Тема – Механика

Тема – Механика

Вариант 1

1. Самолет, летящий горизонтально на высоте Н = 1960 м со скоростью v = 360 км/ч, сбросил бомбу. За какое время t до прохождения над целью и на каком расстоянии S от нее должен самолет сбросить бомбу, чтобы попасть в цель? Сопротивлением воздуха пренебречь.

2. Вертикально расположенная пружина соединяет два груза. Масса верхнего груза 2 кг, нижнего 3 кг. Когда система подвешена за верхний груз, длина пружины равна 0,1 м. Если же систему поставить вертикально на подставку, длина пружины равна 4 см. Определить длину ненапряженной пружины.

3. Частица массой m₁ = 10^-24 г имеет кинетическую энергию Е₁ = 9 нДж. В результате упругого столкновения с покоящейся частицей массой m₂ = 4×10^-24 г она сообщает ей кинетическую энергию Е₂ = 5 нДж. Определить угол a, на который отклонится частица от своего первоначального направления.

4. Нить длины l с привязанным к ней шариком массой m отклонили на 90 ° от вертикали и отпустили. На каком наименьшем расстоянии под точкой подвеса нужно поставить гвоздь, чтобы нить, зацепившись за него, порвалась, если она выдерживает силу натяжения Т?

5. Вес тела на экваторе астероида на 10 % меньше веса на полюсе. Каков период обращения астероида вокруг своей оси, если астероид представляет собой шар с плотностью вещества r = 5×10³ кг/м³.

6. Шарик массой m = 50 г, привязанный к нити длиной l = 1 м, вращается с частотой n₁ = 1 об/с, описывая окружность в горизонтальной плоскости. Нить укоротили до значения l₂ = 0,5 м. С какой частотой будет при этом вращаться шарик?

7. Винтовку навели на вертикальную черту мишени, находящуюся точно в северном направлении, и выстрелили. На каком расстоянии s находилась мишень, если пуля, попав в мишень, отклонилась на 7 см от черты. Выстрел произведен в горизонтальном направлении на широте j = 60 °, скорость пули v = 900 м/с. Сопротивление воздуха пренебречь.

8. Импульс Р релятивистской частицы равен m₀c. Под действием внешней силы импульс частицы увеличивается в два раза. Во сколько раз возрастет при этом энергия частицы: 1) кинетическая? 2) полная?

 

 

Тема – Механика

Вариант 2

1. Муравей бежит из муравейника по прямой так, что его скорость обратно пропорциональна расстоянию до центра муравейника. В тот момент, когда муравей находится в точке А на расстоянии l₁ = 1 м от центра муравейника, его скорость равна v₁ = 2 см/с. За какое время t муравей добежит от точки А до точки В, которая находится на расстоянии l₂ = 2 м от центра муравейника?

2. Шарик подвешен на нити длиной 1 м. Шарик расположили так, что он начал двигаться равномерно по окружности в горизонтальной плоскости с периодом 1,57 с. При этом угол, образованный нитью с вертикалью, равен p/6 рад. Определите линейную скорость и центростремительное ускорение при движении шарика по окружности.

3. Бассейн площадью S, заполненный водой до уровня h, разделен пополам вертикальной перегородкой. Перегородку медленно передвигают в горизонтальном направлении так, что она делит бассейн в отношении 1:3. Какую для этого нужно совершить работу? Плотность воды r.

4. На наклонной плоскости с углом наклона a = 30 ° находится кубик. К кубику прикреплена невесомая пружина, другой конец которой закреплен в точке А. Кубик находится в положении, в котором пружина не деформирована. Кубик отпускают без начальной скорости. Определите максимальную скорость кубика в процессе движения. Масса кубика m = 1 кг, жесткость пружины k = 10 кН/м, коэффициент трения m = 0,1 (m < tg a), g = 10 м/c².

5. Тонкий однородный диск радиусом R имеет массу М. Определить силу гравитационного взаимодействия между этим диском и материальной точкой массой т, лежащей в центре диска.

6. Однородный шар массой m = 5 кг и радиусом r = 10 см катится без скольжения по горизонтальной плоскости, вращаясь вокруг оси симметрии. При этом центр шара движется со скоростью v = 5 м/с по окружности радиуса R = 40 см (см. рисунок). Определить кинетическую энергию шара.

7. Тело массой m = 1 кг, привязанное к нити длиной l = 1 м, равномерно вращают в вертикальной плоскости. С какой максимальной частотой можно производить вращение, чтобы нить не порвалась, если максимальный груз, который может выдержать нить, равен 25 кг. Задачу рассмотреть относительно вращающейся системы отсчета.

8. До какой энергии можно ускорить частицы в циклотроне, если относительное увеличение массы частицы не должно превышать 5%? Задачу решить для: 1) электронов, 2) протонов, 3) дейтонов.

 

 

 

Тема – Механика

Вариант 3

1. Пуля вылетает из ствола в горизонтальном направлении со скоростью v = 1000 м/с. На сколько снизится пуля во время полета, если щит с мишенью находится на расстоянии, равном 400 м?

2. Груз, подвешенный к невесомой нити, описывает горизонтальную окружность с постоянной скоростью (конический маятник). Расстояние от точки подвеса до центра окружности равно h. Определите число оборотов маятника за 1 с.

3. Гладкий неупругий шарик из мягкого свинца налетает на такой же шарик, первоначально покоящийся. После столкновения второй шарик летит под углом a к направлению скорости первого шарика до столкновения. Определить угол b, под которым разлетаются шары после столкновения. Какая часть кинетической энергии перейдет при столкновении в тепло?

4. Артиллеристы стреляют так, чтобы ядро попало в неприятельский лагерь. В момент выстрела ядра из пушки на него садится верхом барон Мюнхгаузен, и потому ядро падает, не долетая до цели. Какую часть пути Мюнхгаузену придется пройти пешком, чтобы добраться до вражеского лагеря? Принять, что Мюнхгаузен впятеро тяжелее ядра. Посадку барона на ядро считать абсолютно неупругим ударом.

5. Определите силу натяжения троса, связывающего два спутника массой m, которые обращаются вокруг Земли на расстояниях r₁ и r₂ от ее центра так, что трос всегда направлен вертикально. Масса Земли М.

6. К телу с закрепленной осью Z приложена сила F = 3i + 4j + 5k в точке, отстоящей от оси Z на расстоянии d = 0,5 м, где i, j, k – орты осей x¢, y¢, z¢ системы координат, начало которой совпадает с точкой приложения сил (см. рисунок). Найти момент силы относительно оси Z.

7. Гладкий горизонтальный диск вращают с угловой скоростью w = 5,0 рад/с вокруг вертикальной оси, проходящей через его центр. В центре диска поместили небольшую шайбу массой m = 60 г и сообщили ей толчком горизонтальную скорость v₀ = 2,6 м/с. Найти модуль силы Кориолиса, действующей на шайбу в системе отсчета «диск» через t = 0,50 с после начала движения.

8. Считая, что энергия покоя электрона равна 0,511 МэВ, вычислить: 1) импульс электрона с кинетической энергией, равной его энергии покоя; 2) кинетическую энергию электрона с импульсом 0,511 МэВ/с, где с – скорость света. (В настоящее время импульсы релятивистских частиц выражают в единицах – энергия, деленная на скорость света).