Силы. Донжение но окружности, Контрольна работа, Вариант 2. 1. Расстояние между ментрами двух однородных шаров уменьшили в 2 раза. Сила тяготения между ними упеличилась и 4 раза 2) уменьнилась в " раза 3) увеличилась в 2 рази 4) уменышилась и 2 раза 2. Спутник летит по круговой орбите на твокруг земли с выключениыми двигателями (см, рисунок). Влияние атмосферы пренебрежимо мало, каким из указанных на рисунке пе векторов совпадлет направление равнолействующей всех сил, приложенных к спутнику? 3. К пружине динамометра подвесили груз массой 0,5 кг, под действием которого пружина растянулась на 4 см. Какова жесткость пружины? 4. На брусок, лежащий на шероховатом горизонтальном столе, начали действовать горизонтально направленной силой 4 Н, в результате чего брусок приобрел ускорение 2 м/с2. Коэффициент трения бруска о стол равен 0.2. Чему равна масса бруска (в кг)? 5. Коробку массой 10 кг равномерно и прямолинейно тянут по горизонтальной поверхности с помощью горизонтальной пружины жесткостью 200 Н/м. Удлинение пружины 0,2 м. Чему равен коэффициент трения? 6. Колесо радиусом 50 см при равномерном вращении делает 60 оборотов за 1 минуту. С какой скоростью движется точка на ободе колеса? 7. За 1 мин. пропеллер вентилятора совершает 1200 оборотов. Чему равна частота вращения лопастей вентилятора? 8. Радиус окружности, по которой движется тело, уменьшили в 2 раза, его линейную скорость тоже уменьшили в 2 раза. Во сколько раз уменьшилось центростремительное ускорение тела? 9. Космический корабль, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, перешёл на другую круговую орбиту, большего радиуса. Как при этом изменились кинетическая энергия корабля и сила тяготения, действующая на корабль? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Кинетическая энергия Сила тяготения, корабля действующая на корабль

Давайте разберемся с вашими вопросами по физике шаг за шагом. Постараюсь объяснить все подробно и понятно.

1. Сила тяжести между двумя шарами

По закону всемирного тяготения, сила тяжести \( F \) между двумя телами рассчитывается по формуле:
\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]
где \( G \) — гравитационная постоянная, \( m_1 \) и \( m_2 \) — массы шаров, а \( r \) — расстояние между их центрами.

Если расстояние между центрами уменьшить в 2 раза (\( r \) становится \( \frac{r}{2} \)), то сила тяжести будет увеличена в 4 раза:
\[ F' = G \frac{m_1 m_2}{(\frac{r}{2})^2} = 4 \cdot G \frac{m_1 m_2}{r^2} = 4F \]
Ответ: 1) увеличилась в 4 раза.

2. Направление результирующей силы на спутнике

Когда спутник летит по круговой орбите, на него действуют две силы: сила тяжести, направленная вниз, и центростремительная сила, направленная к центру орбиты. Таким образом, результирующая сила будет совпадать с центростремительной и направлена к центру Земли. Выберите вектор, направленный к центру Земли.

3. Жесткость пружины

Жесткость пружины \( k \) можно рассчитать по формуле:
\[ F = k \cdot x \]
где \( F \) — сила, действующая на пружину, \( x \) — удлинение пружины. Сначала найдем силу, действующую на груз:
\[ F = m \cdot g = 0.5 \cdot 9.8 \approx 4.9 \, \text{Н} \]
Теперь подставим значения в формулу:
\[ 4.9 = k \cdot 0.04 \]
Отсюда:
\[ k = \frac{4.9}{0.04} = 122.5 \, \text{Н/м} \]

4. Масса бруска

Сила \( F \), действующая на брусок, равна результату, произведенному ускорением и массой \( m \):
\[ F_{\text{внеш}} - F_{\text{трения}} = m \cdot a \]
Сила трения:
\[ F_{\text{трения}} = \mu \cdot m \cdot g = 0.2m \cdot 9.8 \]
Учитывая это и значение внешней силы:
\[ 4 - 0.2m \cdot 9.8 = m \cdot 2 \]
Решим это уравнение:
\[ 4 = 2m + 1.96m \]
\[ 4 = 3.96m \Rightarrow m = \frac{4}{3.96} \approx 1.01 \, \text{кг} \]

5. Коэффициент трения

Сила, действующая на коробку, связана с жесткостью пружины и удлинением:
\[ F = k \cdot x = 200 \cdot 0.2 = 40 \, \text{Н} \]
Сила трения равна усилию:
\[ F_{\text{трения}} = \mu \cdot m \cdot g \]
Так как коробка тянется равномерно, \( F = F_{\text{трения}} \):
\[ 40 = \mu \cdot 10 \cdot 9.8 \]
Отсюда:
\[ \mu = \frac{40}{98} \approx 0.41 \]

6. Линейная скорость на ободе колеса

Сначала найдем угловую скорость:
\[ n = 60 \, \text{об/мин} \Rightarrow \omega = \frac{60 \cdot 2\pi}{60} = 2\pi \, \text{рад/с} \]
Линейная скорость \( v \) на ободе:
\[ v = r \cdot \omega = 0.5 \cdot 2\pi \approx 3.14 \, \text{м/с} \]

7. Частота вращения лопастей вентилятора

Частота вращения \( f \) равна количеству оборотов в секунду:
\[ f = \frac{1200 \, \text{об/мин}}{60} = 20 \, \text{Гц} \]

8. Уменьшение центростремительного ускорения

Центростремительное ускорение \( a_c \) вычисляется по формуле:
\[ a_c = \frac{v^2}{r} \]
Если \( r \) уменьшили в 2 раза и \( v \) тоже, то новое центра силы:
\[ a_c' = \frac{(\frac{v}{2})^2}{\frac{r}{2}} = \frac{\frac{v^2}{4}}{\frac{r}{2}} = \frac{v^2}{4} \cdot \frac{2}{r} = \frac{1}{2} a_c \]
Таким образом, центростремительное ускорение уменьшилось в 2 раза.

9. Изменение кинетической энергии и силы тяжести

• Кинетическая энергия \( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \) уменьшится, так как при увеличении радиуса скорость снижается.
• Сила тяжести \( F_g = \frac{G \cdot m_1 \cdot m_2}{r^2} \) уменьшится, так как \( r \) увеличилось.

Надеюсь, эти ответы помогли вам! Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь спрашивать!