Фізика. Рівень стандарту. 10 клас. Сиротюк
Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.
Задачі та вправи № 120-158. Механіка
Розв’язуємо разом
Дві основні задачі динаміки. Другий закон Ньютона є загальним законом механічного руху тіл. Він пов’язує прискорення тіла даної маси з прикладеними до нього силами. Він дає змогу розв’язати дві основні задачі динаміки: 1) за силами, що діють на тіло, визначити кінематичні характеристики його руху; 2) за кінематичними характеристиками руху тіла визначити сили, що діють на нього.
Обидві задачі динаміки мають багато спільного в розв’язанні. Рух відбувається в результаті взаємодії даного тіла з іншими тілами. Ці взаємодії можна характеризувати силами. Додавши геометрично ці сили, ми можемо, використовуючи другий закон динаміки, визначити прискорення руху тіла.
Тому, розв’язуючи задачі з динаміки, спочатку треба вказати всі сили, які діють на дане тіло. При цьому слід зображати сили графічно правильно, точно вказувати їхні точки прикладання та їхній напрямок, оскільки від них залежить характер руху.
1. Тіло рухається вниз по похилій площині, кут нахилу якої 45° з горизонтом. Коефіцієнт тертя 0,4. Визначити прискорення руху тіла.
2. Пасажирський поїзд масою 400 т рухається зі швидкістю 40 км/год. Визначте силу гальмування, якщо гальмівний шлях поїзда - 200 м.
Рівень А
120. Яке з двох тіл отримує більше прискорення за однакової дії на них: ящик масою 25 кг чи гиря масою 5 кг?
121. Автомобіль із вимкненим двигуном проїхав до повної зупинки по рівній горизонтальній дорозі ще якийсь час. Чи можна стверджувати, що весь час він рухався за інерцією?
122. Тіло рухається зі сталою швидкістю під дією кількох сил. Чи можна цей стан тіла розглядати як рух за інерцією?
123. Людина, впираючись руками у стіну вагона, хоче зрушити його з місця. Проте вагон зберігає стан спокою. Поясніть чому.
124. Із човна масою 0,5 т вибирають канат, поданий на баркас. Шляхи, що їх пройшли до зустрічі човен і баркас, дорівнюють відповідно 8 і 2 м. Яку масу має баркас?
125. Парашутистка спускається, рухаючись прямолінійно й рівномірно. Поясніть, дії яких сил компенсуються.
126. Як установиться поверхня бензину в цистерні під час рівномірного, прискореного й сповільненого руху поїзда?
127. Сила 200 Н діє на тіло масою 5 г. Визначте прискорення, з яким рухається тіло.
128. Визначте масу тіла, якому сила 5000 Н надає прискорення 0,2 м/с2.
129. З яким прискоренням рухається тіло масою 300 кг, коли на нього діє сила 1500 Н?
130. Визначте масу тіла, якому сила 500 Н надає прискорення 0,2 м/с2. Визначте переміщення тіла за 30 с руху із стану спокою.
131. Під дією сили 2,5 кН швидкість автомобіля масою 5 т збільшилася від 54 км/год до 72 км/год. Визначте прискорення, з яким рухався автомобіль, і час розгону.
132. Протягом 30 с людина жердиною відштовхує від пристані баржу, прикладаючи зусилля 400 Н. На яку відстань від пристані відпливе баржа, якщо її маса 300 т?
133. На два тіла діють однакові сили. Перше тіло має масу 50 г і рухається з прискоренням 1 м/с2, а друге - з прискоренням 1 см/с2. Яка маса другого тіла?
134. Сила тяги, що діє на автомобіль, дорівнює 1 кН, а опір рухові - 0,5 кН. Чи не суперечить це третьому закону Ньютона?
135. Барон Мюнхгаузен переконував, що сам себе витягнув за чуба з болота. Чому це неможливо?
136. Лінкор, зіткнувшись із маленьким пароплавом, може потопити його і майже не отримати при цьому пошкоджень. Чи не суперечить це третьому закону Ньютона?
137. Хлопчик і дівчинка тягнуть за динамометр у протилежні боки. Які покази динамометра, якщо хлопчик тягне із силою 300 Н, а дівчинка - 200 Н?
Рівень Б
138. Візок, рухаючись зі стану спокою під дією сили, пройшов шлях 40 см за деякий час. Коли на візок поклали тягарець масою 20 г, то під дією тієї самої сили він за той самий час пройшов шлях 20 см. Яка маса візка?
139. Чи можна стверджувати, що інерція одного з двох неоднакових тіл більша або менша? Відповідь поясніть.
140. Інертність тіла і маса тіла: що з них - фізична величина, а що - властивість матерії?
141. Стоячи у вагоні поїзда, що рухається рівномірно, ви підстрибнули. Чи опуститеся ви на те саме місце, звідки підстрибнули, відносно вагона? Відносно залізничного полотна? Яка із цих двох систем відліку є інерціальною? Чи є інерціальною системою карусель, штучний супутник Землі?
142. Порівняйте прискорення двох куль однакового радіуса під час взаємодії, якщо перша куля сталева, а друга - свинцева.
143. Електричне поле надає електрону прискорення 2000 км/с2. Яке прискорення це поле буде надавати протону, якщо відомо, що маса протона приблизно у 2000 разів більша за масу електрона?
144. Сила F надає тілу масою m1 прискорення 2 м/с2, а тілу масою m2 - прискорення 3 м/с2. Якого прискорення під дією тієї самої сили набудуть обидва тіла, коли їх з’єднати одне з одним?
145. На тіло масою 1 кг подіяла сила 10 Н. Через який час модуль прискорення тіла буде 10 м/с2? Яке за значенням прискорення в той момент, коли сила тільки-но почала діяти на тіло? Відповідь обґрунтуйте.
146. Під дією якої сталої сили тіло масою 300 г, що перебувало у стані спокою, протягом 5 с пройде шлях 25 м?
147. Пасажирський поїзд масою 400 т рухається зі швидкістю 40 км/год. Визначте силу гальмування поїзда, якщо його гальмівний шлях - 200 м.
148. З яким прискоренням падають тіла на Марсі, якщо сила притягання тіл на його поверхні у 2,8 раза менша від сили притягання таких самих тіл на Землі?
149. М’яч масою 0,5 кг після удару, що тривав 0,2 с, набуває швидкості 10 м/с. Визначте середню силу удару.
150. Поїзд масою 500 т після припинення тяги локомотива під дією сили тертя, яка дорівнює 98 кН, зупиняється через 1 хв. З якою швидкістю їхав поїзд?
151. Вагон масою 20 т рухається рівносповільнено, маючи початкову швидкість руху 54 км/год і прискорення 0,3 м/с2. Яка сила гальмування діє на вагон? Через який час вагон зупиниться? Який шлях вагон пройде до зупинки?
152. Чи однаково буфери стискуються під час зіткнення двох пасажирських залізничних вагонів, якщо: 1) один із них перебуває у спокої; 2) обидва рухаються; 3) один вагон заповнений пасажирами, а другий - порожній? Жорсткість буферних пружин вагонів однакова.
153. З погляду фізики дію не можна відрізнити від протидії. Поясніть чому.
154. Якщо сили, з якими взаємодіють тіло і динамометр під час зважування, не зрівноважуються (бо прикладені до різних тіл), то чому тіло і динамометр після певного видовження його пружини нерухомі?
Є над чим замислитися
155. З якою силою треба діяти на тіло масою m = 5 кг, щоб воно падало вертикально вниз із прискоренням а = 15 м/с2?
156. Дріт витримує вантаж масою mmax = 450 кг. З яким максимальним прискоренням можна підіймати вантаж масою m = 400 кг, щоб дріт не обірвався?
157. Мотузка витримує вантаж масою m1 = 110 кг під час його руху з прискоренням, спрямованим угору, і вантаж масою m2 = 690 кг при русі з тим самим прискоренням, спрямованим униз. Якої маси вантаж витримає ця мотузка під час підйому його зі сталою швидкістю?
158. Через блок, підвішений на динамометрі, перекинуто шнур, на кінцях якого закріплено тіла з масами m1 = 2 кг і m2 = 8 кг. Що покаже динамометр?
Цей контент створено завдяки Міністерству освіти і науки України