Тест по физике (10 класс) по теме: Тестовые задачи по теме «Закон сохранения энергии» 10 класс
1. Камень массой 1 кг брошен вертикально вверх с начальной скоростью 4 м/с. На сколько увеличится потенциальная энергия камня от начала движения к тому времени, когда скорость камня уменьшится до 2 м/с?
1) 2 Дж 2) 4 Дж 3) 6 Дж 4) 12 Дж
2. Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость 5м/с , а у подножия горки она равнялась 15м/с. Трение санок о снег пренебрежимо мало. Какова высота горки?
1) 7,5 м 2) 10 м 3) 15 м 4) 20 м
3. Тележка движется со скоростью . Её кинетическая энергия равна 27 Дж. Какова масса тележки? 1) 6 кг
2) 9 кг 3) 18 кг 4) 81 кг
4. Скорость брошенного мяча непосредственно перед ударом об абсолютно гладкую стену была вдвое больше его скорости сразу после удара. Какое количество теплоты выделилось при ударе, если перед ударом кинетическая энергия мяча была равна 20 Дж? 1) 5 Дж 2) 10 Дж 3) 15 Дж 4) 17,5 Дж
5. Изначально покоившееся тело начинает свободно падать с некоторой высоты. Какой из приведенных графиков может соотвествовать зависимости кинетической энергии этого тела от времени?
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
6. Изменение скорости тела массой 2 кг, движущегося по оси , описывается формулой , где , , — время в секундах. Кинетическая энергия тела через 3 с после начала отсчета времени равна 1) 4 Дж 2) 36 Дж 3) 100 Дж 4) 144 Дж
7. Какой из графиков, приведённых на рисунке, показывает зависимость полной энергии E тела, брошенного под углом к горизонту, от его высоты h над Землёй? Сопротивлением воздуха пренебречь.
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
8.
Для разрушения преграды часто используют массивный шар, раскачиваемый на стреле подъёмного крана (см. рисунок). Какие преобразования энергии происходят при перемещении шара из положения А в положение Б?1) внутренняя энергия шара преобразуется в его кинетическую энергию2) кинетическая энергия шара преобразуется в его потенциальную энергию3) потенциальная энергия шара преобразуется в его кинетическую энергию4) внутренняя энергия шара преобразуется в его потенциальную энергию
Контрольная работа по физике по теме «Законы сохранения в механике». 10-й класс
I вариант
1. Лебедка равномерно поднимает груз массой 200 кг на высоту 3 м за 5 с. Какова мощность лебедки?
А 3000 Вт
Б 333 Вт
В 1200 Вт
Г 120 Вт
2. Если на вагонетку массой m, движущуюся по горизонтальным рельсам со скоростью v, сверху вертикально опустить груз, масса которого равна половине массы вагонетки, то скорость вагонетки с грузом станет равной
А 2/3v
Б 3/2v
В 1/2v
Г 1/4v
3. Шары движутся со скоростями, показанными на рисунке, и при столкновении слипаются. Как будет направлен импульс шаров после столкновения?
4. Работа А равнодействующей всех сил, действующих на материальную точку, при изменении модуля её скорости от v1 до v2 равна
А A=mv22 – mv
Б A=mv2 – mv1
В F=mv22 + mv12
Г A=mv2 + mv1
5. Под действием силы тяги двигателя, равной 1000 Н автомобиль движется с постоянной скоростью 72 км/ч. Мощность двигателя равна
А 1×104 Вт
Б 2×104 Вт
В 3×104 Вт
Г 4×104 Вт
6. Отец везет сына на санках с постоянной скоростью по горизонтальной заснеженной дороге. Сила трения санок о снег равна 30Н. Отец совершил механическую работу, равную 3000 Дж. Определите пройденный путь.
А 100 м
Б 300 м
В 0,01 м
Г 30 м
7. Скорость автомобиля при торможении изменяется с течением времени в соответствии с графиком, представленным на рисунке. Как изменилась кинетическая энергия автомобиля за первые 20 секунд торможения?
А уменьшилась в 2 раза
Б увеличилась в 4 раза
В уменьшилась в 4 раза
Г не изменилась
8. Спортсмен поднял штангу массой 75 кг на высоту 2 м. Потенциальная энергия штанги при этом изменилась на
А 150 Дж
Б 300 Дж
В 1500 Дж
Г 37,5 Дж
9. Хоккейная шайба массой 160 г летит со скоростью 10 м/с. Какова её кинетическая энергия?
А 1,6 Дж
Б 16 Дж
В 0,8 Дж
Г 8 Дж
10. Ученик собрал установку, показанную на рисунке. Под действием груза массой 0,4 кг пружина растянулась на 0,1 м. Потенциальная энергия пружины при удлинении равна
А 0,1 Дж
Б 0,2 Дж
В 4,0 Дж
Г 4,2Дж
Контрольная работа для 10 класса по теме «Законы сохранения в механике»
II вариант
1. Санки после толчка движутся по горизонтальной дорожке. Как изменится модуль импульса санок, если на них в течение 5 с действует сила трения о снег, равная 20Н?
А ответить невозможно, так как неизвестна масса санок
Б увеличится на 4 Н/с
В увеличится на 100 кг м/с
Г уменьшится на 100 кг м/с
2. Ракета, состоящая из двух ступеней, двигалась со скоростью v0=6 км/с (рис. А). Первая ступень после отделения движется со скоростью v1=2 км/с (рис. Б). Масса первой ступени m1=1×103 кг, масса второй m2=2×103 кг. Вторая ступень после отделения первой имеет скорость
А 2 км/с
Б 4 км/с
В 6 км/с
Г 8 км/с
3. Шары движутся со скоростями, показанными на рисунке, и при столкновении слипаются. Как будет направлен импульс шаров после столкновения?
4. Лебедка равномерно поднимает груз массой 200 кг на высоту 3 м за 5 с. Какова мощность лебедки?
А 3000 Вт
Б 333 Вт
В 1200 Вт
Г 120 Вт
5. Скорость автомобиля массой m=103 кг увеличилась от v1=10 м/с до v2=20 м/с. Работа равнодействующей силы равна
А 1,5×105 Дж
Б 2,0×105 Дж
В 2,5×105 Дж
Г 3×105 5 Дж
6. Человек, равномерно поднимая веревку, достал ведро с водой из колодца глубиной 10 м. Масса ведра 1,5 кг, масса воды в ведре 10 кг. Какова работа силы упругости веревки?
А 1150 Дж
Б 1300 Дж
В 1000 Дж
Г 850 Дж
7. Первый автомобиль имеет массу 1000 кг, второй – 500 кг. Скорости их движения изменяются с течением времени в соответствии с графиками, представленными на рисунке. Отношение Ек2Ек1 кинетических энергий автомобилей в момент времени t1 равно
А 1/4
Б 4
В 1/2
Г 2
8. При произвольном делении покоившегося ядра химического элемента образовалось три осколка массами: 3m; 4.5m; 5m. Скорости первых двух взаимно перпендикулярны, а их модули равны соответственно 4
А v
Б 2v
В 3v
Г 6v
9. Потенциальная энергия взаимодействия с Землей гири массой 5 кг увеличилась на 75 Дж. Это произошло в результате того, что гирю
А подняли на 7 м
Б опустили на 7 м
В подняли на 1,5 м
Г опустили на 1,5 м
10. Ученик исследовал зависимость модуля силы упругости F пружины от её растяжения х и получили следующие результаты:
|
F, H |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
x, м |
0 |
0,02 |
0,04 |
0,06 |
0,08 |
0,10 |
Определите потенциальную энергию пружины при её растяжении на 0,08 м.
