NICK @nick

NICK Решения

46 Прислал задач
64 Написал решений
5.0000 Средний балл за решения

Все решения физика NICK

Найти силу тока протекающего через лампу
Создано: @nick 7 октября 2017 21:05
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

К двум батареям,соединенным параллельно, подключили электролампу, сопротивление которой 0,5 ом. э.д.с. батареи ε1 = 12 В, ε2-=10 В и их внутреннее сопротивление r1=r2=1 Ом. Найти ток протекающий через лампу.

К двум батареям,соединенным параллельно, подключили электролампу

К двум батареям,соединенным параллельно, подключили электролампу

таблица 1

Батарея 1$ε_{1}$12В
Батарея 2$ε_{2}$10В
Внутреннее сопротивление$r_{1}=r$1Ом
Внутреннее сопротивление$r_{2}=r$1Ом
Сопротивление лампы$R_{л}$0,5В
Ток лампы$I_{л}$?А
Электрическая схема подключения двух батарей и лампы

Электрическая схема подключения двух батарей и лампы

Напряжение в цепи равно сумме падений напряжений на приборах включенных в цепь

$ |\vect{U_{1}}+\vect{U_{2}}| = |(r_{1}+r_{2}+R_{л})\vect{I_{л}}| $

Или в скалярной форме

$ U_{1}-U_{2} = (r_{1}+r_{2}+R_{л})I_{л} $

Откуда находим

$ I_{л} = \frac{U_{1}-U_{2}}{r_{1}+r_{2}+R_{л}} = \frac{12-10}{1+1+0,5}= 0,8 А $

Ответ: Сила тока в лампе

$ I_{л} = 0,8 А $
Найдите модуль вектора напряженности поля в точке
Создано: @nick 6 октября 2017 13:48
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Потенциал поля создаваемого некоторой системой зарядов, зависит от координат по закону φ=a(x^2+y^2)-bz^2, где a=5 В/м^2, b=10 В/м^2. Найдите модуль вектора напряженности поля в точке с координатами (1; 1; 1). Координаты указаны в метрах.

Вектор напряженности электрического поля в каждой точке силовой линии направлен по касательной к ней

$ |\vect{E}| = φ' = a(2x+2y)-b2z =5(2×1+2×1)-10×2×1=0 $

Ответ:

$ |\vect{E}|=0 $
Найдите заряд на конденсаторе
Создано: @nick 5 октября 2017 10:01
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Электрическая энергия заряженного конденсатора емкостью 2пФ составляет 0,1 мДж. Найдите заряд на конденсаторе.

таблица 1

Электрическая энергия заряженного конденсатора$W$0,1мДж
Емкость конденсатора $C$2пФ
Заряд на конденсаторе$q$

Потенциальная энергия заряженного конденсатора определяется по формуле

$ W_{p} = \frac{q}{2C} $

Откуда находим заряд на конденсаторе

$ q = 2CW_{p}=2×2×10^{-12}×0,1×10^{6}=0,4×10^{-6} Кл $

Ответ: Заряд на конденсаторе равен

$ 0,4×10^{-6} Кл $
Найдите во сколько раз у этого конденсатора меньше напряженность электрического поля
Создано: @nick 5 октября 2017 08:32
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Два плоских конденсатора заряжены одинаковыми зарядами. У одного конденсатора емкость в два раза больше, хотя расстояние между пластинами тоже в два раза больше. Найдите во сколько раз у этого конденсатора меньше напряженность электрического поля.

Два плоских конденсатора заряжены одинаковыми зарядами

Заряд  первого конденсатора$q_{1}=q$
Заряд  второго конденсатора$q_{2}=q$
Емкость  первого конденсатора$C_{1}=2C_{2}$
Расстояние между пластинами первого конденсатора$d_{1}=2d_{2}$
$\frac{E_{1}}{E_{2}}$?

Емкость конденсатора определяется по формуле

$ C = \frac{q}{U} $

Откуда

$ U = \frac{q}{C} $

Напряжение на конденсаторе

$ U = ED $

Тогда напряженность электрического поля

$ E = \frac{\frac{q}{C}}{d} $

Для первого конденсатора

$ E_{1} = \frac{\frac{q}{C_{1}}}{d_{1}} $

Для второго конденсатора

$ E_{2} = \frac{\frac{q}{C_{2}}}{d_{2}}=\frac{\frac{q}{\frac{1}{2}C_{1}}}{\frac{1}{2}d_{1}}=\frac{q}{\frac{1}{2}C_{1}\frac{1}{2}d_{1}} $

Находим соотношение

$ \frac{E_{1}}{E_{2}} = \frac{\frac{\frac{q}{C_{1}}}{d_{1}}}{\frac{\frac{q}{\frac{1}{2}C_{1}}}{\frac{1}{2}d_{1}}}=\frac{q}{C_{1}d_{1}}}\frac{\frac{1}{2}C_{1}\frac{1}{2}d_{1}}{q}=\frac{1}{4} $

Откуда

$ 4E_{1} = E_{2} $

Ответ:

$ В 4 раза $
Во сколько раз медленнее нагреет воду до кипения нагреватель
Создано: @nick 4 октября 2017 10:58
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Найдите, во сколько раз медленнее нагреет воду до кипения нагреватель, состоящий из четырех последовательно соединенных спиралей, чем нагреватель, состоящий из четырех таких же спиралей, но соединенных параллельно.

Данные задачи: замкнутая электрическая цепь

Сопротивление спирали$R$
Количество спиралей$N$4
Мощность нагревателя при последовательном соединении$P_{посл}$
Мощность нагревателя при параллельном соединении$P_{пар}$
Найти$\frac{P_{посл}}{P_{пар}}$?

