РЕШУ ЦТ — физика

Задания

Задание № 21 Добавить в вариант

Источник: Демонстрационный вариант теста по физике 2016 год

Сложность: II

Движение по окружности

Тело массой m  =  300 г, подвешенное на легком резиновом шнуре, равномерно вращается по окружности в горизонтальной плоскости. Шнур во время движения груза образует угол $альфа$ = 60° с вертикалью. Если потенциальная энергия упругой деформации шнура E_п  =  90,0 мДж, то жесткость k шнура равна ... Н/м.

Решение. Потенциальная энергия упругой деформации равна $E_п= дробь: числитель: kx в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби ,$ поэтому для нахождения k нужно найти удлинение шнура $x.$ Запишем второй закон Ньютона для тела:

$m\veca=m\vecg плюс \vecF_упр.$

Движение происходит по кругу, поэтому ускорение направлено горизонтально к центру этого круга. Сила тяжести направлена вниз, сила упругости вдоль шнура. В проекции на вертикальную ось получаем:

$0= минус mg плюс kx косинус альфа .$

Откуда

$x= дробь: числитель: mg, знаменатель: k косинус альфа конец дроби .$

Подставляем в выражение для потенциальной энергии и выражаем k:

$E_п= дробь: числитель: k левая круглая скобка \dfracmg, знаменатель: k косинус альфа конец дроби правая круглая скобка в квадрате 2= дробь: числитель: левая круглая скобка mg правая круглая скобка в квадрате , знаменатель: 2k левая круглая скобка косинус альфа правая круглая скобка в квадрате конец дроби равносильно$

$равносильно k= дробь: числитель: левая круглая скобка mg правая круглая скобка в квадрате , знаменатель: 2E_п левая круглая скобка косинус альфа правая круглая скобка в квадрате конец дроби = дробь: числитель: левая круглая скобка 0,3 умножить на 10 правая круглая скобка в квадрате , знаменатель: 2 умножить на 0,09 умножить на 0,5 в квадрате конец дроби =200Н/м.$

Ответ: 200

200

Источник: Демонстрационный вариант теста по физике 2016 год

Сложность: II

Ключ

№ п/п	№ задания	Ответ
1	21	200