À la suite de la transition du satellite de la terre avec un. Le passage d'un satellite d'une orbite à une autre

Il est nécessaire de translater un satellite artificiel volant sur une orbite de rayon (ou demi-grand axe, ce qui est évidemment le même pour une orbite circulaire) égal à une 1 , dans une orbite de rayon un 2(Fig. 43).

Calcul de la vitesse

La vitesse d'un satellite artificiel en orbite avec un rayon une est égal à:

v 1 = √(GM / une).

Cette vitesse est appelée la première vitesse cosmique à distance une. Prenant comme unité de longueur le rayon de la première orbite une 1 , l'intégrale d'énergie peut être réécrite comme

v 2 = v 1 2 . ((2 / r) — (1 / une)),

où v 1 - première vitesse spatiale à distance une un . Dans les cas qui nous intéressent (passage d'une orbite d'un satellite artificiel de la Terre à une autre et vol de la Terre vers une autre planète) pour une 1 prendre la valeur du rayon de la Terre, ou le rayon de l'orbite terrestre. Dans le premier cas v 1 = 8 km/s, dans la seconde v 1 = 30 km/s.

Entrer dans une orbite avec un rayon un 2 il est nécessaire de transférer le satellite artificiel sur une orbite intermédiaire, qui est une ellipse touchant à la fois les orbites inférieure et supérieure (Fig. 43). Le demi-grand axe de cette ellipse est une pr = ( une 1 + une 2) / 2.

Dans une orbite intermédiaire (point UNE sur la Figure 43) au périgee, le satellite doit avoir une vitesse de :

v pr 2 = v 1 2 (2une 2 / (une 2 + une 1)).

Parce que v pr > v 1, puis pour passer sur une orbite intermédiaire, il faut augmenter la vitesse du satellite artificiel.

À ce point B(Fig. 43) la vitesse d'un satellite artificiel volant sur une orbite intermédiaire est inférieure à la première vitesse cosmique à cette distance :

v prv 2 = v 2 2 (2une 1 / (une 2 + une 1)).

Par conséquent, pour la transition finale vers une nouvelle orbite, la vitesse du satellite doit être à nouveau augmentée.

Calcul du temps

Si la tâche n'est pas seulement de transférer un satellite artificiel d'orbite en orbite, mais de s'amarrer à un autre satellite artificiel (satellite cible), alors le lancement doit être effectué à un moment strictement défini afin que les deux satellites s'approchent du point B(Fig. 43) en même temps. Pour ce faire, le satellite cible au moment du début du transfert doit se trouver au point C. Pour définir un arc CC nous utilisons la troisième loi de Kepler.

Depuis la période de révolution du satellite cible (volant en orbite avec un rayon une 2) est égal à J 2 = 1,65 . 10 -4 √une 2 3 , et le temps de vol est égal à la moitié de la période pour une orbite intermédiaire t = 1 / 2 J pr \u003d 0,83. 10 -4 √ une pr 3, puis la longueur de l'arc avant JC se trouve selon la formule matériel du site

α = 360° . J etc / J 2 = 180° . √(1/8 . (1 + une 1 /une 2)),

qui détermine l'heure de lancement du satellite artificiel. Il est produit au moment où le satellite se trouve au point UNE, et le satellite cible passe le point C(Fig. 43).

Il est évident que les formules obtenues sont directement appliquées aux calculs de vols vers la Lune (l'engin spatial est d'abord lancé sur une orbite circulaire basse) et à

Tâche 6.À la suite du passage d'un satellite terrestre artificiel d'une orbite circulaire à une autre, son accélération centripète augmente. Comment cette transition modifie-t-elle la vitesse du satellite en orbite et la période de sa révolution autour de la Terre ?

1) augmente

2) diminue

3) ne change pas

Solution.

La seule force agissant sur le satellite est la gravité terrestre.

où M est la masse de la terre ; m est la masse du satellite ; R est le rayon de l'orbite. D'après la seconde loi de Newton, on peut écrire :

,

où a - joue le rôle d'accélération centripète. Cela montre qu'à mesure que l'accélération augmente, le rayon de l'orbite diminue.

Considérez maintenant comment la vitesse du satellite changera en fonction du rayon de l'orbite. En remplaçant à la place de l'accélération , on obtient :

.

