Тема №8767 Ответы к задачам по физике 27 глав (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике 27 глав (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике 27 глав (Часть 3), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

21.47. Два однородных шара одинакового радиуса соединеные
в точке соприкосновения. Масса одного из шаров вдвое
больше массы другого. Определите положение центра
тяжести двух шаров.
     21.48. Два шара одинакового объема, цинковый и алюминиевый,
скреплены в точке соприкосновения. Найдите положение
центра тяжести системы двух шаров.
     21.49. Два медных шара соединены в точке соприкосновения. Определите положение центра тяжести двух шаров, если известно, что радиус одного из них втрое больше, чем другого.
3-й уровень сложности
? 21.50. Для чего конькобежцы, разгоняясь, размахивают руками?
?      21.51. Почему тормоза в автомобилях и велосипедах ставят на
задние, а не на передние колеса?
?      21.52. Почему не опрокидываются люльки подвесной дороги?
?      21.53. На вершине полушария лежит в горизонтальном положении тоненькая линейка. Какой вид равновесия наблюдается в этом случае?
21.54. Определите силы, которые действуют на тягу АВ и укосину ВС кронштейна АВС, изображенного на рисунке,
если масса подвешенного в точке В груза 10 кг. Известно также, что AB = 60 см, BC = 80 см, AC = 40 см. Массами балки и укосины пренебрегите.
A
C
B
     21.55. Конец балки длиной 4 м и массой 1 т поддерживается железной тягой АВ, как это показано на рисунке.
Определите диаметр тяги, если допустимое напряжение
составляет 98 МПа; AC = 3 м.
21.56. Нижний конец однородного стержня АC массой 3 кг,
удерживаемого в состоянии равновесия горизонтальной
растяжкой ВС, как это показано на рисунке, прикреплен к шарниру так, что угол BAC = ° 45 . Определите
силу натяжения растяжки ВС, а также силу реакции
шарнира и ее направление. Ускорение свободного падения g = 9 8, м/с2.
A
C B

A
B C
К задаче 21.55 К задаче 21.56
     21.57. Стремянка стоит возле стены. Определите максимальный
угол между стеной и стремянкой, при котором стремянка еще не будет соскальзывать, если коэффициент трения между полом и стремянкой составляет 0,45, а между стеной и стремянкой трение отсутствует.
     21.58. Четырехметровая стремянка массой m = 10 кг стоит под
углом α = 30° к стене. Коэффициент трения скольжения между стеной и стремянкой µ1 = 0 3, , а между полом и стремянкой µ2 = 0 5, . Определите высоту, на которую может подняться по стремянке человек массой
M = 50 кг.
21.59. Определите положение центра тяжести однородной пластины, размеры и форма которой изображены на рисунке.
100 мм
200 мм 300 мм
ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ
22. ИМПУЛЬС. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ
ИМПУЛЬСА
1-й уровень сложности
22.1. Может ли измениться импульс тела, если не изменились ни масса тела, ни модуль его скорости?
22.2. Может ли человек, стоя на идеально гладкой горизонтальной поверхности льда, сдвинуться с места, не упираясь ничем острым в лед?
     22.3. Как космонавт может возвратиться на корабль, если
фал случайно оборвется?
22.4. Тело, масса которого 3 кг, движется со скоростью 4 м/с.
Вычислите импульс тела.
     22.5. Определите импульс камня массой 120 г, который бросили со скоростью 5 м/с.
     22.6. Мяч летит со скоростью 6 м/с. Вычислите массу мяча,
если его импульс составляет 4,2 кг м
с
⋅ .
     22.7. С какой скоростью движется шар массой 63 г, если импульс его движения составляет 21 кг м
с
⋅ ?
22.8. С какой скоростью должен был бы двигаться легковой
автомобиль, масса которого 1,5 т, чтобы у него был такой же импульс, как у грузовика массой 9 т, движущегося со скоростью 54 км/ч?
22.9. Определите массу африканского слона, если, двигаясь
со скоростью 40 км/ч, он имеет такой же импульс, как
и 6-тонный кит, движущийся со скоростью 27 км/ч.
22.10. Тележка массой 100 г движется со скоростью 3 м/c.
Какое значение имеет его импульс? Какой импульс будет иметь система двух таких тележек, если они придут в движение со скоростью, втрое меньшей?
     22.11. На сколько отличается импульс шара массой 50 г, летящего со скоростью 20 м/с, от импульса другого шара,
масса которого в 3 раза, а скорость — в 4 раза больше,
чем у первого?
22.12. Пуля массой 20 г двигалась со скоростью 650 м/с. После того как она прошла сквозь гипсокартонную стену,
ее импульс уменьшился на 8 кг м
с
⋅ . С какой скоростью
стала двигаться пуля?
     22.13. Мяч массой 200 г, который имел скорость 1,5 м/с, был
пойман в полете. На сколько изменился импульс мяча?
22.14. Теннисист бьет ракеткой по мячу с силой 0,6 кН. Удар
длится 0,001 с. На сколько изменяется импульс мяча?
     22.15. Парашютист массой 100 кг перед раскрытием парашюта имеет скорость 100 м/с, а после раскрытия его скорость уменьшается до 10 м/с. Какая средняя сила действует на парашютиста во время раскрытия парашюта,
которое длится приблизительно 3 с?
     22.16. Мальчик ударил по неподвижному мячу, масса которого 80 г, и придал ему скорость 20 м/с. Определите среднюю силу удара, если удар длился 0,002 с.
     22.17. В момент удара молотка массой 300 г по гвоздю скорость движения молотка составляет 5 м/с. Как долго
длится удар, если средняя сила удара составляет 40 Н?
     22.18. Санки с грузом, общая масса которых 15 кг, движутся
со скоростью 8 м/с. Через какой промежуток времени
от начала торможения остановятся санки, если во время торможения средняя сила сопротивления движению
составляла 12 Н?
22.19. Из игрушечного пистолета вылетает шарик со скоростью 4 м/с. Определите скорость «отдачи» пистолета,
если его масса составляет 100 г, а масса шарика 5 г.
     22.20. С неподвижной лодки, масса которой 120 кг, прыгает
мальчик массой 60 кг со скоростью 2 м/с. Определите
скорость движения лодки после того, как с нее прыгнул
мальчик.
 22.21. Кальмар сокращением мышц выталкивает из себя жидкость, вследствие чего перемещается и сам. Есть ли это
примером реактивного движения? Свой ответ обоснуйте.
22.22. Резиновый шарик наполнили воздухом. Массы шарика и воздуха составляют соответственно 100 г и 150 г.
Какую максимальную скорость приобретет шарик, если
его отпустить? Заметьте, что после того как шарик
отпустили, газ вытекает из него с постоянной скоростью
20 м/с; сопротивлением воздуха можно пренебречь.
     22.23. Определите массу горючего, необходимого для придания одноступенчатой ракете массой 800 кг первой космической скорости, считая, что газы выбрасываются из
ракеты со скоростью 2 км/с не постепенно, а мгновенно. Первая космическая скорость равна 7,9 км/с.
2-й уровень сложности
22.24. Шарик массой 25 г движется со скоростью 20 м/с. Определите
изменение импульса шарика и среднюю силу
удара при столкновения шарика с вертикальной стеной, если: а) шарик движется горизонтально и упруго
отскакивает от стены; б) шарик движется горизонтально и прилипает к стене; в) шарик движется под углом
30° к стене и упруго отскакивает от нее. Во всех случаях считайте продолжительность удара равной 0,1 с.
     22.25. Мяч массой 500 г бросили с балкона пятого этажа, и он
после удара о землю подпрыгнул на высоту 0,8 м. На
сколько изменился импульс мяча после удара, если
высота этажа 2,5 м, а мяч двигался строго вертикально. Сопротивлением воздуха пренебрегите.
22.26. Протон, имея скорость 2 104 ⋅ м/с, налетает на неподвижное ядро атома Гелия, вследствие чего скорость
движения протона уменьшилась на 1 2 104 , ⋅ м/с. Определите скорость, с которой будет двигаться ядро Гелия после столкновения с протоном, если масса ядра в 4 раза
больше массы протона.
22.27. Тело массой 7 кг движется в соответствии с уравнением
x t = + 3 4t
2 . Определите, какой импульс приобрело тело
через 5 с после начала наблюдения движения, как этот импульс изменился и какая сила вызвала данное изменение.
     22.28. Уравнение движения материальной точки массой 2 кг
задано уравнением x t = +1 5 2 . Определите изменение
импульса тела, случившееся за 2 с, и величину силы,
вызвавшей это изменение.
22.32. На какое расстояние переместился мяч массой 500 г за
5 с, если в начальный момент ему был придан в горизонтальном направлении импульс 4 кг м
с
⋅ ? Сопротивлением можно пренебречь.
     22.33. Определите, на какое расстояние могло переместиться
пушечное ядро массой 0,5 кг, если в момент выстрела
оно получило импульс 6 кг м
с
⋅ , направленный горизонтально, а пушка стояла на обрыве, высота которого над
равниной 12,8 м.
22.34. Определите среднюю силу давления на ладонь во время
стрельбы из пистолета Макарова, если темп стрельбы
составляет 30 выстрелов за минуту, масса пули равна
8 г, а скорость, с которой она вылетает из ствола,—
315 м/с.
     22.35. Автомат Калашникова, из которого пуля массой 8 г
вылетает со скоростью 715 м/с, действует на плечо человека со средней силой 12 Н. Определите, сколько времени будут длиться 100 выстрелов.
 22.36. Почему запуск реактивных снарядов из минометов «Катюша», в отличие от дальнобойных пушек, не требовал массивных стволов для уменьшения отката во время выстрела («Катюши» имели лишь легкую направляющую раму)?
22.37. 25-тонный вагон движется по горизонтальному участку
железнодорожного пути со скоростью 2 м/с. Его догоняет 15-тонный вагон, скорость которого 4 м/с. Какова будет их скорость после сцепления?
     22.38. Платформа массой 140 кг движется со скоростью 1 м/с.
Спортсмен, масса которого 60 кг, бежит со скоростью
5 м/с. Определите скорость движения платформы после
того, как спортсмен запрыгнул на нее, если: а) спортсмен догоняет платформу; б) спортсмен движется навстречу платформе.
