Deporte. Salud. Nutrición. Gimnasia. Por estilo

Energía mecánica total y fuerza de fricción. Ley de conservación de la energía. Conversión de energía bajo la influencia de la gravedad; fuerzas elásticas; fuerzas de fricción


Obras terminadas

TRABAJOS DE GRADO

Ya ha pasado mucho y ahora eres un graduado, si, por supuesto, escribes tu tesis a tiempo. Pero la vida es tal que sólo ahora te queda claro que, habiendo dejado de ser estudiante, perderás todas las alegrías estudiantiles, muchas de las cuales nunca has probado, posponiendo todo y posponiéndolo para más tarde. ¿Y ahora, en lugar de ponerte al día, estás trabajando en tu tesis? Existe una solución excelente: descargue la tesis que necesita de nuestro sitio web y al instante tendrá mucho tiempo libre.
Las tesis han sido defendidas con éxito en las principales universidades de la República de Kazajstán.
Costo del trabajo desde 20.000 tenge.

TRABAJOS DEL CURSO

El proyecto del curso es el primer trabajo práctico serio. Es con la redacción de los trabajos de curso que comienza la preparación para el desarrollo de proyectos de diploma. Si un estudiante aprende a presentar correctamente el contenido de un tema en proyecto del curso y redactarlo correctamente, en el futuro no tendrá problemas ni para redactar informes ni para redactar tesis, ni con la implementación de otros tareas practicas. Ayudar a los estudiantes a escribir este tipo de trabajo estudiantil y aclarar las preguntas que surjan durante su preparación, de hecho, este sección de información.
Costo del trabajo desde 2500 tenge.

DISERTACIONES DE MAESTRÍA

Actualmente en niveles superiores instituciones educativas En Kazajstán y los países de la CEI, el nivel de educación profesional superior que sigue a una licenciatura es muy común: una maestría. En el programa de maestría, los estudiantes estudian con el objetivo de obtener un título de maestría, que en la mayoría de los países del mundo es más reconocido que una licenciatura y también es reconocido por empleadores extranjeros. El resultado de los estudios de maestría es la defensa de una tesis de maestría.
Le proporcionaremos material analítico y textual actualizado, el precio incluye 2 artículos científicos y abstracto.
Costo del trabajo desde 35.000 tenge.

INFORMES DE PRÁCTICA

Después de realizar cualquier tipo de prácticas estudiantiles (educativas, industriales, pregrado), se requiere un informe. Este documento será la confirmación del trabajo práctico del estudiante y la base para formar una calificación por la práctica. Por lo general, para elaborar un informe sobre la pasantía, es necesario recopilar y analizar información sobre la empresa, considerar la estructura y rutina de trabajo de la organización en la que se realiza la pasantía y compilar plan de calendario y describe tu actividades practicas.
Le ayudaremos a redactar un informe sobre su pasantía, teniendo en cuenta las características específicas de las actividades de una empresa en particular.

Un cuerpo con una masa de 0,5 kg se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 4 m/s. Encuentre el trabajo realizado por la gravedad, el cambio de energía potencial y el cambio energía cinética al levantar el cuerpo a la altura máxima
SOLUCIÓN

Un cuerpo con una masa de 400 g cae libremente desde una altura de 2 m Calcula la energía cinética del cuerpo en el momento del impacto contra el suelo.
SOLUCIÓN

Encuentre la energía potencial de un cuerpo que pesa 100 g, lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad de 10 m/s, en el punto más alto del ascenso.
SOLUCIÓN

Un cuerpo que pesa 3 kg cae libremente desde una altura de 5 m. Encuentre la energía potencial y cinética del cuerpo a una distancia de 2 m de la superficie de la tierra.
SOLUCIÓN

Se lanza una piedra verticalmente hacia arriba con una velocidad v0 = 10 m/s. ¿A qué altura H la energía cinética de la piedra es igual a su energía potencial?
SOLUCIÓN