C'est-à-dire que lorsque R diminue, la vitesse du satellite augmente.

La période orbitale d'un satellite autour de la terre est le temps que met le satellite pour faire une révolution autour de la terre. Si le rayon de l'orbite diminue et que l'accélération centripète augmente, alors la vitesse du satellite augmente. Ainsi, le satellite parcourt une distance plus courte à une vitesse plus élevée et sa période diminue.

Réponse: 12.

Tâche 6. Un bloc de bois repose sur un plan incliné rugueux. L'angle d'inclinaison de l'avion a été réduit. Comment la force de frottement statique agissant sur la barre et le coefficient de frottement de la barre sur le plan ont-ils changé dans ce cas ? Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmenté

2) diminué

3) n'a pas changé

Solution.

Le bloc étant au repos, la force de frottement statique équilibre la force de glissement du bloc (force tangentielle). Lorsque l'angle d'inclinaison diminue, la force tangentielle diminue, par conséquent, conformément à la troisième loi de Newton, la force de frottement statique diminue également.

Le coefficient de frottement de la barre sur la surface ne dépend que du matériau des plans de contact et de leur surface, c'est-à-dire qu'il ne changera pas.

Réponse: 23.

Tâche 6. Une pierre est lancée vers le haut à un angle par rapport à l'horizon. La résistance de l'air est négligeable. Comment le module d'accélération de la pierre et son énergie potentielle dans le champ gravitationnel changent-ils lorsque la pierre se déplace vers le haut ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmente

2) diminue

3) ne change pas

Solution.

La projection du mouvement de la pierre sur l'axe Oy (axe vertical) peut s'écrire

.

À partir de cette expression, on peut voir que l'accélération de la pierre est égale à g - l'accélération de la chute libre, c'est-à-dire qu'elle ne change pas.

L'énergie potentielle de la pierre est

et augmente avec l'augmentation de la hauteur, c'est-à-dire qu'en montant, l'énergie potentielle augmente.

Réponse: 31.

Tâche 6. Une charge massive suspendue au plafond sur un ressort effectue des vibrations libres verticales. Le ressort reste tendu tout le temps. Comment l'énergie potentielle de la charge dans le champ gravitationnel et sa vitesse se comportent-elles lorsque la charge se déplace vers le haut à partir de la position d'équilibre ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmente

2) diminue

3) ne change pas

Solution.

L'énergie potentielle de la charge est déterminée par l'expression

où m est le poids de la cargaison ; h est la hauteur de la charge au-dessus du niveau du sol.

Le problème dit que le ressort est étiré tout le temps et dans cet état, la charge monte. On peut voir à partir de la formule que la hauteur de la charge h augmente, par conséquent, l'énergie potentielle de la charge augmentera également. La vitesse v du corps diminuera à mesure que la charge se déplacera contre la gravité et s'arrêtera progressivement.

Réponse: 12.

Tâche 6. La charge du pendule à ressort illustrée sur la figure effectue des oscillations harmoniques libres entre les points 1 et 3. Comment la vitesse de la charge et la rigidité du ressort changent-elles lorsque la charge du pendule se déplace du point 1 au point 2 ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmente

2) diminue

3) ne change pas

Solution.

Étant donné que des oscillations se produisent entre les points 1 à 3, au point 1, la charge a une vitesse nulle et au point 2, la vitesse atteint sa valeur maximale, c'est-à-dire qu'elle augmente. La rigidité du ressort dépend des propriétés physiques du ressort lui-même et est une valeur constante (invariable).

Réponse: 13.

Tâche 6.À la suite du freinage dans les couches supérieures de l'atmosphère, l'altitude de vol du satellite artificiel au-dessus de la Terre est passée de 400 à 300 km. Comment cela a-t-il modifié la vitesse du satellite et son accélération centripète ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmenté

2) diminué

3) n'a pas changé

Solution.

Selon la loi de la gravitation universelle, le satellite sera attiré vers la Terre avec une force

où m est la masse du satellite ; M est la masse de la Terre ; R est le rayon de l'orbite du satellite. D'après la deuxième loi de Newton, on peut écrire que

où est l'accélération centripète du satellite. En combinant ces deux expressions, nous avons :

On peut voir à partir de cette formule que lorsque le rayon d'orbite R diminue, la vitesse du satellite v et son accélération centripète augmentent.