     22.39. По реке сплавляют плот массой 120 кг. Он движется
равномерно прямолинейно и за 10 мин проходит 300 м
относительно берега. Определите скорость и направление движения плота после того, как с него прыгнул
мальчик массой 65 кг со скоростью относительно берега
1 м/с. Рассмотрите случаи, когда: а) мальчик прыгнул
в направлении движения плота; б) мальчик прыгнул
против направления движения плота.
     22.40. Два шарика движутся навстречу друг другу с одинаковыми
скоростями. Масса первого шарика 2 кг. Какую массу должен иметь второй шарик, чтобы после столкновения первый шарик остановился, а второй покатился
в обратном направлении с той же по модулю скоростью?
22.41. Охотник плывет в лодке со скоростью 12 м/мин. После
двух последовательных выстрелов, сделанных им в направлении движения, лодка остановилась. Определите
массу лодки с охотником, если масса заряда 25 г, а скорость его вылета из ружья 500 м/с.
     22.42. Истребитель массой 2,5 т летит со скоростью 396 км/ч.
Насколько уменьшится скорость движения самолета после 15 с непрерывной стрельбы из автоматической пушки? Скорострельность пушки — 800 выстрелов
в минуту, масса одного снаряда — 100 г, скорость
вылета снаряда из пушки — 700 м/с.
22.43. Охотник стреляет из легкой надувной лодки, которая
пребывает в состоянии покоя. Какую скорость получит лодка после выстрела, если масса охотника вместе
с лодкой равна 120 кг, масса дроби — 35 г, а скорость
вылета дроби из ружья составляет 320 м/с? Ствол ружья
во время выстрела направлен под углом 60° к горизонту.
     22.44. Снаряд массой 50 кг, который летит под углом 60° к горизонту со скоростью 800 м/с, попадает в неподвижную
платформу, груженную песком, и застряет в нем, вследствие чего платформа приходит в движение со скоростью 1,6 м/с. Определите массу платформы.
22.45. Мальчик, масса которого 50 кг, перемещается с одного конца платформы на другой. Определите, насколько переместится относительно земли платформа, длина
и масса которой равны соответственно 12 м и 100 кг,
если до начала движения мальчика она была неподвижной. Трением можно пренебречь.
     22.46. Рыбак массой 80 кг перешел с кормы на нос лодки,
масса которой 120 кг. Лодка при этом сместилась на
1,4 м. На какое расстояние переместился рыбак относительно берега озера? В начальный момент лодка находилась в покое. Сопротивлением воды можно пренебречь.
     22.47. Человек массой 60 кг перешел с одного конца плота на
другой за 2,5 с. С какой скоростью двигался относительно воды плот, который до этого был неподвижным,
если его длина 3,5 м, а масса 240 кг?
     22.48. Из лодки выбирают канат, поданный с катера. Расстояние между лодкой и катером 55 м. Рассчитайте расстояния, пройденные лодкой и катером до их встречи, если
масса лодки составляет 300 кг, а масса катера — 1,2 т.
     22.49. Барон Мюнхгаузен утверждал, что сам вытянул из болота и себя, и своего коня. Возможно ли это? Ответ обоснуйте.
      22.50. Космический аппарат движется с отключенными двигателями. Что произойдет, если на сопло ракеты надеть
согнутую трубу, выходное отверстие которой будет направлено в сторону движения ракеты, и включить двигатели?
?      22.51. Будет ли увеличиваться скорость ракеты, если газы
вырываются из ее сопла со скоростью, которая: а) больше скорости ракеты; б) равна скорости ракеты; в) меньше скорости ракеты? Ответ обоснуйте.
22.52. Ракета имеет массу 1 кг, где 200 г — это порох. Определите высоту подъема ракеты при условии, что газы при
сгорании вылетают со скоростью 400 м/с.
     22.53. Решите предыдущую задачу для случая, когда в ракете заложено 300 г пороха. Примите также во внимание, что за счет сопротивления воздуха реальная высота
подъема ракеты уменьшается в 5 раз по сравнению с теоретической. Ускорение свободного падения считайте
равным 9,8 м/с2.
     22.54. Ракета, масса которой с зарядом 250 г, взлетает вертикально вверх и достигает высоты 150 м. С какой скоростью выбрасываются газы из ракеты? Считайте, что
ракета содержит заряд массой 50 г, который сгорает
мгновенно.
3-й уровень сложности
? 22.55. Какой импульс имеет однородный диск, вращающийся вокруг своей оси? Ось неподвижна. Обоснуйте свой
ответ.
      22.56. Чему равен импульс Земли, возникающий в результате ее суточного вращения вокруг оси? Ответ обоснуйте.
 22.57. Снаряд, пущенный вертикально вверх, взорвался
в верхней точке траектории. При этом образовалось три
осколка. Докажите, что векторы начальных скоростей
движения всех трех осколков лежат в одной плоскости.
22.58. Плот массой 800 кг плывет по реке со скоростью 1 м/с.
С берега на плот перпендикулярно движению плота прыгает со скоростью 2 м/с человек массой 80 кг.
Определите скорость плота с человеком и направление
этой скорости.
