РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ.

МЕХАНИКА. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

На этой странице представлены условия типовых задач по физике из сборника задач Бендрикова Г.А. для школьников 9-11 классов и студентов.
Решения этих задач даны на плейлисте видео - СМОТРИ ЗДЕСЬ -
Номера задач здесь и на плейлисте совпадают.

Счастливого разбора «полетов»!

Задачи на закон сохранения энергии

199. Летящая с некоторой скоростью пуля попадает в мешок с песком и входит в него на глубину l1, = 15 см. На какую глубину l2 войдет в песок пуля той же массы, если скорость ее движения будет вдвое больше? Считать силу сопротивления движению пули в песке постоянной.

200. Пуля массы m = 10 г подлетает к доске толщины d = 4 см со скоростью v0 = 600 м/с и, пробив доску, вылетает из нее со скоростью v = 400 м/с. Найти среднюю силу F сопротивления доски.

201. Пуля массы m летит со скоростью v, и пробивает тяжелую доску толщины d, движущуюся навстречу пуле со скоростью и. С какой скоростью v вылетит пуля из доски? Считать силу сопротивления F движению пули в доске постоянной. Скорость доски заметно не изменяется.

202. В тело массы m1 = 990 г, лежащее на горизонтальной поверхности, попадает пуля массы m2 = 10 г и застревает в нем. Скорость пули v = 700 м/с и направлена горизонтально. Какой путь я пройдет тело до остановки? Коэффициент трения между телом и поверхностью к = 0,05.

203. Сила F = 0,5 Н действует на тело массы m= 10 кг в течение времени t = 2 с. Найти конечную кинетическую энергию тела К, если начальная кинетическая энергия равна нулю.

204. Поезд массы m = 1500 т движется со скоростью v = 57,6 км/ч и при торможении останавливается, пройдя путь s = 200 м. Какова сила торможения F1 Как должна измениться сила торможения, чтобы поезд остановился, пройдя в два раза меньший путь?

205. Какую работу совершил мальчик, стоящий на гладком льду, сообщив санкам скорость v = 4 м/с относительно льда, если масса санок m = 4 кг, а масса мальчика М = 20 кг?

206. Найти мощность W, развиваемую пороховыми газами при выстреле из винтовки, если длина ствола l= 1 м, масса пули m = 10 г, а скорость пули при вылете v = 400 м/с. Массой газов, сопротивлением движению пули и отдачей винтовки пренебречь. Считать силу давления газов постоянной в течение всего времени движения пули в стволе.

207. Два автомобиля с одинаковыми массами одновременно трогаются с места и движутся равноускоренно. Во сколько раз мощность первого автомобиля больше мощности второго, если за одно и то же время первый автомобиль достигает вдвое большей скорости, чем второй?

208. Автомобиль массы m = 1т трогается с места и, двигаясь равноускоренно, проходит путь s = 20 м за время t = 2 с. Какую мощность W должен развить мотор этого автомобиля?

209. Моторы электровоза при движении со скоростью v = 72 км/ч потребляют мощность W = 800 кВт. КПД силовой установки электровоза = 0,8. Найти силу тяги F моторов.

210. Какой максимальный подъем может преодолеть тепловоз, развивающий мощность W = 370 кВт, перемещая состав массы m = 2000 т со скоростью v = 7,2 км/ч? Считать угол наклона а полотна железной дороги к горизонту малым, а силу сопротивления движению равной kmg, где к = 0,002.

211. Мощность гидростанции W = 73,5 МВт. Найти объемный расход воды, если КПД станции = 0,75 и плотина поднимает уровень воды на высоту h = 10 м.

212. Подъемный кран за время t = 1 ч поднимает массу строительных материалов m = 3000 т на высоту h =10 м. Какова мощность W двигателя крана, если КПД крана = 0,6.

213. Трактор массы m = 10 т, развивающий мощность W = = 150 кВт, поднимается в гору со скоростью v = 5 м/с. Найти угол наклона а горы к горизонту.

214. Транспортер поднимает массу песка m = 200 кг на автомашину за время t = 1 с. Длина ленты транспортера l = 3 м, угол наклона ее к горизонту а = 30°. КПД транспортера = 0,85. Найти мощность W, развиваемую его электродвигателем.

215. Шарик прикреплен к концу невесомой жесткой спицы, имеющей длину I = 10 см. Второй конец спицы закреплен так, что спица с шариком может свободно вращаться в вертикальной плоскости. Какую минимальную скорость v в горизонтальном направлении нужно сообщить шарику, чтобы спица сделала полный оборот? В начальный момент спица вертикальна и шарик расположен внизу.

