Законы Сохранения — Задание 5 ЕГЭ по физике №00014968
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
Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)
- Задание 5 №00042883 — Свинцовый брусок массой m индекс 1 равно 500 г покоится на гладкой…
- Задание 5 №00042882 — Деревянный брусок массой m индекс 1 равно 1000 г находится в покое на гладкой…
- Задание 5 №00042881 — У основания наклоненной под углом к горизонту гладкой поверхности покоится…
- Задание 5 №00042880 — Радиоуправляемый автомобиль m индекс 1 равно 8 кг въезжает в коридор со…
- Задание 5 №00042879 — На дне гладкого желоба покоится брусок массой m индекс 2 равно 6 кг. С края…
- Задание 5 №00042871 — На тонкой нити длиной l равно 50 см подвешен железный шарик массой m индекс 1…
- Задание 5 №00042870 — Петя кидает шарик под углом альфа равно 30 в степени ° к горизонту со скоростью…
- Задание 5 №00042869 — Тело массой 100 г брошено с горизонтальной площадки под углом к горизонту.…