1. С какими движущимися телами из перечисленных ниже связаны системы отсчёта, которые нельзя считать инерциальными? 1.Плот, плывущий по прямой равнинной реке 2.Шайба, скользящая…
1. С какими движущимися телами из перечисленных ниже связаны системы отсчёта, которые нельзя считать инерциальными? 1.Плот, плывущий по прямой равнинной реке 2.Шайба, скользящая по инерции без трения по очень гладкому льду 3.Стрела, пущенная вертикально вниз 4.Маятник, колеблющийся на горизонтальной пружине без трения 5.Лыжник, съезжающий с горки 6.Ваза, стоящая на столе 2. Определите силу действия метеорита на планету. Метеорит массой 400 кг, летящий к планете, в некоторый момент имел ускорение 250 м/с². С какой силой действовал он в этот момент на планету, масса которой составляет около 3,3 умноженное на 10²³ кг? Ответ: ? MH 3. Используя уравнение движения тела, выберите все правильные утверждения о его динамических характеристиках. Уравнение: Шайба массой 165 г после удара клюшкой некоторое время скользит вверх по снежной горке согласно закону: x = 40t - 2t² (м). Какие утверждения верны? 1. Шайба движется с переменным ускорением 2. В момент, когда шайба достигнет верхней точки траектории, её ускорение станет равным нулю 3. Вектор равнодействующей сил, действующих на шайбу, направлен вниз по наклонной плоскости 4. Векторы начальной скорости и ускорения направлены противоположно 5. Равнодействующая сил при описанном движении изменяется по направлению, но постоянна по величине 6. Модуль равнодействующей сил, действующих на шайбу, равен 7. Равнодействующая сил при описанном движении изменяется по величине, но постоянна по направлению 4. Определите скорость и ускорение движения тела, зная равнодействующую сил, приложенных к телу Равнодействующая двух сил, приложенных к телу массой 5 кг, равна 2,5 H. Каковы скорость и ускорение движения тела? 1. Скорость может быть любой, ускорение 10 м/с² 2. Скорость 0 м/с, ускорение 0,5 м/с² 3. Скорость 12,5 м/с, ускорение 0,5 м/с² 4. Скорость 2,5 мм, ускорение 2 м/с² 5. Скорость может быть любой, ускорение 0,5 м/с² 6. Скорость 0,е м/с, ускорение 1 м/с² 5. По графику 𝐿(𝐹) при растяжении пружины сделайте выводы о физических величинах, характеризующих условия данного эксперимента. Зависимость длины пружины от приложенной к одному из её концов силы характеризуется графиком L(F). Второй конец пружины закреплён. Какие утверждения верны? 1. Чтобы сжать пружину до длины 320 мм, к её свободному концу следует приложить силу, модуль которой равен 14,4 Н 2. Длина недеформированной пружины — 35 см 3. При растяжении пружины на 350 мм сила упругости равна нулю 4. Наблюдаемая зависимость описывается законом Гука 5. Максимальная деформация пружины — 40 см 6. Чтобы растянуть пружину до длины 420 мм, к её свободному концу следует приложить силу 38 Н 7. Коэффициент жёсткости пружины равен 480 H/M 8. Коэффициент жёсткости пружины равен 800 H/M 6. Определите скорость автомобиля, движущегося по выпуклому мосту, зная, как изменился его вес при таком движении. Ответ укажите в км/ч с точностью до целых. С какой скоростью должен двигаться автомобиль по мосту радиусом кривизны 125 м, чтобы в верхней части моста его вес уменьшился в 2 раза по сравнению с весом на стоянке? Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с². 7. Сделайте заключение о характере движения подъёмника. Двигавшийся равномерно лифт начал останавливаться. Куда двигался лифт, если стоящий на его полу чемодан подпрыгнул? При каком ускорении это возможно? 