Главная
Каталог задач
Каталог заданий по ЕГЭ - Физика
Законы сохранения в механике. Изменение физических величин в процессах

Тема №6 Механика (изменение физических величин в процессах и установление соответствия)

03 Законы сохранения в механике. Изменение физических величин в процессах

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №6 механика (изменение физических величин в процессах и установление соответствия)

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 21#17831Максимум баллов за задание: 2

Железный кубик подвешен на тонкой нити и целиком погружён в воду в аквариуме, как показано на рисунке слева. Расстояние от поверхности воды до верхней грани кубика равно $h1$ . Кубик немного переместили вниз так, что расстояние от поверхности воды до верхней грани кубика стало равно $h2 > h1$ . Принять $g = const$ в обоих случаях.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------------------|-------------------------------| |П отенциальная энергия кубика|М одуль действующ ей на кубик си&#x |-----в поле силы-тяжести----|-----------Архимеда------------| -------------------------------------------------------------

Показать ответ и решение

Потенциальную энергию в поле силы тяжести можно рассчитать по формуле $Eпот = mgh$ , где $h$ - высота над поверхностью Земли, так как тело приблизилось к поверхности планеты, то высота уменьшилась, следовательно уменьшилась потенциальная энергия в поле силы тяжести. А — 2.
Сила Архимеда рассчитывается по формуле $Fa = ρжgVп.ч$ , здесь $ρж$ - плотность жидкости, $Vп.ч$ - объём погруженной части. Так как в обоих случаях жидкость одинаковая и тело погружено в жидкость полностью, то сила Архимеда не меняется. Б — 3.

Ответ: 23

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 22#22092Максимум баллов за задание: 2

Подвешенный на пружине груз совершает свободные вертикальные гармонические колебания. Пружину заменили на другую, жёсткость которой больше, оставив массу груза и амплитуду колебаний неизменными. Как при этом изменятся частота свободных колебаний груза и его максимальная скорость?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

|-------|---------------------| |Частота|М-аксимальная-скорость-| -------------------------------

Показать ответ и решение

Частота колебаний равна:

1 ∘-k- ν = 2π m,

где $k$ – жёсткость пружины, $m$ – масса груза.
Так как жёсткость пружины увеличивается, то и частота увеличится.
Максимальную скорость груза можно найти, используя закон сохранения энергии:

mV-2 kA2- 2 = 2 ,

где $V$ – максимальная скорость, $A$ – амплитуда.
Максимальная скорость равна:

∘ --- V = A -k, m

при увеличении жёсткости увеличится и максимальная скорость.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 23#39097Максимум баллов за задание: 2

Спортсмен спускается на парашюте с постоянной скоростью. Как изменяются с течением времени в процессе спуска импульс спортсмена и его потенциальная энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------|--------------------| |И-мпульс-|Потенциальная-энергия-| -------------------------------|

Источники: Демоверсия 2023

Показать ответ и решение

А) Импульс равен:

p= mv,

где $m$ – масса, $v$ – скорость.
Так как скорость постоянна, то импульс постоянен.
Б) Потенциальная энергия тела:

E = mgh,

где $h$ – высота.
Так как парашютист спускается на Землю, то высота уменьшается и потенциальная энергия тоже уменьшается.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 24#39720Максимум баллов за задание: 2

Спортсмен спускается на парашюте с постоянной скоростью. Как изменяются с течением времени в процессе спуска полная механическая энергия спортсмена и его кинетическая энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------------|-------------------| |Полная механическая |Кинетическая энергия| |------энергия-------|-------------------| ----------------------------------------|

Показать ответ и решение

По 2 закону Ньютона:

F =ma

Так как скорость $v$ постоянна, то ускорение $a$ равно нулю.
На тело действует сила тяжести, направленная вниз и $Fc$ сила сопротивления, направленная вверх и по модулю равна силе тяжести. То есть при падении закон сохранения энергии запишется в виде:

mgΔh = Ek +A сопр,

где $Δh$ – изменение высоты, $Ek$ – кинетическая энергия тела, $Aсопр$ – работа силы сопротивления.
То есть при уменьшении высоты уменьшается и полная механическая энергия уменьшается, часть энергии идёт на работу против сопротивления воздуха.
Кинетическая энергия равна:

E = mv2- k 2

Так как скорость постоянна, то и кинетическая энергия постоянна

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 25#64377Максимум баллов за задание: 2

Камень подбросили вверх. Как меняются по мере подъёма ускорение камня и его потенциальная энергия? Сопротивление воздуха не учитывать.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------------|--------------------------| |Ускорение камня|П-отенциальная энергия камня -------------------------------------------

Показать ответ и решение

Ускорение камня равно ускорению свободного падения $g$ , значит, по мере подъёма оно не изменяется. Потенциальная энергия равна:

E = mgh,

где $m$ – масса камня, $h$ – высота подъёма камня.
Так как по мере подъёма высота увеличивается, то и увеличивается потенциальная энергия.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 26#65070Максимум баллов за задание: 2

Камень брошен вверх под углом к горизонту. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Как меняются по мере подъёма камня модуль ускорения камня и его кинетическая энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------------|-------------------------| |М одуль ускорения камня|К инетическая энергия камня| |---------------------|-------------------------| -------------------------------------------------

Источники: Демидова 2020

Показать ответ и решение

1) Рассмотрим движение камня, брошенного под углом к горизонту:

Зависимость скорости тела, в проекции на оси, имеет вид

vx(t) =v0x = v0cosα,

vy(t)= v0y + ayt= v0sinα − gt

Из этого выражения видно, что ускорение камня равно ускорению свободного падения $g$ , которое всегда постоянно, следовательно модуль ускорения камня не меняется.