А 0,04 Дж
Б 0,16 Дж
В 25 Дж
Г 0,08 Дж
Тест по физике Закон сохранения механической энергии для 10 класса
Тест по физике Закон сохранения механической энергии для 10 класса с ответами. Тест включает в себя 2 варианта. В каждом варианте по 5 заданий.
1 вариант
1. Определите, в какой точке траектории движения снаряда, представленной на рисунке 23, сумма кинетической и потенциальной энергии снаряда имела максимальное значение.
А. 1
Б. 2
В. Во всех точках сумма кинетической и потенциальной энергии одинакова.
2. С какой скоростью бросили вертикально вверх камень, если он при этом поднялся на высоту 5 м?
А. 10 м/с
Б. 5 м/с
3. Из пружинного пистолета, расположенного на высоте 2 м над поверхностью земли, вылетает пуля. Первый раз вертикально вверх, второй раз горизонтально. В каком случае скорость пули при подлете к поверхности земли будет наибольшей? Сопротивлением воздуха пренебречь. Скорость вылета пули из пистолета во всех случаях считать одинаковой.
А. В первом
Б. Во втором
В. Во всех случаях конечная скорость пули по модулю будет одинакова
4. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте его кинетическая энергия станет равной его потенциальной энергии?
А. 2 м
Б. 2,5 м
В. 3 м
5. Самолет массой 2 т движется в горизонтальном направлении со скоростью 50 м/с. Находясь на высоте 420 м, он переходит на снижение при выключенном двигателе и достигает дорожки аэродрома, имея скорость 30 м/с. Какова работа силы сопротивления воздуха во время планирующего полета?
А. -10 МДж
Б. 10 МДж
В. -20 МДж
2 вариант
1. Определите, в какой точке траектории движения снаряда, представленной на рисунке 24, кинетическая энергия снаряда имела минимальное значение.
А. 2
Б. 1
В. Во всех точках кинетическая энергия одинакова
2. Мяч брошен вертикально вверх со скоростью 10 м/с. Определите максимальную высоту, на которую поднимется мяч.
А. 10 м
Б. 5 м
В. 20 м
А. В первом
Б. Во втором
В. Во всех случаях конечная скорость пули по модулю будет одинакова
4. С какой начальной скоростью нужно бросить вертикально вниз мяч с высоты 1 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 6 м?
А. 10 м/с
Б. 5 м/с
В. 20 м/с
5. Камень, брошенный вертикально вверх со скоростью 20 м/с, упал на землю со скоростью 10 м/с. Масса камня 200 г. Какова работа силы сопротивления воздуха?
А. -30 Дж
Б. 30 Дж
В. -40 Дж
Ответы на тест по физике Закон сохранения механической энергии для 10 класса
1 вариант
1-В
2-А
3-В
4-Б
5-А
2 вариант
1-А
2-Б
3-В
4-А
5-А
Тест по физике (10 класс) на тему: Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике»
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике».
1 Вариант
1.Определить уменьшение импульса пули массой 10 г, летящей со скоростью 600 м/с, если она пробив стену, стала двигаться со скоростью 200 м/с.
2.Скорость пули при вылете из ружья 100 м/с, а её масса 3 г. Определить скорость отдачи ружья при выстреле, если его масса 4 кг.
3.Тело движется по горизонтальной поверхности под действием силы 20 Н, приложенной к телу под углом 60 градусов к горизонту. Определить работу этой силы при перемещении тела на 5 м.
4.Пуля массой 60г летит равномерно и за 4 с пролетает 1,2 км. Определить величину кинетической энергии пули.
5. Определить среднюю мощность лебёдки, поднимающей груз массой 100 кг с постоянной скоростью на высоту 10м за 20 секунд.
6.Тележка на американских горках начинает движение без начальной скорости в наивысшей точке на высоте 20 м над землёй. Она резко опускается до высоты 2м и затем круто взмывает вверх до вершины следующей горы, которая расположена на высоте 15 метров. Какова скорость тележки в желобе на 15-метровой вершине, если потерями энергии на трение можно пренебречь.
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике».
2 Вариант.
1.Движение материальной точки описывается уравнением х=20+2t-t2. Найти импульс через 2 с, если m=2 кг.
2.Какую скорость приобретает ракета массой 0,6 кг, если продукты горения массой 15 г вылетают из неё со скоростью 800 м/с?
3.Мальчик тянет санки прилагая к верёвке силу 100 Н. Верёвка образует с горизонтом угол 30 градусов. Какую работу производит мальчик на пути 50м?
4.Тело массой 1 кг, двигаясь ускоренно увеличило свою скорость с 2 м/с до 5м/с. Определить изменение кинетической энергии тела.
5.Подъёмный кран поднял груз массой 4,5 тонны на 8 м. Мощность двигателя крана 9кВт. Сколько времени затрачено на подъём груза?
6.Сани начинают скользить с горы высотой 20м. Какую кинетическую энергию они приобретут в конце спуска?
Трением пренебречь. Масса саней 3 кг.
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике».
3 Вариант.
1.Найти импульс грузового автомобиля массой 10 тонн, движущегося со скоростью 36 км/ч.
2. Из ружья массой 4 кг при выстреле вылетает пуля со скоростью 600 м/с. При этом ружьё испытывает отдачу, т. е. движется в обратном направлении со скоростью 0,3 м/с. Определить массу пули.
3.Какая работа совершается при равномерном подъёме на высоту 10 м груза массой 5 кг?
4.Тело, масса которого 5 кг, находится на высоте 12 метров над поверхностью Земли. Определить потенциальную энергию тела, если на поверхности Земли она равна 0.
5.Тепловоз, развивая мощность 600 кВт, равномерно движется со скоростью 54 км/ч. Определить силу тяги тепловоза.
6.Стрела вылетает вертикально вверх со скоростью 50 м/с. На какую высоту она поднимется, если её масса 200г?
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике».
4 Вариант.
1.Поезд массой 200 тонн, двигаясь прямолинейно увеличил свою скорость от 36 км/ч до 72 км/ч. Найти изменение импульса поезда.
2.Тележка с песком массой 30 кг движется по горизонтальным рельсам со скоростью 6 м/с. Определить массу вертикально упавшего на тележку камня, если скорость тележки с камнем стала 4 м/с.
3.Какую надо совершить работу, чтобы лежащий на земле однородный стержень длиной 3м и массой 10 кг поставить вертикально?
4.На высоте 10 м находится алюминиевый кубик с ребром 10см. Вычислить запас его потенциальной энергии, если плотность алюминия 2700 кг/м3.
5.Самолёт летит прямолинейно и равномерно со скоростью 900 км/ч. Какова мощность, развиваемая моторами, если их сила тяги равна 14,4 кН?
6.С какой начальной скоростью необходимо бросить мяч вертикально вниз с высоты 1м, чтобы он подпрыгнул после абсолютно упругого удара о землю на высоту 1, 45 м?
Контрольная работа «Закон сохранения импульса и энергии» (базовый уровень)
Контрольная работа (базовый уровень)
Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии.
10 класс
I вариант*
Чему равен импульс тела массой 2 кг, движущегося со скоростью 3 м/с
По условиям предыдущей задачи определите кинетическую энергию тела.
В инерциальной системе отсчёта тело массой 2 кг движется по прямой в одном направлении под действием постоянной силы, равной 3 Н. На сколько увеличится импульс тела за 5 с движения?
Два тела двигаются навстречу друг другу. 1 тело массой 2 кг вправо со скоростью 5 м/с. 2 тело массой 3 кг со скоростью 4 м/с. Как и с какой скоростью будут двигаться тела после абсолютно неупругого удара.
