Тема 12. Установление соответствия. Изменение величин

12.03 Законы сохранения

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела установление соответствия. изменение величин

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#55708

В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость, начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как в процессе скольжения будут меняться кинетическая и полная механическая энергия бруска?

$PIC$

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

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

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Запишем закон сохранения энергии:

Eпот+ E кин+ Aтр = E,

где $Eпот = mgh$ – потенциальная энергия, $mv2- Eкин = 2$ – кинетическая энергия, $A тр$ – работа силы трения, $E$ – полная энергия, $m$ – масса камня, $h$ – высота подъёма, $v$ – скорость камня.
При подъёме в гору увеличивается потенциальная энергия, при этом совершается положительная работа силы трения, значит, кинетическая энергия и полная механическая энергия уменьшаются.

Ответ: 22

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#57941

В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость, начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как в процессе скольжения будут меняться потенциальная и полная механическая энергия бруска?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

|Потенциальная-энергия-|П-олная-механическая энергия| |--------------------|--------------------------| ------------------------------------------------|

Показать ответ и решение

Запишем закон сохранения энергии:

Eпот+ E кин+ Aтр = E,

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#73658

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?

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

|--------------------|--------------------| |П отенциальная энергия|П олная механическая | | бруска | энергия бруска | |--------------------|--------------------| ------------------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

А) Поскольку тело скользит вниз, то высота тела над поверхностью Земли уменьшается. Потенциальная энергия равна $mgh$ , где $h$ - высота над поверхностью Земли, поскольку она становится меньше, то и потенциальная энергия уменьшается. Ответ – 2

Б) Поскольку на тело действует сила трения, то она будет совершать работу и уменьшать полную механическую энергию тела. Ответ – 2

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#76144

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

|--------------------|--------------------| |Потенциальная энергия |Кинетическая энергия | |-------камня--------|-------камня--------| ------------------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

А) Тело движется вверх, высота над поверхностью Земли увеличивается, а значит и потенциальная энергия, рассчитываемая по формуле $E = mgh$ , тоже увеличивается. Ответ – 1

Б) При движении вверх скорость тела увеличивается, за счет ускорения, которое направлено противоположно скорости. Значит, скорость тела будет уменьшаться, а значит, кинетическая энергия, рассчитываемая по формуле $E = mv2- 2$ , тоже уменьшается. Ответ – 2

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#39389

На горизонтальной плоскости находится брусок массой 1 кг. Если к бруску прикладывают горизонтальную силу $F = 10$ Н, как показано на рисунке а, то он движется по плоскости с ускорением. Коэффициент трения между поверхностью бруска и плоскостью равен 0,5.

Как изменятся следующие физические величины, если, не изменяя модуля силы, изменить её направление так, как показано на рисунке б: вес бруска; работа силы $F$ при перемещении бруска?

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.

|----------------------------------|------------| |Работа си лы F п ри перем ещ ении |В ес бруска | | | | |---бруск-а н-а-расстоян-ие-10-м---|------------| | | | -------------------------------------------------

Показать ответ и решение

Расставим силы

Запишем второй закон Ньютона:

F⃗ + ⃗Fтр + ⃗N + m ⃗g = m ⃗a,

где $Fтр$ – сила трения, $N$ – нормальная сила реакции опоры, $a$ – ускорение тела.
Спроецируем второй закон Ньютона на ось $x$ и $y$ :

( { F cos α − Fтр = ma ( N − mg + F sin α = 0

N = mg − F sinα

Из третьего закона Ньютона вес тела равен нормальной силе реакции опоры, тогда при $α = 0$ , $N (0) = mg$ , а при $∘ α = 30$ , $N (30) = mg − F∕2$ , то есть вес уменьшается.
Работа силы равна:

A = F S cos α,

где $F$ – сила, $S$ – расстояние, $cosα$ – косинус угол между силой и перемещением.
Косинус угла $α$ уменьшается с увеличение угла $α$ , значит, уменьшается и работа силы.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#73665

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

|Потенциальная-энергия-|К-инетическая энергия| | | | |-------камня--------|--------кам-ня-------| -------------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

А) Тело движется вниз, высота над уровнем Земли уменьшается, а значит, потенциальная энергия равная $Eпот =mgh$ 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, которую можно найти по формуле $mv2- E кин = 2$ , будет увеличивается. Ответ – 1

Ответ: 21

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#39428

Камень подброшен вверх в тормозящей его движение атмосфере. Как изменились кинетическая и потенциальная энергия камня при его перемещении из точки 1 в точку 2?

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась

--------------------------------------------- |Кинетическая энергия |П отенциальная энергия| |--------------------|----------------------| ---------------------------------------------

Показать ответ и решение

Запишем закон сохранения энергии:

Eпот + Eкин = E,

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#91326

Камень, подброшенный вверх в точке 1, совершает падение в тормозящей его движение атмосфере. Как изменяется полная механическая и внутренняя энергии камня при переходе из точки 1 в точку 2?

