При взаимодействии двух тел их общий импульс остается не измененным (т.е. сохраняется).

Проделаем опыт. Подвесим на тонких нитях два одинаковых стальных шара. Отведем в сторону левый шар и отпустим. Мы увидим, что после столкновения шаров левый шар остановиться, а правый придет в движение. Высота, на которую поднимется правый шар, будет совпадать с той. На которую до этого был отклонен левый шар. Это говорит о том, что в процессе столкновения левый шар передает правому шару весь свой импульс. На сколько уменьшиться импульс первого шара, на столько же увеличиться импульс второго шара. Общий (суммарный) импульс шаров при этом остается неизменным, т.е. сохраняется.

Чаще всего закон сохранения импульса применяют при анализе столкновения тел. Рассмотрим простой пример. Предложим что мальчик массой 50кг прыгает со скоростью 3 м/с неподвижно стоящий перед ним скейтборд массой 2кг. С какой скоростью υ он начнет двигаться после этого? Для ответа на этот вопрос вычислим сначала общий импульс, которым обладали мальчик и скейтборд до столкновения. Находим: 50кг • 3м/с = 150 кг • м/с. По закону сохранения этот же импульс должен остаться и после того, как мальчик оказался на скейтборде. Но теперь мальчик и скейтборд образуют систему массой 52кг, движущуюся со скоростью υ, которую нам предстоит найти.

Составляем уравнение:

52 кг • υ =150 кг • м/с.

Решая его находим: υ = 2, 9 м\с.

 

 

Тест по теме «Импульс тела. Закон сохранения импульса.»

Вариант 1.

1. Каким выражением определяют импульс тела?

а) mв)mv

б)Ftг)mv²/2

2. В каких единицах измеряется импульс в Международной системе?

а) 1Н. в)1кг.

б) 1Нс. г)1Дж.

3. Чему равно изменение импульса тела, если на него подействовала сила 15Н в течение 5с?

а) 3кг м/с в) 5кг м/с

б) 15кг м/с г) 75кг м/с

4. Тело массой m движется со скоростью v. После взаимодействия со стенкой тело стало двигаться в противоположном направлении с той же по модулю скоростью. Чему равен модуль изменения импульса тела?

а) 0.в) mv

б) 2mvг) 4mv

5. Два автомобиля с одинаковыми массамиm движутся со скоростями vи3vотносительно Земли в противоположных направлениях. Чему равен импульс второго автомобиля в системе отсчёта, связанной с первым автомобилем?

а) mv в) 2mv

б) 3mv г) 4mv

6. На рисунке представлен график зависимости модуля силы, действующей на тело, от времени.

Чему равно изменение скорости тела массой 2кг за 4с?

а) 4 м/с в) 8 м/с

б) 16м/с г) 32 м/с

7. Какое из выражений соответствует закону сохранения импульса для случая взаимодействия двух тел?

а) p = mv в) Ft = mv₂ - mv₁

б) m₁ v_1H+ m₂v_2H = m₁v_1k + m₂v_2k г)mv + mvmv + mv

8. Железнодорожный вагон массой m, движущийся со скоростью v, сталкивается с неподвижным вагоном массой 2m и сцепляется с ним. Каким суммарным импульсом обладают два вагона после столкновения?

а) 0. в) mv

б) 2mv г) 3mv

9. Тележка массой 2 кг, движущаяся со скоростью 3м/с, сталкивается с неподвижной тележкой массой 4 кги сцепляется с ней. Чему равна скорость обоих тележек после взаимодействия?

а) 0, 5 м/с в) 1 м/с

б) 1, 5 м/с г) 3 м/с

10. Скорость легкового автомобиля в 3 раза больше скорости грузового, а масса грузового – в 6 раз больше легкового. Сравните модули импульсов легкового р₁ и грузового р₂ автомобилей.

а) р₁ = р₂ в) р₂ = 2р₁

б) р₁ = 2р₂ г) р₂ = 4р₁

 

«Импульс. Закон сохранения импульса.»

Вариант 2.

1. Чему равен импульс тела массой 2кг, движущегося со скоростью 3 м/с?

а) 1, 5 кг м/с в) 6 кг м/с

б) 9 кг м/с г) 18 кг м/с

2. Каково наименование единицы импульса, выраженное через основные единицы Международной системы?

а) 1кг в) 1кг м/с

б) 1 кг м/с² г) 1кг м²/с²

3. Каким выражением определяют импульс тела?

а) m в) mv

б) Ft г) mv²/2

4. Тело массой 2кг движется со скоростью 3м/с. После взаимодействия со стенкой тело стало двигаться в противоположном направлении со скоростью 2м/с. Чему равен модуль изменения импульса тела?

а) 2 кг м/с в) 4 кг м/с

б) 6 кг м/с г) 10 кг м/с

5. Два автомобиля с одинаковыми массами m движутсясо скоростями v и 3v относительно Земли в одном направлении. Чему равен импульс второго автомобиля в системе отсчёта, связанной с первым автомобилем?

а) mvв) 2mv

б) 3mvг) 4mv

6. На рисунке представлен график зависимости модуля силы, действующей на тело, от времени. Чему равно изменение скорости тела массой 2кг за 3с?

