СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 6 № 3182

Искусственный спутник движется по эллиптической орбите вокруг Земли. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его приближения к Земле и если изменяются, то как? Установите соответствие между физическими величинами, перечисленными в первом столбце, и возможными видами их изменений, перечисленными во втором столбце. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ   ИХ ИЗМЕНЕНИЯ

А) Скорость

Б) Ускорение

В) Кинетическая энергия

Г) Потенциальная энергия

Д) Полная механическая энергия

 

1) Не изменяется

2) Только увеличивается по величине

3) Только уменьшается по величине

4) Увеличивается по величине и изменяется по направлению

5) Уменьшается по величине и изменяется по направлению

6) Увеличивается по величине, не изменяется по направлению

7) уменьшается по величине, не изменяется по направлению

 

AБВГД
   

Решение.

При движении искусственного спутника по эллиптической орбите вокруг Земли для спутника выполняется закон сохранения полной механической энергии, поскольку на него не действует никаких внешних сил, совершающих работу (Д — 1). Потенциальная энергия спутника связана с расстоянием до Земли соотношением Следовательно, при приближении спутника к Земле, потенциальная энергия уменьшается по величине (Г — 3). Отсюда, из закона сохранения полной механической энергии получаем, что кинетическая энергия спутника при приближении к Земле, напротив, увеличивается (В — 2). Поскольку кинетическая энергия увеличивается, заключаем, что величина скорости движения спутника также увеличивается. Так как траектория движения — эллипс, а не прямая, скорость изменяется и по направлению (А — 4). Единственная сила, действующая на спутник, — сила притяжения со стороны Земли, поэтому второй закон Ньютона для спутника в проекции на радиальную ось приобретает вид Таким образом, при приближении к Земле ускорение спутника увеличивается по величине. Поскольку в любой момент времени ускорение спутника направлено к Земле, а спутник двигается вокруг нее, направление ускорения тоже изменяется (Б — 4).

 

Ответ: 44231.

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.4.6 Кинетическая энергия материальной точки, 1.4.7 Потенциальная энергия, 1.4.8 Закон изменения и сохранения механической энергии
Спрятать решение · · Видеокурс ·
Марлен Алсет 12.01.2013 18:19

Не могу понять почему потенциальная энергия уменьшается. Потому что в формуле стоит минус? Ведь радиус, вроде как, уменьшается, следовательно энергия должна увеличиваться. Объясните, пожалуйста.

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Причина именно в минусе. Чем ближе тела, тем меньше энергия их гравитационного притяжения. Они поэтому и притягиваются, что так им "энергетически" выгоднее

Сергей Семёнов (Оренбург) 05.11.2015 10:30

Здравствуйте, ускорение направлено к центру земли. Следовательно, оно не меняет направления. Ответ под номером 6.

Ирина Сафиулина

Нарисуйте картинку и Вам будет понятно, что направление ускорения изменяется.

Ильсур Шайхутдинов (Казань) 06.11.2015 21:08

"По­тен­ци­аль­ная энер­гия спут­ни­ка свя­за­на с рас­сто­я­ни­ем до Земли со­от­но­ше­ни­ем . Сле­до­ва­тель­но, при при­бли­же­нии спут­ни­ка к Земле, по­тен­ци­аль­ная энер­гия умень­ша­ет­ся по ве­ли­чи­не," вы что? при приближении к земле растояние уменьшается , следовательно по формуле потенциальная энергия увеличивается

Ирина Сафиулина

Вы не учли знак минус.

Дмитрий Гаврилов 15.05.2017 21:40

Сначала для потенциальной энергии я поставил цифру "3" но потом увидел что есть еще пункт "уменьшается по величине, не изменяется по направлению"... Вроде бы тоже верно? -

- Потенциальная энергия уменьшается?

- Уменьшается!

- Направление изменяется?

- Никак нет...

В чем подвох? Какой ответ выбирать-то?? Те же вопросы и к "кинетической энергии".

Антон

Потенциальная энергия — скалярная величина, у неё нет направления.

Дмитрий Гаврилов 15.05.2017 22:37

Спасибо!