216. Тяжелый шарик, подвешенный на нерастяжимой и невесомой нити, имеющей длину l, отклоняют от вертикали на угол а и затем отпускают. Какую максимальную скорость v приобретет шарик?

217. Тело брошено под углом к горизонту со скоростью v0. Используя закон сохранения энергии, найти скорость тела v на высоте h над горизонтом.

218. Камень массы m = 300 г брошен с башни горизонтально с некоторой скоростью. Спустя время t = 1с скорость камня составила с горизонтом угол а = 30°. Найти кинетическую энергию К камня в этот момент.

219. Камень массы m = 5 кг упал с некоторой высоты. Найти кинетическую энергию К камня в средней точке его пути, если он падал в течение времени t = 2 с.

220. Какой кинетической энергией К обладает тело массы m = 1 кг, падающее без начальной скорости, спустя время t = 5 с после начала падения?

221. Пуля, вылетевшая из винтовки вертикально вверх со скоростью w = 1000 м/с, упала на землю со скоростью v = 50 м/с. Какая работа А была совершена силой сопротивления воздуха, если масса пули m = 10 г?

222. Пуля массы m = 0,3 г, выпущенная из пневматической винтовки вертикально вверх, упала на землю спустя время t = 11 с. Каково среднее давление воздуха на пулю внутри ствола, если его длина I = 45 см, а диаметр d = 4,5 мм?

223. Тело брошено вертикально вверх со скоростью v = 49 м/с. На какой высоте h его кинетическая энергия К будет равна потенциальной энергии U?

224. К телу массы m = 4 кг приложена направленная вертикально вверх сила F = 49 Н. Найти кинетическую энергию К тела в момент, когда оно окажется на высоте h = 10 м над землей. В начальный момент тело покоилось на поверхности земли.

225. Тело, брошенное с высоты Н = 250 м вертикально вниз со скоростью v = 20 м/с, погрузилось в грунт на глубину h = 20 см. Найти силу сопротивления F грунта, если масса тела m =2 кг.

227. Самолет массы m = 5 т двигался горизонтально со скоростью v1 = 360 км/ч. Затем он поднялся на высоту h = 2 км. При этом его скорость стала v2 = 200 км/ч. Найти работу А, затраченную мотором на подъем самолета.

228. Пуля массы m = 20 т, выпущенная под углом а к горизонту, в верхней точке траектории имеет кинетическую энергию К -= 88,2 Дж. Найти угол а, если начальная скорость пули v = 600 м/с. 229. Человек массы М прыгает под углом а к горизонту со скоростью v. В верхней точке траектории он бросает со скоростью v вертикально вниз груз массы m. На какую общую высоту h подпрыгнул человек?

230. Брошенное вертикально вверх тело массы m = 200 г упало на землю спустя время t= 1,44 с. Найти кинетическую энергию тела К в момент падения на землю и потенциальную энергию U в верхней точке траектории. 231. Мяч падает с высоты h = 7,5 м на гладкий пол. Какую скорость v нужно сообщить мячу, чтобы после двух ударов о пол он поднялся до первоначальной высоты, если при каждом ударе мяч теряет 40 % энергии?

232. Конькобежец, разогнавшись до скорости v, въезжает на ледяную горку. На какую высоту h от начального уровня он поднимается, если горка составляет угол а с горизонтом? Коэффициент трения между коньками и льдом равен к.

233. Санки съезжают с горы, имеющей высоту h и угол наклона к горизонту а, и движутся далее по горизонтальному участку. Коэффициент трения на всем пути одинаков и равен к. Найти расстояние s, которое пройдут санки, двигаясь по горизонтальному участку, до полной остановки.

234. Кирпич с размерами кладут на горизонтальную плоскость поочередно в трех различных положениях. Как меняется потенциальная энергия кирпича при изменении его положения?

235. Какую работу А нужно совершить, чтобы поднять грунт на поверхность земли при рытье колодца, имеющего глубину h = 10 м и поперечное сечение s = 2 м2? Средняя плотность грунта р = 2 • 10^3 кг/м3. Считать, что вынимаемый грунт рассыпается тонким слоем по поверхности земли.

