Задание 1
Шаг 1: Определим коэффициенты трения для каждого случая:
- Дерево по дереву (\( \mu_1 \)) = 0,33
- Железо по железу (\( \mu_2 \)) = 0,14
Шаг 2: Ускорение груза на наклонной плоскости:
Формула для нахождения ускорения на наклонной плоскости:
\[
a = g \cdot (sin(α) - μ \cdot cos(α))
\]
где \( g \) — ускорение свободного падения, \( α \) — угол наклона.
Шаг 3: Подставим значения:
Для дерева:
- \( a_1 = g \cdot (sin(30°) - 0,33 \cdot cos(30°)) \)
- \( a_1 = g \cdot (0,5 - 0,33 \cdot 0,866) \)
- \( a_1 = g \cdot (0,5 - 0,285) \)
- \( a_1 = g \cdot 0,215 \)
Для железа:
- \( a_2 = g \cdot (sin(30°) - 0,14 \cdot cos(30°)) \)
- \( a_2 = g \cdot (0,5 - 0,14 \cdot 0,866) \)
- \( a_2 = g \cdot (0,5 - 0,121) \)
- \( a_2 = g \cdot 0,379 \)
Шаг 4: Рассчитаем отношение ускорений:
\[
\frac{a_1}{a_2} = \frac{0,215}{0,379} \approx 0,567
\]
Ускорение деревянного груза составляет примерно 56,7% от ускорения железного.
Задание 2
Шаг 1: Применим закон сохранения импульса:
Импульс пули равен импульсу мишени после столкновения:
\[
m_{pula} \cdot v_{pula} = (m_{pula} + m_{misheni}) \cdot v_{misheni}
\]
где
- \( m_{pula} = 0,004 \, кг \)
- \( m_{misheni} = 0,34 \, кг \)
- \( v_{misheni} = 0,3 \, м/с \)
Шаг 2: Найдем скорость пули перед столкновением:
\[
0,004 \cdot v_{pula} = (0,004 + 0,34) \cdot 0,3
\]
\[
0,004 \cdot v_{pula} = 0,348 \cdot 0,3 = 0,1044
\]
\[
v_{pula} = \frac{0,1044}{0,004} = 26,1 \, м/с
\]
Шаг 3: Найдем расстояние, пройденное пулей в мишени:
Используя формулу разгона:
\[
s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2
\]
где
- \( v_0 = 26,1 \, м/с \) (начальная скорость)
- \( a = -600000 \, м/с^2 \) (затормозное ускорение, необходимо привести в м/с²)
- Время \( t \) найти нельзя.
Используя другую формулу, получим:
\[
s = \frac{v^2}{2a}
\]
если скорость конечная 0:
\[
s = \frac{(26,1)^2}{2 * 600000} = \frac{681.21}{1200000} \approx 0,000566 \, м \approx 0,57 \, мм
\]
Задание 3
Шаг 1: Найдем скорость второго шара после соударения: Потеря скорости первого шара в результате соударения: \[ v_1 = v_0 - 50\% = 25 \, км/ч / 2 = 12.5 \, км/ч \approx 3.47 \, м/с \]
Шаг 2: Нахождение пути второго шара:
Используя формулу движения:
\[
s = vt - \frac{1}{2} a t^2
\]
Если ускорение считая через 2 секунды остановки \( a = \frac{v}{t} \)
\[
a = \frac{3.47}{2} = 1.735 \, м/с^2
\]
\[
s = 3.47 \times 2 - \frac{1}{2} \times 1.735 \times 4 = 6.94 - 3.47 = 3.47 \, м
\]
Шаг 3: Шар 1 вернется на землю через: Чтобы найти время падения до максимума. \[ h = \frac{g t^2}{2} \Rightarrow t^2 = \frac{2h}{g} = \frac{2 \times 1.2 \, м}{9.8 \, м/с^2} \approx 0.245 \Rightarrow t = 0.495 \]
Значит время до приземления - 0.99 с на мах высота.
Ко времени второго шара, 1.5 с и скорость около 2.5 м/с, путь во время - 3.47 м.
Задание 4
Шаг 1: Находим массу и скорость движения:
Если два человека и два самоката:
\[
m = 2 \cdot 65 \, кг + 2 \cdot 25 \, кг = 180 \, кг
\]
Шаг 2: Подсчет силы взаимодействия:
Изменение скорости при наезде на полицейского:
\[
F = \Delta v \times m / t
\]
где \( \Delta v = 25 - (0.5 \times 25) \)
\[
= 25 - 12.5 = 12.5 \text{ км/ч} = 3.47 \, м/с.
\]
Итак, \[ F = \frac{(3.47)(180)}{2} \approx 312.6 \, Н. \]
Вывод: Если заедут втроем, то общая масса и сила будет несоизмерима по увеличению, вероятность вывода превышает нормы безопасности.
Задание 5
Шаг 1: Изменение импульса:
Импульс при увеличении скорости:
\[
\Delta p = m \Delta v = 100 \times (6 - 2) = 100 \times 4 = 400 \, т \cdot м/с.
\]
Шаг 2: Определим, сколько топлива останется:
\[
100 т - (80 - 60) = 80 т - 20 т = 60 т
\]
Значит же после старта она выйдет на ускорение 4 км/с, но за промежуток временной в целях сохранения пуска не показывает прямой зависимости в полете.
Примечание: программа была округлена до значений для общей линейной обработки.