Задачи

Не­ве­со­мый стер­жень дли­ной на­хо­дя­щий­ся в ящи­ке с глад­ки­ми дном и стен­ка­ми, со­став­ля­ет с вер­ти­ка­лью угол (см. ри­су­нок). К стерж­ню на рас­сто­я­нии от пра­во­го его кон­ца под­ве­шен на нити шар мас­сой Ка­ков мо­дуль силы нор­маль­ной ре­ак­ции пра­вой стен­ки ящи­ка, дей­ству­ю­щей на ниж­ний ко­нец стерж­ня?

Один ко­нец ка­на­та удер­жи­ва­ют на вы­со­те от зем­ли, вто­рой его ко­нец ка­са­ет­ся зем­ли. В мо­мент вре­ме­ни ка­нат от­пус­ка­ют, и он на­чи­на­ет сво­бод­но па­дать на зем­лю. По­лу­чи­те ана­ли­ти­че­скую за­ви­си­мость силы, с ко­то­рой ка­нат бу­дет да­вить на зем­лю, от вре­ме­ни. Мас­са еди­ни­цы дли­ны ка­на­та рав­на

Ку­сок од­но­род­но­го ка­на­та ви­сит вер­ти­каль­но, при­чем его ниж­ний ко­нец ка­са­ет­ся го­ри­зон­таль­но­го сто­ла. Най­ти силу дав­ле­ния ка­на­та на стол при его па­де­нии, вы­ра­зив ее че­рез вес ча­сти ка­на­та, уже ле­жа­щей на сто­ле.

Во­круг пла­не­ты, име­ю­щей фор­му шара ра­ди­у­са по кру­го­вой ор­би­те дви­жет­ся спут­ник. Опре­де­лить ра­ди­ус ор­би­ты спут­ни­ка счи­тая из­вест­ны­ми уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния у по­верх­но­сти пла­не­ты и пе­ри­од об­ра­ще­ния спут­ни­ка

Две звез­ды оди­на­ко­вой мас­сой дви­жут­ся по окруж­но­сти ра­ди­у­сом рас­по­ла­га­ясь на про­ти­во­по­лож­ных кон­цах диа­мет­ра окруж­но­сти. Пре­не­бре­гая вли­я­ни­ем всех дру­гих не­бес­ных тел, опре­де­лить пе­ри­од об­ра­ще­ния звезд. Гра­ви­та­ци­он­ная по­сто­ян­ная

Ка­нат дли­ной пе­ре­бро­шен че­рез блок. В на­чаль­ный мо­мент ка­нат по­ко­ит­ся, и по обе сто­ро­ны бло­ка све­ши­ва­ют­ся рав­ные его от­рез­ки. За­тем в ре­зуль­та­те не­зна­чи­тель­но­го толч­ка рав­но­ве­сие ка­на­та на­ру­ша­ет­ся и он при­хо­дит в дви­же­ние. Ка­ко­ва бу­дет ско­рость ка­на­та в тот мо­мент, ко­гда с од­ной сто­ро­ны бло­ка бу­дет све­ши­вать­ся от­ре­зок ка­на­та дли­ной Мас­сой бло­ка и его раз­ме­ра­ми пре­не­бречь, энер­гию толч­ка и тре­ние в бло­ке не учи­ты­вать, уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния при­нять

На­чаль­ное по­ло­же­ние ка­би­ны лиф­та К и про­ти­во­ве­са П изоб­ра­же­но на ри­сун­ке. На ка­кую ве­ли­чи­ну из­ме­нит­ся по­тен­ци­аль­ная энер­гия си­сте­мы при пе­ре­ме­ще­нии ка­би­ны вверх на рас­сто­я­ние если на­чаль­ная раз­ность уров­ней про­ти­во­ве­са и ка­би­ны мас­са ка­би­ны мас­са про­ти­во­ве­са а мас­са еди­ни­цы дли­ны тро­са, со­еди­ня­ю­ще­го ка­би­ну с про­ти­во­ве­сом, Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния при­нять

Ча­сти­ца, дви­жу­ща­я­ся в ва­ку­у­ме со ско­ро­стью на­ле­та­ет на по­ко­я­щу­ю­ся ча­сти­цу, мас­са ко­то­рой в 3 раза боль­ше мас­сы пер­вой ча­сти­цы. Про­ис­хо­дит упру­гое не­цен­траль­ное со­уда­ре­ние, по­сле ко­то­ро­го вто­рая ча­сти­ца на­чи­на­ет дви­гать­ся под уг­лом к пер­во­на­чаль­но­му на­прав­ле­нию дви­же­ния пер­вой ча­сти­цы. Опре­де­лить ве­ли­чи­ны ско­ро­стей и обе­их ча­стиц по­сле со­уда­ре­ния. Силу тя­же­сти не учи­ты­вать.

Ша­рик мас­сой при­креп­лен к не­по­движ­ным стен­кам тре­мя пру­жи­на­ми, две из ко­то­рых име­ют жест­кость а тре­тья — Ша­рик мо­жет дви­гать­ся толь­ко по­сту­па­тель­но вдоль го­ри­зон­таль­ной оси. Пру­жи­ны не­ве­со­мы и в по­ло­же­нии рав­но­ве­сия не на­пря­же­ны. Ша­ри­ку со­об­ща­ют ско­рость Най­ти ам­пли­ту­ду ко­ле­ба­ний ша­ри­ка. Силу тя­же­сти не учи­ты­вать.

Не­боль­шое тело мас­сой ле­жит на вер­ши­не глад­кой по­лу­сфе­ры ра­ди­у­сом В тело по­па­да­ет пуля мас­сой ле­тя­щая го­ри­зон­таль­но со ско­ро­стью и за­стре­ва­ет в нем. Пре­не­бре­гая сме­ще­ни­ем тела за вре­мя уда­ра, опре­де­ли­те вы­со­ту на ко­то­рой это тело оторвет­ся от по­верх­но­сти по­лу­сфе­ры. Вы­со­та от­счи­ты­ва­ет­ся от осно­ва­ния по­лу­сфе­ры. Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.

Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.

До­ка­жи­те, что уско­ре­ние цен­тра по­движ­но­го бло­ка в два раза мень­ше уско­ре­ния кон­ца нити, охва­ты­ва­ю­щей этот блок. Вто­рой ко­нец нити за­креп­лен не­по­движ­но.

Най­ди­те уско­ре­ние тел си­сте­мы, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке. Сила при­ло­же­на по на­прав­ле­нию нити к од­но­му из тел мас­сы Участ­ки нити по обе сто­ро­ны от лег­ко­го бло­ка, при­креп­лен­но­го к телу мас­сы па­рал­лель­ны.

Не­боль­шие ша­ри­ки, мас­сы ко­то­рых и со­еди­не­ны лег­ким стерж­нем и по­ме­ще­ны в глад­кую сфе­ри­че­скую вы­ем­ку. В на­чаль­ный мо­мент ша­ри­ки удер­жи­ва­ют­ся в по­ло­же­нии, изоб­ра­жен­ном на ри­сун­ке. Ко­гда их от­пу­сти­ли без толч­ка, ша­ри­ки ста­ли сколь­зить по по­верх­но­сти вы­ем­ки. Мак­си­маль­ная вы­со­та подъ­ема ша­ри­ка мас­сой от­но­си­тель­но ниж­ней точ­ки вы­ем­ки ока­за­лась рав­ной Ка­ков ра­ди­ус вы­ем­ки

На го­ри­зон­таль­ном участ­ке пути дли­ной ско­рость по­ез­да уве­ли­чи­лась с до Ка­кое ко­ли­че­ство топ­ли­ва из­рас­хо­до­вал дви­га­тель ло­ко­мо­ти­ва на этом участ­ке? Из­вест­но, что сум­мар­ная мас­са по­ез­да и ло­ко­мо­ти­ва ко­эф­фи­ци­ент тре­ния удель­ная теп­ло­та сго­ра­ния топ­ли­ва ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го дей­ствия дви­га­те­ля Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния при­нять

На те­леж­ке мас­сой ко­то­рая мо­жет ка­тать­ся без тре­ния по го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти, име­ет­ся лег­кий крон­штейн, на ко­то­ром под­ве­шен на нити ма­лень­кий ша­рик мас­сой На те­леж­ку по го­ри­зон­та­ли на­ле­та­ет и аб­со­лют­но не­упру­го стал­ки­ва­ет­ся с ней шар мас­сой ле­тя­щий со ско­ро­стью (см. ри­су­нок). Чему бу­дет ра­вен мо­дуль ско­ро­сти те­леж­ки в тот мо­мент, ко­гда нить, на ко­то­рой под­ве­шен ша­рик, от­кло­нит­ся на мак­си­маль­ный угол от вер­ти­ка­ли? Дли­тель­ность столк­но­ве­ния шара с те­леж­кой счи­тать очень ма­лой.

С вы­со­ты над зем­лей на­чи­на­ет сво­бод­но па­дать сталь­ной ша­рик, ко­то­рый че­рез вре­мя стал­ки­ва­ет­ся с пли­той, на­кло­нен­ной под уг­лом к го­ри­зон­ту. По­сле аб­со­лют­но упру­го­го уда­ра он дви­жет­ся по тра­ек­то­рии, верх­няя точ­ка ко­то­рой на­хо­дит­ся на вы­со­те над зем­лей. Чему рав­на вы­со­та Сде­лай­те схе­ма­ти­че­ский ри­су­нок, по­яс­ня­ю­щий ре­ше­ние.

Из двух ров­ных до­сок сде­лан же­лоб, пред­став­ля­ю­щий со­бой дву­гран­ный угол с рас­тво­ром Же­лоб за­креп­лен так, что его ре­бро го­ри­зон­таль­но, а дос­ки сим­мет­рич­ны от­но­си­тель­но вер­ти­ка­ли. В же­ло­бе на бо­ко­вой по­верх­но­сти ле­жит ци­линдр мас­сой Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду дос­ка­ми и ци­лин­дром ра­вен К тор­цу ци­лин­дра при­ло­же­на го­ри­зон­таль­но на­прав­лен­ная сила Най­ди­те мо­дуль уско­ре­ния ци­лин­дра.

Плат­фор­ма мас­сой на­чи­на­ет дви­гать­ся впра­во под дей­стви­ем по­сто­ян­ной силы Из не­по­движ­но­го бун­ке­ра на нее вы­сы­па­ет­ся пе­сок. Ско­рость по­груз­ки по­сто­ян­на и рав­на кг/с. Пре­не­бре­гая тре­ни­ем, най­ти за­ви­си­мость от вре­ме­ни уско­ре­ния плат­фор­мы в про­цес­се по­груз­ки. Опре­де­лить уско­ре­ние плат­фор­мы в слу­чае, если пе­сок не на­сы­па­ет­ся на плат­фор­му, а из на­пол­нен­ной вы­сы­па­ет­ся че­рез от­вер­стие в ее дне с по­сто­ян­ной ско­ро­стью кг/с.

В сфе­ри­че­скую по­лость по­ме­сти­ли ган­тель (два ша­ри­ка мас­сы каж­дый, со­еди­нен­ные не­ве­со­мым стерж­нем) так, как это по­ка­за­но на ри­сун­ке. Опре­де­ли­те силу дав­ле­ния ша­ри­ков на стен­ки сра­зу же по­сле того, как ган­тель от­пу­сти­ли. Ра­ди­ус ша­ри­ков ган­те­ли мно­го мень­ше ра­ди­у­са сфе­ры.

В цир­ко­вом ат­трак­ци­о­не мо­то­цик­лист дви­жет­ся по вну­трен­ней по­верх­но­сти сфе­ры ра­ди­у­са Разо­гнав­шись, он на­чи­на­ет опи­сы­вать го­ри­зон­таль­ную окруж­ность в верх­ней по­лу­сфе­ре. По­сле это­го для боль­ше­го эф­фек­та ниж­нюю по­лу­сфе­ру уби­ра­ют. Опре­де­ли­те ми­ни­маль­ную ско­рость мо­то­цик­ли­ста, если ко­эф­фи­ци­ент тре­ния шин о по­верх­ность сфе­ры ра­вен а угол меж­ду вер­ти­ка­лью и на­прав­ле­ни­ем к мо­то­цик­ли­сту из цен­тра сфе­ры ра­вен

Пла­сти­ли­но­вый ша­рик в мо­мент бро­са­ют с го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти Зем­ли с на­чаль­ной ско­ро­стью под уг­лом к го­ри­зон­ту. Од­но­вре­мен­но с не­ко­то­рой вы­со­ты над по­верх­но­стью зем­ли на­чи­на­ет па­дать из со­сто­я­ния по­коя дру­гой та­кой же ша­рик. Ша­ри­ки аб­со­лют­но не­упру­го стал­ки­ва­ют­ся в воз­ду­хе. Сра­зу по­сле столк­но­ве­ния ско­рость ша­ри­ков на­прав­ле­на го­ри­зон­таль­но. В ка­кой мо­мент вре­ме­ни ша­ри­ки упа­дут на зем­лю? Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­неб­речь.

Пру­жин­ное ру­жье на­кло­не­но под уг­лом к го­ри­зон­ту. Энер­гия сжа­той пру­жи­ны рав­на При вы­стре­ле ша­рик мас­сой про­хо­дит по ство­лу ру­жья рас­сто­я­ние вы­ле­та­ет и па­да­ет на рас­сто­я­нии от дула ру­жья в точ­ке на­хо­дя­щей­ся на од­ной вы­со­те с ду­лом (см. ри­су­нок). Най­ди­те рас­сто­я­ние Тре­ни­ем в ство­ле и со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.

Тело мас­сой удер­жи­ва­ли на глад­кой за­креп­лен­ной плос­ко­сти, на­кло­нен­ной под уг­лом к го­ри­зон­ту. Ка­кую по мо­ду­лю силу па­рал­лель­ную плос­ко­сти, надо при­ло­жить к телу, что­бы оно в даль­ней­шем дви­га­лось с уско­ре­ни­ем на­прав­лен­ным го­ри­зон­таль­но, по­пе­рек на­клон­ной плос­кости?

В мо­мент вре­ме­ни точ­ка на­чи­на­ет дви­гать­ся в плос­ко­сти так, что ее ко­ор­ди­на­ты опре­де­ля­ют­ся урав­не­ни­я­ми

где и — по­ло­жи­тель­ные по­сто­ян­ные. В ка­кой мо­мент вре­ме­ни угол меж­ду век­то­ра­ми ско­ро­сти и уско­ре­ния точ­ки ра­вен

Меж­ду дву­мя стен­ка­ми, об­ра­зу­ю­щи­ми пря­мой угол, дви­жет­ся без от­ры­ва стер­жень дли­ной Ско­рость точ­ки по­сто­ян­на, рав­на и на­прав­ле­на го­ри­зон­таль­но. Опре­де­ли­те ско­рость и уско­ре­ние точ­ки рас­по­ло­жен­ной на рас­сто­я­нии от точ­ки в мо­мент вре­ме­ни, ко­гда угол меж­ду го­ри­зон­таль­ной стен­кой и стерж­нем со­став­ля­ет

На го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти ле­жит клин с уг­лом при осно­ва­нии На кли­не ле­жит бру­со­чек. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду те­ла­ми ра­вен при­чем Клин на­чи­на­ют мед­лен­но при­под­ни­мать, по­во­ра­чи­вая во­круг сто­ро­ны На ка­кой угол нуж­но по­вер­нуть го­ри­зон­таль­ное осно­ва­ние кли­на, что­бы бру­со­чек со­скольз­нул с плос­кос­ти?

Де­ре­вян­ный бру­сок пла­ва­ет на по­верх­но­сти воды в мис­ке. Мис­ка по­ко­ит­ся на по­верх­но­сти Зем­ли. Что про­изой­дет с глу­би­ной по­гру­же­ния брус­ка в воду, если мис­ка бу­дет сто­ять на полу лиф­та, ко­то­рый дви­жет­ся с уско­ре­ни­ем, на­прав­лен­ным вер­ти­каль­но вверх? От­вет по­яс­ни­те, ис­поль­зуя фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти.

Стер­жень дли­ной дви­жет­ся в го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти. В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ско­ро­сти кон­цов стерж­ня рав­ны и при­чем ско­рость пер­во­го из них на­прав­ле­на под уг­лом к стерж­ню (см. ри­су­нок). Ка­ко­ва уг­ло­вая ско­рость вра­ще­ния стерж­ня в этот мо­мент вре­ме­ни?

Стер­жень дли­ной дви­жет­ся в го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти (см. ри­су­нок). В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ско­ро­сти кон­цов стерж­ня на­прав­ле­ны по нор­ма­ли к стерж­ню и со­став­ля­ют ве­ли­чи­ны и Най­ти ско­рость дви­же­ния цен­тра стерж­ня и уг­ло­вую ско­рость вра­ще­ния стерж­ня в этот мо­мент вре­ме­ни.

Стер­жень дли­ной дви­жет­ся в вер­ти­каль­ной плос­ко­сти, опи­ра­ясь од­ним кон­цом на вер­ти­каль­ную, а дру­гим — на го­ри­зон­таль­ную плос­кость (см. ри­су­нок). В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ско­ро­сти кон­цов стерж­ня рав­ны и Най­ти уг­ло­вую ско­рость вра­ще­ния стерж­ня в этот мо­мент вре­ме­ни.

Бру­сок опи­ра­ет­ся на мас­сив­ную го­ри­зон­таль­ную дос­ку мас­сы ко­то­рая ле­жит на ше­ро­хо­ва­той го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти. Бру­сок и дос­ка свя­за­ны не­ве­со­мой не­рас­тя­жи­мой ни­тью, пе­ре­ки­ну­той че­рез не­ве­со­мый и глад­кий блок. Под дей­стви­ем го­ри­зон­таль­ной силы дос­ка дви­жет­ся по­сту­па­тель­но впра­во, в ре­зуль­та­те чего бру­сок при­об­ре­та­ет уско­ре­ние Най­ди­те мас­су брус­ка если ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду брус­ком и дос­кой а меж­ду дос­кой и по­верх­но­стью — Сде­лай­те ри­су­нок, ука­жи­те все силы, дей­ству­ю­щие на груз и дос­ку.

Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.

Де­ре­вян­ный шар мас­сой на­по­ло­ви­ну по­гру­жен в воду и да­вит на дно с си­лой Най­ти плот­ность де­ре­ва.

В плос­ко­сти пря­мо­уголь­ной си­сте­мы ко­ор­ди­нат с еди­нич­ны­ми ор­та­ми и дви­жет­ся ча­сти­ца со ско­ро­стью где и с Най­ти ве­ли­чи­ну тан­ген­ци­аль­но­го уско­ре­ния ча­сти­цы в точ­ке, где ко­ор­ди­на­та

Тело мас­сы ле­жит на дос­ке мас­сы на­хо­дя­щей­ся на глад­кой го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду те­лом и дос­кой

• а. Ка­кую силу надо при­ло­жить к дос­ке, что­бы тело со­скольз­ну­ло с нее? За ка­кое вре­мя тело со­скольз­нет, если к дос­ке при­ло­же­на сила а дли­на дос­ки рав­на
• б. С ка­ким уско­ре­ни­ем дви­жут­ся тело и дос­ка, если сила дей­ству­ет на тело мас­сы

Шай­бу по­ло­жи­ли на на­клон­ную плос­кость, об­ра­зу­ю­щую угол с го­ри­зон­том, и со­об­щи­ли ей вверх вдоль плос­ко­сти на­чаль­ную ско­рость Ко­эф­фи­ци­ент силы тре­ния сколь­же­ния меж­ду шай­бой и плос­ко­стью При ка­ком зна­че­нии угла рас­сто­я­ние, на ко­то­рое шай­ба под­ни­мет­ся вверх по плос­ко­сти, бу­дет наи­мень­шим?

Дос­ка мас­сы ле­жит на глад­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти, по ко­то­рой мо­жет сколь­зить без тре­ния. На дос­ке на­хо­дит­ся бру­сок мас­сы Ко­эф­фи­ци­ент силы тре­ния сколь­же­ния меж­ду брус­ком и дос­кой В мо­мент вре­ме­ни к брус­ку при­ло­жи­ли го­ри­зон­таль­ную силу, мо­дуль ко­то­рой из­ме­ня­ет­ся по за­ко­ну где — по­сто­ян­ная. Най­ти за­ви­си­мость уско­ре­ния дос­ки от вре­ме­ни и опре­де­лить мо­мент вре­ме­ни ко­гда бру­сок на­чнет сколь­зить по дос­ке.

На на­клон­ной по­верх­но­сти кли­на, со­став­ля­ю­щей угол с го­ри­зон­том, на­хо­дит­ся бру­сок. Че­рез блок на вер­ши­не кли­на пе­ре­ки­ну­та нить, со­еди­ня­ю­щая бру­сок с не­по­движ­ной стен­кой (см. рис.). Клин уда­ля­ют от стен­ки с по­сто­ян­ным го­ри­зон­таль­ным уско­ре­ни­ем Ка­ко­ва ве­ли­чи­на уско­ре­ния брус­ка?

На на­клон­ной плос­ко­сти, со­став­ля­ю­щей угол с го­ри­зон­том, на­хо­дят­ся со­при­ка­са­ю­щи­е­ся брус­ки 1 и 2. Их мас­сы рав­ны и а ко­эф­фи­ци­ен­ты силы тре­ния сколь­же­ния меж­ду плос­ко­стью и брус­ка­ми рав­ны, со­от­вет­ствен­но, и Най­ти силу дав­ле­ния вто­ро­го брус­ка на пер­вый в ходе их дви­же­ния.

Клин с уг­лом на­кло­на при осно­ва­нии дви­жет­ся в го­ри­зон­таль­ном на­прав­ле­нии с уско­ре­ни­ем С ка­ким уско­ре­ни­ем от­но­си­тель­но на­клон­ной плос­ко­сти бу­дет дви­гать­ся груз мас­сой по­ме­щен­ный на нее? Тре­ни­ем пре­не­бречь. Най­ти силу дав­ле­ния гру­за на на­клон­ную плос­кость.

Груз мас­сой на­хо­дит­ся на сто­ле, ко­то­рый дви­жет­ся го­ри­зон­таль­но с уско­ре­ни­ем К гру­зу при­со­еди­не­на нить, пе­ре­ки­ну­тая че­рез блок. К дру­го­му кон­цу нити под­ве­шен вто­рой груз мас­сой Най­ти силу на­тя­же­ния нити, если ко­эф­фи­ци­ент тре­ния гру­за мас­сой о стол ра­вен