Допоможіть пжпжпжпжппжпжпжпжпжпжпжпжпжпжпжпжпжпжпжпж
1.Тіло масою 3 кг падає в повітрі з
прискоренням 8 м/с2.
Визначити силу опору повітря.
2.Вантаж масою 10 кг і об’ємом 1 дм3
витягають із води за допомогою мотузки.
Визначте силу натягу мотузки, якщо
вантаж рухається з прискоренням 2 м/с2.
Опором води знехтуйте.
3.Людина масою 70 кг зайшла в ліфт. Ліфт
починає рух із прискоренням 0,2 м/с2,
напрямленим угору, а потім піднімається
з незмінною швидкістю. На скільки
змінюється вага людини під час цього
руху?
Аналіз
фізичної проблеми
Вага
тіла – це сила, яка діє на опору – ліфт.
Виявити всі сили, які діють на ліфт,
досить складно. Але за третім законом
Ньютона P= N
(з якою силою тіло діє на опору, з такою
самою силою опора діє на тіло).
Отже,
нам слід визначити силу нормальної
реакції опори, яка діє на людину під час
кожного виду руху ліфта.
4.Автомобіль масою 4 т рухається на гору,
сповільнюючи свій рух. Визначте силу
тяги автомобіля, якщо ухил гори становить
0,02, а коефіцієнт опору рухові дорівнює
0,04. Прискорення автомобіля 0,15 м/с2.
Зверніть увагу!
Ухил – синус кута α нахилу полотна
дороги до горизонту. Якщо ухил є малим
(меншим від 0,1), то cos α≈1. Коефіцієнт
опору рухові μ враховує всі види тертя: тертя кочення,
ковзання в осях тощо. Сила
опору напрямлена протилежно руху тіла й
обчислюється за формулою ,
де N– сила нормальної реакції опори.
Ответы
1.Сила опору повітря дорівнює силі тяжіння мінус маса тіла, помножена на прискорення:
F = m * g - m * a = 3 кг * 9,81 м/с^2 - 3 кг * 8 м/с^2 = 3 кг * 1,81 м/с^2 = 5,43 Н
Отже, сила опору повітря дорівнює 5,43 Н.
2.Сила натягу мотузки дорівнює силі тяжіння мінус силі Архімеда (яка в даному випадку дорівнює вазі вантажа):
F = m * g - ρ * g * V = 10 кг * 9,81 м/с^2 - 1000 кг/м^3 * 9,81 м/с^2 * 0,001 м^3 = 98,1 Н - 9,81 Н = 88,29 Н
Отже, сила натягу мотузки дорівнює 88,29 Н.
3.Сила нормальної реакції опори на початку руху дорівнює силі тяжіння, тому вага людини дорівнює 70 кг * 9,81 м/с^2 = 686,7 Н.
Під час руху з прискоренням вгору сила нормальної реакції зменшується на величину маси тіла, помножену на прискорення:
N = m * g - m * a = 70 кг * 9,81 м/с^2 - 70 кг * 0,2 м/с^2 = 686,7 Н - 14 Н = 672,7 Н
Отже, вага людини під час руху з прискоренням вгору дорівнює 672,7 Н.
Під час руху зі сталою швидкістю сила нормальної реакції опори дорівнює силі тяжіння, тому вага людини залишається незмінною і дорівнює 686,7 Н.
4.За другим законом Ньютона, сила тяги дорівнює силі тяжіння плюс силі опору:
F = m * g * sin α + μ * N
За умовою задачі, маса автомобіля m = 4 т = 4000 кг, ухил гори sin α = 0,02, коефіцієнт опору μ = 0,04, а прискорення автомобіля a = 0,15 м/с^2.
Сила тяжіння:
Fg = m * g * sin α = 4000 кг * 9,81 м/с^2 * 0,02 ≈ 784 Н
Сила нормальної реакції опори:
N = m * g * cos α = 4000 кг * 9,81 м/с^2 * cos(arcsin 0,02) ≈ 39145 Н
Сила опору:
Fr = μ * N = 0,04 * 39145 Н ≈ 1566 Н
Тоді сила тяги:
F = Fg + Fr = 784 Н + 1566 Н ≈ 2350 Н
Отже, сила тяги автомобіля становить близько 2350 Н.