Ниже подробные решения по каждой задаче (цель — понять). Я привожу пошаговые объяснения и итоговые ответы. Там, где текст содержал опечатки или отсутствовала информация, даю разумное объяснение метода или отмечаю, что конкретный ответ по тексту определить нельзя.
- Тело массой 3 кг движется со скоростью 6 м/с. Импульс тела
- Решение: impulse p = m v = 3 × 6 = 18 кг·м/с.
- Ответ: D) 18 кг·м/с.
- Масса пули 8 г, скорость 600 м/с. Чтобы хоккейная шайба массой 160 г имела такой же импульс, её скорость должна быть
- p пули = m v = 0,008 × 600 = 4,8 кг·м/с.
- Требуемая скорость шайбы v = p / m = 4,8 / 0,160 = 30 м/с.
- Ответ: B) 30 м/с.
- Импульс p = 10 кг·м/с, кинет энергия KE = 20 Дж. Найти скорость.
- KE = p^2 /(2m) → 20 = 100 /(2m) → 40m = 100 → m = 2,5 кг.
- Скорость v = p / m = 10 / 2,5 = 4 м/с.
- Ответ: 4 м/с (вариант из списка — обычно дан как 4 м/с).
- Под действием силы 25 Н вагонетка массой 500 кг приходит в движение и набирает скорость 2 м/с за время t.
- Изменение импульса: Δp = m Δv = 500 × 2 = 1000 кг·м/с.
- Импульс за время t: J = F t → t = Δp / F = 1000 / 25 = 40 с.
- Ответ: A) 40 с.
- Космический корабль массой 50 000 кг имеет двигатель тяги 10 Н, двигатель работал 6 с. На сколько изменилась скорость корабля?
- Изменение импульса: Δp = F Δt = 10 × 6 = 60 кг·м/с.
- Изменение скорости: Δv = Δp / m = 60 / 50 000 = 1,2 × 10^-3 м/с.
- Ответ: примерно 1,2×10^-3 м/с (точного варианта в списке может не быть; численно это 0.0012 м/с).
Пример с двигателем и параметрами не дан в тексте (нет отдельной задачи 6). Пропускаем.
Пуля движется горизонтально со скоростью v и попадает в неподвижное тело массой M; пуля застревает в теле. Скорость объединённого тела
- Применяем закон сохранения импульса для неупругого ударa: m v + M·0 = (m + M) V_f.
- Следовательно, V_f = (m v) / (m + M).
- Ответ: V_f = (m v) / (m + M) (вариант E в списке).
- Тележка массой 3 кг движется со скоростью 2 м/с и сталкивается с неподвижной тележкой массой 5 кг, сцепляются. Импульс тележек после столкновения равен
- До удара p_i = m1 v1 = 3 × 2 = 6 кг·м/с.
- После удара общий масса m = 3 + 5 = 8 кг, скорость совместного движения v_f = p_i / m = 6 / 8 = 0,75 м/с.
- Импульс после столкновения: p_f = m v_f = 8 × 0,75 = 6 кг·м/с.
- Ответ: 6 кг·м/с.
- Человек массой 60 кг догоняет тележку массой 40 кг и вскакивает на неё. Скорость их движения?
- До удара: p_i = 60×5 + 40×2 = 300 + 80 = 380 кг·м/с.
- После стыковки общая масса = 100 кг, скорость v_f = 380 / 100 = 3,8 м/с.
- Ответ: D) 3,8 м/с.
- Шары массами m1 и m2 движутся навстречу друг другу со скоростьами v1 и v2. После неупругого удара скорость шара t равна...
- Формула: v_f = (m1 v1 − m2 v2) / (m1 + m2) (знак зависит от направления вектора скоростей; обычно берём одну ось как положительную).
- Поскольку текст и значения частично исказились, дам общую формулу и порядок вычисления. Если подставить конкретные m1, m2, v1, v2 — получаете v_f.
- Ответ: общий метод — v_f = (m1 v1 + m2 v2, учитывая знаки) /(m1 + m2). (Из-за искажённости данных точного варианта выбрать сложно.)
