С какой силой была прижата собака лайка к своему лежаку в контейнере

Решебник по физике

Задача 87. К концам однородного стержня длиной l приложены силы F1 и F2 (рис. 55). Какова сила натяжения стержня Fн в сечении, расположенном на расстоянии x, составляющем треть длины стержня от его левого конца?

Рис. 55

Ответ: FH = 2F13+ F2 .

Задача 88. Найти абсолютное удлинение ∆l буксирного троса с жесткостью k = 100 кН/м при буксировке автомобиля массой m = 2 т с ускорением а = 0,5 м/с2. Трением пренебречь.

Ответ: ∆l = mak = 0,01 м.

Задача 89. На рис. 56 изображен график проекции скорости тела массой 10 кг, на которое действует сила тяги 600 Н. Тело движется по горизонтальной поверхности. Чему равен коэффициент сопротивления?

Рис. 56

Ответ: μ = 1.

1. Механика

Задача 90. С какой силой была прижата собака Лайка к своему лежаку в контейнере второго искусственного спутника Земли во время подъема ракеты вблизи поверхности Земли, если ускорение ракеты было a = 5g, а масса собаки m = 2,4 кг? Какую перегрузку испытывала Лайка?

Ответ: Fдавл = 6mg = 141 Н, n = 6.

Задача 91. На горизонтальной дороге автомобиль делает поворот радиусом R = 16 м. Какова наибольшая величина скорости v, которую может развить автомобиль, чтобы его не занесло, если коэффициент трения скольжения колес о дорогу равен μ = 0,4?

Ответ: v = µgR = 7,9 м/с.

Задача92.Конькобежецдвижетсясоскоростьюv=10м/с по окружности радиусом R = 30 м. Под каким углом α к горизонту он должен наклониться, чтобы сохранить равновесие?

Ответ: α = arcctg v2 = 71°. gR

Задача93.Ведро с водой вращают в вертикальной плоскости. С какой минимальной частотой ν надо вращать ведро, чтобы вода не выливалась? Длина веревки, к которой привязано ведро, l = 1 м.

Задача 94. Мальчик массой m = 50 кг качается на каче-

лях с длиной подвеса l = 4 м. С какой силой Fдавл он давит на сидение при прохождении среднего положения и со ско-

ростью v = 6 м/с?

Задача 95. К концу горизонтального стержня длиной L прикреплена невесомаяинерастяжимая нитьдлинойl=1м

Решебник по физике

Рис. 57

с шариком на конце. С какой частотой ν вращается стержень, если нить с шариком отклонилась от вертикали на угол α = 30°?

Задача 96. Внутри полого шара диаметром D находится маленький кубик. Шар вращаетсясчастотойνвокругосиО1О2, проходящей через его центр (рис. 58). На какую высоту h подниметсякубик,перемещаясь по поверхности шара в процессе его вращения? Трением пренебречь.

1. Механика

равном n радиусам Земли, меньше ускорения свободного падения g0 на земной поверхности?

Ответ: g0/g = n2.

Задача 98. Расстояние между Землей и Луной равно 60земным радиусам. В какой точке прямой, соединяющей центры Земли и Луны, ракета, движущаяся к Луне, будет притягиваться к Земле и Луне с одинаковой силой. Масса Земли в 81 раз больше массы Луны, а радиус Земли — в 3,8 раза больше радиуса Луны.

Ответ: x = 6RЗемли.

Задача 99. Средняя высота, на которой спутник движется вокруг Земли, H =1700 км. Найти скорость движения спутника v, если радиус Земли R = 6400 км.

Ответ: v = 2Tπ(H +R) =7 103 м/с.

Задача100.Геостационарный спутник запущен на круговую орбиту и все время находится над одной и той же точкой Земли. Найти высоту H спутника над земной поверхностью. Масса Земли M и ее радиус R известны.

Ответ: H = g RT 2 −R .

3 2π

Задача 101. На экваторе некоторой планеты тело весит в 2 раза меньше, чем на полюсе. Планета вращается с периодом T = 2 ч. Определить плотность вещества планеты ρ.

Ответ: ρ= GT6π2 = 5,4 · 103 кг/м3.

Задача102.Радиус планеты вдвое меньше радиуса Земли, а ускорение свободного падения на ней равно 9,8 м/с2. Чему равно отношение массы планеты к массе Земли?

Ответ: Мпланеты = 0,25.

МЗемли

Решебник по физике

Задача 103. Уравнение движения тела массой 2 кг имеет вид: х = 2 + 3t. Все величины выражены в единицах СИ. Чему равен импульс тела?

Ответ: р = 6 кг ∙ м/с.

Задача 104. Пуля массой 200 г ударилась о стальную преградуподуглом30°кееповерхностисоскоростью50м/с и отскочила от нее. Удар абсолютно упругий. Какой импульс силы получит стенка при ударе о нее пули?

Ответ: F∆t = 2mv cos 60° = 10 Н ∙ с.

Задача 105. Школьник массой 40 кг, стоя на коньках, бросил под углом 60° к горизонту груз массой 4 кг со скоростью 2 м/с. Какую по модулю скорость приобрел в этот момент школьник?

Ответ: v1 = m2 v2 cos α = 0,1 м/с. m1

Задача 106. Стальной шарик массой 100 г абсолютно упруго ударился о металлическую поверхность, масса которойнеизмеримобольшемассышарика.Скоростьшарика в момент удара 10 м/с, угол между вектором скорости шарика и перпендикуляром к этой поверхности 60°. Чему равно изменение импульса шарика в результате удара?

Ответ: ∆p = 2mυcos α = 1 кг ∙ м/с.

Задача 107. Две одинаковые тележки движутся в одну сторону. Скорость одной тележки 2 м/с, а скорость второй вдвое меньше. Чему равна скорость тележек после их неупругого столкновения?

Ответ: v = 0,75v1 = 1,5 м/с.

Задача 108. Снаряд, выпущенный вертикально вверх, взорвался на максимальной высоте. При этом образовалось три осколка. Два осколка разлетелись под прямым углом друг к другу. Масса первого осколка m1, его скорость v1, масса второго осколка m2, его скорость v2. Чему равна скорость v3 третьего осколка массой m3?

1. Механика

Задача 109. Охотник стреляет из ружья с движущейся лодки в направлении ее движения. Какова была скорость лодки v0 до выстрела, если она остановилась после двух сделанных подряд выстрелов? Масса лодки m1= 120 кг, масса охотника m2 = 80 кг, масса заряда m3 = 25 г . Скорость вылета заряда из ружья v = 600 м/с.

Ответ: v0 = 2m3v = 0,15 м/с. m1 +m2 +2m3

Задача 110. С судна, движущегося со скоростью v1 = = 54 км/ч, произведен выстрел из пушки под углом α= 60° к горизонту в направлении, противоположном движению судна. Снаряд вылетел со скоростью u = 1 км/c. На сколько изменилась скорость судна, если масса снаряда m2 = 50 кг, а масса судна m1 = 200 т ?

Ответ: ∆v = m2 (v1 +u cosα) = 0,13 м/с. m1

Задача111.Лодка массой m1 = 100 кг стоит неподвижно в стоячей воде. Мальчик массой m2 = 40 кг переходит с кормы на нос лодки. На какое расстояние S при этом передвинется лодка, если ее длина l = 2 м? Сопротивлением воды пренебречь.

Задача 112. Космонавт массой m соединен с космическим кораблем массой M тросом длиной l. Перебирая трос, он приближается к кораблю. На какое расстояние S1 он переместится до сближения? На какое расстояние S2 переместится при этом корабль?

Ответ: S1 = mMl+ M , S2 = l – S1.

Задача 113. Снаряд, летевший горизонтально со скоростью v = 80 м/с, разорвался на высоте h = 30 м на два равных осколка. Один осколок упал через t = 1 с точно под

Решебник по физике

местом взрыва. Какова будет скорость второго осколка v2 и в каком направлении он станет двигаться?

Задача 114. На неподвижной горизонтальной платформе установленo орудие, ствол которого направлен под углом α = 60° к горизонту. Масса платформы с орудием М = 15 т. На какое расстояние S откатится платформа с орудием после выстрела, если масса вылетевшего снаряда m = 20 кг и вылетает он со скоростью v = 600 м/с? Коэффициент сопротивления движению платформы μ = 0,1.

Задача115. Какую работу надо совершить, чтобы однородный стержень длиной 1,5 м и массой 2 кг, лежащий горизонтально, поставить вертикально, медленно поднимая его за один конец?

l

Ответ: А = mg 2 = 15 Дж.

Задача116.Для растяжения пружины на х1 = 4 мм надо совершить работу А1 = 0,02 Дж. Какую работу А2 надо совершить, чтобы растянуть эту пружину на х2 = 4 см ?

Ответ: A = A x2 2 = 2 Дж.

2 1 x1

Задача 117. Две пружины с жесткостями k1 = 200 Н/м и k2 = 400 Н/м соединены последовательно друг с другом. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть их на х= 10 см?

