Практикум решения физических задач (стр. 1 )

«Практикум решения физических задач»

Раздел 1

«Механика»

Блок задач на применение второго закона Ньютона

Задача №1.

Магнит массой m=5 кг движется по вертикальной стенке, к которой он притягивается силой F1=5 Н. К магниту приложена сила F2=20 Н, линия действия которой составляет угол a=300 со стенкой. Определите ускорение магнита, если коэффициент трения между стенкой и магнитом m=0,2. Чему равна сила давления Q на стенку?

Задача №2.

С каким ускорением a следует двигать плиту, как показано на рисунке, чтобы помещенный на ее поверхность брусок не соскользнул вниз? Коэффициент трения между поверхностями бруска и плиты m=0,5.

Задача №3.

На гладком горизонтальном столе лежит доска массой m1=2 кг, на которой находится брусок массой m2=1 кг. Оба тела связаны невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок. Какую силу F нужно приложить к доске, чтобы она двигалась с ускорением g/2? Коэффициент трения между доской и бруском m=0,5.

Задача №4.

Однородный стержень длиной L лежит на гладком горизонтальном столе. На стержень действуют силы F1 и F2< F1, приложенные к его концам и направленные в разные стороны. С какой силой растянут стержень в сечении, находящемся на расстоянии l<L от левого конца стержня?

Задача №5.

К грузу массой m1=7 кг подвешен на канате другой груз массой m2=5 кг. Какое натяжение будут испытывать верхний конец каната и середина каната, если всю систему поднимать вертикально вверх силой 240 Н, приложенной к большему грузу? Масса каната m3=4 кг.

Задача №6.

Определить ускорения тел, натяжения нерастяжимых невесомых нитей, силы давления на оси блоков в системах, изображенных на рисунке. Массы грузов m1 и m2 заданы, угол a задан, трение отсутствует.

Задача №7.

Определить ускорения тел, натяжения нерастяжимых невесомых нитей, в системе, изображенной на рисунке. Массы грузов m1=0,1 кг и m2=0,3 кг, трение в блоках отсутствует.

Задача №8.

На штанге укреплен неподвижный невесомый блок, через который перекинута нить с двумя грузами, массы которых m1=500 г и m2=100 г. В грузе массой m2 имеется отверстие, через которое проходит штанга. Сила трения груза о штангу постоянна и равна 3 Н. Найдите ускорение грузов и силу натяжения нити.

Задача №9.

Определите ускорение тел в системе, показанной на рисунке. Коэффициент трения между телом m1 и плоскостью m=0,1. Задано: m1=1,5 кг и m2=0,5 кг, F=10 Н, a=300.

Задача №10.

Определить ускорение каждого из тел в системе. Нити нерастяжимы. Массой блоков и нитей пренебречь. Трения нет. Масса грузов m1=0,1 кг, m2=0,6 кг. Угол a=300.

Задача №11.

На наклонной плоскости, составляющей угол a с горизонтом, находится небольшое тело массой m. К телу приложена сила, направленная под небольшим углом b к наклонной плоскости. Коэффициент трения между телом и наклонной плоскостью равен m. Какой должна быть приложенная сила, чтобы тело оставалось в покое?

Задача №12.

Два бруска с одинаковой массой m=0,2 кг лежат на наклонной плоскости с углом наклона a=450 к горизонту. Коэффициент трения верхнего бруска о плоскость m1=0,01, нижнего m2=1. Определить силу взаимодействия брусков при их совместном соскальзывании с наклонной плоскости. Чему равно ускорение брусков.

Задача №13.

Автомобиль массой 1 т движется со скоростью 20 м/с по выпуклому мосту, представляющему собой дугу окружности радиусом 100 м. Определить силу давления автомобиля на мост в точках 1 и 2, если угол a=300? Как изменится решение задачи, если мост будет вогнутый?

Задача №14.

Вывести формулу периода конического маятника и проанализировать ее для малых углов. Заданы: длина нити, угол между нитью и вертикалью.

Задача №15.

Определить силу, с которой летчик действует на сиденье самолета в нижней и верхней точке «мертвой петли» (самолет движется по окружности в вертикальной плоскости), если масса летчика 75 кг, радиус петли 250 м, скорость самолета постоянна по величине и равна 360 км/ч. Ускорение свободного падения 10 м/с2.

Задача №16.

Шарик массой m, прикрепленный к резиновому шнуру, движется по окружности, скользя по гладкой горизонтальной плоскости. Период обращения шарика равен T. Найти радиус окружности, по которой будет двигаться шарик, если жесткость шнура равна k, а длина нерастянутого шнура равна l0.

Задача №17.

Плоскость с углом наклона a к горизонту вращается с угловой скоростью w вокруг вертикальной оси. На наклонной плоскости на расстоянии R от оси вращения лежит груз. При каком минимальном коэффициенте трения m он не будет скользить по плоскости?

Задача №18.

С какой минимальной угловой скоростью нужно вращать ведро в вертикальной плоскости, чтобы из него не вылилась вода? Расстояние от поверхности воды до центра вращения равно 1 м.

Задача №19.

Шнур в виде замкнутой окружности вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью w. Масса шнура m, длина шнура в вытянутом состоянии l0, коэффициент жесткости k. Найти силу натяжения шнура.

Задача №20.

На поверхности гладкого кругового конуса с углом 2a=1200 при вершине покоится шарик, прикрепленный нерастяжимой нитью длиной 20 см к вершине конуса. Во сколько раз n изменится сила натяжения нити, если шарику сообщить скорость 50 см/с, направленную перпендикулярно нити вдоль боковой поверхности конуса? Считать, что при движении шарик не отрывается от поверхности конуса. Трение не учитывать.

Задача №21.

Парашютист массой 80 кг падает при открытом парашюте с установившейся скоростью 5 м/с. Какой будет установившаяся скорость, если на том же парашюте спускается мальчик массой 40 кг? Сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости.

Задача №22.

При скоростном спуске лыжник шел вниз по склону с углом наклона 450, не отталкиваясь палками. Коэффициент трения лыж о снег равен 0,1. Сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости: F=k∙V2, где k-постоянная величина, k=0,7 кг/м. Какую максимальную скорость мог развить лыжник? Если его масса равна 90 кг.

Задача №23.

Какую массу балласта m1 надо сбросить с равномерно опускающегося аэростата, чтобы он начал равномерно подниматься с той же скоростью? Масса аэростата с балластом m2=1 200 кг, подъемная сила аэростата постоянна и равна 8 кН.

Задача №24.

С каким ускорением отскочит от поверхности Земли после абсолютно упругого удара теннисный мяч, упавший с очень большой высоты?

Задача №25.

Два одинаковых шарика связаны невесомой нитью, перекинутой через невесомый блок, причем один из шариков погружен в сосуд с жидкостью. С какой установившейся скоростью V будут двигаться шарики, если известно, что установившаяся скорость падения одиночного шарика в той же жидкости равна V0? Сила сопротивления жидкости пропорциональна скорости. Плотность жидкости rж, плотность материала шариков r.

Задача №26.