Законы Сохранения — Задание 6 ЕГЭ по физике №00007891
Законы Сохранения
№2. Задание 6
ID: 00007891
В момент времени $t = 0$ мячик бросают с начальной скоростью v₀ под углом α к горизонту с балкона высотой $h$. Графики А и Б представляют собой зависимости физических величин, характеризующих движение мячика в процессе полёта, от времени $t$.
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. (Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия мячика отсчитывается от уровня $у = 0$.)
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) потенциальная энергия мячика
2) полная механическая энергия мячика
3) кинетическая энергия мячика
4) проекция ускорения мячика на ось Оу
ГРАФИКИ
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
бросок с высоты $H$, начальная скорость $v_0$ под углом $\alpha$, сопротивление воздуха пренебрежимо.Найти:
соответствие графиков физическим величинам.Решение:
Рассмотрим каждую величину: Потенциальная энергия: $E_p = mgy(t) = mg\left(H + v_{0y}t - \frac{gt^2}{2}\right)$. Это парабола с ветвями вниз, начинающаяся с некоторого ненулевого значения $mgH$. Граф А подходит под потенциальную энергию по форме, однако по условию граф А — парабола с ветвями вниз. Проверяем граф Б. Полная механическая энергия: По закону сохранения энергии (сопротивление воздуха отсутствует, работа внешних сил равна нулю), полная механическая энергия постоянна: $E = \text{const}$. Это прямая линия, а не параболы. Граф А — парабола с ветвями вниз — не подходит.Кинетическая энергия:
$$E_k = \frac{mv^2}{2} = \frac{m(v_x^2 + v_y^2)}{2}$$ Горизонтальная составляющая скорости постоянна: $v_x = v_0 \cos\alpha$. Вертикальная: $v_y = v_0\sin\alpha - gt$. В какой-то момент $v_y = 0$ (вершина траектории), затем $|v_y|$ снова растёт. Кинетическая энергия имеет минимум в середине (не равный нулю, так как $v_x \neq 0$). Это U-образная кривая (парабола с ветвями вверх, не касающаяся нуля) — граф Б. Потенциальная энергия — парабола с ветвями вниз, начинается выше нуля — граф А. Итог: А → 4 (потенциальная энергия), Б → 3 (кинетическая энергия).Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)
- Задание 6 №00042976 — Батискаф, полностью погружённый в воду, поднимается со дна моря с постоянной…
- Задание 6 №00042886 — Спортсмен спускается на парашюте с постоянной скоростью. Как изменяются с…
- Задание 6 №00042885 — Шарик катится без трения по прямой вдоль оси Ox, при этом на него действует…
- Задание 6 №00042884 — К пружине жесткостью k, прикрепленную с одной стороны к потолку, прикрепили…
- Задание 6 №00042876 — Тележка едет без трения по прямой вдоль оси Ox, при этом на неё действует…
- Задание 6 №00042875 — Спусковую пружину игрушечного пистолета сжали на расстояние Дельтаx. При вылете…
- Задание 6 №00042874 — Тела А и В взаимодействуют только друг с другом. Изменение кинетической энергии…
- Задание 6 №00042873 — Тело массой m, висящее на нити длиной l в поле силы тяжести, получило…