1. Вверх, ag 5. Вниз, a>g 8. Определите ускорение тела при соскальзывании с наклонной плоскости. Ответ дайте в м/с² с точностью до десятых. С каким ускорением будет скользить ящик вниз по наклонной доске, составляющей с горизонтом угол α=30°, если коэффициент трения между ящиком и доской равен 0,38? sin30°=0,5,cos30°≈0,866,g=10 м/с². 9. Определите силу натяжения верёвки при втаскивании груза вверх по наклонной плоскости. Ответ дайте в ньютонах с точностью до целых. Допустимая погрешность: 1 Н. Какова сила натяжения верёвки, с помощью которой груз массой 10 кг можно равномерно тащить вверх по доске? Верёвка параллельна доске. Доска составляет с горизонтом угол α=30°, коэффициент трения между грузом и доской равен 0,38. sin30°=0,5,cos30°≈0,866,g=10 м/с². 10. Определите характер движения вагона с подвешенным внутри грузом. Тяжёлый шарик подвешен на нити к потолку движущегося вагона. Шарик отклоняется по направлению движения вагона вправо, следовательно… 1. Вагон движется под гору 2. Вагон движется равноускоренно 3. Вагон движется по закруглённому участку дороги 4. Вагон тормозит 5. Из-за силы инерции шарик будет отклоняться таким образом в любом случае при движении вагона 11. Определите силу тяги троллейбуса. Автобус, масса которого с полной нагрузкой равна m=18 т, движется по проспекту так, что проекция его скорости на направление движения меняется по закону vx =1,5t (м/с). Какова сила тяги, если коэффициент сопротивления движению равен μ=0,2? 12. При свободном падении ускорение всех тел одинаково. Это объясняется тем, что... 1. Сила тяжести пропорциональна массе тела 2. Все земные предметы очень малы по сравнению с Землёй 3. Сила тяжести пропорциональна массе Земли 4. Земля имеет очень большую массу
Давайте рассмотрим каждый из ваших вопросов по порядку.
Неподходящие инерциальные системы отсчёта: Инерциальная система отсчёта — это система, где тело, на которое не действуют силы, будет двигаться с постоянной скоростью. Системы, которые нельзя считать инерциальными, это такие, в которых наблюдаются ускорения или изменения скорости. В вашем списке:
- Плот, плывущий по прямой равнинной реке - можно считать инерциальным.
- Шайба, скользящая по инерции без трения по очень гладкому льду - инерциальная.
- Стрела, пущенная вертикально вниз - нельзя считать инерциальной, так как на неё действует сила тяжести.
- Маятник, колеблющийся на горизонтальной пружине без трения - нельзя считать инерциальным.
- Лыжник, съезжающий с горки - нельзя считать инерциальным.
- Ваза, стоящая на столе - инерциальная.
Таким образом, инерциальными не являются 3, 4 и 5.
Сила действия метеорита на планету: Сила = масса * ускорение. Sила действия метеорита на планету можно подсчитать по формуле:
\( F = m_{\text{мет}} \cdot a_{\text{мет}} = 400 \, \text{кг} \cdot 250 \, \text{м/с}^2 = 100000 \, \text{Н} \).
Это значение силы, с которой метеорит воздействует на планету.
Динамические характеристики шайбы: Рассмотрим уравнение \( x = 40t - 2t^2 \):
- Шайба движется с переменным ускорением - верно, так как уравнение содержит \( t^2 \).
- В момент, когда шайба достигнет верхней точки траектории, её ускорение станет равным нулю - это неверно, так как ускорение всегда будет связано с производной скорости, которая не нулевая в этом уравнении.
- Вектор равнодействующей сил, действующих на шайбу, направлен вниз по наклонной плоскости - верно, если учитывать силу тяжести.
- Векторы начальной скорости и ускорения направлены противоположно - неверно.
- Равнодействующая сил при описанном движении изменяется по направлению, но постоянна по величине - неверно.
- Модуль равнодействующей сил, действующих на шайбу, равен - недостаточно информации для определения.
- Равнодействующая сил при описанном движении изменяется по величине, но постоянна по направлению - неверно.
Верные утверждения — 1 и 3.
Скорость и ускорение тела: Используем формулу расчета ускорения:
\( a = \frac{F_{\text{R}}}{m} = \frac{2.5 \, \text{Н}}{5 \, \text{кг}} = 0.5 \, \text{м/с}^2 \).
Таким образом, правильный ответ — скорость может быть любой, ускорение 0,5 м/с² (ответ 5).
