§23. Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения. Задачи
1. Во сколько раз сила гравитационного притяжения двух шаров массой по 1 кг, находящихся на расстоянии 1 м один от другого, меньше силы их гравитационного притяжения к Земле? [1,47⋅1011]
Правильный ответ на задачу
.
2. Сравните гравитационные силы, действующие на Луну со стороны Земли и Солнца Масса Земли 6 • 1024 кг, масса Солнца 2⋅1036 кг Среднее расстояние от Земли до Луны 3,8⋅108 м, от Луны до Солнца 1,5⋅1011 м [FЗ/Fc = 0,47]
Правильный ответ на задачу
.
3. Первый искусственный спутник Земли (был запущен в нашей стране) вращался по орбите радиусом 6950 км Чему был равен период его обращения? [1 ч 36 мин]
Правильный ответ на задачу
.
4. Определите радиус орбиты, на которую должен быть выведен спутник Земли, чтобы он постоянно висел над определенной точкой, находящейся на экваторе [42,3 ⋅ 103 км]
Правильный ответ на задачу
.
5. Солнце притягивает Луну примерно в 2 раза сильнее, чем Земля (см. задачу 2) Почему Луна является спутником Земли, а не самостоятельной планетой?
1. Во сколько раз сила тяжести космонавта на Меркурии меньше, чем на Земле? [в 2,63 раза]
Правильный ответ на задачу
.
2. Найдите гравитационное ускорение на поверхности планеты, если ее масса равна массе Земли, а радиус в 2 раза меньше [39,2 м/с2]
Правильный ответ на задачу
.
3. Какое расстояние пролетит за первую секунду тело, свободно падающее на поверхность Венеры? Диаметр Венеры 1,21⋅104 км, ее средняя плотность 5,2 103 кг/м3 [4,45 м]
Правильный ответ на задачу
.
4. Во сколько раз масса Луны меньше массы Земли, если гравитационное ускорение на ее поверхности gЛ = 1,6 м/с29 Радиус Луны в 3,7 раза меньше радиуса Земли [в 81 раз]
Правильный ответ на задачу
.
5. Чему равен вес водителя автомобиля, движущегося по горизонтальному шоссе с ускорением 10 м/с29 Масса водителя 70 кг [980 Н]
1. При растяжении стержня длиной l0 = 70 см среднее расстояние между атомами увеличилось на 0,1% Найдите удлинение стержня. [7 мм]
Правильный ответ на задачу
.
2. Мяч прижимается ногой к стене и полу одновременно Силы давления мяча на стену и пол одинаковы и равны F. Куда направлена и чему равна суммарная сила реакции опоры? [F√2]
Правильный ответ на задачу
.
3. Когда четыре человека массой по 70 кг садятся в автомобиль, пружина амортизатора автомобиля сжимается на 2,5 см Найдите жесткость одной пружины, если всего пружин — четыре [2,7 104 Н/м]
Правильный ответ на задачу
.
4. Пружина длиной l0 = 20 см растягивается силой F = 50 Н Найдите конечную длину растянутой пружины, если ее жесткость k = 1000 Н/м. [0,25 м]
Правильный ответ на задачу
.
5. Две одинаковые пружины жесткостью k и 3k соединены друг с другом одним концом, образуя единую пружину Найдите ее жесткость [1,5k]
1. Спичечный коробок может скользить по поверхности стола под действием постоянной силы F. При движении на какой грани сила трения скольжения коробка будет наибольшей? Размеры коробка 50 х 37 х 14 мм
Правильный ответ на задачу
.
2. Найдите массу стального бруска, равномерно скользящего по горизонтальной поверхности под действием силы F = 20 Н Сила направлена вдоль поверхности Коэффициент трения скольжения приведен в таблице 8 [5,1 кг]
Правильный ответ на задачу
.
3. С какой силой упряжка собак равномерно перемещает сани с грузом массой m = 250 кг, если коэффициент трения скольжения μ = 0,1? [245 Н]
Правильный ответ на задачу
.
4. Для сооружения памятника Петру I в XVIII в гранитную глыбу массой 1600 т перевозили на салазках, катившихся по пушечным ядрам Зная силу тяги F = 157 кН при равномерном движении, найдите коэффициент трения качения [0,01]
Правильный ответ на задачу
.
5. Деревянный брусок массой 1 кг тянут равномерно по горизонтальной деревянной доске с помощью пружины жесткостью 100 Н/м Найдите удлинение пружины, если μ = 0,5 [4,9 см]
§27. Применение законов Ньютона. Ответы на вопросы
1. При каком движении лифта вес тела, находящегося в нем равен силе тяжести, больше силы тяжести, меньше силы тяжести, равен нулю?
Правильный ответ на задачу
.
2. Какой способ перемещения холодильника по полу требует меньших усилий — когда его толкают или когда тянут?
Правильный ответ на задачу
.
3. Под действием какой силы F (см задачу 2) тело движется равномерно?
Правильный ответ на задачу
.
4. Какие часы следует использовать в условиях невесомости: маятниковые, песчаные, пружинные?
Правильный ответ на задачу
.
5. При каком угле наклона плоскости к горизонту (см задачу 3) тело будет скатываться с нее равномерно? При каком угле наклона плоскости тело не будет скатываться с плоскости?
1. Собачья упряжка начинает тащить стоящие на снегу сани массой 100 кг с постоянной силой 149 Н За какой промежуток времени сани проедут первые 200 м пути? Коэффициент трения скольжения полозьев о снег 0,05 [20 с]
Правильный ответ на задачу
.
