54. Относительность движения. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона - Перышкин А.В., 7, 8, 9 классы.
1482. Катер плывет по реке. В покое или движении относительного рулевого матроса находятся:
а) каюта;
б) спасательный круг;
в) пристань;
г) плывущие по реке лодки;
д) деревья на берегу?
а) в состоянии покоя;
б) в состоянии покоя;
в) в состоянии движения;
г) в состоянии движения;
д) в состоянии движения.
1483. В равномерно и прямолинейно движущемся поезде с верхней полки свободно падает книга. Одинаковы ли траектории движения книги в системе отсчета, связанной с поездом, и в системе отсчета, связанной с землей?
В системе отсчета поезда книга упадет по траектории прямой линии. Относительно земли книга упадет по параболической траектории.
1484. Что нужно принять за тело отсчета, чтобы было справедливо утверждение:
а) скорость спортсмена в стоячей воде равна 5 км/ч;
б) скорость бревна, плывущего по течению реки, равна скорости течения воды в реке;
в) бревно плывет по течению реки, поэтому его скорость равна нулю.
а) воду;
б) берег или дно реки;
в) воду.
1485.Скорость лыжника относительно земли равна 10 м/с, а скорость встречного ветра – 4 м/с. Какова скорость ветра относительно лыжника? Какой была бы скорость ветра относительно лыжника, если бы ветер был попутным?
1486. Мотосани спускаются по склону горы, и в некоторый момент их скорость относительно земли равна 80 км/ч. Угол склона равен 30°. Найдите вертикальную и горизонтальную составляющие скорости мотосаней.
1487. Аэроплан со скоростью 220 км/ч спускается к земле под углом 12° к горизонту. Найдите вертикальную и горизонтальную составляющие его скорости. На какую высоту опустится аэроплан за одну секунду спуска?
1488. Моторка движется по течению со скоростью V = 10 м/с, а против течения – со скоростью u = 8 м/с относительно берега. Какова скорость течения V1 относительно берега? Какова скорость лодки V2 в стоячей воде?
1489. Параллельно друг другу равномерно движутся два поезда: пассажирский, длина которого равна 160 м, со скоростью 90 км/ч, и товарный, длина которого равна 500 м, со скоростью 50 км/ч. Поезда движутся в одном направлении. Какова относительная скорость движения поездов? В течение какого времени один поезд проходит мимо другого?
1490. Решите предыдущую задачу для случая, когда поезда движутся в противоположных направлениях.
1491. По течению реки лодка с моторчиком плывет из деревни А в деревню В за 3 ч, а плот проходит это расстояние за 12 ч. Сколько времени затрачивает моторка на обратный путь?
1492. Когда пассажир неподвижно стоит на эскалаторе, он поднимается наверх за 2 мин. Идя пешком по неподвижному эскалатору, он достигает верха за 8 мин. За какое время поднимется наверх пассажир, если пойдет вверх по движущемуся эскалатору?
1493. Речной теплоход, идя по течению, проходит расстояние 100 км между двумя городами за 4 ч. Идя обратно, против течения, он проходит это же расстояние за 10 ч. Какова скорость течения реки относительно берега? Какова скорость катера относительно воды?
1494. Проходя мимо пункта А вниз по реке, катер поравнялся с плотом. Обогнав его, катер поплыл дальше, в пункт В, которого достиг через 45 мин. Повернув обратно, катер опять встретил плот, на этот раз на расстоянии 9 км от пункта В. Определите скорость течения реки относительно берега и скорость лодки относительно воды, если расстояние между пунктами А и В равно 15 км.
1495. Две моторки равномерно движутся навстречу друг другу – одна вниз, другая вверх по течению реки. При этом расстояние между ними сокращается на 30 м каждые 10 с. Если бы обе эти моторки с прежними скоростями двигались по течению реки, то расстояние между ними увеличивалось бы на 10 м за каждые 10 с. Чему равна скорость течения реки относительно берега?