Мощность в замкнутой электрической цепи определяется по формуле

$ P = UI=U\frac{U}{R}=\frac{U^2}{R} $

где

$ R - сопротивление электрической цепи $

Для нагревателя с последовательным включением четырех спиралей сопротивление электрической цепи

$ R_{посл} = R_{1}+R_{2}+R_{3}+R_{4}=4R $

Тогда

$ P_{посл} = \frac{U^{2}}{R_{посл}}=\frac{U^{2}}{4R} $

Для нагревателя с параллельным включением четырех спиралей сопротивление электрической цепи

$ R_{пар} = \frac{\frac{R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}}{(R_{1}+R_{2})(R_{3}+R_{4})}}{\frac{R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}+\frac{R_{3}R_{4}}{R_{3}+R_{4}}}=\frac{\frac{R^{4}}{4R^{2}}}{\frac{R^{2}}{2R}+\frac{R^{2}}{2R}}=\frac{R}{4} $

и окончательно

$ P_{пар} = \frac{U^{2}}{R_{пар}}=\frac{U^{2}}{\frac{R}{4}}=\frac{4U^{2}}{R}} $

Тогда

$ \frac{P_{посл}}{P_{пар}}=\frac{\frac{U^{2}}{4R}}{\frac{4U^{2}}{R}}=\frac{1}{16} $

Откуда находим

$ 16P_{посл} = P_{пар} $

Ответ:

$ В 16 раза медленнее $
Найти силу тяги вертолета и силу, действующую со стороны груза на прицепной механизм вертолета
Создано: @nick 4 августа 2017 19:07
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Пример текста

Данные задачи: Вертолет поднимает груз на тросе

Масса вертолета$m_{в}$30000кг
Масса груза$m_{гр}$10000кг
Ускорение груза и вертолета$a$1$frac{м}{с_{2}}$
Сила тяги вертолета$F_{в}$?
 Сила, действующая со стороны груза$F_{тр}$?

Рассматриваем силы действующие на поднимаемый вертикально вверх вертолетом груз:

$ \vect{F_{m.гр}}=m_{гр}\vect{g} - сила тяжести $

и

$ \vect{F_{тр}} - сила натяжения троса $

Составляем уравнение движения груза

$ m_{гр}a = F_{тр}-F_{m.гр}=F_{тр}-m_{гр}g $

Откуда находим силу натяжения троса

$ F_{тр}=m_{гр}(g+a)=10000×(10+1)=11000 Н $

Рассматриваем силы действующие на поднимающиеся вертикально вверх вертолет и груз:

$ \vect{F_{т}} = (m_{в}+m_{гр})\vect{g} - сила тяжести $

и

$ \vect{F_{в}} - сила тяги вертолета $

Составляем уравнение движения вертолета и груза

$ (m_{в}+m_{гр})a = F_{в}-F_{т} $

Откуда находим силу тяги вертолета

$F_{в}=(m_{в}+m_{гр})(g+a)=40000(10+1)=440000 Н $

Ответ:

$ Сила, действующая со стороны груза 11000 Н $

и

$ сила тяги вертолета 440000 Н $
С какой скоростью вытекает газ их трубы
Создано: @nick 2 августа 2017 16:10
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Пример текста

Данные задачи: по цилиндрической трубе истекает горячий газ

Температура на входе$T_{1}$ 973К
Температура на выходе$T_{2}$ 573К
Скорость на входе$υ_{1}$5м/с
Давление на входе$P_{1}=nP_{2}$
$n$1,5
Скорость на входе$υ_{2}$?

Запишем уравнение Менделеева-Клайпейрона для двух состояний газа

$ P_{1}V_{1} = \frac{m}{μ}RT_{1} $

и

$ P_{2}V_{2} = \frac{m}{μ}RT_{2} $

Объем газа ежесекундно протекающего через сечение трубы

$ V = υS $

где

$ S - площадь сечения трубы $

Тогда

$ V_{1} = υ_{1}S $

и

$ V_{2} = υ_{2}S $

Подставляем в исходные уравнения и делим первое на второе

$ \frac{P_{1}υ_{1}}{P_{2}υ_{2}} = \frac{T_{1}}{T_{2}} $

По условию

$ P_{1}=nP_{2} $

Тогда

$ υ_{2} = nυ_{1}\frac{T_{2}}{T_{1}}=1,5×5\frac{573}{973}=4,4 \frac{м}{с} $

Ответ:

$ Скорость истечения газа на выходе 4,4 \frac{м}{с} $
Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа
Создано: @nick 31 июля 2017 19:04
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: газ находится под давлением

Давление газаP2атм
Плотность1,2$\frac{кг}{м^{3}}$
Средняя квадратичная скорость молекул газа$υ$?

Средняя квадратичная скорость

$ υ = \sqrt{\frac{3RT}{μ}} $

Уравнение Менделеева-Клайпейрона

$ PV = \frac{m}{μ}RT $

Или

$ P =ρ\frac{RT}{μ} $

Откуда находим

$ \frac{P}{ρ} = \frac{RT}{μ} $

и тогда

$ υ = \sqrt{3\frac{RT}{μ}}=\sqrt{3\frac{P}{ρ}}=\sqrt{3\frac{2×1,01×10^{5}}{1,2}}=711 \frac{м}{с} $

Ответ:

$ Средняя квадратичная скорость молекул газа 711 \frac{м}{с} $
Какое число молекул воды содержится в сосуде? Найти массу молекулы и оценить ее размер.
Создано: @nick 31 июля 2017 15:15
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: Вода в сосуде

Объем водыV$10^{-5}$м3
Температура водыt4°C
Число молекулN?
Масса молекулы$m_{0}$?
Размер молекулыd?