Тело массой 4 кг подняли с высоты 1,5 м на высоту 3м. Как при этом изменилась потенциальная энергия тела.
Удлинение пружины с коэффициентом жесткостью 600 Н/м под действием некоторой силы составило 0,1 м. Определите значение потенциальной энергии.
7. На шарнире укреплён конец лёгкого рычага, к которому прикреплена гиря массой 2 кг (см. рисунок). С какой силой нужно тянуть за рычаг вверх в точке А для того, чтобы рычаг находился в равновесии?
8. Из колодца медленно выкачали с помощью насоса 0,5 м3 воды. Совершённая при этом работа равна 30 000 Дж. Чему равна глубина колодца? Плотность воды равна 1000 кг/м3.
9. Пуля массой 10 г, летящая со скоростью 200 м/с, пробивает доску толщиной 2 см и вылетает со скоростью 100 м/с. Определите силу сопротивления доски, считая ее постоянной.
Контрольная работа (базовый уровень)
Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии.
10 класс
II вариант*
Чему равен импульс тела массой 2 кг, движущегося со скоростью 5 м/с
По условиям предыдущей задачи определите кинетическую энергию тела.
В инерциальной системе отсчёта тело массой 5 кг движется по прямой в одном направлении под действием постоянной силы. Чему равен модуль силы, если скорость тела изменилась на 10м/с за 5 с движения?
Два тела двигаются навстречу друг другу. 1 тело массой 5 кг вправо со скоростью 10 м/с. 2 тело массой 15 кг со скоростью 3 м/с. Как и с какой скоростью будут двигаться тела после абсолютно неупругого удара.
Тело массой 2 кг подняли с высоты 2 м на высоту 4м. Как при этом изменилась потенциальная энергия тела.
Удлинение пружины с коэффициентом жесткостью 100 Н/м под действием некоторой силы составило 0,2 м. Определите значение потенциальной энергии.
7. На шарнире укреплён конец лёгкого рычага, к которому прикреплена гиря массой 1 кг (см. рисунок). С какой силой нужно тянуть за рычаг вверх в точке А для того, чтобы рычаг находился в равновесии?
8. Бетонную плиту объёмом 0,5 м3 равномерно подняли на некоторую высоту. Чему равна высота, на которую подняли плиту, если совершённая при этом работа равна 23 кДж? Плотность бетона равна 2300 кг/м3.
9.Тело массой 10 кг, свободно падает с высоты 50 м и при падении на землю имеет скорость 30 м/с. Определите силу сопротивления воздуха при падении.
Контрольная работа по физике Закон сохранения энергии 10 класс. 1 вариант
ИТТ Вариант 1 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
ИТТ- 10.3.1 Вариант 1 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ 1. Тело массой m движется со скоростью. Каков импульс тела? А. Б. В. Г. Д. Е. 2. Тело массой от движется со скоростью. Какова кинетическая энергия тела? А. Б. В.
ПодробнееЗанятие 7 Законы сохранения
Занятие 7 Законы сохранения Задача 1 На рисунке изображены графики изменения скоростей двух взаимодействующих тележек разной массы (одна тележка догоняет и толкает другую). Какую информацию о тележках
ПодробнееИТТ Вариант 2 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
ИТТ- 10.3.2 Вариант 2 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ 1. Как называется физическая величина, равная произведению массы тела на вектор его мгновенной скорости? 2. Как называется физическая величина, равная половине произведения
ПодробнееЗакон сохранения энергии
Закон сохранения энергии 1. A 5 410. Камень массой 1 кг брошен вертикально вверх с начальной скоростью 4 м/с. На сколь ко увеличится потенциальная энергия камня от начала движения к тому времени, когда
ПодробнееПотенциальная энергия
Потенциальная 1. A 5 415. Растянутая на 2 см стальная пружина обладает потенциальной энергией упругой де формации 4 Дж. При растяжении этой пружины еще на 2 см ее потенциальная упругой деформации увеличится
ПодробнееПодготовка к ОГЭ ЧАСТЬ 1
Подготовка к ОГЭ ЧАСТЬ 1 МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ-1 1.Кинематика 1. Буксирный катер за ч проплыл 5 км. Определите скорость катера..тело, двигаясь из состояния покоя, равноускоренно за первую секунду проходит
ПодробнееПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 4
ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 4 КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ Для выполнения заданий необходимо записать полное решение 1.запись краткого условия задачи (Дано:) 2.запись формул, необходимых и достаточных для решения(решение:)
ПодробнееДинамика А) mg F ; В) mg-f; С) F F mg. ; Д) ; Е) F-mg.
Динамика 008.Сила, возникающая между приводным ремнем и шкивом при его движении, является силой А) натяжения. В) трения скольжения. С) трения качения. D) упругости. Е) трения покоя.. Равнодействующая трех
Подробнееt56 [ 4500 ]
1 t68 [ 6.4 ] t103 [ 4.9 ] t56 [ 4500 ] 4467-4566 t2 [ 4 ] t117 [ 9 ] 2 t255 [5.21 ] t105 [2.94-3] t101 [ 8 ] t3 [ 0 ] t10 [ 36.4 ] 3 t54 [ 730 ] t135 [ 4 ] t57 [ 0.0394 ] t4 [ -2 ] t11 [ 8.89 ] 4 t55
ПодробнееУпругие взаимодействия
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Упругие взаимодействия При упругом взаимодействии тел в частности, при упругом ударе не происходит изменений в их внутреннем состоянии; внутренняя энергия тел
ПодробнееУпругие взаимодействия
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Упругие взаимодействия При упругом взаимодействии тел (в частности, при упругом ударе) не происходит изменений в их внутреннем состоянии; внутренняя энергия
Подробнее1) 135 кг 2) 150 кг 3) 1350 кг 4) 1500 кг
Задание 3. Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии 3.1. Тело массой m, брошенное с поверхности земли вертикально вверх с начальной скоростью υ 0, поднялось на максимальную высоту h 0. Сопротивление
Подробнее1) 1,7 Дж 2) 4,0 Дж 3) 8,0 Дж 4) 8,3 Дж
1.4.1. Импульс тела 1.4.2. Импульс системы тел 1.4.3. Закон сохранения импульса А22.1. 452A39 А22 Перед ударом два пластилиновых шарика движутся взаимно перпендикулярно с одинаковыми импульсами 1 кг м/с.
