Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4834
2017-11-06 
Мяч брошен вертикально вверх и движется, испытывая сопротивление воздуха. Какое время будет меньше: время движения мяча вверх от уровня Земли до наивысшей точки подъема — или вниз от наивысшей точки до уровня Земли?
Решение:
На мяч в полете действуют две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. На восходящем участке траектории сила тяжести тормозит мяч, на нисходящем ускоряет. В отсутствие сопротивления воздуха полная энергия мяча как сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной, не теряется. Такие силы в механике называются консервативными. В отличие от силы тяжести, силы сопротивления среды (воздуха) всегда действуют в направлении, противоположном движению и всегда замедляют мяч. На любом участке траектории полета мяч совершает работу против сил сопротивления, и его полная энергия непрерывно уменьшается. (Силы трения, сопротивления — диссипативные силы).
Рассмотрим небольшой отрезок траектории на восходящей и нисходящей части на произвольной высоте $h$ от земли. Мяч проходит этот отрезок дважды: на пути вверх и на пути вниз. Во втором случае мяч в этой точке имеет меньшую полную энергию, поскольку прошел больший путь по траектории. Потенциальная энергия мяча на высоте $h$ одинакова в обоих случаях. Следовательно, кинетическая энергия, а значит и скорость мяча на любом соответствующем участке нисходящей части траектории будет меньше, чем на восходящем, а время движения по этому участку соответственно больше. Понятно, что и суммарное время подъема будет меньше, чем время падения.
Мяч брошен вертикально вверх и движется, испытывая сопротивление воздуха. Какое время будет меньше: время движения мяча вверх от уровня Земли до наивысшей точки подъема — или вниз от наивысшей точки до уровня Земли?
Решение:
На мяч в полете действуют две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. На восходящем участке траектории сила тяжести тормозит мяч, на нисходящем ускоряет. В отсутствие сопротивления воздуха полная энергия мяча как сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной, не теряется. Такие силы в механике называются консервативными. В отличие от силы тяжести, силы сопротивления среды (воздуха) всегда действуют в направлении, противоположном движению и всегда замедляют мяч. На любом участке траектории полета мяч совершает работу против сил сопротивления, и его полная энергия непрерывно уменьшается. (Силы трения, сопротивления — диссипативные силы).
Рассмотрим небольшой отрезок траектории на восходящей и нисходящей части на произвольной высоте $h$ от земли. Мяч проходит этот отрезок дважды: на пути вверх и на пути вниз. Во втором случае мяч в этой точке имеет меньшую полную энергию, поскольку прошел больший путь по траектории. Потенциальная энергия мяча на высоте $h$ одинакова в обоих случаях. Следовательно, кинетическая энергия, а значит и скорость мяча на любом соответствующем участке нисходящей части траектории будет меньше, чем на восходящем, а время движения по этому участку соответственно больше. Понятно, что и суммарное время подъема будет меньше, чем время падения.
