Тема №5 Механика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)

07 Задания СтатГрада

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №5 механика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#120693

Небольшое тело массой $0,2 кг,$ закреплённое на конце жёсткого невесомого стержня $S$ длиной 0,5 м, вращается в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси O, занимая последовательно положения 1, 2, 3, 4 (см. рисунок). Линейная скорость движения тела постоянна по модулю и равна $4 м/с.$ Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие данное движение тела. Запишите цифры, под которыми они указаны.

$PIC$

1) Период обращения тела равен 1,57 с.
2) Модуль силы натяжения стержня в положении 3 равен 4,4 Н.
3) Модуль силы натяжения стержня в положении 1 равен 12,2 Н.
4) Полная механическая энергия тела в положении 2 равна полной механической энергии тела в положении 4.
5) Потенциальная энергия тела в положении 3 больше потенциальной энергии тела в положении 4 на 2 Дж.

Источники: СтатГрад 11.02.2022 Физика 1

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Период можно найти как:

2πR T = -v--

где $R$ - радиус, по которому движется тело, $v$ - линейная скорость тела.

T = 2πl = 2⋅π⋅0,5-=0,785 с v 4

2) $Верно$
Расставим силы, действующие на тело в точке 3: сила натяжения и сила тяжести направлены вниз, центростремительное ускорение направлено вниз к центру окружности. Спроецируем на вертикальную ось:

ma= T + mg

Ускорение можно найти по формуле: $v2 a= -l ,$ выразим силу натяжения:

2 2 T = m (v- − g) =0,2⋅(-4-− 10)= 4,4 Н l 0,5

3) $Неверно$
Рассмотрим силы, действующие на тело в 1 точке - сила натяжения, направленная вертикально вверх, и сила тяжести, направленная вертикально вниз. Центростремительное ускорение направлено вертикально вверх. По второму закону Ньютона в проекции на вертикальную ось:

ma= T − mg

Выразим силу натяжения:

2 2 T = m (v- + g) =0,2⋅(-4-+ 10)= 8,4 Н l 0,5

4) $Верно$
Полная механическая энергия остается постоянной.
5) $Н еверно$
Примем за нулевой уровень первую точку, найдем потенциальную энергию в обоих случаях:

E3 = mg2l = 0,2⋅10⋅2⋅0,5= 2 Д ж

E4 =mgl = 0,2 ⋅10 ⋅0,5 =1 Дж

Значения энергий отличаются на 1 Дж.

Ответ: 24

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#121340

Небольшой брусок массой $m = 50 г$ соскальзывает с высоты $H = 60 см$ по наклонной плоскости, плавно переходящей в кольцевой жёлоб (см. рисунок). Радиус кольца $R = 20 см,$ его плоскость вертикальна. Начальная скорость бруска равна нулю, трение отсутствует. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие данное движение тела. Запишите цифры, под которыми они указаны.

$PIC$

1) Кинетическая энергия бруска в нижней точке кольца равна 0,3 Дж.
2) Брусок оторвётся от поверхности жёлоба, не добравшись до самой верхней точки кольца.
3) Сила давления, действующая на брусок в самой верхней точке кольца, равна по модулю 0,5 Н.
4) Сила давления, действующая на брусок в самой нижней точке кольца, равна по модулю 3 Н.
5) Кинетическая энергия бруска в самой нижней точке кольца равна 0,1 Дж.

Источники: СтатГрад 11.02.2022 Физика 2

Показать ответ и решение

1) $В ерно$
По закону сохранения потенциальная энергия будет равна кинетической в нижней точке траектории:

E = mgH = 0,05⋅10⋅0,6= 0,4 Д ж

2) $Неверно$
Чтобы брусок не оторвался, нужно, чтобы в верхней точке была кинетическая энергия. Это можно проанализировать по потенциальной энергии: первоначально тело находится на бОльшей высоте, по сравнению с верхней точкой траектории, а это значит, что первоначальная потенциальная энергия расходуется на потенциальную и кинетическую в верхней точке.
3) $В ерно$
В верхней точке кольца на тело действуют сила реакции опоры и сила тяжести, направленные вертикально вниз. Также вертикально вниз направлено в этой точке и центростремительное ускорение. По второму закону Ньютона на вертикальную ось

ma = N + mg

Выразим силу реакции опоры:

N = m(v2 − g) R

Скорость тела в верхней точке кольца найдем из закона сохранения механической энергии:

mv2 mgH = -2--+ 2mgR

v2 = 2g(H − 2R )

2 N = m((2g(H-−-2R))-− g)= mg(2H-−-5R)= 0,05⋅10(2⋅0,6-−-5⋅0,2)-=0,5 Н R R 0,2

4) $Н еверно$
Рассмотрим силы, действующие на тело в нижней точке кольца: сила реакции опоры, направленная вертикально вверх, и сила тяжести, направленная вертикально вниз. Центростремительное ускорение направлено вертикально вверх (к центру окружности). По второму закону Ньютона на вертикальную ось

ma = N − mg

Выразим силу реакции опоры:

v2 N = m(R- +g)

Квадрат скорости выразим из ЗСЭ:

2 mgH = mv-- 2

2 v = 2gH

N = mg((2H)2+ 1)= 0,05⋅10g((2⋅0,6)2 + 1) =3,5 Н R 0,2

5) $Неверно$
Нет, см. пункт 1.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#126454

Точечные тела A и B в момент времени $t= 0 с$ начинают двигаться вдоль оси $Ox$ в одну сторону. На рисунке приведены графики зависимостей модулей скоростей $V$ этих тел от времени $t.$
Выберите все верные утверждения, описывающие движение этих тел.