ПодробнееОбразцы комбинированных заданий Часть 3
Образцы комбинированных заданий Часть 3 1. Автомобиль трогается с места и, двигаясь равноускоренно, через 20 с приобретает скорость 72 км/ч. Чему равна масса автомобиля, если известно, что работа, совершенная
ПодробнееНеупругие взаимодействия
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Неупругие взаимодействия Примерами неупругих взаимодействий служат пробивание пулей бруска или абсолютно неупругий удар (после которого тела двигаются как единое
ПодробнееОбразовательный минимум
триместр предмет физика класс 9т Образовательный минимум Основные понятия Движения тела по вертикали, брошенного под углом к горизонту, горизонтально. Движение по с постоянной по модулю скоростью. Центростремительное
ПодробнееОтложенные задания (108)
Отложенные задания (108) Недеформированную пружину жесткостью 30 Н/м растянули на 0,04 м. Потенциальная энергия растянутой пружины равна 1) 750 Дж 2) 1,2 Дж 3) 0,6 Дж 4) 0,024 Дж Ящик скользит по горизонтальной
ПодробнееБилет N 1. ОТВЕТ: м ОТВЕТ:
Билет N 1 Вопрос N 1 Цирковой гимнаст падает с высоты H = 3,00 м на туго натянутую упругую предохранительную сетку. Найдите максимальное провисание гимнаста в сетке, если в случае спокойно лежащего в сетке
ПодробнееЗадания А22 по физике
Задания А22 по физике 1. Если подвесить к легкой упругой пружине некоторый груз, то пружина, находясь в равновесии, окажется растянутой на 10 см. Чему будет равен период свободных колебаний этого груза,
ПодробнееОбразовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (
Динамика 1. Брусок массой движется поступательно по горизонтальной плоскости под действием постоянной силы, направленной под углом к горизонту. Модуль этой силы Коэффициент трения между бруском и плоскостью
ПодробнееРЗ-9.3. Законы Ньютона Задания уровня «А»
РЗ-9.3. Законы Ньютона Задания уровня «А» 1. Тело массой 10 кг движется по горизонтальной площадке с ускорением 2 м/с 2. Чему равна сила тяги? 2. С какой силой надо тянуть ящик массой 20 кг по полу с ускорением
ПодробнееОбразовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (
Закон сохранения импульса, второй закон Ньютона в импульсной форме 1. Два тела движутся по взаимно перпендикулярным пересекающимся прямым, как показано на рисунке. Модуль импульса первого тела равен а
ПодробнееБанк заданий по физике 10 класс
Банк заданий по физике 1 класс МЕХАНИКА Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение 1 На рисунке приведён график зависимости координаты тела от времени при его прямолинейном движении по оси x.
ПодробнееВопрос N 1 Два бруска с массами m 1
Билет N 5 Билет N 4 Вопрос N 1 На тело массой m 2,0 кг начинает действовать горизонтальная сила, модуль которой линейно зависит от времени: F t, где 0.7 Н/с. Коэффициент трения k 0,1. Определить момент
ПодробнееЗадания к контрольной работе
Задания к контрольной работе Если ученик выполнил все тестовые задания и ответил на теоретический вопрос, то за выполненную работу ставится отметка «4». Отметка «5» ставится за выполнение всех заданий
ПодробнееИндивидуальное задание 6. Вариант 1.
Вариант 1. 1. Легкоподвижную тележку массой 3 кг толкают с силой 6 Н. Определите ускорение тележки.. Мяч массой 0,5 кг после удара, длящегося 0,0 с, приобретает скорость 10 м/с. Найти среднюю силу удара.
ПодробнееКонтрольная работа 1 «Кинематика»
Контрольная работа 1 «Кинематика» Вариант 1 (1часть) 1. Двигаясь равномерно, велосипедист проезжает 40 м за 4 с. Какой путь он проедет при движении с той же скоростью за 20 с? А. 30 м. Б. 50 м. В. 200
ПодробнееРабота и энергия. Вариант 2
Вариант 1 1. Какую работу А нужно совершить, чтобы растянуть на x=1 мм стальной стержень длиной l=1 м и площадью S поперечного сечения, равной 1 см 2? 2. Две пружины с жестокостями k 1 =0,3 кн/м и k 2
ПодробнееНеконсервативные системы
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Неконсервативные системы В неконсервативной системе механическая энергия E = K +W не сохраняется. Если, например, на тела системы действуют силы трения, то справедлив
ПодробнееЦДО «Уникум» РУДН ОЛИМПИАДА ПО ФИЗИКЕ
ЦДО «Уникум» РУДН ОЛИМПИАДА ПО ФИЗИКЕ Задание 1. Дальность полета снаряда, летящего по навесной траектории, равна максимальной высоте подъема. Какова максимальная высота настильной траектории при той же
Подробнее1.2. Задания с развернутым ответом
1.2. Задания с развернутым ответом 1. Стартуя из точки А (см. рис.), спортсмен А в движется равноускоренно до точки В, после которой модуль скорости спортсмена остается постоянным вплоть до точки С. Во
ПодробнееВарианты домашнего задания МЕХАНИКА
Варианты домашнего задания МЕХАНИКА Вариант 1. 1. Вектор V изменил направление на обратное. Найти приращение вектора скорости V, модуль приращения вектора скорости V и приращение модуля вектора скорости
ПодробнееКонтрольная работа по физике 10 класс на тему: Законы сохранения в механике.
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике». 1 Вариант
1.Определить уменьшение импульса пули массой 10 г, летящей со скоростью 600 м/с, если она пробив стену, стала двигаться со скоростью 200 м/с.
2.Скорость пули при вылете из ружья 100 м/с, а её масса 3 г. Определить скорость отдачи ружья при выстреле, если его масса 4 кг.
3. Какая работа совершается при поднятии с Земли материалов, необходимых для постройки колонны высотой 20м с площадью поперечного сечения 1,2 м2. Плотность материала 2,6·103 кг/м3.
4.Пуля массой 60г летит равномерно и за 4 с пролетает 1,2 км. Определить величину кинетической энергии пули.
5. Определить среднюю мощность лебёдки, поднимающей груз массой 100 кг с постоянной скоростью на высоту 10м за 20 секунд.
6.Тележка на американских горках начинает движение без начальной скорости в наивысшей точке на высоте 20 м над землёй. Она резко опускается до высоты 2м и затем круто взмывает вверх до вершины следующей горы высотой 15 метров. Какова скорость тележки на 15-метровой вершине, если потерями энергии на трение можно пренебречь.
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике». 2 Вариант.
1.Движение материальной точки описывается уравнением х=20+ 2t — t2. Записать уравнение скорости , найти скорость и импульс через 2 с, если масса равна 2 кг.
2.Какую скорость приобретает ракета массой 0,6 кг, если продукты горения массой 15 г вылетают из неё со скоростью 800 м/с?
3. Насос с двигателем мощностью 25кВт поднимает 1000м3 воды на высоту 10м за 3ч. Определите работу насоса по подъёму воды?
4.Тело массой 1 кг, двигаясь ускоренно увеличило свою скорость с 2 м/с до 5м/с. Определить изменение кинетической энергии тела.
5.Подъёмный кран поднял груз массой 4,5 тонны на 8 м. Мощность двигателя крана 9кВт. Сколько времени затрачено на подъём груза?
6.Сани начинают скользить с горы высотой 20м. Какую кинетическую энергию они приобретут в конце спуска? Трением пренебречь. Масса саней 3 кг.
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике». 1 Вариант
1.Определить уменьшение импульса пули массой 10 г, летящей со скоростью 600 м/с, если она пробив стену, стала двигаться со скоростью 200 м/с.
2.Скорость пули при вылете из ружья 100 м/с, а её масса 3 г. Определить скорость отдачи ружья при выстреле, если его масса 4 кг.
3. Какая работа совершается при поднятии с Земли материалов, необходимых для постройки колонны высотой 20м с площадью поперечного сечения 1,2 м2. Плотность материала 2,6·103 кг/м3.
4.Пуля массой 60г летит равномерно и за 4 с пролетает 1,2 км. Определить величину кинетической энергии пули.
5. Определить среднюю мощность лебёдки, поднимающей груз массой 100 кг с постоянной скоростью на высоту 10м за 20 секунд.
6.Тележка на американских горках начинает движение без начальной скорости в наивысшей точке на высоте 20 м над землёй. Она резко опускается до высоты 2м и затем круто взмывает вверх до вершины следующей горы высотой 15 метров. Какова скорость тележки на 15-метровой вершине, если потерями энергии на трение можно пренебречь.
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике». 2 Вариант.
