Пуля прошла по горизонтали сквозь фанерную мишень. Как при этом изменились кинетическая и внутренняя энергия пули?
- 1
При прохождении через фанеру на пулю действует сила сопротивления, поэтому скорость пули уменьшается. Следовательно, её кинетическая энергия уменьшается.$$E_k = \dfrac{mv^2}{2}$$
- 2
Работа силы сопротивления приводит к нагреванию пули, поэтому её внутренняя энергия увеличивается.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Колбу с жидкостью закрыли пробкой, в которую вставили тонкую трубку. В процессе охлаждения колбы с жидкостью наблюдали понижение уровня жидкости в трубке (см. рисунок). Как при этом изменились…
- 1
Понижение уровня жидкости в трубке показывает, что при охлаждении объём жидкости уменьшился. Масса жидкости при этом не изменилась.
- 2
При постоянной массе и уменьшении объёма плотность жидкости увеличивается.$$\rho = \dfrac{m}{V}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Математический маятник совершает незатухающие гармонические колебания. Как изменяются кинетическая и потенциальная энергия маятника при переходе из точки А в точку Б?
- 1
Точка Б расположена выше точки А, поэтому при переходе из А в Б высота маятника увеличивается.$$E_{\text{п}} = mgh$$
- 2
Потенциальная энергия увеличивается. Так как колебания незатухающие, полная механическая энергия постоянна, поэтому кинетическая энергия уменьшается.$$E_{\text{к}} + E_{\text{п}} = \mathrm{const}$$
Вода, охлаждённая предварительно до температуры кристаллизации, начинает кристаллизоваться. Как в процессе кристаллизации изменяются температура и внутренняя энергия смеси вода — лёд?
- 1
Во время кристаллизации вода переходит из жидкого состояния в твёрдое при постоянной температуре кристаллизации.$$T = \mathrm{const}$$
- 2
При кристаллизации выделяется скрытая теплота, поэтому внутренняя энергия смеси уменьшается.$$\Delta U < 0$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяются по мере спуска потенциальная энергия бруска и…
- 1
При спуске бруска его высота над выбранным уровнем отсчёта уменьшается. Следовательно, потенциальная энергия уменьшается.$$E_p = mgh$$
- 2
На брусок действует сила трения, направленная против движения. Работа силы трения отрицательна, поэтому полная механическая энергия бруска уменьшается.$$E_{\text{мех}} = E_p + E_k$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Одно из колен U-образного манометра соединили с сосудом, наполненным газом (см. рисунок). Чему равно давление газа в сосуде, если атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст.? В качестве жидкости…
- 1
По рисунку уровень ртути в открытом колене находится на отметке 10 см, а в колене, соединённом с газом, — на отметке 30 см.$$\Delta h = 30 - 10 = 20\ \text{см рт. ст.} = 200\ \text{мм рт. ст.}$$
- 2
Ртуть со стороны газа находится ниже, поэтому давление газа превышает атмосферное давление на величину гидростатического перепада.$$p_{\text{газа}} = p_{\text{атм}} + \Delta h$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Одно из колен U-образного манометра соединили с сосудом, наполненным газом. Уровень ртути в открытом колене находится на отметке 30 см, а в колене, соединённом с сосудом, — на отметке 10 см…
- 1
Определяем разность Деңгейлер ртути:$$\Delta h = 30 - 10 = 20\ \text{см} = 200\ \text{мм}$$
- 2
Уровень ртути со стороны газа ниже, поэтому давление газа превышает атмосферное на 200 мм рт. ст.:$$p_{\text{газа}} = p_{\text{атм}} + \Delta h = 760 + 200 = 960\ \text{мм рт. ст.}$$
На покоящееся тело, находящееся на гладкой горизонтальной плоскости, начинают действовать две горизонтальные силы, лежащие на одной прямой. Сила $F_1 = 1\ \text{Н}$ направлена влево, сила…
- 1
Найдём модуль равнодействующей сил. Так как сила $F_2$ больше силы $F_1$, равнодействующая направлена вправо:$$F_{\text{рез}} = F_2 - F_1 = 2{,}5 - 1 = 1{,}5\ \text{Н}$$
- 2
Масса тела постоянна, поэтому при постоянной равнодействующей модуль ускорения также постоянен:$$a = \dfrac{F_{\text{рез}}}{m} = \text{const}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Стальной шар, первоначально лежавший на горизонтальной поверхности стола, опустили в сосуд, полностью заполненный водой, так что часть воды вылилась через край (см. рисунок). Как после погружения…
- 1
Погружение шара не изменяет его массу. Следовательно, сила тяжести, действующая на шар, остаётся прежней.$$F_{тяж}=mg=\text{const}$$
- 2
Давление воды на дно сосуда определяется плотностью воды, ускорением свободного падения и высотой столба воды. Так как сосуд был полностью заполнен, после погружения шара вода вылилась, а уровень воды остался на прежней высоте.$$p=\rho gh=\text{const}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Воду перелили из цилиндрического сосуда 1 в цилиндрический сосуд 2, как показано на рисунке. Как при этом изменились сила тяжести, действующая на воду, и давление воды на дно сосуда?
