Задачи по физике
СОДЕРЖАНИЕ: Заказ №1448 Контрольная по физике. Два велосипедиста выехали из пункта в пункт одновременно. Скорость первого велосипедиста , а скорость второго . Во время движения первый велосипедист был вынужден остановиться в пунктеЗаказ №1448
Контрольная по физике.
1.
Два велосипедиста выехали из пункта 
в пункт 
одновременно. Скорость первого велосипедиста 
, а скорость второго 
. Во время движения первый велосипедист был вынужден остановиться в пункте 
, расположенном на расстоянии 
от пункта , на 
. С какой минимальной скоростью должен двигаться первый велосипедист на оставшемся участке пути, чтобы приехать в пункт первым, если все расстояние между пунктами и равно 
?
Дано:
Найти: 
Решение
Общее время движения первого велосипедиста равно
,
а второго
Согласно условию задачи 
. Тогда
Подставив числовые значения, получим
Ответ:
2.
Из одной точки одновременно бросают с одинаковыми скоростями 
два тела: одно вертикально вверх, второе горизонтально. Найти расстояние между телами через t
= 2 с
после бросания. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Дано:
Найти: 
Решение
Зависимость координат первого тела, кинутого вертикально вверх, от времени
Для второго тела соответственно имеем
Расстояние между телами можем найти как
или
Поскольку согласно условию задачи 
, то
Подставив числовые значения, получаем
Ответ:
3
.Строительный кран поднимает груз массой 
. С каким ускорением 
можно производить подъем, если стальные тросы крана рассчитаны на силу натяжения 
. Какой груз можно будет поднять, если уменьшить ускорение вдвое?
Дано:
Найти: 
Решение
Согласно второму закону Ньютона имеем:
Спроецировав уравнение на ось х , получаем
(1)
Откуда находим
Подставив числовые значения, находим
Перепишем равенство (1) для второго случая
Подставив числовые значения, получим
Ответ:
; 
4.
Однородный цилиндр массы 
и радиуса 
вращается без трения вокруг горизонтальной оси под действием веса груза 
, прикрепленного к легкой нити, намотанной на цилиндр. Найти угол 
поворота цилиндра в зависимости от времени, если при 
.
Дано:
Найти: 
Решение
Согласно закону динамики вращательного движения имеем:
где 
- угловое ускорение. Тогда
откуда
Интегрируя последнее равенство с учетом пределов интегрирования, получаем
Подставив числовые значения, находим
Ответ:
5.
Материальная точка совершает гармонические колебания согласно уравнению 
. Определите: амплитуду, период, начальную фазу колебаний, максимальную скорость точки, максимальное ускорение точки. Через сколько времени после начала отсчета точка будет проходить через положение равновесия?
Дано:
Найти: 
Решение
Согласно уравнению колебания можем определить:
- амплитуда колебаний 
;
- период колебаний: 
; т.к. 
, то 
;
- начальная фаза: 
;
- максимальная скорость: 
- максимальное ускорение: 
В момент прохождения положения равновесия 
. Тогда
Ответ:
; ; ; 
; 
; 
6.
Сосуд разделен на две равные части полупроницаемой неподвижной перегородкой. В первую половину сосуда введена смесь аргона и водорода при давлении 
, во второй половине вакуум. Через перегородку может диффундировать только водород. После окончания процесса диффузии давление в первой половине оказалось равным 
. Во время процесса температура поддерживалась постоянной. Определите отношение масс аргона и водорода в смеси, которая была первоначально введена в первую половину сосуда.
Дано:
Найти: 
Решение
Согласно закону Дальтона и в соответствии с уравнением Менделеева – Клапейрона можем для каждого состояния записать
Разделив первое равенство на второе, получаем
Подставив числовые значения, получаем
Ответ:
7.
Оцените длину свободного пробега молекулы в воздухе при нормальных условиях. Диаметр молекулы 
.
Дано:
Найти: 
Решение
Средняя длина свободного пробега определяется как
Согласно основному уравнению молекулярно кинетической теории газов
Откуда концентрация газа равна
Следовательно,
Подставив числовые значения, находим
Ответ:
8.
Тепловая машина Карно, имеющая КПД 
, начинает использоваться при тех же тепловых резервуарах как и холодильная машина. Сколько тепла Q2
эта машина может перевести от холодильника к нагревателю за один цикл, если к ней за каждый цикл подводится работа 
?
Дано:
Найти: Q2
Решение
КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен
Количество теплоты, отданное холодильнику, равно
.
Цикл Карно обратим, поэтому его можно провести в обратном направлении. Это будет уже не тепловая машина, а идеальная холодильная. Ее КПД определяется как
.
Так как
то
Подставив числовые значения, находим
Ответ:
