Установите соответствие между физическими величинами, анализируя следующую ситуацию: "Мальчик бросает...

Когда мальчик бросает мяч вертикально вверх, мяч начинает двигаться против силы тяжести. Рассмотрим изменения скорости, кинетической энергии и потенциальной энергии мяча в процессе его движения вверх и вниз.

1. Скорость:

   • Вверх: Сразу после броска, мяч обладает максимальной скоростью. По мере подъема мяча, его скорость уменьшается из-за действия силы тяжести, которая направлена вниз. В самой верхней точке траектории скорость мяча становится равной нулю.
   • Вниз: После достижения максимальной высоты, мяч начинает падать и его скорость увеличивается под действием силы тяжести, пока он не достигнет земли, в этот момент скорость снова станет максимальной (но в противоположном направлении относительно начального броска).

2. Кинетическая энергия (КЭ):

   • Вверх: Кинетическая энергия мяча максимальна в момент броска, так как КЭ = (1/2)mv², где m — масса мяча, v — его скорость. По мере подъема и уменьшения скорости кинетическая энергия также уменьшается.
   • На вершине траектории: В самой верхней точке, где скорость мяча равна нулю, кинетическая энергия также становится равной нулю.
   • Вниз: По мере падения, скорость мяча увеличивается, и, соответственно, кинетическая энергия снова возрастает, достигая максимального значения в момент перед ударом о землю.

3. Потенциальная энергия (ПЭ):

   • Вверх: Потенциальная энергия мяча увеличивается по мере подъема, так как ПЭ = mgh, где h — высота над землей. Как мяч поднимается, высота h увеличивается, и, следовательно, потенциальная энергия тоже увеличивается.
   • На вершине траектории: В самой верхней точке, высота мяча относительно земли максимальна, и его потенциальная энергия достигает максимального значения.
   • Вниз: При падении мяча высота уменьшается, и потенциальная энергия начинает уменьшаться, пока мяч не достигнет земли, где ПЭ станет равной нулю.

Таким образом, в процессе движения мяча вверх и вниз наблюдается обмен между кинетической и потенциальной энергией: когда одна увеличивается, другая уменьшается, и наоборот. В отсутствие сопротивления воздуха общая механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной энергий) остается постоянной.

При броске мяча вертикально вверх, его скорость будет изменяться: увеличиваться при подъеме и уменьшаться при опускании. Кинетическая энергия мяча будет уменьшаться при подъеме и увеличиваться при опускании, а потенциальная энергия будет увеличиваться при подъеме и уменьшаться при опускании.

При броске мяча вертикально вверх, его скорость будет уменьшаться по мере подъема, так как на мяч будет действовать сила тяжести, направленная вниз. Следовательно, кинетическая энергия мяча также будет уменьшаться, так как она пропорциональна квадрату скорости. По мере подъема мяча потенциальная энергия будет увеличиваться, так как она определяется высотой подъема и высотой относительно земли. Таким образом, при броске мяча вертикально вверх, его скорость и кинетическая энергия будут уменьшаться, а потенциальная энергия увеличиваться.