 |
ЕГЭ ПО ФИЗИКЕ
Web-репетитор pomogala.ru
ЗАДАНИЕ А2
|
Надобно повторить такие вопросы:
- Что такое ускорение?
- Какое явление объясняет 2-ой закон Ньютона?
- Как складывать векторы?
- Первый закон Ньютона.
- Третий закон Ньютона и сила тяжести;
- Что будет, если ниточка оборвется (свободное падение тел).
Кто вполне в теме, может внятно ответить на эти вопросы, то и не читайте нашу
ТЕОРЕТИЧЕСКУЮ ПОДКЛАДКУ.
- Что такое ускорение при равноускоренном движении?
Итак, мы прежде говорили, что движение бывает РАВНОМЕРНЫМ (с постоянной скоростью) и НЕРАВНОМЕРНЫМ (с непостоянной скоростью). Но что это значит - неравномерное? Тело или УСКОРЯЕТСЯ (скорость его увеличивается), или ЗАМЕДЛЯЕТСЯ (скорость его уменьшается).Причём, тело может разгоняться таким образом, что за каждую секунду скорость его прирастает на одну и ту же величину. Так, как например, на этом графике:
В начале движения скорость была равна 0. Через 1 секунду движения она стала равна 1 м/с; через 2 секунды 2 м/с и так далее. То есть за каждую секунду скорость прирастала на 1 м/с.
Такое движение называют РАВНОУСКОРЕННЫМ. Возьмем промежуток времени 5 секунд. В начале промежутка скорость начальная была 0 м/с, а в конце скорость конечная 5 м/с. Тогда величина
называется УСКОРЕНИЕМ. Сформулируем: при равноускоренном движении ускорением называется величина, показывающая отношение изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло. Обратим внимание на размерность ускорения - в числителе была скорость в м/с; в знаменателе - время в секундах. Таким образом, ускорение измеряется в метрах на секунду квадратную.
Движение может быть и НЕ равноускоренным. А, так сказать, ПО РАЗНОМУ УСКОРЕННЫМ. То разгонялся сильно, то разгонялся, но уже с меньшим ускорением, то равномерно двигался совсем без ускорения, то наоборот замедлялся. Это уже посложнее, и мы пока такие движения рассматривать не будем.
- Какое явление объясняет второй закон Ньютона?
Исаак Ньютон внёс офигительный вклад в науку. Королева жаловала его титулом Рыцаря, а на надгробии его написали: "Мы счастливы, что среди нас жило такое украшение рода человеческого".
Он открыл 3 закона механики. Мы начнём, как ни странно со второго.
Лежало себе неподвижно какое-то тело. Или не лежало, а двигалось не спеша. И тут по нему чем-нибудь долбанули! Неподвижное тело стало двигаться, а то, которое двигалось не спеша - помчалось быстрее. В любом случае ИЗМЕНИЛАСЬ СКОРОСТЬ ТЕЛА или, иначе говоря, ТЕЛО ПОЛУЧИЛО УСКОРЕНИЕ.
Причиной ускорения стало то, что тело "ДОЛБАНУЛИ". Что значит "долбанули"? Мяч пнули ногой, камень кинули, пулю из ружья толкнули пороховые газы. В любом случае на наше тело было оказано воздействие со стороны какого-то другого тела. Это воздействие мы называем СИЛОЙ и обозначаем буквой F.
Чем больше воздействующая сила - тем больше полученное ускорение. Правда, это только в случае, если масса тел одинакова. А если не одинакова - то тяжелое тело всё-таки получит меньшее ускорение, чем лёгкое.
Сформулируем: при воздействии на тело силы оно получит ускорение. Это ускорение прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе тела.
В правом нижнем углу написана преобразованная формула второго закона Ньютона (обе части уравнения умножили на m).Из этой формулы можно придумать единицу для измерения силы. Такая сила, от которой тело массой 1 кг получает ускорение 1 м/сек.кв. называется силой 1 Н (Ньютон).
Видите: благодарные потомки в честь Ньютона назвали единицу для измерения силы.
- Как складываются векторы?
О векторах мы уже упоминали. Вектор - это такая фигня, которая характеризуется не только величиной (модулем), но и направлением. Перемещение, скорость, ускорение - это векторы. Сила, само собой, тоже вектор. И когда мы подумаем о силах, возникает невольный вопрос: как сложить два вектора? Например, мяч пнули сразу два футболиста. В какую сторону и с каким ускорением он, интересно, полетит?
Правило сложения векторов такое (ПРАВИЛО ПАРАЛЛЕЛОГРАММА). Есть два вектора a и b.
