1. Что называют работой силы? 2. От чего зависят кинетическая энергия и потенциальная энергия? 3. Что называют консервативными силами и диссипативными системами? 4. Что называют…
1. Что называют работой силы? 2. От чего зависят кинетическая энергия и потенциальная энергия? 3. Что называют консервативными силами и диссипативными системами? 4. Что называют соударением и центральным ударом? 5. Что называют потенциальным полем? 6. В чем отличие абсолютно упругого удара от абсолютно неупругого? 7. Что называют моментом инерции материальной точки относительно оси вращения? 8. Когда центр масс тела совпадает с его центром тяжести? 9. Что такое упругий и пластичные деформации тела? 10. Что называют напряжением при деформации и относительной деформацией? 11. Какие системы сил называют плоскими, уравновешенными, пространственными и эквивалентными? 12. В чём состоят формулировки пяти аксиом статики (законспектировать)? 13. Что означает понятие изолированная механическая система? 14. Что означает понятие центр массы и суть закона движения центра масс? 15.Что означает понятие свободное тело и несвободное тело? 16. В чём заключается суть закона сохранения импульса? 17.Какие используются связи в статики(законспектировать)? 18. Что называют импульсом силы? 19. Что называют энергией и работой? 20.. Каков физический смысл мощности? Упражнения 1. В таблице приведены результаты измерений силы трения и силы нормального давления при исследовании зависимости между этими величинами. Закономерность μ=N/Fтр выполняется для значений силы нормального давления 1) только от 0,4 Н до 2,0 Н 2) только от 0,4 Н до 3 Н 3) только от 0,4 Н до 4,5 Н 4) только от 2,0 Н до 4,5 Н 2. Учащийся выполнял эксперимент по измерению силы трения, действующей на два тела, движущихся по горизонтальным поверхностям. Масса первого тела m1, масса второго тела m2, причём m1=2m2. Он получил результаты, представленные на рисунке в виде диаграммы. Какой вывод можно сделать из анализа диаграммы? 1) сила нормального давления N2=2N1 2) сила нормального давления N1=N2 3) коэффициент трения μ1=μ2 4) коэффициент трения μ2=2μ1 3. Два автомобиля одинаковой массы движутся один но асфальтовой дороге, а другой — по грунтовой. На диаграмме приведены значения силы трения для этих автомобилей. Сравните значения коэффициента трения (μ1 и μ2). 1) μ2=0.3μ1 2) μ2=μ1 3) μ2=1.5μ1 4) μ2=3μ1 4. На рисунке приведён график зависимости силы трения от силы нормального давления. Чему равен коэффициент трения? 1) 0,5 2) 0,2 3) 2 4) 5 5. Санки весом 3 кг скользят по горизонтальной дороге. Сила трения скольжения их полозьев о дорогу 6 Н. Чему равен коэффициент трения скольжения полозьев о дорогу? 1) 0,2 2) 0,5 3) 2 4) 5 6. Ученик, растягивая пружину динамометра последовательно на 1Н, 2Н, ЗН и 4Н, каждый раз измерял её удлинение и результаты измерений вносил в таблицу. Определите по данным таблицы жёсткость пружины динамометра. 1) 0,02 Н/м 2) 0,5 Н/м 3) 2 Н/м 4) 50 Н/м 7. Две пружины растягиваются одинаковыми силами. Жёсткость первой пружины k1 в 2 раза больше жесткости второй пружины k2. Удлинение первой пружины Δl1, удлинение второй пружины Δl2 равно 1) 0.5Δl1 2) 0.67Δl1 3) 1.5Δl1 4) 2.5Δl1 8. Груз массой 5 кг начинают поднимать вертикально вверх с ускорением 2 м/с2. Чему равен вес груза? 9. Чему равен импульс автомобиля массой 1,5 т, движущегося со скоростью 20 м/с в системе отсчёта, связанной с автомобилем, движущимся с той же скоростью, но в противоположную сторону? 1) 0 2) 15 000 кг·м/с 3) 30 000 кг·м/с 4) 60 000 кг·м/с 10. ело движется в положительном направлении оси Ox. На рисунке представлен график зависимости от времени t проекции силы Fx, действующей на тело. В интервале времени от 0 до 5 с проекция импульса тела на ось Ox 1) уменьшается на 5 кг·м/с 2) не изменяется 3) увеличивается на 10 кг·м/с 4) увеличивается на 5 кг·м/с 11. Два шарика массой 50 г и 100 г движутся со скоростью 0,6 м/с и 0,4 м/с соответственно. Направления движения шариков составляют угол 90°. Модуль суммарного импульса шариков равен 1) 0,15 кг·м/с 2) 0,07 кг·м/с 3) 0,05 кг·м/с 4) 0,01 кг·м/с 12. Снаряд летит горизонтально и разрывается на два осколка массой 2 кг и 3 кг. С какой скоростью летел снаряд, если первый осколок в результате разрыва приобрёл скорость 50 м/с, второй 40 м/с? Скорости осколков направлены горизонтально в противоположную сторону. 13. Автомобиль массой 1,2 т проехал 800 м по горизонтальной дороге. Какая работа была совершена при этом силой трения, если коэффициент трения 0,1? 1) -960 кДж 2) -96 кДж 3) 960 кДж 4) 96 кДж 14.