Номер 1, страница 50 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. Баскетбольный мяч, пройдя сквозь кольцо и сетку, под действием силы тяжести сначала движется вниз с возрастающей скоростью, а после удара о пол — вверх с уменьшающейся скоростью. Как направлены векторы ускорения, скорости и перемещения мяча по отношению к силе тяжести при его движении вниз; вверх?

Решение

Для решения задачи проанализируем движение мяча на двух этапах, рассматривая направления векторов скорости, перемещения и ускорения относительно направления силы тяжести. Сила тяжести $ \vec{F}_g $ всегда направлена вертикально вниз к центру Земли. Согласно второму закону Ньютона, вектор ускорения $ \vec{a} $ сонаправлен с вектором равнодействующей силы. Поскольку в полете на мяч действует преимущественно сила тяжести (сопротивлением воздуха пренебрегаем), вектор ускорения $ \vec{a} $ также всегда направлен вертикально вниз. Вектор скорости $ \vec{v} $ направлен в сторону движения мяча, а вектор перемещения $ \vec{s} $ — от начальной точки к конечной за рассматриваемый промежуток времени.

при его движении вниз

Когда мяч движется вниз, его направление движения — вниз. Соответственно, вектор скорости $ \vec{v} $ и вектор перемещения $ \vec{s} $ направлены вниз. Вектор силы тяжести $ \vec{F}_g $ и связанный с ним вектор ускорения $ \vec{a} $ также направлены вниз. В этом случае все три вектора — ускорения, скорости и перемещения — направлены в ту же сторону, что и сила тяжести. Поскольку векторы скорости и ускорения сонаправлены, модуль скорости (скорость) мяча увеличивается, что и сказано в условии задачи.

Ответ: При движении мяча вниз векторы ускорения $ \vec{a} $, скорости $ \vec{v} $ и перемещения $ \vec{s} $ сонаправлены с вектором силы тяжести $ \vec{F}_g $.

при его движении вверх

После отскока от пола мяч движется вверх. Направление его движения — вверх. Следовательно, вектор скорости $ \vec{v} $ и вектор перемещения $ \vec{s} $ направлены вверх. При этом вектор силы тяжести $ \vec{F}_g $ и вектор ускорения $ \vec{a} $ по-прежнему направлены вертикально вниз. Таким образом, вектор ускорения сонаправлен с силой тяжести, а векторы скорости и перемещения направлены противоположно силе тяжести. Так как векторы скорости и ускорения направлены в противоположные стороны, движение является равнозамедленным, и скорость мяча уменьшается, как и указано в условии.

Ответ: При движении мяча вверх вектор ускорения $ \vec{a} $ сонаправлен с вектором силы тяжести $ \vec{F}_g $, а векторы скорости $ \vec{v} $ и перемещения $ \vec{s} $ направлены противоположно вектору силы тяжести.