Réponse: 11.

devoir 6.À la suite de la transition du satellite terrestre d'une orbite circulaire à une autre, son accélération centripète diminue. Comment l'énergie potentielle du satellite dans le champ de gravité terrestre et la vitesse de son déplacement en orbite changent-elles à la suite de cette transition ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmente

2) diminue

3) ne change pas

Solution.

Un satellite terrestre de masse m et une Terre de masse M sont attirés l'un vers l'autre à une distance R par la force de gravitation universelle

En vertu de la deuxième loi de Newton, cette force peut également être représentée comme

où est l'accélération centripète du satellite. En combinant les équations, nous avons :

d'où le rayon de l'orbite

On peut voir à partir de la dernière formule que lorsque l'accélération centripète diminue, le rayon de l'orbite R du satellite augmente. Voyons comment l'énergie potentielle du satellite et la vitesse de son déplacement en orbite vont changer.

L'accélération centripète peut être écrite comme , où v est la vitesse du satellite, alors

et son énergie potentielle est définie comme l'énergie gravitationnelle due à l'attraction mutuelle du satellite et de la Terre :

Les deux dernières formules montrent que lorsque R augmente, la vitesse du satellite diminue et l'énergie potentielle augmente (notez le signe "-" devant la formule d'énergie potentielle du satellite).

Réponse: 12.

Tâche 6. Une charge massive suspendue au plafond sur un ressort effectue des vibrations libres verticales. Le ressort reste tendu tout le temps. Comment l'énergie potentielle du ressort et la vitesse de la charge se comportent-elles lorsque la charge se déplace vers le bas à partir de la position d'équilibre ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmente

2) diminue

3) ne change pas

Solution.

La position d'équilibre est la position à vitesse maximale lors du mouvement oscillatoire de la charge. Par conséquent, en descendant de la position d'équilibre, la vitesse de la charge diminue.

L'énergie potentielle du ressort est proportionnelle à la déformation du ressort et, en descendant, le ressort s'étire et son énergie potentielle augmente.

Réponse: 12.

Tâche 6. Un corps de masse m, se déplaçant en translation dans un référentiel inertiel, est soumis à une force résultante constante F pendant le temps ∆t. Si la force agissant sur le corps augmente, comment le module de la quantité de mouvement de la force et le module de variation de la quantité de mouvement du corps changeront-ils pendant le même intervalle de temps ∆t ?

1) augmenter

2) diminuer

3) ne changera pas

Solution.

Avec une augmentation de la force F=ma, l'accélération du corps augmente également. Une augmentation de l'accélération se traduit par une augmentation de la vitesse. Par conséquent, l'élan du corps, qui est égal, augmentera également. Le module de variation de la quantité de mouvement du corps augmentera également, car le corps se déplace avec une accélération constante, supérieure à celle d'avant, et la valeur est proportionnelle à l'accélération.

Réponse: 11.

Tâche 6. Un corps de masse m, se déplaçant en translation dans un référentiel inertiel, est soumis à une force résultante constante F pendant le temps ∆t. Si la force agissant sur le corps diminue, comment le module de l'impulsion de force et le module de l'accélération du corps changeront-ils pendant le même intervalle de temps ∆t ? Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmenter

2) diminuer

3) ne changera pas

Solution.

Lorsque la force F=ma diminue, l'accélération du corps diminue également. Le module de quantité de mouvement de la force, égal à la variation de la quantité de mouvement du corps, diminuera avec une accélération décroissante, puisque la vitesse finale v deviendra plus petite.

Réponse: 22.

Tâche 6. Une balle lancée horizontalement d'une hauteur H avec une vitesse initiale v0 parcourt une distance L dans la direction horizontale en un temps t (voir figure). Que se passera-t-il avec le temps et la distance de vol si la vitesse initiale de la balle est doublée sur la même configuration ? Ignorer la résistance de l'air. Pour chaque quantité, déterminez la nature appropriée de son changement :

1) augmenter

2) diminuer

3) ne changera pas

Solution.

Le temps de vol de la balle sera égal au temps de sa chute d'une hauteur H, puisque la vitesse verticale initiale est nulle. Par conséquent, en modifiant la vitesse horizontale initiale de la balle de 2 fois, le temps de vol restera le même.

Avec une augmentation de la vitesse de 2 fois et le même temps de vol, la longueur L \u003d vt doublera.

Réponse: 31.

Tâche 6. Une bille d'acier est suspendue à un fil attaché à un trépied. La balle est complètement immergée dans du kérosène (Fig. 1). Ensuite, le verre avec du kérosène a été remplacé par un verre avec de l'eau et la balle était complètement dans l'eau (Fig. 2). Comment la force de tension du fil et la force d'Archimède agissant sur la balle ont-elles changé dans ce cas ?

Pour chaque quantité, déterminez la nature appropriée de son changement :

1) augmenté

2) diminué

3) n'a pas changé

Solution.

Le module de tension du fil est égal à la force résultante agissant sur la balle. La balle est affectée par la force de gravité mg et la force de flottabilité d'Archimède, dirigée dans la direction opposée, c'est-à-dire que la force résultante, et donc la tension du fil, sont égales :

où V est le volume du corps immergé dans le liquide ; est la masse volumique du liquide. Étant donné que la densité du kérosène est de kg/m3 et que la densité de l'eau est de kg/m3, la force de flottabilité d'Archimède dans le cas de l'eau est supérieure à celle du kérosène. Par conséquent, la tension du fil lors du remplacement du kérosène par de l'eau diminuera et la force d'Archimède augmentera.

Réponse: 21.

Tâche 6. Dans le laboratoire de l'école, les oscillations libres d'un pendule à ressort sont étudiées à différentes valeurs de la masse du pendule. Comment la période de ses oscillations libres et la période de changement de son énergie potentielle vont-elles changer si la masse du pendule est augmentée sans changer la raideur du ressort ? Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmente

2) diminue

3) ne change pas

Solution.

La période d'oscillations libres d'un pendule à ressort de masse m et de constante de ressort k est égale à . Par conséquent, avec une augmentation de la masse corporelle m, la période d'oscillation augmentera.

L'énergie potentielle d'un pendule à ressort est définie comme , où x est la valeur de la déformation du ressort. Il est facile de comprendre qu'avec une augmentation de la masse du pendule, l'extension du ressort x augmentera, par conséquent, la période de changement de l'énergie potentielle du ressort augmentera également.

Réponse: 11.

Tâche 6. Du haut d'un plan incliné, à partir d'un état de repos, une boîte à lumière glisse avec accélération, dans laquelle se trouve une charge de masse m (voir figure). Comment le temps de déplacement le long d'un plan incliné et le module de travail de la pesanteur vont-ils changer si la même boîte avec une charge de masse m/2 glisse depuis le même plan incliné ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmenter

2) diminuer

3) ne changera pas

Solution.

Dans un plan incliné, la gravité de la boîte, créée par la boîte, est égale à

et la force de frottement lui est opposée, égale à

La force résultante agissant sur la boîte dans un plan incliné :

d'où l'accélération de la boite

Le temps qu'il faut à la boîte pour descendre le plan incliné peut être trouvé à partir de la formule

où S est la longueur du plan incliné.

Le travail de la pesanteur est la quantité

Ainsi, avec une diminution de la masse de la charge m, le temps de déplacement de la boîte le long du plan incliné restera le même et le travail de gravité diminuera.

Réponse: 32.

Tâche 6. Un solide bloc de bois flotte à la surface de l'eau. Comment la profondeur d'immersion de la barre et la force d'Archimède agissant sur la barre changeront-elles si elle est remplacée par une barre solide de même densité et hauteur, mais d'une masse plus importante ? Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmenter

2) diminuer

3) ne changera pas

Solution.

Si la barre a la même densité et la même hauteur, l'augmentation de masse ne peut être réalisée qu'en augmentant sa surface de base, et la profondeur de son immersion dans l'eau restera la même.

La force d'Archimède est définie comme , où V est le volume de la partie du corps immergée dans l'eau. Puisque ce volume augmente (la surface de la barre a augmenté), la force d'Archimède augmentera. La même conclusion peut être tirée sur la base que la force d'Archimède doit compenser la force de gravité de la barre, et puisque sa masse augmente, la force de gravité mg augmentera également.

