Задание 20

Расчётная задача (повышенный уровень) · 82 задания

Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 6…
Закон Ома
Задание №20
№20
Брусок массой 200 г, движущийся по гладкой горизонтальной поверхности, подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается и начинается шерохо…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20
Резистор № 1 сопротивлением 25 Ом включён последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением 220 В. Чему равно сопротивление резистора № 2, если мо…
Закон Ома
Задание №20
№20
Нагреватель включён последовательно с резистором сопротивлением 9 Ом в сеть с напряжением 240 В. Чему равно сопротивление нагревателя, если мощность,…
Закон Ома
Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 4…
Расчётная задача
Задание №20
№20
Брусок массой 100 г движется по гладкой горизонтальной поверхности. Со скоростью 4 м/с он подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 180 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 1…
Закон Ома
Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R 1 = 10 Ом, R 2…
Закон Ома
Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R 1 = 10 Ом, R 2…
Закон Ома
Задание №20
№20
Какую по величине работу должна совершить сила трения для полной остановки тела массой 1000 кг, движущегося по горизонтальной поверхности со скоростью…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20
Участок цепи содержит три лампы, каждая сопротивлением 240 Ом, соединенные параллельно. Лампы включены в сеть, напряжение которой 120 В. Определите мо…
Соединения проводников
Задание №20
№20
Тело массой 200 г брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с . На какой высоте относительно точки бросания кинетическая энергия тела будет…
Закон сохранения энергии

Задание №20 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Тело массой 200 г брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 $\frac{м}{с}$ . На какой высоте относительно точки бросания кинетическая энергия тела будет равна 20 Дж? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ваше решениедо 3 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Решение.

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения механической энергии. Так как сопротивлением воздуха по условию можно пренебречь, полная механическая энергия тела в любой точке траектории остается неизменной.

Дано:
$m = 200$ г $= 0,2$ кг
$v_0 = 20$ м/с
$E_k = 20$ Дж
$g = 10$ м/с²
--------------------
$h - ?$

Физические законы и формулы:
1) Полная механическая энергия тела $E$ в момент броска (на высоте $h_0 = 0$ ) состоит только из кинетической энергии:
$E_1 = \frac{m \cdot v_0^2}{2}$
2) Полная механическая энергия тела на искомой высоте $h$ состоит из кинетической энергии $E_k$ и потенциальной энергии $E_p$ :
$E_2 = E_k + m \cdot g \cdot h$
3) Согласно закону сохранения энергии: $E_1 = E_2$ .

Вывод рабочей формулы:
Приравняем выражения для энергии в начальной и конечной точках:
$\frac{m \cdot v_0^2}{2} = E_k + m \cdot g \cdot h$
Выразим потенциальную энергию на высоте $h$ :
$m \cdot g \cdot h = \frac{m \cdot v_0^2}{2} - E_k$
Отсюда искомая высота $h$ :
$h = \frac{\frac{m \cdot v_0^2}{2} - E_k}{m \cdot g}$
Или в более удобном для вычислений виде:
$h = \frac{v_0^2}{2g} - \frac{E_k}{m \cdot g}$

Вычисления:
Подставим числовые значения в СИ:
$h = \frac{20^2}{2 \cdot 10} - \frac{20}{0,2 \cdot 10}$
$h = \frac{400}{20} - \frac{20}{2}$
$h = 20 - 10 = 10$ м

Проверка размерности:
$[h] = \frac{м^2/с^2}{м/с^2} - \frac{Дж}{кг \cdot м/с^2} = м - \frac{кг \cdot м^2/с^2}{кг \cdot м/с^2} = м - м = м$

Ответ: 10 м

Источник: ФИПИ