Тело на наклонной плоскости задачи

Тело на наклонной плоскости задачи

На наклонной плоскости длиной 13 м и высотой 5 м лежит груз массой 26 кг. Коэффициент трения равен 0,5. Какую силу надо приложить к грузу вдоль плоскости, чтобы втащить груз? чтобы стащить груз
РЕШЕНИЕ

Какую силу надо приложить для подъема вагонетки массой 600 кг по эстакаде с углом наклона 20°, если коэффициент сопротивления движению равен 0,05
РЕШЕНИЕ

При проведении лабораторной работы были получены следующие данные: длина наклонной плоскости 1 м, высота 20 см, масса деревянного бруска 200 г, сила тяги при движении бруска вверх 1 Н. Найти коэффициент трения
РЕШЕНИЕ

На наклонной плоскости длиной 50 см и высотой 10 см покоится брусок массой 2 кг. При помощи динамометра, расположенного параллельно плоскости, брусок сначала втащили вверх по наклонной плоскости, а затем стащили вниз. Найти разность показаний динамометра
РЕШЕНИЕ

Чтобы удерживать тележку на наклонной плоскости с углом наклона α, надо приложить силу F1 направленную вверх вдоль наклонной плоскости, а чтобы поднимать вверх, надо приложить силу F2. Найти коэффициент сопротивления
РЕШЕНИЕ

Наклонная плоскость расположена под углом α = 30° к горизонту. При каких значениях коэффициента трения μ тянуть по ней груз труднее, чем поднимать его вертикально
РЕШЕНИЕ

На наклонной плоскости длиной 5 м и высотой 3 м находится груз массой 50 кг. Какую силу, направленную вдоль плоскости, надо приложить, чтобы удержать этот груз? тянуть равномерно вверх? тянуть с ускорением 1 м/с2? Коэффициент трения 0,2
РЕШЕНИЕ

Автомобиль массой 4 т движется в гору с ускорением 0,2 м/с2. Найти силу тяги, если уклон равен 0,02 и коэффициент сопротивления 0,04
РЕШЕНИЕ

Поезд массой 3000 т движется вниз под уклон, равный 0,003. Коэффициент сопротивления движению равен 0,008. С каким ускорением движется поезд, если сила тяги локомотива равна: а) 300 кН; б) 150 кН; в) 90 кН
РЕШЕНИЕ

Мотоцикл массой 300 кг начал движение из состояния покоя на горизонтальном участке дороги. Затем дорога пошла под уклон, равный 0,02. Какую скорость приобрел мотоцикл через 10 с после начала движения, если горизонтальный участок дороги он проехал за половину этого времени? Сила тяги и коэффициент сопротивления движению на всем пути постоянны и соответственно равны 180 Н и 0,04
РЕШЕНИЕ

Брусок массой 2 кг находится на наклонной плоскости с углом наклона 30°. Какую силу, направленную горизонтально (рис. 39), надо приложить к бруску, чтобы он двигался равномерно по наклонной плоскости? Коэффициент трения бруска о наклонную плоскость равен 0,3
РЕШЕНИЕ

Поместите на линейке небольшой предмет (резинку, монету и т. д.). Постепенно поднимайте конец линейки, пока предмет не начнет скользить. Измерьте высоту h и основание b полученной наклонной плоскости и вычислите коэффициент трения
РЕШЕНИЕ

С каким ускорением а скользит брусок по наклонной плоскости с углом наклона α = 30° при коэффициенте трения μ = 0,2
РЕШЕНИЕ

В момент начала свободного падения первого тела с некоторой высоты h второе тело стало скользить без трения с наклонной плоскости, имеющей ту же высоту h и длину l = nh. Сравнить конечные скорости тел у основания наклонной плоскости и время их движения.
РЕШЕНИЕ

Задачи по динамике.

I и II закон Ньютона.

Ввод и направление осей.

Проецирование сил на оси.

Решение систем уравнений.

Самые типовые задачи по динамике

Начнем с I и II законов Ньютона.

Откроем учебник физики и прочтем. I закон Ньютона: существуют такие инерциальные системы отсчета в которых. Закроем такой учебник, я тоже не понимаю. Ладно шучу, понимаю, но объясню проще.

I закон Ньютона: если тело стоит на месте либо движется равномерно (без ускорения), сумма действующих на него сил равна нулю.

Вывод: Если тело движется с постоянной скоростью или стоит на месте векторная сумма сил будет ноль.

II закон Ньютона: если тело движется равноускоренно или равнозамедленно (с ускорением), сумма сил, действующих на него, равна произведению массы на ускорение.

