Давайте последовательно решим предложенные задачи.
Задача 7: Пружина и потенциальная энергия
Дана:
- Потенциальная энергия упругой деформации \( U = 0,36 \, \text{Дж} \)
- Жёсткость пружины \( k = 800 \, \text{H/m} \)
Формула для потенциальной энергии упругой деформации:
\[
U = \frac{1}{2} k x^2
\]
где \( x \) — это удлинение пружины.
Находим \( x \):
Подставим известные значения в формулу:
\[
0,36 = \frac{1}{2} \cdot 800 \cdot x^2
\]
Умножим обе стороны на 2: \[ 0,72 = 800 x^2 \]
Разделим обе стороны на 800: \[ x^2 = \frac{0,72}{800} = 0,0009 \]
Теперь найдём \( x \): \[ x = \sqrt{0,0009} = 0,03 \, \text{м} = 3 \, \text{см} \]
Ответ: Удлинение пружины составляет 3 см.
Задача 8: Мяч, брошенный вверх
Дана:
- Масса мяча \( m = 2 \, \text{кг} \) (не влиет на скорость)
- Начальная скорость \( v_0 = 20 \, \text{м/с} \)
- Высота \( h = 15 \, \text{м} \)
Используем закон сохранения энергии:
\[
E_{\text{начальная}} = E_{\text{конечная}}
\]
Начальная энергия: кинетическая
\[
E_k = \frac{1}{2} m v^2
\]
Конечная энергия на высоте \( h \): \[ E_p = mgh + \frac{1}{2} m v^2 \]
Приравняем начальную кинетическую энергию и сумму потенциальной и кинетической энергии на высоте: \[ \frac{1}{2} m v_0^2 = mgh + \frac{1}{2} m v^2 \]
Сократим на \( m \): \[ \frac{1}{2} v_0^2 = gh + \frac{1}{2} v^2 \]
Подставим значения:
\( g = 9,8 \, \text{м/с}^2 \)
\[ \frac{1}{2} (20^2) = 9,8 \cdot 15 + \frac{1}{2} v^2 \]
Решим уравнение: \[ 200 = 147 + \frac{1}{2} v^2 \] \[ 200 - 147 = \frac{1}{2} v^2 \] \[ 53 = \frac{1}{2} v^2 \] \[ 106 = v^2 \] \[ v = \sqrt{106} \approx 10,3 \, \text{м/с} \]
Ответ: Скорость мяча на высоте 15 м approximately 10,3 м/с.
Задача 9: Падение мяча
Дана:
- Скорость при приземлении \( v = 12 \, \text{м/с} \)
Используем формулу для свободного падения:
\[
v^2 = 2gh
\]
Сначала найдем \( h \): \[ 12^2 = 2 \cdot 9,8 \cdot h \] \[ 144 = 19,6 h \] \[ h = \frac{144}{19,6} \approx 7,35 \, \text{м} \]
Ответ: Мяч падает с высоты примерно 7,35 м.
Задача 10: Потенциальная энергия и масса
Дана:
- Потенциальная энергия \( E_p = 540 \, \text{Дж} \)
- Высота \( h = 6 \, \text{м} \)
Формула для потенциальной энергии: \[ E_p = mgh \]
Решим уравнение для массы \( m \): \[ 540 = m \cdot 9,8 \cdot 6 \] \[ 540 = 58,8m \] \[ m = \frac{540}{58,8} \approx 9,15 \, \text{кг} \]
Ответ: Масса тела приблизительно 9,15 кг.
Задача 11: Соответствие физических величин и характеристик
- Механическая энергия \( E \) — 1) способность совершить работу
- Потенциальная энергия \( E_p \) — 2) взаимное расположение взаимодействующих тел
- Кинетическая энергия \( E_k \) — 4) энергия движущегося тела
- Работа \( A \) — 3) изменение энергии
Так что, соответствия будут:
- А) 1
- Б) 2
- В) 4
- Г) 3
Завершено! Если есть дополнительные вопросы или задачи, не стесняйтесь спрашивать!