Ответ под цифрой 3.

2) Кинетическая энергия равна:

mv2- E = 2 ,

где $m$ – масса камня, $v$ – скорость камня.

2 2 E = m-(vx(t)-+vy(t)-), 2

так как по мере подъёма $vy(t)$ уменьшается, то кинетическая энергия уменьшается.

Ответ: 32

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 27#95506Максимум баллов за задание: 2

Мальчик бросил стальной шарик вверх под углом к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите, как меняются по мере приближения к земле полная механическая энергия шарика и модуль вертикальной составляющей его скорости.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------------------|---------------------------------| |П олная м ехан ическая|М одуль вертикальной составляющ ей | |---энергия ш-арика--|----------скорости-камня----------| | | | --------------------------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

1) Полная механическая энергия $E$ не изменяется, т.к. сопротивлением воздуха можно пренебречь.

E = Eп+ Eк

Ответ под цифрой 3.

2) Спроецируем уравнение скорости $⃗υ = υ⃗0+ ⃗at$ на ось $Oy$ при движении шарика вниз:

υy = υ0y + gt

Т.к. время увеличивается, то $υy$ увеличивается при движении вниз.

Ответ под цифрой 1.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 28#96184Максимум баллов за задание: 2

В результате перехода с одной круговой орбиты на другую скорость движения искусственного спутника Земли увеличивается. Как изменяются в результате этого перехода радиус орбиты спутника и его потенциальная энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------------|----------------------| |Радиус орбиты |П отенциальная энергия | |--------------|----------------------| --------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

А) С одной стороны центростремительное ускорение равно:

v2 a = R-

С другой стороны из второго закона Ньютона:

GMm2-= ma, R

где $M$ – масса планеты, $v$ – скорость спутника, $R$ – радиус обращения спутника.
Следовательно

GM-- R = v2 .

Значит, радиус уменьшается.
Б) Так как радиус обращения уменьшился, значит спутник стал вращаться на меньшей высоте, а значит и потенциальная энергия имела меньшее значение.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 29#96347Максимум баллов за задание: 2

Высота полёта по круговой орбите искусственного спутника над Землёй уменьшилась с 400 до 300 км. Как изменились в результате этого кинетическая энергия спутника и период его обращения?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------------------|------------------| |Кинетическая-энер-гия-|П-ериод обращ-ения| | | | -----------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

А) С одной стороны центростремительное ускорение равно:

v2 a = R-

С другой стороны из второго закона Ньютона:

GMm2-= ma, R

где $M$ – масса планеты, $v$ – скорость спутника, $R$ – радиус обращения спутника.
Следовательно

∘-GM- v = R--.

Из этой формулы видно, что при уменьшении радиуса орбиты скорость спутника возрастает.

Б) Период обращения:

T = 2πR-= 2πGM3-- v v

Значит, период уменьшается.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 30#120462Максимум баллов за задание: 2

Одна шайба скользит по горизонтальной поверхности, а другая такая же покоится. Как изменяется кинетическая энергия второй шайбы и их общая механическая энергия в результате абсолютно упругого столкновения шайб?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.
Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------------------------------|-------------------------------| |Ки нетическ ая энергия в торой ш айбы |О бщ ая механ ическая эн ерг& | | | -------------------------------------------------------------------------

Показать ответ и решение

1) При столкновении шайб выполняется закон сохранения энергии:

m1v20 m1v21 m2v22 2 = 2 + 2 ,

где $m1$ и $m2$ – массы первой и второй шайб соответственно, $v0$ – начальная скорость первой шайбы, $v1$ и $v2$ – скорости шайб после столкновения. Т.е. изначально кинетическая энергия была только у первой шайбы, а после соударения часть кенетической энергии первой шайбы перешла ко второй. Таким образом кинетическая энергия второй шайбы увеличилась (1)
2) Выполняется закон сохранения энергии, то есть полная механическая энергия сохраняется (3)

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 31#120463Максимум баллов за задание: 2

C вершины наклонной плоскости из состояния покоя с ускорением скользит тело массой $m$ (см. рисунок). Как изменятся ускорение и работа силы тяжести, если с той же наклонной плоскости будет скользить тело массой $2m$ ?

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.
Цифры в ответе могут повторяться.

|---------|-------------------| |Ускорение|Работа силы-тяжести| | | | ------------------------------

Показать ответ и решение

1) Распишем силы, действующие на тело (рис. 1):

$PIC$

По второму закону Ньютона:

⃗Fтр+ ⃗N + m⃗g = m ⃗a

Введем оси $Ox$ и $Oy$ . Спроецируем на них все силы, действующие на тело:

( ( { Ox :mgsinα− Fтр = ma ⇒ { mgsin α− μN = ma ( Oy :N − mg cosα= 0 ( N = mgcosα

mg sin α− μmg cosα = ma

gsinα − μgcosα= a

a= g(sinα − μ cosα)

Отсюда получаем, что ускорение не зависит от массы тела $⇒$ оно не изменяется.
2) Работа тела находится по формуле:

A = FS cosα ′,

где $F$ — сила, $S$ — перемещение тела, $α ′$ — угол между вектором перемещения и вектором силы.
В данном случае $F = Fтяж = mg$ и $α′ = 90∘− α⇒ cosα′ = cos(90∘− α)= sin α$ (рис. 2).
Таким образом, $Aсилы тяжести = mgS sin α$
Значит, работа силы тяжести прямо пропорциональна массе тела.
Массу тела увеличили $⇒$ работа силы тяжести тоже увеличилась.

Ответ: 31