а) 9 м/с в) 18 м/с

б) 12 м/с г) 36 м/с

7. Какое из выражений соответствует закону сохранения импульса для случая взаимодействия двух тел?

а) m₁v_1H + m₂v_2H = m₁v_1k + m₂v_2kв) p = mv

б)Ft = mv₂ – mv₁

8. Тележка массой 3кг, движущаяся со скоростью 4 м/с, сталкивается с неподвижной тележкой той же массой и сцепляется с ней. Чему равен импульс тележек после взаимодействия?

а) 6 кг м/с в) 12 кг м/с

б) 24 кг м/с г) 0

9. Тележка массой 3 кг, движущаяся со скоростью 4 м/с, сталкивается с неподвижной тележкой той же массы и сцепляется с ней. Чему равна скорость обеих тележек после взаимодействия?

а) 2 м/с в) 3 м/с

б) 4 м/с г) 12 м/с

10. Скорость легкового автомобиля в 4 раза больше скорости грузового, а масса грузового – в 2 раза больше массы легкового. Сравните значения модулей импульсов легкового р₁ и грузового р₂ автомобилей.

а) р₂ = р₁ в) р₁ = 2р₂

б) р₂ = 2р₁ г) р₁ = 4р₂

 

 

 

 

Лекция № 5

 

Тема: 1.1.4. Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Работа и мощность.

План

1.Общее понятие – работа и мощность.

2.Потенциальная и кинетическая энергия

3. Закон сохранения энергии.

1) В обыденной жизни словом «работа» мы понимаем всякий полезный труд, рабочего, инженера, учащегося.

Понятие работы в физике несколько иное. Это определенная физическая величина, а значит, её можно измерить. В физике изучают прежде всего механическую работу.

Механическая работа совершается, только когда на тело действует сила и оно движется.

Чем большая сила действует на тело тем длиннее путь, которое проходит тело под действием этой силы.

Механическая работа прямо пропорциональная приложенной силе и обратно пропорционально пройденному пути.

А = Fs

Единица работы – джоуль

1 Дж=1Н*м

Мощность равна отношению работы ко времени, за которое она была совершена.

N=A/t

2) а) Кинетическая энергия. С понятием работытесно связано другое фундаментальное физическое понятие – понятие энергии. Поскольку в механике изучается, во-первых, движение тел, а во-вторых, взаимодействие тел между собой, то принято различать два вида механической энергии:
кинетическую энергию, обусловленную движением тела, и потенциальную энергию, обусловленную взаимодействием тела с другими телами. Кинетическая энергия, очевидно, должна зависеть от скорости движения тела v, а потенциальная – от взаимного расположения взаимодействующих тел.
Остановимся на первой из этих энергий – кинетической. Потенциальную энергию рассмотрим позднее.
Определение. Кинетической энергией частицы называется скалярная физическая величина, равная половине произведения массы этой частицы на квадрат ее скорости.

Ek= mv^\2/2

б) Вторым видом механической энергии является потенциальная энергия – энергия, обусловленная взаимодействием тел.
Потенциальная энергия характеризует не любое взаимодействие тел, а лишь, такое которое описывается силами, не зависящими от скорости. Большинство сил (сила тяжести, сила упругости и т.д.) именно таковы; исключением являются силы трения.

Определение. Потенциальная энергия тела, взаимодействующего с Землей, равна произведению массы этого тела, ускорению свободного падения и высоты, на которой находится тело.

E_р=mgh

Итак, потенциальная энергия—это, буквально, потенциально возможно энергии, или запасенная энергия.

Закон сохранения энергии

Понятие потенциальной энергии ввел в середине XIX в. немецкий учёный Герман Гельмгольдц.С его именем связано и понятие о полной механической энергии

E=E_k+E_p

Называя кинетическую энергию «живой силой», а потенциальную—«напряженной силой», двадцатилетний Гельмгольдц в своём историческом выступлении на заседании физического общества в 1847г. впервые доказывает, что «когда тела природы действуют друг на друга с силами притяжения или отталкивания, то сумма живых сил и напряженных сил остаётся постоянной». Так был впервые сформулирован один из самых знаменитых законов природы— закон сохранения энергии.

 

Лекция № 6

Тема1.1.5. Механические колебания. Период и частота колебаний. Механические волны. Свойства волн.

План

1) Общие сведения о механических колебаниях.

2) Амплитуда, период, частота колебаний.

3) Превращение энергии при колебаниях.

4) Виды колебаний:

А) свободные колебания;

Б) вынужденные колебан

5) Механические волны, характеристика волн.

1) Колебания широко распространены в природе и в технике. Движение маятника часов, биение сердца, звук, свет, переменный электрический ток, движение поршня двигателя и.т.д - все это примеры колебательных движений.

Механическими колебаниями называются движения тел, точно повторяющиеся через одинаковые промежутки времени. Колебательную систему в не зависимости от ее физической природы, часто называют осциллятором (от лат.oscilliumколебание).Подвешенный на длинной нити небольшой колеблющийся груз, называемый математическим маятником, груз колеблющийся на пружине, называемым пружинным маятником, являются примерами осцилляторов. В приведенных примерах осцилляторов, отсутствует внешний источник энергии, то есть колебания происходят свободно.

2) Колебательное движение характеризуют амплитудой, периодом и частотой колебаний:

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: