Физика-9кл-Кикоин-ГДЗ-1999 (9 класс - Кикоин), страница 11

Скорость пропорциональна мощности двигателя.4. N=F⋅V5. Работы, а, следовательно и энергии.6. Нет, оно уменьшается.98Упражнение 29№1Дано:V=900 км/ч==250м/сN=1800 кВтFconp. − ?Решение:Силу сопротивления воздуха вычислим по формуле:F=N 1800 ⋅10 3 Вт== 7,2 кНV250 м сОтвет: 7,2 кН.№2Дано:М=8кВт=8⋅103 ВтV=6 м/мин =0,1 м/сm−?Решение:Силу сопротивления движению вычислимпо формуле:F=N 8 ⋅ 10 3 Вт== 80кНV0,1 м сСила сопротивления движению – это сила тяжести, т.

е. F=mg, отсюда: m =F 80 ⋅ 10 3 H=≈ 8000кг = 8т.g9,8 м с2Ответ: 8 т.№3Дано:Решение:N=3 кВт=Работу определим по формуле:=3⋅103 ВтA=N⋅t=3⋅103Вт⋅120с=360⋅103Вт⋅с=360кДж.t=2 мин==120сA−?Ответ: 360 кДж.№4Дано:Решение:Ncp=2,5 МВт= Работу определим по формуле:=2,5⋅106 ВтА = N ⋅ t = 2,5 МВт ⋅ 87604 = 21900 МВт ⋅ ч =t=365 сут== 21900⋅3,6⋅109 Дж = 78840⋅109 Дж ≈7,9⋅1013 Дж.=8760 чА−?Ответ: ≈ 7,9 ⋅ 1013 Дж.99№ 5Дано:m=2000 кгРешение:Мощность двигателя определим поформуле:N = Fcoпp. ⋅ V = 0,05 ⋅ m ⋅ g⋅V ==0,05⋅2000 кг⋅9,8м/с2⋅20м/с=19600 Вт≈20 кВт.V=72 км/ч==20 м/сFcопр.=0,05р==0,05mgN−?Ответ: ≈ 20 кВт.§ 51 Вопросы1. Чтобы с помощью каких-то сил совершать механическую работу.2.

Двигатели передают энергию, а в генераторах она преобразуетсяиз одного вида энергии в другой.3. Идея состоит в том, чтобы совершить больше работы, чем тратится энергии. Невозможность создания такой машины доказывается на основании закона сохранения энергии.4. Коэффициент полезного действия – величина, равная отношениюполезной работы ко всей совершенной работе.5. Механическая энергия перешла в механическую (деформация изделия) и тепловую (потери энергии) за счет сил трения.Упражнение 30№1Дано:N=7,36 кВт==7,36-10зВтV=6 м/мин==0,1 м/сη=80%m−?Решение:Т.к. η =Ап; где Ап определяется по формуле:АсAп=mgV;Мощность η ⋅ N =отсюда: m=Ответ: ≈ 6 т.100Ап= F ⋅ V=m ⋅ g ⋅ V;tN ⋅ η 7,36 ⋅10 3 Вт ⋅ 0,8== 6008кг ≈ 6т.gV9,8 м с2 ⋅ 0,1 м с№2Дано:Решение:V=800 км/ч=η⋅N=F⋅V, отсюда:=222м/сη ⋅ N 0,7 ⋅1800 ⋅10 3 Вт3== 5,67кН ≈ 5700Н .F=N= 1800⋅10 ВтV222 м сη=70%Fт−?Ответ: ≈5700 Н.№3Дано:N=3⋅103 Bтh=20 мt=2ч=7200сη=70%m−?Решение:η⋅N=F⋅V=m=А п mgh, отсюда:=ttN ⋅ η ⋅ t 0,7 ⋅ 3 ⋅10 3 Вт ⋅ 7200с== 77143кг ≈ 77 т.gh9,8 м с2 ⋅ 20мОтвет: ≈77 т.№4Дано:h=30 мm=170 тNзп.=10 МВтt=1 сη−?Решение:Мощность падающей воды, т.к.

работа равна потенциальной энергии и совершается силой тяжести:N в=3А с mgh 170 ⋅ 10 кг ⋅ 9,8 м с2 ⋅ 30м==≈ 50 ⋅ 10 6 Вт = 5МВт ,tt1ст.к. Nэл.=Ап/t, то:η=NАп Ап t10Мвт=⋅= эл . == 0,2 = 20%.Асt AcNв50МвтОтвет: 20%.§ 53 Вопросы1. Движение называется колебательным, если при движении происходит частичная или полная повторяемость состояния системы повремени. Если значения физических величин, характеризующихданное колебательное движение, повторяются через равные промежутки времени, колебания называют периодическими.1012. Периодом называют время, в течение которого совершается однополное колебание. Частота колебаний – число колебаний в единицувремени. Частота колебаний обратно пропорциональна периоду колебаний.3.