Число молекул можно найти, если определить число молей воды в занимаемом ею объеме

$ N = N_{A}ν $

Зная химическую формулу воды

$ H_{2}O $

с помощью периодической системы элементов Д.И. Менделеева находим ее молярную массу

$ μ = (1×2+16)×10^{-3}=18×10^{-3}\frac{кг}{моль} $

Число молей

$ ν = \frac{m}{μ} $

Массу вещества находим

$ m = ρV $

$ρ - плотность воды$ узнаем из таблиц физических величин, ее значение заданное при определенной температуре

Откуда находим число молекул

$ N = N_{A}\frac{ρV}{μ}=6,02×10^{23}\frac{1000×10^{-5}}{18×10^{-3}}=3,34×10^{23} молекул $

Масса одной молекулы

$ m_{0} = \frac{μ}{N_{A}}=\frac{18×10^{-3}}{6,02×10^{23}}=2,99×10^{-26} кг $

Чтобы оценить размер молекулы d, сделаем допущение: молекулы плотно прилегают друг к другу и образуют кубическую ячейку. Тогда объем молекулы

$ V_{0} = d^{3} $,

а

$ d = \sqrt{V_{0}} $

С другой стороны, объем занимаемый одной молекулой, можно найти зная объем воды и число молекул в этом объеме

$ V_{0} = \frac{V}{N}=\frac{μ}{ρN_{A}} $

И тогда находим

$ d = \sqrt{\frac{V}{N}}=\sqrt{\frac{10^{-5}}{3,34×10^{23}}}=\sqrt{\frac{μ}{ρN_{A}}}=3,11×10^{-10} м $

Ответ:

$ 3,34×10^{23} - число молекул; $

$ 2,99×10^{-26} кг - масса молекулы $

и

$ размер молекулы 3,11×10^{-10} м $
Во сколько раз изменится подъемная сила аэростата
Создано: @nick 29 июля 2017 17:41
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: аэростат наполняется газом

Водород$μ_{1}$$2×10^{-3}$$\frac{кг}{моль}$
Гелий$μ_{2}$$4×10^{-3}$$\frac{кг}{моль}$
Воздух$μ_{в}$$29×10^{-3}$$\frac{кг}{моль}$
$\frac{F_{1}}{F_{2}}$?

Подъемная сила

$ \vect{F} = sqrt{4x} $

- это результирующая двух сил: - вталкивающей силы

$ \vect{F_{A}} $

и силы тяжести

$ \vect{mg} $

Уравнение подъемной силы

$ \vect{F} = \vect{F_{A}}+\vect{mg} $

или

$ F = F_{A}-mg $

По закону Архимеда выталкивающая сила

$ F_{A} = ρ_{в}gV $

Где:

$ ρ_{в} - плотность воздуха $

и

$ V - объем аэростата $

В данном случае, подъемная сила аэростата будет изменяться из-за изменения массы газа внутри аэростата:

$ F_{1} = F_{A}-m_{1}g=ρ_{в}gV-m_{1}g $

где:

$ F_{1} - подъемная сила аэростата с водородом $

и

$ m_{1} - масса водорода; $

и

$ F_{2} = F_{A}-m_{2}g=ρ_{в}gV-m_{2}g $

где:

$ F_{2} - подъемная сила аэростата с гелием $

и

$ m_{2} - масса гелия $

Найдем отношение

$ \frac{F_{1}}{F_{2}} = \frac{g(ρ_{в}V-m_{1})}{g(ρ_{в}V-m_{2})}=\frac{m_{в}-m_{1}}{m_{в}-m_{2}} $

где:

$ m_{в} - масса воздуха вытесняемая аэростатом $

Величины m_{1}, m_{2} и m_{в} можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона, считая параметры P, V и T одинаковыми для всех газов

$ PV = (\frac{m}{μ})RT $

Тогда

$ \frac{m_{в}-m_{1}}{m_{в}-m_{2}}=\frac{μ_{в}-μ_{1}}{μ_{в}-μ_{2}} $

где

$ μ_{1}, μ_{2}, μ_{в} - молярные массы водорода, гелия, воздуха $

И окончательно

$ \frac{F_{1}}{F_{2}} = \frac{μ_{в}-μ_{1}}{μ_{в}-μ_{2}}=\frac{29-2}{29-4}=1,08 $

Ответ:

$ Подъемная сила уменьшится в 1,08 раза $
Чему равна плотность тела?
Создано: @nick 29 июля 2017 12:54
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: тело погруженное в воду

Плотность воды$ρ_{в}$1000$м^{3}$
$n=\frac{P_{1}}{P_{2}}$3
Плотность тела$ρ_{т}$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

В воздухе на тело действуют две силы: - сила тяжести;

$ \vect{F_{т}} = \vect{mg} $

и сила реакции опоры

$ \vect{N_{1}} = - \vect{P_{1}} $

Модуль

$ P_{1} = N_{1} $

Выталкивающей силой воздуха можно пренебречь, ввиду ее малости. Тогда условие равновесия тела будет иметь вид

$ \vect{N_{1}}+\vect{mg} = 0 $

или в проекции на ось x

$ mg-N_{1} = 0 $

или

$ mg = N_{1} = P_{1} $

Но

$ P_{1} = ρ_{т}gV $

В воде на тело действуют три силы: - сила тяжести;

