Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Определите кинетическую энергию каждого атома, если их общая энергия равна Е=0,032 Пдж
m1 V2
Решение Запишем закон сохранения импульса: m1V1 = m2V2; --- = --- = 3 ; V2= 3V1;
m2 V1
m1V1 m2V2 En1 m1V1 3m2V1
En1 + En2 = E; En1 =-------- ; En2= --------- ; ------ = --------- = ------------ = 1\3; 3En1 = En2;
2 2 En2 m2V2 m2 g V1
En1= 0,008Пдж Еn2 = 0,024 Пдж
Ответ : 0.008 Пдж; 0.024Пдж.
84
Верёвка длиной L = 4м и массой м=0,5 кг свешивается вертикально с края крыши. Какую работу необходимо совершить, чтобы поднять верёвку на крышу ?
Решение Закон сохранения энергии А= En = En2 –En1; Центр тяжести верёвки – в центре верёвки.
En1 = 0 ( в центре выберем нулевой уровень); Ln2 = 2 м ( во втором положении от центра тяжести до крыши) ;
A= mgh = 0/5* 10* 2 = 10 Дж;
Ответ: 10 Дж
85
Хоккейная шайба, имея начальную скорость Vo = 36 км\ч, проскользила по льду до полной остановки путь S = 30м. Определите коэффициент трения k шайбы о лёд. Какая работа совершена силой трения за время движения шайбы ? Масса шайбы м=200 г.
V - V0 V0 V0
Решение S= ---------- ; S= ---- ; a= ------- ; a= 5\3 = 1,66;
2a 2a 2S
2-ой закон Ньютона : ma= Fm = kmg; a=kg; k=a\g = 0,17;
A= Fтр*S = kmgS= 0,17 *0,2 *10 *30 = 10,2 Дж
2-ой способ: Eк1=mV/2 ; Eк2= 0 ( закон сохранения энергии) A= Eк1; A= mV/2= = 10 Дж
2
Ответ: k=0,17; A= 10ДЖ;
86
Конькобежец массой М=50 кг бросает горизонтально шайбу массой м=200 г со скоростью V =20 м\с.
На какое расстояние откатится конькобежец после броска шайбы ? Коэффициент трения коньков о лёд k=0,02 .
Решение: Закон сохранения импульса Mu=mV u=0.2*20/50=0.08м/с
u--- начальная скорость конькобежца
2-й закон Ньютона: Ma=Fтр ; a=kg=0.02*10=0.2 м/с*с
S=uu /2a = 0.0064/0.4=0.016 м
2-й способ. Закон сохранения.
Eк=Muu/2 ; A=FS S=A/F ; Fтр=kMg ; A=dEк=Eк ;
S=Muu/2kmg S=uu/2kg
S=0.016м
Ответ: S=0.016м
87
Между двумя телами массой м1 и м2 находится сжатая пружина. Если тело массой м2 удерживать на месте, а другое освободить, то оно отлетит сос коростью V0 . С какой скоростью будет двигаться тело массой м2 , если оба тела освободить одновременно ? Деформация пружины в том и другом случаях одинакова.
Решение: Закон сохранения энергии.: Ек=kxx/2 Eк1=m1VV/2
Eк=kxx/2 Eк1=m1V1V1/2 + Eк2 =m2V2/2
Запишем з-н с-ия импульса для этой системы: m1V1=m2V2 ; V1=m2V2/m1
M1VV=m1m2m2V2V2 /m1m1 + m2V2V2 ; m1V0V0=m2V2V2(m2/m1 + 1)
V2V2=m1m1V0V0 / m2(m2+m1) ; V2=(m1Vо 1 / m(m2+m1)) под корнем ;
Ответ: V2=m1Vо( 1/(m2(m2+m1)) под корнем;
88
Пуля массой м=10 г, летевшая горизонтально со скоростью V= 700 м\с, попадает в висщий на шнуре ящик с песком массой М=5 кг и застревает в нём. На какую высоту h , отклонившись после удара, поднимется ящик ?
Решение: Закон сохранения импульса.
Vm=(M+m)U ; u=Vm/ (m+M)
Eк=(M+m)uu/2 ; Eк=0
Eк=0 ; Eк=(M+m)gR
Из закона сохранения энергии вытекает: Eк=En
(M+m)gh ; h=uu/2g; h=(Vm/(m+M)) / 2g=700*0.01 / 5.01*20=1095/20=0.97м
Ответ: h=0.1м
95
Подвешенный на пружине груз совершает вертикальные колебания. Когда груз имел массу m1 , период колебаний был Т=0,8с,а когда его масса m2, Т=0,6с.
Каким окажется период колебаний груза, если его масса равна (m1+m2) ?
Решение: Период колебаний пружины маятника T=2П ( m/k под корнем; )
T1=2П ( m1/k) под корнем; T1*T1=4П m1/k
…m1=kT1*T1/4П*П ; m2=kT2*T2/4П*П
m1+m2=k(T1*T1+T2*T2)/4П*П T1*T1+T2*T2=4П*П(m1+m2)/k ; T1+T2=
2П ( (m1+m2)/k) под корнем;
T= ( T1+T2) под корнем; T=1c
Ответ: T=1c
96
Период колебания математического маятника составляет T= 2с, кокова будет Еп груза, если нить маятника отклонить на угол b = 6 0 от вертикали? …m=0.01кг.
Решение: T=2П (L/g) под корнем; T*T=4П*ПL/g ; L=T*Tg/4П*П L=1
Т.к треугольник АВС – равносторонний : АВ=ВС=АС
СN- высота след-но CN-медиана BN=NA= 1/2L
NA=h=T*Tg/8П*П ; Eк=mgT*Tg/8П*П=0.01*100*4/78.8=0.05дж.