1. Механика

Задача 118. Какую работу А надо совершить, чтобы по плоскости с углом наклона α= 30°втащить груз массой m = = 400кгнавысотуh=2мприкоэффициентетренияμ=0,3? КаковприэтомКПДη? Движениегрузаравномерноеи прямолинейное.

Ответ: А = mgh(1 + μ ctg α) = 1,2 104 Дж, η= mghA 100%= 65 %.

Задача119.Какую работу совершает двигатель автомобиля «Жигули» массой m = 1,3 т на первых S = 75 м пути, если это расстояние автомобиль проходит за t = 10 c, а коэффициент сопротивления движению равен μ = 0,05?

Задача 120. Груженая шахтная клеть массой m = 10 т поднимается с ускорением a = 0,5 м/с2. Определить работу по подъему клети за первые t = 10 с движения.

Ответ: A = 0,5mat2(a + g) = 3 106 Дж.

Задача 121. В воде из глубины h = 5 м поднимают на веревке до поверхности камень объемом V = 0,6 м3. Плотность водыρв= 103 кг/м3,плотностькамняρк = 2,5  103 кг/м3. Найти работу по подъему камня.

Ответ: A = Vhg(ρк + ρвVg) = 4,5 104 Дж.

Задача 122. Локомотив мощностью N = 2  103 л.с. (лошадиных сил) ведет в гору поезд массой m = 2,5  105 кг. Какой максимальный уклон он может преодолеть при скорости v = 36 км/ч, если коэффициент сопротивления движению равен μ = 0,005?

N

Ответ: tg α = mgv = 0,055.

Задача 123. Автомобиль массой m = 3 т приближается к подъему со скоростью v0 = 18 км/ч. Найти мощность, развиваемую двигателем автомобиля на подъеме длиной l = 100 м и высотой h = 10 м, если его скорость на вершине

Решебник по физике

стала равна v = 27 км/ч, а коэффициент сопротивления движению на всем подъеме был одинаков и равен μ = 0,2.

Ответ: N = 2ml(v0 +v)(0,5(v2 −v02) + g(h+µ l2 −h2 )) =15 кВт.

Задача 124. Через блок перекинута веревка массой М, концы которой связаны. Мальчик массой m начинает карабкаться по веревке вверх. Какую максимальную мощность N он должен развить, чтобы в течение времени t находиться на одной и той же высоте? Какую работу А он совершит за это время? Блок невесомый, трением в нем можно пренебречь.

Ответ: Nmax = Mt (mg)2 , A = N2max t .

Задача 125. Подъемный кран поднимает груз массой m со скоростью v. Определить мощность двигателя крана, если его КПД η.

= mgv

Ответ: N η 100%.

Задача 126. Насос поднимает нефть объемом V = 80 м3 на высоту Н = 8 м за t = 10 мин. Найти мощность двигателя насоса, если его КПД η = 45%. Плотность нефти ρ = = 800 кг/м3.

Ответ: N = ρVgHηt 100%= 186 Вт.

Задача127.Какую мощность развивает двигатель подъемного крана, если он равномерно поднимает груз 600 кг на высоту 4 м за 3 с?

Ответ: N = mg Ht = 8 кВт.

Задача128. Снаряд массой 5 кг вылетел из дула орудия под углом 60° к горизонту со скоростью 400 м/с. Чему равна его кинетическая энергия в высшей точке траектории?

Ответ: Еk = m(v0 cosα)2 = 100 кДж. 2

1. Механика

Задача 129. Тело массой 800 г, двигаясь равномерно, прошло за 2 мин путь 60 м. Чему равна его кинетическая энергия?

Задача 130. Кинетическая энергия тела массой 2 кг равна 9 Дж. Чему равен импульс этого тела?

Ответ: p = 2mEk = 6 кг ∙ м/с.

Задача 131. Скорость мяча перед ударом о стенку была вдвое больше его скорости сразу после удара. При ударе выделилось 15 Дж теплоты. Чему равна кинетическая энергия мяча перед ударом?

Ответ: Ek1 = 43Q = 20 Дж.

Задача 132. Чему равна потенциальная энергия тела массой 0,2 кг, брошенного свободно вверх с начальной скоростью 30 м/с, через 2 с после броска?

Задача 133. Тело массой 4 кг упало с высоты 2 м с начальной скоростью 4 м/с. Сопротивление не учитывать. Чему равна его кинетическая энергия при приземлении?

Задача 134.На вершине наклонной плоскости длиной l потенциальная энергия бруска, соскользнувшего с нее, была Ер, а у основания наклонной плоскости она стала равна Ek. Чему равна сила трения, которая действовала на брусок при соскальзывании?

Ответ: F = Ek − Ep . l