Задание 21 ЕГЭ по физике · 6E569C
Высота подъёма тел
Два одинаковых тела, находящиеся на поверхности Земли, получают одинаковые скорости, направленные под одним и тем же острым углом α к горизонту. Одно тело летит свободно, а другое движется вверх по закреплённой гладкой наклонной плоскости, образующей с горизонтом такой же угол α. Какое из тел поднимется на бо́льшую высоту? Ответ поясните, указав, какие законы и закономерности Вы использовали для объяснения. Трением тел о воздух и наклонную плоскость пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Обозначим начальную скорость каждого тела через v0. Для свободно летящего тела вертикальная составляющая начальной скорости равна v0sinα. В наивысшей точке вертикальная скорость становится равной нулю.
0=(v0sinα)2−2gh1
Из уравнения движения по вертикали найдём высоту подъёма свободно летящего тела:
h1=v02sin2α2g
Для тела на гладкой наклонной плоскости сила тяжести сообщает ему ускорение, направленное вниз вдоль плоскости, величиной gsinα. В момент остановки пройденный по плоскости путь равен:
0=v02−2gsinα s
Следовательно, путь до остановки и соответствующая вертикальная высота равны:
s=v022gsinα,h2=ssinα=v022g
Сравним высоты. При остром угле 0<α<90° выполняется 0<sinα<1, поэтому 1sinα>sinα. Следовательно, высота подъёма по наклонной плоскости больше высоты подъёма в свободном полёте.
0=(v0sinα)2−2gh1
Из уравнения движения по вертикали найдём высоту подъёма свободно летящего тела:
h1=v02sin2α2g
Для тела на гладкой наклонной плоскости сила тяжести сообщает ему ускорение, направленное вниз вдоль плоскости, величиной gsinα. В момент остановки пройденный по плоскости путь равен:
0=v02−2gsinα s
Следовательно, путь до остановки и соответствующая вертикальная высота равны:
s=v022gsinα,h2=ssinα=v022g
Сравним высоты. При остром угле 0<α<90° выполняется 0<sinα<1, поэтому 1sinα>sinα. Следовательно, высота подъёма по наклонной плоскости больше высоты подъёма в свободном полёте.
Пример ответа
На большую высоту поднимется тело, движущееся по наклонной плоскости: h2=v02/2g, тогда как для свободно летящего тела h1=v02sin2α/2g.
Источник: Открытый банк ФИПИ 6E569C
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.