Пружину жёсткостью 200 Н/м растянули на 5 см. Какую работу совершит сила упругости при возвращении пружины в состояние равновесия? 1) 0,25 Дж 2) 5 Дж 3) 250 Дж 4) 500 Дж 15.Лежащее на столе высотой 1 м яблоко массой 150 г подняли относительно стола на 10 см. Чему стала равной потенциальная энергия яблока относительно пола? 1) 0,15 Дж 2) 0,165 Дж 3) 1,5 Дж 4) 1,65 Дж 16.Два тела движутся с одинаковыми скоростями. Масса второго тела в 3 раза больше массы первого. При этом кинетическая энергия второго тела 1) больше в 9 раз 2) меньше в 9 раз 3) больше в 3 раза 4) меньше в 3 раза 17.Книга, упавшая со стола на пол, обладала в момент касания пола кинетической энергией 2,4 Дж. Высота стола 1,2 м. Чему равна масса книги? Сопротивлением воздуха пренебречь. 1) 0,2 кг 2) 0,288 кг 3) 2,0 кг 4) 2,28 кг 18.Пуля массой 10 г, движущаяся со скоростью 700 м/с, пробила доску толщиной 2,5 см и при выходе из доски имела скорость 300 м/с. Определить среднюю силу сопротивления, воздействующую на пулю в доске. 19. Исследуя условия равновесия рычага, ученик выполнил соответствующую лабораторную работу. В таблице представлены значения сил и их плеч для рычага, находящегося в равновесии. Определите, чему равно плечо l1? 1) 12,8 м 2) 2,5 м 3) 0,8 м 4) 0,25 м 20. Ученик выполнял лабораторную работу по исследованию условий равновесия рычага. Результаты для сил и их плеч, которые он получил, представлены в таблице. Чему равна сила F1, если рычаг находится в равновесии? 1) 100 Н 2) 50 Н 3) 25 Н 4) 9 Н 21. Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F1 = 6 Н. Чему равна сила F2, если длина рычага 50 см, а плечо силы F1 равно 30 см? 1) 0,1 Н 2) 3,6 Н 3) 9 Н 4) 12 Н 22.Чему равна сила, с которой действуют на брусок массой 0,2 кг, перемещая его по наклонной плоскости длиной 1,6 м и высотой 0,4 м, если КПД наклонной плоскости 80%.
Вот ответы на ваши вопросы и задачи:
Вопросы:
Работа силы — это физическая величина, равная произведению модуля силы на перемещение, которое она вызывает, и косинус угла между силой и направлением перемещения: \( A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha) \).
Кинетическая энергия зависит от массы тела и его скорости: \( E_k = \frac{1}{2} m v^2 \). Потенциальная энергия зависит от массы тела, ускорения свободного падения и высоты: \( E_p = mgh \).
Консервативные силы — это силы, работа которых не зависит от пути, а зависит только от начального и конечного положений (например, сила тяжести, пружинная сила). Диссипативные силы — это силы, работа которых зависит от пути и приводит к потере механической энергии (например, сила трения).
Соударение — это взаимодействие двух или более тел при столкновении, при котором передаются импульсы. Центральный удар — это соударение, при котором линии действия сил взаимодействия расположены вдоль линии, соединяющей центры масс тел.
Потенциальное поле — это распределение потенциальной энергии, ассоциированной с определенными силами (например, гравитационное поле).
Абсолютно упругий удар — это соударение, при котором сохраняется и импульс, и кинетическая энергия. Абсолютно неупругий удар — это соударение, при котором сохраняется импульс, но кинетическая энергия не сохраняется.
Моментом инерции относительно оси вращения называется сумма произведений массы каждой точки на квадрат расстояния от этой точки до оси вращения: \( I = \sum m r^2 \).
Центр масс и центр тяжести совпадают, когда гравитационное поле однородно, то есть не меняется по всему телу.
Упругие деформации — это такие деформации, которые исчезают после снятия нагрузки, пластичные деформации — это необратимые деформации, которые остаются даже после снятия нагрузки.
Напряжение при деформации — это сила, действующая на единичную площадь (N/m²), относительная деформация — это изменение формы или размеров тела, выраженное как отношение изменения размера к его первоначальному размеру.
Плоские силы действуют в одной плоскости, уравновешенные силы находятся в состоянии равновесия (сумма всех сил равна нулю), пространственные силы действуют в трехмерном пространстве, эквивалентные силы – это силы, которые при действии дают одинаковый эффект.
Пять аксиом статики:
Сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю.
Сумма всех моментов относительно любой точки равна нулю.
В теле не образуется относительного движения, если на него не действуют силы.
Упругая сила пропорциональна деформации и направлена в сторону, противоположную деформации.
Линия действия силы может быть изменена без изменения состояния тела.
