Работа силы и закон сохранения энергии: 9 класс
Связываем работу сил с изменением энергии и выводим закон сохранения механической энергии. Ниже — кратко о главном, таблица, формулы и частые ошибки.
Все 12 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 6 уроков с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 12 заданий на 3 уровнях: разминка, основной, сложный.
Работа силы и закон сохранения энергии — кратко
Связываем работу сил с изменением энергии и выводим закон сохранения механической энергии.
- Aтяж = ± m · g · hAупр = k · x2 : 2Aтр = −Fтр · s
- N = A : tA = N · t
- N = F · vF — сила тяги, Н; v — скорость, м/с
- Eп = m · g · hm — масса, кг; g ≈ 10 Н/кг; h — высота, м
- Определение
Механическая работа A силы, направленной вдоль перемещения, равна произведению модуля силы на модуль перемещения: A = F · s. Единица работы — джоуль (Дж): 1 Дж = 1 Н · м.
- Определение
Мощность N — физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который она совершена: N = A : t. Единица мощности — ватт (Вт): 1 Вт = 1 Дж/с.
- Определение
Потенциальная энергия — энергия взаимодействия тел или частей тела, зависящая от их взаимного положения. Потенциальная энергия тела, поднятого на высоту h над нулевым уровнем: Eп = m · g · h.
- Определение
Кинетическая энергия — энергия движения тела. Тело массой m, движущееся со скоростью v, обладает кинетической энергией Eк = m · v2 : 2. Она равна работе, которую надо совершить, чтобы разогнать тело из покоя до этой скорости.
- Определение
Полная механическая энергия тела (системы) — сумма его кинетической и потенциальной энергий: E = Eк + Eп.
Работа силы и закон сохранения энергии в таблице
| Раздел | Главные формулы | Когда удобно |
|---|---|---|
| кинематика | v = v0 + at, s = v0t + at2/2, s = (v2 − v02)/(2a) | известно ускорение, ищем скорость, путь, время |
| законы Ньютона | F = ma, F1 = −F2 | известны силы — ищем ускорение, или наоборот |
| импульс | p = mv, FΔt = Δp, Σp = const | удары, выстрелы, ракеты — силы неизвестны |
| энергия | Eк = mv2/2, Eп = mgh, Eп = kx2/2, A = ΔEк | известны высоты и скорости, время не нужно |
| движение по окружности | v = 2πR/T, a = v2/R | повороты, карусели, спутники |
| тяготение | F = Gm1m2/r2, v1 = √(gR) | планеты, спутники, g на высоте |
Пример с ответом
Условие. Подъёмник поднимает поддон с кирпичом массой 400 кг на высоту 12 м с постоянной скоростью. Какую работу совершает сила натяжения троса? Какую — сила тяжести? g = 10 Н/кг.
Ответ. 48 кДж и −48 кДж.
3 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Механическая работа».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1Если груз не перемещается, работа силы, которой его держат, равна нулю. Устаём мы из-за работы мышц внутри тела.
-
Ошибка 2Нет: только от разности высот. По длинному серпантину или по короткой тропе на одну вершину — работа силы тяжести одинакова.
-
Ошибка 3Мощность в ваттах — работа за секунду. 30 000 Дж за 5 минут — это 30 000 : 300 = 100 Вт, а не 6000 Вт.
Физика · 9 класс
Что внутри темы
- Урок 1Механическая работа
- Урок 2Мощность
- Урок 3Потенциальная энергия
- Урок 4Кинетическая энергия
- Урок 5Закон сохранения механической энергии
- Урок 6Проверь себя: механика целиком
В полном тренажёре — 6 уроков с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Вычислять работу силы A = F · s и её знак
- Вычислять мощность N = A : t
- Находить потенциальную энергию тела и пружины
- Применять теорему о кинетической энергии
- Применять закон сохранения механической энергии
- Объяснять, куда девается энергия при работе силы трения
Ключевые понятия:механическая работаджоульмощностьваттпотенциальная энергиякинетическая энергиятеорема о кинетической энергииполная механическая энергиязакон сохранения механической энергии
Что требует школьная программа
Вычислять механическую работу и мощность; находить работу сил тяжести, упругости и трения; вычислять потенциальную энергию тела над Землёй и сжатой пружины; вычислять кинетическую энергию и применять теорему о кинетической энергии; формулировать и применять закон сохранения механической энергии.
Что повторить и что дальше
Импульс тела и закон сохранения импульсаФизика, 9 класс
Физика, 9 класс
Вопросы
Работа силы и закон сохранения энергии · 9 классВ каком классе проходят тему «Работа силы и закон сохранения энергии»?
В 9 классе, предмет «Физика».
Что повторить перед этой темой?
Импульс тела и закон сохранения импульса (9 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 9 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