Dans la tâche n ° 6 de l'examen d'État unifié de physique, il est nécessaire de choisir la bonne conclusion en analysant l'état du problème. Le sujet des tâches est la mécanique.

Théorie pour le devoir n ° 6 USE en physique

Nous rappelons brièvement les principaux points.

Selon la deuxième loi de Newton, la force agissant sur un corps est F=ma

La force de gravité est déterminée par la formule :

Ici M et m sont les masses des corps en interaction (attirant), G est la constante gravitationnelle. R est la distance entre ces corps ou entre leurs centres, si les tailles des corps sont proportionnées à la distance qui les sépare (la 2ème option correspond, par exemple, à la situation où l'on considère la Terre et son satellite).

Lors d'un déplacement en cercle, l'accélération centripète peut être calculée par la formule :

La période de révolution du satellite autour de l'orbite est :

Loi d'Archimède : une force F=ρgV agit sur un corps immergé dans l'eau.

L'énergie cinétique d'un corps qui oscille s'exprime par la formule :

La loi de conservation de l'énergie : l'énergie mécanique d'un corps ne change que si elle est convertie en énergie interne.

Analyse des tâches types n°6 USE en physique

Version de démonstration 2018

À la suite de la transition du satellite terrestre d'une orbite circulaire à une autre, la vitesse de son mouvement diminue. Comment l'accélération centripète du satellite et la période de révolution autour de la Terre vont-elles changer dans ce cas ?

1. augmente;
2. Diminue ;
3. Ne change pas

Écrivez dans le tableau les nombres sélectionnés pour chaque grandeur physique. Les nombres dans la réponse peuvent être répétés.

Algorithme de solution :

1. Déterminer les forces agissant sur le satellite. Nous écrivons les formules correspondantes.
2. Nous exprimons la vitesse du satellite en fonction du rayon de l'orbite et tirons une conclusion concernant son changement. Nous exprimons l'accélération centripète en fonction du rayon de l'orbite.
3. Nous exprimons la période de révolution du satellite en fonction du rayon de l'orbite.
4. Nous écrivons les réponses.

Solution:

1. La force de gravité terrestre F agit sur le satellite, c'est elle qui maintient le satellite en orbite. Nous notons la masse du satellite m, la masse de la Terre - M. Ensuite, leur interaction ressemble à ceci :

Selon la seconde loi de Newton, la force F agissant sur le satellite est déterminée par la formule :

F=ma. Mais cette même force est la force d'attraction mutuelle :

Comme le satellite se déplace sur une orbite circulaire, l'accélération une est centripète. Il peut être déterminé par la formule :

Alors la force F est égal à:

Cette formule exprime la dépendance de la vitesse du satellite sur le rayon de l'orbite.

Selon la condition, le satellite a changé d'orbite, et on sait que la vitesse diminue. Il résulte de la formule de v que, à G et M constants, la vitesse et le rayon R sont inversement proportionnels. Cela signifie que lorsque la vitesse diminue, le rayon augmente. Le rayon est lié à l'accélération par l'équation :

Après avoir réduit la masse qu'il contient, nous obtenons que l'accélération est inversement proportionnelle au rayon. Cela signifie que lorsque le rayon augmente, l'accélération diminue. Par conséquent, il est nécessaire d'enregistrer dans le tableau que l'accélération centripète du satellite diminue. Option de réponse - 2.

3. Le temps d'une révolution complète (période) du satellite en orbite est

Dans la formule, la période est directement proportionnelle au rayon de l'orbite et inversement proportionnelle à la vitesse. Si le rayon a augmenté (voir point 2), alors la période a également augmenté. Option de réponse - 1.

4. Remplissez le tableau :

La première version de la tâche (Demidova, n ° 1)

Un bloc de bois flotte à la surface du kérosène, partiellement immergé dans un liquide. Comment la force d'Archimède agissant sur la barre et la profondeur d'immersion de la barre changeront-elles si elle flotte dans l'eau ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmenter

2) diminuer

3) ne changera pas

Algorithme de solution :

1. Nous analysons l'état du problème.
2. Comparez les densités du kérosène et de l'eau. Nous tirons une conclusion concernant la profondeur d'immersion.
3. Nous écrivons la réponse.

