Точечное тело массой 2 кг движется по инерции вдоль оси OX по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью 10 м/с. В некоторый момент времени на тело
начинает действовать постоянная сила, модуль которой равен 10 Н, а её направление противоположно направлению скорости тела в этот момент. Определите значения соответствующих величин в СИ, характеризующих движение этого тела.
К каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ
ВЕЛИЧИНЫ В СИ
А) перемещение тела за первые 4 секунды движения тела с момента начала действия силы
Б) изменение импульса тела за первые 2 секунды действия силы
В) значение кинетической энергии тела через 4 секунды после начала действия силы

1) 20
2) –20
3) –100
4) 100
5) 0

Разберём задачу по шагам, используя законы механики.

Исходные данные:

• Масса тела $m = 2 \, \text{кг}$,
• Начальная скорость $v_0 = 10 \, \text{м/с}$,
• Сила $F = 10 \, \text{Н}$ действует в направлении, противоположном скорости,
• Время действия силы для различных вопросов — 2 секунды и 4 секунды.

1. Перемещение тела за первые 4 секунды (А)

Сила противоположна направлению движения, поэтому тело замедляется. Для начала найдем ускорение $a$:

Это ускорение отрицательное, так как сила направлена против скорости. Теперь воспользуемся формулой для перемещения при равномерно замедленном движении:

Подставляем значения:

Значит, за 4 секунды тело останавливается. Ответ: $5$.

2. Изменение импульса тела за первые 2 секунды (Б)

Импульс вычисляется как:

За 2 секунды:

Импульс изменяется в противоположном направлении, то есть знак изменения импульса будет отрицательным:

Ответ: $2$.

3. Кинетическая энергия через 4 секунды (В)

Так как через 4 секунды тело останавливается (мы это уже выяснили в первом пункте), его скорость становится равной нулю. Кинетическая энергия вычисляется по формуле:

Так как скорость $v = 0$, то кинетическая энергия будет равна:

Ответ: $5$.

Ответы:

А) 5 — перемещение тела за 4 секунды равно 0 м,
Б) 2 — изменение импульса равно -20 кг·м/с,
В) 5 — кинетическая энергия через 4 секунды равна 0 Дж.