ГлавнаяФизикаРешение задач. Ответы

Физика - это просто!

МЕХАНИКА
· Измерения. Системы измерений
· Перемещение
· Скорость
· Ускорение
· Нестандартные связи
· Векторы
· S, V, a - векторные величины
· Первый закон Ньютона
· Второй закон Ньютона
· Третий закон Ньютона
· Гравитация
· Трение
· Свободное падение
· Вращательное движение
· Закон всемирного тяготения
· Работа
· Энергия
· Импульс
· Закон сохранения импульса
· Измерение скорости с помощью ЗСИ
· Параметры вращательного движения
· Вращательное движение и векторы
· Момент силы
· Условие равновесного состояния
· Вращательное движение и 2 закон Ньютона
· Момент инерции протяженного объекта
· Энергия и работа при вращательном движении
· Момент импульса
· Закон Гука
· Простое гармоническое движение
· Энергия гармонического движения
· Маятниковое движение
ТЕРМОДИНАМИКА
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Онлайн тесты по ЕГЭ

Физика. Решение задач. Ответы



Перемещение в пространстве

Предмет переместился из начальной точки отсчета координат (точка А; X=0;Y=0;Z=0) в точку Б с координатами X=3; Y=4; Z=5. Чему будет равно перемещение предмета?

Перемещение в пространстве

Решение немногим отличается от решения на плоскости. Используем ту же теорему Пифагора, только применяем ее два раза.

Сначала определим длину проекции (отрезок АБXY) перемещения АБ на плоскость XY:

АБXY = √ΔX2 + ΔY2 = √32 + 42 = 5

Теперь можем определить искомое перемещение АБ:

АБ = √АБXY2 + ΔZ2 = √52 + 52 = 7,071... Округляем до 7

Ответ: Перемещение предмета составило 7 единиц.


Перемещение, скорость - векторы

Дмитрий Саутин выполняет прыжок в воду с 10-метровой вышки (h=10м), имея во время отталкивания горизонтальную скорость V=2 м/с. Определите скорость Дмитрия во время вхождения в воду и как далеко это произойдет от края вышки?

Скорость как вектор

Решение задачи:

Из условия задачи следует, что компоненты скорости спортсмена равны (2;0) и он находится в 10 метрах от поверхности воды. В процессе падения он будет двигаться с постоянным ускорением g=9,8м/с2 (ускорение свободного падения).

Определяем расстояние "приводнения" от края вышки.

Т.к. ускорение происходит только в вертикальной плоскости (ось Y), то компонента скорости Vx не меняется. Значит, расстояние по горизонтали = Vx·t, где t - время полета спортсмена.

Перемещение по вертикали с учетом притяжения Земли:

Sy = 1/2·ay·t2

Находим время полета спортсмена: t = √2Sy/ay = √2·10/9,8 = 1,4c

Теперь можем определить расстояние приводнения от края вышки: Sx = Vx·t = 2,0(м/с)·1,4(с) = 2,8м

Спортсмен войдет в воду на расстоянии 2,8 метра от края вышки.

Теперь перейдем к определению скорости спортсмена при вхождении в воду.

Мы знаем, что компонента скорости Vx неизменна (2;0).

По оси Y сила тяготения Земли ускорила спортсмена - нам надо определить величину компоненты скорости прыгуна по вертикали:

Vy1 - Vy0 = ay·t

Vy0 - начальная вертикальная скорость = 0

ay = g = 9,8м/с2

Vy1 = g·t = 9,8(м/с2)·1,4(с) = 14м/с

Но, поскольку g является вектором, направленным к центру Земли (т.е., вниз - отрицательное направление оси Y), то на поверхности земли вектор g=-9,8м/с2:

Vy1 = -14 м/с

Компоненты конечной скорости спортсмена = (2;-14) м/с. Величина вектора скорости (из теоремы Пифагора):

V = √(-14)2 + (2)2 = 14,1 м/с

Ответ:
Скорость спортсмена при вхождении в воду примерно равна 14,1 м/с

Расстояние вхождения в воду от края вышки - 2,8 м.


Второй закон Ньютона

Какую силу необходимо приложить к автомобилю весом 1 тонна, чтобы разогнать его с места до 100 км/ч за 10 секунд? Трением можно пренебречь.

Решение задачи:

Сначала находим величину необходимого ускорения:

a = ΔV/Δt = (V1-V0)/(t1-t0)

Прежде, чем подставлять значения, необходимо перевести единицы измерения к нужному виду. В системе СИ скорость измеряется в м/с

100 км/ч = 100·1000(м)/3600(с) = 28 м/с

a = 28/10 = 2,8 м/с2

Теперь, из второго закона Ньютона:

ΣF = m·a = 1000(кг)·2,8(м/с2) = 2800 Н

Ответ: 2800 Н


Третий закон Ньютона

Состояние равновесия

Какую прочность должна иметь балка, чтобы выдержать силу сопротивления F2 (F1=14 Н)?



Решение задачи:

Имеем только две горизонтальные силы: F2 и X-компонента силы F1 = 14 Н.

Надо найти F2.

Определяем X-компоненту силы F1:

F1x = F1·cos45° = 14·(0,7) = 10 Н

Именно эта компонента силы натяжения проволоки равна силе сопротивления балки:

F2 = 10 Н

Ответ: F2 = 10 Н



В начало страницы