- Ядро, летевшее со скоростью 20 м/с, разорвалось на два осколка массами 5 кг и 10 кг. Скорость меньшего осколка 90 м/с и направлена так же, как исходная скорость. Скорость второго осколка равна
- До взрыва: p_i = (5+10) × 20 = 15 × 20 = 300 кг·м/с.
- Меньший осколок: p1 = 5 × 90 = 450 кг·м/с.
- Остальная часть импульса: p2 = p_i − p1 = 300 − 450 = −150 кг·м/с.
- Скорость второго осколка: v2 = p2 / m2 = (−150) / 10 = −15 м/с.
- Ответ: A) −15 м/с.
- Шары массами m1 и m2 движутся навстречу друг другу со скоростями v1 и v2. После неупругого удара скорость общего шарика равна...
- Формула: v_f = (m1 v1 + m2 v2) / (m1 + m2). В задании текст и параметры искажены, поэтому дайте конкретные числа и применяйте формулу.
- Пояснение: если v1 и v2 имеют разные знаки, знак результирующей скорости будет зависеть от отношения масс и направлений.
- См. решение: разгон ядра в 20 м/с на два осколка массами 5 и 10 кг; скорость меньшего −90 м/с; скорость второго осколка вычисляется как −15 м/с (направление против исходного движения).
- Ответ: −15 м/с.
- Камень массой 2 кг брошен вертикально вверх. Начальная кинетическая энергия 400 Дж. На высоте 15 м его скорость будет равна
- Пусть g = 10 м/с^2. Потенциальная энергия на высоте 15 м: ΔU = m g h = 2 × 10 × 15 = 300 Дж.
- Энергия в начале: KE0 = 400 Дж. Тогда на высоте 15 м KE = KE0 − ΔU = 100 Дж.
- KE = (1/2) m v^2 → (1/2) × 2 × v^2 = 100 → v^2 = 100 → v = 10 м/с.
- Ответ: E) 10 м/с.
- Когда санки скатываются с горы, энергия переходит в ...
- Правильный ответ: потенциальная энергия превращается в кинетическую.
- Ответ: B) потенциальная → кинетическую.
- Тело брошено вертикально вверх со скоростью 15 м/с. Без сопротивления воздуха достигает высоты h = v^2/(2g).
- v^2 = 225, g ≈ 10, h ≈ 225 / 20 = 11,25 м.
- Ответ: A) 11,5 м (приближённо).
- Тело падало с высоты 8 м и в момент удара о Землю имеет кинетическую энергию 800 Дж. Найдите массу.
- Потенциальная энергия на высоте 8 м: m g h = m × 10 × 8 = 80 m Дж.
- По условию KE на поверхности равна 800 Дж: KE = 800 = m g h = 80 m → m = 10 кг.
- Ответ: D) 10 кг.
- Шар массой 3 кг удерживается на высоте 3 м над столиком, упругий стол с пружиной k = 700 Н/м. Максимальное сжатие пружины при ударе шара о стол равно ...
- Пусть g ≈ 10 м/с^2. Потенциальная энергия на высоте 3 м: m g h = 3 × 10 × 3 = 90 Дж.
- Всё это энергия превращается в упругую энергию пружины: (1/2) k x^2 = 90 → x^2 = 180 / 700 ≈ 0.2571 → x ≈ 0.507 м.
- Приближённо 0,5 м.
- Ответ: B) примерно 0,5 м.
- Чтобы уравновесить груз на рисунке (рисунок не приложен здесь), в точке А надо приложить силу ...
- Без рисунка не могу точно определить расстояния и силы. В общем случае: для баланса по моментам F1 d1 = F2 d2. Соответственно нужно знать длины плеч и силу F2. Присылайте рисунок — дам точное число.
- На концах рычага действуют силы 40 Н и 240 Н, перпендикулярно рычагу. Расстояние от опоры до точки приложения меньшей силы равно 6 см. При равновесии найдём длину рычага.
- Рассчёт моментов: 40 Н × 6 см = 240 Н × d2.
- d2 = (40 × 6) / 240 = 240 / 240 = 1 см.
- Длина рычага = 6 см + 1 см = 7 см.
- Ответ: E) 7 см.
Если хотите, могу привести дополнительные примеры по каждому пункту или перепроверить конкретные пункты 10, 12 и 20, если вы пришлёте уточнённые формулировки/цифры или рисунки.