Задачи на работу неразрывно связаны с задачами на закон сохранения энергии. Потому что энергия тратится на работу и наоборот, тело приобретает энергию в результате выполнения кем-то или чем-то работы.
Задача 1. Ведро с водой массой 10 кг поднимают на высоту 10 м, прикладывая постоянную силу 200 Н. Какую работу при этом совершают? Чему равно изменение потенциальной энергии? Чему равна кинетическая энергия груза в конце подъема?
Запишем уравнение по второму закону Ньютона:
Окуда
Тогда квадрат скорости ведра найдем, зная высоту подъема:
Кинетическая энергия ведра равна тогда
А потенциальная
Следовательно, работа по подъему равна
Ответ: Дж,
Дж,
Дж.
Задача 2. Кусок льда сначала бросают под углом к горизонту, а второй раз пускают с такой же скоростью скользить по льду. Найти коэффициент трения, если во втором случае кусок льда переместился на расстояние, в 10 раз большее, чем в первом случае.
Сначала определим горизонтальное расстояние при броске под углом к горизонту. Горизонтальная проекция скорости , вертикальная
. За время
полета до наивысшей точки траектории эта составляющая погасится силой тяжести:
Тогда расстояние, на которое по горизонтали улетит льдинка, равно
По условию, пущенная по льду льдинка прошла в 10 раз большее расстояние: .
Сила трения равна
Работа этой силы равна изначальной кинетической энергии льдинки:
Ответ: .
Задача 3. Тело брошено в горизонтальном направлении с начальной скоростью 15 м/с. Через сколько секунд кинетическая энергия тела увеличится вдвое? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Увеличение кинетической энергии вдвое означает, что скорость возросла в раз. Эта скорость – результат сложения горизонтальной составляющей скорости и вертикальной. То есть вертикальная составляющая тоже равна 15 м/с. Такая вертикальная составляющая вырастет за время:
Ответ: 1,5 с.
Задача 4. Определить кинетическую энергию тела, брошенного горизонтально с высоты 100 м, в момент приземления, если масса тела 0,5 кг и начальная скорость 10 м/с?
Начальная горизонтальная составляющая скорость тела сохраняется. По вертикали тело наберет скорость
Скорость тела при падении равна
Кинетическая энергия тела равна
Ответ: Дж.
Задача 5. Горизонтально направленный пучок атомов серебра вылетает из источника. Кинетическая энергия атома равна Дж. Определить изменение высоты атомов пучка под действием силы тяжести на расстоянии 5 м от источника. Атомная масса серебра 108.
Найдем массу атома:
Определим скорость атомов пучка:
Определим время, за которое атому пролетят 5 м:
За это время атомы пройдут по вертикали расстояние
Ответ: м.
Вы совершенно правы!...
Добрый день! В 16 задаче сила взаимодействия получается 18,5 нН. Быть может забыто...
Это так называемая формула "без времени", легко выводится из закона сохранения...
A откуда берется формула v = sqr(vo^2 -...
[latexpage] Здравствуйте, Павел. Понадобится знать только плотность расплавленного...