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
t = 0.5 с с этой скоростью v и h = 50 м. Отсюда найдется v, а по ней h1 и H.

 

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.

 

 


[продолжение]
Hosted by uCoz