$ \vect{F_{т}} $

- сила реакции опоры

$ \vect{N_{2}} = - \vect{P_{2}} $

или

$ P_{2} = N_{2} $

и выталкивающая сила

$ F_{A} = ρ_{в}gV $

Условие равновесия тела будет

$ \vect{F_{т}}+\vect{N_{2}}+\vect{F_{A}} = 0 $

или в проекции на ось x, это уравнение примет вид

$ F_{т}-N_{2}-F_{A} = 0 $

или

$ P_{2} = ρ_{т}gV_{т}-ρ_{в}gV $

по условию

$ P_{1} = nP_{2} $

подставляем

$ \frac{ρ_{т}gV}{n}=ρ_{т}gV_{т}-ρ_{в}gV $

и

$ ρ_{т}(\frac{V}{n}-V_{т})=-ρ_{в}V $

или

$ ρ_{т}(V_{т}-\frac{V}{n})=ρ_{в}V $

делим на V

$ ρ_{т}(1-\frac{1}{n})=ρ_{в} $

и окончательно

$ ρ_{т}(1-\frac{1}{n})=ρ_{в}\frac{n}{n-1}=1000\frac{3}{3-1}=1500 \frac{кг}{м^{3}} $

Ответ:

$ плотность тела равна 1500 \frac{кг}{м^{3}} $
Во сколько раз площадь большого поршня гидравлического пресса больше площади малого?
Создано: @nick 28 июля 2017 18:45
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: При подъеме груза с помощью гидравлического пресса, была затрачена работа

Масса грузаm2000кг
Затраченная работаA 40 Дж
Перемещение за один ходh0,1 м
Количество ходовn10
$\frac{S_{2}}{S_{1}}$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Первоначально нагрузка не давит на большой поршень

$ P_{1} = давление жидкости в обеих коленах $

Затем за 10 ходов было создано давление жидкости в обеих коленах

$ P_{2} = \frac{F_{2}}{S_{2}} $

При выполнении 10 ходов перемещение малого поршня

$ h_{1} = nh $

перемещение большого поршня

$ h_{2} $

Так как

$ P_{2} = \frac{F_{1}}{S_{1}}=\frac{F_{2}}{S_{2}} $

Работа совершенная при выполнении 10 ходов по перемещению малого поршня

$ A = Q_{1}h_{1}=F_{1}nh $

Сила Q2, получаемая с помощью гидравлического пресса, должна быть больше или равна силе тяжести груза

$ Q_{2}=F_{2} = mg $

Так как

$ F_{1}=\frac{A}{nh}=\frac{S_{1}}{S_{2}}F_{2}=\frac{S_{1}}{S_{2}}mg $

Откуда

$ \frac{S_{1}}{S_{2}}=\frac{A}{mgnh} $

И окончательно

$ \frac{S_{2}}{S_{1}}=\frac{mgnh}{A}=\frac{2000×10×10×0,1}{40}=500 $

Ответ:

$ Площадь большого поршня в 500 раз больше - малого $
Какая должна быть высота ртути, налитой в трубку, чтобы пластинка отпала?
Создано: @nick 28 июля 2017 11:52
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: Стеклянная трубка, закрытым пластинкой нижним концом, опущена воду в вертикальном положении

Глубина погружения пластинки$h_{2}$0,68м
Плотность ртути$ρ_{1}$$13,6×10^{3}$кг/м.куб
Плотность воды$ρ_{2}$$1×10^{3}$кг/м.куб
Высота ртути$h_{1}$?

До погружения в воду на пластинку действует с обеих сторон одинаковые и противоположно направленные силы, вызванные атмосферным давлением, которые уравновешивают друг друга. В погруженном положении на пластинку действуют две противоположно направленные силы:

$ F_{1} - сила давления ртути $

и

$ F_{2} = сила давления воды $

Пластинка отпадет, когда

$ F_{1} >= F_{2} $

или

$ P_{1} >= P_{2} $

Так как

$ F = PS $

Где

$ S - площадь сечения трубки $

Но

$ P_{1} = P_{А}+ρ_{1}gh_{1} $

и

$ P_{1} = P_{А}+ρ_{2}gh_{2} $

Тогда

$ P_{А}+ρ_{1}gh_{1}=P_{А}+ρ_{2}gh_{2} $

Откуда находим

$ h_{1} = \frac{ρ_{2}h_{2}}{ρ_{1}}=\frac{1×10^{3}×0,68}{13,6×10^{3}}=0,05 м $

Ответ:

$ Высота налитой ртути >=0,05 м $
Найти изменение импульса
Создано: @nick 26 июля 2017 14:38
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: шар свободно упал на горизонтальную площадку

Массой шараm0,1кг
Скорость шара$υ$10м/с
Изменение импульса (удар упругий)$∆P_{1}$?
Изменение импульса (удар не упругий)$∆P_{2}$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Шар после абсолютно упругого удара отскочит с той же по величине скоростью, что была у него до удара, но противоположной по направлению.

