Решение: Движение шайбы по наклонной плоскости
После удара в момент $t=0$ шайба начинает скользить вверх по гладкой наклонной плоскости с начальной скоростью $\vec{v}_0$, как показано на рисунке, и в момент времени $t=t_0$ возвращается в исходное положение. Графики А и Б отображают изменение с течением времени физических величин, характеризующих движение шайбы. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, изменение которых со временем эти графики могут отображать.
Решение по шагам
3 шагаНа шайбу действует сила тяжести и реакция гладкой плоскости. Их результирующая постоянна и направлена вниз вдоль наклонной плоскости, поэтому её проекция на ось $x$, направленную вверх вдоль плоскости, постоянна и отрицательна.
$$F_x=-mg\sin\alpha=\text{const}<0$$Поскольку результирующая сила постоянна, ускорение шайбы постоянно. Проекция скорости изменяется по линейному закону и сначала уменьшается до нуля, а затем становится отрицательной при движении шайбы обратно.
$$v_y=v_{0y}+a_y t$$Следовательно, график А, изображающий постоянную отрицательную величину, соответствует проекции результирующей силы, а график Б, изображающий линейно убывающую величину, — проекции скорости.
Где здесь ошибаются
Выбрать кинетическую энергию для графика Б: кинетическая энергия не может принимать отрицательные значения.
Считать, что проекция силы меняется со временем.
Перепутать проекцию скорости с модулем скорости: проекция скорости меняет знак после остановки шайбы.