FastLearnВойтиНачать
Проект ФИПИ4 мин чтенияОбновлено 19 сентября 2026 г.

Задание № 21 по физике: расчёт высокого уровня

Расчёт высокого уровня: формула импульса, закон сохранения, векторные знаки и полный пример столкновения.

Задание ОГЭ-2027: 21

Войти, чтобы сохранить
Содержание материала

Что проверяют

Нужно решить многошаговую задачу высокого уровня по механике, тепловым или электромагнитным явлениям. В механике часто приходится учитывать направление векторов и связывать закон сохранения с формулой энергии.

Сколько баллов дают

Максимум — 3 балла. По проекту демоверсии оценивание расчётных заданий 20–22 устроено так:

Справочная таблица
БаллыЧто должно быть в решении
3Правильно выписаны данные и искомая величина; записаны все законы и формулы, нужные для выбранного способа; показаны преобразования и расчёт; получен верный числовой ответ с единицей. Можно решать по частям с промежуточными числами.
2Все нужные формулы выбраны верно, но при доведении решения до ответа есть ошибка в кратком условии или переводе единиц; либо получено верное решение в общем виде без числового расчёта; либо при верных исходных формулах есть ошибка в преобразованиях или вычислениях.
1Записана и применена хотя бы половина нужных исходных формул; либо записаны все исходные формулы, но одна из них ошибочна.
0Решение не отвечает условиям хотя бы для 1 балла.

Случайный список формул не равен решению: должно быть видно, как они связаны с условием. Другой правильный способ допустим. Конкретный состав необходимых законов зависит от задачи.

Какие варианты встречаются

Столкновения, движение под действием нескольких сил, закон сохранения энергии, тепловой КПД, сложные электрические цепи. Требуется выбрать направление оси и не потерять знак.

Алгоритм

  1. Выберите систему тел и временной интервал.
  2. Проверьте условие применимости закона сохранения.
  3. Выберите ось и запишите проекции скоростей со знаками.
  4. Найдите промежуточную величину в общем виде.
  5. Используйте её в следующем законе.
  6. Проверьте энергию, знак и единицы.

Импульс тела и формула импульса

p⃗=mv⃗\vec p=m\vec v

p⃗\vec p — импульс тела в кг⋅мс\frac{\text{кг}\cdot\text{м}}{\text{с}}, mm — масса, v⃗\vec v — скорость. Импульс направлен так же, как скорость. В проекциях знак скорости задаёт знак импульса.

Закон сохранения импульса

m1v⃗1+m2v⃗2=m1u⃗1+m2u⃗2m_1\vec v_1+m_2\vec v_2=m_1\vec u_1+m_2\vec u_2

Закон применяют к замкнутой системе или к короткому взаимодействию, когда внешним импульсом силы можно пренебречь.

Полный пример

Тележка массой 0,4 кг движется вправо со скоростью 3 м/с и неупруго сталкивается с покоящейся тележкой массой 0,2 кг. Тележки сцепляются. Найдите их общую кинетическую энергию после удара.

Шаг 1. Вправо считаем положительным направлением. До удара v1=3 м/сv_1=3\text{ м/с}, v2=0v_2=0.

Шаг 2. Сохраняем импульс: m1v1+m2v2=(m1+m2)um_1v_1+m_2v_2=(m_1+m_2)u.

Шаг 3. u=0,4⋅30,4+0,2=2 м/сu=\frac{0{,}4\cdot3}{0{,}4+0{,}2}=2\text{ м/с}.

Шаг 4. После сцепления масса равна 0,6 кг. Ek=0,6⋅222=1,2 ДжE_k=\frac{0{,}6\cdot2^2}{2}=1{,}2\text{ Дж}.

Шаг 5. До удара энергия была 1,8 Дж1{,}8\text{ Дж}; уменьшение допустимо при неупругом столкновении.

Ответ: 1,2 Дж.

Частые ошибки

Не сохраняйте кинетическую энергию при неупругом ударе. Сохраняется полный импульс замкнутой системы, а часть механической энергии переходит во внутреннюю.

Самопроверка

Направления заданы знаками? Скорость после сцепления лежит между начальными скоростями? Потеря энергии физически объяснена?

Источник

Формат, содержание и оценивание сверены с проектом материалов ФИПИ ОГЭ-2027 по физике. Условие примера, решение и объяснение подготовлены FastLearn.

Версия и источники

Физика · Экзамен: ОГЭ-2027 · версия v6

Документы и история изменений

Текст подготовлен командой FastLearn по документам ФИПИ. Если материал расходится с окончательными документами, он будет обновлён.

Ещё по этой темеДругие объяснения, формулы и примеры решений.