Вариант 1, страница 37 - гдз по физике 10 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2018 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: оранжевый изображены шестерни механизма
ISBN: 978-5-09-098314-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Самостоятельная работа № 2. Импульс силы. Закон сохранения импульса. Законы сохранения в механике. Механика - страница 37.
Вариант 1 (с. 37)
Условие. Вариант 1 (с. 37)
скриншот условия

Вариант 1
1. Тело массой $10 \, \text{кг}$, двигаясь вдоль прямой, за $5 \, \text{с}$ увеличило свою скорость от $2 \, \text{м/с}$ до $6 \, \text{м/с}$. Определите среднее значение действующей на это тело силы.
2. Вагон движется со скоростью $1 \, \text{м/с}$ и сталкивается с тремя такими же вагонами, стоящими на рельсах. Определите скорость вагонов после автосцепки.
Решение. Вариант 1 (с. 37)
1. Дано:
$m = 10 \text{ кг}$
$t = 5 \text{ с}$
$v_0 = 2 \text{ м/с}$
$v = 6 \text{ м/с}$
Найти:
$F - ?$
Решение:
Для определения среднего значения силы, действующей на тело, воспользуемся вторым законом Ньютона в импульсной форме. Изменение импульса тела равно импульсу силы, действующей на это тело: $\Delta p = F \cdot t$.
Изменение импульса тела $\Delta p$ можно рассчитать как разность между конечным и начальным импульсом:
$\Delta p = p - p_0 = m \cdot v - m \cdot v_0 = m(v - v_0)$
Приравнивая два выражения, получаем:
$F \cdot t = m(v - v_0)$
Отсюда выражаем силу $\text{F}$:
$F = \frac{m(v - v_0)}{t}$
Этот же результат можно получить, используя классическую формулировку второго закона Ньютона $F = ma$, где ускорение $\text{a}$ равно $a = \frac{v - v_0}{t}$.
Подставим известные числовые значения в полученную формулу:
$F = \frac{10 \text{ кг} \cdot (6 \text{ м/с} - 2 \text{ м/с})}{5 \text{ с}} = \frac{10 \cdot 4}{5} = \frac{40}{5} = 8 \text{ Н}$
Ответ: среднее значение действующей на тело силы равно 8 Н.
2. Дано:
$m_1 = m$ (масса движущегося вагона)
$v_1 = 1 \text{ м/с}$ (скорость движущегося вагона)
$m_2 = 3m$ (суммарная масса трех покоящихся вагонов)
$v_2 = 0 \text{ м/с}$ (скорость покоящихся вагонов)
Найти:
$v' - ?$
Решение:
Столкновение вагонов с последующей автосцепкой является примером абсолютно неупругого удара, при котором тела после взаимодействия движутся как единое целое. Для описания такого взаимодействия применим закон сохранения импульса для замкнутой системы тел (в данном случае система из четырех вагонов).
Суммарный импульс системы до столкновения равен векторной сумме импульсов тел, входящих в систему:
$\vec{p}_{до} = m_1\vec{v}_1 + m_2\vec{v}_2$
Поскольку движение происходит вдоль одной прямой, можем перейти к проекциям на эту ось:
$p_{до} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2$
Так как три вагона покоились, их начальная скорость $v_2 = 0$. Тогда начальный импульс системы равен:
$p_{до} = m \cdot v_1 + 3m \cdot 0 = m \cdot v_1$
После столкновения все четыре вагона сцепляются и движутся вместе с общей скоростью $v'$. Их общая масса составляет $m_{общ} = m_1 + m_2 = m + 3m = 4m$.
Импульс системы после столкновения:
$p_{после} = m_{общ} \cdot v' = 4m \cdot v'$
Согласно закону сохранения импульса, $p_{до} = p_{после}$:
$m \cdot v_1 = 4m \cdot v'$
Массу одного вагона $\text{m}$ можно сократить в обеих частях уравнения, так как она не равна нулю:
$v_1 = 4v'$
Отсюда выразим искомую конечную скорость $v'$:
$v' = \frac{v_1}{4}$
Подставим числовые значения:
$v' = \frac{1 \text{ м/с}}{4} = 0,25 \text{ м/с}$
Ответ: скорость вагонов после автосцепки равна 0,25 м/с.
Другие задания:
Вариант 4
стр. 35Вариант 5*
стр. 36Вариант 1
стр. 36Вариант 2
стр. 36Вариант 3
стр. 37Вариант 4
стр. 37Вариант 5*
стр. 37Вариант 1
стр. 37Вариант 2
стр. 37Вариант 3
стр. 38Вариант 4
стр. 38Вариант 5*
стр. 38Вариант 1
стр. 38Вариант 2
стр. 39Вариант 3
стр. 39к содержанию
список заданийПомогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения Вариант 1 расположенного на странице 37 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 1 (с. 37), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.