01 Банк ФИПИ
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяются по мере спуска потенциальная энергия бруска и его полная механическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Поскольку тело движется вниз по наклонной плоскости, то высота над поверхностью уменьшается, следовательно,
потенциальная энергия уменьшается. Ответ – 2
Б) Вспомним условия использования закона сохранения механической энергии:
1) Замкнутая система - система, которая не обменивается энергией с внешними телами;
2) Нет непотенциальных сил в системе. Представим, что в нашей задаче нет силы трения, тогда для двух точек на наклонной
плоскости будет верно
где - потенциальная энергия в точке 1;
- кинетическая энергия в точке 1;
- потенциальная энергия в точке 2;
- кинетическая энергия в точке 2.
Поскольку на тело действует сила трения, то она будет совершать отрицательную работу по модулю, равную . В этом случае
закон изменения механической энергии будет выглядеть следующим образом
Как видим, что, в данном случае, полная механическая энергия будет уменьшаться. Ответ – 2
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяются по мере спуска скорость бруска и его полная механическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Поскольку тело скользит вниз и ускорение тела сонаправлено со скоростью, скорость тела будет увеличиваться. Ответ –
1.
Б) Вспомним условия использования закона сохранения механической энергии:
1) Замкнутая система - система, которая не обменивается энергией с внешними телами;
2) Нет непотенциальных сил в системе. Представим, что в нашей задаче нет силы трения, тогда для двух точек на наклонной
плоскости будет верно
где - потенциальная энергия в точке 1;
- кинетическая энергия в точке 1;
- потенциальная энергия в точке 2;
- кинетическая энергия в точке 2.
Поскольку на тело действует сила трения, то она будет совершать отрицательную работу по модулю, равную . В этом случае
закон изменения механической энергии будет выглядеть следующим образом
Как видим, что, в данном случае, полная механическая энергия будет уменьшаться. Ответ – 2
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость, начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как изменяются по мере подъёма ускорение бруска и его полная механическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Запишем второй закон Ньютона для бруска
где - равнодействующая сил, действующих на брусок;
- сила реакции опоры;
- масса бруска;
- сила трения;
- ускорение бруска.
Поскольку действующие на тело силы постоянны , то постоянно и ускорение
, с которым движется тело. Ответ –
3.
Б) Вспомним условия использования закона сохранения механической энергии:
1) Замкнутая система - система, которая не обменивается энергией с внешними телами;
2) Нет непотенциальных сил в системе. Представим, что в нашей задаче нет силы трения, тогда для двух точек на наклонной
плоскости будет верно
где - потенциальная энергия в точке 1;
- кинетическая энергия в точке 1;
- потенциальная энергия в точке 2;
- кинетическая энергия в точке 2.
Поскольку на тело действует сила трения, то она будет совершать отрицательную работу по модулю, равную . В этом случае
закон изменения механической энергии будет выглядеть следующим образом
Как видим, что, в данном случае, полная механическая энергия будет уменьшаться. Ответ – 2.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость, скользит вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как изменяются по мере подъёма ускорение бруска и его кинетическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Запишем второй закон Ньютона для бруска
где - равнодействующая сил, действующих на брусок;
- сила реакции опоры;
- масса бруска;
- сила трения;
- ускорение бруска.
Поскольку действующие на тело силы постоянны , то постоянно и ускорение
, с которым движется тело. Ответ –
3.
Б) В процессе движения вверх по наклонной плоскости, ускорение на тело будет действовать вниз по наклонной плоскости, т.к. силы
направлены именно в эту сторону. Значит, тело будет замедляться, т.е. скорость тела будет уменьшаться. Так как уменьшается
скорость, то и кинетическая энергия будет уменьшаться. Ответ – 2
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость, скользит вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Силы, действующие на брусок, изображены на рисунке. Как изменяются по мере подъёма скорость бруска и полная механическая энергия бруска?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Запишем второй закон Ньютона для бруска
где - равнодействующая сил, действующих на брусок;
- сила реакции опоры;
- масса бруска;
- сила трения;
- ускорение бруска.
А) Поскольку действующие на тело силы постоянны , то постоянно и ускорение
, с которым движется тело. При этом
ускорение направлено вдоль наклонной плоскости вниз. Поскольку направление скорости и ускорения различное, то скорость тела
уменьшается. Ответ – 2.
