19 Достаточный уровень

1. а) В каких случаях, изображенных на рисунках, тела обладают кинетической энергией? Почему?

Воздушный шар, летящий самолёт. 

б) Тело массой 1 кг находится на высоте 2 м от поверхности земли. На какой высоте следует расположить тело массой 0,5 кг, чтобы оно обладало такой же потенциальной энергией?


2. а) В каких случаях, изображенных на рисунках, тела обладают потенциальной энергией? Почему?

Взвешиваемый груз, натянутая стрела на тетиве.

б) На некотором участке пути потенциальная энергия свободно падающего шарика массой 40 г уменьшилась на 1,6 Дж. Как и на сколько изменилась при этом кинетическая энергия шарика?

Потенциальная энергия перешла в кинетическую, которая увеличилась на эти же 1,6 Дж за счет увеличения скорости шарика.

3. а) Обладает ли потенциальной энергией деревянный брусок, погруженный в воду на некоторую глубину?

Тело обладает потенциальной энергией, потому что потенциальная энергия зависит от массы тела и его высоты над землёй (Eп= mgh). Нужно учитывать давление воды и на какую глубину погружен.

б) Свинцовый и медный шарики одинакового объема подняли на одинаковую высоту. Для какого шарика изменение потенциальной энергии больше? Во сколько раз?

4. а) За счет какой энергии поднимается вверх аэростат?

За счёт потенциальной энергии, которую приобрёл аэростат при наполнении газом.

б) Стрела вылетает из спортивного лука вертикально вверх со скоростью 60 м/с. На какую высоту поднимется стрела, если ее масса равна 200 г? На какую высоту поднимется стрела с вдвое большей массой? Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

5. а) За счет какой энергии в воздухе движется парашютист (см. рисунок)? Какое при этом происходит превращение энергии?

За счёт энергии притяжения Земли. Потенциальная энергия переходит в кинетическую.

б) Стальная деталь объемом 4 дм3 находится на высоте 2 м. Определите потенциальную энергию детали.


6. а) Спутник движется вокруг Земли по круговой орбите (см. рисунок). Совершает ли работу действующая на спутник сила тяжести?

A = F⋅Δr⋅cos α. α = 90° (т.к. при равномерном движении тела по окружности скорость перпендикулярна центростремительному ускорению), cos α = 0. Тогда A = 0.

б) Какую работу надо совершить, чтобы скорость поезда массой 800 т увеличилась от 36 до 54 км/ч?