динамика

Движение тела под действием нескольких сил (13 мая 2008)

По какому закону изменяется скорость электровоза, который при трогании с места железнодорожного состава развивает максимальную силу тяги 650 кН? Масса состава равна 3250 т, а коэффициент сопротивления равен 0,005.

Камень бросают вверх (6 мая 2008)

Камень массой 0,54 кг бросают вверх с начальной скоростью 20 м/с. Во время полета действует сила воздушного сопротивления 0,265 Н. Найти высоту подъема и скорость падения камня на землю, используя закон сохранения энергии.

Помогите, пожалуйста !!

Законы Ньютона. Силы в механике (22 апреля 2008)

На столе лежат два шарика массами m1 и m2, соединенные пружиной с жесткостью k. На шарик m1 действует постоянная сила F, направленная вдоль пружины к шарику m2. Если трение и колебания отсутствуют, то пружина сжата на ... .

Сборник "Физика. Пособие для подготовки к экзамену и ЦТ", издат. "Аверсев" 2006 г.

Определите модуль силы натяжения середины веревки (21 апреля 2008)

К грузу массой 7 кг подвешан на веревке груз массой 5 кг. Определите модуль силы натяжения середины веревки, если всю систему поднимать вертикально с силой 240 Н, приложенной к большему грузу. Веревка однородна, и ее масса равна 4 кг. (Ответ: 105 Н, задача из банка задач ТПУ).

Динамика вращательного движения (15 апреля 2008)

Я решал одну задачу и для ее решения нужно решить следующую подзадачу.

Есть обруч (вся масса сосредоточена в ободе и известна), он ставится на наклонную плоскость с известным углом наклона (если понадобится, есть и радиус). Обруч скатывается без проскальзывания. Нужно найти силу трения (покоя), действующую между обручем и плоскостью. Если чего-то не будет хватать, можете ввести сами.

Футбольный мяч движется в воздухе (25 марта 2008)

Футбольный мяч при движении в воздухе испытывает силу сопротивления, пропорциональную квадрату скорости мяча относительно воздуха. Перед ударом футболиста мяч двигался в воздухе со скоростью v1 = 20 м/с и ускорением a1 = 13 м/с2. После удара мяч полетел вертикально вверх со скоростью v2 = 10 м/с. Каково ускорение a2 мяча сразу после удара?

Задачи по динамике для подготовки к олимпиаде по физике

Здесь представлено 20 задач по динамике для подготовки к олимпиадам по физике из методического пособия В. Грабцевича. Задачи имеют ответы, но предлагаются без готовых решений.

Задача 5: "плоская" Земля

рисунок 1 к задаче«Плоская Земля». Древние греки считали, что Земли является плоским диском, вращающимся вокруг своей оси. Примем и мы, что Земля является плоским диском достаточно большого радиуса (скажем, более 40 000 км).

Будем также считать, что период обращения диска вокруг своей оси равен одним суткам. Среднюю плотность материала диска примем равной средней плотности Земли ρ = 5,5×103 кг/м3.

рисунок 2 к задаче

Познакомимся с «географией» плоской Земли. Она напоминает обычную карту земного шара с северным полюсом N. Далее аналогично: любую радиальную прямую, выходящую из северного полюса будем называть меридианом. Легко догадаться, что южного полюса нет — его роль играют все точки края диска. Соответственно, окружности, точки которых находятся на равном расстоянии от полюса, назовем параллелями. Движение по параллелям в направлении вращения Земли будет соответствовать движению на восток (E), а в противоположном направлении — на запад (W). Пусть Афины находятся в точке A, расположенной на расстоянии ro = 4,0×103 км от северного полюса N.

5.1. Какой должна быть толщина h этого диска, чтобы ускорение свободного падения на северном полюсе N было g = 9,8 м/с2?

5.2. Для связи с жителями «другой стороны» плоской Земли вдоль оси ее вращения пробурена сквозная тонкая шахта. Если без начальной скорости в шахту опустить камешек, то он пройдя сквозь шахту, окажется на другой стороне Земли. Найдите максимальную скорость vmax камешка при таком движении. Силой сопротивления воздуха пренебречь.

5.3. Для связи с жителями «своей стороны» плоской Земли из Афин с помощью суперкатапульты производится выстрел «снарядом» с начальной скоростью vo = 100 м/с под углом α = 45° к горизонту. Силой сопротивления воздуха пренебречь.

  1. найдите величину и направление смещения ΔS снаряда от меридиана за время его полета при выстреле вдоль меридиана (рассмотрите два случая).
  2. найдите величину и направление смещения ΔS снаряда от параллели за время его полета при выстреле вдоль параллели (рассмотрите два случая).
Гравитационная постоянная G = 6,67×10−11 Н • м2/кг2.

Задача 6: грузоподъемность увеличенного подъемного крана

Действующая модель подъемного крана способна поднять 10 бетонных плит без обрыва троса. Сколько плит поднимет реальный кран, изготовленный из тех же материалов, если линейные размеры крана, троса и плит в 12 раз больше, чем в модели?
Примечание: напряжение, возникающее в тросе сечением S при нагрузке весом P, равно: σ = F/S.

Задача 5: продолжительность года при уменьшении Солнечной системы

Если бы все линейные размеры Солнечной системы были пропорционально сокращены так, чтобы среднее расстояние между Солнцем и Землей стало 1 м, то какова была бы продолжительность одного года? Считайте, что плотность небесных тел при этом не меняется.

Задача 7: путь лодки до остановки

Лодку массой m, стоящую в спокойной воде, толкнули со скоростью vo. Какой путь пройдет она до того, как остановится, если сила сопротивления движению пропорциональна скорости: F = αv?

Задача 6: равнозамедленное движение в неоднородной вязкой среде

рисунок к задачеВ неоднородной вязкой среде (см. рис.) сила сопротивления, действующая на тело массой m, пропорциональна квадрату скорости, причём коэффициент пропорциональности α зависит от координаты тела x в направлении движения (то есть выражение для силы сопротивления имеет вид f = −α(x)v). Какой должна быть зависимость α(x), чтобы при любой начальной скорости, направленной вдоль оси x, тело, пущенное из точки x = 0, двигалось в данной среде равнозамедленно? Силу тяжести не учитывайте.

Задача 5: шарик движется в жидкости

Шарик массой m и объёмом V под действием силы тяжести падает в жидкости плотностью ρ с постоянной скоростью v. Сила сопротивления жидкости движению шарика пропорциональна квадрату скорости. К шарику прилагается дополнительно горизонтально направленная сила f. Какой станет вертикальная составляющая скорости шарика v1?

Задача 4: пузырек, дробинка и шарик находятся в жидкости

Школьник заметил, что сферический пузырёк воздуха диаметром d1 = 1 мм всплывает в жидкости плотностью ρж = 1 г/см3 со скоростью v1 = 0,5 см/с. Пузырёк диаметром d2 = 2 мм всплывает со скоростью v2 = 2 см/с, а сферическая металлическая дробинка такого же диаметра плотностью ρ = 5 г/см3 тонет со скоростью v3 = 8 см/с. С какой скоростью будет всплывать в этой жидкости пластмассовый шарик плотностью ρ = (2/3) г/см3 и диаметром d = 3 мм? Считайте, что характер зависимости сил сопротивления движению от скорости и диаметра шарика — степенной, и для всех указанных тел одинаков.

Задача 3: шарики в воде соединены нитью

Деревянный шарик, опущенный под воду, всплывает в установившемся режиме со скоростью v1, а точно такой же по размеру пластмассовый тонет со скоростью v2. Куда и с какой скоростью будут двигаться в воде эти шарики, если их соединить ниткой? Сила сопротивления пропорциональна скорости. Гидродинамическим взаимодействием шариков можно пренебречь. Считайте, что на движущийся шарик действует такая же сила Архимеда, как и на покоящийся.

Страницы

Подписка на RSS - динамика