Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Задачи к индивидуальному домашнему заданию №2




 

1. Частица движется в плоскости x 0 y по закону x = At, y = At (1 - Bt), где A и B положительные константы. Найдите уравнение кривой, описывающей траекторию частицы, и изобразите ее график. Определите зависимости от времени абсолютных величин скорости и ускорения частицы.

2. Колесо радиусом R = 5 см вращается так, что зависимость угла поворота радиуса колеса от времени дается уравнением j = A + Bt + Ct 2 + Dt 3, где D = 1 с-3. Найдите для точек обода изменение модуля тангенциального ускорения D a t за пятую секунду движения.

3. Колесо вращается с постоянным угловым ускорением e = 2 с-2. Через t = 0.5 с после начала движения полное ускорение точек на ободе колеса стало равным a = 13.6 см/с2. Найти радиус колеса.

4. Через t = 10 с после начала вращения с постоянным угловым ускорением полное ускорение точек на ободе диска радиусом R = 10 см равно a = 15 см/с2. Определите угловое ускорение диска, а также нормальное и тангенциальное ускорения точек обода через t = 5 с после начала вращения.

5. Закон движения двух материальных точек выражается уравнениями x 1= A 1+ B 1 t + C 1 t 2; B 1 = 2 м/с, C 1 = - 4 м/с2, x 2 = A 2+ B 2 t + C 2 t 2; B 2 = 2 м/с, C 2 = 0.5 м/с2. Определите момент времени te, когда скорости точек будут одинаковы. Найдите значения скорости и ускорений точек в этот момент.

6. По дуге окружности радиусом R = 10 м движется частица. В некоторый момент времени нормальное ускорение частицы a n = 4.9 м/с2, а вектор полного ускорения образует с радиусом вращения угол 600 . Найдите скорость v и тангенциальное ускорение a t этой частицы в этот момент времени.

7. В момент времени t = 0 частица начала двигаться из начала координат в положительном направлении оси x. Ее скорость меняется по закону v = v0 (1 - t / T), где v0 - вектор начальной скорости, модуль которого v 0 = 0.1 м/с; T = 5.0 с. Найдите координату частицы в момент времени t 1= 6 с и постройте график зависимости пути от времени.

8. Частица движется по окружности радиуса R = 10 см так, что зависимость пути от времени дается уравнением S = A + Bt + Ct 2, где B = - 2 м/с, C = 1 м/с2. Найдите линейную скорость частицы, ее нормальное и полное ускорение через t = 3 с после начала движения.

9. Зависимость координаты частицы от времени дается уравнением x = A + Bt + Ct 2 + Dt 3, где A = 0.1 м, B = 0.1 м/с, C = 0.14 м/с2, D = 0.01 м/с3. Найдите среднее ускорение и среднюю скорость за первые 12 с движения.

10. Частица движется в плоскости x 0 y по закону x = A sinw t, y = B cosw t, где A, B и w положительные константы, A = B = 4 cм. Найдите уравнение кривой, описывающей траекторию частицы, изобразите ее вид и направление движения частицы.

11. Частица движется по дуге окружности радиуса R по закону L = A sinw t, где L смещение из начального положения, отсчитываемое вдоль дуги, A и w положительные константы. Найдите полное ускорение частицы в точке L = 0.

12. В течение интервала времени T = 4 с скорость тела меняется по закону v = At 2 + Bt, где A = 2 м/с3, B =4 м/с2, (0 ≤ tT). Найдите среднюю скорость, и среднее ускорение за этот промежуток времени.

13. Движение частицы по кривой задано уравнениями x = A 1 t 3 и y = A 2 t где A 1 = 1 м/с3, A 2 = 2 м/с. Определите скорость и полное ускорение частицы через 0.8 с после начала движения.

14. Частица движется по окружности радиусом R = 2 м согласно уравнению L = At 3, где A = 2 м/с3, L путь, пройденный частицей. В какой момент времени тангенциальное ускорение частицы будет равно нормальному? Вычислите полное ускорение частицы в этот момент времени.

15. С вышки бросили камень в горизонтальном направлении. Через t = 2 с камень упал на землю на расстоянии L = 40 м от основания вышки. Определите начальную v 0 и конечную vf скорости камня.

16. Частица движется в плоскости x 0 y по закону x = A sinw t, y = A (1 - cosw t), где A и w положительные константы. Найдите уравнение кривой, описывающей траекторию частицы, изобразите ее вид и направление движения частицы.

17. Камень брошен со скоростью v0 = 20 м/с под углом 600 к горизонту. Определите радиус кривизны траектории в верхней ее точке.

18. Колесо вращается с постоянным угловым ускорением e = - 2 с-2. Определите число N оборотов, которое сделает колесо при изменении частоты вращения от n 1 = 240 мин-1 до n 2 = 90 мин-1, а также интервал времени D t, в течение которого это произойдет.

19. Частица движется по кривой с постоянным тангенциальным ускорением a t= 0.5 м/с2. Определите полное ускорение частицы на участке, где радиус кривизны составляет R = 3 м, если частица движется в этот момент со скоростью v = 2 м/с.

