Задание 5

Механика: анализ процессов и явлений (изменение величин) · 85 заданий

Задание №5
№5
На рисунке приведены зависимости координат x двух грузов 1 и 2 от времени t в процессе их малых колебаний на гладкой горизонтальной плоскости. Грузы и…
Гармонические колебания материальной точки
Задание №5
№5
Математический маятник с частотой свободных колебаний 0,5 Гц отклонили на небольшой угол от положения равновесия в положение 1 и отпустили из сост…
Гармонические колебания материальной точки
Задание №5
№5
Тело совершает гармонические колебания вдоль оси Ох. В таблице приведены координаты этого тела через равные промежутки времени. Из приведённого ниже с…
Гармонические колебания материальной точки
Задание №5
№5
На рисунке показан график зависимости координаты х тела, движущегося вдоль оси Ох, от времени t. Из приведённого ниже списка выберите все верные утвер…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №5
№5
Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён лёгкой горизонтальной пружиной с вертикальной стенкой. Груз немного смещают от по…
Гармонические колебания материальной точки
Задание №5
№5
На наклонной плоскости находится брусок массой 2 кг, для которого составлена таблица зависимости модуля силы трения F_тр от угла наклона плоскости к г…
Сила трения
Задание №5
№5
Тело брошено вертикально вверх с поверхности Земли в момент времени t = 0. В таблице приведены результаты измерения модуля скорости тела в зависимости…
Свободное падение
Задание №5
№5
В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и совершающего незатухающие колебания вдоль горизонтальной оси Ох, в различ…
Гармонические колебания материальной точки
Задание №5
№5
На рисунке приведены графики зависимости проекции v_x скорости от времени t для двух тел А и В, движущихся вдоль оси Ох. Выберите все верные утвержден…
Скорость материальной точки
Задание №5
№5
На наклонной плоскости находится брусок массой 2 кг, для которого составлена таблица зависимости модуля силы трения F_тр от угла наклона плоскости к г…
Сила трения
Задание №5
№5
Тело брошено вертикально вверх с поверхности Земли в момент времени t = 0. В таблице приведены результаты измерения модуля скорости тела в зависимости…
Свободное падение
Задание №5
№5
На рисунке приведены графики зависимости проекции v_x скорости от времени t для двух тел А и В, движущихся вдоль оси Ох. Выберите все верные утвержден…
Скорость материальной точки

Задание №5 — Кинетическая энергия

На рисунке представлен график изменения кинетической энергии свободно падающего тела с течением времени.

Выберите все утверждения о движении тела, не противоречащие графику, если сопротивлением воздуха можно пренебречь.

1) В процессе наблюдения кинетическая энергия тела всё время увеличивалась.
2) В конце наблюдения кинетическая энергия тела становится равной нулю.
3) Тело брошено под углом к горизонту с балкона и упало на поверхность Земли.
4) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало обратно на поверхность Земли.
5) Тело брошено вертикально вверх с балкона и упало на поверхность Земли.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Сопротивления воздуха нет, поэтому горизонтальная составляющая скорости постоянна, а кинетическая энергия $E_{\text{к}} = \dfrac{mv_x^2}{2} + \dfrac{mv_y^2}{2}$ , где первое слагаемое неизменно.

Снимем значения с графика (в клетках): в начале $E_{\text{к,нач}} = 6$ , в минимуме $E_{\text{к,мин}} = 1$ , перед обрывом кривой $E_{\text{к,кон}} = 8$ ; в конце наблюдения штриховая линия опускает график на ось времени — кинетическая энергия скачком обращается в нуль (тело остановилось, ударившись о поверхность).

Минимум достигается в высшей точке траектории, где $v_y = 0$ . Он не равен нулю, значит $\dfrac{mv_x^2}{2} \ne 0$ : у тела есть горизонтальная составляющая скорости, тело брошено под углом к горизонту, а не вертикально.

Из закона сохранения механической энергии $E_{\text{к}} + mgh = \text{const}$ следует: раз в конце энергия больше, чем в начале ( $8 \gt 6$ ), то конечная точка ниже начальной.

1) Энергия сначала убывала (тело поднималось), а потом возрастала. Неверно.

2) В конце наблюдения график обрывается на ось $t$ , то есть $E_{\text{к}} = 0$ . Верно.

3) Тело брошено под углом к горизонту (минимум энергии не нулевой) и приземлилось ниже точки старта ( $E_{\text{к,кон}} \gt E_{\text{к,нач}}$ ), где и остановилось, — это бросок с балкона на поверхность Земли. Верно.

4) Если бы старт и приземление были на одной высоте, было бы $E_{\text{к,кон}} = E_{\text{к,нач}}$ , но $8 \ne 6$ . Неверно.

5) При вертикальном броске в верхней точке скорость равна нулю, то есть $E_{\text{к,мин}} = 0$ , а минимум графика не нулевой. Неверно.

Ответ: 23