Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 3 № 529
i

Че­ло­век взял­ся за конец ле­жа­ще­го на земле од­но­род­но­го стерж­ня дли­ной 2 м и мас­сой 100 кг и под­нял этот конец на вы­со­ту 1 м. Какую ра­бо­ту он со­вер­шил? (Ответ дайте в джо­у­лях.) Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния при­нять рав­ным 10 м/⁠с2.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Че­ло­век со­вер­шал ра­бо­ту про­тив силы тя­же­сти, то есть со­вер­шен­ная им ра­бо­та шла на уве­ли­че­ние по­тен­ци­аль­ной энер­гии стерж­ня. По­сколь­ку он под­ни­мал стер­жень за один конец, а вто­рой конец оста­вал­ся на земле, центр масс стерж­ня в итоге ока­зал­ся на вы­со­те 0,5 м. Сле­до­ва­тель­но, по­тен­ци­аль­ная энер­гия стерж­ня уве­ли­чи­лась на:

\Delta E_пот=mg дробь: чис­ли­тель: h, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =100кг умно­жить на 10м/с в квад­ра­те умно­жить на 0,5м=500Дж.

Имен­но этой ве­ли­чи­не и равна его ра­бо­та.

 

Ответ: 500.

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.4.7 По­тен­ци­аль­ная энер­гия
Гость 15.05.2012 15:10

Как опре­де­лить центр масс?

Алексей

Доб­рый день!

Для си­сте­мы ма­те­ри­аль­ных точек с мас­са­ми m_1, m_2 ... m_n и ра­ди­ус-век­то­ра­ми \vecr_1, \vecr_2 ... \vecr_n по­ло­же­ние цен­тра масс да­ет­ся ра­ди­ус-век­то­ром:

\vecr_c= дробь: чис­ли­тель: \sum_i в сте­пе­ни n \vecr_i m_i, зна­ме­на­тель: \sum_i в сте­пе­ни n m_i конец дроби . Для не­пре­рыв­но­го рас­пре­де­ле­ния масс можно обоб­щать эту фор­му­лу, но там по­тре­бу­ет­ся ин­те­грал.

Так же по­лез­но пом­нить, где на­хо­дит­ся центр масс про­стых од­но­род­ных фигур:

1) у от­рез­ка  —   в се­ре­ди­не

2) у тре­уголь­ни­ка  —   на пе­ре­се­че­нии ме­ди­ан

3) у па­рал­ле­ло­грам­ма  —   на пе­ре­се­че­нии диа­го­на­лей.

Можно раз­бить од­но­род­ную слож­ную фи­гу­ру на куски из тре­уголь­ни­ков и па­рал­ле­ло­грам­мов, со­счи­тать массы всех кус­ков, найти цен­тры масс всех кус­ков, а потом вос­поль­зо­вать­ся вы­пи­сан­ной выше фор­му­лой (толь­ко вме­сто масс точек взять массы кус­ков, а вме­сто ко­ор­ди­нат точек, ко­ор­ди­на­ты цен­тров масс кус­ков).

Гость 21.05.2012 18:31

спа­си­бо огром­ное!

Гость 08.06.2012 20:31

Зачем дана длина стерж­ня?

Алексей

Доб­рый день!

Длина стерж­ня дана для того, чтобы обо­зна­чить тот факт, что при под­ня­тии од­но­го конца стерж­ня на 1 м, вто­рой конец оста­ет­ся на земле, что он опи­ра­ет­ся на нее. Если бы стер­жень был дли­ной, ска­жем, 10 см, то после того, как че­ло­век под­ни­мет один его конец на 1 м, стер­жень ста­нет ви­сеть вер­ти­каль­но, в итоге его центр масс под­ни­мет­ся аж на 95 см. И со­от­вет­ствен­но, ответ в за­да­че по­лу­чит­ся дру­гой.

Гость 09.06.2012 11:55

по­че­му на 95 а не на 90?

Алексей

Центр масс од­но­род­но­го стерж­ня рас­по­ло­жен по се­ре­ди­не, в опи­сан­ных усло­ви­ях, один конец будет на вы­со­те 100 см, а вто­рой  —   на вы­со­те 90 см, сле­до­ва­тель­но, центр масс под­ни­мет­ся с земли на вы­со­ту 95 см.

Гость 01.08.2012 19:23

сдыд­но за во­прос.

все­гда ли ра­бо­та равна по­тен­ци­аль­ной энер­гии? до меня не до­хо­дит,как так вышло.

Алексей

Доб­рый день!

Ко­неч­но, нет. По этому по­во­ду есть за­ме­ча­тель­ная тео­ре­ма: "Ра­бо­та всех сил, дей­ству­ю­щих на тело равна из­ме­не­нию его ки­не­ти­че­ской энер­гии". В дан­ном слу­чае из­ме­не­ние ки­не­ти­че­ской энер­гии равно нулю. На стер­жень дей­ству­ет че­ло­век и сила тя­же­сти. Зна­чит ра­бо­та че­ло­ве­ка равна ра­бо­те силы тя­же­сти взя­той со зна­ком минус. А ра­бо­та сила тя­же­сти, если при­гля­деть­ся, это в точ­но­сти из­ме­не­ние по­тен­ци­аль­ной энер­гии, взя­той со зна­ком минус. Вот и по­лу­ча­ем, что в дан­ном слу­чае ра­бо­та че­ло­ве­ка это из­ме­не­ние по­тен­ци­аль­ной энер­гии стерж­ня.

Гость 10.01.2013 14:25

А можно эту за­да­чу ре­шить таким путем:

А=mgh

Так как mg на­прав­ле­но по диа­го­на­ли (под­ня­тая палка палка ка­са­ет­ся земли)

,то на ось y по­лу­ча­ет­ся mg1/2 (катет -это 1м на ги­по­те­ну­зу-это 2 м.)

А=1/2mgh

А=1/2 *100кг*10H/m^2 * 1м= 500Дж?

Или это сов­па­де­ние?

На­де­юсь вам по­ня­тен ход моих мыс­лей.

Алексей

Доб­рый день!

Ход Ваших мыс­лей не со­всем по­ня­тен, но так ре­шать нель­зя. Утвер­жде­ние, что сила тя­же­сти на­прав­ле­на по диа­го­на­ли, зву­чит весь­ма стран­но. Сила тя­же­сти на­прав­ле­на все­гда вниз. Так что ско­рее всего, то, что Вы по­лу­чи­ли пра­виль­ную фор­му­лу, это про­сто сов­па­де­ние.

Гость 13.01.2013 14:03

А я вот так решил эту за­да­чу:

A=E=mgh*(1-sina)=500

a-это угол между стерж­нем и зем­лей

Ска­жи­те по­жа­луй­ста, так можно ре­шать или у меня тоже сов­па­де­ние?

Алексей

Доб­рый день!

Сов­па­де­ние. Ответ не за­ви­сит от того, какой угол со­став­ля­ет брус с зем­лей. Глав­ное, чтобы он ка­сал­ся земли.

PS. В сле­ду­ю­щий раз, если уж хо­ти­те что-то уточ­нить, пи­ши­те по­дроб­нее. Так это вы­гля­дит как на­о­бум взя­тая фор­му­лаю