Б) Вспомним условия использования закона сохранения механической энергии:
1) Замкнутая система - система, которая не обменивается энергией с внешними телами;
2) Нет непотенциальных сил в системе. Представим, что в нашей задаче нет силы трения, тогда для двух точек на наклонной
плоскости будет верно
где - потенциальная энергия в точке 1;
- кинетическая энергия в точке 1;
- потенциальная энергия в точке 2;
- кинетическая энергия в точке 2.
Поскольку на тело действует сила трения, то она будет совершать отрицательную работу по модулю, равную . В этом случае
закон изменения механической энергии будет выглядеть следующим образом
Как видим, что, в данном случае, полная механическая энергия будет уменьшаться. Ответ – 2.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяются по мере спуска скорость бруска и его кинетическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Источники:
А) Поскольку тело скользит вниз его скорость направлена вниз. Ускорение тела также направлено вниз, поскольку силы действующие вдоль плоскости направлены вниз. За счет того, что скорость сонаправлена с ускорением, скорость увеличивается. Ответ – 1
Б) Т.к. скорость увеличивается, то и кинетическая энергия
увеличивается. Ответ – 1
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются полная механическая энергия и внутренняя энергия мяча?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Источники:
Кинетическая энергия шарика вычисляется по формуле
где - масса шарика;
- скорость шарика.
Потенциальная энергия шарика вычисляется по формуле
где - масса шарика;
- высота шарика (для простоты отсчитываемая от поверхности Земли).
А) Вспомним условия использования закона сохранения механической энергии:
1) Замкнутая система - система, которая не обменивается энергией с внешними телами;
2) Нет непотенциальных сил в системе. Представим, что в нашей задаче нет силы трения, тогда для двух точек на наклонной
плоскости будет верно
где - потенциальная энергия в точке 1;
- кинетическая энергия в точке 1;
- потенциальная энергия в точке 2;
- кинетическая энергия в точке 2.
Поскольку на тело действует сила трения, то она будет совершать отрицательную работу по модулю, равную . В этом случае
закон изменения механической энергии будет выглядеть следующим образом
Как видим, что, в данном случае, полная механическая энергия будет уменьшаться. Ответ – 2.
Б) При движении кинетическая энергия будет переходит во внутреннюю энергию мяча (мяч нагревается за счёт трения о поле),
значит она будет увеличиваться. Ответ – 1
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются
кинетическая энергия и внутренняя энергия мяча?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Источники:
Кинетическая энергия шарика вычисляется по формуле
где - масса шарика;
- скорость шарика.
А) За счет работы силы трения кинетическая энергия тела уменьшается до нуля. Ответ – 2.
Б) При движении кинетическая энергия будет переходит во внутреннюю энергию мяча (мяч нагревается за счёт трения о поле),
значит она будет увеличиваться. Ответ – 1
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются
кинетическая и потенциальная энергия мяча?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Источники:
Кинетическая энергия шарика вычисляется по формуле
где - масса шарика;
- скорость шарика.
Потенциальная энергия шарика вычисляется по формуле
где - масса шарика;
- высота шарика (для простоты отсчитываемая от поверхности Земли).
А) За счет работы силы трения кинетическая энергия тела уменьшается до нуля. Ответ – 2
Б) При движении по горизонтальному участку тело все время находится на одной и той же высоте (одном уровне). Поскольку не
изменяется, то потенциальная энергия также не изменяется. Ответ – 3
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Космический корабль, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, перешёл на другую круговую орбиту, меньшего радиуса. Как
при этом изменились кинетическая энергия корабля и сила тяготения, действующая на корабль?
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
По закону всемирного тяготения, сила тяготения, действующая на корабль со стороны Земли, равна
где – масса корабля,
– масса Земли,
– радиус орбиты корабля, движущегося вокруг Земли,
- радиус
Земли.
Тогда при уменьшении радиуса орбиты сила тяготения
, действующая на корабль со стороны Земли, будет увеличиваться. По
второму закону Ньютона сила тяготения будет равна
где - центростремительное ускорение, возникающее при движении корабля вокруг Земли.
Центростремительное ускорение определяется по формуле
где – модуль скорости корабля.
