ГДЗ-Физика-задачник-10кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru.djvu (991536), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Космический корабль имел начальный период обращения 88 мин. После проведения маневров период обращения стал равным 91 мин. Как изменились расстояние до поверхности Земли и скорость движения корабля? Решение. Из второго закона Ньютона М т г пг — = 0 — ' Л Лг' откуда, воспользовавшись выражением для периода„ получим (2лЛ) Т (2п) Я ~ая,т'1" Поэтому при Т=Т, =88мин 6 67 " 10 5,98 10 (2л) 88 60 = 7,8 10 м/с; -ы г4 г ыг ~6,67 . 10 5,98 10 (88 60) = 1 = ~ г (2я) = 6,56 10 м. Ответ: расстояние увеличилось; скорость уменьши- лась.
139 13. Трение покоя. Коэффициент трения. Сила трения скольжения. Сила сопротивления среды 245 На грузовом автомобиле перевозят контейнер по горизонтальной дороге. От чего зависит и как направлена сила трения покоя, действующая на контейнер, когда автомобиль: а) покоится; б) ускоряет движение; в) движется равномерно и прямолинейно; г) двигаясь равномерно, поворачивает; д) тормозит. Во всех случаях контейнер покоится относительно автомобиля. Решение.
Сила трения покоя — единственная сила, действующая на контейнер в проекции на горизонтальное направление. Поскольку контейнер покоится относительно автомобиля, то, согласно второму закону Ньютона, в системе отсчета, связанной с Землей, та =г" (1) где т — масса контейнера, а — ускорение автомобиля. Итак, сила трения в случае: а) равна нулю, так как а = О; б) направлена вперед по ускорению машины; в) равна нулю, так как а = О; г) направлена к центру окружности, по которой движется автомобиль; д) направлена против направления движения машины. 246.
На столике в вагоне поезда лежит коробка конфет и яблоко. Почему в начале движения яблоко покатилось назад (относительно вагона), а коробка конфет осталась на месте? Решение. В начале движения вагон движется ускоренно. Чтобы предметы двигались вместе с вагоном, на них должна действовать в горизонтальном направлении сила трения, равная Р, = та, где а — ускорение вагона, т — масса предмета. Для коробки конфет роль такой силы (Р, ) выполняет сила трения покоя. 140 Так как Р, < (ьь/ и !рФ~ < ~та!, то та1 = Рта, )а ! = )РФ/т( < )а) — возникает относительное движение тела и вагона. Итак, для яблока (цМ/т)яа меньше, чем аналогичная величина для коробки конфет. 248.
Состав какой массы может привести в движение электровоз массой 180 т, если коэффициент трения скольжения колес о рельсы равен 0,2, а коэффициент сопротивления качению поезда равен 0,0067 1 Решение. В проекции на направление движения состава на электровоз действуют силы трения покоя его колес о рельсы и сила со стороны состава: та =Р, — Р, (1) где ги — масса электровоза; чтобы состав тронулся, необходимоа > О, т.
е. Р >Р. Но тр ф,~( < р.ь/ = (за, (2) где Х вЂ” сила нормального давления электровоза на рельсы, я — коэффициент трения скольжения колес о рельсы. Сила сопротивления движению состава равна Р= ргМя. А из (1) и (2) следует Г<Р, <ц а„ поэтому (3) р Мд < )сто. Из (3) следует М< Р т= — ' 180т=6000т. 0,006 Ответ: М < 6000 т. 1 Коэффициент сопротивления качению учитывает все виды трения (колес о дорогу, в осях и т.
д.) и показывает, какую часть от силы нормального давления составляет сила сопротивления. 141 249. При помощи динамометра ученик перемещал деревянный брусок массой 200 г по горизонтально расположенной доске . Каков коэффициент трения, если динамометр показывал 1 0,6 Ну р рту =Р, р=— 1 тд откуда Вычисленияг 06Н вЂ” 0З1 0,2 кг 9,8 м/с Ответ: р = 0,31. 250 Упряжка собак при движении саней по снегу может действовать с максимальной силой 0,5 кН. Какой массы сани с грузом может перемещать упряжка, если коэффициент трения равен 0,1? Решение. Уравнение движения саней, выражающее второй закон Ньютона, имеет вид та=У вЂ” Р тр' здесь Р, = рта — сила трения скольжения саней, à — сила со стороны собачьей упряжки.
Поскольку при равномерном движении а = О, то Г, — Р = О, тогда Е т= зН 1 В этой и следующих задачах данного параграфа движение считать равномерным. 142 Решение. На брусок в горизонтальном направлении действуют две силы: сила, приложенная учеником и равная Р = 0,6 Н, а также сила трения скольжения Р = рЖ.
Сила нормального давления% равна по модулю силе тяжести тд, поскольку брусок не движется в вертикальном направлении; а так как горизонтальное ускорение бруска также равно нулю, то Ф„~=Ф,1, Вычисления: т= 500 Н - 500 кг. 9,8 м!с 0,1 Ответ: т = 500 кг. 252 Стальной магнит массой 50 г прилип к вертикально расположенной стальной плите. Для скольжения магнита вниз прикладывают силу 1,5 Н. С какой силой магнит прижимается к плите? Какую силу надо приложить, чтобы перемещать магнит вертикально вверх, если коэффициент трения равен 0,2? Решение. Для того чтобы сдвинуть магнит вниз, сумма силы тяжести тд и дополнительно приложенной силы Г должна быть равной силе трения Г, (или больше ее): тд+Г=Г, .
(1) Из формулы (1) и из общей формулы для силы трения (2) Г =рту находим искомую силу реакции опоры Ф (силу, с ко- торой магнит прижимается к стене): та+ Г (3) д Если сила Г направлена вверх, то условие сдвига магнита принимает вид (4) à — та=Г тр' Учитывая формулу (2), находим Г = тя+ рФ. (5) Вычисления: 0,05 кг 9,8 м/с т 1,5 Н 2 0,2 Г=0,05кг ° 9,8м?с +02 10Н=2,5Н. Ответ: )ч' = 10 Н; Г = 2,5 Н. 143 253. Два деревянных бруска массой по 1 кг каждый лежат на деревянной доске (рис. 59, а).
Какую силу надо приложить, чтобы вытащить нижний брусок из-под эерхнегоу Коэффициент трения на обеих поверхностях нижнего бруска равен 0,3. а) Рис. Б9 Решение. Искомая сила Р должна быть равной сумме сил трения Р, = )йт, и Р, = рУ, действующих соответственно на верхнюю и нижнюю поверхности нижнего бруска (рис. 59, б). При этом силы реакции опоры определяются иэ условия равновесия брусков в вертикальном направлении: Ф1 = т9, Фэ = Зта.
Следовательно, Р Р 1+к 2 ЗРЩэ' Вычисления: Р=З 0,3 1кг 9,8м/с =9Н. Ответ: Р = 9 Н. 254. Деревянный брусок массой 2 кг тянут по деревянной доске, расположенной горизонтально, с помощью пружины жесткостью 100 Н/м. Коэффициент трения равен О,З. Найти удлинение пружины. Решение.
Считая движение бруска равномерным, приравняем силу трения рЮ и силу упругости И, где р — коэффициент трения, й — жесткость пружины, 144 1 — удлинение. Учитывая, что сила реакции опоры Ф равна силе тяжести тя, получаем )ьтл = И, (1) откуда следует, что удлинение пружины плгл й (2) Вььчисления: бм/с 006м г 10 Н/м Ответ: 1= 0,06 м. 256 Вырежьте из бумаги кружок чуть меньшего диаметра, чем монета. Отпустите одновременно монету и кружок. Какое из этих тел упадет раньше? Объясните явление. Положите бумажный кружок на монету и отпустите их так, чтобы система падала монетой вниз.
Опишите и объясните явление. Решение. Монета падает быстрее бумажного кружка, так как в случае кружка сила трения сравнима с силой тяжести. Поэтому ускорение кружка заметно меньше ускорения свободного падения, с которым падает монета. Если же бумажный кружок лежит на монете, то сила сопротивления воздуха на него не действует и он движется так же, как и монета, так как движение тел под действием только силы тяжести не зависит от их массы и равно ускорению свободного падения. 258. зачем, ныряя с вышки, пловец стремится войти в воду в вертикальном, а не в горизонтальном положении? 259. Почему легче плыть, чем бежать по дну по пояс погру- женным в воду? Ответ: решение такое же, как и в задаче 268. 145 Ответ: сила сопротивления воды зависит от площади лобового сечения.
260 Автомобиль движется со скоростью о, = 72 кмрч по вегру, скорость которого относительно земли равна э - 15 м/с. Во сколько раэ увеличится сила сопротивления воздуха при движении автомобиля с той же скоростью против ветра? Считать, что скорость воздуха прямо пропорциональна квадрату относительной скорости. Решение. Скорость движения воздуха относительно автомобиля равна и — о прн попутном но„+ о при встречном ветре. Следовательно, при движении автомобиля против ветра сила сопротивления воздуха увеличится в(о + и ) /(о — ог) раз. г г Вычисления: - (чч ~ ) =49.
Ответ: в 49 раз. 14. Движение под действием силы трения 261, Мальчик массой 00 кг, скатившись на санках с горки, проехал по горизонтальной дороге до остановки путь 20 м за 10 с. Найти силу трения и коэффициент трения. Решение. Уравнение движения мальчика на санях имеет вид та =Р аг г 3 =— 2 (2) 146 причем Г, = иЮ= птд. Из (1) следует, что а = пд.
С другой стороны, уравнение, описывающее путь до ос- тановки при равнозамедленном движении, имеет вид Из (2) следует, что 2з а= —, э ' поэтому 2з )з =— г Тогда сила трения равна 2з 2тз Р =)зтд=тл — =— тр г г яз Вычисления: )з = 2 20 м м0 ()4. 9,8 м/с (10 с) Р 2.50кг 20м 20Н (10 с) Ответ: Рт = 20 Н; у = 0,04. 262.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
