Главная Вход в систему Регистрация
Задать вопрос Консультации Пользователи Форум
О системе Помощь
Задать вопрос экспертам
Консультация № 187288
18.04.2013, 23:46
733.45 руб.
0 5 5
Образование
Здравствуйте, уважаемые эксперты!

С физикой никогда не возникало проблем, да и сейчас в принципе их нет, но я чисто физически не успеваю сделать некоторое количество заданных мне номеров. Поэтому пишу сюда с просьбой о помощи! Ниже приведу некоторый список задач, пожалуйста, помогите решить хотя бы некоторые из них! Я вам буду очень благодарен, и вы меня серьезно выручите! Задачи для первого курса институтской физики, поэтому они не должны быть сложными, некоторые вроде бы даже в одну-две строчки.



2) Вертолет летит горизонтально со скоростью v=160км/ч, на высоте h=500м. С вертолета нужно сбросить вымпел на теплоход, движущийся встречным курсом со скоростью u=20км/ч. На каком по горизонтали расстоянии от теплохода летчик должен сбросить вымпел?

3) Шар радиуса R=10см катится без скольжения по горизонтальной плоскости так, что его центр движется с постоянным ускорением a=2.50см/с^2. Найти скорости и ускорения точек А (верхняя точка шара), B (внешняя точка горизонтального диаметра) и С (точка касания плоскости) через t=2с после начала движения.

5) Человеку массой m требуется подтянуть к стене ящик массой M=3m с помощью каната, перекинутого через блок. Если человек стоит на гориз. полу, то для достижения цели ему необходимо тянуть канат с силой не менее F1=600H. С какой минимальной силой придется тянуть этому человеку канат, если он будет стоять на ящике? Части каната, не соприкасающиеся с блоком, горизонтальны. Массами блока и каната пренебречь. Трения в оси блока нет.

6) Для создания искусственной силы тяжести два отсека орбитальной станции (отношение масс 1:2) развели на расстояние R друг от друга и раскрутили вокруг общего центра масс. Определите время полного оборота отсеков, если в более массивном отсеке искусственная сила тяжести в два раза меньше силы тяжести на Земле.

7) Брусок массой M=10кг лежит на горизонтальной плоскости, он соединен легкой пружиной жесткостью k=500Н/м с вертикальной стеной. В брусок попадает пуля массой m=10г, летящая гориз. со скоростью v0=200м/c вдоль пружины к стене, и застревает в бруске. На какую макс. величину сожмется пружина? Коэфф. трения бруска о поверхность "мю"=0.4. Пружина в нач. момент не деформирована.

9) Частица массой m1=m с кинет. энергией T1=9мДж упруго сталкивается с покоящейся частицей с массой m2=4m и сообщает ей кинет. энергию T2=4мДж. Определите угол, на который отклонится первая частица от своего первоначального направления.

13) На рубеже 17 и 18 столетий Генри Кавендиш, получивший экспериментальное значение гравитационной постоянной, "взвесил" планеты, используя данные о периодах и средних радиусах орбит их спутников. Спутник Сатурна Титан совершает 1 оборот вокруг Сатурна за время T=15,9 суток, двигаясь по орбите радиуса R=1.22*10^5км. Оцените по этим данным массу Сатурна.

14) Тело запустили вдоль экватора с востока на запад с такой скоростью, что очень далеко от Земли его скорость стала равна 0. Какую скорость относительно Земли будет иметь вдали от нее тело, запущенное с той же начальной скоростью вдоль экватора, но с запада на восток? Считать известными радиус Земли R, ускорение св. падения вблизи поверхности Земли g и период суточного вращения Земли T. Лин. скорость вращения точек экватора много меньше второй космической скорости.

15) Наибольшее расстояние от Солнца до кометы Галлея составляет 35,4R (R-радиус земной орбиты), а наименьшее - 0.6R. Прохождение ее вблизи Солнца наблюдалось в 1986 году. В каком году произошло ее предыдущее прохождение?

16) Мат. точка совершает колебания по закону x=Asin(2pi*t + pi/4). Через время "тау" = 0.25с с момента начала колебаний ее координата имела значение x(тау)=5см. Чему равнялась скорость точки в этот момент времени?

18) Осциллятор с собственной частотой w0, колеблющийся с затуханием, в момент времени t=0 находится в положении равновесия и имеет скорость v0. Найти зависимость от времени его координаты, если коэффициент затухания "бетта".

19) В системе K' находится квадрат. сторона которого параллельна оси x'. Определите углы между его диагоналями в системе K, если система K' движется относительно K со скоростью v=0.95с, направленной вдоль оси х.

21) Над частицей массы m=0.911*10^(-30)кг, двигавшейся первоначально со скоростью v=0.100с, была совершена работа A=8.24*10^(-14)Дж. Как изменились в результате этого скорость, импульс и кинетическая энергия частицы? (т.е. найти "дельта"v "дельта"p "дельта"T)




ЗАРАНЕЕ ОГРОМНОЕ СПАСИБО тем, кто откликнется на мою просьбу о помощи!

С уважением,
Барс Иван.

