Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Ф1.4.1 Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии




Ф1.4.1-1

Зависимость перемещения тела массой 4 кг от времени представлена на рисунке. Кинетическая энергия тела в момент времени t = 3 с равна … 1: 50 Дж * 2: 15 Дж 3: 20 Дж 4: 25 Дж 5: 40 Дж
Кинетическая энергия . По графику видно, что модуль перемещения является линейной функцией времени. Следовательно – модуль скорости является постоянной величиной: . Ответ: 1

Ф1.4.1-2

Два тела одинаковой массы движутся с одинаковыми скоростями. Первое катится, второе скользит. При ударе о стенку тела останавливаются. Больше тепла выделится при ударе тела … 1: первого* 2: второго 3: одинаково
В соответствии с законом сохранения энергии в тепло переходит механическая (в данном случае кинетическая) энергия. Поскольку у катящегося тела кинетическая энергия есть энергия поступательного движения и энергия вращательного движения, а у скользящего тела – энергия поступательного движения (при движении тел с одинаковой скоростью центра масс кинетическая энергия поступательного движения одинакова), то кинетическая энергия у первого тела больше. Поэтому при ударе первого тела о стенку выделится больше тепла. Ответ: 1

Ф1.4.1-3

Обруч массой m=0,3 кг и радиусом R=0,5 м привели во вращение, сообщив ему энергию вращательного движения 1200 Дж, и опустили на пол так, что его ось вращения оказалась параллельной плоскости пола. Если обруч начал двигаться без проскальзывания, имея кинетическую энергию поступательного движения 200 Дж, то сила трения совершила работу, равную… 1. 800 Дж* 2. 1000 Дж 3. 1400 Дж 4. 600 Дж
Согласно теореме об изменении кинетической энергии оно определяется для абсолютно твёрдого тела работой внешних неконсервативных сил. В рассматриваемом случае неконсервативной внешней силой является сила трения. Поэтому теорема об изменении кинетической энергии имеет следующий вид: . Кинетическая энергия тела определяется суммой кинетических энергий поступательного и вращательного движений: (υс0 – скорость центра масс в начальный момент, ωс0 – скорость вращательного движения тела вокруг оси, проходящей через центр масс, в начальный момент кинетическая энергия поступательного движения равна нулю). . Поскольку момент инерции обруча , а скорость вращательного движения обруча вокруг центра масс и скорость центра масс связаны соотношением , то . После подстановки полученного соотношения в теорему об изменении кинетической энергии получим: . Учитывая, что работа силы трения всегда величина отрицательная из предложенных ответов выбираем Атр= 800 Дж. Численные значения радиуса и массы обруча, заданные в условии, для решения не требуются. Ответ: 1

Ф1.4.1-7

Два маленьких массивных шарика закреплены на невесомом длинном стержне на расстоянии r1 друг от друга. Стержень может вращаться без трения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей посередине между шариками. Стержень раскрутили из состояния покоя до угловой скорости ω, при этом была совершена работа A1. Шарики раздвинули симметрично на расстояние r2=2r1 и раскрутили до той же угловой скорости. При этом была совершена работа … 1: A2=4A1* 2: A2=A1/4 3: A2=2A1 4: A2=A1/3
В соответствии с теоремой об изменении кинетической энергии она равна совершённой работе. Кинетическая энергия вращательного движения определяется по формуле . Поскольку вначале стержень покоился, то начальная кинетическая энергия равна 0. Поэтому . Момент инерции двух шариков в первом случае . Момент инерции двух шариков во втором случае (с учётом, что r2=2r1) . С учётом того, что конечная угловая скорость в двух случаях одинакова: . Ответ: 1

Ф1.4.1-8

Два маленьких массивных шарика закреплены на концах невесомого стержня длины d. Стержень может вращаться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей через середину стержня. Стержень раскрутили до угловой скорости ω1. Под действием трения стержень остановился, при этом выделилось тепло Q1. Если стержень раскручен до угловой скорости ω2=3ω1, то при остановке стержня выделилось тепло … 1. Q2=3Q1 2. Q2=Q1/3 3. Q2=9Q1* 4. Q2=Q1/9
Выделившееся тепло в соответствии с законом сохранения энергии равно работе силы трения, которая равна изменению кинетической энергии системы. Поскольку под действием силы трения стержень останавливается, то его конечная кинетическая энергия равна нулю. Поэтому отношение количеств теплоты Q2=Q1 равно отношению начальных кинетических энергий. Кинетическая энергия вращательного движения определяется по формуле . Момент инерции J=const. Поэтому . Следовательно Q2=9Q1. Ответ: 3

Ф1.4.1-9







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 2220. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.006 сек.) русская версия | украинская версия