¿Cuáles son los valores de las energías potencial y cinética de una flecha que pesa 50 g, disparada con un arco con una velocidad de 30 m/s verticalmente hacia arriba, 2 s después del inicio del movimiento?
SOLUCIÓN

¿Con qué velocidad inicial v0 se debe lanzar una pelota verticalmente hacia abajo desde una altura H para que después de tocar el suelo salte con respecto al nivel inicial a una altura de: a) Δh = 10 m; b) Δh = h? Considere que el impacto es absolutamente elástico.
SOLUCIÓN

Se lanza un cuerpo con rapidez v0 formando un ángulo con la horizontal. Determine su velocidad a la altura h.
SOLUCIÓN

La rapidez inicial de la bala es de 600 m/s, su masa es de 10 g ¿En qué ángulo con respecto al horizonte salió volando del cañón del arma si su energía cinética en el punto más alto de la trayectoria es de 450 J?
SOLUCIÓN

Una carga que pesa 25 kg cuelga de una cuerda de 2,5 m de largo ¿Hasta qué altura máxima se puede mover la carga hacia un lado para que la cuerda no se rompa durante los siguientes movimientos libres? La fuerza de tensión máxima que puede soportar el cordón sin romperse es de 550 N
SOLUCIÓN

Un péndulo de masa m está inclinado formando un ángulo α con la vertical. ¿Cuál es la tensión en la cuerda cuando el péndulo pasa por la posición de equilibrio?
SOLUCIÓN

EN experiencia escolar con un bucle muerto (Fig. 47), se suelta un bloque de masa m desde una altura h = 3R (R es el radio del bucle). ¿Con qué fuerza presiona el bloque sobre el soporte en los puntos superior e inferior del bucle?
SOLUCIÓN

Un objeto de masa m gira sobre un hilo en un plano vertical. ¿Cuánto mayor es la tensión del hilo en el punto inferior que en el superior?
SOLUCIÓN

Al preparar una pistola de resorte para disparar, un resorte con una rigidez de 1 kN/m se comprimió 3 cm. ¿Qué velocidad adquirirá un proyectil con una masa de 45 g cuando se dispara en dirección horizontal?
SOLUCIÓN

¿Cuántas veces cambiará la velocidad de un proyectil de pistola de resorte cuando se dispara en dirección horizontal: a) cuando la compresión del resorte aumenta 2 veces; b) al sustituir un resorte por otro cuya rigidez sea 2 veces mayor; c) ¿con un aumento de 2 veces la masa del proyectil? En cada caso, todas las demás cantidades de las que depende la velocidad permanecen sin cambios.
SOLUCIÓN

Encuentre la velocidad de expulsión v de un proyectil de pistola con resorte de masa m cuando se dispara verticalmente hacia arriba, si la rigidez del resorte es k y la compresión es x. ¿El proyectil adquirirá la misma velocidad cuando se dispara horizontal y verticalmente hacia arriba?
SOLUCIÓN

Un artista de circo que pesa 60 kg cae sobre una red estirada desde una altura de 4 m ¿Qué fuerza ejerce la red sobre el artista si se dobla 1 m?
SOLUCIÓN

Un hilo de pescar de 1 m de largo tiene una resistencia a la tracción de 26 N y una rigidez de 2,5 kN/m. Un extremo del hilo de pescar se fijó a un soporte ubicado sobre el piso a una altura de más de 1 m, y al otro extremo se ató una carga que pesaba 50 g. La carga se elevó hasta el punto de suspensión y se soltó. ¿Se romperá la línea?
SOLUCIÓN

Usando un dinamómetro, cuya rigidez elástica es k = 100 N/m, un estudiante se mueve uniformemente bloque de madera masa m = 800 g a lo largo del tablero a una distancia l = 10 cm Compare el trabajo A1 para superar la fricción con el trabajo A2 para estirar el resorte antes de que el bloque comience a moverse, si el coeficiente de fricción μ = 0,25.
SOLUCIÓN