2. Вагон массой т соединен с электровозом массой М пружиной жесткостью k Найдите ускорение состава, если на состав действует тормозящая сила F Определите сжатие пружины
Правильный ответ на задачу
.
3. Тепловоз тащит состав из трех одинаковых вагонов массой m = 50 т с силой F = 17 940 Н Коэффициент трения качения колес о рельсы μкач = 0,002 С каким ускорением движется состав? Определите силы натяжения сцепок между вагонами [а = 0,1 м/с2; 5980 кг;
Правильный ответ на задачу
.
4. Стальной кубик вкатывают с начальной скоростью v0 на ледяную прямолинейную горку, наклоненную к горизонту под углом а Коэффициент трения скольжения кубика о лед μ Через какой промежуток времени кубик вернется к основанию горки? На какую максимальную
Правильный ответ на задачу
.
5. Два груза, массы которых m1 и m2 (m2 > m1), связаны невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через блок (mH << m1, m2) С каким ускорением будут двигаться грузы? Найдите силу натяжения нити и силу давления на ось блока
§28. Импульс материальной точки. Ответы на вопросы
1. Что такое импульс силы?
Правильный ответ на задачу
.
2. Сформулируйте определение импульса тела
Правильный ответ на задачу
.
3. Почему небольшая сила, действующая значительный промежуток времени, оказывает на движение тела такое же воздействие, как и большая сила, которая действует кратковременно?
Правильный ответ на задачу
.
4. Почему импульс шайбы линейно увеличивается со временем (см рис 103), если на шайбу действуют постоянные силы F1 и F2?
1. По изогнутому под прямым углом шлангу течет вода Определите направление импульса силы, изменяющей направление потока воды, и направление силы, действующей на шланг
Правильный ответ на задачу
.
2. Автомобиль массой 2000 кг, двигаясь на север со скоростью 90 км/ч, повернул на перпендикулярное шоссе, ведущее на восток. Определите направление и модуль изменения импульса автомобиля [юго-восток; 7,07 ⋅ 104 кг ⋅ м/с]
Правильный ответ на задачу
.
3. Теннисный мяч, летящий со скоростью v, отскакивает от теннисной ракетки, движущейся навстречу мячу со скоростью и С какой скоростью отлетит мяч после упругого удара о ракетку? [v + 2u]
Правильный ответ на задачу
.
4. Шар из пластилина и теннисный мяч, двигаясь вправо, ударяются о бетонную стенку, имея перед ударом скорость v Определите направление и модуль изменения импульса шара и мяча, если их массы одинаковы [влево; mv; 2mv]
Правильный ответ на задачу
.
5. Молекула газа массой m упруго ударяется о стенку сосуда, двигаясь со скоростью v, составляющей угол α с перпендикуляром к стенке Какой импульс и в каком направлении сообщает молекула стенке? [2mv cos α; перпендикулярно стенке]
1. Какая система тел называется замкнутой? Приведите примеры замкнутых систем
Правильный ответ на задачу
.
2. Сформулируйте закон сохранения импульса Как эффект отдачи используется в реактивном движении?
Правильный ответ на задачу
.
3. Почему для запуска космических кораблей с поверхности Земли используются многоступенчатые ракеты?
Правильный ответ на задачу
.
4. Камень дважды бросают с одинаковой начальной скоростью под одним и тем же углом к горизонту сначала с причала, затем из покоящейся на воде надувной резиновой лодки В каком случае дальность полета камня больше и почему?
Правильный ответ на задачу
.
5. Почему лодка начинает отплывать от берега, когда человек выходит из нее на причал?
1. Два шара массой m1 = 1 кг и m2 = 2 кг скользят по гладкой горизонтальной поверхности на запад и север со скоростью v1 = 10 м/с и v2 = 5 м/с соответственно Определите направление и модуль импульса системы двух шаров [14,14 кг - м/с; на северо-запад]
Правильный ответ на задачу
.
2. Граната массой 1 кг, летящая со скоростью 20 м/с на запад, разрывается на два осколка Один массой 0,2 кг начинает двигаться со скоростью 500 м/с в направлении полета гранаты В каком направлении и с какой скоростью полетит другой осколок? [на восток; 10
Правильный ответ на задачу
.
3. Из орудия, установленного на гладкой горизонтальной поверхности, вылетает снаряд массой m = 20 кг со скоростью v0 = 200 м/с под углом α = 30° к горизонту Какую скорость приобретет орудие после выстрела, если его масса М = 2000 кг? [v = mv0 cos &a
Правильный ответ на задачу
.
4. Человек массой m = 70 кг переходит с кормы лодки на нос Масса лодки М = 130 кг, ее длина l = 4м На какое расстояние и в какую сторону отплывет лодка?
Правильный ответ на задачу
.
5. Снаряд, вылетевший из орудия, разорвался в верхней точке траектории на высоте 1960 м на два равных осколка Скорость снаряда перед разрывом равна 100 м/с. Один из осколков полетел горизонтально в обратном направлении со скоростью, вдвое большей На каком
1. Сформулируйте определение работы силы. В каких единицах измеряется работа? В чем заключается физический смысл работы?
Правильный ответ на задачу
.
2. При каких условиях работа силы положительна? отрицательна? равна нулю?
Правильный ответ на задачу
.
3. Как зависимость силы от координаты влияет на величину работы силы? Как можно найти работу графически?
Правильный ответ на задачу
.
4. В каком случае штангист совершает бОльшую работу: при подъеме штанги массой 100 кг на высоту 2 м или при подъеме штанги массой 120 кг на высоту 1,5 м?
Правильный ответ на задачу
.
5. Почему наклонные лестницы облегчают усилия при подъеме?
