ЗОВНІШНЄ НЕЗАЛЕЖНЕ ОЦІНЮВАННЯ 2018 - ФІЗИКА КОМПЛЕКСНЕ ВИДАННЯ

Частина ІІ ПРИЙОМИ РОЗВЯЗУВАННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ

МЕХАНІКА

3. ЗАКОНИ ЗБЕРЕЖЕННЯ В МЕХАНІЦІ

3.2. Задачі на закон збереження повної механічної енергії та роботу сили опору руху (див. п. 3.2, с. 40-42)

3.2.1.* Хлопчик на санчатах скочується з вершини льодової гірки (точки А) і, проїхавши горизонтальною ділянкою ВС, зупиняється в точці С (див. рисунок). Маса хлопчика разом із санчатами становить 50 кг. Визначте довжину l горизонтальної ділянки ВС (у метрах), якщо висота Н гори дорівнює 3 м, сила опору руху на ділянці ВС — 60 Н. Силою опору руху на ділянці АВ знехтуйте. Вважайте, що g = 10 м/с2.

Розв'язання

Розглянемо стани тіла у точках А, В і С. Рівень ділянки ВС візьмемо за нульовий.

На ділянці АВ силою опору руху можна знехтувати, тому WA = WB.

WA = WкA + WпA = 0 + mgH = mgH.

WА = 0 (тіло рухалося зі стану спокою),

WпA = mgH.

Отже, маємо: mgH = WВ. (1)

На ділянці ВС є сила опору руху, тому

WС - WВ = -Fопоруl

WC = WкC + WпC = 0.

WкC = 0 (санчата зупинилися).

Під час розв'язування подібних задач слід користуватись таким алгоритмом.

1. Виконати пояснювальний рисунок, на якому виділити певні стани тіла, вибрати нульовий рівень.

2. З'ясувати, які сили діють на тіло під час переходу з одного стану в інший.

• Якщо на тіло діють тільки сила тяжіння й (або) сили пружності, то повна механічна енергія тіла (або системи тіл) не змінюється:

Wповна1 = Wповна2

• Якщо на тіло діє сила опору руху, то зміна повної енергії тіла дорівнює роботі сили опору:

Wповна2 - Wповна1 = -Fопоруl.

3. Для кожного стану тіла записати формули для розрахунку повної механічної енергії тіла:

Wповна = Wк + Wп.

WпC = 0 (санчата перебувають на нульовому рівні).

Отже, 0 - WВ = -Fопоруl WВ = Fопоруl. (2)

З рівнянь (1) і (2) маємо: mgH = Fопоруl l = .

[t] = = = м; l = = 25(м).

Відповідь: 25 м.

4. Скориставшись наведеними у задачі даними, визначити значення шуканої величини.

Задачі для самостійного розв'язання

3.2.2. Якої вертикальної швидкості треба надати тілу масою 400 г, яке висить на пружині жорсткістю 40 Н/м, щоб видовження пружини становило 20 см? Силу тертя не враховуйте.

А

Б

В

Г

0,5 м/с

1,0 м/с

1,5 м/с

2,0 м/с

Рекомендації до розв'язання.

• У цій задачі слід розглядати повну енергію системи «тіло + пружина».

• За нульовий рівень зручно вибрати рівень найнижчого положення тіла.

3.2.3.* На рисунку зображено частину траєкторії руху тіла масою 2 кг, кинутого з точки 1 під певним кутом до горизонту. Початкова швидкість тіла дорівнювала 4 м/с. Встановіть відповідність між точками траєкторії руху тіла та значеннями його кінетичної енергії. Вважайте, що g = 10 м/с2. Опір повітря не враховуйте.

1 Точка 1

A

8 Дж

2 Точка 2

Б

12 Дж

3 Точка 3

В

16 Дж

4 Точка 4

Г

20 Дж

Д

24 Дж

Рекомендації до розв'язання.

• Значення кінетичної енергії знаходять за формулою

Wк = .

• Якщо в системі відсутній опір, то Wк = Wповна - Wп .

3.2.4. Куля масою 8 г, яка летіла зі швидкістю 500 м/с, пробила дошку завтовшки 4 см. Знайдіть швидкість руху кулі відразу після проходження крізь дошку, якщо середня сила опору, з якою дошка діяла на кулю, дорівнювала 9 кН.

Рекомендації до розв'язання. Запишіть формули для визначення роботи сили тертя.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.