Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
5012.
Дайте определение и объяснение гироскопического эффекта.
5013.
К проволоке из углеродистой стали длиной l = 1,5 м и диаметром d = 2,1 мм подвешен груз массой m = 110 кг. Принимая для стали модуль Юнга Е = 216 ГПа и предел пропорциональности σп = 330 МПа, определите: 1) какую долю первоначальной длины составляет удлинение проволоки при этом грузе; 2) превышает приложенное напряжение или нет предел пропорциональности.
5014.
Медная проволока сечением S = 8 мм² под действием растягивающей силы удлинилась на столько, на сколько она удлиняется при нагревании на 30 К. Принимая для меди модуль Юнга Е = 118 ГПа и коэффициент линейного расширения α = 1,7·10−5 К−1, определите числовое значение этой силы.
5015.
Резиновый шнур длиной 40 см и внутренним диаметром 8 мм натянут так, что удлинился на 8 см. Принимая коэффициент Пуассона для резины равным 0,5, определите внутренний диаметр натянутого шнура.
5016.
Определите работу, которую необходимо затратить, чтобы сжать пружину на 15 см, если известно, что сила пропорциональна деформации и под действием силы 20 Н пружина сжимается на 1 см.
5017.
Определите относительное удлинение алюминиевого стержня если при его растяжении затрачена работа А = 6,9 Дж. Длина стержня l = 1 м, площадь поперечного сечения S = 1 мм², модуль Юнга для алюминия Е = 69 ГПа.
5018.
Определите объемную плотность потенциальной энергии упруго-растянутого медного стержня, если относительное изменение длины стержня ε = 0,01 и для меди модуль Юнга Е = 118 ГПа.
5019.
Два вагона (масса каждого m = 15 т) движутся навстречу друг другу со скоростью v = 3 м/с и сталкиваются между собой. Определите сжатие пружины буферов вагонов, если известно, что сила пропорциональна деформации, и под действием силы F = 50 кН пружина сжимается на Δl = 1 см.
5020.
Определите период обращения вокруг Солнца искусственной планеты, если известно, что большая полуось ее эллиптической орбиты больше на 107 км большой полуоси земной орбиты.
5021.
Период обращения кометы Галлея вокруг Солнца Т = 76 лет. Минимальное расстояние, на котором она проходит от Солнца. составляет 180 Гм. Определите максимальное расстояние, на которое комета Галлея удаляется от Солнца. Радиус орбиты Земли принять равным R0 = 150 Гм.
5022.
Считая орбиту Земли круговой, определите линейную скорость v движения Земли вокруг Солнца.
5023.
Период обращения искусственного спутника Земли составляет 3 ч. Считая его орбиту круговой, определите, на какой высоте от поверхности Земли находится спутник.
5024.
Планета массой М движется по окружности вокруг Солнца со скоростью v (относительно гелиоцентрической системы отсчета) Определите период обращения этой планеты вокруг Солнца.
5025.
Определите, во сколько раз сила притяжения на Земле больше силы притяжения на Марсе, если радиус Марса составляет 0,53 радиуса Земли, а масса Марса - 0,11 массы Земли.
5026.
Определите среднюю плотность Земли, считая известными гpавитационную постоянную, радиус Земли и ускорение свободного падения на Земле.
5027.
Две материальные точки массами m1 и m2 расположены друг от друга на расстоянии R. Определите угловую скорость вращения, с которой они должны вращаться вокруг общего центра масс, чтобы расстояние между ними осталось постоянным.
5028.
Два одинаковых однородных шара из одинакового материала, соприкасаясь друг с другом, притягиваются. Определите, как изменится сила притяжения, если массу шаров увеличить в n = 3 раза за счет увеличения их размеров.
5029.
Определите высоту, на которой ускорение свободного падения составляет 25 % от ускорения свободного падения на поверхности Земли.
5030.
Считая плотность Земли постоянной, определите глубину, на которой ускорение свободного падения составляет 25 % от ускорения свободного падения на поверхности Земли.
5031.
На какой высоте h ускорение свободного падения вдвое меньше его значения на поверхности Земли
5032.
Стационарным искусственным спутником Земли называется спутник, находящийся постоянно над одной и той же точкой экватора. Определите расстояние такого спутника до центра Земли.