236. Однородная цепочка длины l лежит на гладком столе. Небольшая часть цепочки свешивается со стола. В начальный момент времени лежащий на столе конец цепочки придерживают, а затем отпускают, и цепочка начинает под действием силы тяжести соскальзывать со стола. Найти скорость движения цепочки в тот момент, когда длина свешивающейся части х меньше 1/2.

237. Колодец, имеющий глубину h и площадь дна S, наполовину заполнен водой. Насос выкачивает воду и подает ее на поверхность земли через цилиндрическую трубу радиуса R. Какую работу А совершит насос, если он выкачает всю воду из колодца за время t?

238. Свинцовый шар массы m = 500 г, движущийся со скоростью v = 10 м/с, соударяется с неподвижным шаром из воска, имеющим массу М = 200 г, после чего оба шара движутся вместе. Найти кинетическую энергию К шаров после соударения.

239. Пластмассовый шар массы М лежит на подставке с отверстием. Снизу в шар через отверстие попадает вертикально летящая пуля массы т и пробивает его насквозь. При этом шар подскакивает на высоту Н. На какую высоту h над подставкой поднимется пробившая шар пуля, если перед попаданием в шар она имела скорость v.

240. Четыре одинаковых тела массы m = 20 г каждое расположены на одной прямой на некотором расстоянии друг от друга. С крайним телом соударяется такое же тело, имеющее скорость v = 10 м/с и движущееся вдоль прямой, на которой расположены тела. Найти кинетическую энергию К системы после соударений, считая соударения тел абсолютно неупругими.

242. Происходит центральное соударение двух абсолютно упругих шаров, имеющих массы и m2 и скорости и v2. Найти скорости шаров после соударения.

243. Брусок лежит на дне ящика у стенки А. Ящик в результате кратковременного внешнего воздействия на противоположную стенку В начал двигаться горизонтально со скоростью v. Расстояние между стенками А и В равно l. Длина бруска мала по сравнению с l. Массы ящика и бруска одинаковы. Через какое время t брусок вновь коснется стенки А1 Считать соударение бруска со стенкой В абсолютно упругим.

244. Клин массы М находится на идеально гладкой горизонтальной плоскости. На клине лежит брусок массы m, который под действием силы тяжести может скользить по клину без трения. Наклонная плоскость клина имеет плавный переход к горизонтальной плоскости. В начальный момент система покоилась. Найти скорость и клина в тот момент, когда брусок с высоты h соскользнет на плоскость.

245. Пять одинаковых шаров, центры которых лежат на одной прямой, находятся на небольшом расстоянии друг от друга. С крайним шаром соударяется такой же шар, имеющий скорость 10 м/с и движущийся вдоль прямой, соединяющей центры шаров. Найти скорость последнего шара, считая соударения шаров абсолютно упругими.

246. Идеально гладкий шар А, движущийся со скоростью v0, одновременно соударяется с двумя такими же, соприкасающимися между собой шарами В и С. Найти скорости шаров после соударения, считая соударения шаров абсолютно упругими.

247. Два идеально гладких шара радиуса г лежат, соприкасаясь друг с другом, на идеально гладкой горизонтальной плоскости. Третий такой же шар радиуса 2r, движущийся со скоростью v0 по той же плоскости, соударяется одновременно с двумя шарами. Найти скорость большого шара после соударения, считая соударения шаров абсолютно упругими.

248. Под каким углом а разлетаются после абсолютно упругого соударения два одинаковых идеально гладких шара, если до соударения один из них покоился, а другой летел со скоростью v0, направленной под углом а к прямой, соединяющей их центры в момент соударения?

249. Два абсолютно упругих шара летят навстречу друг другу. Кинетическая энергия первого шара в к2 раз больше, чем второго (к = 4/3). При каком отношении v2/v1 скоростей до удара шары после удара будут двигаться в ту же сторону, что и первый шар до удара, если масса первого шара m1 больше массы второго шара m2?

250. Два абсолютно упругих шарика с массами m1 = 100 г и m2 = 300 г подвешены на одинаковых нитях длины l= 50 см каждая. Первый шарик отклоняют от положения равновесия на угол а = 90° и отпускают. На какую высоту поднимется второй шарик после соударения?

252. Снаряд при вертикальном выстреле достиг высшей точки полета h = 3000 м и разорвался на два осколка с массами т1 = 3 кг и т2 = 2 кг. Осколки продолжают лететь по вертикали - первый вниз, второй вверх. Найти скорости осколков и v2 через время t = 2 с после взрыва, если их полная энергия в момент взрыва Е = 247 кДж.