Solution:

1. Par condition, la barre flotte avec chacun des liquides indiqués. Cela suggère que la force de flottabilité équilibre la force de gravité de la barre et lui est égale. La force de gravité ne change pas. Par conséquent, la force d'Archimède ne changera pas non plus. Option de réponse - 3.

2. La densité du kérosène est inférieure à la densité de l'eau. Puisque F A =ρgV, alors à valeurs constantes de g et V, la force d'Archimède est proportionnelle à la densité. Par conséquent, la force d'Archimède dans le kérosène sera moindre que dans l'eau, et le bloc dans l'eau sera poussé plus fortement. Cela signifie que la barre s'enfonce plus profondément dans le kérosène que dans l'eau. Celles. la profondeur diminuera dans l'eau. Option de réponse - 2.

La deuxième version de la tâche (Demidova, n ° 3)

Poids solide en fer parfait donne de petites vibrations libres sur un fil léger inextensible. Ce poids a ensuite été remplacé par un poids en aluminium massif de mêmes dimensions. L'amplitude d'oscillation est la même dans les deux cas. Comment la période d'oscillation et l'énergie cinétique maximale du poids changeront-elles dans ce cas ?

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmenter

2) diminuer

3) ne changera pas

Algorithme de résolution du problème :

1. Nous analysons l'état du problème. Comparez la période d'oscillation.
2. Comparez l'énergie cinétique des balles.
3. Nous analysons le changement de la période d'oscillation.
4. Nous écrivons la réponse.

Solution:

1. Si l'amplitude d'oscillation est constante, cela signifie que les poids s'écartent vers le haut de la position d'équilibre à la même hauteur. L'accélération de chute libre g ne dépend pas de la masse du corps qui tombe. Cela signifie que les poids atteignent en même temps le point d'équilibre du pendule. Autrement dit, la période de leurs oscillations sera la même, c'est-à-dire Ne changera pas. Option de réponse - 3.

2. L'énergie cinétique du poids atteint son maximum lorsque le poids dépasse le point d'équilibre. Cette énergie est

La période d'oscillation des poids n'a pas changé. Par conséquent, leur vitesse est également la même. Nous en concluons : la différence des énergies cinétiques des charges différera par leur masse et puisque la masse du poids en aluminium est moindre, alors son énergie sera moindre. Option de réponse - 2.

La troisième version de la tâche (Demidova, n ° 7)

Le garçon lança une boule d'acier vers le haut, inclinée vers l'horizon. En négligeant la résistance de l'air, déterminez comment l'énergie mécanique totale de la balle et le module de la composante verticale de sa vitesse changent à mesure qu'elle s'approche du sol.

Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :

1) augmente

2) diminue

3) ne change pas

Algorithme de solution :

1. Nous analysons l'état du problème.
2. Décomposer la vitesse en composants.
3. Nous déterminons la nature de la variation de l'énergie mécanique totale.
4. Nous écrivons la réponse.

Solution:

1. Une balle est lancée en biais par rapport à l'horizon. Cela signifie que sa vitesse peut être décomposée en deux composantes - projections sur les axes de coordonnées sélectionnés. Dans ce cas, la résistance de l'air peut être négligée.

2. La composante horizontale de la vitesse de la balle lors d'un tel lancer est constante, puisqu'il n'y a pas de composante horizontale d'accélération (il n'y a que verticalement vers le bas g). Et la verticale diminue d'abord jusqu'à zéro (lorsque le point d'ascension le plus élevé est atteint), puis augmente à mesure qu'elle s'approche du sol (puisque la direction du mouvement coïncide avec la direction de l'accélération g). Option de réponse - 1.

3. Si la vitesse change lors de la descente, l'énergie cinétique de la balle change également, atteignant sa valeur maximale au moment où elle touche le sol. Dans ce cas, l'énergie potentielle passe de la valeur la plus élevée au point de montée le plus élevé à zéro au moment où la balle touche le sol. Mais comme la résistance de l'air peut être négligée, la loi de conservation de l'énergie fonctionne, selon laquelle l'énergie mécanique totale ne change pas. Option de réponse - 3.

