Расчёт физической величины: механические явления · 72 задания
- Задание №7№7
Лёгкий рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F 1 = 6 Н. Чему равна сила F 2 , если длина рычага равна 25 см, а плечо силы F 1 равн…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №7№7
При взвешивании груза в воздухе показание динамометра равно 2 Н. Если груз погружён в воду, показание динамометра равно 1,6 Н. Какова выталкивающая си…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №7№7
Камень массой 1 кг, брошенный вертикально вверх, достиг максимальной высоты – 20 м. Чему равна кинетическая энергия камня в момент броска? Сопротивлен…
Закон сохранения энергии
- Задание №7№7
Груз массой 2 кг упал из состояния покоя с высоты 4 м от пола на стол высотой 1 м, стоящий на полу. Чему равна работа силы тяжести при падении груза?
Работа и мощность
- Задание №7№7
На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз массой 200 кг. Какую силу при этом прикладывают к свободному концу…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №7№7
Движущийся со скоростью 3 м/с шар массой 2 кг соударяется с неподвижным шаром массой 1 кг. После удара шары движутся как единое целое. Чему равна скор…
Закон сохранения импульса
- Задание №7№7
Тело брошено вертикально вверх. На рисунке показан график зависимости кинетической энергии тела от его высоты над точкой броска. Чему равна потенциаль…
Закон сохранения энергии
- Задание №7№7
Груз подвесили на упругую пружину жёсткостью 50 Н/м . При этом пружина растянулась на 4 см. Чему равна масса подвешенного груза?
Закон Гука
- Задание №7№7
В U -образном сосуде находятся две несмешивающиеся жидкости. Во сколько раз плотность жидкости 1 меньше плотности жидкости 2?
Давление
- Задание №7№7
Камень массой 2 кг бросили вертикально вверх с поверхности Земли. В момент броска его кинетическая энергия была равна 400 Дж. Какую потенциальную энер…
Закон сохранения энергии
- Задание №7№7
Тело движется в положительном направлении оси Ox . На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции F x силы, действующей на тело.…
Импульс тела
- Задание №7№7
Брусок равномерно и прямолинейно перемещали по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, направленную по движению бруска и равную по модулю 1…
Работа и мощность
Мяч массой 100 г вертикально падает с высоты 4 м, отскакивает от поверхности Земли и поднимается вертикально вверх на высоту 3 м. Чему равна работа силы тяжести на всём пути мяча?
Правильный ответ
1
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем движение мяча и вспомним определение работы силы тяжести.
Дано:
m=100 г=0,1 кг
h1=4 м (высота падения)
h2=3 м (высота подъёма)
g=10 м/с2 (ускорение свободного падения)
Aтяж−?
Рассуждение и формулы:
Работа силы тяжести A при перемещении тела из одной точки в другую зависит только от изменения высоты тела над поверхностью Земли и не зависит от формы траектории. Формула работы силы тяжести имеет вид:
A=mg(hнач−hкон),
где hнач — начальная высота, hкон — конечная высота.
Разобьём движение на два этапа:
1. Падение вниз:
Мяч перемещается с высоты h1=4 м до поверхности земли (h=0).
Работа силы тяжести на этом участке положительна, так как направление силы совпадает с направлением перемещения:
A1=mgh1
A1=0,1 кг⋅10 м/с2⋅4 м=4 Дж.
2. Подъём вверх:
Мяч перемещается от поверхности земли (h=0) до высоты h2=3 м.
Работа силы тяжести на этом участке отрицательна, так как сила тяжести направлена вниз, а перемещение — вверх:
A2=−mgh2
A2=−0,1 кг⋅10 м/с2⋅3 м=−3 Дж.
3. Полная работа:
Полная работа силы тяжести на всём пути равна сумме работ на отдельных участках:
Aобщ=A1+A2
Aобщ=4 Дж+(−3 Дж)=1 Дж.
Примечание: Тот же результат можно получить сразу, подставив начальную высоту (4 м) и конечную высоту (3 м) в общую формулу:
A=mg(hнач−hкон)=0,1⋅10⋅(4−3)=1 Дж.
Ответ: 1 Дж
Источник: ФИПИ