Номер 7, страница 123 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Вопросы и задачи к главе «динамика» - номер 7, страница 123.

Условие.

7. Может ли мяч во время полёта изменить направление движения на противоположное, ни с чем не столкнувшись?

Решение.

Решение

Да, мяч может изменить направление своего движения на противоположное во время полёта, не сталкиваясь ни с чем. Это происходит в том случае, когда мяч брошен строго вертикально вверх.

Рассмотрим этот случай подробнее. Когда мяч бросают вертикально вверх, его начальная скорость $\vec{v_0}$ направлена вверх. На мяч в полёте действует сила тяжести, направленная вертикально вниз. Эта сила создаёт ускорение свободного падения $\vec{g}$, которое также направлено вниз, то есть в сторону, противоположную начальной скорости.

Из-за этого ускорения скорость мяча постепенно уменьшается. В самой высокой точке траектории его скорость на мгновение становится равной нулю. После этого момента под действием всё той же силы тяжести мяч начинает двигаться вниз. Его скорость теперь направлена в сторону, противоположную первоначальной.

Если же мяч брошен под углом к горизонту, его вектор скорости имеет как вертикальную, так и горизонтальную составляющую. Сила тяжести изменяет только вертикальную составляющую скорости (она уменьшается до нуля в верхней точке траектории, а затем растёт в противоположном направлении). Однако горизонтальная составляющая скорости (если пренебречь сопротивлением воздуха) остаётся неизменной на протяжении всего полёта. Поскольку одна из составляющих вектора скорости не меняет своего направления, то и весь вектор скорости не может изменить направление на строго противоположное.

Ответ: Да, может, если мяч брошен строго вертикально вверх. Достигнув высшей точки своего полёта, он на мгновение остановится, а затем начнёт падать вниз, то есть двигаться в направлении, противоположном начальному.