М’яч кинули вертикально вгору: чи змінюється прискорення руху м’яча?
Коли м’яч кинули вертикально вгору, він проходить через різні перевищення, які безпосередньо впливають на його рух. З самого початку варто зазначити, що прискорення м’яча під час такого руху дійсно змінюється, але не в тому сенсі, в якому це може здаватися. Розглянемо, чому це відбувається і як саме змінюється цей показник.
Основною силою, яка впливає на м’яч під час його вертикального кидка, є сила тяжіння. Саме ця сила визначає прискорення руху м’яча. Коли м’яч підкидають, він отримує початкову швидкість, проте сила тяжіння, яка діє на нього, постійно зменшує цю швидкість, надаючи негативне прискорення.
М’яч кинули вертикально вгору з певною початковою швидкістю. Під час підйому м’яч досвідчує постійне прискорення, яке дорівнює -9.81 м/с² (в умовах земної поверхні, де g — прискорення вільного падіння). Це означає, що кожну секунду швидкість м’яча зменшується на 9.81 метри на секунду.
Спочатку, у момент кидка, м’яч має максимальну швидкість, яка зменшується до нуля в точці, де він досягає найвищої точки свого руху. Це місце можна назвати “апогеєм”. У цій точці прискорення м’яча залишається так само постійним -9.81 м/с², але швидкість на момент досягнення апогею дорівнює нулю.
По досягненні апогею, м’яч починає рухатися вниз. Прискорення залишається тим самим: -9.81 м/с², але тепер швидкість м’яча починає наростати в негативному напрямку. Це означає, що м’яч рухається все швидше, поки не досягне землі.
Отже, ми можемо зробити висновок про те, що прискорення руху м’яча, кинутого вертикально вгору, залишається постійним протягом всього часу руху, однак швидкість м’яча змінюється: спочатку вона зменшується, досягає нуля, а потім знову збільшується, але вже в іншому напрямку.
Цей аспект руху м’яча є класичним прикладом симетрії у фізиці. Шлях, пройдений м’ячом вгору, дорівнює шляху, пройденому ним вниз. Це явище властиве всім об’єктам, які кидають у вертикальному напрямку, якщо ми не враховуємо впливи, що змінюють силу тяжіння (наприклад, підняття на велику висоту, де прискорення вільного падіння може бути меншою). В таких умовах результат такий же, лише з запасом обчислень.
Також варто врахувати, що якщо кидати м’яч не вертикально (під кутом до горизонту), прискорення буде також залишатися постійним, але тільки в вертикальному напрямку. У горизонтальному ж напрямі м’яч не підлягає жодному прискоренню, за умов відсутності опору повітря.
На закінчення, важливо пам’ятати, що при розгляданні руху м’яча, який кинули вертикально вгору, ключовою характеристикою завжди залишається постійна сила тяжіння, яка задає постійне прискорення. Незалежно від того, як довго ви будете спостерігати за його рухом, прискорення залишатиметься незмінним, а ось швидкість м’яча буде змінюватися в рамках його руху.
