Задание OGEPHYS563709: Свободное падение. Формулы, описывающие свободное падение тела по вертикали (движение тела вниз или вверх относительно поверхности Земли). Графики зависимости от времени для проекции ускорения, проекции скорости и координаты при свободном падении тела по вертикали

Система отсчёта Земли считается инерциальной. Ось Oy направим вертикально вверх, нулевой уровень потенциальной энергии выберем на поверхности Земли. После броска на тело действует только сила тяжести mg вниз; сопротивлением воздуха пренебрегаем. Второй закон Ньютона:
Oy: −mg = maᵧ,
откуда aᵧ = −g. Вблизи поверхности g постоянно и не зависит от скорости тела.

Пока тело поднимается, vᵧ > 0, а ускорение направлено противоположно скорости. Из vᵧ = v₀ᵧ − gt следует уменьшение модуля скорости. Кинетическая энергия E_к = mv²2 убывает. Высота h растёт, поэтому потенциальная энергия E_п = mgh возрастает. Полная механическая энергия сохраняется, поскольку действует только сила тяжести.

В первом столбце — кинетическая энергия: она уменьшается, цифра 2. Во втором — модуль ускорения: он равен g и не изменяется, цифра 3. Материал шара не меняет этот вывод в модели без сопротивления воздуха.

Проверка. В верхней точке скорость на мгновение равна нулю, но сила тяжести продолжает действовать, поэтому ускорение остаётся направленным вниз и по модулю равно g. Нулевая скорость не означает нулевого ускорения. Потеря кинетической энергии равна приросту потенциальной. Ответ: 23.