Контрольные вопросы
• В чем различие между понятиями энергии и работы?
• Как найти работу переменной силы?
• Какую работу совершает равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равномерно движущемуся по окружности?
• Что такое мощность? Вывести ее формулу.
• Дайте определения и выведите формулы для известных вам видов механической энергии. • Какова связь между силой и потенциальной энергией?
• Почему изменение потенциальной энергии обусловлено только работой консервативных сил?
• В чем заключается закон сохранения механической энергии? Для каких систем он выполняется?
• Необходимо ли условие замкнутости системы для выполнения закона сохранения механической энергии?
• В чем физическая сущность закона сохранения и превращения энергии? Почему он является фундаментальным законом природы?
• Каким свойством времени обусловливается справедливость закона сохранения механической энергии?
• Что такое потенциальная яма? потенциальный барьер?
• Какие заключения о характере движения тел можно сделать из анализа потенциальных кривых?
• Как охарактеризовать положения устойчивого и неустойчивого равновесия? В чем их различие?
• Чем отличается абсолютно упругий удар от абсолютно неупругого?
• Как определить скорости тел после центрального абсолютно упругого удара? Следствием каких законов являются эти выражения?
31
Задачи
3.1. Определить: 1) работу поднятия груза по наклонной плоскости; 2) среднюю и 3) максимальную мощности подъемного устройства, если масса груза 10 кг, длина наклонной плоскости 2 м, угол ее наклона к горизонту 45°, коэффициент трения 0,1 и время подъема 2 с. [1) 170 Дж; 2) 85 Вт; 3) 173 Вт |
3.2. С башни высотой 35 м горизонтально брошен камень массой 0,3 кг. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить: 1) скорость, с которой брошен камень, если через 1 с после начала движения его кинетическая энергия 60 Дж; 2) потенциальную энергию камня через 1 с после начала движения. [1) 17,4 м/с; 2) 88,6 Дж ]
3.3. Пренебрегая трением, определить наименьшую высоту, с которой должна скатываться тележка с человеком по желобу, переходящему в петлю радиусом 10 м, чтобы она сделала полную петлю и не выпала из желоба. [25 м]
3.4. Пуля массой m= 10 г, летевшая горизонтально со скоростью v = 500 м/с, попадает в баллистический маятник длиной l= 1 м и массой М = 5 кг и застревает в нем. Определить угол отклонения маятника. [ 18°30' ]
3.5. Зависимость потенциальной энергии частицы в центральном силовом поле от расстояния rдо
центра поля задается выражением П(r) =A/r2 -B/r, где А и В — положительные постоянные.
Определить значение r0, соответствующее равновесному положению частицы. Является ли это положение положением устойчивого равновесия? [r0 = 2А/В]
3.6. При центральном абсолютно упругом ударе движущееся тело массой m1ударяется в покоящееся тело массой m2, в результате чего скорость первого тела уменьшается в n= 1,5 раза. Определить: 1) отношение m1/m2;2) кинетическую энергию T'2, с которой начнет двигаться второе тело, если первоначальная кинетическая энергия первого тела T1= 1000 Дж. [ 1) 5; 2) 555 Дж ]
3.7. Тело массой m1=4 кг движется со скоростью v1=3м/с и ударяется о неподвижное тело такой же массы. Считая удар центральным и неупругим, определить количество теплоты, выделившееся при ударе. [9 Дж ]
* У. Гамильтон (1805—1865) — ирландский математик и физик.