12. Явление тяготения. Сила тяжести - В.И. Лукашик, Сборник задач по физике
285. Действует ли сила тяготения между космонавтом и Землей, когда космонавт, как говорят, находится в состоянии невесомости?
Да.
286. Почему жидкость можно переливать из сосуда в сосуд?
Из-за текучести жидкости.
287. Каждый из двух стеклянных шаров, которые лежат на столе, не касаясь друг друга, взаимодействует со столом. Взаимодействуют ли они между собой?
Взаимодействуют.
288. Пусть между двумя деревянными шарами, которые лежат на столе, сила тяготения равна F. Изменится ли численное значение этой силы, если между шарами поместить массивный экран?
Сила тяготения между шарами не изменится.
289. В одинаковых ли направлениях движутся капли дождя над Невой и капли дождя над Днепром? (Над реками погода безветренная.)
В различных.
290. Какой угол составляют направления сил тяготения, действующих между самолетом и Землей на Северном полюсе и самолетом и Землей под Санкт-Петербургом? (Город Санкт-Петербург находится на широте 60°.)
Силы тяготения составляют угол, равный 90°-60° = 30°.
291. Между какими двумя из трех шаров (рис. 54) сила тяготения наибольшая?
Между шаром массой 5 кг и шаром массой 10 кг.
292. Чем можно объяснить отклонение отвеса от вертикального положения (рис. 55)?
Отвес притягивается к массивной скале.
293. Приведите примеры явлений, наблюдаемых на Земле, которые объясняются действием силы тяготения.
Дождь, снегопад, течение рек, скатывание вагона с горки.
294. Изменяется ли сила тяготения между парашютистами, изображенными на рисунке 56; между парашютистом и его раскрытым парашютом?
Да; практически нет.
295. Почему Земля сообщает всем телам одно и то же ускорение силы тяготения независимо от их массы, если тела находятся на одной и той же высоте над поверхностью Земли?
Массы всех тел, которые возможно поднять над Землей, одинаково малы по сравнению с массой Земли.
296. Во сколько раз увеличится сила взаимного притяжения двух шаров, если расстояние между ними уменьшить в 3 раза?
Т.к. сила гравитационного притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния между двумя взаимодействующими телами, то она увеличится в З2 = 9 раз.
297. Чему равно ускорение свободного падения на высоте над поверхностью Земли, равной двум ее радиусам?
298. На какой высоте над поверхностью Земли сила тяготения в 2 раза меньше, чем на поверхности Земли?
299. С какой силой притягивается к центру Земли тело массой т, находящееся в глубокой шахте, если расстояние от центра Земли до тела равно r? Плотность Земли считайте всюду одинаковой и равной р.
300. Планета Марс имеет два спутника — Фобос и Деймос. Первый находится на расстоянии 9500 км от центра Марса, второй — на расстоянии 24000 км. Определите периоды обращения этих спутников вокруг Марса.
301. Во сколько раз сила притяжения между Луной и Солнцем больше, чем сила притяжения между Луной и Землей? Как объяснить, что Луна является все же спутником Земли?
302. Какую скорость должен иметь искусственный спутник, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 630 км над поверхностью Земли? Каков период его обращения? (Спутник запускается в направлении с севера на юг.)
303. Вычислите ускорение свободного падения и первую космическую скорость у поверхности Луны.
304. На какое расстояние от центра Земли должен быть запущен синхронный спутник, т. е. спутник, висящий над одной и той же точкой земной поверхности? Определите линейную скорость спутника при обращении по орбите.
305. На сколько отличаются скорости запуска ракет относительно Земли, которые должны стать искусственными спутниками Земли, если они запускаются на экваторе: одна — в направлении вращения Земли, а другая — в направлении против вращения Земли?
306. Почему сила тяжести на полюсах Земли больше, чем на экваторе? Условно считая, что Земля имеет форму шара, оцените, на сколько отличается ускорение силы тяжести в этих точках.
