Задачи и упражнения к главе III. Работа и мощность

Related posts:

1. Задачи и упражнения к главе 2 «Динамика» 37. При вращении точильного камня все его частицы движутся вместе с ним по окружности. Но как только какая-нибудь частичка отрывается от камня, она начинает двигаться по прямой линии (см. рис. 8). Почему? 38. Почему споткнувшийся человек падает вперед? 39. Может ли тело двигаться в сторону, противоположную направлению действия силы? Что при этом будет происходить с ... Читать далее...
2. Силы упругости 1. Проявление сил упругости и их природа Как вы уже знаете из курса физики основной школы, силы упругости связаны с деформацией тел, то есть изменением их формы и (или) размеров. Связанная с силами упругости деформация тел не всегда заметна (подробнее мы остановимся на этом ниже). По этой причине свойства сил упругости изучают обычно, используя для ... Читать далее...
3. Движение системы связанных тел без учета трения 1. Движение тел в одном направлении Пусть по гладкому столу под действием горизонтальной силы движутся бруски массой m1 и m2 связанные легкой нерастяжимой нитью (рис. 22.1). ? 1. Используя рисунок 22.1, объясните смысл следующих уравнений: Указание на то, что нить легкая, означает, что массой нити можно пренебречь. В таком случае равнодействующую приложенных к нити сил ... Читать далее...
4. Лабораторные работы по физике, 10 класс 1. Измерение ускорения тела при равноускоренном движении Цель работы: измерить ускорение шарика, скатывающегося по наклонному желобу. Оборудование: металлический желоб, стальной шарик, металлический цилиндр, измерительная лента, секундомер или часы с секундной стрелкой. (Для устойчивости к концам желоба можно приклеить кусочки ластика.) Описание работы Движение шарика, скатывающегося по желобу, можно приблизительно считать равноускоренным. При равноускоренном движении без ... Читать далее...
5. Неравномерное движение по окружности в вертикальной плоскости 1. Груз, подвешенный на нити и стержне Шарик массой m подвешен в точке O на нити длиной l (рис. 33.1). Отведем его на угол 90′ и отпустим без толчка. Шарик начнет двигаться по окружности. Обозначим скорость, с которой шарик проходит положение равновесия (рис. 33.2). ? 1. Используя рисунок 33.2, ответьте на вопросы: а) Какие силы ... Читать далее...
6. Потенциальная энергия 1. Определение потенциальной энергии В предыдущем параграфе мы говорили о работе, которую может совершить тело за счет уменьшения своей скорости, а теперь нас будет интересовать работа, которую может совершить тело или система тел вследствие изменения положения тел. Рассмотрим примеры. Работа поднятого груза. Когда подвешенный на тросе груз равномерно движется вниз, он действует на трос силой, ... Читать далее...
7. Условия применения закона сохранения импульса Как мы уже говорили, в точности замкнутых систем тел не существует. Поэтому возникает вопрос: в каких случаях можно применять закон сохранения импульса к незамкнутым системам тел? Рассмотрим эти случаи. 1. Внешние силы уравновешивают друг друга или ими можно пренебречь С этим случаем мы уже познакомились в предыдущем параграфе на примере двух взаимодействующих тележек. В качестве ... Читать далее...
8. Движение по горизонтали и вертикали 1. Движение по горизонтали Сила направлена горизонтально Пусть к бруску массой m, находящемуся на столе, приложена горизонтально направленная сила , а начальная скорость бруска 0 направлена в ту же сторону, что и сила (рис. 20.1). Коэффициент трения между бруском и поверхностью обозначим μ. (Здесь и далее будем подразумевать горизонтальный стол.) (Чтобы выбрать правильное соотношение сил ... Читать далее...
9. Движение системы тел 1. Гладкая горка и шайба Горка с одной вершиной Пусть на гладком столе покоится гладкая горка массой M и высотой H (рис. 34.1). На нее налетает со скоростью 0 шайба массой m. Двигаясь по горке, шайба не отрывается от нее. Возможны три варианта развития событий. 1) Шайба не достигнет вершины горки и соскользнет по тому ... Читать далее...
10. Механическая работа. Мощность 1. Определение работы С механической работой (работой силы) вы уже знакомы из курса физики основной школы. Напомним приведенное там определение механической работы для следующих случаев. Если сила направлена так же, как перемещение тела, то работа силы A = Fs (1) В этом случае работа силы положительна. Если сила направлена противоположно перемещению тела, то работа силы ... Читать далее...
11. Условия равновесия тела 1. Первое условие равновесия тела Выясним, при каких условиях тело, покоящееся относительно некоторой инерциальной системы отсчета, останется в покое. Если тело покоится, то его ускорение равно нулю. Тогда согласно второму закону Ньютона должна быть равна нулю и равнодействующая приложенных к телу сил. Поэтому первое условие равновесия можно сформулировать так: Если тело находится в покое, то ... Читать далее...
12. Кинетическая энергия Из первых параграфов этой главы следует, что если суммарная работа сил, действующих на тело, положительна, то скорость тела относительно инерциальной системы отсчета увеличивается. Напротив, если эта работа отрицательна, то скорость тела уменьшается. Таким образом, изменение скорости движения тела и работа, совершенная над этим телом, связаны. Найдем эту связь. Пусть на гладкой горизонтальной плоскости в точке ... Читать далее...
13. Задачи и упражнения по теме «Электрические явления» 1. Как заряжена гильза 1 (рис. 111, а), если гильза 2 заряжена положительно? 2. Как заряжена гильза 2 (рис. 111, б), если гильза 1 заряжена отрицательно? 3. При соединении поврежденных проводов монтер надевает резиновые перчатки. Зачем он это делает? 4. При наливании бензина корпус бензовоза при помощи металлического проводника соединяют с землей. Зачем это делают? ... Читать далее...
14. Импульс — значит толчок Загляните в словарь иностранных слов: «импульс» — от лат. impulsus — толчок, удар, побуждение». Эффект, производимый ударом, всегда вызывал удивление у человека. Почему тяжелый молот, положенный на кусок металла на наковальне, только прижимает его к опоре, а тот же молот ударом молотобойца плющит металл? А в чем секрет старого циркового трюка, когда сокрушительный удар молота ... Читать далее...
15. Движение системы тел. Учет трения со стороны внешних тел 1. Движение тел в одном направлении Движение поезда Пусть поезд едет с постоянной скоростью по горизонтальной дороге. При этом вертикальные силы, действующие на любой из вагонов и на локомотив (сила тяжести и сила нормальной реакции), уравновешивают друг друга. (Тепловоз или электровоз, который тянет поезд.) Рассмотрим горизонтально направленные силы. Начнем с последнего вагона (рис. 23.1). На ... Читать далее...
16. «Его батальон» Быкова в кратком содержании Траншея неглубокая, сухая и пыльная — наспех отрытая за ночь в только что оттаявшем от зимних морозов, но уже хорошо просохшем пригорке. Чтоб не высовываться, Волошин стоял согнувшись, при его высоком росте это было утомительно. Меняя позу, он свалил с бруствера комок земли, больно ударивший сидящего рядом Джима, послышался обиженный собачий визг. Комбат внимательно рассматривал ... Читать далее...
17. Задачи и упражнения к главе II. Движение и взаимодействие тел Укажите, относительно каких тел пассажир, находящийся в каюте теплохода, находится в покое и относительно каких тел он движется. Укажите, относительно каких тел ученик, читающий дома книгу, находится в покое и относительно каких тел он движется. Выразите в метрах следующие расстояния: 15 см; 2 км; 40 мм. Выразите в метрах следующие расстояния: 5 см; 35 км; ... Читать далее...
18. Зависимость силы упругости от деформации. Закон Гука Зависимость сил упругости от деформации была установлена экспериментально английским физиком Робертом Гуком в середине XVII в. Давайте и мы обратимся к опыту. Подвесим к потолку легкий резиновый шнур длиной l0 (рис. 99, а). К нижнему концу шнура прикрепим груз небольшой массы m. Начнем постепенно отпускать груз, чтобы он медленно двигался вниз, а шнур все больше ... Читать далее...
19. Кинетическая энергия и механическая работа 1. Кинетическая энергия Пусть на покоящееся вначале тело массой m действуют постоянные силы, равнодействующую которых обозначим (рис. 29.1). Если перемещение тела равно , работа равнодействующей Aрд = Fs. (1) Индекс «рд» подчеркивает, что речь идет о работе равнодействующей всех приложенных к телу сил. Дело в том, что мы будем использовать сейчас второй закон Ньютона, согласно ... Читать далее...
20. Вес и невесомость 1. Вес тела, движущегося с ускорением В § 12 мы доказали, что вес покоящегося тела равен действующей на это тело силе тяжести. Рассмотрим теперь вес тела, движущегося с ускорением. Это ускорение телу сообщает равнодействующая силы тяжести и силы, действующей со стороны опоры (или подвеса). Поэтому, говоря далее об ускорении тела, мы должны понимать, что оно ... Читать далее...
21. Задачи и упражнения к главе 3 «Колебания и волны» 91. Ветви камертона совершают колебания с частотой 440 Гц. Чему равен период этих колебаний? Сколько колебаний успевают совершить ветви этого камертона за 1,5 с? 92. Маятник совершил 180 колебаний за 72 с. Определите период и частоту колебаний маятника. 93. По графику колебаний, изображенному на рисунке 98, определите амплитуду, период и частоту колебаний. 94. Определите амплитуду, ... Читать далее...
22. Применение уравнения состояния идеального газа 1. Учет гидростатического давления Сжатие воздуха в сосуде, погруженном в воду Рассмотрим следующую ситуацию. Пустую открытую стеклянную бутылку опускают в воду на глубину h. ? 1. Объясните, почему при погружении бутылки дном вниз воздух из нее выходит пузырьками и бутылка наполняется водой (рис. 46.1). ? 2. Почему при этом бутылка сразу тонет? ? 3. Объясните, ... Читать далее...
23. Движение системы тел. Учет трения между телами системы 1. Тела в начальном состоянии движутся друг относительно друга Пусть на гладком столе лежит доска длиной L и массой mд. На краю доски находится небольшой брусок массой mб (рис. 24.1). Коэффициент трения между бруском и доской μ. В начальный момент доска покоится, а бруску толчком сообщают начальную скорость 0, направленную вдоль доски. Как будут двигаться ... Читать далее...
24. Разрывы и столкновения 1. Разрыв летящего снаряда В этом параграфе мы будем предполагать, что сопротивлением воздуха можно пренебречь. ? 1. Выпущенный вертикально вверх снаряд разорвался в верхней точке траектории на два осколка массой m1 и m2 (рис. 32.1). Чему равно отношение скоростей осколков после разрыва? (Под скоростями до и после разрыва или столкновения здесь и далее мы понимаем ... Читать далее...
25. Применение условий равновесия твердого тела Рассмотрим примеры того, как можно на практике применить условия равновесия твердого тела. Пример 1. Равноплечие весы Еще с древнейших времен для определения массы тел люди использовали равноплечие весы (рис. 137). Понять принцип их работы просто, если воспользоваться вторым условием равновесия твердого тела. Коромысло весов может поворачиваться вокруг оси, проходящей через точку O. На равных расстояниях ... Читать далее...
26. Коэффициент полезного действия Используя тот или иной механизм, мы совершаем работу, всегда превышающую ту, которая необходима для достижения поставленной цели. В соответствии с этим различают полную или затраченную работу Aз и полезную работу Aп. Если, например, наша цель — поднять груз массой M на высоту H, то полезная работа — это та, которая обусловлена лишь преодолением силы тяжести, ... Читать далее...
27. Задачи и упражнения к главе 4 «Внутренняя энергия» 115. В один стакан налили 100 мл холодной воды, в другой — такое же количество горячей воды. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией? 116. Что происходит с внутренней энергией человека, когда после жара у него восстанавливается нормальная температура? 117. Почему, если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки? 118. При ... Читать далее...
28. Задачи и упражнения по теме «Гравитационные явления» 151. Чему равен гравитационный заряд космонавта массой 75 кг? 152. Во сколько раз гравитационный заряд двухпудовой гири больше гравитационного заряда кирпича массой 2 кг? 153. Найдите силу гравитационного притяжения, действующую между Землей и Солнцем, если масса Земли равна 6 * 1024 кг, а масса Солнца — 2 * 1030 кг. Расстояние от Земли до Солнца ... Читать далее...
29. Система тел. Потенциальная энергия Не только кинетическая энергия определяет величину работы, которую могут совершить тела системы. Действительно, между телами обычно существуют силы взаимодействия. Пусть имеются несколько взаимодействующих друг с другом тел. Будем рассматривать эти тела как нечто целое. В таких случаях говорят, что эти тела образуют систему тел. Все силы, действующие на тела системы, принято разделять на два вида. ... Читать далее...
30. Мощность Как вы уже знаете, система тел, обладающая механической энергией, может совершить работу над внешними телами. В этом случае говорят, что тела этой системы являются источниками силы. Одна и та же работа разными источниками силы может быть совершена за разное время. Например, человек может поднять сотню кирпичей на верхний этаж строящегося дома за несколько часов. Эти ... Читать далее...
31. Задачи и упражнения к главе V. Давление твердых тел, жидкостей и газов На чем основан способ спасения человека, провалившегося под лед, изображенный на рисунке 147? Два человека вскапывают землю лопатами разной формы (рис. 148). Какой лопатой легче копать? На полу стоит мальчик массой 45 кг. Какое давление он производит на пол, если общая площадь подошв обоих его ботинок, соприкасающихся с полом, равна 300 см2? Гусеничный трактор массой ... Читать далее...
32. «Математические начала натуральной философии» В 1642 году умер Галилей, в 1643 году родился Ньютон. В 1687 году была издана гениальная книга Ньютона «Математические начала натуральной философии». Титульный лист этой книги изображен на рисунке 33. Академик С. И. Вавилов в биографии Ньютона писал: «В истории естествознания не было события более крупного, чем появление «Начал» Ньютона. Причина была в том, что ... Читать далее...
33. English for Logistics Использование лексического подхода очень важно для изучения специализированного английского. Часто возникают сложности с переводом терминологии, необходимой в различных областях знаний. Для того чтобы облегчить изучение языка, ниже приведена лексика по теме «Английский для логистики», включающая порядка 200 единиц. A nonstop flight Беспосадочный полет Actual time of departure Фактическое время вылета Advance freight — prepaid freight ... Читать далее...
34. Закон Архимеда. Плавание тел Вы уже знаете, что внутри жидкости в любой точке существует гидростатическое давление. Поэтому если внутрь жидкости в сосуде поместить тело (например, шар), то на все точки его поверхности будут действовать силы гидростатического давления (рис. 165, а). Определим сумму этих сил. Для этого рассмотрим второй такой же сосуд, заполненный, как и первый, такой же жидкостью (рис. ... Читать далее...
35. Газовые процессы 1. Изобарный процесс (при постоянном давлении) Экспериментальное изучение газов начнем с процессов, в которых один из трех макропараметров данной массы газа (давление p, объем V или температура T) не изменяется. Такие процессы называют изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный). Рассмотрим сначала процесс, который происходит при постоянном давлении. Его называют изобарным. (От греческого слова «изос» ... Читать далее...
36. Закон сохранения энергии в механике 1. Когда механическая энергия сохраняется? Из курса физики основной школы вы уже знаете, что Сумму кинетической и потенциальной энергий называют полной механической энергией. Докажем, что Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих посредством сил упругости и тяготения, сохраняется, то есть ее изменение равно нулю: ∆(Ek + Ep) = 0. (1) Это утверждение называют законом сохранения ... Читать далее...
37. Решение задач на вычисление работы сил Рассмотрим несколько примеров решения задач на вычисление работы сил. Задача 1. Гоночный автомобиль разгоняется на прямолинейной дороге под действием постоянной силы тяги, значение которой F = 5 кН (рис. 120). Определите работу этой силы при перемещении автомобиля на расстояние L =100 м. Решение. Поскольку направление силы тяги и направление движения автомобиля совпадают, то A = ... Читать далее...
38. Задачи и упражнения к главе 5 «Изменение агрегатных состояний вещества» 153. Можно ли в цинковом сосуде расплавить алюминий? Почему? 154. Можно ли в медном сосуде расплавить золото? Почему? 155. Тающий лед принесли в помещение, температура воздуха в котором 0 °С. Будет ли лед в этом помещении продолжать таять? 156. В воду, имеющую температуру 0 °С, бросили кусок льда той же температуры. Будет ли лед таять ... Читать далее...
39. Динамометр. Вес тела Динамометр (от греческого слова «динамис» — сила) — это прибор для измерения силы. Существуют различные конструкции динамометров. Силу тяги тракторов, тягачей, буксиров и т. д. измеряют с помощью тяговых динамометров (рис. 35). Для измерения мышечной силы руки используют медицинский динамометр — силомер (рис. 36). На рисунке 37 изображен учебный пружинный динамометр, рассчитанный на измерение сил ... Читать далее...
40. Простые механизмы В предыдущем параграфе вы познакомились с рычагом — механическим устройством для перемещения грузов за счет выигрыша в силе. Используя неравноплечий рычаг, можно, приложив небольшую силу, переместить тело значительной массы. Рычаг был одним из первых механизмов, известных людям с древних времен. Существуют и другие механические устройства, которые позволяют изменять не только модуль силы, но и ее ... Читать далее...