Задание n 15 Тема: Работа. Энергия

Для того чтобы раскрутить стержень массы и длины (см. рисунок) вокруг вертикальной оси, проходящей перпендикулярно стержню через его середину, до угловой скорости , необходимо совершить работу . Для того чтобы раскрутить до той же угловой скорости стержень массы и длины , необходимо совершить работу в _____ раз(-а) бόльшую, чем .

8 

Решение: Совершенная работа равна кинетической энергии вращательного движения стержня , где момент инерции стержня пропорционален массе и квадрату длины, (момент инерции стержня массы и длины относительно оси, проходящей перпендикулярно ему через середину стержня, равен ). Следовательно, работа по раскручиванию до такой же угловой скорости стержня вдвое бόльшей массы и в два раза длиннее будет в 8 раз больше: .

Задание n 16 Тема: Динамика поступательного движения

Автомобиль поднимается в гору по участку дуги с увеличивающейся по величине скоростью. Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, ориентирована в направлении …

4

Решение: Согласно второму закону Ньютона , где равнодействующая всех сил, действующих на тело, его ускорение. Вектор ускорения удобно разложить на две составляющие: . Тангенциальное ускорение направлено по касательной к траектории в данной точке и характеризует быстроту изменения модуля скорости; нормальное ускорение направлено по нормали к траектории в данной точке (направление 3) и характеризует быстроту изменения направления скорости. При движении по криволинейной траектории 0, при движении с увеличивающейся по величине скоростью 0 и вектор ориентирован в направлении 5. Следовательно, вектор , а значит, и вектор ориентирован в направлении 4.

ЗАДАНИЕ N 17  Тема: Свободные и вынужденные колебания

Колебательный контур состоит из катушки индуктивности конденсатора и сопротивления Добротность контура равна …

200

Решение: Добротность контура равна: 

ЗАДАНИЕ N 18  Тема: Сложение гармонических колебаний

Складываются взаимно перпендикулярные колебания. Установите соответствие между законами колебания точки вдоль осей координат и формой ее траектории. 1.  2.  3. 

1			прямая линия
2			эллипс
3			фигура Лиссажу
			cинусоида

Решение: При одинаковой частоте колебаний вдоль осей исключив параметр времени, можно получить уравнение траектории: . Если разность фаз колебаний , то уравнение преобразуется к виду , или , что соответствует уравнению прямой:  Если , то , что является уравнением эллипса. Если складываются колебания с циклическими частотами и , где и целые числа, точка описывает сложную кривую, которую называют фигурой Лиссажу. Форма кривой зависит от соотношения амплитуд, частот и начальных фаз складываемых колебаний.