Тема – Механика

Вариант 7

1. Две дороги пересекаются под углом 60 °. От перекрестка по ним удаляются машины. Одна – со скоростью 60 км/ч. Другая - 80 км/ч. Определить скорости удаления одной машины относительно другой. Перекресток машины прошли одновременно.

2. Поезд движется по закруглению радиусом 500 м. Ширина железнодорожной колеи 152,4 см. Наружный рельс расположен на 12 см выше внутреннего. При какой скорости движения поезда на закруглении колеса не оказывают давления на рельсы?

3. Гладкая упругая нить длины l и жесткости k подвешена одним концом к точке О. На нижнем конце имеется невесомый упор. Из точки О начала падать небольшая муфта массы m. Найти: а) максимальное растяжение нити; б) убыль механической энергии системы к моменту установления равновесия (из-за сопротивления воздуха).

4. Космонавт массой m₁ приближается к космическому кораблю массой m₂ с помощью легкого троса. Первоначально корабль и космонавт неподвижны, а расстояние между ними равно l. Какое расстояние пройдут корабль и космонавт до встречи?

5. Космический корабль движется по круговой орбите радиусом R вокруг Земли со скоростью v, вдвое большей скорости свободного движения по той же орбите. Какую силу тяги развивают двигатели корабля, если его масса m?

6. Имеются две одинаковые шайбы А и Б. Шайба А лежит неподвижно на абсолютно гладкой поверхности, а шайба Б движется поступательно и вращается с угловой скоростью w_Б = 2 рад/с. Определить угловую скорость вращения системы из двух шайб после соударения, если удар был центральным и абсолютно неупругим.

7. Горизонтально расположенный гладкий стержень АВ вращают с угловой скоростью w = 2 рад/с вокруг вертикальной оси, проходящей через его конец А. По стержню свободно скользит муфточка массой m = 0,5 кг, движущаяся из точки А с некоторой начальной скоростью. В тот момент, когда муфточка находится на расстоянии r = 50 см от оси вращения, на нее действует сила Кориолиса, равная 3 Н. Найти начальную скорость муфточки.

8. В К-системе отсчета мю-мезон, движущийся со скоростью v = 0,99 с, пролетел от места рождения до точки распада расстояние l = 3 км. Определить: 1) собственное время жизни мезона; 2) расстояние, которое пролетел мезон в К-системе с «его точки зрения».

 

 

 

Тема – Механика

Вариант 8

1. Точка движется по окружности радиусом R = 2 см. Зависимость пути от времени дается уравнением S = Ct³. Здесь: С = 0,1 см/с³. Найти нормальное и тангенциальное ускорения точки в момент времени, когда её линейная скорость равна 0,3 м/с.

2. С какой скоростью движется конькобежец по закруглению ледяной дорожки радиусом 10 м, если, проходя этот поворот, он наклоняется к горизонту под углом 76 °?

3. Потенциальная энергия частицы в некотором поле имеет вид U = a/r² – b/r, где а и b – положительные постоянные; r – расстояние от центра поля. Найти: а) значение r₀, соответствующее равновесному положению частицы; выяснить, устойчиво ли это положение; б) максимальное значение силы притяжения; изобразить примерные графики зависимостей U(r) и F_r(r)

4. Водомерный двигатель катера забирает воду из реки и выбрасывает ее со скоростью u = 10,0 м/с относительно катера назад. Масса катера М = 1000 кг. Масса ежесекундно выбрасываемой воды постоянна и равна m = 10,0 кг/с. Пренебрегая сопротивлением движению катера, определить: а) скорость катера v спустя время t = 1,00 мин после начала движения; б) какой предельной скорости v_max может достичь катер.

5. Для осуществления всемирной телевизионной связи достаточно иметь три спутника Земли, вращающихся по круговой орбите в плоскости экватора с запада на восток и расположенных друг относительно друга под углом 120 °. Период обращения каждого спутника Т = 24ч. Определить радиус орбиты и линейную скорость такого спутника.

6. Сплошной однородный диск радиусом R = 10 см, имеющий начальную угловую скорость w₀ = 50 рад/с (относительно оси, перпендикулярной к плоскости диска и проходящей через центр масс), кладут на горизонтальную поверхность. Сколько оборотов сделает диск до остановки, если коэффициент трения между поверхностью и диском m = 10^-1 и не зависит от угловой скорости вращения диска? Рекомендации. Примите метод дифференцирования и интегрирования.

7. Самолет летает на постоянной высоте по окружности радиуса R с постоянной скоростью v. В кабине самолета установлены пружинные и маятниковые часы. Какое время полета t¢ покажут маятниковые часы, если это время, измеренное пружинными часами, равно t. Силу Кориолиса, ввиду ее малости, не учитывать.

8. Пара протон – антипротон может образоваться при соударении протона с кинетической энергией К » 6 ГэВ с неподвижным протоном. Найти, каковы должны быть наименьшие одинаковые энергии встречных протонных пучков для осуществления этой реакции.