5033.
На экваторе некоторой планеты (плотность планеты ρ = 3 г/см³) тела весят в два раза меньше, чем на полюсе. Определите период обращения планеты вокруг собственной оси.
5034.
Принимая, что радиус Земли известен, определите, на какой высоте h над поверхностью Земли напряженность поля тяготения равна 4,9 Н/кг.
5035.
Определите, в какой точке (считая от Земли) на прямой, соединяющей центры Земли и Луны, напряженность поля тяготения равна нулю. Расстояние между центрами Земли и Луны равно R, масса Земли в 81 раз больше массы Луны.
5036.
Имеется тонкий однородный стержень массой m и длиной l. Для точки, находящейся на одной прямой со стержнем на расстоянии, а от его ближайшего конца, определите: 1) потенциал гравитационного поля стержня, 2) напряженность его гравитационного поля.
5037.
Тонкий однородный диск радиусом R имеет массу m, Определите в точке А, расположенной на оси диска на расстоянии h от него: 1) потенциал гравитационного поля; 2) напряженность гравитационного поля.
5038.
Для тела массой m, находящегося в гравитационном поле Земли над ее поверхностью, выведите зависимость потенциальной энергии тела от расстояния до центра Земли. Считать известными радиус Земли R0 и ускорение свободного падения g на поверхности Земли.
5039.
Как известно, искусственный спутник Земли движется вокруг нее по круговой орбите. Определите, во сколько раз гравитационная потенциальная энергия спутника больше его кинетической энергии.
5040.
Два алюминиевых шарика (ρ = 2,7 г/см³) радиусами r1 = 3 см и r2 = 5 см соприкасаются друг с другом. Определите потенциальную энергию их гравитационного взаимодействия.
5041.
Два одинаковых однородных шара из одинакового материала соприкасаются друг с другом. Определите, как изменится потенциальная энергия их гравитационного взаимодействия, если массу шаров увеличить в 3 раза.
5042.
Принимая, что атмосфера на Луне отсутствует, определите скорость падения метеорита на ее поверхность. Скорость метеорита вдали от Луны считать малой.
5043.
Спутник поднимают на высоту h = 6370 км и запускают его по круговой орбите на той же высоте. Определите отношение работ на поднятие (A1) и на запуск (А2) спутника.
5044.
Определите числовое значение первой космической скорости, т. е. горизонтально направленной минимальной скорости, которую надо сообщить телу, чтобы его орбита в поле тяготения Земли стала круговой (тело могло превратиться в искусственный спутник Земли).
5045.
Определите числовое значение второй космической скорости, т. е. наименьшей скорости, которую надо сообщить телу, чтобы его орбита в поле тяготения Земли стала параболической (тело могло превратиться в спутник Солнца).
5046.
Определите числовое значение второй космической скорости для Луны.
5047.
Искусственный спутник Земли движется по круговой орбите на высоте h = 500 км. Определите скорость его движения.
5048.
Два спутника с одинаковой массой движутся вокруг Земли по круговым орбитам разных радиусов R1 и R2 (R2 > R1). Определите 1) отношение кинетической энергии второго спутника к первому, 2) как зависят от радиуса орбиты потенциальная и полная энергия спутников.
5049.
Определите работу, которую необходимо совершить, чтобы тело массой m = 1000 кг, находящееся на Земле, смогло превратиться в спутник Солнца (при отсутствии сопротивления среды).
5050.
К потолку вагона, движущегося в горизонтальном направлении с ускорением а = 9,81 м/с², подвешен на нити шарик массой m = 200 г. Определите для установившегося движения: 1) силу натяжения нити Т, 2) угол φ отклонения нити от вертикали.
5051.
Вагон под действием силы тяжести катится вдоль дороги, составляющей угол α = 30° с горизонтом. Сила трения составляет η = 10 % от веса вагона. К потолку вагона на ннтн подвешен шарик массой m = 15 г. Определите: 1) силу F, действующую на нить; 2) угол φ отклонения нити от вертикали.
5052.
Вагон под действием силы тяжести катится вдоль дороги, составляющей с горизонтом угол α = 30°, а затем переходящей в горизонтальный участок. Силы трения на обоих участках составляют 10 % от веса вагона. К потолку вагона на нити подвешен шарик массой m = 15 г. Определите силу F, действующую на нить, и угол φ отклонения нити от вертикали на. 1) наклонном; 2) горизонтальном участках дороги.
5053.
На наклонной плоскости с углом наклона α = 30° лежит тело. Коэффициент трения между телом и наклонной плоскостью f = 0,2. Определите наименьшее горизонтально направленное ускорение а, с которым должна двигаться наклонная плоскость, чтобы тело, лежащее на ней, поднималось по наклонной плоскости.
5054.
Самолет, летящий со скоростью v = 360 км/ч, описывает вертикальную петлю Нестерова радиусом R = 360 м. Определите силу, прижимающую летчика (m = 80 кг) к сиденью: 1) в нижней точке этой петли; 2) в верхней точке этой петли.
5055.
Модель центробежного регулятора вращается с частотой m = 2 с−1. Учитывая только массу шаров, определите угол отклонения стержней, несущих шары. Длина стержней l = 15 см.
5056.
Определите, во сколько раз ускорение a1, обусловленное центробежной силой на экваторе Земли, меньше ускорения а2, вызываемого силой тяготения на поверхности Земли.
5057.
Мотоциклист в цирке едет вдоль внутренней поверхности вертикального цилиндра радиусом r = 15 м. Центр масс мотоцикла с человеком отстоит на h = 1 м от места соприкосновения колес со стенкой. Коэффициент 'фения шин о стенки f = 0,5 . Определите: 1) минимальную скорость umin, с которой должен ехать мотоциклист; 2) угол α наклона мотоциклиста к горизонтальной поверхности при данной минимальной скорости.
5058.
Тело массой m = 1 кг, падая свободно в течение t = 4 с, попадает на Землю в точку с географической широтой φ = 45° . Учитывая вращение Земли, определите и нарисуйте все силы, действующие на тело в момент его падения на Землю.
5059.
Тело массой m = 1 кг, падая свободно в течение τ = 6 с, попадает на Землю в точку с географической широтой φ = 30° . Учитывая вращение Земли, определите отклонение тела при его падении от вертикали.
5060.
Полый медный шар (μ = 8,93 г/см³) весит в воздухе 3 Н, а в воде (ρ' = 1 г/см³) - 2 Н. Пренебрегая выталкивающей силой воздуха, определите объем внутренней полости шара.
5061.
На столе стоит цилиндрический сосуд, наполненный водой до уровня Η = 20 см от дна. Если в воду (ρ = 1 г/см³) опустить плавать тонкостенный никелевый стакан (ρ' = 8,8 г/см³), то уровень воды подымается на h = 2,2 см. Определить уровень H1, воды в сосуде, если стакан утопить.
5062
По трубе радиусом r = 1,5 см течет углекислый газ (ρ = 7,5 кг/м³) Определите скорость его течения, если за t = 20 мин через поперечное сечение трубы протекает m = 950 г газа.
5063.
В бочку заливается вода со скоростью 200 см³/с. На дне бочки образовалось отверстие площадью поперечного сечения 0,8 см. Пренебрегая вязкостью воды, определите уровень воды в бочке.
5064.
В сосуд заливается вода со скоростью 0,5 л/с. Пренебрегая вязкостью воды, определите диаметр отверстия в сосуде, при котором вода поддерживалась бы в нем на постоянном уровне h = 20 см.
5065.
Бак цилиндрической формы площадью основания 10 м² и объемом 100 м³ заполнен водой. Пренебрегая вязкостью воды, определите время, необходимое для полного опустошения бака, если на дне бака образовалось круглое отверстие площадью 8 см².
5066.
Сосуд в виде полусферы радиусом R = 10 см до краев наполнен водой. На дне сосуда имеется отверстие площадью поперечного сечения S = 4 мм². Определите время, за которое через это отверстие выльется столько воды, чтобы ее уровень в сосуде понюился на 5 см.
5067.
Определите работу, которая затрачивается на преодоление трения при перемещении воды объемом V = 1,5 м³ в горизонтальной трубе от сечения с давлением p1 = 40 кПа до сечения с давлением р2 = 20 кПа.
5068.
В дне сосуда имеется отверстие диаметром d1. В сосуде вода поддерживается на постоянном уровне, равном h. Считая, что струя не разбрызгивается, и пренебрегая силами трения в жидкости, определите диаметр струи, вытекающей из сосуда на расстоянии h1 = 2h от его дна.
5069.
Площадь поршня, вставленного в горизонтально расположенный налитый водой цилиндр, S1 = 1,5 см², а площадь отверстия S2 = 0,8 мм2. Пренебрегая трением и вязкостью, определите время t, за которое вытечет вода из цилиндра, если на поршень действовать постоянной силой F = 5 Н, а ход поршня l = 5 см. Плотность воды ρ = 1000 кг/м³.
5070.
Для измерения статического давления ρ используется зонд, для измерения динамического давления ρ υ²/2 используется трубка Пито. Нарисуйте, как должен выглядеть прибор, который измеряет гидростатическое давление.
5071.
Объясните, почему легкий шарик, помешенный в струю воздуха, выходящую с большой скоростью из трубы с узким отверстием, свободно парит в этой струе.
5072.
Объясните, почему бумажный конус А втягивается в воронку, а не выталкивается из нее при продувании через воронку воздуха в направлении, указанном стрелкой.
5073.
Для точного измерения малых разностей давления служат U-образные манометры, которые заполнены двумя различными жидкостями. В одном из них при использовании нитробензола (ρ = 1,203 г/см³) и воды (ρ' = 1,000 г/см³) получили разность уровней Δh = 26 мм. Определите разность давлений.
5074.
По горизонтальной трубе в направлении, указанном на рисунке стрелкой, течет жидкость. Разность уровней Δh жидкости в манометрических трубках 1 и 2 одинакового диаметра составляет 8 см. Определите скорость течения жидкости по трубе.
5075.
По горизонтальной трубе переменного сечения течет вода. Площади поперечных сечений трубы на разных ее участках соответственно равны S1 = 10 см² и S2 = 20 см². Разность уровней Δh воды в вертикальных трубках одинакового сечения составляет 20 см. Определите объем воды, проходящей за 1 с через сечение трубы.
5076.
Определите, на какую высоту h поднимется вода в вертикальной трубке, впаянной в узкую часть горизонтальной трубы диаметром d2 = 3 см, если в широкой части трубы диаметром d1 = 9 см скорость газа v1 = 25 см/с.
5077.
Определите разность давлений в широком и узком (d1 = 9 см, d2 = 6 см) коленах горизонтальной трубы, если в широком колене воздух (ρ = 1,29 кг/м³) продувается со скоростью v1 = 6 м/с.
5078.
Вдоль оси горизонтальной трубки диаметром 3 см, по которой течет углекислый газ (ρ = 7,5кг/м³), установлена трубка Пито. Пренебрегая вязкостью, определите объем газа, проходящего за 1 с через сечение трубы, если разность уровней в жидкостном манометре составляет Δh = 0,5 см. Плотность жидкости принять равной ρ' = 1000 кг/м³.
5079.
Через трубку сечением S1 = 100 см² продувается воздух со скоростью 2 м³/мин. В трубке имеется короткий участок с меньшим поперечным сечением S2 = 20 см². Определите 1) скорость v1 воздуха в широкой части трубки, 2) разность уровней Δh воды, используемой в подсоединенном к данной системе манометре. Плотность воздуха ρ = 1,3 кг/м³ воды ρ' = 1000 кг/м³.
5080.
Пренебрегая вязкостью жидкости, определите скорость истечения жидкости из малого отверстия в стенке сосуда, если высота h уровня жидкости над отверстием составляет 1,5 м.
5081.
В боковой поверхности цилиндрического сосуда, стоящего на горизонтальной поверхности, имеется отверстие, поперечное сечение которого значительно меньше поперечного сечения самого сосуда. Отверстие расположено на расстоянии h1 = 49 см от уровня воды в сосуде, который поддерживается постоянным, и на расстоянии h2 = 25 см от дна сосуда. Пренебрегая вязкостью воды, определите расстояние по горизонтали от отверстия до места, куда попадает струя воды.
5082.
На столе стоит наполненный водой широкий цилиндрический сосуд высотой h = 40 см. Пренебрегая вязкостью, определите, на какой высоте от дна сосуда должно располагаться небольшое отверстие, чтобы расстояние по горизонтали от отверстия до места, куда попадает струя воды, было максимальным.