307. Одинаковая ли сила тяжести действует на одинаковые шары, один из которых находится в воде (рис. 57)?
Да.
308. а) На орбите космического корабля космонавт находится в состоянии невесомости. Действует ли при этом сила тяжести на корабль; на космонавта?
б) Пренебрегая массой облаков на рисунке 56, укажите тело, у которого сила тяжести наибольшая; наименьшая.
а) Действует и на корабль, и на космонавта,
б) Наибольшая сила тяжести, у самолета, наименьшая — у парашютистов.
309. На какой из двух одинаковых по размерам брусков действует большая сила тяжести и во сколько раз (рис. 58)?
Сила тяжести пропорциональна массе, а масса — плотности. Плотность парафина в 3 раза меньше плотности алюминия, а, следовательно, сила тяжести, действующая на парафиновый брусок, в 3 раза меньше силы тяжести, действующей на алюминиевый брусок.
310. Определите, во сколько раз сила тяжести, действующая на спортивный диск, больше силы тяжести, действующей на футбольный мяч.
311. Какая сила тяжести действует на каждый шар (см. рис. 54)?
312. Брошенный вертикально вверх мяч массой 100 г вернулся на Землю через 3 с. Определите скорость мяча, силу тяжести, действующую на мяч, и высоту, на которую он поднялся.
313. С вертолета, находящегося на высоте 100 м над Землей, упал предмет массой 200 г. Чему равна сила тяжести, действующая на предмет? Через сколько времени предмет достигнет поверхности Земли, если вертолет поднимается со скоростью 3 м/с; опускается со скоростью 3 м/с; неподвижен относительно Земли?
314. Камень упал в воду с крутой скалы. Звук его падения был услышан на вершине скалы через 5 с. Определите высоту скалы, если скорость звука в воздухе равна 340 м/с.
315. Жонглер в цирке подбрасывает вертикально вверх шар с начальной скоростью 10 м/с. Через 0,5 с с такой же скоростью следом за первым шаром вверх брошен второй шар. На какой высоте от точки бросания встретятся шары?
Да.
286. Почему жидкость можно переливать из сосуда в сосуд?
Из-за текучести жидкости.
287. Каждый из двух стеклянных шаров, которые лежат на столе, не касаясь друг друга, взаимодействует со столом. Взаимодействуют ли они между собой?
Взаимодействуют.
288. Пусть между двумя деревянными шарами, которые лежат на столе, сила тяготения равна F. Изменится ли численное значение этой силы, если между шарами поместить массивный экран?
Сила тяготения между шарами не изменится.
289. В одинаковых ли направлениях движутся капли дождя над Невой и капли дождя над Днепром? (Над реками погода безветренная.)
В различных.
290. Какой угол составляют направления сил тяготения, действующих между самолетом и Землей на Северном полюсе и самолетом и Землей под Санкт-Петербургом? (Город Санкт-Петербург находится на широте 60°.)
Силы тяготения составляют угол, равный 90°-60° = 30°.
291. Между какими двумя из трех шаров (рис. 54) сила тяготения наибольшая?
Между шаром массой 5 кг и шаром массой 10 кг.
292. Чем можно объяснить отклонение отвеса от вертикального положения (рис. 55)?
Отвес притягивается к массивной скале.
293. Приведите примеры явлений, наблюдаемых на Земле, которые объясняются действием силы тяготения.
Дождь, снегопад, течение рек, скатывание вагона с горки.
294. Изменяется ли сила тяготения между парашютистами, изображенными на рисунке 56; между парашютистом и его раскрытым парашютом?
Да; практически нет.
295. Почему Земля сообщает всем телам одно и то же ускорение силы тяготения независимо от их массы, если тела находятся на одной и той же высоте над поверхностью Земли?
Массы всех тел, которые возможно поднять над Землей, одинаково малы по сравнению с массой Земли.
