Вариант 5*, страница 42 - 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 № 6. Работа силы. Закон сохранения механической энергии. Законы сохранения в механике. Механика - страница 42.
Вариант 5* (с. 42)
Условие. Вариант 5* (с. 42)
скриншот условия


Вариант 5*
1. Пять одинаковых книг массой по 1 кг каждая и толщиной по 2 см каждая лежат рядом на горизонтальной поверхности. Определите минимальную работу, которую необходимо совершить для того, чтобы сложить эти книги стопкой.
2. Мяч бросили вертикально вверх со скоростью 4 м/с, а на землю он упал со скоростью 8 м/с. С какой высоты бросили мяч? Сопротивление воздуха не учитывайте.
Решение. Вариант 5* (с. 42)
1. Дано:
$N = 5$ (количество книг)
$m = 1$ кг
$h = 2$ см
$h = 0.02$ м
Найти:
$A_{min}$ — ?
Решение:
Минимальная работа, которую необходимо совершить, чтобы сложить книги в стопку, равна изменению их суммарной потенциальной энергии. Будем считать, что одна из книг остается на горизонтальной поверхности (она будет нижней в стопке), а остальные четыре кладутся на нее сверху по одной.
1. Первая книга остается на месте. Работа по ее перемещению не совершается. Ее центр масс находится на высоте $h/2$ от поверхности.
2. Вторую книгу мы берем с поверхности и кладем на первую. Ее центр масс поднимается с высоты $h/2$ до высоты $h + h/2 = 3h/2$. Изменение высоты центра масс составляет $\text{h}$. Работа, совершенная для подъема второй книги: $A_2 = mgh$.
3. Третью книгу мы кладем на вторую. Ее центр масс поднимается с высоты $h/2$ до высоты $2h + h/2 = 5h/2$. Изменение высоты центра масс составляет $2h$. Работа: $A_3 = mg(2h)$.
4. Четвертую книгу кладем на третью. Изменение высоты ее центра масс составляет $3h$. Работа: $A_4 = mg(3h)$.
5. Пятую книгу кладем на четвертую. Изменение высоты ее центра масс составляет $4h$. Работа: $A_5 = mg(4h)$.
Суммарная минимальная работа равна сумме работ по подъему каждой из четырех книг:
$A_{min} = A_1 + A_2 + A_3 + A_4 + A_5 = 0 + mgh + 2mgh + 3mgh + 4mgh = 10mgh$.
Примем ускорение свободного падения $g \approx 10 \text{ м/с}^2$.
Подставим числовые значения:
$A_{min} = 10 \cdot 1 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 \cdot 0.02 \text{ м} = 2 \text{ Дж}$.
Ответ: 2 Дж.
2. Дано:
$v_0 = 4$ м/с
$v_f = 8$ м/с
Найти:
$\text{H}$ — ?
Решение:
Поскольку сопротивлением воздуха пренебрегаем, для мяча выполняется закон сохранения полной механической энергии. Полная механическая энергия, состоящая из кинетической и потенциальной энергии, остается постоянной в любой точке траектории.
$E = E_k + E_p = \frac{mv^2}{2} + mgh = const$
Выберем уровень земли в качестве нулевого уровня для отсчета потенциальной энергии ($h=0$).
В начальный момент времени (в момент броска с высоты $\text{H}$) полная энергия мяча была:
$E_0 = \frac{mv_0^2}{2} + mgH$
В конечный момент времени (перед падением на землю, $h=0$) полная энергия мяча стала:
$E_f = \frac{mv_f^2}{2} + mg \cdot 0 = \frac{mv_f^2}{2}$
Согласно закону сохранения энергии, $E_0 = E_f$:
$\frac{mv_0^2}{2} + mgH = \frac{mv_f^2}{2}$
Массу $\text{m}$ можно сократить:
$\frac{v_0^2}{2} + gH = \frac{v_f^2}{2}$
Выразим из этого уравнения высоту $\text{H}$:
$gH = \frac{v_f^2}{2} - \frac{v_0^2}{2}$
$H = \frac{v_f^2 - v_0^2}{2g}$
Примем ускорение свободного падения $g \approx 10 \text{ м/с}^2$.
Подставим числовые значения:
$H = \frac{(8 \text{ м/с})^2 - (4 \text{ м/с})^2}{2 \cdot 10 \text{ м/с}^2} = \frac{64 - 16}{20} \text{ м} = \frac{48}{20} \text{ м} = 2.4 \text{ м}$.
Ответ: 2.4 м.
Другие задания:
Вариант 3
стр. 41Вариант 4
стр. 41Вариант 5*
стр. 41Вариант 1
стр. 42Вариант 2
стр. 42Вариант 3
стр. 42Вариант 4
стр. 42Вариант 5*
стр. 42Вариант 1
стр. 43Вариант 2
стр. 43Вариант 3
стр. 43Вариант 4
стр. 43Вариант 5*
стр. 44Вариант 1
стр. 44Вариант 2
стр. 44к 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 5* расположенного на странице 42 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 5* (с. 42), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.