Вариант 2, страница 15 - гдз по физике 10 класс дидактические материалы Марон, Марон

Авторы: Марон А. Е., Марон Е. А.
Тип: Дидактические материалы
Издательство: Дрофа
Год издания: 2014 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: белый молнии и вертолет
ISBN: 978-5-358-20020-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
ТС-8. Закон сохранения импульса. Тесты для самоконтроля - страница 15.
Вариант 2 (с. 15)
Условие. Вариант 2 (с. 15)
скриншот условия

Вариант 3
1. Чему равен модуль изменения импульса шара из пластилина массой $2m$, движущегося со скоростью $\text{v}$, после столкновения со стенкой?
А. $\text{0}$.
Б. $mv$.
В. $2mv$.
2. Неподвижное атомное ядро массой $\text{M}$ испускает частицу массой $\text{m}$, движущуюся со скоростью $\text{v}$, и отлетает в противоположном направлении. Какой по модулю импульс приобретает при этом ядро?
А. $mv$.
Б. $(M + m)v$.
В. $Mv$.
3. По условию предыдущей задачи определите скорость ядра после вылета из него частицы.
А. $mv/M$.
Б. $(M + m)v/M$.
В. $Mv/m$.
4. Шарик массой $\text{m}$ движется со скоростью $\text{v}$ и сталкивается с таким же неподвижным шариком. Считая удар абсолютно неупругим, определите скорости шариков после столкновения.
А. $v_1 = v_2 = 0$.
Б. $v_1 = v_2 = 0,5v$.
В. $v_1 = v_2 = 2v$.
5. Летящий горизонтально со скоростью 400 м/с снаряд массой 40 кг попадает в неподвижную платформу с песком массой 10 т и застревает в песке. С какой скоростью стала двигаться платформа?
А. 20 м/с.
Б. 1,6 м/с.
В. 400 м/с.
Решение. Вариант 2 (с. 15)
1. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость: $p = m \cdot v$.
Начальный импульс шара из пластилина массой $2m$, движущегося со скоростью $\text{v}$, равен $p_{1} = 2m \cdot v$.
Шар из пластилина, столкнувшись со стенкой, прилипает к ней. Это абсолютно неупругий удар. Его конечная скорость становится равной нулю ($v_{2} = 0$).
Следовательно, конечный импульс шара равен $p_{2} = 2m \cdot 0 = 0$.
Изменение импульса $\Delta p$ равно разности между конечным и начальным импульсом: $\Delta p = p_{2} - p_{1} = 0 - 2mv = -2mv$.
Модуль изменения импульса равен $|\Delta p| = |-2mv| = 2mv$.
Ответ: В. $2mv$.
2. Рассмотрим систему "атомное ядро - частица". До испускания частицы ядро покоилось, поэтому начальный импульс системы равен нулю: $p_{начальный} = 0$.
После испускания частицы, согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы должен остаться равным нулю. Система является замкнутой, так как распад происходит за счет внутренних сил.
Пусть $p_{ядра}$ - импульс, приобретенный ядром, а $p_{частицы}$ - импульс испущенной частицы.
Закон сохранения импульса в векторной форме: $\vec{p}_{начальный} = \vec{p}_{конечный} = \vec{p}_{ядра} + \vec{p}_{частицы}$.
$0 = \vec{p}_{ядра} + \vec{p}_{частицы}$
Отсюда следует, что импульс ядра по модулю равен импульсу частицы и направлен в противоположную сторону: $\vec{p}_{ядра} = -\vec{p}_{частицы}$.
Импульс частицы массой $\text{m}$, движущейся со скоростью $\text{v}$, равен по модулю $|p_{частицы}| = mv$.
Следовательно, модуль импульса, который приобретает ядро, равен $|p_{ядра}| = |p_{частицы}| = mv$.
Ответ: А. $mv$.
3. Из решения предыдущей задачи мы знаем, что модуль импульса ядра после вылета частицы равен $mv$.
Импульс ядра также можно выразить через его массу $\text{M}$ и скорость $\text{u}$: $|p_{ядра}| = M \cdot u$.
Приравнивая два выражения для модуля импульса ядра, получаем:
$M \cdot u = mv$
Отсюда выражаем скорость ядра $\text{u}$:
$u = \frac{mv}{M}$
Ответ: А. $mv/M$.
4. Рассмотрим систему из двух шариков. Столкновение является абсолютно неупругим, это означает, что после столкновения шарики движутся вместе как одно целое с некоторой общей скоростью $\text{u}$.
Применим закон сохранения импульса для этой системы.
Начальный импульс системы равен сумме импульсов шариков до столкновения. Первый шарик массой $\text{m}$ движется со скоростью $\text{v}$, его импульс $p_1 = mv$. Второй шарик массой $\text{m}$ покоится, его импульс $p_2 = m \cdot 0 = 0$.
Суммарный начальный импульс: $P_{начальный} = p_1 + p_2 = mv + 0 = mv$.
Конечный импульс системы: после столкновения шарики движутся вместе. Их общая масса равна $m + m = 2m$, а общая скорость - $\text{u}$.
Суммарный конечный импульс: $P_{конечный} = (2m) \cdot u$.
По закону сохранения импульса: $P_{начальный} = P_{конечный}$.
$mv = (2m) \cdot u$
Выражаем конечную скорость $\text{u}$:
$u = \frac{mv}{2m} = \frac{v}{2} = 0.5v$.
Поскольку шарики движутся вместе, их скорости после столкновения равны: $v_1 = v_2 = u = 0.5v$.
Ответ: Б. $v_1 = v_2 = 0.5v$.
5. Дано:
Скорость снаряда $v_с = 400$ м/с
Масса снаряда $m_с = 40$ кг
Масса платформы $m_п = 10$ т
Начальная скорость платформы $v_п = 0$ м/с
Перевод в СИ:
$m_п = 10 \text{ т} = 10 \cdot 1000 \text{ кг} = 10000 \text{ кг}$
Найти:
Конечная скорость платформы со снарядом $u - ?$
Решение:
Так как снаряд застревает в песке на платформе, это является примером абсолютно неупругого удара. Для системы "снаряд + платформа" применим закон сохранения импульса в горизонтальном направлении (внешние силы в этом направлении отсутствуют).
Импульс системы до столкновения равен сумме импульсов снаряда и платформы:
$P_{до} = m_с v_с + m_п v_п$
Так как платформа была неподвижна ($v_п = 0$), то:
$P_{до} = m_с v_с$
После столкновения снаряд и платформа движутся вместе как единое целое с общей скоростью $\text{u}$. Их общая масса равна $m_{общ} = m_с + m_п$.
Импульс системы после столкновения:
$P_{после} = (m_с + m_п) \cdot u$
Согласно закону сохранения импульса, $P_{до} = P_{после}$:
$m_с v_с = (m_с + m_п) \cdot u$
Выразим конечную скорость $\text{u}$:
$u = \frac{m_с v_с}{m_с + m_п}$
Подставим числовые значения:
$u = \frac{40 \text{ кг} \cdot 400 \text{ м/с}}{40 \text{ кг} + 10000 \text{ кг}} = \frac{16000 \text{ кг}\cdot\text{м/с}}{10040 \text{ кг}} \approx 1.5936 \text{ м/с}$
Округляя, получаем $u \approx 1.6 \text{ м/с}$.
Ответ: Б. 1,6 м/с.
Другие задания:
Помогло 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 2 расположенного на странице 15 к дидактическим материалам 2014 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 2 (с. 15), авторов: Марон (Абрам Евсеевич), Марон (Евгений Абрамович), базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Дрофа.