Перший блок задач
Умова: Визначити швидкість зустрічного вітру, якщо при русі автомобіля зі швидкістю V1 = 15 краплі дощу, що мають вертикальну складову швидкості V2 = 10 , утворюють на шибці автомобіля смуги під кутом £ = 300 .
Дано:
Va = 15
Vв = 10
£ = 300
Знайти:
V - ?
Розв’язок:
tg £ = → V1 = V2 * tg £
V1 = 10 * tg 300= 10 * 0.577=5.77
Швидкість вітру в напрямку автомобіля дорівнює:
Vв = Va - V1 = 15 - 5.77 = 9.23
Відповідь: шукана швидкість дорівнює 9.23 .
1.24 Умова: Який шлях пройде тіло за час t = 10 с. від початку руху, якщо рівняння його руху х = 2 t2 + 3t – 4, у = 3 t2 + 4t – 2, z = 0 ?
Дано:
х = 2 t2 + 3t – 4
у = 3 t2 + 4t – 2
z = 0
Знайти:
S - ?
Розв’язок:
S = Модуль швидкості – це її числове значення зі знаком «+»
V =
Vx =
Vy =
Vz =
V =
S =
Відповідь: за десять секунд тіло пройде шлях в 410.5 метри.
Умова: Під яким кутом до обрію кинуте тіло, якщо відомо, що
максимальна висота підйому дорівнює 1/4 частини дальності
польоту? Опір повітря не враховувати.
Дано:
hмакс=1/4L
Розв’язок
hмакс=
L=
; ;
; ; ;
Відповідь: .
1.57 Умова: Під час обертання тіла траєкторією, що являє собі коло, кут між повним прискоренням а і лінійною швидкістю V дорівнює £ = 300. Яке числове значення відношення
Дано:
ап
Vлін
£ = 300
Знайти:
Розв’язок:
ап = , де ап = аt * tg £
ап = →→
Відповідь: відношення дорівнює
2.19 Умова: Однорідний стержень довжиною 5 метрів піднімається вертикально вгору під дією сили в 500Н, прикладеної до одного з його кінців.З якою силою розтягується стержень у точці, що знаходиться на відстані 1 метр від його нижнього кінця?
Дано:
L = 5 м
F = 500 H
l = 1 м
Знайти:
F2 - ?
Розв’язок:
F2 = F – m1g
F = mg = (m1 + m2)*g
m1 = ; F2 = mg - g = mg (1 - ) ;
F2 = F(1 - ) = 500* (1 - ) = 400 H.
Відповідь: стержень буде розтягуватись з силою в 400 Н в точці, яка віддалена на 1 метр від його нижнього кінця.
2.39 Умова: Визначити максимальне значення швидкості, з якою автомобіль може рухатися на заокругленню асфальтованого шосе радіусом R = 100 м, якщо коефіцієнт тертя між шинами автомобіля і асфальтом µ = 0,6
Дано:
R = 100 м
µ = 0,6
Знайти:
V - ?
Розв’язок:
ад =
Проектуємо на ОХ:
= 24.3
Відповідь: максимальне значення швидкості - 24.3.
2.59 Умова: Потяг масою 1 * 106 кг піднімається на гору з кутом нахилу £ = 100 з швидкістю 15 і проходить шлях в 2 км. Визначити роботу та потужність, що розвивається тепловозом при русі потягу. Коефіцієнт тертя 0.05.
Дано:
m = 106 кг
£ = 100
V = 15
S = 2 км =
2 * 103 м
µ = 0.05
Знайти:
А - ?
Р - ?
Розв’язок:
Проектуємо на ОХ:
ОУ:
- сила тяги
A = FS=2*106H * 2 * 103м = 4 * 109 Дж
Р = →
P =
Відповідь: A = 4 * 109 Дж
P = 3 * 107 Вт
2.79 Умова: Вантаж масою m піднімається на висоту h. Чи залежить при цьому робота, що виконується піднімальним механізмом, від швидкості підйому? Чому?
Дано:
m
h
Знайти:
Чи залежить робота від швидкості підйому?
Розв’язок:
При підйомі тіла на висоту виконується робота сили тяжіння (А = mgh). Як ми бачимо, дана робота від швидкості не залежить. А залежить вона від маси тіла, висоти на яку підіймають тіло та від прискорення вільного падіння g.
Відповідь: робота, яку виконує підйомний механізм від швидкості підйому не залежить.
2.99 Умова: Тіло масою m кинуто під кутом £ до горизонту зі швидкістю V. Знайти залежність від часу модуля моменту імпульсу тіла відносно точки кидання. Опором повітря знехтувати.
Дано:
m
v
£
Знайти:
L(t) - ?
Розв’язок:
L = I*ώ , де І = mr2 – момент інерції
r = , де x = V0*cos£*t; y = V0*sin£*t -
r =
L =
Відповідь: залежність від часу модуля моменту імпульсу тіла відносно точки кидання L =mV
2.119 Умова: Невагомий стрижень рівномірно обертається в горизонтальній площині і робить n обертів за секунду. На відстанях l1 і l2 від осі обертання закріплені вантажі з масами m1 і m2. Яка горизонтальна сила діє на вісь обертання, якщо вісь знаходиться між вантажами?
Дано:
L1
L2
m1
m2
n
Знайти: P - ?
Розв’язок:
Fтр = aдоц * m
Відповідь: на вісь обертання діє горизонтальна сила в
2.129 Умова: Обчислити кінетичну енергію диска масою 2 кг, що котиться без ковзання горизонтальною поверхнею з відносною швидкістю 2 м/с.
Дано:
m=2кг
=2м/c
Розв’язок:
Eк=
I=
E=3/4*2*4=6(Дж)
Відповідь: Е=6 Дж
2.159 Умова: Літак сідає на палубу авіаносця зі швидкістю 100 . Зачепившись за канат гальмування, літак пробігає до повної зупинки 50 м. Визначити перевантаження, якщо жорсткість канату не змінюється із розтяганням.
Дано:
V = 100 = 27.8
S = 50 м
Знайти:
(перевантаження)
Розв’язок:
Відповідь: перевантаження = 1.26 (раз) .
2.169 Умова: Дві ракети віддаляються від землі в протилежні боки зі швидкістю 0.8с відносно Землі. Знайти, з якою швидкістю рухається одна ракета в системі відліку, пов’язаній з іншою ракетою.
Дано:
V1 = V2 = 0.8c
Знайти:
V3 - ?
Розв’язок:
Згідно релятивістському додаванні швидкостей(теорія відносності) маємо:
Відповідь: одна ракета буде рухатися зі швидкістю 0,976 в системі відліку, яка пов’язана з іншою ракетою.
2.177 Умова: Знайти відношення кінетичної енергії електрона до його енергії спокою, якщо швидкість електрона 150 . Який релятивістський імпульс електрона?
Дано:
Vел = 150 * 106
mел = 9.1 * 10-31 кг
Знайти:
Р - ?
Розв’язок:
Р =
Відповідь: релятивістський імпульс дорівнює Р = 1.58*10-22, а відношення