Global EE

Законы Сохранения — Задание 5 ЕГЭ по физике №00014968

Задание №5. Механика. Выбор Утверждений

Законы Сохранения

№2. Задание 5

ID: 00014968

Небольшая шайба массой $50$ г соскальзывает с наклонной плоскости с углом при основании $30^{\circ}$. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. В таблице приведены значения модуля скорости $V$ шайбы в различные моменты времени $t$. Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта на основании данных, содержащихся в таблице.

$t$, с

$0$

$0{,}2$

$0{,}4$

$0{,}6$

$0{,}8$

$1$

$1{,}2$

$1{,}4$

$V$, м/с

$0$

$0{,}602$

$1{,}203$

$1{,}805$

$2{,}407$

$3{,}008$

$3{,}610$

$4{,}211$

1) Сухое трение между шайбой и плоскостью отсутствует.
2) Модуль ускорения шайбы приблизительно равен $3$ м/с$^2$.
3) За первую секунду движения шайба прошла путь менее $1$ м.
4) В момент времени $t=0{,}4$ с модуль импульса шайбы примерно равен $0{,}06$ кг·м/с.
5) Если в момент времени $t=1{,}4$ с шайба столкнётся с абсолютно неупругим препятствием, то выделится количество теплоты $\approx0{,}44$ Дж.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Из таблицы скорость растёт равномерно, значит движение равноускоренное. Сначала вытащим из данных ускорение — оно понадобится почти во всех пунктах. По столбцам: за каждые $0{,}2$ с скорость прибавляется на $\approx0{,}602$ м/с, поэтому $a=\dfrac{0{,}602}{0{,}2}\approx3{,}0$ м/с$^2$.

Утверждение 1 — про трение

Если бы трения не было, ускорение было бы $a=g\sin30^{\circ}=10\cdot0{,}5=5$ м/с$^2$. А по таблице всего $3$ м/с$^2$ — шайбу что-то тормозит. Значит трение ЕСТЬ. Утверждение неверно.

Утверждение 2 — ускорение $\approx3$ м/с$^2$

Мы только что нашли $a\approx3{,}0$ м/с$^2$. Верно.

Утверждение 3 — путь за первую секунду

За $t=1$ с скорость стала $3{,}008$ м/с. Путь $s=\dfrac{v^2}{2a}=\dfrac{3{,}008^2}{2\cdot3{,}01}\approx1{,}5$ м. Это больше $1$ м, а не меньше. Утверждение неверно.

Утверждение 4 — импульс при $t=0{,}4$ с

$p=mV=0{,}05\cdot1{,}203\approx0{,}060$ кг·м/с (массу перевели: $50$ г $=0{,}05$ кг). Верно.

Утверждение 5 — теплота при неупругом ударе

При абсолютно неупругом ударе о неподвижное препятствие вся кинетическая энергия уходит в тепло. При $t=1{,}4$ с скорость $4{,}211$ м/с, поэтому $Q=\dfrac{mV^2}{2}=\dfrac{0{,}05\cdot4{,}211^2}{2}\approx0{,}44$ Дж. Верно.

Верными оказались утверждения $2$, $4$ и $5$.

Ответ

245
Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)