Изменение физических величин в процессах: механические и тепловые явления · 72 задания
- Задание №12№12
В бассейне под водой установлен динамик, излучающий звук определённой частоты. Часть звуковой волны отражается от поверхности воды, а часть преломляет…
Механические волны
- Задание №12№12
Газ нагревают в закрытом сосуде. Как в процессе нагревания изменяются объём газа и давление газа? Для каждой величины определите соответствующий харак…
Основные положения МКТ
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают встакан, частично заполненный водой, до полного погружения груза (см.рисунок). Как в…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются полная механическая энергия и внутре…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Деревянный кубик опустили в сосуд, частично заполненный водой, так что кубик плавает при частичном погружении (см. рисунок). Как после погружения куби…
Давление
- Задание №12№12
2 литра воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы (см. рисунок). Как при этом изменились давление и сила давления воды на дно…
Давление
- Задание №12№12
На покоящееся тело, находящееся на гладкой горизонтальной плоскости, начинают действовать две горизонтальные силы, лежащие на одной прямой (см. рисуно…
Второй закон Ньютона
- Задание №12№12
Свинцовый шар подброшен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Пренебрегая сопротивлением воздуха, укажите, как изменяются по мере движени…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №12№12
Деревянный кубик плавает в сосуде, частично заполненном водой (см. рисунок). Как изменятся сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость _0 , начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как из…
Второй закон Ньютона
Пружинный маятник совершает незатухающие гармонические колебания между точками А и В (см. рисунок). Точка О соответствует положению равновесия маятника. Как изменяются скорость бруска и потенциальная энергия пружины маятника при переходе из точки О в точку А?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличивается |
2) | уменьшается |
3) | не изменяется |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Правильный ответ
21
Пояснение
Решение.
Рассмотрим движение пружинного маятника, совершающего гармонические колебания. На рисунке точка O является положением равновесия, а точки A и B — крайними точками (точками максимального отклонения от положения равновесия).
1. Скорость бруска:
В положении равновесия (точка O) деформация пружины отсутствует, и вся энергия маятника сосредоточена в виде кинетической энергии бруска. В этой точке скорость бруска максимальна. При движении из точки O в крайнюю точку A брусок удаляется от положения равновесия. На него начинает действовать возвращающая сила упругости, направленная противоположно движению. В результате брусок тормозит, и в крайней точке A его скорость становится равной нулю. Таким образом, при переходе из O в A скорость бруска уменьшается (цифра 2).
2. Потенциальная энергия пружины:
Потенциальная энергия упруго деформированной пружины вычисляется по формуле: Ep=2k⋅x2, где k — жёсткость пружины, а x — величина деформации (сжатия или растяжения) относительно положения равновесия.
В точке O деформация x=0, следовательно, потенциальная энергия минимальна и равна нулю. При движении из точки O в точку A пружина сжимается, величина деформации ∣x∣ увеличивается. Так как потенциальная энергия прямо пропорциональна квадрату деформации, при переходе из O в A потенциальная энергия пружины увеличивается (цифра 1).
Согласно закону сохранения механической энергии, уменьшение кинетической энергии бруска (скорости) полностью компенсируется увеличением потенциальной энергии пружины.
Ответ: 21
Источник: ФИПИ