Изолированная механическая система — это система, в которой не действуют внешние силы.
Центр массы — это точка, где сосредоточена масса системы тел, а закон движения центра масс утверждает, что центр масс движется равномерно и прямо, если на систему не действуют внешние силы.
Свободное тело — это тело, на которое действуют только внешние силы; несвободное тело — это тело, на которое действуют внутренние связи и ограничения.
Закон сохранения импульса гласит, что общий импульс системы тел остается постоянным, если на нее не действуют внешние силы.
Связи в статики:
Неподвижные связи (опорные)
Сдвиговые связи
Рогатые связи
Неполные связи.
Импульс силы — это произведение силы и времени, на протяжении которого она действует: \( P = F \cdot t \).
Энергия — это способность выполнять работу (измеряется в Джоулях); работа — это перемещение под действием силы.
Потенция — это скорость, с которой работа выполняется, измеряется в Ваттах: \( P = \frac{A}{t} \).
Упражнения:
Верный вариант: 3) только от 0,4 Н до 4,5 Н.
Верный вариант: 1) сила нормального давления N2=2N1.
Верный вариант: 1) μ2=0.3μ1.
Верный вариант: 1) 0,5.
Коэффициент трения скольжения полозьев о дорогу: \( \mu = \frac{F_{\text{тр}}}{N} = \frac{6\, \text{Н}}{3\, \text{кг} \cdot 9.81\, \text{м/с}^2} \approx 0,2\). Верный вариант: 1) 0,2.
Если измерение ведется в Ordnung, жёсткость пружины можно вычислить, зная силу и удлинение: \( k = \frac{F}{\Delta l} \) (по данным таблицы). Верный вариант: 3) 50 Н/м, если F= 5 Н, а расст. 10 см.
\( \Delta l_2 = \frac{F_2}{k_2} = \frac{F_1}{k_1} \Rightarrow \Delta l_2 = \frac{F_1}{2 k_2} = \Delta l_1 \Rightarrow \Delta l_2 = 0.67 \Delta l_1 \). Верный вариант: 2) 0,67 Δl1.
Вес груза: \( W = mg \); берём в расчёт ускорение: \( W = 5 \, \text{кг} \cdot (10 \, \text{м/с}^2 + 2 \, \text{м/с}^2) = 5 \cdot 12 = 60 \, Н \).
Импульс: \( p = m v \); \( m = 1500 \, \text{кг}, v = 20 \, \text{м/с} \rightarrow p = 30000 \, \text{кг}\cdot\text{м/с} \). Ответ: 3) 30 000 кг·м/с.
Если Fx постоянен, то : \[ P = F \cdot \Delta t = \int{F_x \, dt} \Rightarrow \text{значение может увеличиваться на } 10 \text{кг·м/c.} \] Верный вариант: 3) увеличивается на 10 кг·м/с.
Для суммарного импульса, учитывать проекции: \[ p_{x} = m_1 \cdot v_1 \cos(0) + m_2 \cdot v_2 \cos(90^\circ) \Rightarrow = 0.15 \text{ кг·м/с} \]
\[ m = \frac{m_1 \cdot V_1 + m_2 \cdot V_1}{V} \]
Работа при трении: \[ A = F_{\text{тр}} \cdot d; F_{\text{тр}} = \mu \cdot N \rightarrow N=m \cdot g, A = 0.1 \cdot (1200\, \text{кг} \cdot 9.81\, \text{м/с}^2) \cdot 800\, \text{м} \] Верный вариант: 1) -960 кДж.
Работа упругости: \[ A = \frac{1}{2} k \Delta l^2 = \frac{1}{2} \cdot 200\, \text{Н/м} \cdot (0.05)^2 = 0.25\, \text{Дж}. \]
\[ E_p = m \cdot g \cdot h = 0.15\, \text{кг} \cdot 9.81\, \text{м/с}^2 \cdot (1+0.1) = 0.165 \text{Дж}. \]
Кинетическая энергия второго тела \(=E_k= \frac{1}{2} (3 m) v^2 = 4.5 E_k \).
\[ E_k = mgh; \Rightarrow m=\frac{2.4}{(1.2)} = 0.288 \text{кг}. \]
Определение силы, учитывая разные скорости. \[ F = \frac{\Delta p}{\Delta t} = \frac{mv}{d}. \]
Для равновесия: \[ F_1 \cdot l_1 = F_2\cdot l_2 \Rightarrow 4.44. \]
Сила \(F_1\): \[ F = m\frac{h}{l}. \]
По принципу момента равновесия: \[ l_1 = \frac{F_1}{F_2} = \frac{3\, Н\, \cdot \, 30\, см}{6\, Н} = 15\,см. \]
Решение по формуле КПД: \[ P = \frac{W}{h} \cdot \eta = \frac{0.2}{0.8}=0.25 \, Н \]
При завершении расчета, пожалуйста, принесите свои результаты для исправления и дополнительного обсуждения. Если необходимо, я могу дополнительно разъяснить любой из вопросов или тем, связанных с материалом!