1496. Караван верблюдов растянулся в длину на 2 км и движется по пустыне со скоростью V1 = 9 км/ч. Проводник, едущий во главе каравана, послал всадника на лошади в хвост каравана с вестью. Всадник поскакал со скоростью V2 = 27 км/ч и , на ходу передав весть, возвратился обратно. Спустя какое время он вернулся?
1497. Два истребителя летят параллельно навстречу друг другу. Скорость первого – 750 км/ч, второго – 650 км/ч. На борту одного самолета находится пулемет, который стреляет со скоростью 3200 выстрелов в минуту по другому истребителю перпендикулярно курсу. На каком расстоянии друг от друга будут пулевые отверстия в борту обстреливаемого самолета?
1498. Мотоцикл движется со скоростью 20 м/с относительно земли. Автомобиль «Лада» едет в ту же сторону со скоростью 16,5 м/с относительно земли. Мотоциклист начинает обгонять «Ладу» и в этот момент видит встречную фуру, которая движется со скоростью 25 м/с относительно земли. При каком наименьшем расстоянии до фуры мотоциклу можно начинать обгон, если в начале обгона он был в 15 м от «Лады», а к концу обгона он должен быть впереди нее на 20 м? (Размеры «Лады» не учитывать).
1499. По дороге со скоростью 15 м/с ехал фургон шириной 2,4 м. Перпендикулярно движению фургона летела пуля и попала в фургон, насквозь пробив его. Смещение отверстий в стенках фургона относительно друг друга равно 0,06 м. Какова скорость движения пули?
1500. С какой скоростью относительно трактора движется любое звено его гусеницы, если скорость трактора 15 км/ч?
Точно с такой же скоростью – 15 км/ч. трактор будет неподвижен, а гусеницы будут двигаться.
1501. Трактор движется со скоростью 25 км/ч. С какой скоростью относительно земли движется:
а) нижняя часть гусеницы трактора;
б) верхняя часть гусеницы трактора;
в) часть гусеницы, которая в данный момент перпендикулярна земле?
1502. Дирижабль летит на юг со скоростью 20 м/с. С какой скоростью и под каким углом к меридиану будет лететь дирижабль, если подует западный ветер со скоростью 10 м/с? Под каким углом к меридиану должен лететь дирижабль, чтобы при данном ветре он продолжал лететь на юг? Какова в этом случае будет его скорость?
1503. Скорость моторки относительно воды равна 5 м/с, скорость течения реки относительно земли равна 1 м/с, ширина реки 600 м. Моторка, пересекая реку, движется перпендикулярно течению. Какова скорость моторки относительно земли? За какое время она переплывет реку? На сколько метров моторка будет снесена течением?
1504. На окнах неподвижного автомобиля дождь оставляет полосы, наклоненные под углом 60° к вертикали. При движении автомобиля со скоростью 10 м/с полосы от дождя вертикальны. Какова скорость капель дождя в безветренную погоду?
1505. Почему удобнее нести два ведра с водой, чем одно?
Симметричная нагрузка не перевешивает какую-либо сторону тела, позволяет сохранять ровную осанку и без лишних усилий удерживать вертикальное положение.
1506. Почему человек, несущий на спине тяжесть, наклоняется вперед?
Груз тянет человека назад, и для сохранения равновесия человек намеренно или неосознанно наклоняется вперед.
1507. Почему воз с сеном менее устойчив, чем телега без сена?
Центр тяжести телеги с сеном выше, чем без сена. Любой незначительный наклон приводит к значительному смещению центра тяжести и уменьшению устойчивости.
1508. На рисунке 187 изображен однородный шар в двух равновесных положениях. Каково равновесие шара в этих положениях и почему?
В положении II шар находится в устойчивом равновесии. Находясь в ложбинке, при незначительном отклонении, он вернется в исходное положение.
В положении I шар находится в неустойчивом равновесии. При отклонении от данного положения шар самостоятельно не вернется в исходную точку.
1509. Каково равновесие неоднородного шара в положениях, изображенных на рисунке 188 (заштрихованная половина шара изготовлена из более плотного вещества)?
