Тело, брошенное вертикально вверх с поверхности земли, достигает наивысшей точки и падает на землю....

Чтобы ответить на вопрос о полной механической энергии тела, брошенного вертикально вверх, необходимо рассмотреть, что подразумевается под полной механической энергией. Полная механическая энергия тела включает в себя кинетическую энергию и потенциальную энергию.

1. Кинетическая энергия (КЭ) определяется формулой: [ КЭ = \frac{1}{2} mv^2 ] где ( m ) — масса тела, а ( v ) — его скорость.

2. Потенциальная энергия (ПЭ) в поле тяжести определяется формулой: [ ПЭ = mgh ] где ( h ) — высота над уровнем земли, а ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).

При отсутствии сопротивления воздуха (то есть в идеальных условиях) полная механическая энергия тела сохраняется на протяжении всего его движения. Это означает, что сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной.

На каждом этапе движения тела:

• В момент, когда тело только начинает двигаться (внизу), его потенциальная энергия минимальна (равна нулю, если принять за ноль уровень земли), а кинетическая энергия максимальна, так как скорость максимальна.
• По мере подъема скорость тела уменьшается, и, следовательно, кинетическая энергия уменьшается, в то время как потенциальная энергия увеличивается (тело поднимается на высоту).
• В наивысшей точке движение тела полностью останавливается на мгновение, поэтому кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная энергия максимальна, так как это максимальная высота, достигнутая телом.
• Затем, когда тело начинает падать, потенциальная энергия начинает уменьшаться, а кинетическая энергия увеличивается по мере того, как скорость тела возрастает при падении.

Таким образом, в любой момент времени полная механическая энергия тела остается постоянной и одинаковой для каждого момента движения. Это соответствует первому варианту ответа:

1) одинакова в любые моменты движения тела.

Ответ: 1) одинакова в любые моменты движения тела.

Правильный ответ: 1) одинакова в любые моменты движения тела.

Объяснение:

Полная механическая энергия тела в данном случае складывается из двух видов энергии: кинетической энергии и потенциальной энергии тяжести. При условии, что сопротивление воздуха не учитывается (система замкнутая и консервативная), механическая энергия сохраняется на протяжении всего движения тела.

Разберем механизм движения тела:

1. В момент броска вверх:

   • Тело обладает максимальной кинетической энергией, так как его скорость самая большая в начальный момент.
   • Потенциальная энергия относительно поверхности земли минимальна, так как тело находится на уровне земли.

2. На пути вверх:

   • Скорость тела уменьшается из-за действия силы тяжести, поэтому кинетическая энергия уменьшается.
   • Высота тела увеличивается, соответственно, потенциальная энергия растет.
   • Однако их сумма (полная механическая энергия) остается неизменной.

3. В наивысшей точке:

   • Скорость тела становится равной нулю, поэтому кинетическая энергия равна нулю.
   • Потенциальная энергия достигает своего максимального значения.
   • Но полная механическая энергия остается той же, что и в начале движения.

4. На пути вниз:

   • Тело ускоряется под действием силы тяжести, поэтому кинетическая энергия увеличивается.
   • Высота тела уменьшается, а потенциальная энергия снижается.
   • Сумма этих энергий (полная механическая энергия) по-прежнему остается постоянной.

5. В момент падения на землю:

   • Потенциальная энергия минимальна (вновь равна нулю, так как высота равна нулю).
   • Кинетическая энергия возвращается к своему начальному максимальному значению.
   • Полная механическая энергия равна той же величине, что и в начале движения.

Почему именно ответ 1?

Поскольку в задаче указано, что сопротивление воздуха не учитывается, силы трения отсутствуют. Это означает, что никакая энергия не теряется, и полная механическая энергия системы остается неизменной на протяжении всего движения. Остальные варианты неверны, так как они предполагают изменение полной механической энергии, чего в данном случае не происходит.