Номер 1, страница 164 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Повторите материал главы 5 по следующему плану. Параграф 50. Примеры решения задач по теме «Динамика вращательного движения абсолютно твёрдого тела». Глава 5. Динамика вращательного движения абсолютно твёрдого тела - номер 1, страница 164.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Выпишите основные понятия и физические величины и дайте им определение.

Механическая работа – это скалярная физическая величина, являющаяся мерой действия силы на тело, которое приводит к его перемещению. Работа совершается, когда на тело действует сила и оно движется. Если направление силы совпадает с направлением движения, работа положительна, если противоположно – отрицательна. Если сила перпендикулярна перемещению, работа равна нулю. Работа вычисляется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $F$ – модуль силы, $s$ – модуль перемещения, $\alpha$ – угол между направлением силы и направлением перемещения. Единицей измерения работы в системе СИ является Джоуль (Дж).

Ответ: Механическая работа – это физическая величина, характеризующая результат действия силы, вызывающей перемещение тела. Формула: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$. Единица измерения – Джоуль (Дж).

Мощность – это скалярная физическая величина, характеризующая скорость совершения работы. Она равна отношению работы $A$ ко времени $t$, за которое эта работа была совершена. Формула для вычисления мощности: $N = \frac{A}{t}$. Также мощность можно выразить через силу и скорость: $N = F \cdot v$, если направление силы и скорости совпадают. Единицей измерения мощности в системе СИ является Ватт (Вт).

Ответ: Мощность – это физическая величина, показывающая, как быстро совершается работа. Формула: $N = \frac{A}{t}$. Единица измерения – Ватт (Вт).

Энергия – это скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи. Энергия системы характеризует её способность совершать работу. В механике рассматривают два вида энергии: кинетическую и потенциальную. Единицей измерения энергии в системе СИ, как и работы, является Джоуль (Дж).

Ответ: Энергия – это физическая величина, характеризующая способность тела или системы тел совершать работу. Измеряется в Джоулях (Дж).

Кинетическая энергия – это энергия движения. Это часть полной механической энергии системы, которой тело обладает вследствие своего движения. Она зависит от массы тела $m$ и квадрата его скорости $v$. Формула для вычисления кинетической энергии: $E_k = \frac{m \cdot v^2}{2}$.

Ответ: Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает тело из-за своего движения. Формула: $E_k = \frac{m \cdot v^2}{2}$. Измеряется в Джоулях (Дж).

Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия. Это часть полной механической энергии системы, которая определяется взаимным расположением тел или частей одного тела. В механике выделяют два основных вида: потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью Земли, которая зависит от массы тела $m$, ускорения свободного падения $g$ и высоты $h$ над нулевым уровнем (формула: $E_p = m \cdot g \cdot h$); и потенциальная энергия упруго деформированного тела (например, пружины), которая зависит от жесткости тела $k$ и величины его деформации $x$ (формула: $E_p = \frac{k \cdot x^2}{2}$).

Ответ: Потенциальная энергия – это энергия, обусловленная взаимным расположением тел или их частей. Для поднятого тела $E_p = m \cdot g \cdot h$, для сжатой пружины $E_p = \frac{k \cdot x^2}{2}$. Измеряется в Джоулях (Дж).

Полная механическая энергия – это сумма кинетической и потенциальной энергий тела или системы тел. Формула: $E = E_k + E_p$.

Ответ: Полная механическая энергия – это сумма кинетической и потенциальной энергий системы: $E = E_k + E_p$.

Закон сохранения механической энергии – это фундаментальный закон физики, который гласит, что в замкнутой системе тел, где действуют только консервативные силы (силы тяготения, силы упругости), полная механическая энергия системы остается постоянной (сохраняется). Это означает, что энергия может переходить из кинетической в потенциальную и обратно, но их сумма не изменяется. Математически это выражается как: $E_{k1} + E_{p1} = E_{k2} + E_{p2}$, где индексы 1 и 2 относятся к разным моментам времени.

Ответ: Закон сохранения механической энергии утверждает, что полная механическая энергия замкнутой системы, в которой действуют только консервативные силы, постоянна: $E_k + E_p = \text{const}$.

Простые механизмы – это устройства, служащие для преобразования силы (увеличения или изменения направления). Они позволяют получить выигрыш в силе, проигрывая при этом в расстоянии. К простым механизмам относятся: рычаг, блок, ворот, наклонная плоскость, клин, винт.

Ответ: Простые механизмы – это приспособления для изменения силы по величине или направлению.

"Золотое правило" механики – это принцип, который является следствием закона сохранения энергии для простых механизмов. Он гласит: во сколько раз мы выигрываем в силе, во столько же раз мы проигрываем в расстоянии. Для идеального механизма (без трения) работа, совершаемая приложенной силой, равна работе против силы сопротивления: $A_{затраченная} = A_{полезная}$.

Ответ: "Золотое правило" механики: выигрыш в силе с помощью простого механизма неизбежно сопровождается проигрышем в расстоянии. Ни один простой механизм не дает выигрыша в работе.

Коэффициент полезного действия (КПД) – это физическая величина, характеризующая эффективность механизма или машины. КПД равен отношению полезной работы $A_{полезная}$ ко всей затраченной работе $A_{затраченная}$. Обычно выражается в процентах. Формула: $\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} \cdot 100\%$. Поскольку в реальных условиях всегда есть потери энергии (например, на трение), КПД всегда меньше 100%.

Ответ: КПД – это отношение полезной работы к затраченной, показывающее эффективность механизма. Формула: $\eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} \cdot 100\%$.