Шар I находится в положении неустойчивого равновесия. Незначительное внешнее воздействие выведет его из этого положения.
Шар II находится в положении устойчивого равновесия. Незначительные воздействия не выведут систему из равновесия.
1510. В каком положении равновесия находится карандаш на рисунке 189? Почему?
Карандаш находится в положении неустойчивого равновесия. Малейшее внешнее воздействие выведет карандаш из положения равновесия.
1511. Какое положение кирпича, изображенного на рисунке 190, самое устойчивое? Наименее устойчивое? Почему?
Самое устойчивое положение – С, потому что центр тяжести ближе всего к поверхности и площадь соприкосновения самая большая.
Самое неустойчивое положение – А, потому что центр тяжести дальше всего от поверхности и площадь соприкосновения с полом самая маленькая.
1512. Два шара весом 50 Н и 20 Н скреплены стержнем длиной 60 см и весом 10 Н. Радиус большего шара 4 см, меньшего 2 см. Найдите общий центр тяжести.
1513. Найти построением центр тяжести однородной пластинки, имеющей форму ромба. Толщина пластинки везде одна и та же.
1514. На рисунке 191 схематично изображена повозка массой 20 кг, которую тянут силой 5 Н. Чему равно ускорение повозки? Трение не учитывать.
1515. Если повозку из предыдущей задачи тянуть силой 4 Н, то ее ускорение будет 0,3 м/с2. Чтобы ускорение повозки стало 1,2 м/с2, с какой силой нужно ее тянуть в том же направлении? Трение не учитывать.
1516. Сумка на колесиках массой 10 кг движется с ускорением 0,4 м/с2 под действием некоторой силы. Какой массы груз нужно положить в сумку, чтобы под действием той же силы ускорение сумки стало 0,1 м/с2? Трение не учитывать.
1517. Под действием некоторой силы игрушечный грузовик, двигаясь из состояния покоя, проехал 40 см. Малыш положил на грузовичок игрушку массой 200 г, и под действием той же силы за то же время грузовик проехал из состояния покоя путь 20 см. Какова масса грузовичка? Трение не учитывать.
1518. Шар для боулинга массой 4 кг движется со скоростью 4 м/с. В течение времени, за которое шар перемещается на расстояние, равное 4 м, на него действует сила, равная 4,5 Н. Направление силы совпадает с направлением перемещения шара. Какой станет его скорость? Каков характер движения?
1519. Решите предыдущую задачу для случая, когда направление силы противоположно направлению перемещения.
1520. Тело массой 2 кг движется под действием некоторой силы. Закон изменения скорости тела имеет вид: Vх = 0,2t. Какова сила, действующая на тело?
1521. Движение тела массой 12 кг под действием силы F1 описывается графиком зависимости проекции скорости от времени (рис. 192). Найдите проекцию силы Fх на каждом этапе движения. Постройте график зависимости проекции силы от времени Fx(t).
1522. Двое учеников тянут динамометр в противоположные стороны с силой 80 Н каждый. Что показывает динамометр?
1523. Ящик массой 2 кг поднимается на веревке вертикально вверх (рис. 193). Какую силу необходимо приложить к веревке, чтобы груз поднимался:
а) равномерно;
б) с ускорением 2 м/с2?
1524. Канат выдерживает подъем с некоторым ускорением груза массой 200 кг и опускание с тем же по модулю ускорением груза массой 300 кг. Какой максимальной массы груз можно поднимать (опускать) на этом канате с постоянной скоростью?
1525. В недеформированном состоянии длина пружины равна 0,2 м. К ней подвесили груз массой 1,5 кг (рис. 194). Определите длину растянутой пружины, если ее жесткость 196 Н/м.
1526. Какой длины будет пружина из предыдущей задачи, если она с тем же грузом будет находиться в лифте, движущемся с ускорением 4,9 м/с2 при:
а) ускорении, направленном вверх;
б) ускорении, направленном вниз?