1.Движение материальной точки описывается уравнением х=20+ 2t — t2. Записать уравнение скорости , найти скорость и импульс через 2 с, если масса равна 2 кг.
2.Какую скорость приобретает ракета массой 0,6 кг, если продукты горения массой 15 г вылетают из неё со скоростью 800 м/с?
3. Насос с двигателем мощностью 25кВт поднимает 1000м3 воды на высоту 10м за 3ч. Определите работу насоса по подъёму воды?
4.Тело массой 1 кг, двигаясь ускоренно увеличило свою скорость с 2 м/с до 5м/с. Определить изменение кинетической энергии тела.
5.Подъёмный кран поднял груз массой 4,5 тонны на 8 м. Мощность двигателя крана 9кВт. Сколько времени затрачено на подъём груза?
6.Сани начинают скользить с горы высотой 20м. Какую кинетическую энергию они приобретут в конце спуска? Трением пренебречь. Масса саней 3 кг.
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике». 3 Вариант.
1.Найти импульс грузового автомобиля массой 10 тонн, движущегося со скоростью 36 км/ч.
2. Из ружья массой 4 кг при выстреле вылетает пуля со скоростью 600 м/с. При этом ружьё испытывает отдачу, т. е. движется в обратном направлении со скоростью 0,3 м/с. Определить массу пули.
3. Сплавщик передвигает багром плот, прилагая к багру силу 200 Н. Какую работу совершит сплавщик, переместив плот на 10 м, если угол между направлением силы и направлением перемещения 45°.
4.Тело, масса которого 5 кг, находится на высоте 12 метров над поверхностью Земли. Определить потенциальную энергию тела, если на поверхности Земли она равна 0.
5.Тепловоз, развивая мощность 600 кВт, равномерно движется со скоростью 54 км/ч. Определить силу тяги тепловоза.
6.Стрела вылетает вертикально вверх со скоростью 50 м/с. На какую высоту она поднимется через 2 с, если её масса 200г?
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике». 4 Вариант.
1.Поезд массой 200 тонн, двигаясь прямолинейно увеличил свою скорость от 36 км/ч до 72 км/ч. Найти изменение импульса поезда.
2.Тележка с песком массой 30 кг движется по горизонтальным рельсам со скоростью 6 м/с. Определить массу вертикально упавшего на тележку камня, если скорость тележки с камнем стала 4 м/с.
3. Найдите работу, которую необходимо совершить для равномерного подъема гранитной плиты объемом 0,5 м3 на высоту 20 м. Плотность гранита 2500 кг/м3.
4.На высоте 10 м находится алюминиевый кубик с ребром 10см. Вычислить запас его потенциальной энергии, если плотность алюминия 2700 кг/м3.
5.Самолёт летит прямолинейно и равномерно со скоростью 900 км/ч. Какова мощность, развиваемая моторами, если их сила тяги равна 14,4 кН?
6.С какой начальной скоростью необходимо бросить мяч вертикально вниз с высоты 1м, чтобы он подпрыгнул после абсолютно упругого удара о землю на высоту 1, 45 м?
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике». 3 Вариант.
1.Найти импульс грузового автомобиля массой 10 тонн, движущегося со скоростью 36 км/ч.
2. Из ружья массой 4 кг при выстреле вылетает пуля со скоростью 600 м/с. При этом ружьё испытывает отдачу, т. е. движется в обратном направлении со скоростью 0,3 м/с. Определить массу пули.
3. Сплавщик передвигает багром плот, прилагая к багру силу 200 Н. Какую работу совершит сплавщик, переместив плот на 10 м, если угол между направлением силы и направлением перемещения 45°.
4.Тело, масса которого 5 кг, находится на высоте 12 метров над поверхностью Земли. Определить потенциальную энергию тела, если на поверхности Земли она равна 0.
5.Тепловоз, развивая мощность 600 кВт, равномерно движется со скоростью 54 км/ч. Определить силу тяги тепловоза.
6.Стрела вылетает вертикально вверх со скоростью 50 м/с. На какую высоту она поднимется через 2 с, если её масса 200г?
Контрольная работа на тему: «Законы сохранения в механике». 4 Вариант.
1.Поезд массой 200 тонн, двигаясь прямолинейно увеличил свою скорость от 36 км/ч до 72 км/ч. Найти изменение импульса поезда.
2.Тележка с песком массой 30 кг движется по горизонтальным рельсам со скоростью 6 м/с. Определить массу вертикально упавшего на тележку камня, если скорость тележки с камнем стала 4 м/с.
3. Найдите работу, которую необходимо совершить для равномерного подъема гранитной плиты объемом 0,5 м3 на высоту 20 м. Плотность гранита 2500 кг/м3.
4.На высоте 10 м находится алюминиевый кубик с ребром 10см. Вычислить запас его потенциальной энергии, если плотность алюминия 2700 кг/м3.
5.Самолёт летит прямолинейно и равномерно со скоростью 900 км/ч. Какова мощность, развиваемая моторами, если их сила тяги равна 14,4 кН?
6.С какой начальной скоростью необходимо бросить мяч вертикально вниз с высоты 1м, чтобы он подпрыгнул после абсолютно упругого удара о землю на высоту 1, 45 м?
Законы Сохранения Энергии | Ресурсы Wyzant
Автор — преподаватель Жанна С.
Этот контент предназначен для общей физики без исчисления.
Неизолированные и изолированные системы, закон сохранения энергии
Чтобы решить проблемы с работой и энергией, нужно определить систему, с которой он работает.
Неизолированная система — это система, в которой энергия может пересекать ее границу; однако общее количество энергии во Вселенной сохраняется.Примером неизолированной системы может быть горшок (с крышкой или без) на плите с кипятком. Когда вода закипает, водяной пар выходит из кастрюли (через щели в крышке, если она есть). Энергия пересекает границу (верхнюю часть горшка) неизолированной системы. Изменение общей энергии системы изменяется, но количество энергии во Вселенной сохраняется, поскольку вода была преобразована в водяной пар и тепло, а не потеряна в забвении. Энергия не создается и не разрушается, а просто преобразуется в другую форму энергии, такую как тепловая энергия, излучение и т. Д.Человек — неконсервативная (неизолированная) система. Человек взаимодействует с окружающей средой. Человек ест, чтобы получить химическую энергию, которая затем превращается в механическую энергию, чтобы идти на работу и выполнять работу. Более подробную информацию о неизолированной системе можно найти в учебниках по математике (например, Serway, Jewett, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics , Eighth edition, p. 199-234).
Полная энергия изолированной системы может быть представлена / представлена с границами или без них.Некоторые примеры изолированной системы могут варьироваться от небольшого ящика (например, вакуумной камеры, содержащей частицы газа, отскакивающие от стенок контейнера, в данном случае диоксида серы) до классной комнаты, здания колледжа, системы «книга-Земля», штата, страны, солнечная система и даже вся вселенная.
Как вы думаете, почему кофе так долго остается горячим в контейнере с закрытой крышкой? Когда вы поднимаете чашку и пьете кофе, не так много энергии теряется на окружающую среду или на трение о стены.Таким образом, энергия / температура этой изолированной системы остается постоянной в течение некоторого периода времени.
Это приводит нас к:
Закон сохранения энергии:
общее количество энергии изолированной системы сохраняется / постоянно.
Математически выражено:
E финал системы = E начальный системы (1)
Консервативные и неконсервативные силы
Чтобы различать, имеете ли вы дело с изолированной или неизолированной системой, рассмотрите силы, действующие на систему.
