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

При вертикальном броске телу сообщили кинетическую энергию 50 Дж. Чему равна масса этого тела, если максимальная высота его подъёма равна 10 м? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ваше решениедо 3 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Решение.

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения механической энергии. Поскольку сопротивлением воздуха мы пренебрегаем, полная механическая энергия тела в процессе движения остается неизменной.

Дано:
$E_{k1} = 50$ Дж
$h = 10$ м
$g = 10$ м/с² (ускорение свободного падения)
$v_2 = 0$ м/с (скорость в высшей точке подъёма)
$m - ?$

Математическая модель и вывод формулы:
1. В момент броска (у подножия, где высота $h_1 = 0$ ) тело обладает кинетической энергией $E_{k1}$ и потенциальной энергией $E_{p1} = 0$ . Полная механическая энергия в начале равна:
$E_1 = E_{k1} + E_{p1} = E_{k1}$ .

2. В точке максимального подъёма скорость тела на мгновение становится равной нулю, значит, кинетическая энергия $E_{k2} = 0$ . Тело обладает только потенциальной энергией:
$E_2 = E_{k2} + E_{p2} = mgh$ .

3. Согласно закону сохранения механической энергии:
$E_1 = E_2$
$E_{k1} = mgh$ .

4. Из полученного уравнения выразим массу тела $m$ :
$m = \frac{E_{k1}}{gh}$ .

Расчёт:
Подставим числовые значения в рабочую формулу:
$m = \frac{50 \text{ Дж}}{10 \text{ м/с}^2 \cdot 10 \text{ м}} = \frac{50}{100} \text{ кг} = 0,5 \text{ кг}$ .

Проверим размерность:
$[m] = \frac{\text{Дж}}{\text{м/с}^2 \cdot \text{м}} = \frac{\text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{с}^2}{\text{м}^2/\text{с}^2} = \text{кг}$ .
Размерность совпадает.

Ответ: 0,5 кг

Источник: ФИПИ