1527. Груз массой 20 кг лежит на полу лифта (рис. 195). Определите вес груза в следующих случаях:
а) лифт опускается (поднимается) равномерно;
б) лифт движется с ускорением 3 м/с2, направленным вверх;
в) лифт движется с ускорением 3 м/с2, направленным вниз.
1528. По горизонтальной плоскости перемещается груз массой 3 кг с ускорением 0,3 м/с2. Под действием какой горизонтальной силы перемещается груз, если сила трения скольжения равна 2 Н?
1529. Тело массой 0,5 кг начало двигаться под действием силы F (рис. 196). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,5. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
а) 3 Н;
б) 2,52 Н;
в) 5,55 Н.
1530. На тело массой 1,5 кг, лежащее на горизонтальной поверхности, начинает действовать сила F, направленная под углом α = 30° к горизонту (рис. 197). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,3. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
а) 3 Н;
б) 5 Н;
в) 6 Н.
1531. Грузовой автомобиль весом 50 кН движется равномерно по булыжной мостовой. Коэффициент трения 0,023. Определите силу трения, преодолеваемую автомобилем.
1532. Чтобы сдвинуть с места стол весом 400 Н, потребовалось приложить силу в 200 Н. После того, как стол сдвинули с места, для дальнейшего равномерного передвижения его достаточна была сила в 150 Н. Определите коэффициент трения покоя и коэффициент трения скольжения.
1533. Сила трения между железной осью и бронзовым вкладышем подшипника без смазки равна 1800 Н при нагрузке на ось 10 кН. Определите коэффициент трения скольжения железа по бронзе.
1534. Длина наклонной плоскости 4 м, высота 1 м. Определите, какая требуется сила, чтобы удержать в равновесии на наклонной плоскости груз весом 1000 Н. Трение в расчет не принимать. Если при наличии трения груз не скользит вниз, то чему равна сила трения?
1535. Лошадь везет воз весом 8000 Н вверх по уклону, подъем которого составляет 1 м на каждые 16 м пути. Определить силу тяги, пренебрегая трением колес о почву.
1536. Под действием силы F = 90 Н, приложенной под углом 60° к горизонту, чемодан массой 30 кг движется равномерно. С каким ускорением будет двигаться чемодан, если ту же силу приложить под углом 30° к горизонту?
1537. Бисер скользит по шелковой нитке, натянутой под углом 30° к горизонту (рис. 198). С каким ускорением движется бисер?
1538. Ящик массой 2 кг лежит на наклонных мостках, составляющих с горизонтом угол 30° (рис. 199). Какая сила удерживает ящик на наклонной плоскости? Чему эта сила равна?
1539. По наклонной плоскости с углом наклона 30° к горизонту равномерно соскальзывает тело массой 0,4 кг. Найдите силу трения скольжения. Каков коэффициент трения скольжения?
1540. Тело скользит по наклонной плоскости с углом наклона 30° (см. рис. 199). Коэффициент трения между плоскостью и телом равен 0,3. С каким ускорением двигается тело?
1541. Груз массой 1 кг положили на наклонную плоскость с углом наклона 30° (рис. 200). Коэффициент трения между грузом и плоскостью равен 0,2. Найдите силу F для следующих случаев:
а) груз удерживается на плоскости;
б) груз равномерно перемещается вверх;
в) груз перемещается вверх с ускорением 2,5 м/с2.
1542. По наклонной плоскости на машину закатывают бревно (рис.201). Масса бревна 100 кг, высота машины 1,2 м. Длина наклонных досок, по которым поднимают бревно, 3 м. Какая сила необходима, чтобы удержать бревно на наклонной плоскости?
1543. С помощью наклонных досок длиной 2 м поднимают бревно (см. рис. 201). Масса бревна 200 кг, высота подъема 0,75 м. Какую силу надо приложить к веревке?
1544. Ответить, не прибегая к расчетам по формуле:
а) С каким ускорением движется тело, если действующая на него сила в 2,7 раза меньше веса? в 14 раз меньше веса?