Подставляя (1) и (3) в (2), получим
при уменьшении радиуса орбиты модуль скорости корабля
будет увеличиваться.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
Поскольку скорость увеличится, то и кинетическая энергия увеличится.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Космический корабль, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, перешёл на другую круговую орбиту, большего радиуса. Как при этом изменились кинетическая энергия корабля и сила тяготения, действующая на корабль?
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
По закону всемирного тяготения, сила тяготения, действующая на корабль со стороны Земли, равна
где – масса корабля,
– масса Земли,
– радиус орбиты корабля, движущегося вокруг Земли,
- радиус
Земли.
Тогда при увеличении радиуса орбиты сила тяготения
, действующая на корабль со стороны Земли, будет уменьшится. По
второму закону Ньютона сила тяготения будет равна
где - центростремительное ускорение, возникающее при движении корабля вокруг Земли.
Центростремительное ускорение определяется по формуле
где – модуль скорости корабля.
Подставляя (1) и (3) в (2), получим
при увеличении радиуса орбиты модуль скорости корабля
будет уменьшаться.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
Поскольку скорость уменьшается, то и кинетическая энергия будет уменьшаться.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
С поверхности Земли вертикально вверх бросают камень. Как будут изменяться потенциальная энергия и кинетическая энергия
камня при его движении вверх? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Тело движется вверх, высота над поверхностью Земли увеличивается, а значит и потенциальная энергия тоже увеличивается.
Ответ – 1
Б) При движении вверх скорость тела уменьшается, за счет ускорения, которое направлено противоположно скорости. Значит,
кинетическая энергия тоже уменьшается. Ответ – 2
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
С крыши гаража падает камень. Как при этом изменяются его скорость и потенциальная энергия относительно поверхности Земли?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Тело движется вниз, ускорение свободного падения направлено вниз. Из-за того, что направление ускорения сонаправлено
направлению скорости, скорость тела увеличивается. Ответ – 1
Б) Тело движется вниз, высота над уровнем Земли уменьшается, а значит, потенциальная энергия тоже уменьшается. Ответ –
2
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
С крыши дома вертикально вниз бросают камень. Как изменяются потенциальная энергия и кинетическая энергия камня при его
движении вниз? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Тело движется вниз, высота над уровнем Земли уменьшается, а значит, потенциальная энергия тоже уменьшается. Ответ –
2
Б) Тело движется вниз, ускорение свободного падения направлено вниз. Из-за того, что направление ускорения сонаправлено
направлению скорости, скорость тела увеличивается, а значит и кинетическая энергия будет увеличиваться. Ответ –
1
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Пуля прошла по горизонтали сквозь фанерную мишень. Как при этом изменились кинетическая и внутренняя энергия
пули?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Со стороны фанеры на пулю действует сила сопротивления движению, поэтому скорость пули, а значит, и кинетическая энергия
пули уменьшается. Ответ – 2
Б) Часть кинетической энергии пули перейдет во внутреннюю энергию пули (она нагревается за счёт трения), поэтому она
увеличится. Ответ – 1
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Мяч бросили вверх под углом к горизонту. Как изменяются по мере движения мяча к верхней точке траектории его кинетическая
энергия и модуль ускорения мяча? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Источники:
А) При движении к верхней точке кинетическая энергия тела переходит в потенциальную, т.е. кинетическая энергия уменьшается.. Ответ – 2
Б) При движении под углом к горизонту в отсутствии силы трения на тело действует одна сила - сила тяжести. Значит сила, под действием которой движется тело - не изменяется. Поскольку приложенная сила постоянна, то она будет вызывать у тела постоянное ускорение, т.е. модуль ускорения не изменяется. Ответ – 3
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Свинцовый шар подброшен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Пренебрегая сопротивлением воздуха, укажите, как изменяются по мере движения шара вверх кинетическая энергия шара и модуль ускорения шара.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Источники:
Потенциальная энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- высота тела относительно земли.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле
где - масса тела;
- скорость тела.
А) Тело движется вверх, ускорение свободного падения направлено вниз. Из-за того, что направление ускорения противоположно
направлению скорости, скорость тела уменьшается, а значит и кинетическая энергия будет уменьшаться. Ответ –
2
Б) Тело движется под действием силы тяжести и ускорение тела равно ускорению свободного падения, которое не изменяется в
процессе движения. Ответ – 3