Номер 3, страница 196 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.

Тип: Учебник

Серия: алгоритм успеха

Издательство: Просвещение

Год издания: 2011 - 2025

Уровень обучения: базовый и углублённый

Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами

ISBN: 978-5-09-091742-1

Популярные ГДЗ в 10 классе

Упражнения. Параграф 33. Потенциальная энергия. Глава 4. Законы сохранения в механике. Механика - номер 3, страница 196.

№3 (с. 196)
Условие. №3 (с. 196)
скриншот условия
Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета, страница 196, номер 3, Условие

3. На горизонтальной площадке лежит однородный стальной стержень длиной $l = 2$ м. Масса стержня $m = 250$ кг. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы поставить этот стержень вертикально на этой площадке? На сколько при этом изменится потенциальная энергия системы «стержень — Земля»? (Подсказка: рассмотрите стержень как систему материальных точек.)

Решение. №3 (с. 196)

Дано:

Длина стержня $l = 2$ м

Масса стержня $m = 250$ кг

Все данные приведены в системе СИ. В расчетах примем ускорение свободного падения $g \approx 9.8$ м/с².

Найти:

$A_{min}$ - ?

$\Delta E_p$ - ?

Решение:

Для решения задачи воспользуемся понятием центра масс. Поскольку стержень однородный, его центр масс находится в его геометрическом центре, то есть посередине.

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли зависит от высоты его центра масс над некоторым нулевым уровнем. Формула для потенциальной энергии: $E_p = mgh$. Примем за нулевой уровень поверхность горизонтальной площадки.

В начальном состоянии, когда стержень лежит на площадке, его центр масс находится на высоте $h_1 = 0$ (пренебрегая толщиной стержня). Следовательно, начальная потенциальная энергия системы $E_{p1} = 0$.

В конечном состоянии, когда стержень стоит вертикально, его центр масс поднят на высоту, равную половине его длины: $h_2 = \frac{l}{2}$. Конечная потенциальная энергия системы равна $E_{p2} = mgh_2 = mg\frac{l}{2}$.

Изменение потенциальной энергии системы «стержень — Земля» равно разности между конечной и начальной потенциальными энергиями:

$\Delta E_p = E_{p2} - E_{p1} = mg\frac{l}{2} - 0 = mg\frac{l}{2}$

Минимальная работа, которую необходимо совершить, чтобы перевести стержень из начального положения в конечное, совершается без сообщения ему кинетической энергии ($\Delta E_k = 0$). Согласно теореме об изменении механической энергии, эта работа равна изменению потенциальной энергии системы:

$A_{min} = \Delta E_p$

Проведем вычисления:

$\Delta E_p = A_{min} = 250 \text{ кг} \cdot 9.8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot \frac{2 \text{ м}}{2} = 250 \cdot 9.8 \cdot 1 = 2450 \text{ Дж}$

Теперь ответим на вопросы задачи.

Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы поставить этот стержень вертикально на этой площадке?

Минимальная работа равна найденному изменению потенциальной энергии.

Ответ: $2450$ Дж.

На сколько при этом изменится потенциальная энергия системы «стержень — Земля»?

Изменение потенциальной энергии было вычислено выше.

Ответ: $2450$ Дж.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 3 расположенного на странице 196 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 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 №3 (с. 196), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.