Главная›Физика›Законы сохранения

Физика · Пробное ЕНТ

Законы сохранения: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Законы сохранения» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Законы сохранения»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Законы сохранения

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Законы сохранения». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Законы сохранения

Сначала выберите систему и только потом записывайте закон сохранения

В задачах на импульс и энергию важно определить рассматриваемую систему тел, направление оси, внешние силы и потери механической энергии. Закон сохранения импульса и закон сохранения механической энергии имеют разные условия применимости и не должны использоваться автоматически.

01 Выберите систему тел Определите, какие тела включены в систему и какими внешними силами можно пренебречь

02 Задайте положительное направление Импульс — векторная величина, поэтому противоположные скорости имеют разные знаки

03 Выберите энергетические состояния Сравнивайте начальную и конечную кинетическую и потенциальную энергии

04 Учтите потери и работу Трение и неупругие столкновения изменяют механическую энергию системы

Импульс тела

Импульс направлен так же, как скорость тела. При решении одномерной задачи направление учитывается знаком скорости.

\vec{p} = m \vec{v}

Если тело движется против выбранного положительного направления оси, соответствующая проекция его импульса отрицательна.

Импульс силы

Действие силы за определённый промежуток времени изменяет импульс тела.

\vec{J} = \vec{F} Δ t

\vec{J} = Δ \vec{p}

Формула с произведением силы на время непосредственно применима для постоянной силы или для средней силы, если это явно оговорено.

Закон сохранения импульса

Если результирующим внешним импульсом за рассматриваемое время можно пренебречь, полный импульс системы сохраняется.

\sum {\vec{p}}_{до} = \sum {\vec{p}}_{после}

В коротких столкновениях вес и реакция опоры могут действовать, но их горизонтальным импульсом часто можно пренебречь. Это условие нужно проверять по направлению задачи.

Абсолютно неупругое столкновение

После абсолютно неупругого столкновения тела движутся с общей скоростью. Импульс сохраняется, а механическая энергия обычно уменьшается.

v = \frac{m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2}}{m_{1} + m_{2}}

Знаки скоростей в числителе определяются выбранным направлением оси.

Упругое столкновение

При абсолютно упругом столкновении сохраняются и полный импульс системы, и её суммарная кинетическая энергия.

m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2} = m_{1} v_{1}^{'} + m_{2} v_{2}^{'}

K_{до} = K_{после}

Отдача и реактивное движение

Если система первоначально покоилась и внешним импульсом можно пренебречь, после разделения её части получают противоположно направленные импульсы.

m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2} = 0

Так описываются простые задачи на отдачу пушки, движение человека и лодки, разлёт фрагментов и реактивное движение.

Кинетическая и потенциальная энергия

K = \frac{m v^{2}}{2}

U_{g} = m g h

U_{пруж} = \frac{k x^{2}}{2}

Нулевой уровень потенциальной энергии выбирают условно. В физических результатах обычно важна разность потенциальных энергий.

Работа и теорема о кинетической энергии

Работа постоянной силы зависит от перемещения и угла между силой и перемещением. Суммарная работа всех сил равна изменению кинетической энергии.

A = F s \cos α

A_{сум} = Δ K

Сохранение механической энергии

Если действуют только консервативные силы, сумма кинетической и потенциальной энергий остаётся постоянной.

K_{1} + U_{1} = K_{2} + U_{2}

При наличии трения механическая энергия не сохраняется сама по себе: часть энергии переходит во внутреннюю.

Неконсервативные силы

Работа трения и других неконсервативных сил определяет изменение механической энергии системы.

A_{нк} = Δ E_{мех}

A_{тр} = - F_{тр} s

Работа и мощность

Мощность показывает скорость совершения работы

В задачах на двигатель или подъём груза сначала определите необходимую работу, а затем разделите её на время. При равномерном движении под действием силы удобно использовать мгновенную мощность.

P = \frac{A}{t}

P = F v \cos α

Алгоритм

Как решать задачу на законы сохранения

Разбейте процесс на этапы

Столкновение, движение после столкновения, подъём, сжатие пружины или торможение часто требуют разных законов на разных этапах.

Проверьте внешние воздействия

Для импульса оцените внешний импульс, а для энергии выясните, есть ли трение или другая неконсервативная сила.

Выберите знаки и уровень энергии

Для импульса задайте направление оси, а для потенциальной энергии — удобный нулевой уровень.

Проверьте ответ

После неупругого столкновения кинетическая энергия не должна возрастать сама по себе, а скорость сцепившихся тел должна согласовываться с их исходным импульсом.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

Складывать импульсы без знаков

Встречные движения дают противоположные проекции импульсов.

Сохранять кинетическую энергию при любом ударе

Кинетическая энергия сохраняется при абсолютно упругом столкновении, но не при абсолютно неупругом.

Игнорировать трение в энергии

Работа трения уменьшает механическую энергию и должна присутствовать в энергетическом балансе.

Путать работу одной силы и суммарную работу

Изменение кинетической энергии равно суммарной работе всех сил.

Использовать один закон на весь многоэтапный процесс

Во время короткого удара удобно сохранять импульс, а дальнейший подъём или сжатие пружины часто решается через энергию.

Считать потерянную механическую энергию исчезнувшей

Полная энергия сохраняется: механическая энергия может перейти во внутреннюю энергию, тепло, деформацию и другие формы.