Законы Сохранения — Задание 5 ЕГЭ по физике №00042879
Законы Сохранения
№2. Задание 5
ID: 00042879
На дне гладкого желоба покоится брусок массой $m_2 = 6$ кг. С края желоба без начальной скорости начинает скольжение брусок массой $m_1 = 5$ кг с высоты 5 м. В результате происходит неупругое соударение. Выберите все верные утверждения о происходящем.
1. Скорость первого бруска перед соударением равна 10 м/с.
2. Скорость брусков после взаимодействия равен 6 м/с.
3. После соударения брускам хватит кинетической энергии, чтобы покинуть желоб.
4. В результате взаимодействия механическая энергия системы не изменилась.
5. В результате взаимодействия механическая энергия системы уменьшилась.
Решение
1. Верно
По закону сохранения энергии:
$m_1 \cdot g \cdot h = \dfrac{m_1 \cdot v^2}{2}$
$v = \sqrt{\dfrac{2 \cdot m_1 \cdot g \cdot h}{m_1}}$
$v = \sqrt{\dfrac{2 \cdot 5\ кг \cdot 10\ м/с^2 \cdot 5\ м}{5\ кг}} = 10\ м/с$
2. Неверно
По закону сохранения импульса:
$m_1 \cdot v = (m_2 + m_1) \cdot u$
$u = \dfrac{m_1 \cdot v}{m_2 + m_1}$
$u = \dfrac{5\ кг \cdot 10\ м/с}{5\ кг + 6\ кг} \approx 4{,}55\ м/с$
3. Неверно
Посчитаем, на какую высоту сможет подняться система после соударения:
$\dfrac{(m_1 + m_2) \cdot u^2}{2} = (m_1 + m_2)gh$
$h = \dfrac{(6\ кг + 5\ кг) \cdot (4{,}55\ м/с)^2}{2 \cdot (6\ кг + 5\ кг) \cdot 10\ м/с^2} = 1{,}03\ м$
4. Неверно
При неупругом ударе происходит потеря энергии, которая уходит на нагрев. Если записать закон сохранения энергии:
$\dfrac{m_1 v^2}{2} = \dfrac{(m_1 + m_2)u^2}{2} + Q \Leftrightarrow \dfrac{5\ кг \cdot (10\ м/с)^2}{2} = \dfrac{(5\ кг + 6\ кг)(4{,}55\ м/с)^2}{2} + Q \Rightarrow Q \approx 136\ Дж$
5. Верно
Уменьшение механической энергии объясняется утратой некоторой части энергии на нагрев.
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 №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.…
- Задание 5 №00042868 — Провелись исследования прямолинейного движения тела массой m равно 800 г из…