Un trolebús que pesa 15 toneladas parte con una aceleración de 1,4 m/s2. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza de tracción y el trabajo realizado por la fuerza de resistencia en los primeros 10 m del camino si el coeficiente de arrastre es 0.02. ¿Qué energía cinética adquirió el trolebús?
SOLUCIÓN

La Figura 48 muestra una gráfica de la proyección de la velocidad de un autobús de 20 toneladas frente al tiempo. Calcule el trabajo realizado por la fuerza de tracción en 20 s si el coeficiente de arrastre es 0,05. ¿Cuál es el cambio de energía cinética del autobús?
SOLUCIÓN

Un automóvil que pesa 2 toneladas frenó y se detuvo después de recorrer una distancia de 50 m Encuentre el trabajo realizado por la fuerza de fricción y el cambio en la energía cinética del automóvil si la carretera es horizontal y el coeficiente de fricción es 0,4.
SOLUCIÓN

Encuentre la fuerza de resistencia promedio del suelo F cuando se sumerge un pilote en él, si bajo la influencia de la parte de impacto de un martillo para pilotes que cae desde una altura h = 1,4 m con una masa m = 6 t, el pilote se sumerge en el suelo. a una distancia l = 10 cm. Desprecie la masa del pilote.
SOLUCIÓN

¿A qué velocidad se movió un tren que pesaba 1500 toneladas si, bajo la influencia de una fuerza de resistencia de 150 kN, recorrió una distancia de 500 m desde el momento en que comenzó a detenerse el frenado?
SOLUCIÓN

Un ciclista, después de dejar de pedalear, redujo su velocidad de 10 a 8 m/s en un tramo horizontal de una pista de 36 m de largo. Encuentra el coeficiente de arrastre. ¿Qué porcentaje de energía cinética se convierte en interna?
SOLUCIÓN

Dos coches salen de un montículo: uno cargado y el otro vacío. Compare las distancias que los autos recorrerán a lo largo de una sección horizontal antes de detenerse si los coeficientes de resistencia para ambos autos son los mismos.
SOLUCIÓN

Un cuerpo se desliza desde un plano inclinado de longitud L y ángulo de inclinación a. ¿Cuál es la velocidad del cuerpo en la base del avión si el coeficiente de fricción es p?
SOLUCIÓN

Un trineo se desliza por un tobogán de altura h = 2 m y base = 5 m, que se detiene después de pasar un camino horizontal s = 35 m desde la base del tobogán. Encuentre el coeficiente de fricción, suponiendo que es el mismo en todo el camino. Determine de manera similar experimentalmente el coeficiente de fricción, por ejemplo, entre una caja de cerillas y la regla de un estudiante.
SOLUCIÓN

Para determinar el coeficiente de fricción se utilizó la instalación que se muestra en la Figura 49, a. Sosteniendo un bloque de masa m con la mano, cuelgue un peso de masa M de un hilo y luego suelte el bloque. El peso disminuye de altura en H, moviendo el bloque a lo largo del plano una distancia l (Fig. 49, b). Deduzca una fórmula para calcular el coeficiente de fricción μ. Si es posible, haz tal experimento.
SOLUCIÓN

Un trineo que pesa 10 kg rodó por una montaña de 5 m de altura y se detuvo en una sección horizontal. ¿Cuál es la cantidad mínima de trabajo que realizará un niño para devolver el trineo a lo largo de su línea de rodadura?
SOLUCIÓN

Un bloque de masa m (Fig. 50), sujeto al dinamómetro con un hilo, se tira hacia atrás con la mano; Al mismo tiempo, registre las lecturas F del dinamómetro y mida el estiramiento x del resorte con una regla (en la escala del dinamómetro). Luego se suelta el bloque y se mide la distancia l recorrida por el bloque hasta el tope. Conociendo F, x l, podemos determinar el coeficiente de fricción μ entre el bloque y el tablero. Derive una fórmula para calcular el coeficiente de fricción. Haga el trabajo si es posible. (El resorte debe estirarse de modo que después reducción completa los resortes del dinamómetro, el bloque ha recorrido un poco más de distancia.)
SOLUCIÓN