22.59. Граната, брошенная под углом к горизонту, разрывается
на две части в верхней точке траектории, когда имеет
скорость 10 м/с. Больший осколок, масса которого составляет 60 % от массы гранаты, продолжает двигаться
в том же направлении, и скорость его движения составляет 25 м/с. Определите скорость и направление движения меньшего осколка.
     22.60. Граната, летевшая под углом 30° к горизонту со скоростью 15 м/с, разорвалась на два осколка одинаковой
массы. Один из них полетел горизонтально в обратном
направлении со скоростью 30 м/с. Определите скорость
и направление движения второго осколка.
     22.61. Взрыв разрывает камень на три части. Два осколка
летят под прямым углом друг к другу: первый массой
1,5 кг отлетает со скоростью 10 м/с, второй осколок
массой 3 кг — со скоростью 8 м/с. Третий осколок отлетает со скоростью 35 м/с. Какова масса третьего осколка? В каком направлении он летит?
22.62. Тележка массой 12 кг, двигаясь со скоростью 10 м/с,
наталкивается на неподвижную тележку массой 20 кг.
Какое расстояние пройдут тележки после сцепления,
если остановились они через 2 с? Считайте движение
после столкновения до остановки равноускоренным.
22.63. Пуля массой 15 г, имея скорость 300 м/с, влетает в ящик
с песком, стоящий на неподвижной платформе, масса которой 50 кг. Определите скорость движения платформы
после попадания шара и время ее движения до полной
остановки, если платформа остановилась, преодолев расстояние 1,8 м. Считайте, что во время движения на платформу действует постоянная сила трения.
22.64. Из пушки вылетает снаряд со скоростью 500 м/с. На какое расстояние после выстрела может откатиться пушка, не имеющая противооткатного устройства, если ее
коэффициент трения 0,4, а выстрел произведен в горизонтальном направлении? Масса пушки 1 т, масса снаряда 12 кг.
     22.65. Конькобежец массой 60 кг, стоя на льду, бросает
в горизонтальном направлении камень массой 3 кг
и откатывается на 40 см. С какой скоростью конькобежец бросил камень, если коэффициент трения коньков
о лед составляет 0,02?
     22.66. Платформа с пушкой стояла на прямолинейном участке горизонтального железнодорожного пути. После
выстрела пушки в направлении, параллельном путям, платформа откатилась на 56,25 м. Определите общую массу платформы с пушкой, если известно, что 
коэффициент трения составляет 0,002, масса снаряда
50 кг, а скорость его вылета 600 м/с.
 22.67. Во время вертикального подъема ракеты с поверхности планеты на нее действует неизменная сила тяги
реактивных двигателей (каждую секунду расходуется
одинаковая масса топлива). Можно ли при этом считать
движение ракеты равноускоренным? Ответ обоснуйте.
22.68. Ракету массой 1,2 т запускают с поверхности Земли
вертикально вверх с ускорением 19,6 м/с2. Скорость
струи газов, которые выбрасываются из сопла, составляет 1,5 км/с. Определите, сколько горючего расходуется каждую секунду.
 

23. МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА.
МОЩНОСТЬ. КПД
1-й уровень сложности
23.1. Мальчик равномерно тянет санки с грузом по горизонтальной дороге за веревку, прикладывая силу 24 Н под
углом 45° к горизонту. Какую работу выполнил мальчик, переместив санки на 15 м?
     23.2. Мать, прикладывая силу 40 Н, катит коляску с грудным
ребенком за ручку, которая образует с горизонтом угол
30°. Какую работу выполнила мать, пройдя по прямолинейному горизонтальному участку 1,5 км? Какую работу выполнила за то же время сила трения, если мать
катила коляску равномерно?
     23.3. Ящик тянут за веревку по горизонтальной поверхности, прикладывая силу 12 Н в направлении движения. Какая работа выполнена при перемещении ящика на 6 м?
     23.4. Какая сила сопротивления возникла при обработке детали на токарном станке, если резец равномерно переместился на 300 мм и при этом была выполнена работа 150 Дж?
23.5. Электровоз массой 2000 т на горизонтальном участке
пути движется с ускорением 0,035 м/с2. Какую работу
выполняет сила тяги на пути 40 м, если сила сопротивления движению составляет 85 кН?
     23.6. Автомобиль массой 1,2 т движется с ускорением
1,5 м/с2. Сила сопротивления равна 500 Н. Какой путь
преодолел автомобиль, если его двигатели выполнили
работу 230 кДж?
     23.7. Брусок массой 5 кг переместили по горизонтальной поверхности на 2 м, выполнив работу 20 Дж. Определите
силу трения, действующую на брусок, если брусок двигался с ускорением 1,4 м/с2.
23.8. Парашютист равномерно опускается со скоростью 5 м/с.
Сила сопротивления воздуха за 20 с спуска выполняет
работу 75 кДж. Определите массу парашютиста.
     23.9. Ящик массой 5 кг движется по горизонтальной поверхности со скоростью 2 м/с под действием горизонтальной
силы 5 Н. Какую работу выполняет эта сила за 2 мин?
23.10. Спортсмен поднял штангу весом 200 Н на высоту 1,8 м
с ускорением 1,4 м/с2. Определите работу, которую
выполнил спортсмен.
     23.11. Подъемный кран поднял груз массой 2 т на высоту 10 м,
выполнив работу 200 кДж. Определите ускорение, которое было дано грузу. Считайте ускорение свободного
падения равным 9,8 м/с2.
23.12. Шар массой 250 г падает вниз с ускорением 9,4 м/с2.
Какую работу на пути 5 м выполняет: а) сила тяжести;
б) сила сопротивления? Ускорение свободного падения
g ≈ 9 8, м/с2.
     23.13. Определите ускорение, с которым падало тело массой
4 кг с высоты 30 м, если сила сопротивления выполнила
за время падения работу 42 Дж. Ускорение свободного
падения g ≈ 9 8, м/с2. 
23.14. Какую мощность имеет двигатель, который за 2 ч выполняет
работу 0,9 МДж?
     23.15. Сколько времени должен работать двигатель мощностью 1,2 кВт, чтобы выполнить работу 96 кДж?
23.16. Рассчитайте мощность трактора, если он движется равномерно со скоростью 2 м/с, а сила тяги его двигателя
25 кН.
     23.17. Автомобиль, имея тяговую мощность 60 кВт и силу
тяги двигателя 15 кН, движется равномерно прямолинейно. Определите, с какой скоростью движется автомобиль.
23.18. Сила тяги двигателя тепловоза 100 кН. Определите
мощность тепловоза, если он за 1 мин преодолел расстояние 600 м.
     23.19. Какое расстояние преодолел за 0,5 мин игрушечный
катер, мощность двигателя которого 1,8 Вт, а сила
тяги 0,2 Н?
     23.20. Подъемный кран с двигателем, мощность которого
5 кВт, равномерно поднимает груз со скоростью 0,2 м/с.
Определите массу груза.
23.21. Мальчик тянет санки, прикладывая силу 50 Н, направленную под углом 60° к горизонту. Какую мощность
развивает мальчик, если санки движутся равномерно
прямолинейно и за минуту переместились на 30 м?
     23.22. Лошадь, развивая мощность 600 Вт, тянет телегу с силой 450 Н, направленной под углом 30° к горизонту. За
какое время она довезет хозяина из одного села в другое, если расстояние между ними 12 км?
23.23. Выполняя рывок, тяжелоатлет поднял штангу массой
200 кг на высоту 2 м за 1 с. Какую мощность он при
этом развил?
     23.24. Сколько времени нужно подъемному крану с двигателем мощностью 6 кВт, чтобы поднять груз массой 3 т
на высоту 10 м?
     23.25. Какую массу воды поднимает насос мощностью 720 Вт
на высоту 12 м за 1 ч?
23.26. Дрезина массой 3 т движется с постоянной скоростью 10 м/с. Какую мощность она развивает, если
коэффициент сопротивления составляет 0,02?
     23.27. Какую скорость имеет автомобиль массой 1,2 т, мощность двигателя которого 50 кВт, когда равномерно движется по горизонтальному шоссе с коэффициентом трения 0,15?
23.28. Груз массой 0,5 т подняли на высоту 1,6 м. При этом
подъемник выполнил работу 10 кДж. Определите КПД
подъемника.
     23.29. С помощью неподвижного блока бочку весом 800 Н
равномерно подняли на высоту 5 м. Какую работу
выполнил рабочий, если КПД блока 85 %?
23.30. Определите КПД рычага, с помощью которого подняли
груз весом 200 Н на высоту 50 см. При этом короткое
плечо под действием силы 500 Н опустилось на 25 см.
     23.31. Рабочий с помощью рычага, КПД которого равняется
90 %, поднимает гранитную глыбу весом 5 кН на 18 см.
Какую силу приложил рабочий к длинному плечу, если
оно опустилось на 96 см?
23.32. По наклонной плоскости длиной 5 м и высотой 1,8 м закатили бревно массой 200 кг, прикладывая силу 800 Н.
Определите КПД этой наклонной плоскости.
     23.33. Какую силу необходимо приложить вдоль наклонной
плоскости длиной 4 м с КПД 82 %, чтобы вагонетку
массой 160 кг закатить на высоту 0,8 м?
2-й уровень сложности
23.34. Жалюзи массой 1,2 кг и длиной 1,6 м, открывая, скручивают в тонкий валик возле верхней части окна. Какую работу при этом выполняют?
     23.35. Сваю длиной 3 м, которая лежала на земле, поставили
вертикально, поднимая за один конец. При этом была
выполнена работе 4,5 кДж. Определите массу сваи.
23.36. Какая работа выполняется во время равномерного перемещения ящика массой 75 кг по горизонтальной поверхности на расстояние 55 м, если коэффициент трения составляет 0,3, а веревка, с помощью которой тянут ящик, образует с горизонтом угол 30°?
     23.37. Рабочий толкает по горизонтальной колее вагонетку
массой 150 кг с ускорением 0,8 м/с2. Определите работу, которую выполняет рабочий, переместив вагонетку
на 5 м, если он действует на нее с силой, направленной
вниз под углом 60° к горизонту, а коэффициент трения
равен 0,02.
23.38. Какую работу выполнила сила тяги автомобиля массой 2 т, если за 4 с скорость его движения возросла
с 36 км/ч до 72 км/ч? Коэффициент трения составляет 0,1.