20. Частица движется по окружности радиуса R = 12 см со скоростью v = At, где A = 0.5 м/с2. Найдите ее полное ускорение в момент времени, когда она пройдет расстояние L, равное 0.1 длины окружности после начала движения.

21. Компоненты скорости частицы меняются по закону vx = A wcosw t; vy = A w sinw t; vz = 0, где A = 12 см и w = 3 с-1 . Изобразите на рисунке траекторию частицы и направление ее движения.

22. Колесо радиуса R = 1 м вращается так, что зависимость угла поворота радиуса колеса от времени дается уравнением j = A + Bt + Ct 3, где B = 2 с-1, C = 1 с-3. Найти линейную скорость и тангенциальное ускорение для точек обода через D t = 2 с после начала движения.

23. На барабан радиуса R = 0.5 м намотана нить, барабан вращается вокруг горизонтальной оси, проходящей через его ось симметрии, под действием груза, подвешенного к нити. Груз движется с постоянным ускорением a = 6 м/с2 . Найти угловое ускорение вращения барабана и полное ускорение точек на его поверхности через после начала вращения барабана.

24. Частица движется по окружности радиуса R = 0.1 м с постоянным угловым ускорением. Через t = 20 с после начала движения угловая скорость частицы w = 20с-1 . Определите число N оборотов, которое совершила за это время частица, и нормальное ускорение к концу десятой секунды.

25. Частица движется по окружности радиуса R = 10 см с постоянным тангенциальным ускорением a t. Найдите это ускорение, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения скорость частицы стала равной v = 79.2 см/с.

26. Радиус-вектор, определяющий положение движущейся частицы меняется по закону r = 3 t 2 i + 2 t j + k, где i, j, k орты осей x, y, z. Найти модуль скорости v в момент времени t = 1 с.

27. Частица движется в плоскости так, что зависимость координат от времени дается уравнениями x = At, y = Bt + Ct 2, где A = 1 м/с, B = 2 м/с, C = 1 м/с2. Определите скорость частицы через 10 с после начала движения.

28. Частица движется согласно уравнению r (t) = A (i cosw t + j sinw t), где A = 0.5 м, w=5 с-1. Изобразите на рисунке траекторию движения. Определите модуль скорости ¦ v ¦ и модуль нормального ускорения ¦ а n¦.

29. Координата x движущейся частицы меняется по закону x = A cos(2p t / T), А = 8 см. Найти выражения для проекций на ось x скорости v и ускорения a частицы, составляющую vx средней скорости частицы на интервале времени от t 1 = 0 до t 2 = T /8.

30. Колесо вращается так, что зависимость угла поворота радиуса колеса от времени дается уравнением j = A + Bt + Ct 2 + Dt 3, где B = 1 с-1, C = 1 с-2, D = 1 с-3. Найти радиус колеса, если известно, что к концу второй секунды движения нормальное ускорение точек, лежащих на ободе колеса, a n= 3.46.102 м/с2.

31. Найти работу, которую нужно совершить, чтобы увеличить скорость движения тела от v 1= 2 м/с до v 2= 6 м/с на пути s = 10 м. На всем пути действует постоянная сила трения F тр= 2 Н. Масса тела m = 1 кг.

32. Находясь под действием постоянной силы с компонентами (3, 10, 8) Н частица переместилась из точки 1 с координатами (1, 2, 3) м в точку 2 с координатами (3, 2, 1) м. Какая совершилась при этом работа? Как изменилась кинетическая энергия частицы?

33. Брусок массой m 1 = 0.2 кг движется по горизонтальному столу под действием силы натяжения привязанной к нему нити. Нить перекинута через прикрепленный к столу блок, а другой ее конец привязан к бруску массой m 2 = 0.3 кг, который движется вниз. Коэффициент трения между поверхностью стола и первым бруском k = 0.25. Масса блока ничтожно мала. Определите натяжение нити.

34. Наклонная плоскость может изменять наклон, причем длина основания наклонной плоскости остается постоянной. При каком наклоне к горизонту время соскальзывания тела с наклонной плоскости будет наименьшим, если коэффициент трения k = 0.25?

35. Два бруска лежат на гладком столе один на другом. Масса верхнего бруска m 1 = 2 кг, нижнего m 2 = 4 кг. Коэффициент трения между брусками k = 0.25. Какую максимальную силу можно приложить к верхнему бруску в горизонтальном направлении, чтобы он не проскальзывал?

36. На гладкую горизонтальную плоскость помещены три тела массами т1, т2 и т 3, связанные нитями между собой и с телом массой М, привязанное к нити, перекинутой через блок (рис.). Найти ускорение а системы. Найти натяжения всех нитей. Трением в блоке, массами блоков и нитей пренебречь.

Ответ: ; ; ;

37. На верхнем краю гладкой наклонной плоскости ук­реплен блок, через который перекинута нить (рис.). На одном се конце привязан груз массы m1 ; лежащий на наклонной плоскости. На другом конце висит груз массы т2 С каким ускорением a движутся грузы и каково натяжение T нити? Наклонная плоскость образует с горизонтом угол α.

Ответ:

38. Автомобиль “Жигули» на скорости v = 50 км/ч способен двигаться вверх по дороге с уклоном α = 160. При движении по ровной дороге с таким же покрытием и на той же скорости мощность, расходуемая двигателем, составляет N = 20 л.с. (1 л.с. = 736 Вт). Найти максимальную мощность двигателя, если масса автомобиля 1200 кг.

Ответ: Nmax = 81,2 л.с.

39. Лодка длиной L 0 наезжает, двигаясь по инерции, на отмель и останавливается из-за трения, когда половина ее длины оказывается на суше. Какова была начальная скорость лодки v? Коэффициент трения равен μ.

Ответ: v = ½(μgL)1/2

40. Лодка массы М с находящимся в ней человеком массы т неподвижно стоит на спокойной воде. Человек начинает идти вдоль по лодке со скоростью u относительно лодки. С какой скоростью w будет двигаться человек относительно воды? С какой скоростью v будет при этом двигаться лодка относительно воды? Сопротивление воды движению лодки не учитывать.

Ответ:

41. Человек прошел вдоль по лодке, описанной в предыдущей задаче, путь l. Каковы при этом будут смещения лодки S1 и человека S2 относительно воды?

Ответ:

42. Две пружины жесткостью 3×102 Н/м и 5×102 Н/м соединены последовательно. Определить работу по растяжению обеих пружин, если вторая пружина растянута на 3 см. Определить также коэффициент жесткости системы двух пружин.

43. Математический маятник (груз малых размеров на легком подвесе длиной l) находится в положении равновесия. Определить какую минимальную скорость u надо сообщить грузу, чтобы он мог совершить полный оборот, для двух случаев: а) груз подвешен на жестком стержне; б) на нити.

Ответ: v2 4 gl; v2 5 gl

44. На наклонной плоскости (α угол наклона плоскости) стоит ящик с песком; коэффициент трения μ ящика о плоскость равен тангенсу угла α. В ящик вертикально попадает некоторое тело и остается в нем. Масса ящика М, масса тела m. При каком условии ящик будет двигаться после попадания в него тела?

45. Вверх по наклонной плоскости, образующей угол α к горизонту, движется брусок. В тот момент, когда его скорость равна V, на брусок вертикально падает со скоростью v пластилиновый шарик такой же массы, как и брусок, и прилипает к нему. Определить время τ, через которое брусок с шариком остановятся. Коэффициент трения равен μ. При каком значении μ это возможно?

Ответ: τ = (1/2g)(((V-μvcosα)/(μcosα – sinα)) – v); μ ≤ tgα + (V/vcosα))

46. Два идеально упругих шарика массами m1 и m2 вдоль одной и той же прямой со скоростями v1 и v2. Во время столкновения шарики начинают деформироваться, и часть кинетической энергии переходит в потенциальную энергию деформации. Затем деформация уменьшается, и запасенная потенциальная энергия вновь переходит в кинетическую. Найти значение потенциальной энергии деформации в момент, когда она максимальна.

Ответ: П = (1/2) (m1m2/(m1 + m2)) (v1 – v 2)2)

47. Шар, летящий со скоростью V, ударяется о покоящийся шар, масса которого в 3 раза больше массы налетающего шара. Найти скорости шаров после удара, если в момент столкновения угол между линией, соединяющей центры шаров, и скоростью налетающего шара до удара равен 600. Удар абсолютно упругий. Трения нет.

Ответ: V1 = V (13)1/2/4; V2 = V/ 4

48. Движущаяся частица претерпевает упругое соударение с покоящейся частицей такой же массы. Доказать, что после столкновения, если оно не было центральным, частицы разлетятся под прямым углом друг к другу. Как будут двигаться частицы после центрального соударения?

Ответ: при центральном ударе частицы обмениваются скоростями; при нецентральном – угол между скоростями составляет 900.

49. Два шарика падают в воздухе. Шарики сплошные, сделаны из одного материала, но диаметр одного из шариков вдвое больше другого. В каком соотношении будут находиться скорости шариков при установившемся (равномерном) движении? Считать, что сила сопротивления воздуха пропорциональна площади поперечного сечения движущегося тела и квадрату его скорости.

Ответ: скорость большего шарика будет в √2 раз больше скорости меньшего.

50. Стальной шарик радиуса 0,05 мм падает в широкий сосуд, наполненный глицерином. Найти скорость v установившегося (равномерного) движения шарика. Коэффициент внутреннего трения в глицерине равен η = 14 дин-с/см2, плотность глицерина dx = 1,26 г/см3, плотность стали d 2 = 7,8 г/см3.

Указание. Для решения задачи воспользоваться гидродинамической формулой Стокса, выражающей силу сопротивления, испытываемую шариком, движущимся в вязкой жидкости: f=6πrvη.

Ответ:

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 835 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Бутерброд по-студенчески - кусок черного хлеба, а на него кусок белого. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2439 - | 2358 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.