Линия ФИПИ: №21 — Расчетные задачи высокого уровня · Сложность: 5/5 · Тема ФИПИ: 1.10 Второй закон Ньютона. Сонаправленность вектора ускорения тела и вектора силы, действующей на тело1.16 Закон сохранения импульса для замкнутой системы тел. Реактивное движение · Тип: Развёрнутый ответ
Конькобежец массой 60 кг, стоя на коньках на льду, бросает вперёд
в горизонтальном направлении предмет массой 1 кг и откатывается назад на 40 см. Коэффициент трения коньков о лёд равен 0,02. Найдите скорость,
с которой был брошен предмет.
Решение. После броска конькобежец тормозит силой трения. Из закона изменения кинетической энергии:
μMgs = Mv²/2, откуда v = √(2μgs) = √(2·0,02·10·0,4) = 0,4 м/с.
По закону сохранения импульса Mv = mV:
V = 60·0,4/1 = 24 м/с.
Ответ: 24 м/с.
Источник: открытый банк ФИПИ · код задания 402313 · открыть задание в банке ФИПИ
Решение. После броска конькобежец тормозит силой трения. Из закона изменения кинетической энергии:
μMgs = Mv²/2, откуда v = √(2μgs) = √(2·0,02·10·0,4) = 0,4 м/с.
По закону сохранения импульса Mv = mV:
V = 60·0,4/1 = 24 м/с.
Ответ: 24 м/с.
Источник: открытый банк ФИПИ · код задания 402313 · открыть задание в банке ФИПИ
Линия ФИПИ: №22 — Комбинированная расчетная задача · Сложность: 5/5 · Тема ФИПИ: 2.9 Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Уравнение теплового баланса:3.10 Работа и мощность электрического тока · Тип: Развёрнутый ответ
Электроплитка включена в сеть напряжением 200 В. Вода массой 1 кг, имеющая начальную температуру 20 оС, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 500 г, закипела на этой электроплитке через 93,2 с. Чему равно сопротивление спирали электроплитки? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.
Решение. Энергия электрического тока пошла на нагревание воды и алюминиевой кастрюли:
Q = (mвcв + mкcAl)ΔT.
Q = (1·4200 + 0,5·920)·(100−20) = 372800 Дж.
По закону Джоуля–Ленца Q = U²t/R, поэтому:
R = U²t/Q = 200²·93,2/372800 = 10 Ом.
Ответ: 10 Ом.
Источник: открытый банк ФИПИ · код задания 497513 · открыть задание в банке ФИПИ
Решение. Энергия электрического тока пошла на нагревание воды и алюминиевой кастрюли:
Q = (mвcв + mкcAl)ΔT.
Q = (1·4200 + 0,5·920)·(100−20) = 372800 Дж.
По закону Джоуля–Ленца Q = U²t/R, поэтому:
R = U²t/Q = 200²·93,2/372800 = 10 Ом.
Ответ: 10 Ом.
Источник: открытый банк ФИПИ · код задания 497513 · открыть задание в банке ФИПИ