$ \vect{υ_{1}} $

Ось x направим вниз. До взаимодействия с площадкой импульс шара

$ \vect{P_{1}} $

направлен по оси x (как вектор). После удара импульс шара направлен по вектору скорости υ1

$ \vect{P_{2}} $

Найдем проекции импульсов на ось x и тогда

$ ∆P = P_{1}-(-P_{2}) $

Учитывая, что

$ P_{1}=P_{2} $

Находим

$ ∆P_{1} = P-(-P)=2P=2mυ=2×0,1×10= 2 кг\frac{м}{с} $

При абсолютно не упругом взаимодействии, шар не отскочит от площадки. Изменеие импульса

$ ∆P_{2} = P-(0)=P=mυ=0,1×10=1кг\frac{м}{с} $

Ответ:

$ изменение импульса шара ∆P_{1}=2 кг\frac{м}{с} $

$ изменение импульса шара ∆P_{2}=1 кг\frac{м}{с} $
Найти период обращения шарика
Создано: @nick 26 июля 2017 10:51
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: Шарик, подвешенный к потолку на нити, описывает окружность в горизонтальной плоскости

Расстояние от потолка до плоскости вращенияh 1,25 м
Период обращения шарикаT?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Силы действующие на шарик:

$ \vect{mg} - сила тяжести; $

формула 2

$ \vect{F} - сила натяжения нити. $

Изображается диагональю параллелограмма

$ \vect{F_{р}} - равнод. сил тяжести и натяжения нити $

Запишем закон движения (второй закон Ньютона)

$ F_{р} = ma $

Где

$ a = \frac{υ^{2}}{R} $

и учитывая,что

$ υ = \frac{2πR}{T} $

получаем

$ F_{р} = m(\frac{4π^{2}}{T^{2}})R $

Из треугольника ABC

$ F_{р} = mgtg(α) $

Из треугольника ADO

$ tg(α) = \frac{R}{h} $

Тогда можем записать

$ mg\frac{R}{h} = m(\frac{4π^{2}}{T^{2}})R $

откуда находим

$ T = 2π\sqrt{\frac{h}{g}}=2×3,14×\sqrt{\frac{1,25}{9,81}}=2,24 с $

Ответ:

$ период обращения шарика равен 2,24 с $
Какую наименьшую скорость, в верхней точке «мертвой петли» должен иметь самолет, чтобы не свалиться в «штопор»
Создано: @nick 25 июля 2017 15:26
поставьте оценку:
1 голосов, средний бал: 5.0000

Данные задачи: самолет выполняет «мертвую петлю»

Диаметр петлиd510м
Скорость самолета$υ$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

В верхней точке на самолет действует сила тяжести

$ \vect{mg} $

и реакция опоры (самолет летит опираясь крыльями на воздух)

$ \vect{N} $

Направим ось x вертикально вниз и запишем уравнение движения самолета в проекции на данную ось

$ N+mg = ma $

Где

$ a - центробежное ускорение $

В момент прохождения верхней точки самолет и летчик находятся в состоянии невесомости

$ N = 0 $

И тогда

$ mg = ma $

Где

$ a = \frac{υ^{2}}{R}=\frac{υ^{2}}{\frac{d}{2}} $

Откуда находим

$ υ = \sqrt{g\frac{d}{2}}=\sqrt{9,81\frac{510}{2}}=50 \frac{м}{с} $

Ответ:

$ наименьшая скорость самолета равна 50 \frac{м}{с} $
Найти массы тел, их ускорения и силу натяжения нити
Создано: @nick 25 июля 2017 11:42
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: Два тела связаны невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через блок, подвешенный на пружинных весах (динамометре)

Масса первого тела$m_{1}$
Масса второго тела$m_{2}${2m_{1}}
Показание пружинных весовF56Н
Ускорение тел$a$?
Сила натяжения нити 1$T_{1}$?
Сила натяжения нити 2$T_{2}$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

На тело массой m1 действует сила тяжести

$ \vect{m_{1}g} $

и сила натяжения нити

$ \vect{T_{1}} $

На тело массой m2 действует сила тяжести

$ \vect{m_{2}g} $

и сила натяжения нити

$ \vect{T_{2}} $

На блок действует силы натяжения нитей

$ \vect{T_{1}} и \vect{T_{2}} $

и сила упругости пружины динамометра

$ \vect{F} $

Направим ось x вертикально вниз и запишем уравнение движения каждого тела в проекциях на данную ось

$ m_{1}g - T_{1} = - m_{1}a_{1} $

$ m_{2}g - T_{2} = m_{2}a_{2} $

$ T_{1} + T_{2} - F = 0 $

Если принять массу блока равной нулю, а нить невесомой и не растяжимой, то

$ |\vect{T_{1}}| = |\vect{T_{2}}|=T $

и

$ a_{1} = a_{2} = a $

Тогда уравнения примут вид

$ m_{1}g - T = - m_{1}a $

$ 2m_{1}g - T = 2m_{1}a $

$ 2T - F = 0 $

Откуда находим

$ T = \frac{F}{2} = \frac{56}{2} = 28 Н $

Приравняв

$ m_{1}(g+a) = 2m_{1}(g-a) $

Откуда, раскрыв скобки, находим

$ a = \frac{g}{3} = \frac{9,81}{3} = 3,3 \frac{м}{с^{2}} $

и

$ m_{1} = \frac{T}{g+a} = \frac{T}{g+\frac{g}{3}} = \frac{3T}{4g} = \frac{3×28}{4×9,81} = 2,14 кг $

$ m_{2} = 2m_{1} =2×2,14 =4,28 кг $

Ответ:

$ Ускорение тел 3,3 \frac{м}{с^{2}}, масса тел 2,14 кг и 4,28 кг $
Найти угловую скорость и частоту вращения барабана лебедки
Создано: @nick 24 июля 2017 17:00
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: груз поднимается с помощью лебедки

Линейная скорость$υ_{гр}$0,628м/с
Диаметр барабанаd0,16м
Угловая скорость$ω$?
Частота вращения барабана лебедкиn?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Как видно из рисунка радиус вращения точки на поверхности барабана

$ r = \frac{d}{2}=\frac{0,16}{2}=0,08 м $

Угловая скорость связана с частотой вращения соотношением

$ ω = 2πn = 2π(\frac{N}{t}) $

Где:

$ t - время вращения; $

$ N - количество оборотов за время вращения $

Линейная скорость

$ υ_{гр} = \frac{2πr}{T} $

Где:

