Задание OGEPHYSA37E17: Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Формула для закона сохранения механической энергии в отсутствие сил трения. Превращение механической энергии при наличии силы трения

Мяч брошен под углом к горизонту. Нужно определить изменения его кинетической энергии и модуля ускорения при движении к верхней точке траектории. Сопротивление воздуха отсутствует.

Выберем систему отсчёта Земли, Ox горизонтально по полёту, Oy вертикально вверх. После отрыва от руки на мяч действует только сила тяжести mg вниз. Проекции второго закона Ньютона:
ma_x = 0;
ma_y = −mg.
Следовательно, a_x = 0, a_y = −g. Модуль ускорения a = g остаётся постоянным на всём участке полёта, в том числе в самой верхней точке. Для второй колонки выбираем «не изменяется» — 3.

На подъёме высота увеличивается, поэтому потенциальная энергия E_п = mgh растёт. Механическая энергия при отсутствии сопротивления сохраняется:
E_к + mgh = const.
Отсюда кинетическая энергия уменьшается — код 2. Можно проверить это через скорость: горизонтальная составляющая v_x постоянна, а положительная вертикальная v_y уменьшается до нуля. Поэтому квадрат модуля скорости v² = v_x² + v_y² уменьшается, вместе с ним убывает E_к = mv²2.

Проверка: в верхней точке v_y = 0, однако v_x сохраняется, поэтому мяч продолжает двигаться горизонтально. Его кинетическая энергия в этой точке минимальна, но при ненулевом v_x не равна нулю; ускорение по-прежнему направлено вниз и равно g. Ответ в порядке «кинетическая энергия; модуль ускорения»: 23.