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:
Завершено! Если есть дополнительные вопросы или задачи, не стесняйтесь спрашивать!