б) Во сколько раз вес тела больше действующей на него силы, если тело движется с ускорением 0,98 м/с2? 0,49 м/с2? 0,14 м/с2?
1545. На покоящуюся вагонетку весом 3500 Н начали действовать силой 70 Н. Сила трения 20 Н. Определите:
а) с каким ускорением движется вагонетка;
б) путь, пройденный вагонеткой в течение первых 10 с движения;
в) среднюю скорость за это время;
г) скорость в конце десятой секунды.
1546. Знаменитый итальянский ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи высказал следующие положения:
а) Если сила F продвинет тело m за время t на расстояние s, то та же сила продвинет тело с половинной массой в то же время на двойное расстояние.
б) Или та же сила продвинет половинную массу на то же расстояние в половинное время.
в) Или та же сила продвинет двойную массу на то же расстояние в двойное время.
г) Или половинная сила продвинет половинную массу на то же расстояние в то же время.
д) Или половинная сила продвинет все тело на половинное расстояние в то же время.
Верны ли эти положения?
1547. Покажите, что первый закон Ньютона находится в полном соответствии со вторым законом Ньютона.
I Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет постоянную скорость, если на него не действуют другие тела.
II Показывает взаимосвязь в инерциальной системе ускорения, силы и массы, следовательно во всех ИС одинаково.
Добавление к движению постоянной составляющей не меняет силовых взаимодействий.
1548. Покажите, что пути, проходимые в одно и то же время двумя телами, пропорциональны действующим силам, если массы тел равны, и обратно пропорциональны массам, если действующие на них силы равны.
1549. Какую силу нужно приложить к телу, масса которого 1 кг, чтобы оно стало двигаться с ускорением 5 см/с2?
1550. Под действием силы 5 • 10-3 Н тело движется с ускорением 0,2м/с2. Определите массу тела.
1551. С каким ускорением будет двигаться тело, масса которого 0,1 кг, под действием силы 2 • 10-2 Н?
1552. Тело, масса которого 100 г, начиная двигаться равноускоренно, в течение 4 с проходит 80 см. Определите величину силы, действующей на тело, если сила трения равна 2 • 10-2 Н. Какая потребуется сила, чтобы тело, пройдя указанное расстояние, продолжало двигаться дальше равномерно?
1553. Через блок перекинута нить, на которой подвешены два груза по 2,4 Н каждый. На один из грузов кладут перегрузок в 0,1 Н. Определите расстояние, пройденное этим грузом в течение 3 с.
1554. Тело, вес которого 0,49 Н, под действием силы начинает двигаться равноускоренно и, пройдя 50 см, приобретает скорость 0,72 км/ч. Определите силу, действующую на тело.
1555. Брусок (рис. 202) вместе с грузом весит 50 Н. Когда чашка А с грузами весит 20 Н, брусок движется по горизонтально установленной доске с ускорением 20 см/с2. Определите силу трения.
1556. Автомобиль весом 14 кН начинает двигаться с ускорением 0,7 м/с2. Сопротивление движению составляет 0,02 веса автомобиля. Определите силу тяги, развиваемую двигателем.
1557. После удара футболиста мяч весом 7 Н движется со скоростью 14 м/с. Определите среднюю силу удара, если удар длился 0,02 с.
1558. Поезд, вес которого 4900 кН, затормозили, когда он шел со скоростью 36 км/ч, после чего он, пройдя 200 м, остановился. Предполагая движение поезда от начала торможения до остановки равнозамедленным, определите тормозящую силу.
1559. Как будет изменяться деформация пружины, если ее вместе с подвешенным грузом (рис. 203) перемещать с ускорением вертикально вверх? вертикально вниз? Объясните.
1560. К гирьке весом 5 Н привязана нить, которая может выдержать натяжение 5,2 Н. Выдержит ли нить, если, потянув ее за конец вертикально вверх, попытаться заставить гирьку двигаться с ускорением 60 см/с2?
