ЕГЭ 2027 · Физика
Задание 3 ЕГЭ по физике
Что проверяет линия, сколько она стоит, на чём теряют баллы и как решать — по нашим конспектам. В банке 200+ заданий этой линии с разбором.
Аналитика ЕГЭ: №3 (импульс, ЗСИ), вход в задачи 22 и 26
- Баллы
- 1 первичный балл
- Частота
- в каждом варианте
Частые ловушки
- Складывают импульсы как скаляры, забывая, что импульс — вектор
- Применяют ЗСИ к системе с внешней силой (незамкнутой)
- При неупругом ударе используют сохранение кинетической энергии (оно не выполняется)
- При отскоке от стены пишут Δp = mv вместо 2mv
- Путают импульс тела (кг·м/с) и импульс силы (Н·с) — численно единицы совпадают, но смысл разный
Совет. Импульс — вектор, ЗСИ записывай в проекциях; при слипании скорости складывай векторно
Аналитика ЕГЭ: №3 (работа, мощность, энергия)
- Баллы
- 1 первичный балл
- Частота
- в каждом варианте
Частые ловушки
- Считают работу силы, перпендикулярной перемещению, ненулевой (A = Fs·cosα, при 90° A=0)
- Забывают, что работа силы трения отрицательна
- Путают мгновенную и среднюю мощность
Совет. A = F·s·cosα — учитывай угол; работа трения отрицательна, работа тяжести зависит только от высоты
Аналитика ЕГЭ: №3 (импульс), №26 (комбинированная задача)
- Баллы
- №3 — 1 первичный балл, №26 — 4 балла (критерии)
- Частота
- в каждом варианте
Частые ловушки
- Складывают импульсы как скаляры, а не векторно
- Применяют ЗСИ к незамкнутой системе
- При неупругом ударе используют сохранение механической энергии (сохраняется только импульс)
Совет. Импульс — вектор, работай в проекциях; при абсолютно неупругом ударе сохраняется импульс, но не энергия
Разборы
Разбор примера
Импульс силы: за какое время разгонится тело
На тело действует постоянная сила 25 Н вдоль движения. Начальный импульс тела 40 кг·м/с. За какое время импульс тела станет равен 100 кг·м/с?
Показать решение по шагам
- 1. Дано: F = 25 Н, p₀ = 40 кг·м/с, p = 100 кг·м/с. Найти: t.
- 2. Закон: второй закон Ньютона в импульсной форме, Δp = F·t (сила постоянна и направлена по движению).
- 3. Изменение импульса: Δp = p − p₀ = 100 − 40 = 60 кг·м/с.
- 4. Рабочая формула: t = Δp/F = 60/25 = 2,4 с.
- 5. Размерность: (кг·м/с) : Н = (кг·м/с) : (кг·м/с²) = с ✔
Ответ: t = 2,4 с
Разбор примера
Неупругий удар: скорость сцепки и потерянная энергия
Тележка массой 2 кг, движущаяся со скоростью 3 м/с, догоняет и сцепляется с покоящейся тележкой массой 4 кг. Найдите скорость сцепки и количество выделившейся теплоты.
Показать решение по шагам
- 1. Дано: m₁ = 2 кг, v₁ = 3 м/с, m₂ = 4 кг, v₂ = 0. Найти: u, Q.
- 2. Удар быстрый — система замкнута по горизонтали. ЗСИ в проекции на ось движения: m₁v₁ = (m₁ + m₂)u.
- 3. Рабочая формула: u = m₁v₁/(m₁ + m₂) = 2·3/6 = 1 м/с.
- 4. Кинетическая энергия до удара: E₁ = m₁v₁²/2 = 2·9/2 = 9 Дж.
- 5. После удара: E₂ = (m₁+m₂)u²/2 = 6·1/2 = 3 Дж.
- 6. Теплота: Q = E₁ − E₂ = 9 − 3 = 6 Дж. Две трети энергии ушло на нагрев и деформацию — при неупругом ударе так и должно быть.