Обсуждение

давно
Чекменёв Александр Анатольевич
Профессор
399103
482
19.04.2013, 00:11
общий
это ответ
Здравствуйте, Барс Иван!

2)
В системе отсчёта, связанной с вертолётом, вертолёт неподвижен, а скорость теплохода есть u+v.
Вымпел падает равноускоренно, так что его высота есть
.
Во время касания земли y=0.
Откуда время падения есть
.

За это время теплоход должен преодолеть горизонтальное расстояние до вертолёта, т.е.
,
откуда искомое расстояние
м.

6)
Отсеки вращаются вокруг общего центра масс, который находится на расстоянии R/3 от более массивного, т.к. массы относятся как 2:1.
Центростремительное ускорение есть
.
,
где T -- искомое время оборота.

Так что
.

7)
В момент максимального сжатия пружины, кинетическая энергия пули полностью переходит в потенциальную энергию сжатой пружины и работу против силы трения. Т.е.
,
где x -- искомое схатие.
Сила трения, по закону Кулона,
,
где N -- нормальная компонента реакции опоры.

Получилось квадратное уравнение
.
Интересующий нас(положительный) корень есть
м.

13)
Считаем, что спутник движется по круговой орбите. Пишем второй закон Ньютона для случае равномерного движения по орружности:
,
где m и M -- массы спутника и планеты, соответственно.

Откуда
кг.

Кстати, в задаче неправильно указан радиус орбиты -- меньше настоящего в 10 раз. Потому и получившаяся масса Сатурна меньше настоящей в 1000 раз.

15)
Длина большой полуоси эллипса, по которому движется комета, есть
.
По третьему закону Кепплера, квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей. Так что, период обращения кометы есть
лет
(период Земли, понятное дело, год).

Так что, предыдущее пришествие было в 1986-76 = 1910 году.

16)
Координата:
.

Скорость:
.

см.
Т.е.
см.

см/с.
давно
SFResid
Мастер-Эксперт
27822
2370
19.04.2013, 06:42
общий
это ответ
Здравствуйте, Барс Иван!
3) Шар радиуса R = 10 см катится без скольжения по горизонтальной плоскости так, что его центр движется с постоянным ускорением a = 2.50 см/с[$178$]. Найти скорости и ускорения точек А (верхняя точка шара), B (внешняя точка горизонтального диаметра) и С (точка касания плоскости) через t = 2 с после начала движения.
Поскольку шар катится по плоскости без скольжения, точка касания плоскости С неподвижна, т.е. является "мгновенным центром", относительно которого вращается шар, причём ось вращения перпендикулярна направлению движения шара. След-но, как скорость V[sub]С[/sub], так и ускорение a[sub]С[/sub] этой точки тождественно равны 0. Все точки горизонтального диаметра шара движутся с тем же ускорением и с той же скоростью, что и его центр:
a[sub]B[/sub] = a = 2.50 см/с[$178$] (3.1); скорость центра через t = 2 с после начала движения: V = a*t = 2.50*2 = 5.00 см/с (3.2), соответственно V[sub]B[/sub] = V = 5.00 см/с (3.2а). Угловая скорость вращения шара относительно неподвижной оси: [$969$] = V/R (3.3); расстояние точки А от оси: D = 2*R (3.4);
a[sub]А[/sub] = a*(D/R) = 2*a = 2*2.50 = 5.00 см/с[$178$] (3.5); V[sub]А[/sub] = V*(D/R) = 2*V = 2*5.00 = 10.00 см/с.

5) Человеку массой m требуется подтянуть к стене ящик массой M = 3*m с помощью каната, перекинутого через блок. Если человек стоит на гориз. полу, то для достижения цели ему необходимо тянуть канат с силой не менее F[sub]1[/sub] = 600 H. С какой минимальной силой придется тянуть этому человеку канат, если он будет стоять на ящике? Части каната, не соприкасающиеся с блоком, горизонтальны. Массами блока и каната пренебречь. Трения в оси блока нет.
Обозначим коэффициент трения ящика о пол через k; тогда требуемое для движения ящика по полу усилие F[sub]1[/sub] выражается формулой: F[sub]1[/sub] = 3*m*g*k (5.1), где g - земное ускорение свободного падения. Когда человек будет стоять на ящике, для движения ящика с человеком по полу понадобится полное усилие F[sub]п[/sub] = (3*m + m)*g*k = 4*m*g*k (5.2). Но теперь это усилие разделится поровну между двумя горизонтальными частями каната, (или, что то же, между парой рук и парой ног человека - руками он тянет канат, а ногами упирается в ящик). Таким образом, искомое усилие F[sub]2[/sub] = F[sub]п[/sub]/2 = 2*m*g*k (5.3). Сопоставив с (5.1), получаем: F[sub]2[/sub] = (2/3)*F[sub]1[/sub] = (2/3)*600 = 400 Н.

14) Тело запустили вдоль экватора с востока на запад с такой скоростью, что очень далеко от Земли его скорость стала равна 0. Какую скорость относительно Земли будет иметь вдали от нее тело, запущенное с той же начальной скоростью вдоль экватора, но с запада на восток? Считать известными радиус Земли R, ускорение св. падения вблизи поверхности Земли g и период суточного вращения Земли T = 86164.1 с. Лин. скорость вращения точек экватора много меньше второй космической скорости. В первом случае в момент запуска скорость тела относительно центра Земли была равна второй космической скорости V[sub]2к[/sub], и при массе m оно получило кинетическую энергию К[sub]1[/sub] = m*V[sub]2к[/sub][sup]2[/sup]/2 (14.1), которая "очень далеко от Земли" полностью перешла в потенциальную К[sub]1[/sub] = П = m*G[sub]E[/sub]/R[sub]эк[/sub] (14.1а), где G[sub]E[/sub] = 398.603*10[sup]12[/sup] м[$179$]/сек[$178$] - "геоцентрическая гравитационная постоянная", R[sub]эк[/sub] = 6.37816*10[sup]6[/sup] м - экваториальный радиус Земли. Из (14.1) и (14.1а) имеем: V[sub]2к[/sub] = [size=4][$8730$][/size](2*G[sub]E[/sub]/R[sub]эк[/sub]) = [size=4][$8730$][/size][size=3]([/size]2*398.603*10[sup]12[/sup]/(6.37816*10[sup]6[/sup])[size=3])[/size] = 11179.9 м/с. При этом: V[sub]2к[/sub] = V[sub]р1[/sub] - V[sub]эк[/sub] (14.2), где V[sub]р1[/sub] - реальная начальная скорость тела относительно точки запуска на экваторе, V[sub]эк[/sub] = 2*[$960$]*R[sub]эк[/sub]/T = 465.1 м/с - линейная скорость вращения точек экватора. Отсюда V[sub]р1[/sub] = V[sub]2к[/sub] + V[sub]эк[/sub] (14.2а). Во втором случае скорость тела относительно центра Земли V[sub]2З[/sub] была равна: V[sub]2З[/sub] = V[sub]р1[/sub] + V[sub]эк[/sub] (14.3), и оно получило кинетическую энергию К[sub]2[/sub] = m*V[sub]2З[/sub][sup]2[/sup]/2 (14.3а), от которой "очень далеко от Земли" осталось К[sub]ост[/sub] = К[sub]2[/sub] - К[sub]1[/sub] = m*V[sub]и[/sub][sup]2[/sup]/2 (14.4), где V[sub]и[/sub] - искомая скорость. На основании (14.3):
V[sub]2З[/sub] = V[sub]2к[/sub] + 2*V[sub]эк[/sub] (14.5) Сопоставляя (14.4) с (14.1) и (14.3а), получаем: V[sub]и[/sub][sup]2[/sup] = V[sub]2З[/sub][sup]2[/sup] - V[sub]2к[/sub][sup]2[/sup] (14.6), а с учётом (14.5):
V[sub]и[/sub][sup]2[/sup] = (V[sub]2к[/sub] + 2*V[sub]эк[/sub])[sup]2[/sup] - V[sub]2к[/sub][sup]2[/sup] (14.6а), и, после раскрытия скобок и приведения подобных: V[sub]и[/sub][sup]2[/sup] = 4*V[sub]эк[/sub]*(V[sub]2к[/sub] + V[sub]эк[/sub]) (14.7), откуда: V[sub]и[/sub] = 2*[size=4][$8730$][/size][size=3]([/size]V[sub]эк[/sub]*(V[sub]2к[/sub] + V[sub]эк[/sub])[size=3])[/size] = 2*[size=4][$8730$][/size][size=3]([/size]465.1*(11179.9 + 465.1)[size=3])[/size] = 4654.5 м/с.
давно
Гордиенко Андрей Владимирович
Мастер-Эксперт
17387
18345
19.04.2013, 08:43
общий
это ответ
Здравствуйте, Иван!

19. В системе К квадрат будет прямоугольником, у которого сторона, параллельная направлению движения, имеет длину


Найдём угол [$945$], который составляет одна из диагоналей квадрата с направлением движения в системе К:


Следовательно, один из углов между диагоналями квадрата составляет а второй -

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
асяня
Профессор
323606
198
20.04.2013, 00:23
общий
это ответ
Здравствуйте, Барс Иван!
9)
Обозначим:
- скорости частиц до столкновения,
- скорости частиц после столкновения.
v2 = 0, т.к. вторая частица до столкновения покоилась.
До столкновения кинетическая энергия первой частицы составляла (1)
после столкновения кинетическая энергия первой частицы (2)
второй частицы (3)
Поскольку удар упругий, то для данной системы тел справедлив закон сохранения энергии Т1=Т+Т2.
Отсюда Т=Т1-Т2. (4)

Согласно закону сохранения импульса имеем:



Применим теорему косинусов:

Преобразуем это равенство с учетом (1)-(4):

Отсюда находим:




Искомый угол равен

давно
Киселев Виталий Сергеевич
Академик
324866
619
22.04.2013, 08:09
общий
это ответ
Здравствуйте, Барс Иван!
Предлагаю Вам свой вариант решения задачи №21. Решение оформлено в формате docx.
Скачать решение.
Будут вопросы обращайтесь.
Форма ответа