     23.39. Определите ускорение реактивного лайнера массой 150 т
на взлетной полосе длиной 1500 м, если сила тяги его
двигателей на этом пути выполняет работу 375 МДж,
а коэффициент трения колес шасси о взлетную полосу 0,02.
23.40. Велосипедист массой 50 кг движется по прямолинейному участку горизонтального шоссе согласно уравнению
x t = + 4 2 + t
2 . Какую работу выполняет велосипедист за
20 с движения?
     23.41. Поезд метро массой 180 т тормозит перед станцией метро. Уравнение зависимости скорости его движения от
времени при этом имеет вид: v t x = − 6 0 2, . Определите
работу, которую выполнила тормозная сила до полной
остановки поезда.
23.42. Определите, какую работу выполняют, равномерно
поднимая ведро с водой объемом 12 л, на высоту 8 м.
Массой ведра пренебрегите. Какую работу при этом
выполняет сила тяжести?
     23.43. Кран равномерно поднимает бетонную плиту на высоту
15 м. Определите объем плиты, если в процессе подъема
выполнена работе 1,4 МДж. Ускорение свободного падения g ≈ 9 8, м/с2, ρб = 2574 кг/м3.
23.44. Какую работу выполнила сила сопротивления, если
тело массой 200 г, брошенное вертикально вверх с начальной скоростью 35 м/с, поднялось на высоту 40 м?
Считайте, что сила сопротивления воздуха во время
движения тела была неизменной.
     23.45. Определите работу, которую выполнила сила сопротивления над камнем массой 4 кг, если он падал 4 с и в момент падения имел скорость 24 м/с. Учтите, что начальная скорость движения камня равна 0 м/с.
23.46. Во время урока с парты упал карандаш массой
30 г, который долетел до пола за 0,4 с. Какую работу
выполнила ученица, поднимая свой карандаш? Ускорение свободного падения считайте равным 10 м/с2. Сопротивлением воздуха пренебрегите.
23.47. Действующая модель автомобиля массой 8 кг движется из состояния покоя вверх по наклонной плоскости с углом наклона 60° с постоянным ускорением
0,5 м/с2. Определите работу силы тяги за первые 2 с,
если коэффициент трения равен 0,1.
     23.48. Сани массой 7 кг соскальзывают с горки длиной 5 м
с углом наклона 45°. Какую работу выполняет сила тяжести?
23.49. Рассчитайте мощность потока воды, падающей с плотины
высотой 30 м, если каждую минуту ее расходуется 150 м3.
     23.50. ГЭС имеет мощность водного потока 150 кВт. Сколько кубометров воды падает ежесекундно с ее плотины,
если высота плотины 5 м?
23.51. На горизонтальном участке пути длиной 2 км поезд массой 800 т разогнался с 54 км/ч до 72 км/ч. Определите
работу и среднюю мощность локомотива на этом участке, если коэффициент трения 0,005.
     23.52. На момент взлета учебный самолет АН-52 должен набрать скорость 90 км/ч. Какую мощность развивают его
двигатели на взлетной полосе длиной 100 м, если масса самолета 1 т, а коэффициент сопротивления 0,02?
23.53. Поезд, вес которого 600 кН, отходит на 200 м от станции за 40 с. Определите мгновенную мощность, которую развивают двигатели поезда в момент t = 40 с, если
коэффициент сопротивления движению 0,025.
     23.54. Грузовик массой 6 т, двигаясь равноускоренно, на момент, когда скорость его движения составляет 72 км/ч,
имеет мощность 150 кВт. С каким ускорением движется грузовик?
23.55. Электровоз, двигаясь с постоянной скоростью 54 км/ч,
развивает мощность 600 кВт. Определите силу тяги
электровоза, если КПД его двигателей 75 %.
     23.56. Определите силу сопротивления резанию строгального
станка, если скорость резания 0,75 м/с, мощность двигателя станка 7,5 кВт, а его КПД 70 %.
23.57. Ковш экскаватора поднимает 200 кг песка на высоту 3 м
за 5 с. Определите КПД двигателя подъемного устройства, если его мощность 2 кВт.
     23.58. Мощность двигателя насоса 28 кВт, а КПД — 45 %.
На какую высоту насос может поднять 150 м3 нефти за
10 мин?
     23.59. Для откачивания воды из шахты поставили насос с двигателем мощностью 7 лошадиных сил (1 л. с. ≈736 Вт ).
Сколько тонн воды можно откачать из шахты глубиной
20 м за 5 ч непрерывной работы насоса, если его КПД
82 %?
     23.60. Человек качает ручным насосом с КПД 30 % воду из
колодца. Определите глубину колодца, если человек за
1 час накачал 1,2 м3 воды. Мощность человека считайте равной 0,1 лошадиной силы.
     23.61. Подъемный кран, двигатель которого имеет мощность
15 кВт, поднимает груз со скоростью 0,3 м/с. Груз
какой массы поднимает кран, если КПД двигателя
75 %?
23.62. Мощность гидроэлектростанции составляет 75 МВт,
а КПД ее турбины — 80 %. Сколько кубометров воды
каждую секунду падает с ее плотины? Плотина поднимает уровень воды на 15 м.
