Задание 12

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

Задание №12 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость $\overset{\rightarrow}{\upsilon}_{0}$ , скользит вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Силы, действующие на брусок, изображены на рисунке. Как изменяются по мере подъёма скорость бруска и полная механическая энергия бруска?

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

Пояснение

Решение.

Для анализа изменения физических величин рассмотрим движение бруска по наклонной плоскости вверх.

1. Изменение скорости бруска:
На брусок, движущийся вверх, действуют три силы: сила тяжести $m\vec{g}$ , направленная вертикально вниз, сила нормальной реакции опоры $\vec{N}$ , направленная перпендикулярно плоскости, и сила трения скольжения $\vec{F}_{тр}$ , направленная вдоль плоскости против движения (вниз по склону).
Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела определяется равнодействующей всех сил: $m\vec{a} = m\vec{g} + \vec{N} + \vec{F}_{тр}$ .
В проекции на ось, направленную вдоль наклонной плоскости вверх, составляющая силы тяжести и сила трения направлены против движения. Это означает, что брусок движется равнозамедленно. Следовательно, модуль скорости бруска по мере подъёма уменьшается (цифра 2).

2. Изменение полной механической энергии бруска:
Полная механическая энергия системы $E$ равна сумме кинетической и потенциальной энергий. Согласно закону изменения механической энергии, изменение полной механической энергии равно работе внешних неконсервативных сил (в данном случае — работе силы трения):
$\Delta E = A_{тр}$ .
Сила трения скольжения $\vec{F}_{тр}$ направлена противоположно перемещению бруска, поэтому её работа отрицательна ( $A_{тр} < 0$ ). Часть механической энергии бруска переходит во внутреннюю энергию (нагрев бруска и поверхности). Таким образом, полная механическая энергия бруска в процессе движения уменьшается (цифра 2).

Итог:
Скорость бруска: уменьшается (2).
Полная механическая энергия: уменьшается (2).

Ответ: 22

Источник: ФИПИ