5.5. Задания к главе 5 "Закон сохранения энергии"
Вопросы для самоконтроля.
1. Что называется работой силы при данном перемещении?
3. Перечислите единицы для измерения работы и мощности.
4. Докажите, что работа силы тяжести, работа упруго деформированной пружины и работа сил электростатических зарядов не зависят от пути, по которому происходит перемещение.
5. Проиллюстрируйте примерами зависимость работы силы трения от пути, по которому происходит перемещение.
6. Дайте определение потенциальной энергии.
7. Приведите выражения для потенциальной энергии упруго деформированной пружины и для потенциальной энергии тела в поле силы тяжести.
8. Чем объясняется произвольность выбора начального уровня отсчета потенциальной энергии?
9. Что такое взаимная потенциальная энергия тел?
10. Приведите выражение для взаимной потенциальной энергии двух электрических зарядов.
11. Какой физический смысл имеет тот или другой знак взаимной потенциальной энергии зарядов?
12. Какой знак имеет полная потенциальная энергия системы зарядов?
13. Какая связь существует между работой внешней силы и изменением потенциальной энергии?
14. Выведите условия, определяющие устойчивое и неустойчивое состояние равновесия консервативной системы тел.
15. Дайте определение кинетической энергии тела и кинетической энергии системы тел.
16. Выведите выражение для кинетической энергии материальной точки.
17. Сформулируйте закон сохранения механической энергии замкнутой консервативной системы тел. Приведите вывод этого закона на основании второго и третьего законов Ньютона.
18. Сформулируйте закон изменения механической энергии системы тел. Выведите закон изменения механической энергии системы тел на основании второго и третьего законов Ньютона.
19. Выведите, пользуясь вторым и третьим законами Ньютона, закон сохранения масс.
20. Опишите качественно процессы, происходящие в механизмах, при совершении работы одной части механизма над другой. Объясните роль упругой деформации в процессе передачи работы.
Задачи для самостоятельного решения.
1. Имеются два стационарных силовых поля;
 ;
2)  ,
где  - орты осей х и у, а и b - известные постоянные величины. Потенциальны ли эти силовые ноля?
Ответ: первое поле нет, так как работа зависит от формы пути, а второе поле потенциально.
2. Сила, действующая на частицу в некотором потенциальном ноле, задана уравнением  , где а - постоянная, где  - орты осей х и у, а - известная постоянная величина. Найти потенциальную энергию U (х, у) частицы в этом ноле.
Ответ: 
3. Шарик массы m подвесили на упругой невесомой нити, коэффициент жесткости которой k. Затем шарик подняли так, чтобы нить оказалась в недеформированном состоянии, и отпустили без начальной скорости. Найти максимальное удлинение нити  в процессе движения шарика.
Ответ: 
4. Найти потенциал и напряженность гравитационного поля, создаваемого однородным шаром массы М и радиуса R, в зависимости от расстояния r до его центра.
Ответ:  напряженность поля направлена по радиусу, при  при 
5. Три одинаковые заряженные частицы, каждая массы т и с зарядом q>0, поместили в вершины углов равностороннего треугольника со стороной  . Затем частицы одновременно освободили, после чего они стали симметрично разлетаться под действием кулоновских сил отталкивания. Найти:
1) скорость каждой частицы в зависимости от расстояния r между ними;
2) работу A, которую совершили кулоновские силы, действующие на каждую частицу при разлете частиц на очень большое расстояние друг от друга.
Ответ: 
|