Один из них надо перенести параллельно самому себе, чтобы начала совместились. Построить на них параллелограмм (желтый по рисунку) и провести в нём диагональ. Эта диагональ и есть вектор, равный сумме двух исходных векторов.
Это правило логично вытекает, если представить реку. Лодка с некоторой скоростью плывёт поперек реки, а течение несёт её вдоль. В результате лодка сместится по диагонали.
Решим для иллюстрации одну задачку из сборника ЕГЭ 2013. Физика. Типовые тестовые задания / О.Ф. Кабардин, СИ. Кабардина, В.А. Орлов)
Задача А2-1
Решение. Ежу понятно, Что силы F1 и F4 равны по модулю (каждая по 3 клетки), но противоположно направлены. Они как бы друг друга взаимно уничтожают, их сумма равна 0. Значит, нам надо искать сумму только двух векторов F2 и F3.Строми параллелограмм.
И что же мы видим? Диагональ параллелограмма как раз равна силе F1, которая дана в исходных данных, 3 Н. Ответ №3.
Задача А2 - 2
Картинка та же самая. Вопрос: с иключением какого вектора равнодействующая трех оставшихся сил будет равна 0?
Решение: Здесь догадаться легко. F2 + F3 = F1. F1 + F4 = 0. Надо исключить F1.
Задача А2 - 3
Две силы 3Н и 4Н приложены к одной точке тела, угол между векторами равен 90 градусов. Модуль равнодействующей сил равен
1) 1 Н; 2) 5Н; 3) 7 Н; 4) 25Н
Решение. Сделаем чертежик.
Искомая сила - это гипотенуза треугольника с катетами 3 и 4. По теореме Пифагора
Ответ № 2.
Задача А2 - 4
Решение. Понятно, что равнодействующая двух векторов F1 и F3 - это F2. А к ней надо еще раз прибавить F2, в ту же сторону. Итого будет F2 + F2. F2 = 5 Н (смотри предыдущую задачку). Тогда верен ответ № 3 - 10 Н
- А о чём всё-таки "гласит" ПЕРВЫЙ ЗАКОН НЬЮТОНА?
Первый закон как бы логично вытекает из второго. Второй закон таков: если на тело действует сила  , то из-за неё тело получает ускорение, которое можно определить по формуле
А если сила не действует? Или (что то же саме) действует несколько сил в таких направлениях, что их равнодействующая равна 0? Тогда получается F = 0 и ускорение a = 0/m = 0. Ускорение равно нулю! Это что значит?
- Или тело неподвижно
- Или тело движется с постоянной скоростью, без ускорения.
Первый закон Ньютона формулируют так: Если равнодействующая всех сил, действующих на тело равна нулю, то тело движется равномерно и прямолинейно, либо покоится.
Обычно, когда вникают в этот закон, все легко соглашаются, что без действия сил тело лежит неподвижно. А вот тот факт, что оно может двигатся равномерно и прямолинейно, вызывает сомнения. Как так? Без силы тяги поезд стоит. А когда электровоз включил моторы - тогда он и поедет.
Так, да не так!
На поезд действует две силы:
- Сила тяги электровоза, которая направлена вперёд, и
- Сила сопротивления движению (от трения, ветра, подъёма в гору и прочее), которая направлена назад.
Когда сила тяги больше силы сопротивления, результирующая направлена вперёд - поезд разгоняется. Когда сила тяги меньше силы сопротивления, результирующая направлена назад (например, поезд вступил на крутой подъем) - поезд замедляется. А когда сила тяги равна силе сопротивления - то он не разгоняется, не замедляется, а движется равномерно (с постоянной скоростью).
На эту тему три задачки
Задача А2 - 5
Ясно, что верный ответ №4, а утверждения № 1 и № 3 - частично верные, там слово ОБЯЗАТЕЛЬНО делает эти ответы неверными.
Задача А2 - 6
Решение: Под действием силы тело получает ускорение. Не движется оно равномерно! Поэтому ответы № 1 и № 4 сразу отбросим. Ускорение, которое получает тело считается по приведенной выше формуле второго закона Ньютона.
a = F/m = 8/4 = 2 м/сек.кв.
Таким образом, правильный ответ № 2.
Задача А2 - 7
Решение. Вектор ускорения совпадает по направлению с вектором силы. Поэтому а1 = 4 м/с2 и а2 = 3 м/с2 - это противоположно направленные векторы. Результирующий вектор (от их сложения) равен 1 м/с2 по модулю, а по направлению - в сторону а1.
Верный ответ №2 - 1 метр на секунду квадратную.
В начало страницы
|
|
