Номер 11, страница 16 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

I. Основы кинематики. Смотрим и думаем - номер 11, страница 16.

Условие.

11. На рисунке показана струя воды, бьющая из шланга под углом к горизонту. Укажите направление вектора скорости частиц воды и её проекций на оси $\text{OX}$ и $\text{OY}$ в указанных точках траектории.

Решение.

Движение частицы воды, показанное на рисунке, является примером движения тела, брошенного под углом к горизонту. В отсутствие сопротивления воздуха такое движение можно рассматривать как сумму двух независимых движений:

• Равномерное движение вдоль горизонтальной оси OX. Это означает, что горизонтальная проекция скорости ($v_x$) постоянна по величине и направлению на всей траектории.
• Равноускоренное движение вдоль вертикальной оси OY под действием силы тяжести. Ускорение свободного падения $\vec{g}$ направлено вертикально вниз. Это означает, что вертикальная проекция скорости ($v_y$) постоянно изменяется: уменьшается при движении вверх и увеличивается (по модулю) при движении вниз.

Вектор полной скорости $\vec{v}$ в любой точке траектории всегда направлен по касательной к этой траектории.

Рассмотрим указанные точки:

Точка А

Это точка на восходящем участке траектории. Вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной к траектории вверх и вправо. Его проекция на ось OX, $v_x$, направлена вправо. Его проекция на ось OY, $v_y$, направлена вверх.

Ответ: Вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной вверх и вправо. Проекция $v_x$ направлена вправо. Проекция $v_y$ направлена вверх.

Точка B

Эта точка также находится на восходящем участке, но выше точки А. Вектор скорости $\vec{v}$ по-прежнему направлен по касательной вверх и вправо. Проекция $v_x$ не изменилась и направлена вправо. Проекция $v_y$ всё ещё направлена вверх, но её модуль меньше, чем в точке А, так как сила тяжести замедляет вертикальное движение.

Ответ: Вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной вверх и вправо. Проекция $v_x$ направлена вправо. Проекция $v_y$ направлена вверх.

Точка C

Это наивысшая точка траектории. В этой точке вертикальное движение на мгновение прекращается. Вектор скорости $\vec{v}$ направлен строго горизонтально вправо. Проекция $v_x$ направлена вправо и имеет то же значение, что и в других точках. Проекция $v_y$ в этой точке равна нулю.

Ответ: Вектор скорости $\vec{v}$ направлен горизонтально вправо. Проекция $v_x$ направлена вправо. Проекция $v_y$ равна нулю.

Точка D

Эта точка находится на нисходящем участке траектории. Вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной к траектории вниз и вправо. Проекция $v_x$ остаётся неизменной и направлена вправо. Проекция $v_y$ теперь направлена вниз, и её модуль начинает увеличиваться с нуля.

Ответ: Вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной вниз и вправо. Проекция $v_x$ направлена вправо. Проекция $v_y$ направлена вниз.

Точка E

Эта точка также находится на нисходящем участке, но ниже точки D. Вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной вниз и вправо. Проекция $v_x$ всё так же направлена вправо. Проекция $v_y$ направлена вниз, и её модуль больше, чем в точке D, так как частица ускоряется под действием силы тяжести.

Ответ: Вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной вниз и вправо. Проекция $v_x$ направлена вправо. Проекция $v_y$ направлена вниз.

Точка F

Это точка падения на землю. Вектор скорости $\vec{v}$ непосредственно перед соприкосновением с поверхностью направлен по касательной вниз и вправо. Проекция $v_x$ направлена вправо и сохраняет своё первоначальное значение. Проекция $v_y$ направлена вниз. Если точка F находится на том же горизонтальном уровне, что и точка вылета (0), то модуль $v_y$ в этой точке будет равен модулю начальной вертикальной скорости.

Ответ: Вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной вниз и вправо. Проекция $v_x$ направлена вправо. Проекция $v_y$ направлена вниз.