Вывод: Если тело двигается с изменяющейся скоростью, то векторная сумма сил, которые как-то влияют на это тело ( сила тяги, сила трения, сила сопротивления воздуха), равна массе этого тело умножить на ускорение.

Читайте также:  Как исправить сетевую ошибку

При этом одно и то же тело чаще всего движется по-разному (равномерно или с ускорением) в разных осях. Рассмотрим именно такой пример.

Задача 1. Определите коэффициент трения шин автомобиля массой 600 кг, если сила тяги двигателя 4500 Н вызывает ускорение 5 м/с².

Обязательно в таких задачах делать рисунок, и показывать силы, которые дествуют на машину:

На Ось Х: движение с ускорением

На Ось Y: нет движения (здесь координата, как была ноль так и останется, машина не поднимает в горы или спускается вниз)

Те силы, направление которых совпадает с направлением осей, будут с плюсом, в противоположном случае — с минусом.

По оси X: сила тяги направлена вправо, так же как и ось X, ускорение так же направлено вправо.

Fтр = μN, где N — сила реакции опоры. На оси Y: N = mg, тогда в данной задаче Fтр = μmg.

Коэффициент трения — безразмерная величина. Следовательно, единиц измерения нет.

Задача 2. Груз массой 5кг, привязанный к невесомой нерастяжимой нити, поднимают вверх с ускорением 3м/с². Определите силу натяжения нити.

Сделаем рисунок, покажем силы, которые дествуют на груз

T — сила натяжения нити

На ось X: нет сил

Разберемся с направлением сил на ось Y:

Выразим T (силу натяжения) и подставим числительные значения:

Самое главное не запутаться с направлением сил (по оси или против), все остальное сделает калькулятор или всеми любимый столбик.

Далеко не всегда все силы, действующие на тело, направлены вдоль осей.

Простой пример: мальчик тянет санки

Если мы так же построим оси X и Y, то сила натяжения (тяги) не будет лежать ни на одной из осей.

Чтобы спроецировать силу тяги на оси, вспомним прямоугольный треугольник.

Отношение противолежащего катета к гипотенузе — это синус.

Отношение прилежащего катета к гипотенузе — это косинус.

Сила тяги на ось Y — отрезок (вектор) BC.

Сила тяги на ось X — отрезок (вектор) AC.

Если это непонятно, посмотрите задачу №4.

Чем длинее будет верека и, соответсвенно, меньше угол α, тем проще будет тянуть санки. Идеальный вариант, когда веревка параллельна земле , ведь сила, которая действуют на ось X— это Fнcosα. При каком угле косинус максимален? Чем больше будет этот катет, тем сильнее горизонтальная сила.

Задача 3. Брусок подвешен на двух нитях. Сила натяжения первой составляет 34 Н, второй — 21Н, θ1 = 45°, θ2 = 60°. Найдите массу бруска.

Введем оси и спроецируем силы:

Получаем два прямоугольных треугольника. Гипотенузы AB и KL — силы натяжения. LM и BC — проекции на ось X, AC и KM — на ось Y.

Задача 4. Брусок массой 5 кг (масса в этой задаче не нужна, но, чтобы в уравнениях все было известно, возьмем конкретное значение) соскальзывает с плоскости, которая наклонена под углом 45°, с коэффициентом трения μ = 0,1. Найдите ускорение движения бруска?

Когда же есть наклонная плоскость, оси (X и Y) лучше всего направить по направлению движения тела. Некоторые силы в данном случае ( здесь это mg) не будут лежать ни на одной из осей. Эту силу нужно спроецировать, чтобы она имела такое же направление, как и взятые оси.
Всегда ΔABC подобен ΔKOM в таких задачах (по прямому углу и углу наклона плоскости).

Рассмотрим поподробнее ΔKOM:

Получим, что KO лежит на оси Y, и проекция mg на ось Y будет с косинусом. А вектор MK коллинеарен (параллелен) оси X, проекция mg на ось X будет с синусом, и вектор МК направлен против оси X (то есть будет с минусом).

Не забываем, что, если направления оси и силы не совпадают, ее нужно взять с минусом!

Из оси Y выражаем N и подставляем в уравнение оси X, находим ускорение:

Читайте также:  Как вернуть удаленные письма с яндекс почты

Как видно, массу в числителе можно вынести за скобки и сократить со знаменаталем. Тогда знать ее не обязательно, получить ответ реально и без нее.
Да-да, в идеальных условиях (когда нет силы сопротивления воздуха и т.п.), что перо, что гиря скатятся (упадут) за одно и тоже время.