296. Во сколько раз увеличится сила взаимного притяжения двух шаров, если расстояние между ними уменьшить в 3 раза?
Т.к. сила гравитационного притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния между двумя взаимодействующими телами, то она увеличится в З2 = 9 раз.
297. Чему равно ускорение свободного падения на высоте над поверхностью Земли, равной двум ее радиусам?
298. На какой высоте над поверхностью Земли сила тяготения в 2 раза меньше, чем на поверхности Земли?
299. С какой силой притягивается к центру Земли тело массой т, находящееся в глубокой шахте, если расстояние от центра Земли до тела равно r? Плотность Земли считайте всюду одинаковой и равной р.
300. Планета Марс имеет два спутника — Фобос и Деймос. Первый находится на расстоянии 9500 км от центра Марса, второй — на расстоянии 24000 км. Определите периоды обращения этих спутников вокруг Марса.
301. Во сколько раз сила притяжения между Луной и Солнцем больше, чем сила притяжения между Луной и Землей? Как объяснить, что Луна является все же спутником Земли?
302. Какую скорость должен иметь искусственный спутник, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 630 км над поверхностью Земли? Каков период его обращения? (Спутник запускается в направлении с севера на юг.)
303. Вычислите ускорение свободного падения и первую космическую скорость у поверхности Луны.
304. На какое расстояние от центра Земли должен быть запущен синхронный спутник, т. е. спутник, висящий над одной и той же точкой земной поверхности? Определите линейную скорость спутника при обращении по орбите.
305. На сколько отличаются скорости запуска ракет относительно Земли, которые должны стать искусственными спутниками Земли, если они запускаются на экваторе: одна — в направлении вращения Земли, а другая — в направлении против вращения Земли?
306. Почему сила тяжести на полюсах Земли больше, чем на экваторе? Условно считая, что Земля имеет форму шара, оцените, на сколько отличается ускорение силы тяжести в этих точках.
307. Одинаковая ли сила тяжести действует на одинаковые шары, один из которых находится в воде (рис. 57)?
Да.
308. а) На орбите космического корабля космонавт находится в состоянии невесомости. Действует ли при этом сила тяжести на корабль; на космонавта?
б) Пренебрегая массой облаков на рисунке 56, укажите тело, у которого сила тяжести наибольшая; наименьшая.
а) Действует и на корабль, и на космонавта,
б) Наибольшая сила тяжести, у самолета, наименьшая — у парашютистов.
309. На какой из двух одинаковых по размерам брусков действует большая сила тяжести и во сколько раз (рис. 58)?
Сила тяжести пропорциональна массе, а масса — плотности. Плотность парафина в 3 раза меньше плотности алюминия, а, следовательно, сила тяжести, действующая на парафиновый брусок, в 3 раза меньше силы тяжести, действующей на алюминиевый брусок.
310. Определите, во сколько раз сила тяжести, действующая на спортивный диск, больше силы тяжести, действующей на футбольный мяч.
311. Какая сила тяжести действует на каждый шар (см. рис. 54)?
312. Брошенный вертикально вверх мяч массой 100 г вернулся на Землю через 3 с. Определите скорость мяча, силу тяжести, действующую на мяч, и высоту, на которую он поднялся.
313. С вертолета, находящегося на высоте 100 м над Землей, упал предмет массой 200 г. Чему равна сила тяжести, действующая на предмет? Через сколько времени предмет достигнет поверхности Земли, если вертолет поднимается со скоростью 3 м/с; опускается со скоростью 3 м/с; неподвижен относительно Земли?
314. Камень упал в воду с крутой скалы. Звук его падения был услышан на вершине скалы через 5 с. Определите высоту скалы, если скорость звука в воздухе равна 340 м/с.
315. Жонглер в цирке подбрасывает вертикально вверх шар с начальной скоростью 10 м/с. Через 0,5 с с такой же скоростью следом за первым шаром вверх брошен второй шар. На какой высоте от точки бросания встретятся шары?