Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
3.4.12. Г орный ручей с сечением потока S образует водопад высотой h. Скорость течения воды у вершины водопада равна v. Найдите мощность водопада.
• 3.4.13. Тело массой m = 2 кг скользит вверх вдоль наклонной плоскости с постоянной скоростью v = 0,5 м/с под действием силы, приложенной параллельно плоскости. При каком угле наклона плоскости к горизонту мощность этой силы будет максимальной? Чему она равна? Коэффициент трения между телом и плоскостью
р = 1/л/3.
3.4.14. Электродвигатель мощностью N = 10 кВт соединен с насосом, подающим в течение времени t = 30 мин V = 58,75 м3 воды на высоту h = 25 м. Определите коэффициент полезного действия всей установки.
3.4.15. Лифт массой m = 2000 кг равномерно поднялся на высоту h = 10 м за т = 5с. Какова мощность мотора лифта, если его коэффициент полезного действия п = 0,8?
3.4.16. У мотора электровоза при движении со скоростью v = = 72 км/ч мощность N = 3, 14 МВт. Найдите силу тяги мотора, если КПД мотора и передающих механизмов п = 80% .
3.4.17. Груз массой m = 100 кг поднимают на высоту h = 1 м по наклонной плоскости с углом наклона а = 30°. Коэффициент трения между грузом и плоскостью р = 0,1. Груз передвигают с ускорением а = 0,1 м/с2, а его начальная скорость равна нулю. Найдите работу, совершенную при подъеме груза, среднюю мощность и коэффициент полезного действия подъемника.
3.4.18. Под действием некоторой силы частица массой m = 10 г движется со скоростью v = 100i + 201j. Найдите зависимость мощности силы от времени.
64
3.5. Кинетическая энергия.
Теорема о кинетической энергии
3.5.1. Масса трейлера в 10 раз больше массы автомобиля «Жигули» , а скорость трейлера в 2 раза меньше скорости легкового автомобиля. Сравните импульсы и кинетические энергии автомобилей.
3.5.2. Импульс тела p = 10 кг ¦ м/с, его кинетическая энергия E = 20 Дж. Найдите массу и скорость тела.
3.5.3. Мяч, летящий со скоростью v1 = 5 м/с, отбрасывается ударом ракетки в противоположную сторону со скоростью v2 = 25 м/с. Определите изменение энергии мяча, если изменение его импульса Ap = 2 кг • м/с.
3.5.4. Какой кинетической энергией обладает вишенка массой m = 10 г, падающая с дерева, через t0 = 0,1 с после начала движения? Сопротивление воздуха не учитывать.
3.5.5. Мяч массой m = 0,1 кг бросают вертикально вверх. В начальный момент времени энергия мяча E = 9,6 Дж. Определите время полета мяча. Сопротивление воздуха не учитывать.
3.5.6. Груз массой m = 0,2 кг вращают на веревке длиной I = 0,5 м в горизонтальной плоскости так, что сила натяжения веревки F = = 4,9 Н. Найдите кинетическую энергию груза.
3.5.7. На тонком обруче закреплены две бусинки 1 и 2 массой m = 10 г каждая (рис. 3.5.1).
Обруч катится без проскальзывания со скоростью v = 2 м/с по горизонтальной поверхности. Найдите кинетическую энергию каждой бусинки и обеих бусинок в тот момент, когда диаметр, соединяющий бусинки, составляет угол а = 60° с вертикалью.
3.5.8. На неподвижное тело, лежащее на
гладкой горизонтальной поверхности, начинает действовать сила F = 2 Н, направленная Рис. 3.5.1
горизонтально. Найдите кинетическую энергию тела к тому моменту времени, когда оно переместится на расстояние s = 2 м.
3.5.9. Тонкий обруч массой m = 1 кг и радиус R = 0,5 м вращается с частотой V = 2 об/с относительно оси, перпендикулярной его плоскости и проходящей через его центр. Найдите кинетическую энергию обруча.
3.5.10. Велосипедист, начиная движение, разгоняется до скорости v = 20 м/с. Сравните работы, которые совершает велосипедист при разгоне до скорости vi = 3 v и от скорости vi до v. Найдите эти работы, если масса велосипедиста с велосипедом m = 90 кг.
3.5.11. Поезд массой m = 1500 т движется со скоростью v = = 57,6 км/ч и при торможении останавливается, пройдя путь 1 = = 200 м. Найдите силу торможения. Во сколько раз изменится сила торможения, если тормозной путь будет вдвое меньше?
65
3.5.12. Мальчик подбросил вертикально вверх мячик со скоростью v1 = 5 м/с. Когда он его поймал, скорость мячика была v2 = = 4,5 м/с. Определите работу силы сопротивления воздуха. Масса мячика m = 50 г.
3.5.13. Тело массой m = 0,5 кг, брошенное под углом к горизонту со скоростью v1 = 20 м/с, упало на землю со скоростью v2 = 16 м/с. Определите работу силы сопротивления.
3.5.14. Каким способом и во сколько раз дальше можно закинуть шайбу, бросая ее под углом к горизонту или так, чтобы она скользила по льду? Коэффициент трения шайбы о лед р = 0,05. Сопротивление воздуха не учитывать.
3.5.15. Пуля подлетает к доске со скоростью v0 = 500 м/с и проникает на глубину H = 15 см. С какой минимальной скоростью летит такая пуля, если она пробивает доску из того же материала толщиной h = 5 см2? Считать, что сила сопротивления постоянна и не зависит от скорости.
3.5.16. Бусинка движется в горизонтальной плоскости по окружности радиусом R = 0,5 м. Кинетическая энергия бусинки постоянна и E = 0,08 Дж. Найдите результирующую силу, действующую на тело. Чему равна работа этой силы по перемещению бусинки по окружности?