Консервативные силы, действующие на систему, такие как сила тяжести, Fg, или сила пружины, Fs, зависят только от начальной и конечной точек объекта. Следовательно, сила является консервативной, если работа, выполняемая этой силой при перемещении объекта, не зависит от траектории или если работа, выполняемая при перемещении объекта по кругу –trip, равна нулю. Примеры: поднять банку с газировкой и поставить ее обратно на стол. Проделанная работа — это работа, направленная против силы тяжести, а Сила тяжести — это вертикальная сила, которая зависит только от высоты, независимо от горизонтальной траектории.Когда вы поднимаете банку и кладете ее обратно на стол, общая работа равна нулю, поскольку W 1 = F * d, W 2 = F * (- d).
Сила неконсервативна, если работа, выполняемая этой силой при перемещении объекта, зависит от пути. Примером неконцервативной силы является приложенная сила, такая как толчок, притяжение, и сила трения, F f . Чтобы переместить ящик в угол, нужно обойти комнату, как показано ниже, а не просто перемещать его по комнате.
Сила трения препятствовала движению объекта на 7 метров в первом случае (больше работы было выполнено) и на 5 метров во втором случае (меньше работы).
Сохранение энергии по сравнению с сохранением общей механической энергии
Передача энергии в / из системы может осуществляться за счет работы, механических волн, излучения, теплопередачи и т. Д. Для изолированной системы сумма всех потенциальных (U) и всех кинетических (K) энергий постоянна и равна к полной механической энергии (E).Математически представлено как:
| E механический = Σ K + Σ U | (2) |
| E начальная = E конечная | (3) |
Начальная и конечная энергии изолированной системы — это кинетическая и потенциальная энергии:
| E i = K i + U i | E f = K f + U f | (4) |
| K i = 1 / 2 mv i 2 | K f = 1 / 2 mv f 2 | (5) |
| U i = mgh i | U f = mgh f | (6) |
Напомним, что потенциальная энергия пружины зависит от положения x, пружина либо растянута, либо сжимается из положения равновесия.Обычно x i принимается равным 0.
U si = 1 / 2 kx i 2 U sf = 1 / 2 kx f 2 (7)
Если у нас более 1 частицы, складываются кинетические энергии всех частиц. Обратите особое внимание на индексы. Различайте начальное и конечное состояния системы для каждой частицы.
| K i = 1 / 2 m 1 v 1i 2 + 1 / 2 m 2 v 2i 2 + …. | |
| K f = 1 / 2 m 1 v 1f 2 + 1 / 2 m 2 v 2f 2 +…. | (8) |
То же самое и с потенциальной энергией, если у нас более 1 частицы:
| U i = m 1 gh 1i + m 2 gh 2i + …. | |
| U f = m 1 gh 1f + m 2 gh 2f + …. | (8) |
Кроме того, в консервативной системе одна форма энергии передается в другую, и сумма изменений равна нулю.Математически это выражается как:
ΔK + ΔU = 0 (9)
Когда мы расширяем уравнение 10 более подробно, мы помним, что любое изменение — это разница между конечным и начальным состояниями:
ΔK = K конечный — K начальный (10)
Давайте рассмотрим несколько примеров.
Пример 1 : Тор стоит на вершине 92-этажного (423 м) здания Stark и сражается с Локи своим молотом.Локи обманывает его, и он роняет свой молот с высоты здания. Предположим, что молот сделан из звезды, а его масса составляет 300 миллиардов слонов, или 4,5 квадриллиона фунтов.
а) Какова потенциальная энергия молота, когда он находится в руке Тора?
б) Каково отношение этой энергии к энергии 1 печенья Oreo? Предположим, 1 печенье содержит 55 калорий. Сколько печенья вам нужно съесть, чтобы получить столько энергии?
c) Какова кинетическая энергия молота, когда он упал на 1 / 3 вниз?
г) Какова конечная скорость молота, когда он ударяется о землю?
д) Какова эта скорость по сравнению с автомобилем, движущимся со скоростью 70 миль в час?
Решение:
а) Потенциальная энергия молота =?
1.Подумайте о проблеме. Вам нужно провести дополнительные исследования или сделать какие-либо предположения? Обычно вы этого не делаете, но вот вам.
В этом случае вы предполагаете, что молот падает из руки Тора или с крыши здания? Скажем так, с его руки. Тогда вам нужно знать, какого он роста. Предположим, его рост 2 метра. Тогда общая высота падения молота составит 425 метров.
2. Задайте свою проблему. Запишите все данные и нарисуйте картинку.
Дано:
Начальная высота = h i = 425 м
Масса = 4.5 * 1 000 000 000 000 000 фунтов = 4,5 * 10 15 фунтов
а) U вверху = U i =?
б) Соотношение энергий =?
в) K =? 1 / 3 снизу
г) v f =?
3. Переведите все единицы измерения в метрическую систему. При необходимости воспользуйтесь поисковой системой или справочником. В этом случае 1 кг =? фунтов. Я нашел в Интернете, что 1 кг = 2,20 фунта
4,5 * 10 15 фунт * 1 кг / 2.20 фунтов = 2,05 * 10 15 кг = масса молота
4. Используйте основные принципы сохранения энергии. Если мы представим нашу систему без трения (без сопротивления воздуха), то мы получим уравнение. 3:
E i = E f
Идентифицируя уравнение 3 в терминах кинетической и потенциальной энергии, мы используем уравнения 4, 5, 6.
E i = K i + U i = 1 / 2 mv i 2 + mgh i
Подставляя числа, отмечая, что начальная скорость молота в руке Тора равна нулю, поскольку он еще не начал падать, получаем:
E i = 1 / 2 (2.05 * 10 15 кг) (0) 2 + (2,05 * 10 15 кг) (9,8 м / с 2 ) (425 м)
E i = 8,54 * 10 18 кг * м 2 / с 2 = 8,54 * 10 18 J
Итак, для части A примерного вопроса ответ: 8,54 * 10 18 J.
б) Соотношение энергий =?
Здесь нам нужно найти коэффициент преобразования (используя справочник или поисковую систему в Интернете) из калорий в джоули, потому что энергия молота измеряется в джоулях, и мы можем проводить значимые сравнения только с теми же единицами.
1 кал = 4,184 джоулей
Энергия 1 печенья = 55 кал * 4,184 Дж / 1 кал = 230,12 Дж
Коэффициент= Энергия молота / Энергия печенья = 8,54 * 10 18 Дж / 230,12 Дж = 3,71 * 10 16
Следовательно, молот Тора во много раз мощнее печенья Oreo.
Чтобы получить энергию молота нам нужно съесть:
8,54 * 10 18 J * 1 печенье / 230.12 J = 3.71 * 10 16 печенье!
Итак, для части B примерного вопроса ответ таков: молот Тора в 3,71 * 10 16 раз мощнее, чем в , чем печенье Oreo.
в) К =? 1 / 3 вниз
Пока молот падает, энергия все еще сохраняется, а начальная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Итак, мы используем:
E начальная = E конечная
из части (а) мы обнаружили, что начальная энергия равна 8.54 * 10 18 Дж, что также является E f . Нам не нужна начальная энергия. Нам нужна конечная кинетическая энергия, или энергия 1 / 3 пути вниз.
Из ур. 4 имеем:
E f = K f + U f
сроки перестановки:
K f = E f — U f
E f = 8,54 * 10 18 Дж,
U f = mgh f
К какой высоте относится это уравнение? Высота при спуске молота 1 / 3 составляет 1 / 3 * 425 м = 141.7м. Это означает, что молот упал на 141,7 метра вниз и теперь находится на высоте 425-141,7 метра = 283,3 метра
.U f = mgh f = (2,05 * 10 15 кг) (9,8 м / с 2 ) (283 м) = 5,69 * 10 18 J
К f = 8,54 * 10 18 Дж — 5,69 * 10 18 Дж = 2,85 * 10 18 Дж
Следовательно, ответ на часть C примера вопроса состоит в том, что кинетическая энергия молота 1 / 3 пути вниз равна 2.85 * 10 18 Дж .
v f =?