Un camión cisterna de combustible que pesa 5 toneladas se acerca a una pendiente de 200 m de largo y 4 m de alto con una velocidad de 15 m/s. Al final del ascenso, su velocidad disminuyó a 5 m/s. El coeficiente de arrastre es 0,09. Encuentre: a) cambio en la energía potencial del camión cisterna de combustible; b) cambio de energía cinética; c) el trabajo de la fuerza de resistencia; d) trabajo de la fuerza de tracción; d) fuerza de tracción de un camión cisterna de combustible
SOLUCIÓN

Un paracaidista que pesaba 80 kg se separó de un helicóptero suspendido y, después de haber volado 200 m antes de que se abriera el paracaídas, adquirió una velocidad de 50 m/s. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza de resistencia del aire a lo largo de este camino.
SOLUCIÓN

Una bala que pesa 9,6 g sale disparada del cañón de una ametralladora a una velocidad de 825 m/s. Después de 100 m, la velocidad de la bala disminuye a 746 m/s, y después de 200 m, a 675 m/s. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza de resistencia del aire en el primer y segundo centenar de metros del camino.
SOLUCIÓN

Un avión que pesa 2 toneladas se mueve horizontalmente a una velocidad de 50 m/s. Estando a una altitud de 420 m, comienza a descender con el motor apagado y llega a la pista del aeródromo con una velocidad de 30 m/s. Determine el trabajo realizado por la fuerza de resistencia del aire durante un vuelo sin motor.
SOLUCIÓN

Trineo con jinete masa total 100 kg se deslizan por una montaña de 8 m de altura y 100 m de longitud ¿Cuál es la fuerza de resistencia media al movimiento del trineo si al final de la montaña ha desarrollado una velocidad de 10 m/s y la velocidad inicial es cero?

Observando de cerca el movimiento de una pelota que rebota sobre una losa (§ 102), se puede encontrar que después de cada golpe la pelota se eleva a una altura ligeramente menor que antes (Fig. 169), es decir energía total no permanece exactamente constante, sino que disminuye poco a poco; Esto significa que la ley de conservación de la energía en la forma que formulamos se observa en este caso sólo aproximadamente. La razón es que en este experimento surgen fuerzas de fricción: la resistencia del aire en el que se mueve la pelota, y la fricción interna en el material de la pelota y el propio plato. En general, en presencia de fricción siempre se viola la ley de conservación de la energía mecánica y la energía total de los cuerpos disminuye. Debido a esta pérdida de energía, se realiza trabajo contra las fuerzas de fricción.

Arroz. 169. Reducir la altura del rebote de la pelota después de muchos golpes al plato.

Por ejemplo, cuando un cuerpo cae desde una gran altura, la velocidad del cuerpo, debido a la acción de las fuerzas de resistencia crecientes del medio, pronto se vuelve constante (§ 68); la energía cinética del cuerpo deja de cambiar, pero su energía potencial disminuye. El trabajo contra la fuerza de resistencia del aire lo realiza la gravedad debido a la energía potencial del cuerpo. Aunque se imparte algo de energía cinética al aire circundante, es menor que la disminución de la energía potencial del cuerpo y, por tanto, la energía total. energía mecánica disminuye.

El trabajo contra las fuerzas de fricción también se puede realizar debido a la energía cinética. Por ejemplo, cuando se mueve un barco que es empujado lejos de la orilla de un estanque, la energía potencial del barco permanece constante, pero debido a la resistencia del agua, la velocidad del barco, es decir, su energía cinética, disminuye. , y el aumento de la energía cinética del agua observado en este caso es menor que la disminución de la energía cinética del barco.

Las fuerzas de fricción entre los sólidos. Por ejemplo, la velocidad que adquiere una carga que se desliza por un plano inclinado, y por tanto su energía cinética, menos que eso, que habría adquirido en ausencia de fricción. Puedes elegir el ángulo de inclinación del avión para que la carga se deslice uniformemente. Al mismo tiempo, su energía potencial disminuirá, pero su energía cinética permanecerá constante y el trabajo contra las fuerzas de fricción se realizará debido a la energía potencial.

