3. Мальчик подбросил мяч вверх. Как изменяется энергия мяча при движении вверх? При движении вниз? Объясните причину изменения энергии. ___________________________________________________________

Когда мальчик подбрасывает мяч вверх, энергия мяча проходит через несколько фаз изменений в зависимости от направления его движения и высоты над землей.

1. Движение мяча вверх:

При подбрасывании мяча вверх, у него изначально есть кинетическая энергия, так как он движется с определенной скоростью. Но по мере подъема мяча его кинетическая энергия постепенно уменьшается. Это происходит из-за силы тяжести, которая действует на мяч, замедляя его движение.

Энергия при этом не исчезает, а переходит из кинетической в потенциальную. Потенциальная энергия мяча увеличивается, поскольку он поднимается выше, и таким образом, находится на большей высоте над землей. Чем выше поднимается мяч, тем больше у него потенциальной энергии и тем меньше кинетической.

В какой-то момент на самой верхней точке подъема скорость мяча становится нулевой, и вся его энергия переходит в потенциальную. В этот момент у мяча максимальная потенциальная энергия и минимальная кинетическая энергия (равная нулю).

2. Движение мяча вниз:

После достижения наивысшей точки мяч начинает падать обратно вниз. Под действием силы тяжести он начинает ускоряться, и его кинетическая энергия начинает увеличиваться. В то же время его потенциальная энергия уменьшается, так как мяч приближается к земле, и высота над землей становится меньше.

По мере падения кинетическая энергия становится всё больше, так как скорость мяча возрастает. В момент перед ударом о землю у мяча максимальная кинетическая энергия и минимальная потенциальная (почти равная нулю, если считать высоту от уровня земли).

Причина изменения энергии:

Изменение энергии происходит за счет преобразования одной формы энергии в другую. Сначала кинетическая энергия, которую мяч получает от усилия, переданного мальчиком при подбрасывании, постепенно переходит в потенциальную энергию. А когда мяч движется вниз, потенциальная энергия снова преобразуется в кинетическую. Это явление связано с законом сохранения энергии: суммарная механическая энергия (потенциальная + кинетическая) мяча остаётся примерно постоянной, если пренебречь сопротивлением воздуха.

Таким образом, энергия мяча изменяется в зависимости от его положения и направления движения: она плавно переходит из одной формы в другую, сохраняя общую сумму энергии в системе