     23.63. Какую мощность имеет гидроэлектростанция, если на
лопасти ее турбины с высоты 12 м каждую минуту падает 220 м3 воды? КПД турбины 85 %.
23.64. Какой КПД имеет наклонная плоскость с углом наклона 15°, если коэффициент трения во время движения
по ней равняется 0,2?
     23.65. Определите КПД наклонной плоскости длиной 2,6 м
и высотой 1 м, если коэффициент трения во время движения по ней составляет 0,15.
23.66. С помощью подвижного блока поднимают груз массой
33 кг на высоту 4 м, прикладывая к свободному концу
веревки силу 200 Н. Определите КПД блока, если масса самого блока 1,5 кг. Какая сила трения действует во
время подъема груза?
     23.67. Какой КПД имеет подвижный блок массой 900 г, если
с его помощью подняли груз массой 30 кг?
3-й уровень сложности
23.68. Поднимая мраморную статую со дна озера глубиной
10 м, археологи выполнили работу 34 кДж. Определите массу статуи. Сопротивлением воды можно пренебречь. ρмрам = 2700 кг/м3.
     23.69. Со дна реки глубиной 10 м на берег, высота которого
5 м, подняли гранитную глыбу объемом 0,4 м3. Какая
работа была выполнена при этом?
23.70. Какую работу выполняет левый желудочек сердца за
1 мин, если систоличное давление равно 16 кПа, а объем
крови, выталкиваемой при каждом сокращении желудочка, составляет 70 см3? Частота пульса 68 ударов
в минуту.
23.71. В старину жернова мельниц приводили в движение лошади. Определите силу тяги лошади, которая двигалась
по кругу радиусом 3 м, совершая 4 оборота в минуту.
Мощность лошади считайте равной 500 Вт.
     23.72. Двигатель шлифовального станка имеет мощность
300 Вт и вращается с частотой 480 об/мин. Деталь во
время обработки прижимают к рабочей поверхности
станка с силой 120 Н. Определите диаметр шлифовального диска. Коэффициент трения между деталью и рабочей поверхностью диска 0,4.
23.73. С какой скоростью поезд массой 600 т равномерно поднимается
по склону с наклоном 0,005, если сила трения составляет 10 кН, а мощность двигателей тепловоза 800 кВт?
     23.74. Тяговая мощность трактора Т-150 72 кВт. С какой постоянной скоростью он сможет тянуть прицеп массой
5 т на подъем с углом наклона 12°, если коэффициент
трения составляет 0,4?
23.75. Определите среднюю мощность, которую развивает двигатель мотоцикла на подъеме, составляющем 2 м на
100 м пути, если мотоциклист, трогаясь с места, через
100 м достигает скорости 36 км/ч. Общая масса мотоциклиста и мотоцикла 400 кг. Коэффициент трения составляет 0,08.
     23.76. Велосипедист массой 80 кг, въезжая на гору с углом наклона 2°, разгоняется до скорости 7,2 км/ч на участке
длиной 50 м. Какую среднюю мощность развивает велосипедист? Коэффициент сопротивления 0,03.
23.77. Из шахты глубиной 200 м равномерно поднимают клеть
массой 500 кг на канате, каждый метр которого имеет массу 1,5 кг. Какую работу при этом выполняют?
Определите КПД установки. Сопротивлением воздуха можно пренебречь. Ускорение свободного падения
g ≈ 9 8, м/с2.
23.78. Транспортер с КПД 80 %, длина ленты которого 4 м, а угол наклона 22°, поднимает груз массой
400 кг на платформу за 2 с. Какую мощность развивает электродвигатель транспортера?
     23.79. На эстакаду высотой 3 м, двигаясь равномерно со скоростью 18 км/ч, за 3 с заехал мотоциклист, масса которого с мотоциклом 90 кг. Определите силу тяги двигателя мотоцикла, если КПД наклонной плоскости 75 %.
Какую мощность развил двигатель?
24. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ. ЗАКОН
СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
1-й уровень сложности
24.1. На подставке стоит ваза массой 1,5 кг. Высота подставки 1,8 м. Определите потенциальную энергию вазы
относительно пола и относительно стола, высота которого 1,2 м.
     24.2. Определите потенциальную энергию тела массой 12 кг,
находящегося на высоте 8 м над поверхностью земли.
     24.3. На какой высоте над поверхностью земли мяч массой
350 г имеет потенциальную энергию 14 Дж?
     24.4. На высоте 22 м над поверхностью земли потенциальная энергия шарика составляет 4,4 кДж. Определите
его массу.
24.5. Мяч массой 300 г бросили с высоты 8 м, после удара
о землю он подпрыгнул на высоту 7 м. На сколько изменилась потенциальная энергия мяча? Почему?
24.6. Определите потенциальную энергию сжатой пружины,
которая под действием силы 2 кН сократилась на
24 мм.
     24.7. Потенциальная энергия упруго деформированного резинового жгута жесткостью 5 кН/м составляет 16 Дж.
Определите его абсолютное удлинение.
     24.8. Потенциальная энергия пружины, сжатой на 5 см, равняется 64 кДж. Определите коэффициент жесткости
этой пружины.
24.9. Какую кинетическую энергию имеет тело массой 2 кг,
движущееся со скоростью 3 м/с?