En la naturaleza, todos los movimientos (a excepción de los movimientos en el vacío, por ejemplo los movimientos de los cuerpos celestes) van acompañados de fricción. Por lo tanto, durante tales movimientos, se viola la ley de conservación de la energía mecánica, y esta violación siempre ocurre en una dirección: en la dirección de disminución de la energía total.

103.1. Un automóvil que pesa 1000 kg viaja a una velocidad de 18 km/h.

Después de apagar el motor, el automóvil recorre 20 m y se detiene. ¿Cuál es la fuerza de fricción que actúa sobre el automóvil? La fuerza de fricción se considera constante.

103.2. La locomotora eléctrica arrastra el tren a lo largo de una vía horizontal y desarrolla una fuerza de tracción constante de 50 kN; En un tramo de vía de 1 km, la velocidad del tren aumentó de 30 a 40 km/h. La masa del tren es de 800 toneladas. Determine la fuerza de resistencia que experimenta el tren mientras se mueve. Considere la fuerza de resistencia constante.

103.3. Una bala de 10 g de masa, disparada con un rifle a una velocidad de 800 m/s, cayó al suelo a una velocidad de 40 m/s. ¿Cuánto trabajo se realiza contra la fuerza de resistencia del aire cuando la bala se mueve?

Observando de cerca el movimiento de una pelota que rebota en el suelo, se puede encontrar que después de cada golpe se eleva a una altura ligeramente menor que antes, es decir, la energía mecánica total no permanece constante, sino que disminuye gradualmente.

La razón radica en la aparición de fuerzas de fricción: la resistencia del aire en el que se mueve la pelota y la fricción interna en el material de la pelota y la superficie sobre la que rebota.

En presencia de fricción, siempre se viola la ley de conservación de la energía mecánica y la energía total de los cuerpos disminuye. Debido a esta pérdida de energía, se realiza trabajo contra las fuerzas de fricción.

Ejemplo:

Cuando se mueve un barco, que es empujado alejándose de la orilla de un estanque, la energía potencial del barco permanece constante, pero debido a la resistencia del agua, la velocidad del barco, es decir, su energía cinética, disminuye.

En la naturaleza, todos los movimientos (a excepción de los movimientos en el vacío, por ejemplo los movimientos de los cuerpos celestes) van acompañados de fricción. Por lo tanto, durante tales movimientos, se viola la ley de conservación de la energía mecánica, y esta violación siempre ocurre en una dirección: en la dirección de disminución de la energía mecánica total. El trabajo realizado contra las fuerzas de fricción no se transforma completamente en energía cinética o potencial de los cuerpos. Debido a esto, la energía mecánica total de los cuerpos disminuye.

Sin embargo, el trabajo contra las fuerzas de fricción no desaparece sin dejar rastro. En primer lugar, el movimiento de los cuerpos en presencia de fricción provoca su calentamiento. Por ejemplo, gente primitiva Encendieron fuego frotando rápidamente trozos de madera secos entre sí.

El calentamiento también se produce cuando se realiza trabajo contra fuerzas de fricción internas, por ejemplo, cuando un alambre se dobla repetidamente.

El calentamiento durante el movimiento asociado con la superación de las fuerzas de fricción suele ser muy fuerte. Sí, al frenar coche de carreras Los discos de freno se calientan mucho.

Cuando un barco desciende de las gradas al agua, éstas se lubrican generosamente para reducir la fricción, pero el calentamiento sigue siendo tan grande que el lubricante echa humo y, a veces, incluso se incendia.

Cuando los cuerpos se mueven en el aire a bajas velocidades, por ejemplo, cuando se mueve una piedra arrojada, la resistencia del aire es pequeña, se dedica poco trabajo a superar las fuerzas de fricción y la piedra prácticamente no se calienta. Pero una bala que vuela rápido se calienta mucho más.

