Вопрос:

В момент t = 0 мячик бросают с начальной скоростью v₀ под углом α к горизонту с балкона высотой h. Графики А и Б отражают зависимости физических величин, характеризующих движение мячика в процессе полёта, от времени t. Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия мячика отсчитывается от уровня y = 0. Установите соответствие между графиками и физическими величинами: 1) кинетическая энергия мячика; 2) потенциальная энергия мячика; 3) проекция импульса мячика на ось x; 4) проекция импульса мячика на ось y.

Ответ:

По оси x движение равномерное, поэтому проекция импульса на ось x постоянна: \(p_x=mv_0\cos\alpha\). По оси y скорость изменяется по закону \(v_y=v_0\sin\alpha-gt\), поэтому проекция импульса на ось y линейно уменьшается и пересекает нулевое значение. Следовательно, график А соответствует величине \(p_y\).

Кинетическая энергия определяется выражением \(E_k=\frac{mv^2}{2}\), где \(v^2=v_x^2+v_y^2\). Она сначала уменьшается до минимума в верхней точке траектории, а затем возрастает. Следовательно, график Б соответствует кинетической энергии.

Ответ: А — 4, Б — 1.