Вариант 3. Троллейбус за 10 с прошел путь 120 м. Начальная скорость движения 10 м/с. Какую скорость он приобрел в конце пути и с каким ускорением двигался?

  • ID: 35315 
  • 9 страниц

Фрагмент работы:

Вариант 3. Троллейбус за 10 с прошел путь 120 м. Начальная скорост…

Вариант 3

ЗАДАЧА 1

Троллейбус за 10 с прошел путь 120 м. Начальная скорость движения 10 м/с. Какую скорость он приобрел в конце пути и с каким ускорением двигался?

РЕШЕНИЕ:

Уравнение равноускоренного движения

Откуда

Скорость при равноускоренном движении

ОТВЕТ:......

ЗАДАЧА 2

Самолет массой 2 т движется в горизонтальном направлении со скоростью 50 м/с. Находясь на высоте 400 он переходит на снижение с выключенным двигателем и достигает дорожки аэродрома, имея скорость 30 м/с. Определите работу сил сопротивления воздуха во время планирующего полета.

РЕШЕНИЕ:

При снижении скорости самолета его кинетическая энергия изменится на величину

При снижении самолета выделится потенциальная энергия

По закону сохранения энергии вся выделившаяся энергия будет поглощена силой трения. Работа сил сопротивления воздуха

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 3

Два заряда q и 2q закреплены на расстоянии 1 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, равнялась нулю. Найти знак и величину этого заряда.

РЕШЕНИЕ:

Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами

Где... - константа, а r - расстояние между ними.

Расположим систему координат так, чтобы её начало находилось в месте расположения первого заряда, а второй находился в точке d

Запишем условия равенства сил на 1-й и 2-й заряды, считая, что сила направленная по оси r положительна

Где х - расстояние от первого заряда до 3-го.

Решив полученную систему найдем, что она имеет два решения:

Подстановка численных значений дает:

Примечание: знак зарядов был изменен на отрицательный, так как в изначальных уравнениях было использовано направление сил, соответствующее отрицательному заряду.

Устойчивым будет система, с отрицательным зарядом между двумя положительными, т.е. 1-й вариант

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 4

С какой силой, приходящей на единицу площади, отталкиваются две параллельные заряженные плоскости с поверхностной плотностью заряда 2 мкКл/м2 и 3 мкКл/м2.

РЕШЕНИЕ:

Напряженность поля над бесконечной равномерной плоскостью

Где... - электрическая постоянная. Рассмотрим силу, действующую на вторую плоскость, со стороны первой. Для этого разобьем её на элементарные участки, площадью.... Сила, действующая на каждый из таких участков

Где... - заряд такого участка.. проинтегрировав по участку единичной площади, получим

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 5

За 100 с на нагревательном устройстве выделилось 105 Дж тепла. Определить силу тока, падение напряжения и сопротивление цепи, если за это время через поперечное сечение спирали прошел заряд q = 103 Кл.

РЕШЕНИЕ:

По определению, ток

Где второе равенство можно использовать, при постоянном токе.

Мощность, выделяемая на сопротивлении

Откуда полное выделившееся тепло

По закону Ома

ОТВЕТ:.........

ЗАДАЧА 6

Два одинаковых круговых витка радиусом 1 см, имеющие общий центр, расположены взаимно перпендикулярно. По ним текут тока, сила одного из них в два раза больше, чем другого. Найти силы токов... и..., если индукция магнитного поля в центре витка равна 1 мкТл.

РЕШЕНИЕ:

Магнитная индукция в центре кругового витка с током

Где... - магнитная постоянная. Так как магнитное поле кругового витка направлено по его оси, а результирующее поле равно векторной сумме полей от каждого из витков, результирующая индукция

Откуда

ОТВЕТ:......

ЗАДАЧА 7

Положительно заряженная частица (q = 3,2*10-19 Кл) влетает в магнитное поле с магнитной индукцией 0,85 Тл перпендикулярно силовым линиям. Частица движется в поле по окружности с периодом обращения 1 мкс. Найти кинетическую энергию частицы (в эВ). Радиус окружности 2 см.

РЕШЕНИЕ:

В однородном магнитном поле, направленном перпендикулярно вектору скорости, под действием силы Лоренца заряженная частица будет равномерно двигаться по окружности постоянного радиуса r (называемого также гирорадиусом). Сила Лоренца в этом случае является центростремительной силой.

Период обращения частицы

Радиус:

Кинетическая энергия частицы

Так как...

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 8

Тело массой 100 г совершает гармонические колебания по закону.... За сколько времени кинетическая энергия тела уменьшится от 2 до 1 Дж?

РЕШЕНИЕ:

Используя формулу приведения, можно переписать

По определению, скорость колебаний равна производной от смещения по времени

Кинетическая энергия тела

Примечание: максимальная кинетическая энергия тела

Следовательно, энергия не может быть равна 2 Дж ни в какой из моментов врмение. Задача решена в общем виде.

Так как... нас интересует убывающая часть на графике модуля скорости.

Из рисунка можно видеть

Откуда время, за которое уменьшится кинетическая энергия

ЗАДАЧА 9

Волна с периодом 1,2 с и амплитудой колебания 2 см распространяется со скоростью 15 м/с. Написать уравнение бегущей волны и для точки, находящейся на расстоянии 45 м от источника волна через 4 с от начала колебаний, найти: 0) фазу колебаний; 1) модуль смещения; 2) модуль скорости; 3) модуль ускорения; 4) длину волны.

РЕШЕНИЕ:

Уравнение бегущей волны

Где... - циклическая частота... - волновой вектор.

0)

Фаза колебаний в исходной точке с заданное время

1)

2) скорость по определению - производная от смещения по времени

В искомой точке

3)

Ускорение - производная от скорости по времени

4)

Длина волны

ОТВЕТ: 0)...; 1)...; 2)...; 3)...; 4)...

ЗАДАЧА 10

Определить скорость звука в воде, если источник звука, колеблющийся с периодом 0,002 с возбуждает в воде волны длиной 2,9 м.

РЕШЕНИЕ:

Длина волны связана с периодом с скоростью волны соотношением

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 11

На пути световой волны, идущей в воздухе поставили стеклянную пластинку толщиной h = 1 мм. На сколько изменится оптическая длина пути, если волна падает на пластинку нормально (...).

РЕШЕНИЕ:

В отсутствие пластины оптический путь волны

Путь волны при наличии пластины

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 12

Расстояние между щелями в опыте Юнга равно 0,5 мм. Расстояние от щелей до экрана 1,2 м. Длина волны света 650 нм. Определить положение первых трех максимумов на экране.

РЕШЕНИЕ:

РЕШЕНИЕ:

Условие интерференционных максимумов в опыте Юнга имеет вид:

- расстояние от центрального максимума до максимума с номером.... Тогда расстояние

ОТВЕТ:.........

ЗАДАЧА 13

Какому числу фотонов соответствует световая энергия 1 Дж? Длина волны излучения 500 нм.

РЕШЕНИЕ:

Энергия каждого фотона с определенной длиной волны

Где... - постоянная Планка... - скорость света.

Число фотонов тогда

ОТВЕТ:...