Прежде чем молот ударится о землю (h = 0), вся потенциальная энергия (mgh) преобразуется в кинетическую энергию:
E f = K f + U f
и из ур. 5 имеем:
K f = 1 / 2 mv f 2
Решая для v, мы имеем:
2K f = mv f 2
2K f / m = v f 2
| ____ | _______ | ||||
| v = | √ | v f 2 | = | √ | 2K f / м |
| __________ | _______ | ||||
| v = | √ | 2 (2.85 * 10 18 Дж) / 2,05 * 10 15 кг | = 52,73 | √ | кг * м 2 / с 2 |
= 52,73 м / с
Следовательно, ответ на часть D примера задачи состоит в том, что конечная скорость молота составляет 52,73 м / с .
e) Как эта скорость по сравнению с автомобилем, движущимся со скоростью 70 миль в час?
Чтобы сравнить эту скорость с автомобилем, движущимся со скоростью 70 миль в час, нам нужны те же единицы.Итак, мы конвертируем м / с в мили / час:
Следовательно, ответ на часть E примера проблемы состоит в том, что молот двигался со скоростью 117,906 миль в час, в то время как автомобиль двигался только со скоростью 70 миль в час. Таким образом, молот ехал почти вдвое быстрее, чем машина .
Пример 2: A 7.5-килограммовый Соник бегает по льду горизонтально. Он врезается в пружину со скоростью 157 миль / часов , которая отбрасывает его назад. Жесткость пружины составляет 8,46 * 10 4 N / м .
а) Какова полная энергия системы?
б) Какова кинетическая энергия Соника, когда пружина сжимается на 33 см?
в) Какова полная энергия системы, если Соник и Тейлз (лис, вес 6,3 кг) вместе столкнутся с пружиной?
м с = 7.5 кг
м т = 6,3 кг
v i = 157 миль / ч = 70,17 м / с
(можно делать преобразования сразу)
k = 8,46 * 10 4 Н / м
х я = 0
x f = 33 см = 0,33 м
а) E sys =?
Здесь мы снова имеем дело с консервативными силами. У нас нет трения, потому что лед скользкий, мы предполагаем, что трением можно пренебречь. Поэтому мы применяем принцип сохранения энергии.Вспомните уравнение 7 для потенциальной энергии пружины. Исходное положение пружины x = 0, поэтому у нас есть кинетическая энергия только прямо перед тем, как Соник врезается в пружину.
E i = E f
E i = K i + U i = 1 / 2 mv i 2 + 1 / 2 kx i 2 = 1 / 2 (7,5 кг) (70,17 м / с ) 2 = 18464.4 Дж
Благодаря сохранению энергии в системе не происходит потерь энергии при столкновении звука с пружиной (поэтому мы предполагаем, что во время столкновения не выделяется тепло), поэтому полученное значение является полной энергией системы.
Следовательно, окончательный ответ для части A примера проблемы 2 состоит в том, что в системе имеется 18464,4 Дж.
б) K с =? при x f = 0,33 м
E f = K f + U f
K f =?
К f = U f — E f
поскольку E i = E f
K f = U f — E i
K f = 1 / 2 kx f 2 — 18464.4 J = 1 / 2 (8,46 * 10 4 N / м ) (0,33 м) 2 = 4606,47 кг * м / с 2 / м * м 2
К f = 4606,47 Дж
Следовательно, ответ на часть B практической задачи состоит в том, что кинетическая энергия Sonic при сжатии пружины составляет 4606,47 Дж.
c) E (Sonic + Tails)
Расширяя часть а), мы должны учесть 2 массы в системе.Мы уже знаем, что потенциальная энергия, когда пружина находится в равновесии, равна нулю, поэтому энергия системы — это кинетическая энергия двух тел. Здесь мы должны предположить, что Тейлз бежит с той же скоростью, что и Соник, чтобы догнать его, поэтому его скорость такая же, как и скорость Соника. Таким образом, мы ожидаем почти удвоения энергии.
E i = K i s + K i t = 1 / 2 mv i s 2 + 1 / 2 mv i t 2 = 1 / 2 (7.5 кг) (70,17 м / 2 ) 2 + 1 / 2 (6,3 кг) (70,17 м / с ) 2
E i = 33974,4 Дж
Следовательно, ответ на часть C примера проблемы состоит в том, что полная энергия, если Соник и Тейлз вместе столкнутся с пружиной, составляет 33974,4 Дж .
Неконсервативные силы
Напомним, из теоремы работы-энергии, что чистая работа, выполняемая в системе, — это работа, выполняемая консервативными и неконсервативными силами:
W c + W nc = ΔK + ΔU = ΔE (12)
Обычно работа, выполняемая неконсервативными силами, приводит к рассеиванию энергии и потере энергии, так что
E i ≠ E f (13)
для неконсервативной системы.Напомним, что сила кинетического трения — одна из самых распространенных неконсервативных сил,
F к = μ к Н (14)
, где μ k — коэффициент кинетического трения, который различается от поверхности к поверхности. Это будет указано в задаче. Также помните, что работа равна составляющей силы, параллельной движению объекта, умноженной на расстояние, на которое объект перемещается:
Вт = F cosΘ * d (15)
Давайте рассмотрим несколько примеров с неконсервативными силами.
Пример 3: Капитан Америка зимой скатывается с холма, сидя на своем щите. Железный Человек измеряет свою скорость у подножия холма и составляет 10 м / с . Высота холма составляет 50 метров, а вес Капитана Америки
фунтов.Можно ли нарушить закон сохранения энергии?
Любой, кто изучал науку в качестве предмета в средней школе, должен был слышать о термине «Закон сохранения энергии». По сути, он говорит вам, что энергия не может быть создана или уничтожена; его можно только перенести из одной формы в другую.
Это определение так хорошо вписывается в нашу повседневную жизнь, когда вы смотрите на вещи через ту же линзу. Возьмем, к примеру, вашу бензиновую машину.
Химическая энергия бензина при сгорании преобразуется в тепловую, а затем в механическую.
Возьмем случай падения камня с высоты, от потенциальной энергии к кинетической энергии.
СВЯЗАННЫЕ С: 6 ВЕЛИКИХ НЕРАЗВЕДЕННЫХ ТАЙН ВСЕЛЕННОЙ
То же самое определение применимо и к массе, поскольку масса не может ни создаваться, ни разрушаться. Она может быть только преобразована из одной формы в другую. Этот закон известен как Закон сохранения массы.
Эйнштейн ввел эти два закона и дал нам знаменитый Закон сохранения массы-энергии, в котором было собрано знаковое уравнение — E = mc 2 (Energy Mass Equivalence ).
Но можно ли с уверенностью сказать, что Закон сохранения энергии абсолютен? Что, если можно создать энергию?
Учитывая рост числа аргументов, давайте рассмотрим наиболее популярные аргументы против закона сохранения энергии.
Если энергия не может быть создана, тогда что подпитывает расширение Вселенной? Вселенная расширяется с очень высокой скоростью, и, по оценкам исследователей, ее приблизительное значение составляет 68 километров в секунду на мегапарсек.
В переводе, Вселенная расширяется быстрее скорости света.
