Вариант № 15

1. Катер массой m=2 т с двигателем мощностью N=50 кВт развивает максимальную скорость v=25 м/с. Определить время t, в течение которого катер после выключения двигателя потеряет половину своей скорости. Принять, что сила сопротивления движению катера изменяется пропорционально квадрату скорости.

Ответ: а) t=3,5 с; б) t=35 с; в) t=5 с; г) t=15 с; д) t=25 с.

2. С какой скоростью нужно бросить вертикально тело с высоты 40 м, чтобы оно упало на 1 с позднее, чем в случае свободного падения?

Ответ: а) v₀=5,5 м/с; б) v₀=6,5 м/с; в) v₀=8,5 м/с; г) v₀=9,5 м/с;

д) v₀=10,5 м/с.

3. Искусственный спутник движется по окружности в плоскости земного экватора, оставаясь все время над одним и тем же пунктом земной поверхности. Определить радиус R орбиты спутника орбиты.

Ответ: а) R=52,210³ км; б) R=42,210³ км; в) R=32,210³ км;

г) R=22,210³ км; д) R=12,210³ км.

4. На горизонтальную неподвижную ось насажен блок, представляющий собой сплошной цилиндр массы М=5 кг (рис. 1). Через него перекинута невесомая веревка, на концах которой висят две обезьяны массойm=20 кг каждая. Первая обезьяна начинает подниматься с ускорением а=2 м/с² относительно веревки. Определить, с каким ускорением относительно неподвижной системы координат будет двигаться вторая обезьяна.

Ответ: а) а₂=0,74 м/с²; б) а₂=0,84 м/с²; в) а₂=0,94 м/с²;

г) а₂=0,64 м/с²; д) а₂=0,54 м/с².

5. Точка А находится на ободе колеса радиусом R=0,50 м, которое катится без скольжения по горизонтальной поверхности со скоростью v=1,00 м/с. Найти модуль вектора ускорения точки А.

Ответ: а) а=2,0 м/с²; б) а=4,0 м/с²; в) а=3,0 м/с²; г) а=5,0 м/с²;

д) а=6,0 м/с².

6. Точка одновременно совершает два гармонических колебания, происходящих по взаимно перпендикулярным направлениям, и выражается уравнениями x=sint, y=cost. Найти уравнение траектории точки.

Ответ: а) y²+16x²=4; б) y²-16x²=4; в) y²+12x²=4; г) y²-12x²=4;

д) y²+10x²=4.

7. Логарифмический декремент колебаний математического маятника равен 0,2. Найти, во сколько раз уменьшится амплитуда колебаний за одно полное колебание маятника.

Ответ: а) А₀₁/А₀₂=3,22; б) А₀₁/А₀₂=2,42; в) А₀₁/А₀₂=1,42;

г) А₀₁/А₀₂=2,22; д) А₀₁/А₀₂=1,22.

8. Для определения скорости звука в воздухе методом акустического резонанса используется труба с поршнем и звуковой мембраной, закрывающей один из ее торцов (рис. 2). Найти скорость звука, если расстояние между соседними положениями поршня, при которых наблюдается резонанс на частоте=2000 Гц, составляет =8,5 см.

Ответ: а) v=0,34 км/с; б) v=0,37 км/с; в) v=0,38 км/с;

г) v=0,39 км/с; д) v=0,29 км/с.

Вариант № 16

1. Снаряд массой m=10 кг выпущен из зенитного орудия вертикально вверх со скоростью 800 м/с. Считая силу сопротивления воздуха пропорциональной скорости, определить время t подъема снаряда до высшей точки. Коэффициент сопротивления k=0,25кг/с.

Ответ: а) t=4 с; б) t=14 с; в) t=24 с; г) t=34 с; д) t=44 с.

2. Начальная скорость брошенного камня равна 10 м/с, а спустя 0,5 с скорость камня равна 7 м/с. На какую высоту над начальным уровнем поднимется камень?

Ответ: а) h=2 м; б) h=3 м; в) h=4 м; г) h=5 м; д) h=6 м.

3. Тело вращается равнозамедленно с начальной угловой скоростью 10 рад/с. После того как тело совершило 20 оборотов, скорость его уменьшилась до 4 рад/с. Найти угловое ускорение точки.

Ответ: а) =-0,23 рад/с²; б) =-0,33 рад/с²; в) =-0,43 рад/с²;

г) =-0,13 рад/с²; д) =-0,53 рад/с².

4. Грузик висит на нити длиной 1 м (рис. 1). Какую минимальную начальную скорость в горизонтальном направлении следует ему сообщить, чтобы он описал окружность в вертикальной плоскости, не сходя с круговой траектории?

Ответ: а) v₀=4 м/с; б) v₀=5 м/с; в) v₀=6 м/с;

г) v₀=7 м/с; д) v₀=8 м/с.

5. Точка А находится на ободе колеса радиусом R=0,50 м, которое катится без скольжения по горизонтальной поверхности со скоростью v=1,00 м/с. Найти полный путь, проходимый точкой А между двумя последовательными моментами ее касания поверхности.

Ответ: а) S=4,0 м; б) S=6,0 м; в) S=3,0 м; г) S=4,5 м; д) S=5,0 м.

6. Складываются два колебания одинакового направления и одинакового периода x₁=sint и x₂=sin(t+0,5). (Длина – в сантиметрах, время – в секундах.) Определить амплитуду А результирующего колебания.

Ответ: а) А=1,2 см; б) А=1,4 см; в) А=1,6 см; г) А=1,8 см;

д) А=2,0 см.

7. Тело массой m=4 кг, закреплённое на горизонтальной оси, совершало колебания с периодом T₁=0,8 с. Когда на эту ось был насажен диск так, что его ось совпала с осью колебаний тела, период T₂ стал равным 1,2 с. Радиус диска R=20 см, масса его равна массе тела. Найти момент инерции тела относительно оси колебаний.

Ответ: а) I_т=0,84 кгм²; б) I_т=0,64 кгм²; в) I_т=0,084 кгм²;

г) I_т=0,064 кгм²; д) I_т=0,074 кгм².

8. Неподвижный наблюдатель воспринимает звуковые колебания от двух камертонов, один из которых приближается, а другой с такой же скоростью удаляется. При этом наблюдатель слышит биения с частотой =2,0 Гц. Найти скорость каждого камертона, если их частота колебаний ₀= 680 Гц и скорость распространения звука в воздухе v=340 м/с.

Ответ: а) u=0,5 м/с; б) u=0,6 м/с; в) u=0,7 м/с; г) u=0,8 м/с;

д) u=0,9 м/с.