Примеры решения задач
Теперь рассмотрим примеры решения задач, использовавшихся (на экзамене по физике) на физическом факультете ИвГУ во время вступительных экзаменов.
1. КИНЕМАТИКА
№1 Свободно падающее тело проходит последние 50 м за 0.5 с. Определите высоту падения тела. Ускорение свободного падения 10 м
/с2.Решение:
Пусть в точке В тело имеет скорость
v.Необходимо записать уравнение связывающее
Ответ: 525, 3 м.
№2 Самолет первую половину пути летел со скоростью 800 км
/ч, вторую половину - со скоростью 1000 км/ч. Какова средняя скорость движения самолета ?Решение:
Дано: v1 = 800 км/ч, v2 = 1000 км/ч.
Дополнительные величины: s - длина всего пути, t1 - время полета первой половины пути, t2 - время полета второй половины пути.
Необходимо вспомнить определение средней скорости и сделать чертеж.
Ответ: 888,8 км
/ч.2. ДИНАМИКА
№3 Два тела с массами 100 г и 200 г, связанные нитью лежат на гладком горизонтальном столе. Найти силу натяжения нити и ускорение грузов, если к первому телу приложена горизонтальная сила 5
H, а ко второму телу приложена сила 14 H, направленная в противоположную сторону.Решение
:Примените второй закон Ньютона к первому телу и найдите силу натяжения нити
T.Запишем динамические уравнения:
Затем перейдем к проекции на ось
X:Где
T = | T1| = |T2|Получили два уравнения с тремя неизвестными.
Из условия нерастяжимости ясно, что ускорение у тел одинаковые: это дает третье уравнение и позволяет однозначно определить
a и T:Ответ: 8
H и 30 м/с2.№4 Определить ускорение свободного падения на поверхности Солнца, если диаметр Солнца 1400000 км, радиус орбиты Земли 150000000 км и продолжительность года на Земле 365 дней.
Решение
:Дано:
Dc - 1.4*106 км, Rор = 150*106 км, T = 365 дней.Записываем выражение для
g через параметры Солнца, используя закон всемирного тяготения:Таким образом, чтобы найти ускорение, необходимо знать массу Солнца. Эта масса определяет не только ускорение на Солнце, но и характеристики (например, период) движения Земли.
Сила, действующая на тело со стороны Солнца, может быть вычислена двумя способами, т.е. для нее можно получить два выражения.
1. Центростремительная сила:
2. Это сила всемирного тяготения:
приравнивая правые части последних формул, находим массу Солнца и окончательное выражение:
Ответ: 274 м
/с2.3. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ
№5 Тело массой 50 кг падает с высоты 15 м. Определить величину потенциальной и кинетической энергии на расстоянии 6 м от поверхности Земли.
Решение
:Потенциальная энергия в точке В не зависит от предистории, т.е. от того, как попало тело в точку В - сверху или снизу.
Еп
= mgh, Eк = mgH - mgh
Ответ: 2940 и 4410 Дж.