График L(F) пружины: Нужно учитывать закон Гука \( F = k \cdot x \):
- Чтобы сжать пружину до длины 320 мм, к её свободному концу следует приложить силу, модуль которой равен 14,4 Н - возможно.
- Длина недеформированной пружины — 35 см - возможно.
- При растяжении пружины на 350 мм сила упругости равна нулю - неверно.
- Наблюдаемая зависимость описывается законом Гука - верно.
- Максимальная деформация пружины — 40 см - возможно.
- Чтобы растянуть пружину до длины 420 мм, к её свободному концу следует приложить силу 38 Н - возможно.
- Коэффициент жёсткости пружины равен 480 H/M - необходимо проверить.
- Коэффициент жёсткости пружины равен 800 H/M - необходимо проверить.
Верные утверждения: 4.
Скорость автомобиля на мосту: Чтобы вес автомобиля уменьшился в 2 раза на вершине моста, необходимо рассмотреть центростремительное ускорение. Условие:
\( N = mg - \frac{mv^2}{R} \).
Отсюда \( mg = 2N \Rightarrow N = \frac{mg}{2} \Rightarrow \frac{mg}{2} = mg - \frac{mv^2}{R} \Rightarrow \frac{mv^2}{R} = \frac{mg}{2} \).
Упрощая, получаем:
\( v^2 = \frac{gR}{2} \Rightarrow v = \sqrt{\frac{gR}{2}} \).
Подставляя значения:
\( v = \sqrt{\frac{10 \times 125}{2}} = \sqrt{625} = 25 \) м/с.
В км/ч: \( 25 \times 3.6 \approx 90 \) км/ч.
Характер движения лифта: Если чемодан подпрыгивает, значит лифт замедляется. Это возможно, если:
- Вверх, a < g - неверно, так как чемодан будет падать.
- Чемодан подпрыгнет в любом случае при торможении - неверно.
- Вниз, a < g - возможно.
- Вверх, a > g - неверно.
- Вниз, a > g - неверно.
Ответ: 3.
Ускорение тела на наклонной плоскости: Известно, что ускорение можно рассчитать как
\( a = g \cdot (\sin(\alpha) - \mu \cdot \cos(\alpha)) \).
Подставляя значения:
\( a = 10 \cdot (0.5 - 0.38 \cdot 0.866) = 10 \cdot (0.5 - 0.329) = 10 \cdot 0.171 = 1.71 \, \text{м/с}^2 \).
Сила натяжения верёвки: Сила натяжения вычисляется по формуле:
\( T = m(g \cdot \sin(\alpha) + \mu \cdot g \cdot \cos(\alpha)) \).
Учитываем:
\( T = 10 (10 \cdot 0.5 + 0.38 \cdot 10 \cdot 0.866) = 10 (5 + 3.29) = 82.9 \, \text{Н} \).
Характер движения вагона: Если шарик отклоняется вправо, это свидетельствует о том, что вагон тормозит, поэтому:
- Вагон движется под гору - неверно.
- Вагон движется равноускоренно - неверно.
- Вагон движется по закруглённому участку дороги - возможно.
- Вагон тормозит - верно.
- Из-за силы инерции шарик будет отклоняться таким образом в любом случае при движении вагона - неверно.
Правильный ответ: 4.
Сила тяги троллейбуса: Используем \( F = ma + F_{\text{сопр}} \).
Где \( F_{\text{сопр}} = \mu \cdot m \cdot g \).
Сначала определяем силу сопротивления:
\( F_{\text{сопр}} = 0.2 \cdot 18000 \cdot 10 = 36000 \, \text{Н} \).
Ускорение: \( a = (dV/dt) = 1.5 \) (если предположить, что 1.5 это значение ускорения).
Итоговая сила тяги:
\( F_{\text{тяги}} = 18000 \cdot 1.5 + 36000 \).
Ускорение при свободном падении: Все тела падают с одинаковым ускорением из-за:
- Сила тяжести пропорциональна массе тела - верно.
- Все земные предметы очень малы по сравнению с Землёй - имеет смысл.
- Сила тяжести пропорциональна массе Земли - верно.
- Земля имеет очень большую массу - верно.
Но на самом деле это связано с фактом равномерного ускорения A = g, которое остается одинаковым для всех. Правильный ответ — 1.
Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!
