При упругой деформации 2 см стальная пружина имеет потенциальную энергию 2 дж какой станет
Задание 3. При упругой деформации 1 см стальная пружина имеет потенциальную энергию 1 Дж. На сколько увеличится потенциальная энергия этой пружины при увеличении деформации ещё на 1 см?
Потенциальная энергия упругой деформации сжатой (или растянутой) на x метров пружины с жесткостью k, определяется по формуле
.
Изначально деформация составляла x=0,01 м и потенциальная энергия была равна
Дж.
При увеличении деформации на 0,01 м, то есть при x=0,02 м потенциальная энергия станет равной
Дж,
то есть увеличится в 4 раза и станет
Дж,
то есть потенциальная энергия изменится на
Дж.
Задание 3 ЕГЭ по физике
Закон сохранения импульса, кинетическая и потенциальные энергии, работа и мощность силы, закон сохранения механической энергии
Третье задание ЕГЭ по физике проверяет знания по разделу «Законы сохранения в механике». Оно относится к заданиям базового уровня. В нём отсутствует возможность выбора ответа. Для его решения необходимо знать и уметь применять законы сохранения импульса и энергии.
Применение формулы закона сохранения энергии
1. Шарик массой 100 г падает с некоторой высоты. Начальная скорость шарика равна нулю. Его кинетическая энергия при падении на землю равна 6 Дж, а потеря энергии за счёт сопротивления воздуха составила 1 Дж. С какой высоты упал шарик?
Ответ: ______________________ м.
Так как в момент падения шарик имел кинетическую энергию 6 Дж, а потеря механической энергии из-за сопротивления воздуха составила 1 Дж, то первоначальное значение потенциальной энергии равно: Eп1 = 6 + 1 = 7 (Дж).
По формуле для расчета потенциальной энергии тела, поднятого на высоту h от поверхности Земли, рассчитаем эту неизвестную высоту.
При использовании закона сохранения энергии необходимо записать, какой энергией обладало тело в начальный момент времени или в первоначальной точке. После этого рассматриваем последующую ситуацию. Это не тот случай, когда можно взять готовую формулу, подставить в неё значение и получить ответ.
2. Автомобиль с выключенным двигателем сняли со стояночного тормоза, и он покатился под уклон, составляющий угол 30° к горизонту. Проехав 10 м, он попадает на горизонтальный участок дороги. Чему равна скорость автомобиля в начале горизонтального участка дороги? Трением пренебречь.
Ответ: ___________________________ м/с.
В этой задаче необходим чертеж.
Из соотношений в прямоугольном треугольнике получим:
– согласно закону сохранения энергии.
Секрет решения. В большинстве задач по физике рисунки и чертежи помогают лучше понять условие. Это прежде всего относится к задачам, в которых используются какие-либо геометрические построения.
Применение формулы для расчета кинетической энергии тела
3. Скорость груза массой 0,3 кг равна 2 м/с. Какова кинетическая энергия груза?
Ответ: ___________________________ Дж.
Кинетическая энергия тела рассчитывается по формуле
Секрет решения. В таких задачах необходимо обратить внимание на систему СИ. Простая, на первый взгляд, задача может иметь «подводные камни», связанные с неправильным использованием системы единиц.
Применение формулы для расчета потенциальной энергии упруго деформированного тела
4. При упругой деформации 2 см стальная пружина имеет потенциальную энергию 2 Дж. Какой станет потенциальная энергия этой пружины при увеличении деформации на 1 см?
Потенциальную энергию упруго деформированной пружины можно рассчитать по формуле:
Разделив Eп2 на Eп1, получим
Секрет решения. Внимательно читайте условие задачи. Условие – это ключ к решению. В этой задаче важно понять, что во втором случае деформация пружины составляет 3 см. Кроме этого, при нахождении отношений деформаций мы не использовали систему СИ, так как при делении результат от этого не изменится.
Сравнение кинетических энергий тела с использованием графика
5. Скорости движения двух одинаковых автомобилей изменяются с течением времени в соответствии с графиками на рисунке. Определите отношение 
кинетических энергий автомобилей в момент времени t1 .
Так как на графике не указаны конкретные значения скоростей автомобилей, то их можно выразить в некоторых условных единицах.
При решении задач нужно уметь «читать» графики. Ведь графические зависимости аналогичны текстовому описанию, но просто по-другому выглядят.
При деформации 2 см стальная пружина имеет потенциальную энергию упругой деформации 1 Дж. как изменится потенциальная энергия этой пружины при увеличении деформации ещё на 4 см.
x₁ = 2 см, W₁ = 1 Дж, Δx = 4 см
W₁ = k * x₁² / 2 => k = 2 * W₁ / x₁²
W₂ = k * (x₁ + Δx)² / 2 = 2 * W₁ / x₁² * (x₁ + Δx)² / 2 = W₁ * (x₁ + Δx)² / x₁²
W₂ = 1 Дж * ( 0,02 м + 0,04 см)² / (0,02 м)² = 9 * 1 Дж = 9 Дж
Энергия пружины увеличится на 8 Дж
ток на расстоянии L1=25см
сопротивление при токе 1,2 А
напишим выражения для сопротивлений при разных положениях ползуна
R2/R1=(L2*r/S) /(L1*r/S) подставим известные значения
найдем расстояние ползуна от зажима 1
Центр нити длиной l в точке O на оси Х
Возьмем малый участок нити dx (на рисунке в начале координат O)
Его можно рассматривать как точечный заряд dQ=γdx.
Поместим в точку R единичный пробный заряд q0.
Расстояние между ним и зарядом dQ равна (r-x)
По закону Кулона сила взаимодействия dF между зарядом q0 и зарядом dQ равна:
dF = q0*dQ/(4πε₀(r-x)²)
Тогда напряженность поля в точке R равна:
dE = dF / q0 = dQ / (4πε₀(r-x)²) = γdx / (4πε₀(r-x)²)
Преобразуем выражение в квадратных скобках:
E = (γ/4πε₀) ( l / r² )
E = γl/(4πε₀r²)
Такое же выражение можно было бы получить, применяя закон Кулона к единичному заряду q0 в точке R и к точечному заряду, сосредоточенному в центре нити O и равному γl (как будто весь заряд нити сосредоточился в ее центре):
F = γlq0/(4πε₀r²)
E = γl/(4πε₀r²)
2)
Магнитная индукция B прямого тока i на расстоянии R от него равна:
B = μ₀i / (2πR)
С учетом того, что по условиям задачи расстояние равно радиусу провода d/2, получаем:
B = μ₀i / (πd),
B = 1,26*10⁻⁶ H/A² * 50 А / (3.14*2.5*10⁻³ м) = 8,02*10⁻³ Тл
f1 = 1/(2π√(10⁻³ Гн * 9,7*10⁻¹² Ф)) = 1,62 * 10⁶ Гц = 1,62 МГц = 1620 кГц
f2 = 1/(2π√(10⁻³ Гн * 92*10⁻¹² Ф)) = 5,25 * 10⁵ Гц = 0,5 МГц = 500 кГц
Эти частоты соответствуют диапазону средних волн (СВ)
