т 07. 01. Задания 3. Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии
1. Два шара разной массы подняты на разную высоту относительно поверхности стола (см. рисунок). Сравните значения потенциальной энергии шаров E1 и E2. Считать, что потенциальная энергия отсчитывается от уровня крышки стола.
1)
2)
3)
4)
Решение.
Потенциальная энергия шара будет равна:
где m — масса шара, g — ускорение свободного падения (9,81 м/с2), h — высота, на которой находится шар. По условию задачи m1 = m; h1 = 2h, а m2 = 2m; h2 = h. Таким образом, получим, что
, а ,
то есть E1 = E2.
Правильный ответ указан под номером 1.
Ответ: 1
30
1
Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1313.
2. На рисунке представлен график зависимости скорости v велосипедиста от времени t. За первые 4 c движения кинетическая энергия велосипедиста увеличилась
1) в 4 раза
2) в 5 раз
3) в 16 раз
4) в 25 раз
Решение.
Кинетическая энергия велосипедиста:
где V — скорость велосипедиста, m — масса. Кинетическая энергия велосипедиста в начальный момент времени:
;
через четыре секунды:
.
Следовательно, за первые четыре секунды движения кинетическая энергия велосипедиста увеличилась в 25 раз.
Правильный ответ указан под номером 4.
Ответ: 4
57
4
Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1326.
3. Два сплошных шара одинакового объёма, алюминиевый (1) и медный (2), падают с одинаковой высоты из состояния покоя. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Сравните кинетические энергии и E1 и E2 скорости шаров v1 и v2 непосредственно перед ударом о землю.
1)
2)
3)
4)
Решение.
На падающий шар действует сила тяжести и сила сопротивления воздуха, которая пренебрежимо мала по условию. Сила тяжести зависит только от массы тела:
,
где m — масса тела, g — ускорение свободного падения. По второму закону Ньютона ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на тело и обратно пропорциональна массе тела:
Подставив F = Fтяж, получаем, что ускорение тела не зависит от его массы и равно g.
Таким образом, оба шара будут двигаться с одинаковым ускорением и перед ударом о землю разовьют одинаковую скорость. Кинетическая энергия зависит от скорости и массы тела, следовательно, кинетическая энергия медного шара будет больше энергии алюминиевого.