Покоящееся точечное тело начинaют разгонять с постоянным ускорением вдоль гладкой горизонтальной плоскости, прикладывая к нему силу $\vec F$
[рис.]
График зависимости работы $А$ совершенной силой $\vec F$ от модуля скорости V этого тела правильно показан на рисунке
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
[рис.]
График зависимости работы $А$ совершенной силой $\vec F$ от модуля скорости V этого тела правильно показан на рисунке
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
💡 Пошаговый разбор и решение:
1 способ:
Работа силы есть скалярное произведение векторов силы и перемещения. В данном случае перемещение сонаправлено с направлением силы, а потому, работа силы $\vec F$ равна: $A=FS$ Поскольку тело движется = ускоренно, путь, пройденный телом к моменту времени t, равен $S= \frac{at ^2}{2}$ при этом скорость тела оказывается = й $V=at$
Таким образом, когда тело достигает скорости V, пройденный им путь равен $S= $\frac{a ( V/a ) ^2}{2}$ = \frac{V ^2}{2a}$ Следовательно, работа силы $\vec F$ зависит от скорости тела следующим образом:
$A=FS=F \cdot $\frac{V ^2}{2a}$ = $\frac{F}{a}$ \cdot $\frac{V ^2}{2}$ =m \cdot $\frac{V ^2}{2}$ = \frac{mV ^2}{2}$
Здесь в одном из переходов был использован второй закон Ньютона: $F=ma$ Из полученной формулы видно, что работа квадратично зависит от скорости. Правильный график зависимости представлен на рисунке 4.
2 способ:
На самом деле результат, полученный в способе 1, может быть сразу получен из закона сохранения энергии. Действительно, работа внешней силы $\vec F$ изменяет полную механическую энергию системы. Поскольку тело движется по горизонтальной поверхности, изменяется только кинетическая энергия. Следовательно: $A= \frac{mV ^2}{2}$
Ответ: 4.
Работа силы есть скалярное произведение векторов силы и перемещения. В данном случае перемещение сонаправлено с направлением силы, а потому, работа силы $\vec F$ равна: $A=FS$ Поскольку тело движется = ускоренно, путь, пройденный телом к моменту времени t, равен $S= \frac{at ^2}{2}$ при этом скорость тела оказывается = й $V=at$
Таким образом, когда тело достигает скорости V, пройденный им путь равен $S= $\frac{a ( V/a ) ^2}{2}$ = \frac{V ^2}{2a}$ Следовательно, работа силы $\vec F$ зависит от скорости тела следующим образом:
$A=FS=F \cdot $\frac{V ^2}{2a}$ = $\frac{F}{a}$ \cdot $\frac{V ^2}{2}$ =m \cdot $\frac{V ^2}{2}$ = \frac{mV ^2}{2}$
Здесь в одном из переходов был использован второй закон Ньютона: $F=ma$ Из полученной формулы видно, что работа квадратично зависит от скорости. Правильный график зависимости представлен на рисунке 4.
2 способ:
На самом деле результат, полученный в способе 1, может быть сразу получен из закона сохранения энергии. Действительно, работа внешней силы $\vec F$ изменяет полную механическую энергию системы. Поскольку тело движется по горизонтальной поверхности, изменяется только кинетическая энергия. Следовательно: $A= \frac{mV ^2}{2}$
Ответ: 4.
Правильный ответ:
4
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 102303 • Задание №1
[рис.] На рисунке изображен график зависимости проекции $v _x$ скорости тела от времени t. Определите проекцию...
ID 106769 • Задание №16
Работа выхода электронов для исследуемого металла равна 3 эВ. Чему равна максимальная кинетическая энергия фот...
🔗 Другие задания линии №3 по предмету Физика:
ID 102771
Камень массой 1 кг брошен вертикально вверх с начальной скоростью 4 м/с. На сколько увеличится...
ID 102772
Растянутая на 2 см стальная пружина обладает потенциальной энергией упругой деформации 4 Дж. На...
ID 102773
Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость 5 м/с. Высота ...
ID 102774
Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость $5м/с$ а у подн...
ID 102775
Мальчик столкнул санки с вершины горки. Высота горки 10 м, у ее подножия скорость санок равняла...