Динамика. Основные понятия и примеры применения динамики, страница 2

Если в движении участвует несколько тел и сил – порядок тот же, только система составляется для каждого тела. Получается система с большим числом уравнений. Частный случай «статика», когда   Fx = 0;   ∑Fy = 0;   ∑Fz = 0, ΣMi=0,   где ΣMi – сумма моментов сил относительно любой точки, при этом тело покоится или двигается прямолинейно и равномерно или вращается равномерно вокруг оси. Центр тяжести (центр масс) - это точка, через которую должна проходить линия действия силы, чтобы тело двигалось поступательно вдоль этой линии, это та точка, которой мы заменили тело, введя понятие материальной точки (K/ I /8). Если линия действия силы проходит не через центр масс, она вызывает его вращение.

                                                                     19


«Динамика» типовые задачи «ДЗ»

1. Астрономическими наблюдениями установлено, что Земля и Луна движутся по окружностям с одним и тем же центром и с одинаковой  ω,  при этом радиус вращения соответственно R3 = 4700 км, Rл = 380000 км. Определить массу Луны, если mЗемли = 6·1024 кг.

2. С горки катится вагон со скоростью V1 = 10 м/с и сцепляется с таким же неподвижным вагоном. Какое расстояние они пройдут по горизонтальному пути, если коэффициент трения μ = 0,2.

3. Груз m = 20 кг прикреплен к стальной проволоке S = 1 мм2 и длиной l =1 м движется по окружности с периодом Т = 1с. Каково удлинение нити l =x.

4. Во сколько раз отличается вес тела на поверхности Земли от веса на поверхности Луны  m3/mл = 81,  Rл = 1.73·106 м,  R3 = 6.4·106 м (RЛ и R3  как и  m3 и  mл  приведены в справочнике).

5.На тело m = 5 кг во время броска вверх действует сила F =100 Н в течение 1с

На какую высоту поднимется тело? Когда тело находилось в невесомости?

6. Вес человека 800 Н. Как будет изменяться вес  при подъеме в лифте с

a = 5 м/с2  и опускании с a = 4 м/с2?

7.Автомобиль m = 1500 кг проезжает со скоростью 60 км/час в начале выпуклый мост, затем вогнутый R1 = R2 = 100 м. Какие максимальные изменения веса происходят при этом ?

8. Лучник отправил стрелу вертикально вверх. Она долетела до вершины крепостной стены и упала на Землю. Стрела находилась в полете 4 с. Какова высота стены ? На какой высоте V = Vo / 2 ?

9. Начальная скорость снаряда  V0 . Под каким углом к горизонту нужно проводить стрельбу, чтобы обеспечить максимальную дальность?

10. На какой высоте над поверхностью Земли должен быть запущен спутник, чтобы он «висел» над одной и той же точкой над Землей ?.На какой Н находится спутник, если его скорость 10 км/с ?

11. Тело брошено вверх. Как будет отличаться ускорение брошенного вверх тела при подлете к верхней точке и перед падением на Землю, если учитывать сопротивление воздуха?

12. По наклонной плоскости с углом α движется брусок m = 10 кг, на который действует горизонтальная сила Fг , направленная в сторону движения. Коэффициент трения μ, длина наклонной плоскости  l. Найти время скатывания.

13. Через неподвижный блок перекинута нить, к концам которой прикреплены грузы m1< m2 . Массой нити и блока пренебречь. Найти ускорение a.

14. Тело брошено под углом a = 45о вниз с башни Vo = 3 м/с. Высота башни Н = 30 м . Определить расстояние от основания башни до точки падения.

15. На совершающий полет самолет массой m = 1200 кг действует подъемная сила вертикально вверх Fпад = 12 кН. Сила тяги двигателей направлена горизонтально и равна Fт = 5 кН. Определить направление и величину ускорения, с которой движется самолет, если сила лобового сопротивления Fл.с. = 3 кН.

16. С высоты 6 м опущено яблоко. В яблоко с расстояния 6 м  до линии движения выпущена стрела. Под каким углом необходимо произвести выстрел, чтобы попасть в него. Указать ограничение на скорость.

17.Поставить задачу по изученному материалу.

                                                                          17

< Динамика >  Физика вокруг нас, задания.

1. Определите вес и массу Вашего тела. Определите вес и массу предметов, которые вам чаще всего приходится носить. Попробуйте определить вес предметов без весов. Что такое вес (например булки хлеба) в 1 кг (масса или сила)?

2. Перепишите расположенный ниже текст и заполните пропуски, воспользовавшись рисунками: Прибор предназначен для измерения ___________;

Цена деления шкалы прибора_________;

Максимальная погрешность отсчета по шкале прибора___________;

Показания прибора___________.

3. Как найти вес высыпанного в ваш бак сыпучего материала (цемент, пшеница и т.д.). Имеются ведро, весы, рулетка и  кран с водой.

4. Как с помощью бытовых весов пружинных до 2-х кг измерить вес до 5 кг, если есть легкий металлический прут и линейка?

5. Как с помощью весов, лески, линейки и цилиндрического ведра определить плотность предмета произвольной формы (булыжник и т.д.).

6. Как определить центр масс гладкой палки, пользуясь только руками?

7. Определить массу тела правильной формы, плавающего в воде, при наличии только линейки (или вы знаете длину четверти вашей руки, если не знаете определите – это может пригодиться).

8. Ребенок и взрослый находятся  по разные стороны ручья и хотят его перейти. Есть две доски, но они чуть короче ширины ручья. Надо бы помочь.

9. Приблизительно оценить силу торможения (F) находясь в автобусе, если известна масса автомобиля, а также время торможения? Прокатите машину, толкая руками – приблизительно  определите силу в Ньютонах.

10. Построить зависимость скорости автомобиля и силы сопротивления от времени при свободном выбеге на горизонтальном участке, заполнив таблицу. Объясните графики.

V, км/ч

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Fc, Н

t, с

0

 11. Как определить площадь рулона линолеума, не разворачивая, его имея весы и кусок линолеума 1м2.

12. Как с помощью длинного шнура найти центр тяжести однородной пластины, все углы у которой прямые?

13. Если велосипедист, двигаясь прямолинейно, отклонился от вертикали, то под действием mg он упадет. Что нужно ему предпринять?

14. Как должна быть сделана вилка переднего колеса велосипеда, чтобы на нем можно было ехать "без руля"?

15. Почему человек, идя по льду, не сгибает ноги?

16. Почему цирковому наезднику легче свисать в сторону центра манежа чем наоборот?

17. Почему тяпку надо затачивать с внешней стороны, а не с внутренней.

18. Как по желанию оборвать нитку 1 или нитку 2, если тянуть вниз в (.) А.

19. Ваша задача.

                                                                       16