Задача 5. Автобус съезжает с горки под уклоном 60° с ускорением 8 м/с² и с силой тяги 8 кН. Коэффициент трения шин об асфальт равен 0,4. Найдите массу автобуса.

Сделаем рисунок с силами:

Введем оси X и Y. Спроецируем mg на оси:

Запишем второй закон Ньютона на X и Y:

Задача 6. Поезд движется по закруглению радиуса 800 м со скоростью 72 км/ч. Определить, на сколько внешний рельс должен быть выше внутреннего. Расстояние между рельсами 1,5 м.

Самое сложное — понять, какие силы куда действуют, и как угол влияет на них.

Вспомни, когда едешь по кругу на машине или в автобусе, куда тебя выталкивает? Для этого и нужен наклон, чтобы поезд не упал набок!

Угол α задает отношение разницы высоты рельсов к расстоянию между ними (если бы рельсы находились горизонтально)

Запишем какие силы действуют на оси:

Ускорение в данной задачи центростремительное!

Поделим одно уравнение на другое:

Тангенс — это отношение противолежащего катета к прилежащему:

Как мы выяснили, решение подобных задач сводится к расстановке направлений сил, проецированию их на оси и к решению систем уравнений, почти сущий пустяк.

В качестве закрепления материала решите несколько похожих задач с подсказками и ответами.

АЛГОРИТМ решения задач на движение тела по наклонной плоскости.

Внимательно прочитайте текст задачи.

На наклонной плоскости высотой 1,5 м и длиной 2,5 м находится груз массой 40 кг. Какую силу, направленную вдоль плоскости, надо приложить, чтобы удержать этот груз? Коэффициент трения 0,2.

Запишите в «Дано» буквенное обозначение и числовое значение известных по тексту физических величин. Уклон=sinα=H/L

Под горизонтальной чертой запишите буквенное обозначение неизвестной величины, знак = и?

Выполните чертеж с изображением всех сил, действующих на тело, и сообщаемого ими ускорения. Выделите проекции сил на выбранные координатные оси.

Запишите П закон Ньютона в векторном виде.

Запишите П закон Ньютона в проекциях на выбранные координатные оси с учетом знака.

Воспользуйтесь дополнительными формулами.

Проделайте алгебраические преобразования так, чтобы по одну сторону знака = стояла неизвестная величина, а по другую — все известные.

Проверьте, все ли величины даны в системе « СИ». Вычислите значения sinα (cosα).

Подставьте числовые значения физических величин вместе с их единицами, проведите расчет с единицами. Подставьте числовые значения вместе с единицами измерения, проведите расчет и работу с единицами измерения.

Задачи для закрепления:

1) На наклонной плоскости высотой 1,5 м и длиной 2,5 м находится груз массой 40 кг. Какую силу, направленную вдоль плоскости, надо приложить, чтобы этот груз равномерно втаскивать вверх, если коэффициент трения 0,2?

2) Автомобиль массой 3 т движется вниз под уклон, равный 0,003. Коэффициент сопротивления движению равен 0,08. С каким ускорение движется автомобиль, если сила тяги мотора 3 кН?

3) Какую силу надо приложить для подъема вагонетки массой 600 кг по эстакаде с углом наклона 30°, если коэффициент сопротивления движению равен 0,05?

4) На наклонной плоскости высотой 1,5 м и длиной 2,5 м находится груз массой 40 кг. Какую силу, направленную вдоль плоскости, надо приложить, чтобы этот груз втаскивать вверх с ускорением 1 м/с 2 ? Трением пренебречь.

5) Трактор массой 3 т движется в гору с ускорением 0,2 м/с 2 . Найти силу тяги, если уклон равен 0,03, а коэффициент трения 0,05.

6) С каким ускорением скользит по наклонной эстакаде ящик, если высота эстакады 8 м, а ее длина 10 м. Коэффициент трения скольжения равен 0,5.

7) Тело скользит равномерно по наклонной плоскости, угол наклона которой 30°. Определите коэффициент трения тела о плоскость и силу трения, если масса тела 50 кг.

Читайте также:  Почему чернеет золото на теле человека приметы

Ответы: 1) F тяги = Н

АЛГОРИТМ решения задач на закон сохранения импульса.

Внимательно прочитайте текст задачи.

Мальчик, бегущий со скоростью 4м/с, вскакивает на тележку, движущуюся навстречу ему со скоростью 3м/с. Масса мальчика 50 кг, а тележки 80 кг. С какой скоростью и куда они будут двигаться вместе дальше?

Запишите в «Дано» буквенное обозначение и числовое значение известных по тексту физических величин.

Под горизонтальной чертой запишите буквенное обозначение неизвестной величины, знак = и?