$ T - время совершения одного оборота $

Откуда находим

$ T = \frac{2πr}{υ_{гр}} $

Тогда

$ n = \frac{1}{T} = \frac{υ_{гр}}{2πr}=\frac{0,628}{2×3,14×0,08}=1,25 с^{-1} $

И

$ ω = 2πn = 2×3,14×1,25 = 7,85 \frac{рад}{с} $

Ответ:

$ Частота вращения барабана лебедки 1,25 с^{-1}; $

$ Угловая скорость 7,85 \frac{рад}{с}. $
Определить угловую и линейную скорости и центростремительное ускорение
Создано: @nick 23 июля 2017 16:48
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: Точки земной поверхности, расположенные на полюсе, экваторе и широте 45°

Суточный период вращения земли$T$$8,64×10^4$с
Радиус земли$R_{З}$$6,4×10^6$м
Угловая скорость$ω$?
Линейная скорость$υ$?
Центростремительное ускорение$a_{ц}$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Как видно из рисунка радиус вращения точки на земной поверхности

$ r = R_{З}cos(φ) $

Все точки земной поверхности совершают полный оборот за период времени T равный суткам. Поэтому угловая скорость

$ ω = \frac{2π}{T}=\frac{2×3,14}{8,64×10^4}=7,26×10^{-5} с^{-1} $

одинакова для всех точек. Линейная скорость по определению

$ υ = \frac{2πr}{T} $

или

$ υ_{φ} = \frac{2πR_{З}}{T}cos(φ) $

Центростремительное ускорение

$ a_{ц} = \frac{(υ_{φ})^{2}}{r} $

Подставляя значения угла в полученные уравнения находим:

$ на полюсе: φ = 90°, υ=0, a_{ц}=0; $

$ на широте 45°: φ = 45°, υ=326 \frac{м}{с}, a_{ц}=2,38×10^{-2}\frac{м}{с^2}; $

$ на экваторе: φ = 0°, υ=465 \frac{м}{с}, a_{ц}=3,4×10^{-2}\frac{м}{с^2} $
Через какое время пароходы друг для друга скроются из вида
Создано: @nick 21 июля 2017 16:05
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: Курсы двух пароходов плывущих в море пересеклись

Скорость первого парохода$υ_{1}$16км/ч
Скорость второго парохода$υ_{2}$23км/ч
Угол между курсами пароходов$α$60град
Время в пути$τ$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Рассмотрим движение первого парохода в двух системах отсчета, одна из которых связана с землей и поэтому неподвижна, а другая связанная со вторым пароходом - движущаяся относительно берега равномерно и прямолинейно.

Тогда, в соответствии с классическим законом сложения скоростей

$ \vect{υ_{1}} = \vect{υ_{2}}+\vect{υ_{12}} $

Где

$υ_{1} и υ_{2}$ - скорости пароходов в системе отсчета, связанной с берегом;

скорость первого парохода в системе отсчета, связанной со вторым кораблем.

$υ_{12}$

Отсюда

$ \vect{υ_{12}} = \vect{υ_{1}}-\vect{υ_{2}} $

Из векторного треугольника по теореме косинусов находим модуль

$ |\vect{υ_{12}}| = \sqrt{(υ_{1})^{2}+(υ_{2})^{2}-2υ_{1}υ_{2}cos(α)}=20,42 \frac{км}{ч} $

Тогда

$ τ = \frac{S}{υ_{12}} = \frac{S}{\sqrt{(υ_{1})^{2}+(υ_{2})^{2}-2υ_{1}υ_{2}cos(α)}}=0.49 ч $

Ответ:

$ пароходы скроются из вида друг для друга через 0,49 ч $
Найти ускорение движения бруска и силу натяжения нити
Создано: @nick 20 июля 2017 11:25
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: брусок скользит по горизонтальной плоскости

Масса бруска$m_{1}$2кг
Масса груза$m_{2}$0,5кг
Коэффициент трения бруска о поверхность$μ$0,1
Ускорение движения бруска$a$?
Сила натяжения нитиT?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

На брусок действуют силы:

Сила тяжести

$ m_{1}g $

Сила нормальной реакции опоры

$ N $

Сила натяжения нити

$ T_{1} $

Сила трения

$ F_{тр} $

На груз действуют силы:

Сила тяжести

$ m_{2}g $

Сила натяжения нити

$ T_{1} $

Запишем для бруска и для груза уравнения в векторной форме

$ \vect{m_{1}g}+\vect{N}+\vect{T}+\vect{F_{тр}} = \vect{m_{1}a_{1}} $

$ \vect{m_{2}g}+\vect{T_{2}} = \vect{m_{2}a_{2}} $

Спроецируем силы действующие на брусок на выбранные направления осей x и y, получим:

ось x:

$ T-F_{тр} = m_{1}a_{1} $

ось y:

$ m_{1}g - N = 0 $

Из уравнения для оси y

$ m_{1}g = N $

Поэтому

$ F_{тр} = μN = μm_{1}g $

Тогда уравнение для оси x принимает вид

$ T_{1}-μm_{1}g = m_{1}a_{1} $

Спроецируем силы действующие на груз на направление оси y, получим:

ось y:

$ m_{2}g - T_{2} = m_{2}a_{2} $

Так как нить невесомая и нерастяжимая, а масса блока пренебрежимо мала, поэтому

$ T_{1} = T_{2} = T $

и

$ |a_{1}| = |a_{2}| = a $

Тогда уравнения для бруска и для груза принимаю вид

$ T - μm_{1}g = m_{1}a $

$ m_{2}g - T = m_{2}a $

Решаем их как систему уравнений:

