Задание 3 ЕГЭ по физике: Законы сохранения

Импульс, кинетическая и потенциальная энергия, работа, мощность, коэффициент полезного действия. Типичные сюжеты: столкновение тел, сжатая пружина, подъём груза. Нужно решить, какая величина сохраняется, и правильно выбрать нулевой уровень отсчёта потенциальной энергии.

Страница обновлена 5 сентября 2026

Коротко о задании

Уровень сложностибазовый
Максимальный балл1 балл
Форма ответачисло, единицы указаны в условии
Сколько минут закладывать5 минут
Коды кодификатора
  • 1.3 Законы сохранения (импульс, энергия, работа, мощность, КПД)

Как решать

  1. Определите систему тел и проверьте, замкнута ли она.
  2. Выберите нулевой уровень потенциальной энергии и отметьте его на рисунке.
  3. Запишите закон сохранения для состояний до и после.
  4. Учтите знаки проекций импульса, если тела двигались навстречу.
  5. Выразите искомую величину и посчитайте.

Типичные ошибки

  • Складывают импульсы как скалярные величины, без учёта направления.
  • Применяют закон сохранения механической энергии там, где есть трение.
  • Отсчитывают высоту от разных уровней в начальном и конечном состояниях.
Совет на экзамене

Сразу решите, что сохраняется: при ударе — импульс, при движении без трения — механическая энергия. Дальше решение почти механическое.

Теория по заданию 3

Пример с разбором

Пример
Две тележки едут навстречу друг другу по гладкому горизонтальному столу. Первая массой 3 кг движется вправо со скоростью 4 м/с, вторая массой 1 кг — влево со скоростью 4 м/с. При столкновении тележки сцепились. Найди скорость сцепки сразу после удара, долю механической энергии, перешедшей во внутреннюю, и высоту, на которую сцепка вкатится на гладкую горку в конце стола. Прими g = 10 м/с².
Тележки поехали вместе — удар абсолютно неупругий. Значит, сохраняется только импульс, и ЗСЭ на удар писать нельзя. Стол гладкий, тяжесть и реакция опоры вертикальны, поэтому вдоль горизонтали импульс сохраняется точно. Направим ось Ox вправо, по движению первой тележки. Тогда v1x=+4v_{1x} = +4 м/с, а v2x=4v_{2x} = -4 м/с: вторая едет против оси. Вот здесь и теряют балл — складывают модули, забыв минус. ЗСИ в проекции на Ox: m1v1x+m2v2x=(m1+m2)uxm_1 v_{1x} + m_2 v_{2x} = (m_1 + m_2) u_x ux=m1v1x+m2v2xm1+m2=34+1(4)3+1=84=2 м/сu_x = \dfrac{m_1 v_{1x} + m_2 v_{2x}}{m_1 + m_2} = \dfrac{3 \cdot 4 + 1 \cdot (-4)}{3 + 1} = \dfrac{8}{4} = 2\ \text{м/с} Проекция положительна — сцепка едет вправо со скоростью 2 м/с. Будь вторая тележка тяжелее, ответ вышел бы отрицательным, и это тоже был бы нормальный ответ: сцепка поехала бы влево. Доля энергии. Кинетическая энергия — скаляр, в неё скорость входит в квадрате, так что знаки здесь уже не нужны, только модули: E1=3422+1422=24+8=32 ДжE_1 = \dfrac{3 \cdot 4^2}{2} + \dfrac{1 \cdot 4^2}{2} = 24 + 8 = 32\ \text{Дж} E2=(3+1)222=8 ДжE_2 = \dfrac{(3 + 1) \cdot 2^2}{2} = 8\ \text{Дж} Во внутреннюю энергию перешло 328=2432 - 8 = 24 Дж, то есть доля равна: E1E2E1=2432=0,75=75%\dfrac{E_1 - E_2}{E_1} = \dfrac{24}{32} = 0{,}75 = 75\% Три четверти механической энергии ушли из механики — на нагрев и деформацию. Закон сохранения энергии при этом не нарушен: энергия не пропала, а сменила форму. А импульс не потерял ни грамма. В этом и есть разница между двумя «валютами». Высота подъёма. Удар закончился, горка гладкая — теперь работает ЗСЭ. Нулевой уровень возьмём на поверхности стола: в начале Eп=0E_{\text{п}} = 0, а в верхней точке скорость обращается в ноль и Ek=0E_k = 0. (m1+m2)u22=(m1+m2)gh\dfrac{(m_1 + m_2) u^2}{2} = (m_1 + m_2) g h h=u22g=22210=0,2 мh = \dfrac{u^2}{2 g} = \dfrac{2^2}{2 \cdot 10} = 0{,}2\ \text{м} Масса сократилась — высота от неё не зависит. И запомни порядок действий: сначала ЗСИ на удар, потом ЗСЭ на подъём, двумя отдельными уравнениями. Написать одно ЗСЭ через весь процесс — от начальных 32 Дж сразу к высоте — было бы ошибкой: 24 Дж из этих 32 до горки просто не доехали. Ответ: u = 2 м/с вправо; во внутреннюю энергию перешло 75% механической; h = 0,2 м.

Разбор из темы «Законы сохранения» в разделе теории.

Коротко

Вопросы про задание 3

Сколько баллов даёт задание 3 ЕГЭ по физике?

За задание 3 можно получить максимум 1 балл из 45 первичных баллов всей работы. Форма ответа — число, единицы указаны в условии.

Какой уровень сложности у задания 3 по физике?

Задание 3 относится к заданиям базового уровня сложности; таких в работе 14 из 26.

Сколько времени тратить на задание 3?

Закладывайте около 5 минут: на всю работу даётся 3 часа 55 минут при 26 заданий. Если решение не приходит за это время, отметьте номер и вернитесь к нему позже.

Какие темы нужно знать для задания 3?

По кодификатору ФИПИ задание 3 опирается на разделы: Законы сохранения (импульс, энергия, работа, мощность, КПД).