При изучении механики в школе очень много времени посвящают
движению в поле тяжести Земли . Разбирают движение по вертикали с начальной
скоростью и без, движение с горизонтальной начальной скоростью, движение под
углом к горизонту.
В связи с вышесказанным
Сила тяжести является потенциальной силой, работа которой по замкнутой траектории равна нулю. В этом случае, траектория формально, не замкнута, но тело возвращается в точку, с такой же потенциальной энергией, как и исходная. Поэтому работа силы тяжести равна нулю.
Решение.
Однако, перечисленные типы движения очень похожи. При рассмотрении движения в поле тяжести Земли (без учета трения) нужно просто
помнить, что в этом случае имеется два независимых движения:
- Вертикальное движение с ускорением g
- – ось координат направлена вверх)
- Горизонтальное равномерное движение
В частности, при движении тела под углом к горизонту, тело имеет
начальные горизонтальную и вертикальную составляющие скорости и
движется вверх, пока вертикальная составляющая скорости не станет равной
нулю. Но тело продолжает равномерно двигаться в горизонтальном
направлении. Поэтому в точке наивысшего подъема оно имеет наибольшую
потенциальную энергию и не равную нулю кинетическую энергию.
Вот из таких соображений и решаются две следующие задачи.
Задача №1
Тело, массой 1 кг бросили с поверхности
Земли со скоростью 20 м/с под углом 45°
к горизонту. На какую величину изменится потенциальная энергия шарика в поле
тяготения Земли, когда он окажется в верхней точке траектории
полета? Какую работу совершила
сила тяжести за время полета тела (от броска до падения на землю)?
Сопротивлением воздуха пренебречь.
Решение.
Задача №2
Снаряд массой 200 г, выпущенный под углом 30º к горизонту, поднялся на высоту 4 м. Какой будет кинетическая энергия снаряда в высшей точке траектории и непосредственно перед его падением на Землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Комментариев нет:
Отправить комментарий