     24.10. Определите массу метеора, движущегося со скоростью
40 км/с и имеющего кинетическую энергию 40 ГДж.
     24.11. С какой скоростью должен двигаться автомобиль массой 1,5 т, чтобы его кинетическая энергия составляла
180 кДж?
24.12. Какую работу необходимо выполнить, чтобы остановить
автомобиль массой 2 т, который движется со скоростью
54 км/ч?
     24.13. Чтобы пробить доску толщиной 100 мм, необходимо
выполнить работу 800 Дж. Может ли пробить ее пуля
массой 16 г, которая подлетает к доске со скоростью
300 м/с?
     24.14. Определите массу поезда, если для увеличения его скорости с 36 км/ч до 54 км/ч электровоз выполнил работу 190 МДж.
24.15. Определите полную механическую энергию космического корабля массой 2 т, который движется с первой космической скоростью, равной 7,9 км/с, на высоте 300 км.
 24.16. Объясните, почему для запуска спутника большей
массы на определенную орбиту необходимо израсходовать больше энергии, чем для запуска спутника меньшей массы.
 24.17. Парашютист равномерно спускается на парашюте, следовательно, его кинетическая энергия не изменяется,
а потенциальная уменьшается. Не нарушается ли закон сохранения энергии? Почему?
24.18. Мальчик на санках съезжает с горки высотой 1 м, приобретая в конце ее скорость 4 м/с. Сохраняется ли при
этом движении механическая энергия, если масса мальчика вместе с санками 40 кг? Почему? Какую работу
выполняет сила сопротивления? Ускорение свободного
падения g = 9 8, м/с2. 
24.19. На какую максимальную высоту над поверхностью Земли может подняться подброшенное тело массой 500 г,
если в момент броска кинетическая энергия тела равна 200 Дж? Ускорение свободного падения считайте
равным 9,8 м/с2.
     24.20. Кузнечик прыгает с места вертикально вверх на высоту
54 см. Какую скорость он имеет в момент отталкивания? Силой сопротивления воздуха пренебрегите.
     24.21. С края массивной сферической чаши радиусом 45 см
соскальзывает без трения небольшое тело. Положение
тела в начальный момент времени показано на рисунке. Определите скорость движения этого тела в нижней
точке чаши.
R
24.22. Капля воды свободно падает с высоты 450 м. Определите ее потенциальную и кинетическую энергии на высоте
200 м, если масса капли 2 г, а сопротивлением воздуха
можно пренебречь.
     24.23. Камень бросили вверх со скоростью 20 м/с. Определите
его потенциальную и кинетическую энергии на высоте
4 м относительно точки броска, если масса камня равна 30 г. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.
24.24. Вагон массой 36 т, который движется со скоростью
2 м/с, наталкивается на пружинный амортизатор
и останавливается. На сколько сжалась пружина амортизатора, если ее жесткость составляет 225 кН/м?
     24.25. Мальчик выпустил камешек массой 20 г из рогатки. Камешек достиг высоты 40 м и упал. Во время «выстрела»
резиновый жгут, использованный в рогатке, растянулся на 20 см. Определите коэффициент жесткости жгута. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.
     24.26. Какую скорость приобрела стрела, выпущенная вверх,
массой 50 г, если перед выстрелом лук был деформирован
на 10 см? Коэффициент жесткости лука равен 2 кН/м.
На какую максимальную высоту поднимется стрела? Сопротивлением воздуха можно пренебречь.
2-й уровень сложности
24.27. Какую кинетическую энергию имеет тело массой 500 г
через 2 с от начала свободного падения, если оно не
успело достичь поверхности земли?
     24.28. Тележка массой 9 кг движется под действием силы
60 Н. Определите кинетическую энергию движения тележки через 3 с от начала ее движения.
24.29. Однородный шар (радиус шара R; плотность вещества,
из которого он изготовлен, ρ) лежит на горизонтальной поверхности. Чему равна потенциальная энергия
шара?
? 24.30. В каком случае необходимо меньше энергии: при запуске искусственного спутника Земли вдоль меридиана или вдоль экватора в сторону вращения Земли?
     24.31. Определите потенциальную и кинетическую энергии
тела массой 100 г, брошенного вертикально вверх
со скоростью 15 м/с, через 2 с от начала движения.
     24.32. Тело бросили горизонтально со скоростью 10 м/с.
Определите скорость тела через 1 с после начала движения, если в этот момент тело еще не достигло земной поверхности.
24.33. С высоты 2 м на горизонтальную стальную поверхность
падает мяч массой 200 г и подпрыгивает на высоту
1,5 м. Определите переданный полу импульс, изменение механической энергии и объясните причины этого
изменения.
24.34. С какой скоростью следует бросить вниз с высоты 3 м
теннисный шарик, чтобы после абсолютно упругого
удара о землю он подпрыгнул на высоту 8 м? Сопротивлением воздуха можно пренебречь. Ускорение свободного падения g = 9 8, м/с2. 
24.35. Мяч бросили вертикально вверх со скоростью 16 м/с.
На какой высоте кинетическая энергия мяча будет равна его потенциальной энергии? Ускорение свободного
падения g = 9 8, м/с2.
 

 

 

Категория: Физика | Добавил: Админ (11.10.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar