05 Потенциальная энергия силы тяжести и пружины
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Какова энергия упругой деформации сжатой на 10 см пружины, если её жёсткость равна 5000 Н/м? Ответ дайте в Дж.
Источники:
Энергия деформация пружины:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Какой потенциальной энергией будет обладать пружина жесткостью если она сжата на
Ответ дайте в
Дж.
Потенциальная энергия пружины:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Потенциальная энергия упругой пружины при её растяжении на 2 см равна 2 Дж. Найдите модуль изменения потенциальной энергии этой пружины при уменьшении её растяжения на 0,5 см. Ответ дайте в Дж.
Источники:
Энергия деформация пружины:
где – жёсткость пружины,
– деформация пружины.
Тогда
Пусть м. При уменьшении деформации на 0,5 см получаем:
То есть модуль изменения составит:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Тело находится в свободном падении с. Начальная скорость равна 0. Чему равна работа силы тяжести за время падения?
Масса тела
кг. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ноль потенциальной энергии — поверхность земли. Ответ в
Дж.
Если тело бросили без начальной скорости, то высоту, с которой оно летит, можно посчитать по формуле:
где – начальная скорость тела по вертикальной оси.
Тогда
Работу силы тяжести можно найти как разность потенциальных энергий до падения и в момент соударения с землёй.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Какой потенциальной энергией обладает тело массой 12 кг на высоте 4 м? На поверхности земли потенциальная энергия равна 0. Ответ дайте в Дж.
Потенциальную энергию тела массой , которое находится на высоте
над нулём потенциальной энергии можно найти по
формуле:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Тело переместили вдоль наклонной плоскости с углом вверх. Длина наклонной поверхности равна
м. Масса тела
г. Чему равна работа силы тяжести? Нулём потенциальной энергии считать уровень, на котором тело было изначально.
Ответ дайте в Джоулях.
Переведём данные в СИ: г = 0,4 кг.
Так как наклонная плоскость — это прямоугольный треугольник, то её высоту можно найти через отношение:
Работу силы тяжести можно найти как разность потенциальных энергий в состояниях (1) и (2):
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Мяч массой г сбросили с балкона без начальной скорости. Время падения составило
с. Какой потенциальной
энергий обладал мяч через
с после начала движения? На поверхности земли потенциальная энергия равна 0. Сопротивлением
воздуха пренебречь. Ответ дайте в Дж.
Переведём данные в СИ: г = 0,1 кг.
Высоту всего полёта можно найти по формуле:
Расстояние, пройденное за время можно найти так:
Подставив первое уравнение во второе, получим:
Потенциальная энергия равна:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Какую минимальную работу надо совершить, чтобы доску массой кг длиной
м из горизонтального положения
перевести в вертикальное? Ответ дайте в джоулях.
Так как доска однородная, то можно представить, что вся масса доски находится в её центре масс (середина доски). Так как мы поднимаем центр масс, то работа, совершённая нами, по модулю равна работе силы тяжести, которую можно найти через разность потенциальных энергий:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Однородная тонкая металлическая цепь длинной м лежит на горизонтальном столе. Линейная плотность цепи равна
кг/м. Чему равна потенциальная энергия цепи, если ее поднять за один конец вертикально таким образом, чтобы нижний конец
находился на высоте, равной длине цепи? На поверхности земли потенциальная энергия равна 0. Ответ дайте в
Дж.
Так как цепь однородная, то можно представить, что вся масса сосредоточена в её центре масс, таким образом потенциальная
энергия цепи будет равна потенциальной энергии центра масс. По определению потенциальная энергия тела, поднятого на высоту
над нулём потенциальной энергии, равна:
где m – масса тела.
Массу данной цепи можно найти по формуле:
Так как тело однородное, то центр масс находится в центре цепи, следовательно, высота равна:
Теперь можно найти потенциальную энергию цепи: