Бесплатные Рефераты >>> Физика  



 

 

Расчетно-графическая работа по физике

 
№ 102

Материальная точка движется прямолинейно с ускорением a=5 м/с2. Определить, на сколько путь, пройденный точкой в n-ю секунду, будет больше пути, пройденного в предыдущую секунду. Принять v0=0.

Дано:

1. Путь при равноускоренном движении без
начальной скорости подсчитываем по формуле:


Пусть тогда путь за n секунду:

- за (n-1) секунд:

- за (n-2) секунд:

2. Путь за одну (n-1)-ю секунду:


Путь же за одну n-ю секунду будет равен:


Искомая разность путей:




Разность путей численно равна ускорению материальной точки.

№ 112

С тележки свободно движущейся по горизонтальному пути со скоростью v1=3 м/с, в сторону, противоположную движению тележки, прыгает человек, после чего скорость тележки изменилась и стала равной u1=4 м/с. Определить горизонтальную составляющую скорости u2X человека при прыжке относительно тележки. Масса тележки m1=210 кг, масса человека m2=70 кг.

Дано:








Система («Человек-тележка») замкнута (изолированная). Применим закон сохранения импульса:

то есть:

или на ось Х:

найдем U2X:




Ответ: U2x=0.

№ 122

По небольшому куску мягкого железа, лежащему на наковальне массой m1=300 кг, ударяет молот массой m2=8 кг. Определить КПД ? удара, если удар неупругий. Полезной считать энергию, затраченную на деформацию куска железа.

Дано:

Перед ударом скорость молота была v, то кинетичес-
кая энергия молота, представляющая собой полную
механическую энергию будет:

Ввиду не упругости удара (остановка молота) эта энергия является затраченной энергией:
или
Будем считать систему (молот-наковальня с куском мягкого железа) изолированной и применим закон сохранения импульса:

т.е.

(отскакивает молот).

Скорость наковальни с железом:
и следовательно кинетическая энергия наковальни с молотом:

Имеем согласно закону сохранения энергии:

т. е.



Eдеф.- энергия, которая пошла на деформацию куска железа, откуда


то

По определению коэффициента полезного действия:

Ответ: ?=97,47%

№ 132

Из шахты глубиной h=600 м поднимают клеть массой m1=3,0 т на канате, каждый метр которого имеет массу m=1,5 кг. Какая работа А совершается при поднятии клети на поверхность Земли? Каков КПД ? подъемного устройства?

Дано:

1. Работа по подъему клети (без троса), т.е. полезная
работа:

2. Работа по подъему троса: - длина;
- масса;
- сила тяжести;

Выделим их:

- элементарная работа по равномерному
подъему (внешняя сила равна силе тяжести
элемента троса на высоту будет равна:

где где - плотность троса (линейная),
она задана.



Интегрируем:



3. Вся затраченная работа (общая работа по подъему клети с тросом):





4. КПД подъемного устройства:


т.е.

Ответ:


№ 142

По касательной к шкифу маховика в виде диска диаметром D=75 см и массой m=40 кг приложена сила F=1 кН. Определить угловое ускорение ? и частоту вращения n маховика через время t=10 с после начала действия силы, если радиус r шкифа равен 12 см. Силой трения пренебречь.

Дано:










1. По второму закону Ньютона:


где - сила инерции маховика диска.
.

2. При равномерном вращении:

Разгон маховика начался из состояния покоя, . Получаем:

где связана с частотой вращения
,
получаем:

Ответ:
.

№ 152

На скамье Жуковского стоит человек и держит в руках стержень вертикально по оси скамьи. Скамья с человеком вращается с угловой скоростью w1=4 рад/с. С какой угловой скоростью w2 будет вращаться скамья с человеком, если повернуть стержень так, чтобы он занял горизонтальное положение? Суммарный момент инерции человека и скамьи I=5 кг?м2. Длина стержня l=1,8 м, масса m=6 кг. Считать, что центр масс стержня с человеком находится на оси платформы.

Дано:

1. Закон сохранения момента импульса твердого
тела будет иметь вид:
, откуда
, (1)
где и
(2)

3. Вычисляем момент инерции стержня относительно вертикальной оси, которая проходит через середину стержня:




Элементарная масса принята за материальную точку, для нее:
, где и где
(S-поперечное сечение стержня)
.
Таким образом:
.
Интегрируя, получаем:

(- плотность материала стержня)
Выразим ее:


Подставим в (2):

Подставим в (1):

Ответ:

№ 162

Какая работа А будет совершена силами гравитационного поля при падении на Землю тела массой m=2 кг: 1) с высоты h=1000 км; 2) из бесконечности?

Дано:





Эл. Работа гравитац. силы на отрезке пути
где

т.е.

откуда интегрированием получаем:


При




Ответ:


№ 172

Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых x=A1sin?1t и y=A2cos?2t, где А1=8 см,
А2=4 см, ?1=?2=2 с-1. Написать уравнение траектории и построить ее. Показать направление движения точки.

Дано:

1. (1)
(2)






Возведем в квадрат:


Сложим почленно:
- траекторией точки является эллипс с полуосями: а=8, в=4


2. Установим направление движения координаты точек в момент времени и, например,

По уравнениям (1) и (2):





==> по часовой стрелке.



 


 

Кинематика вращения
Дорогие читатели, очень прошу Вас относиться ко всему изложенному в данной статье, как к моему личному мнению, совсем не окончательному. Мне и самому трудно представить, что описанное реально. Буду рад если кому-то из Вас моя...

Термоядерные реакции
ОГЛАВЛЕНИЕВведение 3Глава I: элементарные частицы и история Немного истории 5 Строение атома 6 Глава II: термоядерные реакции Виды термоядерных реакций 8 Протон-протонная реакция 9...

Система уравнений Максвелла в сплошной среде. Граничные условия
Министерство науки и образования Украины Днепропетровский Национальный Университет Радиофизический факультет Кафедра физики СВЧ Реферат по курсу электродинамики: “Система уравнений Максвелла в сплошной...

Тунельные и барьерные эффекты
Московский Педагогический Государственный Университет Курсовая работа по квантовой механике на тему: Туннельные и барьерные эффекты. Приняла: Выполнила: студентка 4-го курса 1-ой группы физического факультета...

Поля и излучения
Содержание: Поля и излучения низкой частоты. 2 1. Влияние электромагнитного поля и излучения на живые организмы. 2 2. Защита от электромагнитных полей и излучений. 3 Поля и излучения высокой частоты....

Плазма и ее применение
Плазма и ее применение . Если любое вещество накалить до очень высокой температуры или пропускать через него сильный электрический ток , его электроны начинают отрываться от атомов . То , что остается от атомов после отрыва...

Международная система единиц
Создание и развитие метрической системы мер Метрическая система мер была создана в конце XVIII в. во Франции, когда развитие торговли промыщленности настоятельно...

Высокотемпературная сверхпроводимость
Зміст. Вступ Розділ І. Огляд літератури 1.1. Високотемпературні надровідники 1.2. НВЧ властивості плівок ВТНП 1.3. Поняття поверхневого імпедансу 1.4. Залишковий поверхневий НВЧ...

Реактивный двигатель
Физическая основа теплового двигателя Совершение механической работы в современных машинах и механизмах в основном происходит за счет внутренней энергии веществ. Тепловой двигатель – устройство, преобразующее внутреннюю энергию...

Жидкие кристаллы
Содержание Введение 3 1. Молекулярные диполи и возможность их упорядочения 5 2. Жидкокристаллические сегнетоэлектрики. Симметрия 7 3. Сегнетоэлектрические смеси 9 4. Особые свойства жидкокристаллических сегнетоэлектриков...

Общая энергетика
Вопросы. 1. Нарисовать принципиальную технологическую схему трёхконтурной АЭС и объяснить назначение всех элементов схемы. Основные особенности АЭС. 2. Нарисовать схему конденсатора турбины и объяснить назначение и...