$ m_{2}g - m_{2}a = T $

тогда

$ m_{2}g - m_{2}a - μm_{1}g = m_{1}a $

и

$ (m_{2} - μm_{1})g = (m_{2}+m_{1})a $

откуда

$ a = \frac{(m_{2} - μm_{1})g}{m_{2}+m_{1}}=\frac{(0,5 - 0,1×2)×10}{0,5+2}=1,2 \frac{м}{с^{2}} $

и

$ T = m_{2}(g - a) = 0,5×(10 - 1,2) = 4,4 Н $

Ответ:

$ Ускорение движения бруска 1,2 \frac{м}{с^{2}} $

и

$ Сила натяжения нити 4,4 Н $
Определить величину и направление ускорения лифта
Создано: @nick 19 июля 2017 14:37
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: опускающийся лифт с грузом

Масса грузаm140кг
Сила реакции пола N1440 Н
Ускорения лифта$a$
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

формула 1

$ Σ\vect{F} = \vect{mg}+\vect{N} $

или

$ ma = mg-N $

Откуда находим

$ a = g-\frac{N}{m}=9,81-\frac{1440}{140}=-0,48 \frac{м}{с^{2}}$

Ответ:

$ Ускорение лифта 0,48 \frac{м}{с^{2}} и оно направлено вверх $
С какой силой нужно действовать на тело, чтобы оно падало вертикально вниз с ускорением 15 м/c2
Создано: @nick 19 июля 2017 12:55
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: тело падает вертикально вниз

Масса тела$m$5кг
Ускорение$a$15$\frac{м}{с^{2}}$
Дополнительная сила$F_{доп}$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

На тело действуют две силы

$ Σ\vect{F} = \vect{mg}+\vect{mb} $

где

$ b - ускорение от силы F_{доп} $

Тогда

$ ma = mg+mb $

Откуда

$ b = a-g $

Тогда

$ F_{доп} = m(a-g)= 5(15-10)=25 Н $

Ответ:

$ на тело нужно действовать вниз силой 25 Н $
Определить положения центра тяжести системы шаров
Создано: @nick 19 июля 2017 09:04
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Изобразим условие задачи на рисунке

Изобразим условие задачи на рисунке

Находим центр тяжести двух шаров массой m каждый

$ На середине стороны треугольника, их соединяющей $

Находим центр тяжести двух шаров массой 2m каждый. На середине

$ биссектрисы угла треугольника, их соединяющей $

Ответ: Центр тяжести этой системы шаров расположен на середине биссектрисы угла треугольника в вершине,которого находится шар массой 2m

Определить положения центра тяжести стержня
Создано: @nick 18 июля 2017 10:05
поставьте оценку:
1 голосов, средний бал: 5.0000

Данные задачи: Стержень одинакового поперечного сечения, состоящий из двух равных частей - железной и свинцовой

Длина стержняL0,4м
Положения центра тяжести стержня?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Лестница находится в равновесии, тогда для сил лежащих в одной плоскости (изображенных на рисунке) должны выполняться следующие условия:

$ Σ\vect{F_{x}} = 0 $

$ Σ\vect{F_{y}} = 0 $

$ M\vect{F_{y}} = 0 $

Откуда:

$ G_{F}+G_{P} = N $

Где вес железной половины стержня

$ G_{F} = ρ_{F}\frac{L}{2}Sg $

Где вес свинцовой половины стержня

$ G_{P} = ρ_{P}\frac{L}{2}Sg $

Моменты относительно начала координат

$ M_{G_{F}}+M_{G_{P}} = M_{N} $

или

$ ρ_{F}\frac{L}{2}Sg\frac{L}{4}+ρ_{F}\frac{L}{2}Sg\frac{3L}{4} = (ρ_{F}\frac{L}{2}Sg+ρ_{P}\frac{L}{2}Sg)x_{C} $

Откуда

$ x_{C} = \frac{(ρ_{F}\frac{1}{4}+ρ_{P}\frac{3}{4})L}{ρ_{F}+ρ_{P}}=\frac{(7,9\frac{1}{4}+11,3\frac{3}{4})0,4}{7,9+11,3}=0,218 м $

Ответ:

От свинцового конца до центра тяжести 0,182 м $
Под каким наименьшим углом к горизонту можно прислонить лестницу к гладкой вертикальной стене
Создано: @nick 17 июля 2017 19:14
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: Лестница прислонена к гладкой вертикальной стене

Коэффициент трения лестницы о полf0,4
Угол к горизонтуα
Длина лестницыL
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Лестница находится в равновесии, тогда для сил лежащих в одной плоскости и изображенных на рисунке должны выполняться следующие условия:

$ Σ\vect{F_{x}} = 0 $

$ Σ\vect{F_{y}} = 0 $

$ Σ\vect{M_{A}} = 0 $

Откуда:

$ F_{тр} = T $

$ N = G $

$ TLsin(α) = G\frac{L}{2}cos(α) $

Откуда

$ tg(α) = \frac{G}{2T}=\frac{G}{2G0,4}=\frac{1}{2×0,4}=1,25 $

тогда

$ arctg(α) = arctg(1,25)=0,896 рад.$

Переводим радианы в градусную меру

$ α = \frac{0,896×180}{3,14}= 51,36 град. $

Ответ:

$ Минимальный угол лестницы к горизонту 51,36 ° $
Определить скорость лодки и скорость течения реки
Создано: @nick 17 июля 2017 11:10
поставьте оценку:
1 голосов, средний бал: 5.0000