- 7. Проверка: скорость сцепки обязана быть меньше 3 м/с (масса выросла втрое) ✔
Ответ: u = 1 м/с; Q = 6 Дж
Разбор примера
Отскок мяча от стены: сила удара
Мяч массой 0,5 кг летит перпендикулярно стене со скоростью 8 м/с и отскакивает с той же по модулю скоростью. Удар длится 0,05 с. Найдите модуль изменения импульса мяча и среднюю силу, с которой стена действует на мяч.
Показать решение по шагам
- 1. Дано: m = 0,5 кг, v = 8 м/с, Δt = 0,05 с. Найти: |Δp|, F.
- 2. Ось X направим по начальной скорости мяча. Тогда pнач = +mv = +4 кг·м/с, pкон = −mv = −4 кг·м/с (мяч летит назад).
- 3. Δp = pкон − pнач = −4 − 4 = −8 кг·м/с, модуль |Δp| = 2mv = 2·0,5·8 = 8 кг·м/с.
- 4. Средняя сила: F = |Δp|/Δt = 8/0,05 = 160 Н.
- 5. Размерность: (кг·м/с) : с = кг·м/с² = Н ✔
- 6. Главное здесь — не написать Δp = mv = 4 кг·м/с: при отскоке импульс не «пропадает», а меняет знак, поэтому изменение вдвое больше.
Ответ: |Δp| = 8 кг·м/с; F = 160 Н
Разбор примера
Столкновение под прямым углом: складываем векторы
Два пластилиновых шара массой по 1 кг движутся перпендикулярно друг другу со скоростями 3 м/с и 4 м/с и после столкновения слипаются. Найдите скорость образовавшегося тела.
Показать решение по шагам
- 1. Дано: m₁ = m₂ = 1 кг, v₁ = 3 м/с, v₂ = 4 м/с, угол между скоростями 90°. Найти: u.
- 2. Импульсы до удара: p₁ = 1·3 = 3 кг·м/с и p₂ = 1·4 = 4 кг·м/с, они перпендикулярны.
- 3. Суммарный импульс — гипотенуза прямоугольного треугольника: p = √(p₁² + p₂²) = √(9 + 16) = √25 = 5 кг·м/с.
- 4. После удара тела движутся вместе: p = (m₁ + m₂)u → u = 5/2 = 2,5 м/с.
- 5. Если бы сложили модули (3 + 4 = 7), получили бы u = 3,5 м/с — типичная ошибка «сложения векторов как чисел».
Ответ: u = 2,5 м/с
Разбор примера
Пример: баллистический маятник — два закона подряд
Пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, попадает в брусок массой 1,99 кг, подвешенный на нити, и застревает в нём. На какую высоту поднимется брусок с пулей?
Показать решение по шагам
- 1. Дано: m = 0,01 кг, v = 400 м/с, M = 1,99 кг. Найти: h.
- 2. Задача распадается на два этапа, и в этом вся её суть: на каждом этапе работает свой закон сохранения.
- 3. Этап 1 — удар. Он длится тысячные доли секунды, за это время сила тяжести и натяжение нити не успевают заметно изменить импульс, поэтому систему считаем замкнутой. Удар неупругий: mv = (m + M)·u.
- 4. u = 0,01 · 400 / 2,00 = 2 м/с. Механическая энергия здесь НЕ сохраняется: часть её ушла в нагрев и деформацию.
- 5. Этап 2 — подъём. Теперь тела движутся вместе, трения нет, и сохраняется механическая энергия: (m + M)u²/2 = (m + M)gh.
- 6. Масса сокращается: h = u²/(2g) = 4/20 = 0,2 м.
- 7. Проверка, сколько энергии потеряно: до удара 0,01 · 400²/2 = 800 Дж, после удара 2,00 · 2²/2 = 4 Дж. В тепло ушло 99,5 % — для неупругого удара лёгкого тела о тяжёлое это нормально.
Ответ: 20 см. Главная мысль: импульс сохраняется в ударе, энергия — в подъёме, и путать местами эти два закона нельзя.
Уроки по этой линии
- Законы Ньютона и силы — открыт бесплатно
- Импульс и закон сохранения импульса. Задание 3
- Работа, мощность, энергия. Задание 3
- Импульс, реактивное движение и столкновения
- Работа, энергия и закон сохранения энергии
Потренируй задание 3
Задания этой линии с проверкой и разбором решения — после бесплатной регистрации. Ошибки сами попадут в план повторения.