Фізичні основи класичної механіки: основні формули і приклади розв’язування задач, страница 4

          134. Однорідний стержень довжиною  l = 1 м та масою m = 0,5 кг обертається у вертикальній площині навколо горизонтальної осі, яка  проходить через середину стержня. З яким кутовим прискоренням обертається стержень, якщо на нього діє момент сили  М = 98,1 мН м ?

          135. Махове колесо, момент інерції якого  I = 245 кг .. м2, обертається з частотою  n = 20 об/с. Через деякий час  t = 1 хв.  після того, як на колесо перестав діяти момент М, воно зупинилося. Знайти момент сили тертя Мmp  і кількість обертів N, яку зробило колесо до повної зупинки.

          Колесо вважати однорідним диском.

          136. Махове колесо, момент інерції якого дорівнює  I = 245 кг .. м2, обертається з частотою  n = 20 об/с. Після того, як на колесо перестав діяти обертовий момент сили, воно зупинилось, зробивши  N = 1000 об. Знайти момент сили тертя  Мтр і час t, який пройшов від миті  припинення дії обертового моменту до зупинки колеса.

          137. Чому дорівнює відношення кінетичних енергій обертального та поступного рухів циліндра, який скочується без ковзання з похилої площини?

          138. Визначити момент інерції диску маси m та радіусом R відносно осі, яка лежить в площині диску на відстані  а від краю диску.

          139. Куля масою  m = 10 кг та радіусом  R = 20 см обертається навколо осі, яка проходить через її центр. Рівняння обертання кулі має вигляд

j = A + Bt2 + Ct3,

де  В = 4 рад/с2;  С = -1 рад/с3.

          Знайти закон змінення моменту сили, яка діє на кулю. Визначити момент сили М, коли t =2 с.

          140. Кінетична енергія валу, який обертається з частотою  n = 5 об/с, дорівнює Wк = 60 Дж. Знайти момент імпульсу  L валу.

          141. Куля масою m1 = 4 кг наздогоняє більшу кулю масою  m2= 10 кг. Знайти спільну швидкість  U куль після удару, якщо він  був  прямим і непружним. Швидкість до удару меньшої кулі  V1 = 12 м/с, більшої  V2 = 4 м/с.

          142. Куля масою  m1 = 5 кг, яка рухається зі швидкістю  V1 = 1 м/с, зіткається з другою кулею m2 = 2 кг, котра знаходилась у спокої. Визначити швидкість  U1  та   U2 куль після зіткнення.

          143. Вагон масою  m1 = 2  . 103 кг, швидкість його  V1 = 0,3 м/с, навздогоняє вагон масою  m2 = 3 . 103 кг, який рухається зі швидкістю  V2 = 0,2 м/с. Яка швидкість вагонів після удару ? Удар вважати непружним.

          144. З човна масою  m1 =200 кг, який має швидкість  V1 = 1 м/с, стрибає хлопчик масою  m2 = 50 кг в горизонтальному напрямку зі швидкістю V2 = 7м/с.  Яка швидкість човна після стрибка хлопчика, якщо він стрибнув з корми в сторону, протилежну руху човна?    

145. Автоматна черга тривала 1 с. За цей час було випущено шість куль масою 10 г кожна зі швидкістю вильоту 400 м/с. Обчислити середню силу, з якою автомат діяв на плече стрільця.

          146. З гармати масою m1 = 5 . 103 кг вилітає снаряд  m2 = 100 кг. Кінетична енергія снаряду при вильоті Е2 = 7,5 МДж. Яку кінетичну енергію Е1 буде мати гармата ?

          147. Снаряд масою m1 = 100 кг летить горизонтально вздовж залізничної колії з швидкістю V1 = 500  м /с і попадає в платформу з піском, маса якої  m2 = 10 . 103 кг, і застряє в ній. З якою швидкістю U буде рухатись платформа, якщо вона рухалась на зустріч снаряду зі швидкістю  V2 = 36 км/год?

          148. На рейках стоїть платформа масою  m1 = 10 т. На платформі закріплена гармата масою  m2 = 5 т, з якої стріляють вздовж рейок. Маса снаряду  m3 =100 кг, його початкова швидкість  V3 = 500  м /с. Знайти швидкість U платформи у першу мить після пострілу, якщо платформа стояла нерухомо.

          149. На рейках стоїть платформа з гарматою  m1 = 15 т. Гармата стріляє вверх під кутом  j = 60о до горизонту в напрямку колії. З якою швидкістю  V1 покотиться платформа внаслідок віддачі, якщо маса снаряду  m = 20 кг і він летить зі швидкістю V2 = 600 м/с?

          150. По рейках рухається платформа, маса якої  m1 = 10 т зі швидкістю  V2 = 36 км/год. Зверху на платформу перпендикулярно до її руху падає вантаж масою  m2 = 3 т, швидкість якого V2 = 0,8 м/с. Яка буде швидкість платформи з вантажем?

          151. Нехтуючи опором повітря , визначити швидкість падіння цеглини масою  m= 2 кг на Землю з висоти  h = 20 м і кінетичну енергію в момент удару.

          152. На вершині горба висотою  h = 10 м знаходилась бочка масою m = 200 кг. ЇЇ  штовхнули, вона скотилась і зупинилась на горизонтальній поверхні.                    Яку роботу доведеться виконати, щоб повернути її по тому ж шляху в початкове положення.

          153. Сила, модуль якої дорівнює  F = 100  Н, піднімає по вертикалі зі стану спокою тіло масою  m = 1 кг на висоту h=5 м. Знайти роботу, яку виконала сила.

          154. Швидкість матеріальної точки масою  m змінилась від початкового значення V1 до кінцевого  V2 = 0. Знайти роботу всіх сил, які діють на матеріальну точку.

          155. Куля масою  m  летить горизонтально зі швидкістю Vo і пробиває тонку дошку. При вильоті з дошки швидкість кулі була V. Знайти роботу сили тертя А тр.

            156.  Тіло масою  m = 1,0 кг кинуто догори з початковою швидкістю

Vо =10  м /с.

Висота, на яку піднялось тіло,  дорівнює  h = 4,0 м. Знайти роботу сили опору повітря.

          157. Тіло масою  m вільно падає з висоти h без початкової швидкості. Визначити середню потужність  <P>, яку розвиває сила тяжіння за час падіння тіла на землю.

          158. Яку роботу треба виконати, щоб збільшити  швидкість руху  тіла масою m = 1 т від  V1 = 2 м/c до V2= 6 м/c на відстані  S = 10 м? На всій відстані діє сила тертя  Fтр = 200 Н.

          159. Вагон масою  m = 20 т рухається рівносповільнено з початковою швидкістю  Vo =54 км/год. Під дією сили тертя  Fтр = 6 кН вагон через деякий час зупиняється. Знайти роботу сили тертя і відстань S, яку пройде вагон до зупинки.

          160. Камінь, пущений по поверхні льоду з швидкістю  3 м/с, пройшов до зупинки відстань S = 20,4 м. Знайти коефіцієнт тертя ¦ каменя об лід.

          161 Людина масою 60 кг стоїть на краю платформи, яка  обертається навколо вертикальної осі з кутовою швидкістю  w = 1 с-1. Вісь проходить через центр платформи. З якою швидкістю почне обертатися платформа, якщо людина перейде від краю платформи до її центру? Платформу вважати круглим однорідним диском, а людину - точковою масою.