- 1
При переливании количество воды не изменилось, поэтому её масса осталась прежней. Следовательно, сила тяжести также не изменилась.$$F_{тяж} = mg = \text{const}$$
- 2
Давление жидкости на дно определяется высотой столба жидкости. Во втором сосуде высота воды меньше, поэтому давление уменьшилось.$$p = \rho gh; \quad h_2 < h_1 \Rightarrow p_2 < p_1$$
Газ нагревают в закрытом сосуде. Как в процессе нагревания изменяются плотность газа и средняя скорость теплового движения его молекул?
- 1
Сосуд закрыт, поэтому масса газа постоянна. Объём закрытого сосуда также не изменяется.$$m = \mathrm{const},\quad V = \mathrm{const}$$
- 2
Плотность газа определяется отношением массы к объёму, поэтому при нагревании она не изменяется.$$\rho = \dfrac{m}{V} = \mathrm{const}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Лёд, нагретый предварительно до температуры плавления, начинают плавить. Как в процессе плавления изменяются средняя кинетическая энергия молекул льда и внутренняя энергия смеси вода – лёд?
- 1
Во время плавления температура смеси остаётся постоянной и равной температуре плавления.$$T = \text{const}$$
- 2
Средняя кинетическая энергия молекул определяется температурой. Поэтому при постоянной температуре она не изменяется.$$E_{\text{кин}} \sim T$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Одно из колен U-образного манометра соединили с сосудом, наполненным газом (см. рисунок). Чему равно давление газа в сосуде, если атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст.? В качестве жидкости…
- 1
По рисунку уровни ртути в обоих коленах манометра одинаковы. Значит, разность давлений между газом и атмосферой равна нулю.$$p_{\text{газа}} - p_{\text{атм}} = 0$$
- 2
Следовательно, давление газа равно атмосферному давлению.$$p_{\text{газа}} = p_{\text{атм}} = 760\ \text{мм рт. ст.}$$
В процессе конденсации пар превращается в воду. Как при этом изменяются средняя кинетическая энергия молекул пара и внутренняя энергия системы вода – пар?
- 1
Во время конденсации при постоянной температуре средняя кинетическая энергия молекул не изменяется.$$E_{\text{к, ср}} \sim T = \text{const}$$
- 2
При переходе пара в воду выделяется энергия, поэтому внутренняя энергия системы вода – пар уменьшается.$$\Delta U < 0$$
Газ охлаждают в закрытом сосуде. Как в процессе охлаждения изменяются объём газа и давление газа?
- 1
Закрытый сосуд сохраняет количество газа, а неподвижные стенки сосуда означают постоянство объёма.$$V=\mathrm{const}$$
- 2
При постоянном объёме давление данной массы газа пропорционально абсолютной температуре.$$\frac{p}{T}=\mathrm{const}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Математический маятник совершает незатухающие гармонические колебания (см. рисунок). Как изменяются кинетическая и потенциальная энергия маятника при переходе из точки Б в точку А?
- 1
Точка Б расположена выше точки А, поэтому при переходе из Б в А высота маятника уменьшается. Следовательно, потенциальная энергия маятника уменьшается.$$E_{\text{п}} = mgh$$
- 2
Колебания незатухающие, поэтому полная механическая энергия сохраняется. Уменьшение потенциальной энергии сопровождается увеличением кинетической энергии.$$E_{\text{к}} + E_{\text{п}} = \text{const}$$
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость $\vec{v}_0$, скользит вверх по наклонной плоскости. Силы, действующие на брусок, изображены на рисунке. Как изменяются по…
- 1
При движении вверх составляющая силы тяжести вдоль наклонной плоскости направлена против скорости бруска. Сила трения также направлена против движения, поэтому скорость бруска уменьшается.$$v \downarrow$$
- 2
Из-за действия силы трения часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию. Следовательно, полная механическая энергия бруска уменьшается.$$E_{\text{мех}} \downarrow$$
Космический корабль, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, перешёл на другую круговую орбиту, большего радиуса. Как при этом изменились кинетическая энергия корабля и сила тяготения…
- 1
Для движения по круговой орбите скорость корабля определяется радиусом орбиты:$$v^2 = \dfrac{GM}{r}$$
- 2
При увеличении радиуса орбиты скорость корабля уменьшается. Следовательно, уменьшается и кинетическая энергия:$$E_k = \dfrac{mv^2}{2}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
В процессе кипения вода превращается в пар. Как при этом изменяются температура и внутренняя энергия системы вода — пар?
- 1
При кипении жидкости при постоянном внешнем давлении её температура остаётся постоянной.$$T = \text{const}$$
- 2
Подводимая к воде теплота расходуется на парообразование. Энергия системы увеличивается, поэтому возрастает её внутренняя энергия.$$\Delta U > 0$$
Космический корабль, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, перешёл на другую круговую орбиту меньшего радиуса. Как при этом изменились кинетическая энергия корабля и сила тяготения…
- 1
Скорость тела на круговой орбите радиуса $r$ определяется условием движения под действием силы тяготения.$$v = \sqrt{\dfrac{GM}{r}}$$
- 2
При уменьшении радиуса орбиты скорость корабля увеличивается. Следовательно, его кинетическая энергия увеличивается.$$E_k = \dfrac{mv^2}{2} = \dfrac{GMm}{2r}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде