Задачи на тему Механика. Законы сохранения
из задачника Рымкевич 10 класс по предмету Физика

Название темы: Импульс тела. Изменение импульса. Закон сохранения импульса
№ 314. Найти импульс грузового автомобиля массой 10 т, движущегося со скоростью 36 км/ч, и легкового автомобиля массой 1 т, движущегося со скоростью 25 м/с.
№ 315. С какой скоростью должна лететь хоккейная шайба массой 160 г, чтобы ее импульс был равен импульсу пули массой 8 г, летящей со скоростью 600 м/с?
№ 316. Два тела одинакового объема — стальное и свинцовое — движутся с одинаковыми скоростями. Сравнить импульсы этих тел.
№ 3171. Поезд массой 2000 т, двигаясь прямолинейно, увеличил скорость от 36 до 72 км/ч. Найти изменение импульса поезда.
№ 318. Шарик массой 100 г свободно упал на горизонтальную площадку, имея в момент удара скорость 10 м/с. Найти изменение импульса шара при абсолютно неупругом и абсолютно упругом ударах2. Вычислить среднюю силу, действующую на шарик во время удара, если неупругий удар длился 0,05 с, а упругий 0,01 с.
№ 319. Футбольному мячу массой 400 г при выполнении пенальти сообщили скорость 25 м/с. Если мяч попадает в грудь вратаря и отскакивает назад с той же по модулю скоростью, то удар длится 0,025 с. Если вратарь принимает удар на руки, то через 0,04 с он гасит скорость мяча до нуля. Найти среднюю силу удара в каждом случае.
№ 320. Движение материальной точки описывается уравнением х = 5 - 8t + 4t2. Приняв ее массу равной 2 кг, найти импульс через 2 с и через 4 с после начала отсчета времени, а также силу, вызвавшую это изменение импульса.
№ 321. Мяч массой 100 г, летевший со скоростью 20 м/с, ударился о горизонтальную плоскость. Угол падения (угол между направлением скорости и перпендикуляром к плоскости) равен 60°. Найти изменение импульса мяча, если удар абсолютно упругий, а угол отражения равен углу падения.
№ 322. Материальная точка массой 1 кг равномерно движется по окружности со скоростью 10 м/с. Найти изменение импульса за одну четверть периода; половину периода; период.
№ 323(н). Два неупругих тела, массы которых 2 и 6 кг, движутся навстречу друг другу со скоростями 2 м/с каждое. С какой скоростью и в каком направлении будут двигаться эти тела после удара?
задача 323 из задачника 5 издания (2001 год)
№ 324(н). На вагонетку массой 50 кг, катящуюся по горизонтальному пути со скоростью 0,2 м/с, насыпали сверху 200 кг щебня. На сколько при этом уменьшилась скорость вагонетки?
№ 324. Охотник стреляет из ружья с движущейся лодки по направлению ее движения. С какой скоростью двигалась лодка, если она остановилась после двух быстро следующих друг за другом выстрелов? Масса охотника с лодкой 200 кг, масса заряда 20 г. Скорость вылета дроби и пороховых газов 500 м/с.
№ 325(н). Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с, нагоняет вагон массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Какова скорость вагонов после взаимодействия, если удар неупругий?
№ 325. С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает: а) с кормы со скоростью 4 м/с; б) с носа со скоростью 2 м/с; в) с носа со скоростью 6 м/с?
№ 326. С судна массой 750 т произведен выстрел из пушки в сторону, противоположную его движению, под углом 60° к горизонту. На сколько изменилась скорость судна, если снаряд массой 30 кг вылетел со скоростью 1 км/с относительно судна?
№ 327. Бильярдный шар 1, движущийся со скоростью 10 м/с, ударился о покоящийся шар 2 такой же массы. После удара шары разошлись так, как показано на рисунке 45. Найти скорости шаров после удара.
№ 328. На покоящейся тележке массой 20 кг находится человек массой 60 кг. Какова будет скорость тележки относительно земли, если человек пойдет по тележке со скоростью 1 м/с относительно тележки?
Название темы: Механическая работа. Кинетическая и потенциальная энергия
№ 329. Какую работу совершает сила тяжести, действующая на дождевую каплю массой 20 мг, при ее падении с высоты 2 км?
№ 330. Башенный кран поднимает в горизонтальном положении стальную балку длиной 5 м и сечением 100 см2 на высоту 12 м. Какую полезную работу совершает кран?
№ 331. Какую работу совершает человек при поднятии груза массой 2 кг на высоту 1 м с ускорением 3 м/с2?
№ 332. В воде с глубины 5 м поднимают до поверхности камень объемом 0,6 м3. Плотность камня 2500 кг/м3. Найти работу по подъему камня.
№ 333. Сплавщик передвигает багром плот, прилагая к багру силу 200 Н. Какую работу совершает сплавщик, переместив плот на 10 м, если угол между направлением силы и направлением перемещения 45°?
№ 334. Автомобиль массой 10т движется под уклон по дороге, составляющей с горизонтом угол, равный 4°. Найти работу силы тяжести на пути 100 м.
№ 335. Сравнить величину работы силы тяжести свободно падающего тела за первую и вторую половины времени падения.
№ 336. Мальчик бросил мяч массой 100 г вертикально вверх и поймал его в точке бросания. Мяч достиг высоты 5 м. Найти работу силы тяжести при движении мяча: а) вверх; б) вниз; в) на всем пути.
№ 337. Какую работу надо совершить, чтобы из колодца глубиной 10 м поднять ведро с водой массой 8 кг на тросе, каждый метр которого имеет массу 400 г?
№ 338. Под действием двух взаимно перпендикулярных сил 30 и 40 Н тело переместилось на 10 м. Найти работу каждой силы в отдельности и работу равнодействующей силы.
№ 339. Масса футбольного мяча в 3 раза больше, а скорость в 3 раза меньше хоккейной шайбы. Сравнить их кинетические энергии.
№ 340. Какова кинетическая энергия космического корабля Союз массой 6,6 т, движущегося по орбите со скоростью 7,8 км/с?
№ 341. Скорость свободно падающего тела массой 4 кг на некотором пути увеличилась с 2 до 8 м/с. Найти работу силы тяжести на этом пути.
№ 342. Масса самосвала в 18 раз больше массы легкового автомобиля, а скорость самосвала в 6 раз меньше скорости легкового автомобиля. Сравнить импульсы и кинетические энергии этих автомобилей.
№ 343. Импульс тела равен 8 кг ⋅ м/с, а кинетическая энергия 16 Дж. Найти массу и скорость тела.
№ 344. Шарик массой m = 100 г, подвешенный на нити длиной l = 40 см, описывает в горизонтальной плоскости окружность. Какова кинетическая энергия Ек шарика, если во время его движения нить образует с вертикалью постоянный угол α = 60°?
№ 3451. На какой высоте потенциальная энергия груза массой 2 т равна 10 кДж?1 В этой и следующих задачах считать, что на поверхности земли потенциальная энергия равна нулю.
№ 346. Какова потенциальная энергия ударной части свайного молота массой 300 кг, поднятого на высоту 1,5 м?
№ 347. На балкон, расположенный на высоте 6 м, бросили с поверхности земли предмет массой 200 г. Во время полета он достиг максимальной высоты 8 м от поверхности земли. Определить работу силы тяжести при полете предмета вверх, вниз и на всем пути. Найти результирующее изменение потенциальной энергии.
№ 348. Какую работу надо совершить, чтобы лежащий, на земле однородный стержень длиной 2 м и массой 100 кг поставить вертикально?
№ 349. На рисунке 46 приведен график зависимости удлинения пружины от растягивающей силы. Определить потенциальную энергию пружины, растянутой на 8 см. Указать физический смысл тангенса угла а и площади треугольника под участком OA графика.
№ 350. К концу сжатия пружины детского пружинного пистолета на 3 см приложенная к ней сила была равна 20 Н. Найти потенциальную энергию сжатой пружины.
№ 351. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть пружину жесткостью 40 кН/м на 0,5 см?
№ 352. Для растяжения пружины на 4 мм необходимо совершить работу 0,02 Дж. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть пружину на 4 см?
№ 353. Сравнить работы, которые совершает человек, растягивая пружину динамометра от 0 до 10 Н, от 10 до 20 Н, от 20 до 30 Н.
№ 354. Жесткость пружины динамометра, рассчитанного на 40 Н, равна 500 Н/м. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть пружину от середины шкалы до последнего деления?
Название темы: Закон сохранения энергии. Превращение энергии при действии силы тяжести; силы упругости; силы трения
№ 355. Тело массой 0,5 кг брошено вертикально вверх со скоростью 4 м/с. Найти работу силы тяжести, изменение потенциальной энергии и изменение кинетической энергии при подъеме тела до максимальной высоты.
№ 356. Тело массой 400 г свободно падает с высоты 2 м. Найти кинетическую энергию тела в момент удара о землю.
№ 357. Найти потенциальную энергию тела массой 100 г, брошенного вертикально вверх со скоростью 10 м/с, в высшей точке подъема.
№ 358. Тело массой 3 кг, свободно падает с высоты 5 м. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела на расстоянии 2 м от поверхности земли.
№ 359. Камень брошен вертикально вверх со скоростью v0 = 10 м/с. На какой высоте h кинетическая энергия камня равна его потенциальной энергии?
№ 360. Каковы значения потенциальной и кинетической энергии стрелы массой 50 г, выпущенной из лука со скоростью 30 м/с вертикально вверх, через 2 с после начала движения?
С какой начальной скоростью v0 надо бросить вниз мяч с высоты H, чтобы он подпрыгнул на высоту 2H? Считать удар о землю абсолютно упругим.
№ 362. Тело брошено со скоростью v0 под углом к горизонту. Определить его скорость на высоте h.
№ 363(н). С какой начальной скоростью v0 надо бросить вертикально вниз мяч с высоты H, чтобы он после удара о землю подпрыгнул относительно начального уровня на высоту: a) Δh = 10 м; б) Δh = h? Считать удар абсолютно упругим.
№ 363. Начальная скорость пули 600 м/с, ее масса 10 г. Под каким углом к горизонту она вылетела из дула ружья, если ее кинетическая энергия в высшей точке траектории равна 450 Дж?
№ 364. Груз массой 25 кг висит на шнуре длиной 2,5 м. На какую наибольшую высоту можно отвести в сторону груз, чтобы при дальнейших свободных качаниях шнур не оборвался? Максимальная сила натяжения, которую выдерживает шнур не обрываясь, равна 550 Н.
№ 365. Маятник массой m отклонен на угол α от вертикали. Какова сила натяжения нити при прохождении маятником положения равновесия?
366. В школьном опыте с мертвой петлей (рис. 77) шарик массой m отпущен с высоты h = 3R (R — радиус петли). С какой силой давит шарик на опору в нижней и верхней точках петли?
№ 367. Предмет массой m вращается на нити в вертикальной плоскости. На сколько сила натяжения нити в нижней точке больше, чем в верхней?
№ 368. При подготовке пружинного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 1 кН/м сжали на 3 см. Какую скорость приобретет снаряд массой 45 г при выстреле в горизонтальном направлении?
№ 369. Во сколько раз изменится скорость снаряда пружинного пистолета при выстреле в горизонтальном направлении: а) при увеличении сжатия пружины в 2 раза; б) при замене пружины другой, жесткость которой в 2 раза больше; в) при увеличении массы снаряда в 2 раза? В каждом случае все остальные величины, от которых зависит скорость, остаются неизменными.
№ 370. Найти скорость v вылета снаряда пружинного пистолета массой m при выстреле вертикально вверх, если жесткость пружины равна k, а сжатие х. Одинаковую ли скорость приобретет снаряд при выстреле горизонтально и вертикально вверх?
№ 371. Цирковой артист массой 60 кг падает в натянутую сетку с высоты 4 м. С какой силой действует на артиста сетка, если она прогибается при этом на 1 м?
№ 372. Рыболовная леска длиной 1 м имеет прочность на разрыв 26 Н и жесткость 2,5 кН/м. Один конец лески прикрепили к опоре, расположенной над полом на высоте больше 1 м, а к другому концу привязали груз массой 50 г. Груз подняли до точки подвеса и отпустили. Разорвется ли леска?
№ 373. Ученик при помощи динамометра, жесткость пружины которого k = 100 Н/м, равномерно переместил деревянный брусок массой m = 800 г по доске на расстояние l = 10 см. Сравнить работу А1 по преодолению трения с работой А2 по растяжению пружины до начала движения бруска, если коэффициент трения μ = 0,25.
№ 374. Троллейбус массой 15 т трогается с места с ускорением 1,4 м/с2. Найти работу силы тяги и работу силы сопротивления на первых 10 м пути, если коэффициент сопротивления равен 0,02. Какую кинетическую энергию приобрел троллейбус?
№ 375. На рисунке 48 дан график зависимости проекции скорости автобуса массой 20 т от времени. Вычислить работу силы тяги, совершенную за 20 с, если коэффициент сопротивления равен 0,05. Каково изменение кинетической энергии автобуса?
№ 376. Автомобиль массой 2 т затормозил и остановился, пройдя путь 50 м. Найти работу силы трения и изменение кинетической энергии автомобиля, если дорога горизонтальна, а коэффициент трения равен 0,4.
Задача 377. Из задачника 2001 года
№ 378. С какой скоростью двигался поезд массой 1500 т, если под действием силы сопротивления 150 кН он прошел с момента начала торможения до остановки путь 500 м?
№ 379(н). Найти среднюю силу сопротивления грунта F при погружении в него сваи, если под действием падающей с высоты h = 1,4 м ударной части свайного молота массой m = 6 т свая погружается в грунт на расстояние l = 10 см. Массой сваи пренебречь.
№ 379. Велосипедист, прекратив работать педалями, на горизонтальном участке пути длиной 36 м уменьшил свою скорость с 10 до 8 м/с. Найти коэффициент сопротивления. Сколько процентов кинетической энергии превратилось во внутреннюю?
№ 380. С сортировочной горки скатываются два вагона — один нагруженный, другой порожний. Сравнить расстояния, которые пройдут вагоны по горизонтальному участку до остановки, если коэффициенты сопротивления для обоих вагонов одинаковы.
№ 381. С наклонной плоскости длиной l и углом наклона а скользит тело. Какова скорость тела у основания плоскости, если коэффициент трения равен μ?
№ 382*. С горки высотой h = 2 м и основанием b = 5 м съезжают санки, которые останавливаются, пройдя горизонтальный путь s = 35 м от основания горки. Найти коэффициент трения, считая его одинаковым на всем пути. Определить подобным способом на опыте коэффициент трения, например, между спичечным коробком и ученической линейкой.
№ 383*. Для определения коэффициента трения была использована установка, изображенная на рисунке 49, а. Придерживая брусок массой m рукой, подвешивают к нити грузик массой М, а затем отпускают брусок. Грузик опускается по высоте на Л, перемещая при этом брусок по плоскости на расстояние l (рис. 49, б). Вывести формулу для расчета коэффициента трения и. При возможности проделать такой опыт.
№ 384*. Санки массой 10 кг скатились с горы высотой 5 м и остановились на горизонтальном участке. Какую минимальную работу совершит мальчик, возвращая санки по линии их скатывания?
№ 385*. Брусок массой m (рис. 50), прикрепленный к динамометру при помощи нити, оттягивают рукой; при этом записывают показания F динамометра и измеряют линейкой растяжение х пружины (по шкале динамометра). Затем отпускают брусок и измеряют путь l, пройденный бруском до остановки. Зная F, х и l, можно определить коэффициент трения μ между бруском и доской. Вывести формулу для расчета коэффициента трения. При возможности выполнить работу. (Растягивать пружину надо так, чтобы после полного сокращения пружины динамометра брусок прошел еще некоторое расстояние.)
№ 386. Бензовоз массой 5 т подходит к подъему длиной 200 м и высотой 4 м со скоростью 15 м/с. В конце подъема его скорость уменьшилась до 5 м/с. Коэффициент сопротивления равен 0,09. Найти: а) изменение потенциальной энергии бензовоза; б) изменение кинетической энергии; в) работу силы сопротивления; г) работу силы тяги; д) силу тяги бензовоза.
№ 387. Парашютист массой 80 кг отделился от неподвижно висящего вертолета и, пролетев до раскрытия парашюта 200 м, приобрел скорость 50 м/с. Найти работу силы сопротивления воздуха на этом пути.
№ 388. Пуля массой 9,6 г вылетает из ствола пулемета со скоростью 825 м/с. Через 100 м скорость пули уменьшается до 746 м/с, а через 200 м — до 675 м/с. Найти работу силы сопротивления воздуха на первых и вторых ста метрах пути.
№ 389. Самолет массой 2 т движется в горизонтальном направлении со скоростью 50 м/с. Находясь на высоте 420 м, он переходит на снижение при выключенном двигателе и достигает дорожки аэродрома со скоростью 30 м/с. Определить работу силы сопротивления воздуха во время планирующего полета.
№ 390. Санки с седоком общей массой 100 кг съезжают с горы высотой 8 м и длиной 100 м. Какова средняя сила сопротивления движению санок, если в конце горы они развили скорость 10 м/с, а начальная скорость равна нулю?
Название темы: Мощность. Кпд. Движение жидкостей и газов
№ 391. Сила тяги сверхзвукового самолета при скорости полета 2340 км/ч равна 220 кН. Найти мощность двигателей самолета в этом режиме полета.
№ 392. При скорости полета 900 км/ч все четыре двигателя самолета Ил-62 развивают мощность 30 МВт. Найти силу тяги одного двигателя в этом режиме работы.
№ 393. Камень шлифовального станка имеет на рабочей поверхности скорость 30 м/с. Обрабатываемая деталь прижимается к камню с силой 100 Н, коэффициент трения 0,2. Какова механическая мощность двигателя станка? Потери в механизме привода не учитывать.
Задача 394. Из задачника Рымкевича А.П. 2001 г.
№ 395. Трактор типа Т-150 имеет тяговую мощность (мощность на крюке) 72 кВт. С какой скоростью может тянуть этот трактор прицеп массой 5 т на подъем 0,2 при коэффициенте сопротивления 0,4?
№ 396(н). Поезд массой 1500 т движется на подъем, равный 0,004, со скоростью 16 м/с при коэффициенте сопротивления 0,006. Какова полезная мощность локомотива?
№ 396. Найти среднюю полезную мощность при разбеге самолета, предназначенного для работ в сельском и лесном хозяйстве. Масса самолета 1 т, длина разбега 300 м, взлетная скорость 30 м/с, коэффициент сопротивления 0,03.
Задача № 397.Из сбоника 2001 года (Рымкевич А.П.)
№ 398(н).Какую работу надо совершить, чтобы по плоскости с утлом наклона 30° на высоту 2 м втащить груз, прикладывая силу, совпадающую по направлению с перемещением? Масса груза 400 кг, коэффициент трения 0,3. Каков при этом КПД?
№ 399*(н). Троллейбус массой 12 т подходит к подъему высотой 12 м и длиной 180 м со скоростью 10 м/с. Найти среднюю мощность при подъеме, если конечная скорость троллейбуса равна 5 м/с, а коэффициент сопротивления 0,03.
№ 399. Найти КПД наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 0,6 м, если коэффициент трения при движении по ней тела равен 0,1.
Рассчитать, какая экономия электроэнергии может быть получена за один рейс железнодорожного состава массой 3600 т от С.-Петербурга до Владивостока (расстояние около 10000 км), если заменить подшипники скольжения на роликовые (среднее значение коэффициента сопротивления при этом уменьшается с 0,007 до 0,0061). КПД электровоза равен 90%. Движение считать равномерным по горизонтальной дороге.
Насос, двигатель которого развивает мощность поднимает 100 м3 нефти на высоту 6 м за 8 мин. Найти КПД установки.
№ 402(н). Рассчитать КПД гидроэлектростанции, если расход воды (ежесекундное изменение объема) равен 6 м3/с, напор воды (разность уровней воды по обе стороны плотины) 20 м, а мощность станции 1200 л. с. (1 л. с. = 736 Вт).
№ 402. Скорость течения воды в широкой части трубы 10 см/с. Какова скорость ее течения в узкой части, диаметр которой в 4 раза меньше диаметра широкой части?
№ 403(н). С какой скоростью понижается уровень воды в баке, площадь сечения которого 1м2, если скорость течения воды в отводящей трубе сечением 20 см2 равна 2 м/с? Каков расход воды в баке?
№ 403. Земснаряд вынимает 500 м3 грунта в час. Объем пульпы (грунт, смешанный с водой) в 10 раз больше объема грунта. Какова скорость движения пульпы в трубе диаметром 0,6 м?
№ 404. Если подключить шланг к выходному отверстию пылесоса и поместить в струю мячик для настольного тенниса (рис. 51), то он будет парить в струе и при движении шланга будет следовать за ним. Объяснить явление.
Почему при выпуске воды из ванны над сливным отверстием образуется воронка, а иногда и воздушный канал?
№ 406. В водопроводной трубе образовалось отверстие сечением 4 мм2, из которого бьет вертикально вверх струя воды, поднимаясь на высоту 80 см. Какова утечка воды за сутки?
№ 407(н). Почему две баржи, проплывающие в одном направлении близко друг к другу, могут столкнуться?
№ 407. Если через трубу А (рис. 52) продувать воздух, то при некоторой скорости его движения по трубке В будет подниматься вода, захватываться струей воздуха и распыляться, а из трубки С воздух будет выходить пузырьками. Объяснить явление.
№ 408.На рисунке 84 показан план части футбольного поля. В каком направлении надо сообщить вращение мячу при угловом ударе из точки А, чтобы мяч, находясь на линии ворот, при отсутствии ветра мог попасть в ворота MN?
№ 410(н). Можно ли выдуть из воронки, дуя с узкого конца, вложенный в нее бумажный фильтр (рис. 53)?

Рады приветствовать учеников всех учебных заведений всех возрастов на нашем сайте! Здесь вы найдете решебники и решения задач бесплатно, без регистрации.
Видео онлайн