5083.
Для вытекания струи жидкости из сосуда с постоянной скоростью применяют устройство, приведенное на рисунке (сосуд Мариотта). Определите скорость истечения струи.
5084.
Площадь соприкосновения слоев текущей жидкости S = 10 см², коэффициент динамической вязкости жидкости η = 10−3 Па с, а возникающая сила трения между слоями F = 0,1 мН. Определите градиент скорости.
5085.
Шарик всплываете постоянной скоростью в жидкости, плотность которой в три раза больше плотности материала шарика Определите отношение силы трения, действующей на всплывающий шарик, к его весу.
5086.
Смесь свинцовых дробинок (плотность ρ = 11,3 г/см³) диаметром 4 мм и 2 мм одновременно опускают в широкий сосуд глубиной h = 1,5 м с глицерином (плотность ρ = 1,26 г/см³, динамическая вязкость η = 1,48 Па·с). Определите, на сколько больше времени потребуется дробинкам меньшего размера, чтобы достичь дна сосуда.
5087.
В широком сосуде, наполненном глицерином (плотность ρ = 1,26 г/см3, динамическая вязкость η = 1,48 Па·с), падает свинцовый шарик (плотность ρ' = 11,3 г/см³). Считая, что при числе Рейнольдса Re ≤ 0,5 выполняется закон Стокса (при вычислении Re в качестве характерного размера берется диаметр шарика), определите предельный диаметр шарика.
5088.
Стальной шарик (плотность ρ = 9 г/см³) диаметром d = 0,8 см падает с постоянной скоростью в касторовом масле (плотность ρ' = 0,96 г/см³, динамическая вязкость η = 0,99 Па·с). Учитывая, что критическое значение числа Рейнольдса Reкр = 0,5, определите характер движения масла, обусловленный падением в нем шарика.
5089.
Пробковый шарик (плотность ρ = 0,2 г/см³) диаметром d = 6 мм всплывает в сосуде, наполненном касторовым маслом (плотность ρ' = 0,96 г/ см³), с постоянной скоростью v = 1,5 см/с. Определите для касторового масла: 1) динамическую вязкость η; 2) кинематическую вязкость ν.
5090.
В боковую поверхность сосуда вставлен горизонтальный капилляр с внутренним диаметром d = 2 мм и длиной l = 1,2 см. Через Капилляр вытекает касторовое масло (плотность ρ = 0,96 г/см³, динамическая вязкость η = 0,99 Па·с), уровень которого в сосуде поддерживается постоянным на высоте h = 30 см выше капилляра. Определите время, которое требуется для протекания через капилляр 10 см³ масла.
5091.
В боковую поверхность цилиндрического сосуда D вставлен капилляр с внутренним диаметром d и длиной l. В сосуд налита жидкость с динамической вязкостью V. Определите зависимость скорости ν понижения уровня жидкости в сосуде от высоты h этого уровня над капилляром
5092.
В боковую поверхность цилиндрического сосуда, установленного на столе, вставлен на высоте h1 = 10 см от его дна капилляр с внутренним диаметром d = 2 мм и длиной l = 1 см. В сосуде поддерживается постоянный уровень машинного масла (плотность ρ = 0,9 г/см³, динамическая вязкость η = 0,1 Па·с) на высоте h2 = 70 см выше капилляра. Определите расстояние по горизонтали от конца капилляра до места, куда попадает струя масла.
5093.
Определите наибольшую скорость, которую может приобрести свободно падающий в воздухе (ρ = 1,29 кг/м³) свинцовый шарик (ρ' = 11,3 г/см³) массой m = 12 г. Коэффициент сопротивления Сх принять равным 0,5.
5094.
Парашют (m1 = 32 кг) пилота (m2 = 65 кг) в раскрытом состоянии имеет форму полусферы диаметром d = 12 м, обладая коэффициентом сопротивления Сх = 1,3 . Определите максимальную скорость, развиваемую пилотом, при плотности воздуха 1,29 кг/м³.
5095.
