Задание 3. Импульс, закон сохранения импульса, энергия, закон изменения и сохранения механической энергии: ЕГЭ по физике

Задание 3 ЕГЭ по физике проверяет умение применять закон сохранения импульса, закон изменения и сохранения механической энергии, а также формулы кинетической и потенциальной энергии к типовым физическим ситуациям: столкновения тел, распад на части, движение в поле тяжести, деформация пружины. В…

Что нужно знать

• Импульс материальной точки: p = m·v, векторная величина, направление совпадает с направлением скорости; единица СИ — кг·м/с.
• Импульс системы тел равен векторной сумме импульсов всех тел: p_сист = Σ m_i·v_i.
• Закон сохранения импульса: в замкнутой системе (или если внешние силы пренебрежимо малы / их векторная сумма равна нулю / внешние силы компенсируются) суммарный импульс сохраняется: Σp_до = Σp_после.
• Закон сохранения импульса можно применять в проекциях на выбранную ось; при этом знаки проекций скоростей учитываются обязательно.
• Даже при неупругом ударе (тела соединяются) закон сохранения импульса выполняется, если внешние силы пренебрежимо малы; механическая энергия при этом не сохраняется.
• Абсолютно упругий удар: сохраняются и импульс, и механическая энергия; абсолютно неупругий удар: сохраняется импульс, часть механической энергии переходит во внутреннюю.

Термины и понятия

• Импульс тела: векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость (p = m·v).
• Замкнутая система тел: система, на тела которой не действуют внешние силы или их векторная сумма равна нулю.
• Абсолютно упругий удар: столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел.
• Абсолютно неупругий удар: столкновение, после которого тела движутся как единое целое; механическая энергия не сохраняется.
• Кинетическая энергия: энергия движения тела, E_k = m·v²/2.
• Потенциальная энергия: энергия взаимодействия или положения тела, зависящая от взаимного расположения тел или частей тела.
• Консервативные силы: силы, работа которых не зависит от траектории и по замкнутому контуру равна нулю (сила тяжести, сила упругости).
• Неконсервативные силы: силы, работа которых зависит от траектории (сила трения, сила сопротивления).

Частые ошибки

• Применение закона сохранения механической энергии при неупругом ударе: энергия не сохраняется, часть переходит во внутреннюю (теплоту).
• Забывают учитывать направление скоростей при записи закона сохранения импульса в проекциях: знаки проекций обязательны.
• Считают, что импульс сохраняется всегда, даже при наличии внешних сил (например, при движении с трением или под действием силы тяжести в вертикальном направлении).
• Путают импульс тела и импульс силы: p = m·v, а импульс силы F·Δt изменяет импульс тела.

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Задание 3. Импульс, закон сохранения импульса, энергия, закон изменения и сохранения механической энергии» занимает 7 занятий по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Задание 1. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение
• Задание 2. Второй закон Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, сила трения
• Задание 4. Условие равновесия твёрдого тела, закон Архимеда, маятники, волны и звук
• Задание 5. Кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика, механические колебания
• Задание 6. Кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика, механические колебания
• Задание 7. Связь температуры газа со средней кинетической энергией поступательного теплового движения его частиц

← Предыдущая тема: Задание 2. Второй закон Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, сила трения
Следующая тема: Задание 4. Условие равновесия твёрдого тела, закон Архимеда, маятники, волны и звук

Все темы: ЕГЭ по физике