Динамика — Задание 5 ЕГЭ по физике №00005293 | Global EE
Динамика — Задание 5 ЕГЭ по физике №00005293
№2. Задание 5
ID: 00005293
Пуля массой 9 г вылетает из винтовки под углом к горизонту с начальной скоростью 100 м/с. Во время полёта пули на неё помимо силы тяжести действует сила сопротивления воздуха, направленная противоположно скорости пули. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Полная механическая энергия пули в течение всего полёта равна 45 Дж.
2) Непосредственно перед падением пули на землю её кинетическая энергия меньше 45 Дж.
3) Пуля в течение всего полёта движется равноускоренно.
4) В верхней точке траектории вектор ускорения пули не совпадает по направлению с вектором силы тяжести.
5) В верхней точке траектории ускорение пули равно нулю.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$m = 9\text{ г} = 0{,}009\text{ кг}$, $v_0 = 100\text{ м/с}$, угол к горизонту, сила сопротивления воздуха $F_{\text{сопр}}$ противоположна $\vec{v}$
Найти:
верные утверждения
Решение:
Начальная полная механическая энергия: $$E_0 = \frac{mv_0^2}{2} = \frac{0{,}009 \cdot 100^2}{2} = 45\text{ Дж}.$$ Утверждение 1 — неверно: сила сопротивления совершает отрицательную работу, поэтому полная механическая энергия убывает: $\Delta E = A_{\text{сопр}} \lt 0$. Энергия не остаётся равной 45 Дж. Утверждение 2 — верно: в конце полёта $E \lt E_0 = 45\text{ Дж}$, что доказано выше. Утверждение 3 — неверно: сила сопротивления направлена против скорости, а сила тяжести — вертикально вниз. Равнодействующая меняет и модуль, и направление в процессе полёта (угол между $\vec{F}_{\text{сопр}}$ и $\vec{g}$ постоянно меняется), поэтому ускорение не постоянно. Утверждение 4 — верно: в верхней точке скорость горизонтальна, сила сопротивления направлена горизонтально (против $\vec{v}$), сила тяжести — вертикально вниз. Равнодействующая (и значит ускорение) направлена по диагонали, не совпадая с $\vec{g}$. Утверждение 5 — неверно: ускорение не равно нулю, так как действуют $\vec{g}$ и $\vec{F}_{\text{сопр}}$. Верные утверждения: 2 и 4.
