Фізичні основи класичної механіки: основні формули і приклади розв’язування задач, страница 3

          106. Точка рухається по колу радіусом R = 2 см. Залежність шляху від часу дається рівнянням    S = сt3, де С = 0,1 см/с3 

          Знайти нормальне  аn і тангенціальне прискорення  аt  в той момент, коли лінійна швидкість точки  V = 0,3 м/с.

          107. Дві матеріальні точки рухаються відповідно з рівнянням

x 1 = A1t + B1t2 + С1 t3       та   x2= A2t + B2t2 + С2t3 , де

А1 = 4 м/c,   В1 = 8 м/с2, с1 = - 16 м/с3,

                                                 А2 =  2 м/с,  В2 = -4 м/с2, С2 = 1 м/с3.

          В яку мить прискорення цих точок будуть однакові ? Знайти швидкість  V1 i V2 точок в цей момент.

          108. Рухаючись із сталою швидкістю 900 км/год, літак описує вертикальну петлю. Яким має бути радіус петлі, щоб доцентрове прискорення не перевищувало 5g?

          109. Вагон шириною d = 2,4 м було пробито кулею, перпендикулярно до руху вагону.Зміщення отворів в стінках вагону відносно один одного дорівнює l = 6 см. Швидкість вагону була  V = 15 м/с. Яка швидкість руху кулі?

          110. Тіло кинуто з швидкістю  Vo під кутом  a до горизонту. Знайти висоту, на яку підніметься тіло, а також дальність польоту.  Vo = 15 м/c, a=p/6.

          111. Колесо радіусом  R = 5 см обертається так, що залежність кута повороту радіуса колеса від часу дається рівнянням, де А = 5 рад, В = 2 рад/с, С = 3 рад/с2, D = 1 рад/с3

j = A + Bt + Ct2 +Dt3

          Визначити кутову швидкість, а також лінійну швидкість точок, які лежать на ободі колеса, а також нормальне та тангенціальне прискорення.

          112. В момент відриву літака від землі швидкість його руху становила 161 км/год. Кожна лопасть його гвинта має довжину 1,5 м і обертається із швидкістю 2000 об/хв. Обчисліть швидкість кінця лопасті гвинта і опишіть траєкторію його руху.

          113. Тіло обертається навколо нерухомої осі так, що залежність кута його повороту j від часу дається формулою  j = at1/2, де  а - стала величина. Знайти середні значення кутової швидкості  <w> і кутове прискорення  <e> за проміжок часу від t1 до  t2.

          114. Тіло обертається навколо нерухомої осі так, що кут його повороту змінюється залежно від часу t відповідно до закону j = 2p(at - bt2/2)

          Знайти момент часу t, в який тіло зупиниться, а також число обертів  N тіла до зупинки.

          115. Колесо автомобіля обертається рівноприскорено. Зробивши  N = 50 повних обертів, воно змінило частоту обертання від n1 =  4 c-1 до n2 = 6 с-1. Визначити кутове прискорення   e колеса.

          116. Колесо, обертаючись рівноприскорено, через  N = 10 об. після початку руху мало кутову швидкість w = 20 с-1.

          Визначити кутове прискорення.

          117. Колесо обертається з частотою  n = 180 об/хв. З деякого моменту воно почало обертатись рівносповільнено з кутовим прискорення  e = -3 с-2. Через який час колесо зупиниться? Знайти число обертів колеса до зупинки.

          118. Вал, обертаючись рівноприскорено, через час  t = 1 хв. після початку руху має частоту  n = 720 об/хв. Визначити кутове прискорення  e  валу і число обертів  N за цей час.

          119. Тіло обертається навколо нерухомої осі відповідно до закону

j = A + Bt +  Ct3,

де    А = 10 рад,

        В = 20 рад/с,

        С = -2 рад/c3.

          Визначити повне прискорення точки, яка лежить на відстані  r = 0,1 м від осі обертання для моменту часу t = 4 с.

          120. Тіло обертається навколо нерухомої осі так, що залежність кута його повороту j від  часу дається формулою

j = B + At1/2,

де  А і В - постійні величини.

          Визначити повне прискорення для точки, яка лежить на відстані r від осі обертання.

          121. Сфера масою 100 кг і радіусом 1 м підвішена на тросі довжиною 5 м і торкається гладенької стіни. Другий кінець тросу закріплений на цій стіні. Обчисліть силу натягу тросу і дію сфери на стіну.

          122. Кулька масою  m = 100 г, яка рухалась з швидкістю V = 1 м/c, пружно вдарилась об поверхню. Визначити, як змінився імпульс кульки, якщо напрямок її швидкості складає з поверхнею кут, рівний 30о.

          123. Вантаж перебуває у верхній точці схилу довжиною 50 м з кутом нахилу до горизонту 30о. Яким має бути коефіцієнт тертя між тілом і площиною, щоб воно могло рухатись вниз без прискорення ?

          124. Вагон гальмується і його швидкість за час  t = 3,3 с рівномірно зменшується від

V1 = 47,5 км/год до  V2 = 30 км/год. Яким повинен бути найбільший коефіцієнт тертя ¦ поміж валізою і полицею для того, щоб валіза почала ковзати по полиці?

          125. Молекула масою  m = 4,65 . 10-26 кг летить по нормалі до стінки посудини з швидкістю  V = 600 м/с, пружно вдаряється об стінку без втрати швидкості. Знайти імпульс сили, який діяв на стінку за час удару.

          126. Трос витримує підвішену масу  m = 1 т  без розриву. За який мінімальний час з його допомогою можно підняти з глибини 80 м вантаж 200 кг, рухаючи його по вертикалі?

          127. Прискорення вільного падіння на поверхні Землі дорівнює 9,81 м/c2. Чому воно дорівнює на висоті, яка становить половину радіуса Землі?

          128. Шайба, яка рухалась з початковою швидкістю  Vo = 20 м/с, зупинилась через t = 40 с. Знайти коефіцієнт тертя шайби об лід.

          129. Переміщення тіла змінюється за законом

х = А + Вt + Ct3,

де А = 1 м, В = 3м/с, С = 5 м/с3.

          Визначити, яка сила буде діяти на тіло через 4 с з початку руху. Маса тіла дорівнює 2 кг.

          130. До тіла прикладена змінна сила, яка діє відповідно до закону             F = m (A + Bt)  (H),

де А = 5 м/с2В = 0,5 м/с3. Яка сила діє на тіло у момент , коли t = 5 с, а також прискорення в цей час? Маса тіла  m = 2 кг.

          131. Знайти момент імпульсу супутника Землі, маса якого дорівнює m = 1,0 т, якщо він рухається по колу радіусом  R = 1.1 Rз відносно центра орбіти.

          132. Суцільний циліндр масою  m і радіусом  R обертається з кутовою швидкістю w навколо осі z, яка співпадає з однією з твірних циліндричної поверхні. Знайти момент інерції циліндра Iz, його момент імпульсу  Lz і кінетичну енергію.

          133. Однорідний диск радіусом  R = 0.2 м і масою m =5 кг обертається навколо осі, яка проходить через його центр перпендикулярно до його площини. Залежність кутової швидкості обертання від часу дається рівнянням

w = А  + Вt,  де  А = 1 рад/c, В = 8 рад/c2. Знайти дотичну силу, яка прикладена до ободу диску. Тертя не  враховувати.