ГДЗ-Физика-задачник-10кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru.djvu (991536), страница 11
Текст из файла (страница 11)
105 2 1 аА =- Гг 2 2 ав =— В2 Поэтому вес в точках А и В г ог Р =М =тд+т— А А Г' 1 Ответ: РА = 592 Н; Рв = 292 Н. 2 Хв= та- т— О2 Вг 1 89 Ракета-носитель вместе с космическим кораблем серии ьСоюзь имеет стартовую массу 300 т. Прн старте запускаются одновременно четыре двигателя первой ступени ракеты (боковые блоки), сила тяги каждого из которых 1 МН, и один двигатель второй ступени, сила тяги которого 940 кН. Какую перегрузку испытывают космонавты в начале стартами Решение. Из второго закона Ньютона: М а=4Р„+Р находим ускорение ракеты: 4Г~ + Ез М Перегрузки определяются отношением изменения веса космонавта к его исходному весу, но изменение веса равно ЛР = та, а исходный вес космонавтаРо = тя, поэтому перегрузка равна ЛР а 4Рь егз ро я моя Вычисления: ЛР 4 10 + 0„94 10 Ро 3 10 9,8 Ответ: АР(Ро = 1,7.
1 90 нри раскрытии парашюта скорость парашютиста уменьшается с 50 до 10 мбс за 1 с. Какую перегрузку испытывает парашютист? Решение. Перегрузка равна отношению изменения веса парашютиста к его исходному весу. Изменение веса парашютиста ЬР = Р1 — Ро = льа + тК вЂ” 0 = т(а + д). 106 Здесь Р, — сила натяжения строп при торможении, Ро — вес парашютиста в свободном падении. Его исходный вес Р = тд.
Среднее ускорение парашютиста поэтому перегрузка равна ЛР т(а+в) 40е9,8 Р тл 9,8 Ответ: АР/Р = б. 1 91 ° Самолет выходит из пикирования, описывая в вертикальной плоскости дугу окружности радиусом 800 и, имея скорость в нижней точке 200 м/с.
Какую перегрузку испытывает летчик в нижней точке траектории? Решение. Вычислим центростремительное ускорение в нижней точке траектории радиуса г при скорости ьч а =о = м/с =60м/с, 1 (200) г г пс г 800 а,= бд, т. е. где д — ускорение свободного падения на поверхности Земли. На летчика кроме силы тяжести тя действует еще и сила реакции опоры Ф, равная по модулю его весу, причем М = ту+ та,.
Следовательно, летчик испытывает перегрузку ти т та„, "' =6, тд т. е. становится как бы в 6 раз тяжелее. Ответ: 6. 107 1 92 Испытывает ли бегущий человек состояния перегрузки и невесомостиу Решение. Вег в отличие, например, от ходьбы предполагает отрыв обеих ног человека от земли одновременно, т.
е. кратковременное состояние полета — свободного движения в поле тяжести. В это время человек испытывает состояние невесомости, поскольку без учета сопротивления воздуха вертикальному движению ускорение бегуна равно ускорению свободного падения. Наоборот, в момент касания земли и толчка ускорение бегуна оказывается направленным вверх, и поэтому он должен испытывать перегрузку. 1 94. Наибольшее удаление от поверхности Земли космического корабля в Восток», запущенного 12 апреля 1961 г.
с первым в мире летчиком-космонавтом Ю.А. Гагариным, было 327 км. На сколько процентов сила тяжести, действовавшая на космонавта на орбите, была меньше силы тяжести, действовавшей на Земле? Почему космонавт находился в состоянии невесомостиу Решение. Согласно закону всемирного тяготения отношение силы тяжести на Земле к силе тяжести, действовавшей на расстоянии й от ее поверхности, определяется выражением <пз + "> = 1,1, Вз где Вз = 6378 км — радиус Земли. Таким образом, сила тяжести, действовавшая на космонавта на орбите, была лишь на 10'/с меньше земной.