1) Модуль ускорения тела A равен $1 м ∕с2.$
2) Модуль ускорения тела B больше модуля ускорения тела A.
3) Модуль средней скорости тела B за первые 6 секунд его движения равен 3,5 м/с.
4) За первые 4 секунды движения тела A и B прошли одинаковые пути.
5) В момент времени t = 2 с тела встретились.

Источники: Статград 20.10.2022 Физика 1

Показать ответ и решение

1) $В ерно$
Ускорение найдем по формуле: $v− v0 5 − 1 a = --t--= --4- = 1 м∕с2.$
2) $Н еверно$
Найдем ускорение для тела В: $a= v−-v0 = 5−-2= 0,5 м∕с2. t 6$
Можем сделать вывод, что ускорение тела А больше ускорения тела В.
3) $В ерно$
Да, среднюю скорость можно найти как $S v = t$ ,
где $S$ - весь путь, $t$ - все время.
Найдем путь тела В за 6 секунд как площадь трапеции:

S = 2+-5⋅6= 21 м 2

Тогда средняя скорость:

21 v = 6 = 3,5 м/с

4) $Верно$
Да, путь в данных координатах можно проанализировать по площади под графиками, в обоих случаях это площадь трапеции:

Sa = 1+-5 ⋅4 = 12 м 2

2+ 4 Sb =-2-- ⋅4 = 12 м

5) $Неверно$
Нет, в момент 2 с тела имели одинаковые по модулю скорости.

Ответ: 135

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#126620

Точечные тела A и B в момент времени t = 0 с начинают двигаться вдоль оси OX в одну сторону. На рисунке приведены графики зависимостей модулей скоростей $V$ этих тел от времени $t$ .
Выберите все верные утверждения, описывающие движение этих тел.

1) Модуль ускорения тела A меньше модуля ускорения тела B.
2) Модуль ускорения тела B равен $0,5м∕с2$ .
3) В момент времени t = 2 c тела встретились.
4) Модуль средней скорости тела A за первые 3 секунды его движения равен 2,5 м/с.
5) За первые 4 секунды движения модули перемещений тел A и B одинаковы.

Источники: Статград 20.10.2022 Физика 2

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Ускорение тела А найдем по формуле: $v− v0 5 − 1 a = --t--= --4- = 1 м∕с2$

Найдем ускорение для тела В: $a= v−-v0 = 5−-2= 0,5 м∕с2 t 6$
Можем сделать вывод, что ускорение тела А больше ускорения тела В.
2) $В ерно$
Да, см. пункт 1.
3) $Н еверно$
Нет, в момент 2 с тела имели одинаковые по модулю скорости.
4) $В ерно$
Да, среднюю скорость можно найти как $S- v = t$ ,
где $S$ - весь путь, $t$ - все время.
Найдем путь тела А за 3 секунд как площадь трапеции:

S = 1-+4 ⋅3= 7,5 м 2

Тогда средняя скорость:

v = 7,5= 2,5 м/с 3

5) $Верно$
Да, путь в данных координатах можно проанализировать по площади под графиками, в обоих случаях это площадь трапеции:

1+-5 Sa = 2 ⋅4 = 12 м

2+ 4 Sb =-2-- ⋅4 = 12 м

Ответ: 245

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#127692

Камень массой 40 г запустили с поверхности земли вертикально вверх, и через некоторое время он упал обратно. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. В таблице приведены значения координаты камня х в различные моменты времени $t.$ Координатная ось $OX$ направлена вертикально вверх, начало координат расположено на поверхности земли, время отсчитывается от момента броска. Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта на основании данных, содержащихся в таблице.

|-t, с-|0,0-|-0,6-|-1,2-|1,8-|-2,4--|3,0-|-3,6-|-4,2-|4,8-| |-----|---|----|-----|----|-----|----|----|-----|----| -х, м--0,0--16,2-28,8--37,8--43,2--45,0--43,2--37,8--28,8--

1) Начальная скорость камня в момент броска была равна 30 м/с.
2) Камень упал на землю через 4,8 с после броска.
3) Через 1,4 с после броска проекция скорости камня на ось OX была отрицательной.
4) Модуль импульса камня в течение полета оставался неизменным.
5) Максимальное приращение потенциальной энергии камня за время полета было равно 18 Дж.

Источники: Статград 09.12.2022 Физика 1

Показать ответ и решение

Решение скрыто

Ответ: