Задачи

Ка­кое свой­ство нити обес­пе­чи­ва­ет ра­вен­ство сил на­тя­же­ния, при­ло­жен­ных к рас­тя­ги­ва­ю­щим нить те­лам? Объ­яс­ни­те, как из ука­зан­но­го свой­ства сле­ду­ет ра­вен­ство этих сил.

Два гру­за мас­са­ми и свя­зан­ные меж­ду со­бой с по­мо­щью не­ве­со­мой и не­рас­тя­жи­мой нити, дви­жут­ся по­сту­па­тель­но по глад­ко­му го­ри­зон­таль­но­му сто­лу под дей­стви­ем го­ри­зон­таль­ной силы при­ло­жен­ной к гру­зу Опре­де­лить силу на­тя­же­ния нити.

Если к верх­ней точ­ке ко­ле­са, сто­я­ще­го на ше­ро­хо­ва­той го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти, при­ло­жить го­ри­зон­таль­ную силу, то в ниж­ней точ­ке ко­ле­са воз­ник­нет сила тре­ния.

1. Куда эта сила тре­ния бу­дет на­прав­ле­на?

2. В ка­ком слу­чае уско­ре­ние цен­тра масс ко­ле­са бу­дет боль­ше при фик­си­ро­ван­ной внеш­ней силе — в слу­чае глад­кой или ше­ро­хо­ва­той по­верх­но­сти?

От­вет объ­яс­ни­те на осно­ва­нии из­вест­ных Вам фи­зи­че­ских за­ко­нов и яв­ле­ний.

Ве­ло­си­пе­дист стар­ту­ет из со­сто­я­ния по­коя и дви­жет­ся пря­мо­ли­ней­но. При­об­ре­тя не­ко­то­рую по­сто­ян­ную ско­рость, ве­ло­си­пе­дист пе­ре­ста­ет кру­тить пе­да­ли.

1. Ка­кое на­прав­ле­ние во вре­мя раз­го­на име­ет сила тре­ния, при­ло­жен­ная к ве­ду­ще­му ко­ле­су?

2. Ка­кое на­прав­ле­ние во вре­мя раз­го­на име­ет сила тре­ния, при­ло­жен­ная к ве­до­мо­му ко­ле­су?

3. Ка­кое на­прав­ле­ние име­ет сила тре­ния, дей­ству­ю­щая на ко­ле­са со сто­ро­ны по­верх­но­сти по­сле того, как ве­ло­си­пе­дист пе­ре­стал кру­тить пе­да­ли?

Счи­тать, что ко­ле­со и по­верх­ность не де­фор­ми­ру­ют­ся. Тре­ни­ем в осях ко­лес и со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.

Бру­сок мас­сой на­хо­дит­ся на глад­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти, по ко­то­рой он мо­жет дви­гать­ся без тре­ния. На брус­ке ле­жит ку­бик мас­сой к ко­то­ро­му при­ло­же­на го­ри­зон­таль­ная сила. При ка­ком ми­ни­маль­ном зна­че­нии этой силы ку­бик на­чнет сколь­зить по брус­ку? Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду ку­би­ком и брус­ком

На гра­фи­ке схе­ма­тич­но изоб­ра­же­на за­ви­си­мость веса тела, на­хо­дя­ще­го­ся в лиф­те, от вре­ме­ни. Мо­мент со­от­вет­ству­ет на­ча­лу дви­же­ния лиф­та, а — оста­нов­ке. Опи­ра­ясь на фи­зи­че­ские за­ко­ны, объ­яс­ни­те, по­че­му вес от до уве­ли­чи­ва­ет­ся, за­тем от до воз­вра­ща­ет­ся к ис­ход­но­му зна­че­нию, а за­тем умень­ша­ет­ся от до Как дви­гал­ся лифт — под­ни­мал­ся или опус­кал­ся?

Че­ло­век мас­сы оста­ва­ясь на ме­сте, тя­нет за ве­рев­ку груз мас­сы Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния о го­ри­зон­таль­ную плос­кость ра­вен При ка­кой наи­мень­шей силе на­тя­же­ния ве­рев­ки груз стро­нет­ся с ме­ста? Под ка­ким уг­лом к го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти долж­на быть на­прав­ле­на ве­рев­ка?

Плос­кость с уг­лом на­кло­на к го­ри­зон­ту вра­ща­ет­ся с уг­ло­вой ско­ро­стью во­круг вер­ти­каль­ной оси (см. ри­су­нок). На на­клон­ной плос­ко­сти на рас­сто­я­нии от оси вра­ще­ния ле­жит груз. При ка­ком ми­ни­маль­ном ко­эф­фи­ци­ен­те тре­ния он не бу­дет сколь­зить по плос­ко­сти? Сде­лай­те ри­су­нок с ука­за­ни­ем сил, дей­ству­ю­щих на груз. Об­ос­нуй­те при­ме­ни­мость ис­поль­зо­ван­ных за­ко­нов.

Си­сте­ма гру­зов и изоб­ра­жен­ная на ри­сун­ке, на­хо­дит­ся в лиф­те, уско­ре­ние ко­то­ро­го на­прав­ле­но вверх. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду гру­зом и опо­рой ра­вен Най­ди­те силу на­тя­же­ния нити. Сде­лай­те ри­су­нок с ука­за­ни­ем сил, дей­ству­ю­щих на гру­зы. Об­ос­нуй­те при­ме­ни­мость ис­поль­зо­ван­ных за­ко­нов.

В инер­ци­аль­ной си­сте­ме от­счё­та сила 15 Н со­об­ща­ет телу мас­сой 2 кг не­ко­то­рое уско­ре­ние. Ка­кая сила со­об­щит телу мас­сой 6 кг в этой си­сте­ме от­счё­та в 2 раза боль­шее уско­ре­ние?

От­вет: Н

На ри­сун­ке по­ка­за­ны силы (в за­дан­ном мас­шта­бе), дей­ству­ю­щие на ма­те­ри­аль­ную точ­ку мас­сой 200 г. Опре­де­ли­те мо­дуль рав­но­дей­ству­ю­щей этих сил.

От­вет: Н

Ку­бик мас­сой 1 кг по­ко­ит­ся на глад­ком го­ри­зон­таль­ном сто­ле, сжа­тый с бо­ков пру­жи­на­ми (см. ри­су­нок). Пер­вая пру­жи­на сжа­та на 4 см, а вто­рая сжа­та на 3 см. Жест­кость вто­рой пру­жи­ны Чему рав­на жест­кость пер­вой пру­жи­ны

От­вет: Н/м

Ме­тал­ли­че­ский стер­жень, изо­гну­тый под уг­лом как по­ка­за­но на ри­сун­ке, вра­ща­ет­ся с уг­ло­вой ско­ро­стью во­круг вер­ти­каль­ной оси К кон­цу стерж­ня при­креп­лен груз мас­сой на рас­сто­я­нии от точ­ки Опре­де­лить мо­дуль силы с ко­то­рой стер­жень дей­ству­ет на груз.

Не­боль­шой ша­рик, под­ве­шен­ный на длин­ной нити, дви­жет­ся с по­сто­ян­ным по мо­ду­лю уско­ре­ни­ем под дей­стви­ем толь­ко силы тя­же­сти и силы на­тя­же­ния нити. Най­ди­те угол, ко­то­рый нить об­ра­зу­ет с вер­ти­ка­лью.

На глад­ком го­ри­зон­таль­ном сто­ле ле­жит дос­ка, на од­ном из кра­ев ко­то­рой на­хо­дит­ся не­боль­шой бру­сок, а на дру­гом — не­боль­шой блок. К брус­ку при­креп­ле­на не­ве­со­мая не­рас­тя­жи­мая глад­кая нить, пе­ре­ки­ну­тая че­рез блок. Нить на­чи­на­ют тя­нуть вер­ти­каль­но вверх с си­лой Н. Чему рав­на дли­на дос­ки, если бру­сок до­ез­жа­ет до бло­ка за вре­мя с? Мас­са дос­ки рав­на кг, брус­ка кг, ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду брус­ком и дос­кой ра­вен

Плос­кость с уг­лом на­кло­на к го­ри­зон­ту вра­ща­ет­ся с уг­ло­вой ско­ро­стью во­круг вер­ти­каль­ной оси. На на­клон­ной плос­ко­сти ле­жит груз. Опре­де­лить рас­сто­я­ние меж­ду осью вра­ще­ния и цен­тром масс гру­за. Тре­ни­ем пре­не­бречь.

Тело, под­ве­шен­ное на нити дли­ной вра­ща­ет­ся в го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти во­круг вер­ти­каль­ной оси, про­хо­дя­щей че­рез точ­ку под­ве­са (ко­ни­че­ский ма­ят­ник). Уг­ло­вая ско­рость вра­ще­ния рав­на Опре­де­лить угол, ко­то­рый об­ра­зу­ет нить с осью вра­ще­ния.

К цен­тру крыш­ки на­поль­ных ве­сов при­то­ро­че­на вер­ти­каль­ная пру­жи­на. Весы по­ка­зы­ва­ют За­тем Дмит­рий Т. ста­но­вит­ся на весы ря­дом с пру­жи­ной, и по­ка­за­ния ста­но­вят­ся рав­ны

1. Как из­ме­нят­ся по­ка­за­ния ве­сов от­но­си­тель­но если сто­я­щий на ве­сах Дмит­рий на­чнет рас­тя­ги­вать пру­жи­ну, при­кла­ды­вая к ней вер­ти­каль­ную силу ?

2. Как из­ме­нят­ся по­ка­за­ния ве­сов от­но­си­тель­но если Дмит­рий це­ли­ком взгро­моз­дит­ся на пру­жи­ну?

3. Что по­ка­жут весы (не стес­няй­тесь вво­дить пе­ре­мен­ные), если Дмит­рий вста­нет ря­дом с ве­са­ми и, взяв­шись за пру­жи­ну, ак­ку­рат­но оторвет весы от пола?

Весы устро­е­ны сле­ду­ю­щим об­ра­зом: две оди­на­ко­вые мас­сив­ные го­ри­зон­таль­ные пла­сти­ны со­еди­не­ны пру­жин­ка­ми, сжа­тие ко­то­рых весы пе­ре­во­дят в вес по за­ко­ну Гука.

Чаша в фор­ме по­лу­сфе­ры ра­ди­у­сом вра­ща­ет­ся с по­сто­ян­ной уг­ло­вой ско­ро­стью во­круг вер­ти­каль­ной оси. Вме­сте с ча­шей вра­ща­ет­ся ша­рик, ле­жа­щий на ее вну­трен­ней по­верх­но­сти. Рас­сто­я­ние от ша­ри­ка до ниж­ней точ­ки чаши рав­но ее ра­ди­у­су. Опре­де­лить уг­ло­вую ско­рость вра­ще­ния чаши.

Ко­нус с уг­лом рас­тво­ра вра­ща­ет­ся во­круг вер­ти­каль­ной оси с уг­ло­вой ско­ро­стью В ко­ну­се на­хо­дит­ся ша­рик мас­сы при­креп­лен­ный с по­мо­щью нити к бо­ко­вой по­верх­но­сти ко­ну­са и вра­ща­ю­щий­ся вме­сте с ним по окруж­но­сти ра­ди­у­са Най­ди­те силу на­тя­же­ния нити.

Бру­сок мас­сой , ле­жа­щий на го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти, со­вер­ша­ет пря­мо­ли­ней­ное рав­но­уско­рен­ное дви­же­ние под дей­стви­ем го­ри­зон­таль­но на­прав­лен­ной силы Если уве­ли­чить мас­су брус­ка в раза, то его уско­ре­ние под дей­стви­ем той же силы умень­шит­ся в раза. Поль­зу­ясь эти­ми дан­ны­ми, вы­чис­лить ко­эф­фи­ци­ент тре­ния брус­ка о плос­кость. Счи­тать, что сила тре­ния сколь­же­ния не за­ви­сит от ско­ро­сти.

Че­тырь­мя на­тя­ну­ты­ми ни­тя­ми груз за­креп­лен на те­леж­ке. Сила на­тя­же­ния го­ри­зон­таль­ных ни­тей со­от­вет­ствен­но и а вер­ти­каль­ных — и С ка­ким уско­ре­ни­ем те­леж­ка дви­жет­ся по го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти?

По го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти с за­дан­ным уско­ре­ни­ем на­прав­лен­ным впра­во, пе­ре­ме­ща­ет­ся бру­сок (см. ри­су­нок). Най­ти уско­ре­ние тел 1 и 2 от­но­си­тель­но брус­ка. Мас­сы тел оди­на­ко­вы, ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду брус­ком и обо­и­ми те­ла­ми ра­вен Мас­сы бло­ка и ни­тей пре­не­бре­жи­мо малы. Тре­ния в бло­ке нет.

Тело, дви­жу­ще­е­ся вдоль оси со ско­ро­стью по­па­да­ет в вяз­кую сре­ду, в ко­то­рой сила со­про­тив­ле­ния дви­же­нию про­пор­ци­о­наль­на ско­ро­сти тела.

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие меж­ду гра­фи­ка­ми и фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми, за­ви­си­мо­сти ко­то­рых от вре­ме­ни эти гра­фи­ки мо­гут пред­став­лять.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­ции из вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в та­бли­цу вы­бран­ные циф­ры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

ГРА­ФИ­КИ

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ВЕ­ЛИ­ЧИ­НЫ

1) ко­ор­ди­на­та тела

2) про­ек­ция ско­ро­сти тела

3) про­ек­ция уско­ре­ния тела

4) инерт­ность тела

На го­ри­зон­таль­ном сто­ле ле­жит бру­сок мас­сой на ко­то­ром по­ме­щен вто­рой бру­сок мас­сой . Оба брус­ка со­еди­не­ны не­ве­со­мой не­рас­тя­жи­мой ни­тью, пе­ре­ки­ну­той че­рез блок, ось ко­то­ро­го не­по­движ­на. Ка­кую силу надо при­ло­жить к верх­не­му брус­ку в го­ри­зон­таль­ном на­прав­ле­нии, что­бы он на­чал дви­гать­ся с уско­ре­ни­ем Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду брус­ка­ми Тре­ни­ем ниж­не­го брус­ка о стол, тре­ни­ем в бло­ке и его мас­сой пре­не­бречь.

Ма­ляр ра­бо­та­ет в под­вес­ной люль­ке. Ему по­на­до­би­лось сроч­но под­нять­ся вверх. Он при­ни­ма­ет­ся тя­нуть за ве­рев­ку с та­кой си­лой, что сила его дав­ле­ния на пол люль­ки умень­ши­лась до 400 H. Мас­са люль­ки 12 кг, мас­са ма­ля­ра 72 кг. Чему рав­но уско­ре­ние люль­ки?

Ав­то­мо­биль мас­сой 2 т про­ез­жа­ет верх­нюю точ­ку вы­пук­ло­го мо­ста, ра­ди­ус кри­виз­ны ко­то­ро­го ра­вен 40 м, с по­сто­ян­ной по мо­ду­лю ско­ро­стью 36 км/ч. Из при­ве­дён­но­го ниже спис­ка вы­бе­ри­те все пра­виль­ные утвер­жде­ния, ха­рак­те­ри­зу­ю­щие дви­же­ние ав­то­мо­би­ля в этот мо­мент вре­ме­ни, и ука­жи­те их но­ме­ра.

1. Рав­но­дей­ству­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая на ав­то­мо­биль, на­прав­ле­на вер­ти­каль­но вниз и пер­пен­ди­ку­ляр­на ско­ро­сти ав­то­мо­би­ля.

2. Сила, с ко­то­рой мост дей­ству­ет на ав­то­мо­биль, мень­ше 20 000 Н и на­прав­ле­на вер­ти­каль­но вверх.

3. Вес ав­то­мо­би­ля ра­вен 25 000 Н.

4. Цен­тро­стре­ми­тель­ное уско­ре­ние ав­то­мо­би­ля рав­но 32,4 м/с².

5. Вес ав­то­мо­би­ля на­прав­лен вер­ти­каль­но вверх.

От­вет:

Груз мас­сой со­еди­нён не­ве­со­мой и не­рас­тя­жи­мой ни­тью, пе­ре­ки­ну­той че­рез глад­кий не­ве­со­мый блок, с брус­ком мас­сой К это­му брус­ку на лёг­кой пру­жи­не под­ве­шен вто­рой та­кой же бру­сок. Дли­на не­рас­тя­ну­той пру­жи­ны , ко­эф­фи­ци­ент тре­ния гру­за о по­верх­ность сто­ла Опре­де­ли­те жёст­кость пру­жи­ны, если при дви­же­нии брус­ков дли­на пру­жи­ны по­сто­ян­на и рав­на Сде­лай­те ри­су­нок с ука­за­ни­ем сил, дей­ству­ю­щих на тела. Об­ос­нуй­те при­ме­ни­мость ис­поль­зу­е­мых за­ко­нов к ре­ше­нию за­да­чи.

Диск, на­кло­нен­ный к го­ри­зон­ту под уг­лом вра­ща­ет­ся с уг­ло­вой ско­ро­стью во­круг оси, пер­пен­ди­ку­ляр­ной его плос­ко­сти (см. ри­су­нок). На рас­сто­я­нии от оси на­хо­дит­ся не­боль­шой бру­сок мас­сой При за­дан­ных па­ра­мет­рах бру­сок не сколь­зит от­но­си­тель­но дис­ка. Най­ти за­ви­си­мость силы тре­ния, дей­ству­ю­щей на бру­сок, от вре­ме­ни.

В си­сте­ме, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, мас­са гру­за, ле­жа­ще­го на ше­ро­хо­ва­той го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти, рав­на При под­ве­ши­ва­нии к оси по­движ­но­го бло­ка гру­за мас­сой он дви­жет­ся вниз с уско­ре­ни­ем Чему ра­вен ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду гру­зом мас­сой и плос­ко­стью? Нити не­ве­со­мы и не­рас­тя­жи­мы, бло­ки не­ве­со­мы, тре­ние в осях бло­ков и о воз­дух от­сут­ству­ет.

Глад­кий клин мас­сой мо­жет сколь­зить без тре­ния по го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти. На его грань, об­ра­зу­ю­щую угол с го­ри­зон­том, по­ло­жи­ли глад­кий бру­сок мас­сой Опре­де­лить уско­ре­ние кли­на.

Тело мас­сой бро­си­ли под уг­лом к го­ри­зон­ту со ско­ро­стью Сила со­про­тив­ле­ния воз­ду­ха про­пор­ци­о­наль­на ско­ро­сти: где — из­вест­ный ко­эф­фи­ци­ент. Со­ставь­те урав­не­ния, ре­ше­ния ко­то­рых пред­став­ля­ют со­бой за­ко­ны дви­же­ния и Про­ана­ли­зи­руй­те по­лу­чен­ные диф­фе­рен­ци­аль­ные урав­не­ния и изоб­ра­зи­те схе­ма­ти­че­ски гра­фи­ки и

Ма­те­ри­аль­ные точ­ки мас­са­ми и при­креп­ле­ны к не­ве­со­мо­му стерж­ню как по­ка­за­но на ри­сун­ке. К точ­ке при­креп­ле­на не­ве­со­мая пру­жи­на жест­ко­стью верх­ний ко­нец ко­то­рой за­креп­лен. Дли­на пру­жи­ны в не­де­фор­ми­ро­ван­ном со­сто­я­нии В на­чаль­ный мо­мент кон­цы пру­жи­ны свя­за­ны ни­тью дли­ной Опре­де­ли­те силу ре­ак­ции стерж­ня, дей­ству­ю­щую на мас­су сра­зу по­сле пе­ре­жи­га­ния нити. Сде­лай­те ри­су­нок с ука­за­ни­ем сил, дей­ству­ю­щих на ша­ри­ки. Об­ос­нуй­те при­ме­ни­мость за­ко­нов, ис­поль­зо­ван­ных при ре­ше­нии за­да­чи.

На под­став­ке ле­жит тело, под­ве­шен­ное к по­тол­ку с по­мо­щью пру­жи­ны. В на­чаль­ный мо­мент пру­жи­на не де­фор­ми­ро­ва­на. Под­став­ку на­чи­на­ют опус­кать вниз с уско­ре­ни­ем Че­рез ка­кое вре­мя тело оторвет­ся от под­став­ки? Ко­эф­фи­ци­ент жест­ко­сти пру­жи­ны мас­са тела

На под­став­ке мас­сой ле­жит тело, под­ве­шен­ное к по­тол­ку с по­мо­щью пру­жи­ны. В на­чаль­ный мо­мент пру­жи­на не де­фор­ми­ро­ва­на. Под­став­ку на­чи­на­ют опус­кать вниз с уско­ре­ни­ем Най­ди­те за­ви­си­мость от вре­ме­ни силы, ко­то­рую не­об­хо­ди­мо при­кла­ды­вать к под­став­ке, что­бы она дви­га­лась рав­но­уско­рен­но. Ко­эф­фи­ци­ент жест­ко­сти пру­жи­ны мас­са тела

Кир­пич мас­сой ле­жит на дос­ке, ко­эф­фи­ци­ент тре­ния о ко­то­рую ра­вен Угол на­кло­на дос­ки к го­ри­зон­ту мед­лен­но уве­ли­чи­ва­ют. Най­ти за­ви­си­мость силы тре­ния, дей­ству­ю­щей на кир­пич, от угла на­кло­на дос­ки.

В инер­ци­аль­ной си­сте­ме от­счё­та сила со­об­ща­ет телу мас­сой уско­ре­ние Ка­кое уско­ре­ние при­об­ре­тет тело мас­сой в этой си­сте­ме от­счё­та под дей­стви­ем силы

От­вет:

В инер­ци­аль­ной си­сте­ме от­счё­та тело мас­сой 2 кг дви­жет­ся пря­мо­ли­ней­но под дей­стви­ем по­сто­ян­ной силы, рав­ной по мо­ду­лю 15 Н. Чему ра­вен мо­дуль из­ме­не­ния им­пуль­са тела за 3 с?

От­вет:

В инер­ци­аль­ной си­сте­ме от­счё­та тело мас­сой 2 кг дви­жет­ся пря­мо­ли­ней­но под дей­стви­ем по­сто­ян­ной силы, при этом им­пульс тела за 5 с мо­но­тон­но умень­ша­ет­ся на Чему ра­вен мо­дуль силы, дей­ству­ю­щей на тело?

От­вет: Н

Два ма­лень­ких ша­ри­ка мас­сой каж­дый на­хо­дят­ся на рас­сто­я­нии друг от дру­га и при­тя­ги­ва­ют­ся друг к дру­гу с си­лой 8 нН. Ка­ков мо­дуль сил гра­ви­та­ци­он­но­го при­тя­же­ния друг к дру­гу двух дру­гих ша­ри­ков, если мас­са каж­до­го из них рав­на , а рас­сто­я­ние меж­ду ними рав­но

От­вет: нН