Из начала декартовой системы координат в момент времени t = 0 тело (материальная точка) брошено под углом к горизонту. В таблице приведены результаты измерения координат тела x и y в зависимости от времени наблюдения. Выберите два верных утверждения на основании данных, приведённых в таблице. 1) Проекция скорости vx равна 4 м/с. 2) В момент времени t = 0, 4 с проекция скорости vy равна нулю. 3) В момент времени t = 0, 3 с проекция скорости vy отрицательна. 4) Тело упало на землю со скоростью 3 м/с. 5) Тело бросили под углом к горизонту, бόльшим 45°.

Верными являются утверждения 2) и 5)

Объяснение:

1) Проекция скорости vx = 4 м/с - неверное утверждение.

Горизонтальная проекция скорости постоянна и может быть вычислена по значению координаты х в момент времени, когда вертикальная координата у максимальна. то есть при t = 0,4 с

vx = x(0.4) : 0.4  =  1.2 : 0.4 = 3 (м/с)

2) В момент времени t = 0,4 с проекция скорости vy равна нулю. - ВЕРНОЕ УТВЕРЖДЕНИЕ

В момент времени t = 0,4 с у = у max = 0.8. В этот момент вертикальная оставляющая скорости равна нулю.

3) В момент времени t = 0,3 с проекция скорости vy отрицательна - неверное утверждение.

В момент времени t = 0.3 с  тело ещё не достигло максимальной высоты, поэтому вертикальная составляющая скорости vy положительна.

4) Тело упало на землю со скоростью 3 м/с - неверное утверждение

Только горизонтальная составляющая скорости равна vx = 3 м/с, но к ней добавится ещё и вертикальная составляющая, поэтому полная скорость будет больше, чем 3 м/с

5) Тело бросили под углом к горизонту, большим 45°. - ВЕРНОЕ УТВЕРЖДЕНИЕ.

Вычислим вертикальную составляющую скорости в начальный момент времени

y(t) = vyo · t - 0.5gt²

Известно, что в момент времени t = 0,8 с у = 0

Тогда 0 = vyo · 0.8 - 5 · 0.8²  ⇒  vyo = 4 (м/с)

Пусть α - угол между вектором скорости и горизонтом, тогда

tg α = vyo : vx = 4 : 3  > 1  ⇒   tg α > 45×

Задача 1:
Работа определяется формулой:
A=mgh
A=4*1,2*10=48 (Дж)
Задача 2:
Мощность определяется формулой:
N=A/t, т.е. A=N*t
A=5*10^3*720=36*10^5 (Дж)=3,6 Мдж
Задача 3:
Работа определяется формулой:
A=mgh, значит h=A/mg
h=22,5*10^3/1,5*10^3*10=22,5/15=1,5 (м)
Задача 4:
Мощность определяется формулой:
N=A/t, т.е. t=A/N
t=36*10^6/25*10^3=1440 (c)= 24 (мин)
Задача 5:
Работа определяется формулой:
A=mgh или упрощенный вариант A=Fh, значит F=A/h
F=2*10^5/800=2000/8=250 (H)
Задача 6:
Мощность определяется формулой:
N=A/t=mgh/t
N=12*10*20/15=2400/15=160 (Вт)

Не будем вдаваться в скучную термодинамику. Скажем просто: двигатель, который вечно двигает самого себя - создать можно. А вечный двигатель, который двигает что-то, делает работу - такой нельзя.

Концепт Вечного Двигателя

Концепт Вечного Двигателя

Еще Михайло Ломоносов говорил: - Ничто не берется из ничего, и не исчезает бесследно.

Чтобы отдавать нам энергию в виде вращения или в виде чего-то, надо ее откуда-то брать. Бензиновый двигатель берет энергию из бензина, паровой - из дров, электрический из электрического тока и так далее.

Концепт Вечного Двигателя

Концепт Вечного Двигателя

По сути все двигатели - это "переделыватели" энергии. Они берут запасенную в чем-то энергию: в нефти, бензине, уране, мускулах, дровах - и выдают ее в удобном нам виде.

Поэтому запустив один раз "вечный двигатель" - надо его чем-то подпитывать. Но тогда он не будет вечным: кончилось топливо, остановился и двигатель.

Концепт Вечного Двигателя

Концепт Вечного Двигателя

Может существовать идеальный вечный двигатель в абсолютном вакууме в темноте в невесомости. В невесомости тело, которое начало, например, вращаться - не остановится, если не будет совершать никакую работу, которая будет его тормозить. А если вращающееся само по себе тело будет "отбивать" в сторону молекулы, или даже фотоны света - на это будет расходоваться энергия и и двигатель, после очень долго вращения, все-таки остановится.

Концепт Вечного Двигателя на ветряке

Концепт Вечного Двигателя на ветряке

Но может существовать "дармовой двигатель". Например, наша Земля - вращается. Это довольно-таки большая глыба, и потребности человечества в энергии по сравнению с ней - ничтожны. Мы можем просто отбирать часть энергии вращения Земли, или Луны, или Солнца - и расходовать ее на свои нужды. Все эти космические тела даже не заметят, если мы возьмем малую-малую кроху их колоссальной энергии.

Надо только научиться это делать, и дармовая энергия для человечества обеспечена надолго.