Решение: График кинетической энергии
На рисунке представлен график изменения кинетической энергии свободно падающего тела с течением времени. Выберите два утверждения о движении тела, не противоречащих графику, если сопротивлением воздуха можно пренебречь.
Решение по шагам
5 шаговКинетическая энергия тела определяется выражением:
$$E_k = \frac{mv^2}{2}$$По графику кинетическая энергия сначала уменьшается, затем увеличивается. Следовательно, утверждение 1 неверно.
Минимальное значение кинетической энергии на графике больше нуля. Значит, в некоторый момент скорость тела не становится равной нулю. Поэтому тело не могло быть брошено вертикально вверх: в верхней точке при таком движении скорость равна нулю.
Ненулевая минимальная кинетическая энергия характерна для тела, брошенного под углом к горизонту: горизонтальная составляющая скорости сохраняется. Начало движения с балкона и падение на Землю соответствуют утверждению 3.
Если тело брошено с поверхности Земли и вернулось на ту же поверхность, начальная и конечная кинетические энергии должны быть одинаковыми. График этого не показывает, поэтому утверждение 4 неверно.
Где здесь ошибаются
Считать, что минимум графика равен нулю, хотя он расположен выше оси времени.
Выбирать утверждение 5, не учитывая, что при вертикальном броске в верхней точке скорость равна нулю.
Не учитывать, что при возвращении тела на ту же высоту его кинетическая энергия должна совпадать с начальной.