Содержание
110. Точка движется по окружности радиусом R = 30 см с постоянным угловым ускорением ε. Определить тангенциальное ускорение аτ точки, если известно, что за время T = 4 с она совершила три оборота и в конце третьего оборота ее нормальное ускорение аn=2,7 м/с2.
120. Лодка длиной L= 3 м и массой M = 120 кг стоит на спокойной воде. На носу и корме находятся два рыбака массами m1 = 60 кг и m2 = 90 кг. На сколько сдвинется лодка относительно воды, если рыбаки поменяются местами?
130. Шар массой m = 2 кг сталкивается с покоящимся шаром большей массы и при этом теряет 40% кинетической энергии. Определить массу M большего шара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
140. Какая работа, А должна быть совершена при поднятии с земли материалов для постройки цилиндрической дымоходной трубы высотой H = 40 м, наружным диаметром D=3,0 м и внутренним диаметром d = 2,0 м? Плотность материала ρ принять равной 2,8×103кг/м3.
150. К концам легкой и нерастяжимой нити, перекинутой через блок, подвешены грузы массами m1 = = 0,2 кг и m2 = 0,3 кг. Во сколько раз отличаются силы, действующие на нить по обе стороны от блока, если масса блока m = 0,4 кг, а его ось движется вертикально вверх с ускорением, а = 2 м/с2? Силами трения и проскальзывания нити по блоку пренебречь.
160. Однородный стержень длиной L=1,0 м и массой m2=0,7 кг подвешен на горизонтальной оси, проходящей через верхний конец стержня. В точку, отстоящую от оси на 2/зL, абсолютно упруго ударяет пуля массой m1=5 г, летящая перпендикулярно стержню и его оси. После удара стержень отклонился на угол α=60°. Определить скорость пули.
170. Во сколько раз средняя плотность земного вещества отличается от средней плотности лунного? Принять, что радиус Rз Земли в 3,90 раз больше радиуса Rл Луны и вес тела на Луне в 6 раз меньше веса тела на Земле.
180. Шарик массой m=60 г колеблется с периодом T=2с. В начальный момент времени смещение шарика х0=4,0 см и он обладает энергией E=0,02 Дж. Записать уравнение простого гармонического колебания шарика и закон изменения возвращающей силы с течением времени.
120. Лодка длиной L= 3 м и массой M = 120 кг стоит на спокойной воде. На носу и корме находятся два рыбака массами m1 = 60 кг и m2 = 90 кг. На сколько сдвинется лодка относительно воды, если рыбаки поменяются местами?
Решение:
Систему люди лодка относительно горизонтального направления можно рассматривать как замкнутую. Согласно следствию из закона сохранения импульса, внутренние силы замкнутой системы тел не могут изменить положение центра масс системы. Применяя это следствие к системе люди лодка, можно считать, что при перемещении людей по лодке центр масс системы не изменит своего положения, т. е. останется на прежнем расстоянии от берега.
Пусть центр масс системы людилодка находится на вертикали, проходящей в начальный момент через точку C1 лодки (рис.), а после перемещения лодки через другую ее точку C2. Так как эта вертикаль неподвижна относительно берега, то искомое перемещение S лодки относительно берега равно перемещению лодки относительно вертикали. А это последнее легко определить по перемещению центра масс О лодки. Как видно из рисунка, в начальный момент точка О находится на расстоянии a1 слева от вертикали, а после перехода людей на расстоянии a2 справа от вертикали. Следовательно, искомое перемещение лодки S=a1+a2.
