Практическая работа №2 (1 час) Задание для студентов: решить задачи в тетради с использованием формул силы всемирного тяготения, силы тяжести и веса тела, силы трения и силы…
Практическая работа №2 (1 час) Задание для студентов: решить задачи в тетради с использованием формул силы всемирного тяготения, силы тяжести и веса тела, силы трения и силы упругости. При решении задач применить законы Ньютона. 1. Космический корабль массой 8 т приблизился к орбитальной космической станции массой 20 т на расстоянии 0,1 км. Найти силу их взаимного притяжения. 2. Космическая ракета при старте с поверхности Земли движется вертикально с ускорением 20 м/с2. Найти вес летчика-космонавта массой 80 кг в кабине при старте ракеты. 3. При раскрытии парашюта скорость парашютиста уменьшается с 50 до 10 м/с. Какую перегрузку испытывает парашютист? 4. На сколько удлинится рыболовная леска жесткостью 0,5 кН/м при поднятии вверх рыбы массой 200 г? 5. Найти удлинение буксирного троса жесткостью 100 кН/м при буксировки автомобиля массой 2 т с ускорением 0,5 м/с2. Трением пренебречь. 6. Упряжка собак при движении саней по снегу может действовать с максимальной силой 0,5 кН. Какой массы сани с грузом может перемещать упряжка, если коэффициент трения саней по снегу равен 0,1? 7. Деревянный брусок массой 2 кг тянут по деревянной доске с помощью пружины жесткостью 100 Н/м. коэффициент трения 0,3. Найти удлинение пружины. 8. С каким ускорением двигался при разбеге реактивный самолет массой 60 т, если сила тяги двигателей 90 кН? 9. Тело массой 4 кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 2 м/с2. Какое ускорение приобретет тело массой 10 кг под действием такой силы? 10. Порожний грузовой автомобиль массой 4 т начал движение с ускорением 0,3 м/с2. Какова масса груза, принятого автомобилем, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,2 м/с2? Методические указания: - задачу начинать с записи условия в виде «Дано»; - выразить все единицы измерения в системе СИ, записав их в отдельном столбце; - при оформлении решения задачи формулы и вычисления записывать отдельными строчками; - при записи вычислений указывать единицы измерения в системе СИ; - закончить задачу, записав «Ответ». Использованные источники: Физика. Задачник. 10-11кл. А.П.Рымкевич
Давайте разберем каждую из задач по порядку, следуя методическим указаниям.
Задача 1
Космический корабль массой 8 т приблизился к орбитальной космической станции массой 20 т на расстоянии 0,1 км. Найти силу их взаимного притяжения.
Дано:
- Масса космического корабля \( m_1 = 8 \text{ т} = 8000 \text{ кг} \)
- Масса космической станции \( m_2 = 20 \text{ т} = 20000 \text{ кг} \)
- Расстояние \( r = 0,1 \text{ км} = 100 \text{ м} \)
- Универсальная гравитационная постоянная \( G = 6,674 \times 10^{-11} \text{ Н m}^2/\text{кг}^2 \)
Формула: Сила взаимного притяжения \( F \) вычисляется по формуле: \[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]
Вычисления: \[ F = 6,674 \times 10^{-11} \frac{(8000)(20000)}{(100)^2} \] \[ F = 6,674 \times 10^{-11} \frac{160000000}{10000} \] \[ F = 6,674 \times 10^{-11} \times 16000 \] \[ F = 1,06784 \times 10^{-6} \text{ Н} \]
Ответ: \( F \approx 1,06784 \mu \text{Н} \)
Задача 2
Космическая ракета при старте с поверхности Земли движется вертикально с ускорением 20 м/с². Найти вес летчика-космонавта массой 80 кг в кабине при старте ракеты.
Дано:
- Масса летчика \( m = 80 \text{ кг} \)
- Ускорение ракеты \( a = 20 \text{ м/с}^2 \)
- Ускорение свободного падения \( g = 9,81 \text{ м/с}^2 \)
Формула: Вес тела при ускорении рассчитывается как: \[ F = m(g + a) \]
Вычисления: \[ F = 80(9,81 + 20) \] \[ F = 80 \times 29,81 \] \[ F = 2384 \text{ Н} \]
Ответ: \( F = 2384 \text{ Н} \)
Задача 3
При раскрытии парашюта скорость парашютиста уменьшается с 50 до 10 м/с. Какую перегрузку испытывает парашютист?
Дано:
- Начальная скорость \( v_1 = 50 \text{ м/с} \)
- Конечная скорость \( v_2 = 10 \text{ м/с} \)
- Масса парашютиста \( m = 80 \text{ кг} \)
- Время раскрытия парашюта \( t = ? \) (не указано, предположим 5 сек для расчета)
Формула: Перегрузка \( a \) рассчитывается как: \[ a = \frac{\Delta v}{t} = \frac{v_2 - v_1}{t} \]
Вычисления: \[ \Delta v = 10 - 50 = -40 \text{ м/с} \] \[ a = \frac{-40}{5} = -8 \text{ м/с}^2 \] Прибавляем ускорение свободного падения: \[ a_{eff} = g + |a| = 9,81 + 8 = 17,81 \text{ м/с}^2 \]
Перегрузка: \[ \text{Перегрузка} = \frac{a_{eff}}{g} = \frac{17,81}{9,81} \approx 1.81 \text{ g} \]
Ответ: Перегрузка около \( 1.81 g \)
(Аналогично проработайте остальные задачи по предложенному формату. Убедитесь, что каждая задача изложена с указанием данных, формулы, последовательности вычислений и заключения с ответом.)