Los pequeños meteoritos que vuelan a velocidades enormes (decenas de kilómetros por segundo) hacia la atmósfera de la Tierra experimentan tales gran fuerza Resistencia del medio ambiente que arde completamente en la atmósfera.

El calentamiento en la atmósfera de un satélite terrestre artificial que regresa a la Tierra es tan grande que se le debe instalar una protección térmica especial.

Además del calentamiento, los cuerpos que se frotan pueden experimentar otros cambios. Por ejemplo, se pueden triturar, triturar hasta convertirlos en polvo, puede producirse fusión, es decir, la transición de cuerpos de un estado sólido a uno líquido: un trozo de hielo puede derretirse como resultado de la fricción con otro trozo de hielo o con algún otro cuerpo.

Si el movimiento de los cuerpos está asociado con la superación de las fuerzas de fricción, entonces va acompañado de dos fenómenos:
1. disminuye la suma de las energías cinética y potencial de todos los cuerpos que participan en el movimiento;
2. Se produce un cambio en el estado de los cuerpos, en particular puede producirse un calentamiento.

Además de la energía potencial de la gravedad, la elasticidad y la energía cinética, un cuerpo también tiene energía que depende de su estado: energía interna.

¡Prestar atención!

La energía interna de un cuerpo depende de su temperatura, de si el cuerpo es sólido, líquido o gaseoso, del tamaño de su superficie, de si es sólido o finamente dividido, etc. En particular, cuanto mayor es la temperatura corporal, mayor es su energía interna.

Aunque durante los movimientos asociados con la superación de las fuerzas de fricción, la energía mecánica de los sistemas de cuerpos en movimiento disminuye, su energía interna aumenta. Así, cuando un tren frena, una disminución de su energía cinética va acompañada de un aumento energía interna pastillas de freno, neumáticos, raíles, aire ambiente, etc. como resultado del calentamiento de estas carrocerías.

¡Prestar atención!

Las fuerzas de fricción ocupan un lugar especial en la cuestión de la ley de conservación de la energía mecánica.

Si no hay fuerzas de fricción, entonces se observa la ley de conservación de la energía mecánica: la energía mecánica total del sistema permanece constante.

Si actúan fuerzas de fricción, entonces la energía ya no permanece constante, sino que durante el movimiento disminuye, pero al mismo tiempo la energía interna siempre aumenta.

Con el desarrollo de la física, se descubrieron cada vez más tipos nuevos de energía: la energía luminosa, la energía de las ondas electromagnéticas, la energía química, que se manifiesta cuando reacciones quimicas, energía nuclear.

Resultó que el trabajo realizado sobre el cuerpo es igual a la suma de todos los tipos de energía del cuerpo; el trabajo realizado por un cuerpo sobre otros cuerpos es igual a la disminución de la energía total de este cuerpo.

Para todos los tipos de energía, es posible una transición de energía de un tipo a otro, una transición de energía de un cuerpo a otro, pero lo que es común a todas esas transiciones es que la energía de todos los tipos permanece estrictamente constante todo el tiempo. Ésta es la universalidad de la ley de conservación de la energía.

η = E piso E total ⋅ 100%.

Quizás también te interese:

Máscara de cabra de carnaval
simplemente necesario en familias con niños pequeños. Estas máscaras también serán útiles en Año Nuevo...
Que ponerse para un bautizo
El bautizo es un importante evento familiar y espiritual. Y a pesar de que en mi vida...
¿Cómo se ve un tapón cuando se sale antes de dar a luz?
El embarazo es un momento mágico en el que la mujer está en constante anticipación. Y...
Tipo de color maquillaje de otoño profundo.
En la teoría de los tipos de color, una de las estaciones más atractivas es el otoño. Oro, cobre y bronce...
Estampado floral en ropa.
Nuestra imaginación se sorprende constantemente con las últimas tendencias del mundo de la moda. Por lo tanto, para...