Короткий расчёт на законы сохранения: удар тележек, падение камня, сжатая пружина — найти импульс, работу, энергию или скорость. Часть 1, базовый уровень: ответ — число в бланке № 1, 1 балл.
Часть
1
Ответ
целое число или конечная десятичная дробь в бланке № 1
Баллы
1 балл
Проверяет
умение применять законы сохранения импульса и механической энергии, находить импульс тела, работу силы, кинетическую и потенциальную энергию
Импульс и импульс силы — Импульс тела — произведение массы на скорость: p=mv. Изменение импульса равно произведению силы на время её действия.
Удары — Тела сталкиваются или сцепляются: суммарный импульс до удара равен суммарному импульсу после.
Работа силы — A=Fscosα, где α — угол между силой и перемещением. Работа силы тяжести при подъёме груза отрицательна.
Мощность — Работа за секунду: P=tA. При равномерном движении мощность силы тяги P=Fv.
Кинетическая и потенциальная энергия — Энергия движения 2mv2, энергия поднятого тела mgh, энергия сжатой пружины 2kx2.
Закон сохранения энергии — Скорость тела в конце падения или спуска и энергия, которая ушла на трение.
Пример с полным разбором
Условие. Тележка массой 2 кг катится по прямым рельсам со скоростью 3 м/с, налетает на неподвижную тележку массой 1 кг и сцепляется с ней. С какой скоростью покатятся тележки после сцепки? Трением пренебречь. Ответ дайте в метрах в секунду.
Вдоль рельсов на тележки не действуют внешние силы, поэтому суммарный импульс тележек вдоль рельсов сохраняется.
Импульс до удара: p=m1v1=2⋅3=6 кг·м/с, вторая тележка стоит.
После сцепки тележки едут вместе: (m1+m2)v=6,v=2+16=2 м/с.
Кинетическая энергия при таком ударе не сохраняется: было 22⋅32=9 Дж, стало 23⋅22=6 Дж. Поэтому скорость ищут через импульс, а не через энергию.
Ответ:2
Частые ошибки
Складывают импульсы тел, которые движутся навстречу друг другу, вместо того чтобы вычесть.
Применяют сохранение кинетической энергии к удару, после которого тела сцепились.
В формуле кинетической энергии забывают возвести скорость в квадрат или разделить на два.
Подставляют сжатие пружины в сантиметрах в формулу 2kx2.
Записывают работу силы трения со знаком плюс.
Что нужно знать для задания 3
Оглавление курса «ЕГЭ по физике» под это задание. Содержание открывается после оплаты.