Автомобиль с площадью миделя (наибольшая площадь сечения в направлении, перпендикулярном скорости) S = 2,2 м², коэффициентом лобового сопротивления Сх = 0,4 и максимальной мощностью Ρ = 45 кВт может на горизонтальных участках дорога развивать скорость до 140 км/ч. При реконструкции автомобиля уменьшают площадь миделя до S1 = 2 м², оставляя Сх прежним. Принимая силу трения о поверхность дороги постоянной, определите, какую максимальную мощность должен иметь автомобиль, чтобы он развивал на горизонтальных участках дороги скорость до 160 км/ч. Плотность воздуха принять равной 1,29 кг/м³.
5096.
Объясните, зависит ли разность давлений на нижнюю и верхнюю поверхность крыла самолета от высоты его подъема.
5097.
Покажите, что события, происходящие одновременно в различных точках в одной инерциальной системе отсчета, не одновременны в другой инерциальной системе отсчета.
5098.
В лабораторной системе отсчета в точках с координатами x1 и х2 = х1 + l0 одновременно происходят события 1 и 2, причем l0 = 1,4 км. Определите: 1) расстояние l', фиксируемое наблюдателем в системе отсчета, связанной с ракетой, которая движется со скоростью ν = 0,6с в отрицательном направлении оси х; 2) время между этими событиями, фиксируемое наблюдателем в системе отсчета, связанной с ракетой.
5099.
Две нестабильные частицы движутся в системе отсчета К в одном направлении вдоль одной прямой с одинаковой скоростью v = 0,6с . Расстояние между частицами в системе К равно 64 м. Обе частицы распались одновременно в системе К', которая связана с ними. Определите промежуток времени между распадом частиц в системе K.
5100.
Докажите, что длительность события, происходящего в некоторой точке, наименьшая в той инерциальной системе отсчета, относительно которой эта точка неподвижна.
5101.
Определите, во сколько раз увеличивается время жизни нестабильной частицы (по часам неподвижного наблюдателя), если она начинает двигаться со скоростью 0,9с.
5102.
Собственное время жизни частицы отличается на 1 % от времени жизни по неподвижным часам. Определите β = v/с.
5103.
Космический корабль движется со скоростью v = 0,8с по направлению к Земле. Определите расстояние, пройденное им в системе отсчета, связанной с Землей (системе К), за t0 = 0,5 с, отсчитанное по часам в космическом корабле (системе К').
5104.
Мюоны, рождаясь в верхних слоях атмосферы, при скорости v = 0,995с пролетают до распада l = 6 км. Определите: 1) собственную длину пути, пройденную ими до распада; 2) время жизни мюона для наблюдателя на Земле; 3) собственное время жизни мюона.
5105.
Докажите, что линейные размеры тела наибольшие в той инерциальной системе отсчета, относительно которой тело покоится.
5106.
Определите относительную скорость движения, при которой релятивистское сокращение линейных размеров тела составляет 10 %.
5107.
В системе К' покоится стержень (собственная длина l0 = 1,5 м), ориентированный под углом θ' = 30° к оси Ох'. Система К' движется относительно системы К со скоростью v = 0,6с . Определите в системе К : 1) длину стержня l; 2) соответствующий угол θ.
5108.
Определите собственную длину стержня, если в лабораторной системе его скорость v = 0,6с, длина l = 1,5 м и угол между ним и направлением движения θ = 30° .
5109.
Пользуясь преобразованиями Лоренца, выведите релятивистский закон сложения скоростей, если переход происходит от системы К к системе К' .
5110.
Космический корабль удаляется от Земли с относительной скоростью v1 = 0,8с, а затем с него стартует ракета (в направлении от Земли) со скоростью v2 = 0,8с относительно корабля. Определите скорость и ракеты относительно Земли.
5111.
Ионизированный атом, вылетев из ускорителя со скоростью 0,8с, испустил фотон в направлении своего движения. Определите скорость фотона относительно ускорителя.
5112.
Две ракеты движутся навстречу друг другу относительно неподвижного наблюдателя с одинаковой скоростью, равной 0,5с. Определите скорость сближения ракет, исходя из закона сложения скоростей 1) в классической механике; 2) в специальной теории относительности.
5113.
Релятивистская частица движется в системе К со скоростью u под углом θ к оси х, Определите соответствующий угол в системе K' , движущейся со скоростью v относительно системы К в положительном направлении оси х, если оси x и х' обеих систем совпадают.