16. Камень бросили с балкона вертикально вверх. Что происходит со скоростью камня, его ускорением и полной механической энергией в процессе движения камня вверх? Сопротивление воздуха не учитывать. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Задание 16. Движение камня вверх

Рассмотрим движение камня, брошенного вертикально вверх, пренебрегая сопротивлением воздуха.

1. Скорость камня:

Сразу после броска камень обладает начальной скоростью, направленной вверх. Под действием силы тяжести, которая направлена вниз, скорость камня будет постепенно уменьшаться. Достигнув наивысшей точки, скорость камня станет равной нулю, а затем начнет увеличиваться в направлении вниз.

В процессе движения камня вверх его скорость уменьшается.

2. Ускорение камня:

На камень действует только сила тяжести (так как сопротивление воздуха не учитывается). Согласно второму закону Ньютона, ускорение объекта равно отношению силы, действующей на него, к его массе: \( a = F/m \). Сила тяжести \( F_{тяж} = m \times g \), где \( g \) — ускорение свободного падения. Таким образом, ускорение камня равно \( g \) и направлено вниз. Поскольку \( g \) — постоянная величина, ускорение камня не изменяется на протяжении всего полета (как вверх, так и вниз).

3. Полная механическая энергия камня:

Полная механическая энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергии. В отсутствие внешних сил (кроме силы тяжести, которая является консервативной) и сопротивления воздуха, полная механическая энергия системы сохраняется (закон сохранения механической энергии).

Когда камень движется вверх, его скорость уменьшается, следовательно, кинетическая энергия уменьшается. В то же время, высота камня увеличивается, и его потенциальная энергия увеличивается. Эти изменения компенсируют друг друга так, что полная механическая энергия остается постоянной.

Итак, полная механическая энергия камня не изменяется.

Заполним таблицу:

Ответ: 2, 3, 3