Физика: Расчетно-графическая работа по физике, Реферат

Министерство общего и профессионального образования РФ

Владимирский государственный университет

Кафедра общей и прикладной физики

Расчетно-графическая работа №1


№ 102

Материальная точка движется прямолинейно с ускорением a=5 м/с2. Определить, на сколько путь, пройденный точкой в n-ю секунду, будет больше пути, пройденного в предыдущую секунду. Принять v0=0.

Дано:

                         1. Путь при равноускоренном движении без

                            начальной скорости подсчитываем по формуле:

                                      

Пусть  тогда путь за n секунду:

- за (n-1) секунд:

- за (n-2) секунд:

2. Путь за одну (n-1)-ю секунду:

Путь же за одну n-ю секунду будет равен:

Искомая разность путей:

Разность путей численно равна ускорению материальной точки.


№ 112

С тележки свободно движущейся по горизонтальному пути со скоростью v1=3 м/с, в сторону, противоположную движению тележки, прыгает человек, после чего скорость тележки изменилась и стала равной u1=4 м/с. Определить горизонтальную составляющую скорости u2X человека при прыжке относительно тележки. Масса тележки m1=210 кг, масса человека m2=70 кг.

Дано:


                         

 

Система («Человек-тележка») замкнута (изолированная). Применим закон сохранения импульса:

 

то есть:

                              

или на ось Х:

         

найдем U2X:

Ответ: U2x=0.


№ 122

По небольшому куску мягкого железа, лежащему на наковальне массой m1=300 кг, ударяет молот массой m2=8 кг. Определить КПД h удара, если удар неупругий. Полезной считать энергию, затраченную на деформацию куска железа.

Дано:

        Перед ударом скорость молота была v, то кинетичес-       

           кая энергия молота, представляющая собой полную         

      механическую энергию будет:       


                            

                     Ввиду не упругости удара (остановка молота) эта энергия является затраченной энергией:

 или

Будем считать систему (молот-наковальня с куском мягкого железа) изолированной и применим закон сохранения импульса:

 т.е.

(отскакивает молот).

Скорость наковальни с железом:

 и следовательно кинетическая энергия наковальни с молотом:

Имеем согласно закону сохранения энергии:

 т. е.

Eдеф.- энергия, которая пошла на деформацию куска железа, откуда

то

По определению коэффициента полезного действия:

Ответ: h=97,47%


№ 132

Из шахты глубиной h=600 м поднимают клеть массой m1=3,0 т на канате, каждый метр которого имеет массу m=1,5 кг. Какая работа А совершается при поднятии клети на поверхность Земли? Каков КПД h подъемного устройства?

Дано:

                     1. Работа по подъему клети (без троса), т.е. полезная

         работа:

                


                                      2. Работа по подъему троса:       - длина;

                                                                         - масса;

                                                                                    - сила тяжести;

Выделим их:

 - элементарная работа по равномерному

подъему (внешняя сила равна силе тяжести

элемента троса на высоту будет равна:

где  где  - плотность троса (линейная),

она задана.

Интегрируем:

3. Вся затраченная работа (общая работа по подъему клети с тросом):

4. КПД подъемного устройства:

 т.е.

Ответ:

           


№ 142

По касательной к шкифу маховика в виде диска диаметром D=75 см и  массой m=40 кг приложена сила F=1 кН. Определить угловое ускорение e и частоту вращения n маховика через время t=10 с после начала действия силы, если радиус r шкифа равен 12 см. Силой трения пренебречь.

Дано:

               


1.   По  второму закону Ньютона:

 где  - сила инерции маховика диска.

  .

2.   При равномерном вращении:

Разгон маховика начался из состояния покоя, . Получаем:

                                     

где  связана с частотой вращения

                                      ,

                                       получаем:

                                     

Ответ:

           .


№ 152

На скамье Жуковского стоит человек и держит в руках стержень вертикально по оси скамьи. Скамья с человеком вращается с угловой скоростью w1=4 рад/с. С какой угловой скоростью w2 будет вращаться скамья с человеком, если повернуть стержень так, чтобы он занял горизонтальное положение? Суммарный момент инерции человека и скамьи I=5 кг×м2. Длина стержня l=1,8 м, масса m=6 кг. Считать, что центр масс стержня с человеком находится на оси платформы.

Дано:

               1. Закон сохранения момента импульса твердого

                  тела будет иметь вид:

                       , откуда

                       ,        (1)


                                      где  и

                                 (2)

3.   Вычисляем момент инерции стержня относительно вертикальной оси, которая проходит через середину стержня:

Элементарная масса принята за материальную точку, для нее:

                                      , где  и где

                                       (S-поперечное сечение стержня)

                                      .

Таким образом:

                                      .

Интегрируя, получаем:

(- плотность материала стержня)

Выразим ее:

Подставим в (2):

Подставим в (1):

Ответ:


№ 162

Какая работа А будет совершена силами гравитационного поля при падении на Землю тела массой m=2 кг: 1) с высоты h=1000 км; 2) из бесконечности?

Дано:

                     Эл. Работа гравитац. силы на отрезке пути

                        где


                                      т.е.

                                      

откуда интегрированием получаем:

При

Ответ:

           


№ 172

Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых x=A1sinw1t   и  y=A2cosw2t, где А1=8 см,

А2=4 см, w1=w2=2 с-1. Написать уравнение траектории и построить ее. Показать направление движения точки.

Дано:

                 1.                             (1)

                                              (2)

                        

                        

                


Возведем в квадрат:

Сложим почленно:

 - траекторией точки является эллипс с полуосями: а=8, в=4


2. Установим направление движения координаты точек в момент времени  и, например,

По уравнениям (1) и (2):

   Þ по часовой стрелке.


Еще из раздела Физика:


 Это интересно
 Реклама
 Поиск рефератов
 
 Афоризм
Русские не закусывают после первой, потому что тогда будет нечем после второй.
 Гороскоп
Гороскопы
 Счётчики
bigmir)net TOP 100