Ф1.5.2 Закон сохранения полной механической энергии
Ф1.5.2-1
| Сплошной и полый цилиндры, имеющие одинаковые массы и радиусы, вкатываются без проскальзывания на горку. Если начальные скорости этих тел одинаковы, то…
| 1. оба тела поднимутся на одну и ту же высоту
2. выше поднимется сплошной цилиндр
3. выше поднимется полый цилиндр*
| На сплошной или полый цилиндры в рассматриваемом случае действуют только консервативные силы (сила тяжести, сила трения качения). При этом выполняется закон сохранения полной механической энергии цилиндра: сумма кинетической энергии (энергия поступательного и вращательного движения тела) и потенциальной энергии сохраняется. Запишем закон сохранения полной механической энергии, приравняв её в момент начала движения (момент 0) и в момент подъема цилиндра до максимальной высоты (момент 1):  . Кинетическая энергия поступательного движения  (m – масса цилиндра, υ;с2 – скорость центра масс цилиндра), кинетическая энергия вращательного движения  (I – момент инерции цилиндра, относительно оси, совпадающей с осью вращения цилиндра, ω;с2 – угловая скорость относительно оси вращения, проходящей через центр масс цилиндра). Изменение потенциальной энергии цилиндра  (h – изменение высоты центра масс цилиндра над поверхностью земли). С учётом этого закон сохранения полной механической энергии перепишем в виде:  . Учтём, что в точке максимального подъёма поступательное и вращательное движения цилиндра отсутствуют, то есть υ;с12=0, ω;с12=0:  . Угловая скорость относительно оси вращения, проходящей через центр масс цилиндра, и скорость центра масс цилиндра связаны соотношением  . После подстановки имеем:  , откуда высота подъёма цилиндра равна:  . Момент инерции полого цилиндра  , момент инерции сплошного цилиндра  . В итоге с учётом условия, что массы, начальные скорости и радиусы цилиндров совпадают:  . В итоге  – выше поднимется полый цилиндр. Ответ: 3
| Ф1.5.2-7
| Тело массой 2 кг поднято над Землей. Его потенциальная энергия 400 Дж. Если на поверхности Земли потенциальная энергия тела равна нулю и силами сопротивления воздуха можно пренебречь, скорость, с которой оно упадёт на Землю, составит …
| 1: 10 м/с
2: 14 м/с
3: 40 м/с
4: 20 м/с*
| Поскольку на тело действует только консервативная сила тяжести, то выполняется закон сохранения полной механической энергии:  . С учетом условий имеем:   . После подстановки полученных выражений в закон сохранения полной механической энергии:  . Отсюда  . Численное значение массы тела, заданное в условии, для решения не требуется. Ответ: 4
| Ф1.5.2-13
| Шар массы m 1 совершает центральный абсолютно упругий удар о покоящийся шар массы m 2. Первый шар полетит после удара в обратном направлении при следующем соотношении масс …
| 1: m 1< m 2*
2: m 1= m 2
3: m 1> m 2
4: m 1≥ m 2
|  При абсолютно упругом ударе выполняются законы сохранения импульса и полной механической энергии (в рассматриваемом случае потенциальная энергия системы не изменяется, поэтому выполняется закон сохранения кинетической энергии):  .
Спроецируем первое уравнение на ось 0X и преобразуем полученные уравнения:
 .
Запишем систему двух уравнений – первое уравнение предыдущей системы; уравнение, получаемое делением второго уравнения предыдущей системы на первое:  . Отсюда получаем выражение для υ;1 x:  . Из уравнения видно, что первый шар полетит после удара в обратном направлении (υ;1 x <0) при m 1< m 2. Ответ: 1
|
Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...
|
Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...
|
Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...
|
Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...
|
Стресс-лимитирующие факторы Поскольку в каждом реализующем факторе общего адаптационного синдрома при бесконтрольном его развитии заложена потенциальная опасность появления патогенных преобразований...
ТЕОРИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЛИЧНОСТИ В современной психологической литературе встречаются различные термины, касающиеся феноменов защиты...
Этические проблемы проведения экспериментов на человеке и животных В настоящее время четко определены новые подходы и требования к биомедицинским исследованиям...
|
Виды сухожильных швов После выделения культи сухожилия и эвакуации гематомы приступают к восстановлению целостности сухожилия...
КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колес. Согласно ГОСТ 4835-2006* устанавливаются типы колесных пар для грузовых вагонов с осями РУ1Ш и РВ2Ш и колесами диаметром по кругу катания 957 мм. Номинальный диаметр колеса – 950 мм...
Философские школы эпохи эллинизма (неоплатонизм, эпикуреизм, стоицизм, скептицизм). Эпоха эллинизма со времени походов Александра Македонского, в результате которых была образована гигантская империя от Индии на востоке до Греции и Македонии на западе...
|
|
