Номер 6, страница 46 - гдз по физике 9 класс учебник Исаченкова, Сокольский

6. Что происходит со скоростью и с ускорением в точке поворота (рис. 76, б)?

Решение

Точка поворота в данном контексте — это наивысшая точка траектории тела, брошенного под углом к горизонту. Рассмотрим, что происходит со скоростью и ускорением в этой точке, пренебрегая сопротивлением воздуха.

Скорость ($\vec{v}$)

Вектор мгновенной скорости $\vec{v}$ всегда направлен по касательной к траектории. В наивысшей точке траектория на мгновение становится горизонтальной. Это позволяет сделать следующие выводы о составляющих скорости:

• Вертикальная составляющая скорости ($v_y$) становится равной нулю. В этот момент тело прекращает свой подъем и еще не начало падать.

• Горизонтальная составляющая скорости ($v_x$) остается постоянной на протяжении всего полета, так как в горизонтальном направлении не действуют никакие силы.

Таким образом, в точке поворота общая скорость тела не равна нулю. Она равна своей горизонтальной составляющей, $v = v_x$, и ее модуль в этой точке минимален за всё время движения. Вектор скорости направлен горизонтально.

Ускорение ($\vec{a}$)

Единственная сила, действующая на тело во время полета, — это сила тяжести, направленная вертикально вниз. Согласно второму закону Ньютона, эта сила сообщает телу постоянное ускорение, равное ускорению свободного падения, $\vec{g}$.

Следовательно, ускорение тела $\vec{a}$ на протяжении всего полета постоянно по величине и направлению: $\vec{a} = \vec{g}$. Оно всегда направлено вертикально вниз. Это справедливо и для точки поворота. Несмотря на то, что вертикальная скорость в этой точке равна нулю, она продолжает изменяться, что и означает наличие ускорения. В точке поворота вектор скорости $\vec{v}$ (горизонтальный) и вектор ускорения $\vec{a}$ (вертикальный) перпендикулярны друг другу.

Ответ: В точке поворота скорость тела имеет минимальное значение, ее вектор направлен горизонтально. Ускорение тела равно ускорению свободного падения, и его вектор направлен вертикально вниз.