РУҚА
ЕГЭ · физика · решения по теме

Решения заданий ФИПИ ЕГЭ по физике: «Энергия и импульс» — с ответами

Каждая задача темы из открытого банка ФИПИ — с ответом и первыми шагами разбора. Полное решение по шагам и официальный ключ — по ссылкам в карточке.

Задания без решений
148
решений с ответами
2 304
задач в предмете
8
страниц списка
141ФИПИ A5F07eВысокая

Взрыв снаряда в верхней точке

Снаряд массой $M = 6\ \text{кг}$, выпущенный с поверхности Земли из пушки с начальной скоростью $v_0 = 200\ \text{м/с}$ под углом $\alpha = 60^\circ$ к горизонту, разорвался в верхней точке своей…

  1. 1
    В верхней точке траектории вертикальная составляющая скорости снаряда равна нулю, а горизонтальная составляющая сохраняется:$$v_x = v_0\cos\alpha = 200\cos 60^\circ = 100\ \text{м/с}$$
  2. 2
    Высота верхней точки над Землёй определяется из закона сохранения механической энергии либо из уравнения равноускоренного движения:$$h = \frac{(v_0\sin\alpha)^2}{2g} = \frac{(200\sin 60^\circ)^2}{2\cdot 10} = 1500\ \text{м}$$

Ещё 8 шагов — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому10 шагов в разборе
142ФИПИ AF318DПовышенная

Длины нитей после расталкивания

Два шарика подвешены на вертикальных тонких нитях так, что они находятся на одной высоте. Между шариками находится сжатая и связанная нитью пружина. При пережигании связывающей нити пружина…

  1. 1
    Во время распрямления пружины внешними силами можно пренебречь, поэтому по закону сохранения импульса шарики получают импульсы, равные по модулю и противоположные по направлению:$$m_1v_1=m_2v_2$$
  2. 2
    После распрямления пружины каждый шарик поднимается до крайнего положения. Так как углы отклонения одинаковы, высота подъёма шарика с нитью длины $L_i$ равна $h_i=L_i(1-\cos\alpha)$.$$h_i=L_i(1-\cos\alpha)$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
143ФИПИ B8E9D0Повышенная

Дальность полёта шарика

Пружинное ружьё наклонено под углом $\alpha = 30^\circ$ к горизонту. Энергия сжатой пружины равна $E = 0{,}41\ \text{Дж}$. При выстреле шарик массой $m = 50\ \text{г}$ проходит по стволу ружья…

  1. 1
    При движении шарика по стволу энергия пружины переходит в кинетическую энергию шарика и его потенциальную энергию. Высота подъёма шарика равна $b\sin\alpha$.$$E = \frac{mv^2}{2} + mgb\sin\alpha$$
  2. 2
    Выразим квадрат скорости шарика при вылете из ствола:$$v^2 = \frac{2\left(E-mgb\sin\alpha\right)}{m}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
144ФИПИ BE3A9EПовышенная

Равновесие стержня на опорах

Два небольших шара массами $m_1 = 0{,}2\ \text{кг}$ и $m_2 = 0{,}3\ \text{кг}$ закреплены на концах невесомого стержня $AB$, расположенного горизонтально на опорах $C$ и $D$. Расстояние между…

  1. 1
    На систему действуют силы тяжести шаров $m_1g$ и $m_2g$, направленные вниз, а также силы реакции опор $N_C$ и $N_D$, направленные вверх. По третьему закону Ньютона силы давления стержня на опоры имеют такие же по модулю значения.
  2. 2
    Так как система находится в равновесии, сумма вертикальных сил равна нулю. С учётом условия $N_D = 2N_C$ получаем:$$N_C + N_D = (m_1 + m_2)g,\quad N_C + 2N_C = 0{,}5g$$

Ещё 5 шагов — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому7 шагов в разборе
145ФИПИ DA269BВысокая

Равновесие гантели в выемке

Маленькие шарики, имеющие массы $M$ и $m = 60\ \text{г}$, соединены друг с другом стержнем пренебрежимо малой массы. Полученная гантель помещена в неподвижную сферическую выемку радиусом $R$ так…

  1. 1
    Рассмотрим оба шарика и стержень как одну механическую систему. Силы взаимодействия шариков со стержнем являются внутренними и при рассмотрении всей гантели не учитываются. Внешние силы: силы тяжести $Mg$ и $mg$, нормальная реакция дна…
  2. 2
    Сила реакции стенки направлена по радиусу и проходит через центр сферической выемки. Сила тяжести шарика $M$ также действует по вертикали через точку касания нижнего шарика и момента относительно этой точки не создаёт. Момент силы тяжести…$$fR = mgR$$

Ещё 6 шагов — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому8 шагов в разборе
146ФИПИ EDA6E2Высокая

Полный оборот после удара

В маленький шар массой $M = 250\ \text{г}$, висящий на нити длиной $l = 50\ \text{см}$, попадает и застревает в нём горизонтально летящая пуля массой $m = 10\ \text{г}$. При какой минимальной…

  1. 1
    Обозначим через $V$ скорость шара с застрявшей пулей сразу после удара, а через $u$ — начальную скорость пули. При ударе сохраняется горизонтальная составляющая импульса системы:$$mu = (M+m)V$$
  2. 2
    Чтобы нить оставалась натянутой в верхней точке, минимальная скорость шара там должна удовлетворять условию:$$v_{\text{в}}^2 = gl$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
147ФИПИ FA79e4Повышенная

Скорость после неупругого столкновения

Столкнулись два одинаковых пластилиновых шарика, движущихся по гладкой горизонтальной поверхности, причём векторы их скоростей непосредственно перед столкновением были взаимно перпендикулярны и…

  1. 1
    Внешние силы, действующие на систему шариков, не имеют горизонтальной составляющей, поэтому горизонтальный импульс системы сохраняется.$$m\vec{v}_1 + m\vec{v}_2 = 2m\vec{v}$$
  2. 2
    Скорость быстрого шарика равна $2\ \text{м/с}$, а скорости различаются вдвое, поэтому скорость второго шарика равна:$$v_2 = \dfrac{v_1}{2} = \dfrac{2}{2} = 1\ \text{м/с}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
148ФИПИ FDD351Высокая

Дальность после неупругого столкновения

Пластилиновый шарик в момент $t = 0$ бросают с горизонтальной поверхности Земли с начальной скоростью $v_0$ под углом $\alpha$ к горизонту. Одновременно с некоторой высоты над поверхностью Земли…

  1. 1
    Обозначим время от начала движения до столкновения через $t_c$. Вертикальная скорость первого шарика перед столкновением равна $v_0\sin\alpha - gt_c$, а второго шарика, падающего из состояния покоя, — $-gt_c$.
  2. 2
    Так как шарики одинаковы и сталкиваются абсолютно неупруго, их общая скорость после столкновения находится по закону сохранения импульса. Её вертикальная составляющая равна нулю:$$\frac{(v_0\sin\alpha-gt_c)+(-gt_c)}{2}=0$$

Ещё 5 шагов — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому7 шагов в разборе