Ответ: Eп=0,05дж.
97
Ракета стартанула вертикально, первые h=500 м поднимается с а=20м/сс
Затем до высоты h= 1км, она двиг-ся с постоянной скоростью. Сколько полных колебаний совершит подвешенный в ракете маятник L =0,1м, за время когда ракета двигалась равномерно?
Решение: нач. скорость на 2-ом участке. V1=V2
S=V1*V1-Vо*Vо/2a ; V0=0; V1= 2as=141.4 м/с
S2=V0t; t=S2/V0=500м/141,4м/с=3,536с
Период колебаний математического маятника
T=2П (L/g) под корнем ; T=0.628c Ракета летит с постоянной скоростью а=0
Следовательно n=t/T=3.536/0.628=5.6 , n=5 ( полных)
Ответ: n=5
99
Вагон массой m= 80т имеет пружинные рессоры, суммарная жёсткость которых
K= 200к H/ м. При какой скорости движения вагон начнёт сильно раскачиваться вследствии толчков на стыках рельсов? Длина рельсы L=12.8 м
Решение:
T=2П ( m/k) под корнем ; V=L/T
V= L/2П (m/k) под корнем ; V=12.8 / 2*3.4*0.2 =10м/с
При этой скорости пройдет резонанс, т.е. совпадение наиб-х колебаний.
Ответ: V=10м/с
Гидростатика
Идеальный газ
Тепловые явления
16
Металлический стержень, к верхнему концу которого прикреплён пружинный динамометр, медленно погружают в цилиндрический сосуд с водой, имеющий площадь поперечного сечения S = 20 см куб. Определить, на сколько изменится показания динамометра, когда уровень воды в сосуде поднимется по сравнению с первоначальным на высоту h = 10 см.
Решение: при взвешивании в воздухе тела на него действуют Fт и Fнат; T1=mg
В воде: mg; T2; Fвыт;
-mg+T2+F=0 ; Fв=rgV=rgSh
T2=mg-Fв ; F=T1-T2=Fв=rgSh
F=1000кг/м* 10Н/м*20/10000м*0,1м=2Н
Ответ: 2Н
17
Резиновый мячик массой m и радиусом R погружают в воду, на глубину h и отпускают. На какую высоту, считая от поверхности воды. Выскочит мячик ? Силы сопротивления при движении мяча в воде и воздухе не учитывать.
Решение: на шарик действуют Fа и mg
Fа=gVr=4/3ПRr
Ma=Fа+mg ; ma=Fа-mg ; a=Fа/m –g (силу сопрот-я воды не учит-м)
V=0; h=V*V/2a V= ( 2ah) под корнем;
V= ( 2(4/3m*g*П*R*R*R*r- g)h) под корнем;
Из закона сох-я:
MgH=mV*V/2 ; H=V*V/2g ;
Ответ: h=4/3*ПhR*R*R - h
18
В цилиндрический сосуд радиусом r =10 см налита вода. При этом сила давления воды на дно сосуда равна силе давления на его боковую поверхность. Каков уровень воды в сосуде ?
Решение: Fд=pS. Где p=ghr ; S=ПR*R
Fб=(p)Sбок ; (p)=p/2—среднее давлениеводы на боковую поверхность:
Sбок=2ПRh
Fбок=gПRh*hr
По условию Fд=Fбок ; ghПR*Rr=rh*hgПR след-но h=R=0,1м
Ответ: h=0.1м
19
В дрейфующей льдине полярники проделали сквозное отверстие ( прорубь). Толщина льдины оказалась H = дм. Какой длины верёвку надо привязать к ручке ведра, чтобы зачерпнуть из проруби воду ? Плотность льда b = 900 кг\м куб, морской воды b 1 = 1 0 3 0 кг\м куб.
Решение: rgV2-rg(V1+V2)=0 ----условие плавания тел на пов-ти.
Тело погруж-ся на столько на сколько его вес = весу жидкости в объёме его погруж-й части.
rSh- g(SH)=0
h=Hrл /rв
L=H-h=H(1-rл/rв)=1.17м
Ответ: L=1,2м
20
В сосуд цилиндрической формы налиты равные массы воды и машинного масла. Общая высота обоих слоёв жидкостей h= 40 см. Определите давление жидкостей на дно сосуда. b в= 1000 кг\м куб ; b м=900 кг\м куб.
Решение: P=P1+P2
P1=gh2r1-давлениеводы
P2=gh2r2-давление масла
P=g (h1r1-r2h2 h1+h2=40
V=Sh ;m=Vr ; m1=m2 ; Sh1r1=Sh2r2; h1/h2=r2/r1 ; h1= h2 r2/r1
…h2= hr1/(r2-r1) P=g(hr1r2) / r1+r2.+rrrrr
R 2*100*900*10*0.4 / 1900
Ответ: P=3.8*1000 па
54
Два сосуда соединены трубкой, имеющей кран. В первом сосуде находится m1 = 2кг некоторого газа под давлением р1= 400 кПа, во втором – m 2=3 кг того же газа. Когда кран открыт, в сосуде установилось давление р= 600 кПа. Каким было первоначальное давление р2 газа во втором сосуде ? Т= const .
Решение: P3=P1+P2 –закон Дальтона T-const.
P1,P2—парциальные давления.
P1 / P’1=(V1+V2) / V1 ; P2 / P’2=(V2+V1) / V2
P’1=V1*P1 / (V1+V2) P’2=P2V2 \ (V2+V1)
P3= (V1P1+V2P2) / (V1+V2) ; V= m / r ; P3=(m1P1+m2P2) / (m1+m2)
Отсюда P2=(P3(m1+m2)-m1P1) / m2=735*1000=735000 Па
Ответ : P2=735000 Па
55
Дата: 2019-07-24, просмотров: 293.