень действует сила тяжести (направлена вниз) и сила сопротивления воздуха (также направлена вниз). В результате скорость камня уменьшается, пока он не достигнет максимальной высоты.
- Движение вниз: После достижения максимальной высоты, камень начинает падать. Снова действуют те же две силы: сила тяжести (направлена вниз) и сила сопротивления воздуха (также направлена вниз). Здесь скорость камня увеличивается, но не достигает той же скорости, с которой он был брошен из-за сопротивления воздуха.
Анализ точек A
У камня есть два прохождения через точку A:
- Первое прохождение (вверх): Скорость уменьшается, так как камень еще не достиг максимальной высоты.
- Второе прохождение (вниз): Скорость снова увеличивается, но не достигает той же величины, что и при первом прохождении (за счет сопротивления воздуха).
Изменения физические величины
Модуль скорости (v):
- При первом прохождении через A: скорость положительна (движение вверх).
- При втором прохождении через A: скорость также положительна, но меньше, чем была в начале движения, и ее значение ниже, чем при первом прохождении.
- Ответ: Уменьшается (2).
Модуль ускорения (a):
- Ускорение имеет постоянное значение, так как сопротивление воздуха не изменяется на данном уровне. Ускорение вниз (сила тяжести + сопротивление) будет одинаковым в момент прохождения через точку A, как при движении вверх, так и при движении вниз.
- Ответ: Не изменяется (3).
Результирующая таблица изменений
| Физическая величина | Изменение |
|---|---|
| Модуль скорости | 2 (уменьшается) |
| Модуль ускорения | 3 (не изменяется) |
Таким образом, в итоговой таблице записываем: 2 для скорости и 3 для ускорения.