Данные задачи: лодка переплывает реку

Ширина рекиb100м
Смещение лодкиa25м
Время в путиt100с
Скорость лодкиυ_л?
Скорость рекиυ_р?
Изобразим на рисунке условие задачи

Изобразим на рисунке условие задачи

За время пути перемещение лодки складывается из двух взаимно перпендикулярных перемещений - поперек реки и вдоль реки

$ \vect{S_{л}} = \vect{S_{x}}+\vect{S_{y}} $

Согласно закону прямолинейного равномерного поступательного движения составляем уравнение

$ \frac{b}}{υ_{лм}}= \frac{S_{x}}{υ_{р}}=t $

Откуда находим

$ υ_{р} = \frac{S_{a}}{t}=\frac{25}{100}=0,25 \frac{м}{с} $

и

$ υ_{лм} = \frac{b}{t}=\frac{100}{100}=1 \frac{м}{с} $

Тогда

$ υ_{л} = \sqrt{(υ_{лм})^{2}+(υ_{р})^{2}}=\sqrt{(1)^{2}+(0,25})^{2}}=1,03 \frac{м}{с} $

Ответ:

$ Скорость реки 1 \frac{м}{с}, а скорость лодки 1,03 \frac{м}{с} $
Определить скорость движения пули
Создано: @nick 16 июля 2017 19:21
поставьте оценку:
1 голосов, средний бал: 5.0000

Данные задачи: пуля пробивает вагон насквозь

Ширина  b3,6 м
Скорость вагона  υ_{в}15 м/c
Смещение отверстий от пули (путь вагона)S_{в}0,18 м
Пуля летит перпендикулярно направлению движения вагона
Скорость движения пулиυ_{п}?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Согласно закону прямолинейного равномерного поступательного движения составляем уравнение

$ \frac{S_{в}}{υ_{в}} =\frac{S_{п}}{υ_{п}}= t $

Путь пули

$ S_{п}=\sqrt{b^{2}+(S_{в})^{2}}=\sqrt{(3,6)^{2}+(0,18)^{2}}=3,6045 м $

Из уравнения находим

$ υ_{п} = \frac{S_{п}υ_{в}}{S_{в}}=\frac{3,6045×15}{0,18}=300,375 \frac{м}{с} $

Ответ:

$ Скорость движения пули 300,375 \frac{м}{с} $

Комментарии

Мала скорость вагона или велика скорость пули.
ответить @nick
16 июля 2017 19:48
С какой скоростью и по какому курсу должен лететь самолет
Создано: @nick 15 июля 2017 15:38
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: прокладка курса самолета

Время в полете$t$2 ч
Пройденный путь$S$500км
Ветер северо-западный под углом к меридиану$β$30 град.
По какому курсу должен лететь самолет$α$?
С какой скоростью должен лететь самолет$ν_{с}$?
Изобразим на рисунке условия задачи

Изобразим на рисунке условия задачи

Уравнение пройденного пути при равномерном поступательном движении

$ S = (ν_{сy}-ν_{вy})t $

Откуда находим скрость

$ ν_{сy} = ν_{см}+ν_{вy}=\frac{S}{t}+ν_{в}cos(β)=\frac{500}{2}+30×0,866=276 \frac{км}{ч}$

Проекция скорости на ось x

$ ν_{сx} = ν_{вx}=ν_{в}sin(β)=30×sin(\frac{π}{6})=15 \frac{км}{ч}$

Скорость самолета

$ν_{с}=\sqrt{(ν_{сy})^{2}+(ν_{сx})^{2}}=\sqrt{76176+225}=276,41 \frac{км}{ч} $

Находим курс самолета

$ sin(α) = \frac{ν_{сx}}{ν_{с}}=\frac{15}}{276,41}=0.054 $

определяем угол α

$ arcsin(α) = arcsin(0.054)=0.054 рад $

Переводим в градусы

$ α = \frac{0.054×180}{π}=\frac{0.054×180}{3,14}=3,1 град $

Ответ:

$ Скорость самолета 276 \frac{км}{ч}, а курс 3,1° на С_З $
Определите магнитную индукцию в точке, удаленной от одного проводника на растояние r1=6см,а от другого r2=8см.
Создано: @nick 15 июля 2017 09:43
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Данные задачи: По двум длинным параллельным проводам текут токи в одном направлении

Ток в проводе 1$I_{1}$10А
Ток в проводе 2$I_{1}$10А
Удаление точки  от одного проводника 1 $r_{1}0,06м
Удаление точки  от одного проводника 2$r_{2}0,08м
μ_{0}$10^{-7}$frac{Гн}{м}
Магнитная индукция в точке$B$?
Данные задачи изобразим на рисунке

Данные задачи изобразим на рисунке

Так как

$ \vect{B}=\vect{B_{1}}+\vect{B_{2}}$

и

$ (L)^{2}=(r_{1})^{2}+(r_{2})^{2}$

То

$ B^{2} = (B_{1})^{2}+(B_{1})^{2}=sqrt{4x} $

Где

$ B_{1} = \frac{μ_{0}I_{1}}{2πr_{1}} $

и

$ B_{2} = \frac{μ_{0}I_{2}}{2πr_{2}} $

Индукция магнитных полей в точке C, создаваемая проводами в отдельности

Тогда

$ B = \frac{μ_{0}}{2π}sqrt{\frac{(I_{1})^{2}}{(r_{1})^{2}}+\frac{(I_{2})^{2}}{(r_{2})^{2}}}=\frac{10^{-7}}{2×3,14}×208=33×10^{-7} Тл $

Ответ:

$ Магнитная индукция в точке C равна 33×10^{-7} Тл $
Страницы:  123Следующие →
Записать новую задачу Все задачи Все темы Все физики