ответь на вопросы:
1. Цистерна с водой двигается с постоянной скоростью, в цистерне имеет
дырка, через которую выливается вода, как будет меняться ее кинетическая
энергия?
С) меняться не будет.
2. Скорость автомобиля при разгоне увеличилась в 4 раза, как изменилась его
кинетическая энергия?
С) увеличилась в 16 раз.
3. Начальная кинетическая энергия тела равна 16 Дж, а конечная 8 Дж, какую
работу оно совершает?
А) 8 Дж
4. Вычислите энергию автомобиля, масса которой 2 т, если он двигается со
скоростью 10 м/с
m=2т
V=10м/с
Формула получения кинетической энергии: Eк= m*V^2/2
2*10^2/2 = 100 Дж
ответ: Энергия автомобиля массой 2 т и скоростью 10 м/с, равна 100 Дж.
5. Какую работу совершат двигатель автомобиля, если скорость автомобиля
увеличивается от 36 до 72 км/ч. Масса автомобиля равна 2 т.
Дано:
V1=36
V2=72
Си:
10 м/с
20 м/с
А = Ек2+Ек1
Е1 = 2000 кг (10 м/с)^2/2= 100.000
Е2= 2000 кг (20 и/с)^2/2= 400.000
А= Ек2+ Ек1= 400.000 + 100.000 = 500.000 Дж = 500 кДж
ответ: 600 кДж совершает двигатель автомобиля, если скорость автомобиля
увеличится от 36 до 72 км/ч.
Будем рассматривать малые деформации, т.к. закон Гука работает только при малых деформациях - таких, при которых тело после снятия нагрузки возвращает свои размеры и форму в исходное состояние.
Известно, что при нагрузке на проволоку (или стержень) внутри неё возникают силы, стремящиеся вернуть частицы, из которых состоит проволока, в исходное положение. В совокупности эти силы составляют единую силу, которая действует на проволоку. Эта сила, как известно, называется силой упругости, и направлена она в противоположную силе нагрузки сторону, а по модулю равна ей:
F = |-Fупр|
Экспериментально доказано, что сила упругости в теле прямо пропорциональна деформации тела (если деформация небольшая и является упругой, а не пластической) и наоборот - деформация тела прямо пропорциональна силе упругости:
Fупр = k*x
Коэффициент пропорциональности k - это жёсткость тела, в данном случае - проволоки. Очевидно, что коэффициент k зависит от вещества, из которого состоит проволока, и её геометрических параметров. Попробуем выяснить его пропорциональность площади поперечного сечения проволоки S и её длине L.
При растяжении (или сжатии) проволока удлиняется (или укорачивается) на величину "x", которая и характеризует деформацию.
С другой стороны, если мы измерим поперечное сечение проволоки и силу, приложенную к ней и действующую на растяжение (или сжатие), то получим нечто похожее на давление:
F/S, где F по модулю равна Fупр, т.е.:
Fупр/S - это отношение является механическим напряжением σ, т.о.:
σ = Fупр/S
Т.к. нагрузка - это приложение силы, а механическое напряжение прямо пропорционально этой силе (а значит - и силе упругости в проволоке), то чем больше нагрузка на проволоку, тем больше механическое напряжение. И совершенно очевидно то, что чем больше нагрузка, тем больше деформируется проволока. Следовательно, деформация и механическое напряжение пропорциональны:
x ~ σ => x ~ Fупр/S
Но если так, то сама сила упругости будет пропорциональна произведению деформации и площади поперечного сечения проволоки:
x ~ Fупр/S | * S
Fупр ~ x*S, а т.к. Fупр = k*x, то
k*x ~ x*S - избавимся от множителя x, получим:
k*x ~ x*S | : х
k ~ S - жёсткость прямо пропорциональна площади поперечного сечения проволоки.
Однако, необходимо понять, как пропорциональна жёсткость проволоки её длине - прямо или обратно. Если мы измерим деформацию (длину сжатия или растяжения), длину проволоки без нагрузки на неё, то сможем получить ещё одну косвенную величину - относительную деформацию ε, которая является отношением деформации тела (проволоки или стержня) к его собственной длине:
ε = x/L
Т.к. x ~ σ, а ε ~ x, то
ε ~ σ => x/L ~ Fупр/S =>
=> Fупр ~ (x/L)*S =>
=> k*x ~ (x/L)*S или, что то же самое:
k*x ~ x*(S/L) | : x
k ~ S/L - жёсткость прямо пропорциональна площади поперечного сечения проволоки и обратно пропорциональна её длине.