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
Космический корабль, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, перешёл на другую круговую орбиту, меньшего радиуса. Как при этом изменились кинетическая энергия корабля и сила тяготения, действующая на корабль?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличилась |
2) | уменьшилась |
3) | не изменилась |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Правильный ответ
11
Пояснение
Решение.
Разберем физические процессы, происходящие при переходе космического корабля на орбиту меньшего радиуса.
1. Сила тяготения. Согласно закону всемирного тяготения, сила притяжения между Землей и кораблем определяется формулой:
F=G⋅r2M⋅m,
где G — гравитационная постоянная, M — масса Земли, m — масса корабля, r — расстояние от центра Земли до корабля (радиус орбиты).
Из формулы видно, что сила тяготения обратно пропорциональна квадрату радиуса. При переходе на орбиту меньшего радиуса (r уменьшается) знаменатель дроби уменьшается, следовательно, сама сила F увеличивается. Этому соответствует цифра 1.
2. Кинетическая энергия. Для движения по круговой орбите силой, сообщающей центростремительное ускорение, является сила тяготения. По второму закону Ньютона:
F=m⋅aц, где aц=rv2.
Подставим выражение для силы тяготения:
G⋅r2M⋅m=rm⋅v2.
Сократив на m и на один r, получим выражение для квадрата орбитальной скорости:
v2=rG⋅M.
Кинетическая энергия тела вычисляется по формуле:
Eк=2m⋅v2.
Подставим в неё выражение для v2:
Eк=2⋅rG⋅M⋅m.
Так как радиус орбиты r уменьшился, значение кинетической энергии Eк увеличилось. Этому соответствует цифра 1.
Таким образом, обе величины увеличились.
Ответ: 11
Источник: ФИПИ