Камень брошен вверх под углом к горизонту. сопротивление воздуха пренебрежимо мало. как меняются с набором высоты модуль ускорения камня, его потенциальная энергия в поле тяжести и горизонтальная составляющая его скорости?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

При движении камня, брошенного под углом к горизонту (при условии отсутствия сопротивления воздуха), на него действует только одна сила — сила тяжести. Это определяет характер изменения всех физических величин. 1. Модуль ускорения камня Не изменяется. Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела определяется приложенной к нему силой. Поскольку сопротивлением воздуха мы пренебрегаем, на камень действует только сила тяжести F=mgcap F equals m g. Следовательно, ускорение камня в любой точке траектории равно ускорению свободного падения: a=g9,8м/с2a equals g is approximately equal to 9 comma 8 space м/с squaredУскорение направлено вертикально вниз и остается постоянным по модулю и направлению на протяжении всего полета. 2. Потенциальная энергия в поле тяжести Увеличивается. Потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли вычисляется по формуле: Ep=mghcap E sub p equals m g h Где:

  • mm — масса камня; gg — ускорение свободного падения; hh — высота над уровнем горизонта.
    Так как по условию задачи камень набирает высоту, значение hh растет, что ведет к прямо пропорциональному увеличению потенциальной энергии.

3. Горизонтальная составляющая скорости Не изменяется. Скорость тела можно разложить на две составляющие: вертикальную ( vyv sub y) и горизонтальную ( vxv sub x).

  • На вертикальную составляющую действует ускорение свободного падения, поэтому она уменьшается при подъеме.
  • На горизонтальную составляющую никакие силы не действуют (так как ax=0a sub x equals 0 в отсутствие сопротивления воздуха).
    Следовательно, горизонтальная проекция скорости остается постоянной в любой момент времени:
    vx=v0cos(α)=constv sub x equals v sub 0 center dot cosine open paren alpha close paren equals const

Итоговая таблица изменений

Величина ИзменениеПричина
Модуль ускоренияНе изменяетсяДействует только постоянная сила тяжести
Потенциальная энергияУвеличиваетсяПрямая зависимость от высоты ( hh)
Горизонтальная скоростьНе изменяетсяОтсутствие ускорения в горизонтальном направлении

Я могу помочь вам рассчитать конкретные значения этих величин (например, максимальную высоту подъема или дальность полета), если вы предоставите начальную скорость и угол броска. Хотите произвести такой расчет?

Форма ответа

Ваш аватар