$PIC$

------------------------------------------------- |Полная механическая энергия|В нутрен няя энергия| |---------------------------|-------------------| -------------------------------------------------

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Запишем закон сохранения энергии:

Eпот + Eкин = E,

где $E пот = mgh$ – потенциальная энергия, $mv2- Eкин = 2$ – кинетическая энергия, $E$ – полная энергия, $m$ – масса камня, $h$ – высота подъёма, $v$ – скорость камня.
При подъёме в точку 2 потенциальная энергия увеличивается, значит, кинетическая энергия уменьшается, а т.к. присутствуют силы трения, то полная механическая энергия уменьшается за счёт дополнительного замедления тела.
Внутренняя энергия тела это суперпозиция кинетической энергии всех молекул(температура тела) и потенциальной энергии взаимодействия этих молекул(расстояние между ними, т.е. агрегатное состояние вещества). Т.к. есть силы трения, но тело не переходит из одного агрегатного состояние в другое, то внутренняя энергия определяется изменением температуры. Так как при движении в такой атмосфере происходит трение с атмосферой, то его механическая энергия переходит во внутреннюю - то есть, тело нагревается.

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#73681

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

|Кинетическая-|---М-одуль-----| | | | |энергия-мяча-|ускорения-мяча-| -----------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

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

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#73680

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

|------------|--------------| |Кинетическая |Потенциальная | |энергия-мяча-|-энергия-мяча--| -----------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

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). Потенциальная энергия рассчитывается по формуле $E = mgh$ , где $h$ - высота над нулевым уровнем потенциальной энергии, поскольку она не изменяется, то потенциальная энергия постоянна. Ответ – 3

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#73679

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

|Кинетическая-|В-нутренняя--| | | | |энергия-мяча-|энергия-мяча-| ---------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

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, значит она будет увеличиваться. Ответ – 1

Ответ: 21

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#73678

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

|------------------|------------------| |Полная механическая|Внутренняя энергия| |---энергия-мяча----|-------мяча-------| ---------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

А) За счет работы силы трения кинетическая энергия тела уменьшается до нуля, значит, механическая энергия мяча уменьшается. Ответ – 2

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#73682

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

|--------------------|-----------------| |К инетическая энергия |Внутренняя энергия| |--------пули--------|------пули-------| ----------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

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, поэтому она увеличится. Ответ – 1

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#41446

Свинцовый шар, совершив свободное падение с нулевой начальной скоростью с некоторой высоты на бетонную плиту, останавливается. Как изменились в результате падения полная механическая энергия и внутренняя энергия шара?
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 энергия|В-нутрен-няя энергия| |---------------------------|-------------------| -------------------------------------------------

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Полная механическая энергия шара – это сумма его кинетической и потенциальной энергий. На высоте при нулевой скорости шар имеет максимальную потенциальную энергию, равную $mgh,$ и нулевую кинетическую энергию. После падения шар останавливается, вся потенциальная энергия перешла в кинетическую. При ударе часть этой кинетической энергии переходит во внутреннюю энергию шара, а часть – во внутреннюю энергию плиты. В результате полная механическая энергия уменьшилась, а внутренняя энергия шара увеличилась.

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#73676

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.

|К-инетическая энергия-корабля|С-ила тяготения, действую-щая-н&#x04------ |--------------------------|-----------------------------------| ----------------------------------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Радиус движения по окружности уменьшился. Силу тяготения можно рассчитать по формуле $GMm-- Fтяг = R2$ , из данной формулы видно, что при уменьшении радиуса окружности сила тяготения увеличивается. Б – 1

Кинетическая энергия рассчитывается по формуле $2 E кин = mv-- 2$ При движении по окружности тело движется с центростремительным ускорением, при этом равнодействующая всех сил равняется силе тяготения, получаем:

GMm-- ma = R2

mv2 GMm -R--= --R2-

Значит формула для скорости:

∘ ---- v = GM-- R

Значит, при уменьшении радиуса окружности, скорость движения увеличивается, а значит и кинетическая энергия увеличивается. А – 1

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#73677

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.

|К-инетическая энергия-корабля|С-ила тяготения, действую-щая-н&#x04------ |--------------------------|-----------------------------------| ----------------------------------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Радиус движения по окружности уменьшился. Силу тяготения можно рассчитать по формуле $GMm-- Fтяг = R2$ , из данной формулы видно, что при увеличении радиуса окружности сила тяготения уменьшается. Б – 2

GMm-- ma = R2

mv2 GMm -R--= --R2-

Значит формула для скорости:

∘ ---- v = GM-- R

Значит, при увеличении радиуса окружности, скорость движения уменьшается, а значит и кинетическая энергия уменьшается. А – 2

Ответ: 22

Предыдущий раздел

Следующий раздел