9 задач по физике для 10 класса по теме «Закон сохранения механической энергии» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
Тело массой 2 кг находится на высоте 5 м над поверхностью земли. Определите потенциальную энергию тела относительно поверхности земли. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с².
(Ответ дайте в: Дж)
Дано: m = 2 кг; h = 5 м; g = 10 м/с².
Найти: Eп.
Решение:
Потенциальная энергия тела определяется формулой:
Eп = mgh.
Подставим значения:
Eп = 2 · 10 · 5 = 100 Дж.
Ответ: 100 Дж.
Автомобиль массой 1000 кг движется со скоростью 10 м/с. Определите его кинетическую энергию.
(Ответ дайте в: кДж)
Дано: m = 1000 кг; v = 10 м/с.
Найти: Eк.
Решение:
Кинетическая энергия тела определяется формулой:
Eк = mv²/2.
Подставим значения:
Eк = 1000 · 10²/2 = 50000 Дж.
Переведём в килоджоули:
Eк = 50000/1000 = 50 кДж.
Ответ: 50 кДж.
Камень свободно падает с высоты 20 м без начальной скорости. Сопротивлением воздуха пренебречь. Определите скорость камня непосредственно перед ударом о землю. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
(Ответ дайте в: м/с)
Дано: h = 20 м; v₀ = 0; g = 10 м/с².
Найти: v.
Решение:
По закону сохранения механической энергии:
Eп = Eк.
mgh = mv²/2.
Сократим массу и выразим скорость:
v = √(2gh).
Подставим значения:
v = √(2 · 10 · 20) = √400 = 20 м/с.
Ответ: 20 м/с.
Мяч бросили вертикально вверх с начальной скоростью 10 м/с. Сопротивлением воздуха пренебречь. Определите максимальную высоту подъёма мяча относительно точки броска. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
(Ответ дайте в: м)
Дано: v₀ = 10 м/с; v = 0; g = 10 м/с².
Найти: h.
Решение:
В верхней точке траектории скорость мяча равна нулю. По закону сохранения механической энергии:
Eк₀ = Eп.
mv₀²/2 = mgh.
Сократим массу и выразим высоту:
h = v₀²/(2g).
Подставим значения:
h = 10²/(2 · 10) = 100/20 = 5 м.
Ответ: 5 м.
Санки начинают скользить без начальной скорости с вершины ледяной горки высотой 5 м. Трением пренебречь. Определите скорость санок у основания горки. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
(Ответ дайте в: м/с)
Дано: h = 5 м; v₀ = 0; g = 10 м/с².
Найти: v.
Решение:
По закону сохранения механической энергии потенциальная энергия санок на вершине переходит в кинетическую энергию у основания:
mgh = mv²/2.
Выразим скорость:
v = √(2gh).
Подставим значения:
v = √(2 · 10 · 5) = √100 = 10 м/с.
Ответ: 10 м/с.
Вагончик аттракциона движется без начальной скорости с высоты 20 м. На некотором участке трассы он оказывается на высоте 5 м над землёй. Сопротивлением движению пренебречь. Определите скорость вагончика на этой высоте. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
(Ответ округлите до десятых. Ответ дайте в: м/с)
Дано: h₁ = 20 м; h₂ = 5 м; v₀ = 0; g = 10 м/с².
Найти: v.
Решение:
По закону сохранения механической энергии:
mg h₁ = mg h₂ + mv²/2.
Выразим скорость:
v = √(2g(h₁ − h₂)).
Подставим значения:
v = √(2 · 10 · (20 − 5)) = √300 ≈ 17,3 м/с.
Ответ: 17,3 м/с.
Маятник отклонили от положения равновесия и отпустили без начальной скорости. В момент отпускания груз находился на 0,8 м выше нижнего положения. Определите скорость груза при прохождении нижнего положения. Сопротивлением воздуха пренебречь, ускорение свободного падения равно 10 м/с².
(Ответ дайте в: м/с)
Дано: h = 0,8 м; v₀ = 0; g = 10 м/с².
Найти: v.
Решение:
При движении маятника потенциальная энергия переходит в кинетическую. По закону сохранения механической энергии:
mgh = mv²/2.
Сократим массу и выразим скорость:
v = √(2gh).
Подставим значения:
v = √(2 · 10 · 0,8) = √16 = 4 м/с.
Ответ: 4 м/с.
Мяч бросили вертикально вверх с поверхности земли со скоростью 20 м/с. Сопротивлением воздуха пренебречь. Определите скорость мяча на высоте 15 м над землёй. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
(Ответ дайте в: м/с)
Дано: v₀ = 20 м/с; h = 15 м; g = 10 м/с².
Найти: v.
Решение:
По закону сохранения механической энергии:
mv₀²/2 = mgh + mv²/2.
Выразим скорость:
v² = v₀² − 2gh.
v = √(v₀² − 2gh).
Подставим значения:
v = √(20² − 2 · 10 · 15) = √(400 − 300) = √100 = 10 м/с.
Ответ: 10 м/с.
Лыжник начинает спуск с вершины склона высотой 8 м над уровнем нижней площадки. Начальная скорость лыжника равна 6 м/с. Определите его скорость в тот момент, когда он окажется на высоте 3 м над нижней площадкой. Трением пренебречь, ускорение свободного падения равно 10 м/с².
(Ответ округлите до десятых. Ответ дайте в: м/с)
Дано: h₁ = 8 м; h₂ = 3 м; v₀ = 6 м/с; g = 10 м/с².
Найти: v.
Решение:
По закону сохранения механической энергии:
mg h₁ + mv₀²/2 = mg h₂ + mv²/2.
Перенесём слагаемые и выразим скорость:
v² = v₀² + 2g(h₁ − h₂).
v = √(v₀² + 2g(h₁ − h₂)).
Подставим значения:
v = √(6² + 2 · 10 · (8 − 3)) = √(36 + 100) = √136 ≈ 11,7 м/с.
Ответ: 11,7 м/с.