Задание OGEPHYSE7C6F2: Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Формула для закона сохранения механической энергии в отсутствие сил трения. Превращение механической энергии при наличии силы трения

Рассмотрим движение относительно Земли; ось Oy направим вертикально вверх, Ox горизонтально. На камень действуют тяжесть mg вниз и сопротивление воздуха F_с, направленное против скорости. Проекции второго закона Ньютона:
ma_x = F_сx;
ma_y = F_сy − mg.
На подъёме вертикальная составляющая сопротивления направлена вниз, на спуске — вверх. Работа сопротивления отрицательна на обоих участках, поскольку сила противоположна перемещению. Для механической энергии:
Δ(E_к + E_п) = A_с < 0.
По рисунку точки 1 и 3 находятся на одной высоте, а точка 2 — самая высокая. Поэтому E_п₁ = E_п₃, но из-за потерь E_к₁ > E_к₃. В процессе трения часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию камня и воздуха; в рассматриваемой задаче камень нагревается.

Заполним пропуски по порядку:
А. Кинетическая энергия в положении 1 больше, чем в положении 3: высоты равны, а часть механической энергии потеряна. Слово «больше» — 2.
Б. Потенциальные энергии в положениях 1 и 3 равны. Слово «равна» — 1.
В. На участке 1–2 сопротивление тормозит подъём и совершает отрицательную работу. В списке это 5.
Г. Внутренняя энергия камня в данной модели увеличивается при нагреве. В списке это 6.

Проверка. Если бы сопротивления не было, при возвращении на ту же высоту кинетическая энергия восстановилась бы полностью. Наличие отрицательной работы уменьшает именно её, а равенство высот сохраняет равенство потенциальных энергий. Полная энергия замкнутой системы сохраняется; здесь убывает только механическая часть энергии камня. Ответ: 2156.