Как изменяется модуль ускорения камня, его кинетическая энергия и горизонтальная составляющая скорости при возрастании

Вечная_Зима

25

Когда камень подоброходит к высоте, его вертикальная составляющая скорости уменьшается из-за действия силы тяжести, пока не достигнет максимальной высоты и не начнет падать обратно. В то же время, горизонтальная составляющая скорости остается неизменной. Объясню это более подробно.

Первоначально, при броске камня, у него есть как горизонтальная, так и вертикальная составляющие скорости. Предположим, что камень бросается под углом к горизонту. Горизонтальная скорость камня не изменится на протяжении всего полета, потому что отсутствует внешняя горизонтальная сила (при пренебрежимо малом сопротивлении воздуха), действующая на него. Таким образом, горизонтальная скорость остается постоянной.

В то время как камень движется вверх, его вертикальная составляющая скорости уменьшается из-за действия силы тяжести. Сила тяжести направлена вниз, противоположно направлению движения камня вверх. С увеличением высоты, вертикальная скорость камня уменьшается и достигает нуля в момент максимальной высоты. Затем, когда камень начинает падать обратно, его вертикальная скорость увеличивается по мере того, как сила тяжести ускоряет его вниз.

Модуль ускорения камня также меняется в соответствии с его вертикальной скоростью. Ускорение вычисляется как изменение скорости (по модулю) на единицу времени. Поэтому, как только камень начинает подниматься, его вертикальная скорость уменьшается, а значит ускорение также уменьшается. Когда камень достигает максимальной высоты, его вертикальная скорость равна нулю, и ускорение становится равным ускорению свободного падения (около 9,8 м/с² на Земле). Затем, когда камень начинает падать обратно, его вертикальная скорость увеличивается, и ускорение также увеличивается.

Кинетическая энергия камня также изменяется в соответствии с его скоростью. Кинетическая энергия вычисляется как половина произведения массы камня на квадрат скорости. Учитывая, что горизонтальная скорость остается неизменной, кинетическая энергия в горизонтальном направлении остается постоянной на протяжении всего полета. Однако вертикальная скорость меняется, поэтому и кинетическая энергия камня изменяется по мере его движения вверх (уменьшается) и вниз (увеличивается).

Таким образом, в результате изменения высоты, модуль ускорения камня, его кинетическая энергия и горизонтальная составляющая скорости изменяются следующим образом: модуль ускорения уменьшается при подъеме камня, достигает максимального значения в момент максимальной высоты, а затем увеличивается во время падения камня. Кинетическая энергия уменьшается при подъеме камня, равна нулю в момент максимальной высоты и увеличивается во время падения камня. Горизонтальная составляющая скорости остается неизменной на протяжении всего полета.