Tâche numéro 1. -1 points

Deux barres identiques d'épaisseur h, placées l'une sur l'autre, flottent dans l'eau de sorte que le niveau d'eau tombe à la frontière entre elles (voir figure). De combien la profondeur d'immersion changera-t-elle si une barre supplémentaire est ajoutée à la pile ?

Solution.

La solution est basée sur la 2ème loi de Newton. La force de gravité et la force d'Archimède agissent sur le corps. Le corps est en équilibre et

Par conséquent, la densité de l'eau est 2 fois la densité du matériau de la barre. Ainsi, une barre de n'importe quelle taille s'enfoncera exactement de moitié : 3 barres s'enfonceront à une profondeur de 3h/2, c'est-à-dire la profondeur passera à h /2.

Tâche numéro 2. -2 points

À la suite du passage d'une orbite circulaire à une autre, l'accélération centripète du satellite terrestre diminue. Comment le rayon de l'orbite du satellite, la vitesse de son déplacement le long de l'orbite et la période de révolution autour de la Terre changent-ils à la suite de cette transition ?

Solution

Dans ce problème, il est également nécessaire de considérer les forces qui agissent sur le corps et d'écrire la loi de Newton 2. Le satellite est affecté par la force gravitationnelle de la Terre (on néglige les forces gravitationnelles du reste des corps du Solaire Système).

2ème loi de Newton :

D'après la dernière formule, il est en effet clair qu'avec une diminution de l'accélération, le rayon de l'orbite - augmente (la constante gravitationnelle et la masse de la Terre sont constantes).

La formule d'accélération centripète peut être utilisée pour analyser le changement de vitesse :

Par conséquent, lors du déplacement vers une orbite plus élevée, la vitesse du satellite diminue.

La période de révolution du satellite - avec une augmentation de R augmente également :

Tâche numéro 3. -3 points

Un morceau de glace ayant une température de 0°C est placé dans un calorimètre avec un radiateur électrique. Pour transformer cette glace en eau à une température de 12°C, une quantité de chaleur égale à 80 kJ est nécessaire. Quelle température s'établira à l'intérieur du calorimètre si la glace reçoit du réchauffeur une quantité de chaleur égale à 60 kJ ? Ignorer la capacité calorifique du calorimètre et l'échange de chaleur avec l'environnement.

Solution

Dans ce problème, il est très important de comprendre que la glace ne se contente pas de chauffer, mais fond d'abord, puis seulement se réchauffe. La quantité de chaleur dépensée pour ces processus

Tâche numéro 4. -1 points

La figure montre des graphiques des changements de température de quatre corps de même masse lorsqu'ils absorbent de l'énergie. Au moment initial, les corps étaient à l'état solide. Lequel des graphiques correspond au corps solide ayant la capacité calorifique la plus faible ? Pourquoi?

Tâche numéro 5. -1 points

Le point de rosée de la vapeur d'eau dans la pièce est de 6 o C. Une bouteille d'eau sèche a été introduite dans la pièce depuis le balcon. Bientôt, il fut recouvert de petites gouttes d'eau. Pourquoi?

Solution

Si, à une humidité donnée dans la pièce, la température extérieure est inférieure à 6 degrés, alors la vapeur d'eau près de la surface de la bouteille amenée dans la pièce devient sursaturée et se condense donc.

Tâche numéro 6. -3 points

Tâche numéro 7. -1 points

Le point B est au milieu du segment AC. Les charges ponctuelles stationnaires +q et -2q sont respectivement situées aux points A et C (voir figure). Quelle charge doit être placée au point C au lieu de la charge -2q, pour que l'intensité du champ électrique au point B double ?

Tâche numéro 8. -2 points

Avec une résistance du rhéostat, le voltmètre indique 6 V, l'ampèremètre - 1 A (voir figure). Avec une résistance différente du rhéostat, la lecture des appareils est de 4 V et 2A. Quelle est la résistance interne et la force électromotrice de la source de courant ?

Solution

Le voltmètre dans ce cas indique la tension à la fois sur le rhéostat et sur la source de courant, en tenant compte de sa résistance interne. Cela découle également de la loi d'Ohm pour un circuit complet.