Global EE

Законы Сохранения — Задание 6 ЕГЭ по физике №00047669

Задание №6. Механика. Установление Соответствия

Законы Сохранения

№2. Задание 6

ID: 00047669

Играя, мальчик бросил с земли вверх мячик массой $m$ с начальной скоростью $v$. Игрушка упала обратно на землю со скоростью $v_k$. Определите работу сопротивления воздуха и полную механическую энергию в нижней точке в момент приземления.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А) Работа сопротивления воздуха

Б) Полная механическая энергия

ФОРМУЛЫ

1) $\dfrac{mv_k^2}{2}$

2) $\dfrac{mv^2}{2}$

3) $\dfrac{m(v^2-v_k^2)}{2}$

4) $\dfrac{m(v_k^2-v^2)}{2}$

А

Б

 

 

 

 

Источник: Досрочный ЕГЭ 2022

Решение

Мячик бросили с земли вверх, он поднялся и упал обратно. Воздух всё время мешал движению, поэтому часть механической энергии мячика ушла на преодоление сопротивления. Нулевой уровень потенциальной энергии удобно выбрать на земле: мячик и стартует, и приземляется там.

Б) Полная механическая энергия при приземлении. Механическая энергия — сумма кинетической и потенциальной. В момент приземления мячик на нулевом уровне, потенциальная энергия равна нулю, а скорость равна $v_k$:

$$E=\dfrac{mv_k^2}{2}+0=\dfrac{mv_k^2}{2}.$$

Это формула $1$.

А) Работа силы сопротивления. Изменение механической энергии тела равно работе непотенциальных сил — здесь это сила сопротивления воздуха. В начале энергия была $\dfrac{mv^2}{2}$ (тоже на нулевом уровне), в конце $\dfrac{mv_k^2}{2}$:

$$A_{\text{сопр}}=E_{\text{кон}}-E_{\text{нач}}=\dfrac{mv_k^2}{2}-\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{m(v_k^2-v^2)}{2}.$$

Это формула $4$.

Проверим себя. Сила сопротивления всё время направлена против движения, поэтому её работа отрицательна. Мячик упал медленнее, чем его бросили ($v_k\lt v$), значит, $v_k^2-v^2\lt0$ — формула $4$ действительно даёт отрицательное число, а формула $3$ дала бы положительное.

Ответ

41
Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)