§ 31. Закон сохранения энергии в механике

При решении задач этого параграфа сопротивлением воздуха, массой нитей и пружин можно пренебречь, если иное не оговорено в условии.

БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ

1. Камень массой 3 кг падает с высоты 20 м без начальной скорости. В момент удара о землю скорость камня равна 16 м/с.

а) Чему равна потенциальная энергия в начале движения?

б) Чему равна кинетическая энергия камня непосредственно перед ударом о землю?

в) Чему равна работа силы сопротивления воздуха?

2. Шарик массой 50 г свободно падает с высоты 20 м без начальной скорости. Чему равна кинетическая энергия и скорость шарика на высоте 5 м?

3. На рисунке 31.1 приведён график зависимости от времени потенциальной энергии падающего тела массой 200 г.

Рис. 31.1

а) С какой высоты падает тело?

б) Чему равна полная механическая энергия тела через 2 с после начала движения?

в) Чему равна кинетическая и потенциальная энергия тела через 1,5 с после начала движения?

г) На какой высоте находилось тело через 1,5 с после начала движения и какую скорость оно имело в этот момент?

4. Вагон массой 20 т движется со скоростью 3 м/с и ударяется о пружинный амортизатор. Жёсткость пружины 800 кН/м.

а) Чему равна кинетическая энергия вагона перед ударом о пружину?

б) Чему равна потенциальная энергия пружины при её максимальной деформации?

в) Чему равна максимальная деформация пружины?

5. С какой скоростью вылетает из пружинного пистолета шарик массой 10 г, если пружина была сжата на 5 см и жёсткость пружины равна 20 Н/м?

6. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 15 м/с. На какой высоте кинетическая энергия тела будет равна его потенциальной энергии?