И поразительный аспект этого расширения состоит в том, что оно ускоряется. Итак, с каждой секундой Вселенная расширяется быстрее, чем за секунду до этого!
Исследователи называют энергию этого расширения «Темной энергией». Но откуда взялась эта темная энергия? Это уже было?
Несколько исследователей утверждали, что расширяющаяся Вселенная питается потенциальной гравитационной энергией внутри нее. По мере расширения Вселенной галактики удаляются все дальше и дальше.
Это уменьшает гравитационную энергию между ними. Эта гравитационная энергия используется Вселенной для расширения.
Кроме того, по мере того, как Вселенная расширяется, она становится все холоднее и холоднее. Новые звезды не так популярны, как их предшественники, и мы наблюдаем эту тенденцию по всему космосу.
Итак, да, когда мы смотрим на Вселенную как на закрытую систему, она действительно подчиняется закону сохранения энергии.
У Эйнштейна и квантовой физики были очень грубые отношения, поскольку многие из физических принципов, которые, как мы знаем, работают в реальном мире, в квантовом мире не действуют одинаково.
Когда электроны возбуждены, они могут прыгать на более высокие уровни. Нильс Бор, Ганс Крамерс и Джон Слейтер предположили, что эти электроны на мгновение нарушили закон сохранения энергии.
Они заявили, что с каждым скачком энергия либо создается, либо уничтожается электронами в течение всего процесса. Однако было снова исключено, что это не так, поскольку полная энергия электрона до или после возбуждения осталась прежней.
По сути, закон сохранения энергии при этом никак не нарушался.
Третья тема не похожа на две, которые мы обсуждали выше. В предыдущих случаях считалось, что сохранение энергии неприменимо, но оказалось, что это неверно.
Однако, когда мы обсуждаем космологическую постоянную, все остается в темноте!
Мы обсуждали, как Вселенная находится в процессе ускоренного расширения и как темная энергия считается топливом для расширения.
Однако знаем ли мы, что такое темная энергия и как она появилась?
Итак, ученые пытались определить величину этой темной энергии двумя способами.Первый метод заключался в ее вычислении с помощью уравнений, а второй метод заключался в непосредственном измерении.
И когда на оценку были представлены два значения, это всех шокировало. Значение, которое можно вычислить с помощью физических уравнений, было на 120 порядков больше, чем измеренное значение.
Это немалая разница, и она была описана как «худшее теоретическое предсказание в истории физики». Измеренное значение было названо космологической постоянной.
Однако фактическое значение космологической постоянной обсуждается из-за незначительных различий в фактических числах из-за используемого метода измерения.
Итак, это огромное несоответствие заставило ученых задуматься о причине этого различия. И в результате они пришли к выводу, что где-то, миллионы или миллиарды лет назад, был нарушен закон сохранения энергии.
Это очень рискованное замечание из-за неукоснительного закона сохранения энергии.
Исследователи полагают, что в какой-то момент истории энергия либо создавалась, либо уничтожалась без соблюдения закона сохранения энергии. Это могло быть причиной того, что такое изменение значения наблюдалось при использовании двух методов расчета.
Однако мы не можем доказать теорию, поскольку данные, необходимые для такого утверждения, в значительной степени неизвестны.
До сих пор каждый аргумент против Закона Сохранения Энергии в ходе исследований считался ложным.Последней загадкой, которая вызывает у исследователей головную боль, является темная энергия.
СВЯЗАННЫЙ: БОЛЬШЕ ТРАНЗИСТОРОВ: КОНЕЦ ЗАКОНА МУРА
И мы не можем опровергнуть или доказать, что закон Сохранения был нарушен. У нас просто недостаточно данных для подтверждения такого утверждения.
Итак, на данный момент Закон Сохранения Энергии все еще не опровергнут, и с каждым утверждением, теряющим свою ценность по мере того, как мы копаем глубже, Закон Сохранения Энергии, несомненно, опроверг бесчисленные претензии к нему.
.Закон о сохранении | физика | Britannica
Закон сохранения , также называемый законом сохранения , в физике, несколько принципов, которые утверждают, что определенные физические свойства (то есть измеримые величины) не меняются с течением времени в изолированной физической системе. В классической физике законы этого типа регулируют энергию, импульс, угловой момент, массу и электрический заряд. В физике элементарных частиц другие законы сохранения применяются к свойствам субатомных частиц, которые инвариантны во время взаимодействий.Важная функция законов сохранения состоит в том, что они позволяют предсказать макроскопическое поведение системы без необходимости рассматривать микроскопические детали протекания физического процесса или химической реакции.
Британская викторина
Викторина «Все о физике»
Пьер Гассенди, французский философ-ученый, наблюдал за стрельбой с расстояния, чтобы определить, какое природное явление?
Сохранение энергии подразумевает, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, хотя ее можно изменить в одной форме (механической, кинетической, химической и т. Д.)) в другой. Таким образом, в изолированной системе сумма всех форм энергии остается постоянной. Например, падающее тело имеет постоянное количество энергии, но форма энергии меняется с потенциальной на кинетическую. Согласно теории относительности энергия и масса эквивалентны. Таким образом, массу покоя тела можно рассматривать как форму потенциальной энергии, часть которой может быть преобразована в другие формы энергии.
Сохранение количества движения выражает тот факт, что движущееся тело или система тел сохраняет свой общий импульс, произведение массы и векторной скорости, если к нему не приложена внешняя сила.В изолированной системе (такой как Вселенная) нет внешних сил, поэтому импульс всегда сохраняется. Поскольку импульс сохраняется, его компоненты в любом направлении также сохраняются. Применение закона сохранения количества движения важно при решении задач столкновения. Работа ракет демонстрирует сохранение количества движения: увеличенный поступательный импульс ракеты равен импульсу выбрасываемых выхлопных газов, но противоположен по знаку.
Сохранение момента количества движения вращающихся тел аналогично сохранению количества движения.Угловой момент — это векторная величина, сохранение которой выражает закон, согласно которому тело или система, которые вращаются, продолжают вращаться с той же скоростью, если к ним не приложена скручивающая сила, называемая крутящим моментом. Момент количества движения каждого кусочка материи состоит из произведения его массы, расстояния от оси вращения и компонента скорости, перпендикулярного линии, идущей от оси.
Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодняСохранение массы подразумевает, что материя не может быть ни создана, ни уничтожена — i.е. процессы, которые изменяют физические или химические свойства веществ в изолированной системе (такие как преобразование жидкости в газ), оставляют общую массу неизменной. Строго говоря, масса не сохраняется. Однако, за исключением ядерных реакций, преобразование массы покоя в другие формы массы-энергии настолько мало, что с высокой степенью точности масса покоя может считаться сохраняющейся.
Сохранение заряда означает, что общее количество электрического заряда в системе не меняется со временем.На субатомном уровне заряженные частицы могут быть созданы, но всегда парами с равным положительным и отрицательным зарядом, так что общее количество заряда всегда остается постоянным.
В физике элементарных частиц другие законы сохранения применяются к определенным свойствам ядерных частиц, таким как барионное число, лептонное число и странность. Такие законы применяются в дополнение к законам массы, энергии и импульса, встречающимся в повседневной жизни, и их можно рассматривать как аналог сохранения электрического заряда. См. Также симметрию .
Законы сохранения энергии, импульса и углового момента происходят из классической механики. Тем не менее, все остается верным в квантовой механике и релятивистской механике, которые заменили классическую механику как самый фундаментальный из всех законов. В самом глубоком смысле три закона сохранения выражают, соответственно, факты, согласно которым физика не меняется с течением времени, смещением в пространстве или вращением в пространстве.
.