T=11== 1с.v 1Гц4. В точках максимального отклонения от положения равновесияскорость равна нулю. Ускорение равно нулю в точках равновесия.5. Скорость, ускорение и координата в колебательном движении изменяются периодически.6. Сила должна изменяться с течением времени по гармоническомузакону. Эта сила должна быть пропорциональна смещению и направлена противоположно смещению к положению равновесия.7. За один период времени перемещение тела будет равно нулю, т.к.тело вернется в исходную точку; путь же совершенный телом будетравен удвоенной амплитуде колебания.§ 54 Вопросы.1. Тело обладает только потенциальной энергией в точках максимального отклонения от положения равновесия.2.

Колеблющееся тело будет обладать только кинетической энергией только в точках равновесия.3. Нет, т.к. величины кинетической и потенциальной энергии изменяются от нуля до их максимальных значений в соответствии с изменениями скорости и координаты.4. Полная энергия колеблющегося тела не зависит от массы тела,т.к. энергия пропорциональна квадрату амплитуды колебаний.5. Полная энергия колеблющегося тела постоянна и равна кинетической энергии тела в точке равновесия или его потенциальной энергии в точке его максимального отклонения от положения равновесия.§ 55 Вопросы1. Движение проекции тела, равномерно вращающегося по окружности сходно с движением тела скрепленного с пружиной тем, чтооно представляет точную геометрическую модель колебательногодвижения тела.Т.к.: амплитуда колебания проекции точки на ось Х равна радиусуокружности; период колебания равен периоду обращения шарика поокружности; скорость движения проекции тоже аналогична скоро102сти тела, прикрепленного к пружине; в качестве центра (точки) равновесия при движении проекции выступает центр окружности, покоторой движется тело.2.

Период колебаний тела на пружине зависит от массы тела и жесткости пружины.3. Период колебаний прямо пропорционален корню квадратному измассы тела. Поэтому при увеличении массы тела в 4 раза периодвозрастет в 2 раза.4. Период колебаний обратно пропорционален корню квадратномуиз жесткости пружины. Поэтому при увеличении в 4 раза жесткостипружины период колебаний уменьшится в 2 раза.Задание.1. Частота обращения шарика по окружности – число оборотов поокружности в единицу времени.υ=V12 πА, т .к .

Т =, то υ = xm .ТVxm2 πAДля соотношения между максимальной скоростью и амплитудойколебания справедливо:A=Vmm, т.к. колебания проекции тела, движущегося по окружноkсти, сходны с колебаниями тела скрепленного с пружиной, то:υ=12π2. υ =k.m11;υ=T2πk.mУпражнение 31.№1Дано:Решение:Частоту колебаний тела, прикрепленного к пружиm=100 гне найдем по формуле:k=40 Н/мv−?40 Н м1 k11υ=2πm=2 ⋅ 3 ?14⋅0,1кг=3с= 3Гц .Ответ: 3 Гц.103№2Дано:m=30 гv=300 кол/мин=5 Гцk−?Решение:Жесткость пружины k найдем из формулы:υ=12πk, отсюда:mk=(2πv)2⋅m=(2⋅3,14⋅5 Гц)2⋅0,03 кг==29,6Н/м≈30 Н/м.Ответ: ≈ 30 Н/м.№3Дано:Решение:Период колебаний может быть вычислен поT1; m1m2=m1+0,06 кгm1m2; T2 = 2 π ⋅.формуле: T1 = 2 π ⋅Т2=2⋅Т1;kkT2Найдем отношение периодов T1 и Т2:=2T1m1−?T2=T1m2, отсюда:m1T2=T1m 1 + 0,06кг0,06кг= 1+; отсюда:m1m1m1 =Ответ: 0,02 кг.0,06кг Т2Т 12 −1=0,06кг22 −1=0,06кг= 0,02 кг .3§ 56 Вопросы1.

При движении математического маятника действуют сила тяжеrrrсти F T = m g и сила упругости F упр . натянутой нити.2. Математическим маятником называется подвешенный к тонкойнити груз, размеры которого много меньше длины нити, а его массамного больше массы нити. То есть тело и нить должны быть такими, чтобы груз можно было считать материальной точкой, а нитьневесомой.3.

Колебания математического маятника будут гармоническими прималых углах отклонения.4. Т= 2π⋅1041м≈ 2с.9,8 м с25. Период колебаний математического маятника не изменится, таккак он не зависит от массы подвешенного груза и амплитуды колебаний.6. Период колебаний уменьшится в два раза, так как Т ~ 1.7. Справедлива, так как она описывает любые гармонические колебания.Упражнение 32№1Дано:Решение:Так как период колебаний – это время, за котороеN=24 колеб.совершается одно колебательное движение, то пеt=30 сек.риод Т вычислим из отношения:Т–?t30сек.v–?T=== 1,25с.N 24 кол .11υ= == 0,8c −1 = 0,8Гц .T 1,25cОтвет: 1,25 с; 0,8 Гц.№2Дано:1=98 мα=5°v−?A−?Решение:Период колебаний маятника Т = 2 π ⋅1.gЧастоту колебания маятника вычислим из соотношения υ =1=T12πlg=g.2 πlОткуда v=0,05 Гц.Из треугольника:А = l ⋅ sin α.Откуда А = 98м ⋅ sin 5° ≈ 8,5 м.Ответ: ≈ 8,5 м.105№3Дано:v1=0,5 Гцg1=9,8 м/c2n=6v1 − ?Решение:Частоту колебания можно вычислить по формулеиз предыдущей задачи:υ=g2π.Из формулы видно, что v ~ g .Таким образом при уменьшении g в п раз, частота уменьшится вn раз.υ=υ1⋅ n = 0,5 Гц/ 6 ≈ 0,2 Гц.Ответ: ≈ 0,2 Гц.№4Дано:l1=4 мN1=15 кол.N2=10 кол.l2 −?Решение:Период колебания первого маятникаt.T1 =N1Период колебания для второго маятникаt.T2 =N2ОтношениеT2 N 1.=T1 N 2Подставив значения N1, N2, получим:T2 15кол .== 1,5.T1 10кол .Так как Т~ 1, то при увеличении периода в n раз длина увеличитсяв n2 раз.

Отсюда получим: l2 = n2 ⋅ l1. Подставив значения l1 и n, получим: l2 = 1,52 ⋅ 4 м=9 м.Ответ: 9 м.§ 57 Вопросы.1. Колебания, которые совершает колебательная система при воздействии внешней периодической силы, называются вынужденными колебаниями.2. Явление резонанса состоит в том, что при равенстве частот вынуждающей силы и собственной частоты колебательной системы,резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний.1063. Амплитуда вынужденных колебаний зависит от частоты вынуждающей силы.4. Сила трения сильно влияет на резкость максимума возрастанияамплитуды в зависимости от частоты вынуждающей силы.

Меньшей силе трения соответствует более резкое возрастание амплитудыпри приближении частоты вынужденных колебаний к резонанснойчастоте.Сила трения не приводит к затуханию колебаний, так как потеряэнергии из-за трения выполняется за счет работы вынуждающей силы.Упражнение 33.№1Дано:Решение:Вычислим частоту собственных колебаний:m= 1 кгk=400 H/м11õ1 = =.v2=16 ГцTm2πkПодставив значения m и k, получим:1õ1 =≈ 3Гц .1кг2ð400 Н мРезонанс будет наблюдаться, когда частота v2 приложенной переменной силы будет совпадать с собственной частотой колебаний v1.Так как v1≠v2, то резонанса наблюдаться не будет.№2Дано:T1=l,25 c1=25 мVпоезда – ?Решение:Условие резонанса: v1= v2, или11,=Т1 Т 2откуда T1=T2.Для выполнения условия резонанса вагон должен получать ударычерез период T2=T1.

Для этого он должен двигаться со скоростью125мV=== 20 м с = 72 км ч .Т 2 1,25с107§ 59 Вопросы1. Волна – распространение колебаний от точки к точке от частицык частице. Для возникновения волны в среде необходима деформация, так как без нее не будет силы упругости.2. Скорость волны – скорость распространения колебаний в пространстве.3. Скорость волны равна произведению длины волны на частоту колебаний частиц в волне.4. Скорость волны равна длине волны поделенной на период колебаний в волне.5. Поперечная волна – волна, распространяющаяся в направлении,перпендикулярном направлению колебаний частиц в волне; продольная волна – волна, распространяющаяся в направлении совпадающем с направлением колебаний частиц в волне.6. Поперечные волны могут возникать и распространяться только втвердых средах, так как для возникновения поперечной волны требуется деформация сдвига, а она возможна только в твердых телах.Продольные волны могут возникать и распространяться в любойсреде (твердой, жидкой, газообразной), так как для возникновенияпродольной волны необходима деформация сжатия или растяжения.Упражнение 34№1Дано:Решение:Т=6 сИз формулы связи между длиной волны, пе=20 мриодом колебаний и скоростью волны (1)у–?получим: λ = V ⋅ T, отсюда:λ 20мV= =≈ 3,3 м/с .Т6сОтвет: V=3,3 м/с.№2Дано:v=165 ГцV=330 м/сλ−?Ответ: 2 м.108Решение:Из формулы связи между длиной волны, частотой колебаний и скоростью волны (2) получим: V = λ ⋅ v, отсюда:V 330 м сλ=== 2м.υ 165Гц№3Дано:V=20 м/сТ=0.5 сλ−?Решение:Из формулы (1) получим длину волны:λ=V⋅Т=20 м/с⋅0,5 с=10 м.Ответ: λ =10м.§ 60 Вопросы1.