Выясните вид взаимодействия (абсолютно упругое, неупругое).

Выполните чертеж с изображением всех тел, их скоростей до и после взаимодействия. Выберите направление координатной оси (осей).

Запишите закон сохранения импульса (ЗСИ) в векторном виде.

Запишите закон сохранения импульса (ЗСИ) в проекциях на выбранную координатную ось (и) с учетом знака.

Проделайте алгебраические преобразования так, чтобы по одну сторону знака = стояла неизвестная величина, а по другую — все известные.

Проверьте, все ли величины даны в системе « СИ».

Подставьте числовые значения физических величин вместе с их единицами, проведите расчет с единицами. Подставьте числовые значения вместе с единицами измерения, проведите расчет и работу с единицами измерения.

Задачи для закрепления:

Летящая со скоростью 10м/с, граната разорвалась на два осколка массами 1,2кг и 0,8 кг. Скорость большего осколка 20м/с. Куда и с какой скоростью полетел меньший осколок ?

Два неупругих шара массой 0,5 кг и 1 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 7 м/с и 8 м/с соответственно. Какова будет скорость шаров после столкновения и куда она будет направлена?

Тележка, масса которой 50 кг, движется в горизонтальном направлении со скоростью 2 м/с. С тележки соскакивает человек со скоростью 4 м/с относительно тележки в направлении, противоположном ее движению. Масса человека 100 кг. Какова скоростью тележки после того, как человек с нее спрыгнул?

Мальчик массой 60 кг с разбега вскакивает на тележку массой 80 кг, движущуюся в том же направлении со скоростью 4 м/с. При этом скорость тележки увеличилась на 0,3м/с. Найдите первоначальную скорость мальчика.

На тележку массой 150 кг, движущуюся со скоростью 3,6 км/ч, прыгает человек массой 75 кг, бежавший навстречу. После взаимодействия тележка с человеком движется в обратную сторону со скоростью 1м/с. С какой скоростью бежал человек?

К воздушному шару массой 160 кг привязана веревочная лестница, на которой стоит мальчик. Его масса 40 кг. Считая, что шар остается в покое относительно Земли , определите его скорость во время подъема мальчика. Скорость мальчика относительно лестницы 0,5 м/с.

Человек, стоящий на неподвижном плоту, пошел со скоростью 5 м/с относительно плота. Масса человека 100 кг, а масса плота 5т. С какой скоростью начал двигаться плот по поверхности воды?

Ответы:1) 5 м/с в противоположную; 2) 3 м/с в сторону движения большего шара; 3) 10м/с; 4) 4,7 м/с; 5) 5 м/с; 6) 0,1 м/с; 7) ≈0,1 м/с.

АЛГОРИТМ решения задач на расчет энергии связи атомного ядра.

Внимательно прочитайте текст задачи.

Найдите энергию и удельную энергию связи ядра атома 11 5 B.

Запишите в «Дано» буквенное обозначение и числовое значение известных по тексту физических величин.

M а =11,009305а.е.м.

Под горизонтальной чертой запишите буквенное обозначение неизвестной величины, знак = и ?

Найдите количество протонов Z и нейтронов N в ядре атома A Z X по формуле N=A-Z.

Запишите формулу энергии связи атомного ядра.

Подставьте числовые значения вместе с единицами измерения, проведите расчет и работу с единицами измерения.

m H = 1,00783 а.е.м.

m n = 1.00866 а.е.м.

Е связи = (5·1,00783 а.е.м. + 6·1.00866 а.е.м. — 11,009305а.е.м.)·931,5 =0,081805 а.е.м. · 931,5 = 76,201 МэВ

Воспользуйтесь дополнительной формулой для расчета удельной энергии связи атомного ядра.

Подставьте числовые значения физических величин вместе с их единицами, проведите расчет с единицами.Подставьте числовые значения вместе с единицами измерения, проведите расчет и работу с единицами измерения.

Ссылка на основную публикацию
Стрим с камеры телефона
На сегодняшний день сервис YouTube прочно закрепился на позициях лидера мирового интернет медиарынка. Всего несколько лет назад вести свой канал...
Смартфоны с флагманской камерой
Мощный, стильный флагманский смартфон — это не только полезный девайс, но и часть имиджа. Конечно, стоит флагман гораздо дороже, чем...
Смартфоны хонор в днс
Нет в наличии Нет в наличии Нет в наличии Нет в наличии Нет в наличии Нет в наличии Нет в...
Строки в pascal abc
Для обработки строковой информации в Турбо Паскаль введен строковый тип данных. Строкой в Паскале называется последовательность из определенного количества символов....
Adblock detector