Космонавт же при этом находился в состоянии невесомости, так как центростремительное ускорение корабля было равно ускорению силы тяжести: 2 3 о в~з "з ' " ~лз + М 108 При этом скорость корабля ~~з и= з = 7,7 им/с йз + " близка к первой космической скорости. 1 95 1ьак сравнить массы тел при свободном полете космического корабля, пользуясь рычажными весами? пружинными весами? Решение. Поскольку действие и рычажных, и пружинных весов основано на существовании силы, пропорциональной массе тела (силе тяжести), в свободно летящем космическом корабле эту силу можно создать, лишь ускоряя сами весы. Поэтому в случае рычажных весов нужно положить тела на чаши и сообщить весам ускорение, а в случае пружинных весов тела нужно поочередно подвешивать к динамометру, сообщая им одно и то же ускорение.
1 96. Можно ли в космическом корабле обрабатывать ударом «невесомыйь материал енезесомым» молотком? Объяснить. Решение. При обработке материала ударом большая часть силы, действующей на материал, связана не с весом тд молотка, а с огромным ускорением молотка, связанным с потерей скорости в момент удара.
Поэтому в невесомости обработка ударом молотка возможна. Единственной помехой при этом будет возросшая, по сравнению с земными условиями, отдача молотка. Эту помеху можно устранить, сделав молоток полым и засыпав в полость мелкие шарики. 1 98. О какой скоростью автомобиль должен проходить середину выпуклого моста радиусом 40 м, чтобы пассажир на мгнозение оказался в состоянии невесомости? 109 Решение. Пассажир окажется в состоянии невесомос- ти, если центростремительное ускорение, возникаю- щее при движении по мосту, будет равно ускорению свободного падения: 2 о — =У г Здесь и — скорость автомобиля, г — радиус моста.
Из этой формулы находим минимальную скорость: и= Йг = 9,8м/с " 40 м = 19,8 м/с. 2 Ответ: о = 19,8 м/с. 11. Движение под действием силы тяжести по вертикали' 1 99 Измерьте (или приблизительно оцените) расстояние от вытянутой горизонтально руки до пола и вычислите время падения выпущенного из руки предмета и его скорость при ударе об пол. Решение. При равноускоренном движении расстояние от руки до пола связано со временем падения формулой яг (1) откуда время падения т= ~Й. (2) 1 При решении задач этого параграфа сопротивление воздуха не учитывать. 110 Тогда и = ~т = ./21д. (3) Допустим, что расстояние от руки до пола равно 1,б м.
Тогда, согласно (2) и (3), 0,55ю - '3 9,8 ~ 54 / Ч9,8м/с 200. Найти ускорение свободного падения шарика по рисун- ку 52, сделанному со стробоскопической фотографии. Интервал между снимками 0,1 с, а сторона каждого квадратика сетки на фотографии в натуральную величину равна б см. аеи1т д1 о 2 где по — начальная скорость. Пусть точкой начала отсчета пути и времени является верхнее положение шарика на рисунке. Тогда для следующего снимка, согласно рисунку, имеем а =бсм,1 =01с, (2) затем л2 = 20 см, 12 = О, 2 с. (3) Запишем на основании (1) систему урав- нений: 2 я11 а1 по11 + 2 (4) 2 Л12 2 О 2 2 Рис.
Б2 Исключая из уравнений начальную скорость, находим Я ( 1 2 1211) а2 1 в1 2' 2 д= 2 2!12 — !1 12 (б) откуда Вычисления: д=2 ' (м/с )= 10м!с . 0,1 Ответ: д = 10 м!с . 2 111 Решение. Согласно общей формуле для равноускорен- ного движения путь, пройденный шариком, равен 201 При свободном падении первое тело находилось в полете в 2 раза больше времени, чем второе. Сравнить конечные скорости тел и их перемещения. Решение. Закон движения при свободном падении з = — (з — вертикальное перемещение за время 1). яг 2 Закон изменения скорости тела со временем р(1) = ь'И. Поэтому з, = д(1/2; зг = я(281) /2 = 4зг,. 2 2 01 = 011; Уз = ф211) = 2рг.
Ответ: зз = 4з; рз = 2и . 203. пловец, спрыгнув с пятиметровой вышки, погрузился в воду на глубину 2 м. Сколько времени и с каким ускорением он двигался в воде2 Относительно движения пловца в воде предположим, что его движение в воде равнозамедленное. Тогда ускорение пловца а= о =( и/с) =25м/с, 2 2м а время движения в воде Вычисления: = 10 м/с; р= 0 м / с ) 2 5 м 2 2м 1 — 10м/с — 0 4 25 м/с Ответ: а = 25 м/с; г = 0,4 с. 112 Решение.
Если считать, что пловец прыгал с нулевой начальной скоростью, то в воду он входил со скоростью и= Яда. 204. Тело свободно падает с высоты 80 м. Каково его пере- меп1ение в последнюю секунду веденину Решение. Пусть последняя — п-я секунда падения. Тогда 1=п 1с= ~ —, ~2Ь и = — ч~ — = 4. 1 Г2б 1сЧЗ' Скорость в и-ю секунду и„=де . 1с. з = аг /2 + и т. 2 (2) В данном случае 1=1с, а=3, Уз=со 1=3(п — 1) 1с. Поэтому с учетом (2) получим: 2 з=3 — +д(л — 1) 1с 1с 2 = л(1 с) (1(2 + (и — 1)). (3) Подставив п из (1) в (3), найдем Вас числе нияс 9,8 м/с (1 с)г 35 м.
2 з=1с Ответ: з = 35 м. 113 Перемещение за п-ю секунду определяется из закона движения при постоянном ускорении: 205 Сколько времени падало тело, если за последние 2 с оно прошло 60 м? Решение. За время Лг = 2 с тело проходит расстояние — + поггг ог поэтому ио = (з — дЛг /2) †. Б (2) Время падения до последних двух секунд равно го = = по/в. Поэтому полное время падения г г=г +м= +м= — + —. Вычисления: С= 60 м 2с г + — =41с.
9,8м!с 2с Ответ: г = 4,1 с. 206 Чему равно перемещение свосодно падающего тела в л-ю секунду после начала падения? з= — '+и г. 2 о Перемещение тела за и-ю секунду падения г з =~( ) +и 1с л 2 л-1 (2) где скорость ф концу (и — 1)ей секунды равна и„г = д(л — 1) 1 с. 114 Решение.
Перемещение тела при равноускоренном движении Из (2) и (3) получим: г з„= з~ с) +1с(д(л — 1) 1с)= = д(1 с) (и — -) = д(1 с) . 2 2 Ответ: з„= " д(1 с), 208. Одно тело свободно падает с высоты а,; одновременно с ним другое тело начинает движение с большей высоты я . Ка- кой должна быть начальная скорость о второго тела, чтобы оба тела упали одновременно? яг х1(г) = )г — ~— Из условия задачи следует, что х1(г) = О, поэтому момент падения первого камня (2) Из условия задачи следует, что хф1) = О (камни падают одновременно).
(3) 115 Решение. Законы движения тел в системе координат, где ось ОХ направлена вертикально вверх, а точка О находится на земле, имеют вид: Подставим (2) в (1) и учтем (3). В итоге получим откуда /2а1 "г "1 со 1( = О У наконец, оо ~ (/зг ~11)' Га ~2л Ответ: уо = ( — (Йг — Ь1). Га 1~26 209. Стрела, выпущенная из лука вертикально вверх, упала на землю через 6 с. Какова начальная скорость стрелы и максимальная высота подъемаг Решение.
В системе отсчета, где ось координат ОХ направлена вертикально вверх, а точка О находится на земле, закон движения стрелы имеет вид х(1) = ссг Ф /2. Момент падения стрелы определяется из (1) при усло- вии, что (2) х(1) = О, 1 я О. Из (1) и (2) получим рог — ~1 /2 = О, ро = '- г Наконец, заметим, что время движения стрелы вверх равно времени ее падения, тогда время достижения ею максимальной высоты г = 1/2 = 3 с. Из (1) получим, что высота наибольшего подъема стрелы Ь = х(1 ) = и 1 — 2т/2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
