Превращения энергии на вступительном по физике

На экзамене по физике обязательно будет задача на закон сохранения энергии

На ОГЭ это может быть задача под номером 5, на ЕГЭ - под номером 3. Понятие энергии вводится в конце 7 класса, далее в 8-9-10-11 классах проходят законы сохранения. Однако не всем ученикам данные законы сразу становятся понятны. Разберем как работает закон сохранения энергии на примере следующей задачи.

Представим мальчика, который скатился с горки. Горка была ледяная, поэтому будем считать, что силы трения на самой горке нет. После того как он выехал на горизонтальный участок, он проехал 50 метров. Почему он остановился? Правильно! На горизонтальном участке уже появилась сила трения. Пусть коэффициент трения равен μ=0,2. С какой высоты съехал мальчик?

Рассмотрим превращение энергии в данной задаче

В верхней точке горы мальчик обладал потенциальной энергией. Eп=mgh. По мере спуска потенциальная энергия переходила в кинетическую.

Читать статью

Свободное падение на экзамене по физике

Разберем сегодня задачу из раздела кинематики на свободное падение.

Отмечу, что свободным падением называется движение тела в поле силы тяжести. Задача будет простая. Некоторое физическое тело массой 100 г упадет с высоты 10 м. В какой-то момент времени его скорость будет равна 8 м/с. Нужно узнать потенциальную энергию в этот момент времени.

Отмечу, что значение потенциальной энергии - это величина относительная. Для ее расчета нужно выбрать нулевой уровень. Пусть потенциальная энергия равна нулю на поверхности Земли, как и принимают в большинстве задач. Тело падает с некоторой высоты, про начальную скорость ничего не сказано, значит она равна нулю. Также ничего не сказано про сопротивление воздуха, поэтому сопротивлением воздуха мы пренебрегаем. В задаче выполняется закон сохранения полной механической энергии.

Читать статью

Энергичный мячик: из кинетической в потенциальную

Мячик бросили вверх с поверхности Земли. Масса мяча 100 г. Максимальная высота подъема мяча - 2 м. Когда мяч начал падать, то его поймали на некоторой высоте относительно поверхности Земли. Кинетическая энергия в этот момент была равна 0,5 Дж. Чему была равна высота? Сопротивление воздуха не учитывать.

С ЧЕГО НАЧАТЬ?

Сначала мяч движется вертикально вверх. Его потенциальная энергия увеличивается, а кинетическая энергия уменьшается. На высоте 2 м мяч на мгновение останавливается. Его кинетическая энергия в этот момент равна нулю, а потенциальная энергия определяется формулой E_п=mgh. Впоследствии мяч начинает падать, т.е. его потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая увеличивается. Мяч поймали на некотором возвышении относительно поверхности Земли, когда его кинетическая энергия была равна 0,5 Дж. 

Чтобы решить данную и подобные ей задачи, необходимо в первую очередь вычислить полную механическую энергию летающего тела. Этот обязательный мысленный прием необходимо усвоить и закрепить. Из сказанного выше следует, что полная механическая энергия мяча равна потенциальной энергии в высшей точке его траектории и может быть вычислена по формуле 

 E = mgh;

 E = 0,1 * 10 * 2 = 2 (Дж)

Когда мяч поймали, его кинетическая энергия была равна 0,5 Дж. Мы знаем, что потенциальная энергия равна разности между полной механической энергией и кинетической энергией, т.е. 2 – 0,5 = 1,5 (Дж). Обратите внимание, что силой сопротивления воздуха (трения об воздух) условия задачи требуют пренебречь. Теперь мы знаем потенциальную энергию в момент поимки мяча и остается лишь узнать, на какой высоте он быть схвачен. Из хорошо известного нам определения потенциальной энергии (E_п=mgh), получаем выражения для высоты: 

Ответ: 1,5 м. 

О законе сохранения энергии: модуль работы силы сопротивления

Сегодня мне захотелось поговорить о задачах, которые проверяют, насколько хорошо студенты освоили законы сохранения. Используя знание о неизменности некоторых механических величин в изолированных системах, можно рассчитывать довольно широкое многообразие физических параметров. 

Читать статью

Динамика - раздел физики, изучающий движение: задача про брусок

Брусок скользит вверх по наклонной плоскости: определим его скорость и потенциальную энергию.

В инерциальной системе отсчета брусок, которому сообщили начальную скорость v0, начинает скользить вверх по наклонной плоскости (смотри рисунок). 

Читать статью

Движение материального тела в поле силы тяжести

Кинематика – это такой раздел физики, который изучает движение тел без учета сил, которые в данный момент на него действуют. Кинематику довольно подробно проходят в общеобразовательных школах. На выпускных и вступительных экзаменах (ОГЭ, ЕГЭ, ДВИ и прочие виды испытаний) вы обязательно встретите задачи из данного раздела науки. Хоть эти упражнения и не сложные, они требуют некоторого уровня подготовки от абитуриента. Возможно, понадобится помощь репетитора, частного преподавателя или хотя бы запись на профильные курсы для хорошей образовательной организации.

Читать статью