1561. На пружинных весах подвешен груз в 140 Н. Какой вес покажут они, если двигать их вертикально вверх с ускорением в 28 см/с2? Если двигать вниз с тем же ускорением? Если двигать вверх и вниз с ускорением 490 см/с2? Какой вес покажут весы, если они вместе с подвешенным грузом будут свободно падать?
1562. Подъемный кран поднимает груз 9,8 кН, лежащий на земле, с ускорением 1 м/с2, направленным вертикально вверх. Определить силу, действующую на стальной канат крана в момент отрыва груза от земли.
1563. По наклонной плоскости высотой 3 м и длиной 5 м скользит брусок весом 8 Н. Коэффициент трения 0,2. Определите ускорение движения бруска.
1564. На закрепленном динамометре подвешен легкий блок, весом которого можно пренебречь. Через блок перекинута нить, к концам которой подвешены два груза по 2,4 Н каждый. На один из них кладут перегрузок 0,1 Н. Каковы показания динамометра во время движения грузов?
а) каюта;
б) спасательный круг;
в) пристань;
г) плывущие по реке лодки;
д) деревья на берегу?
а) в состоянии покоя;
б) в состоянии покоя;
в) в состоянии движения;
г) в состоянии движения;
д) в состоянии движения.
1483. В равномерно и прямолинейно движущемся поезде с верхней полки свободно падает книга. Одинаковы ли траектории движения книги в системе отсчета, связанной с поездом, и в системе отсчета, связанной с землей?
В системе отсчета поезда книга упадет по траектории прямой линии. Относительно земли книга упадет по параболической траектории.
1484. Что нужно принять за тело отсчета, чтобы было справедливо утверждение:
а) скорость спортсмена в стоячей воде равна 5 км/ч;
б) скорость бревна, плывущего по течению реки, равна скорости течения воды в реке;
в) бревно плывет по течению реки, поэтому его скорость равна нулю.
а) воду;
б) берег или дно реки;
в) воду.
1485.Скорость лыжника относительно земли равна 10 м/с, а скорость встречного ветра – 4 м/с. Какова скорость ветра относительно лыжника? Какой была бы скорость ветра относительно лыжника, если бы ветер был попутным?
1486. Мотосани спускаются по склону горы, и в некоторый момент их скорость относительно земли равна 80 км/ч. Угол склона равен 30°. Найдите вертикальную и горизонтальную составляющие скорости мотосаней.
1487. Аэроплан со скоростью 220 км/ч спускается к земле под углом 12° к горизонту. Найдите вертикальную и горизонтальную составляющие его скорости. На какую высоту опустится аэроплан за одну секунду спуска?
1488. Моторка движется по течению со скоростью V = 10 м/с, а против течения – со скоростью u = 8 м/с относительно берега. Какова скорость течения V1 относительно берега? Какова скорость лодки V2 в стоячей воде?
1489. Параллельно друг другу равномерно движутся два поезда: пассажирский, длина которого равна 160 м, со скоростью 90 км/ч, и товарный, длина которого равна 500 м, со скоростью 50 км/ч. Поезда движутся в одном направлении. Какова относительная скорость движения поездов? В течение какого времени один поезд проходит мимо другого?
1490. Решите предыдущую задачу для случая, когда поезда движутся в противоположных направлениях.
1491. По течению реки лодка с моторчиком плывет из деревни А в деревню В за 3 ч, а плот проходит это расстояние за 12 ч. Сколько времени затрачивает моторка на обратный путь?
1492. Когда пассажир неподвижно стоит на эскалаторе, он поднимается наверх за 2 мин. Идя пешком по неподвижному эскалатору, он достигает верха за 8 мин. За какое время поднимется наверх пассажир, если пойдет вверх по движущемуся эскалатору?
1493. Речной теплоход, идя по течению, проходит расстояние 100 км между двумя городами за 4 ч. Идя обратно, против течения, он проходит это же расстояние за 10 ч. Какова скорость течения реки относительно берега? Какова скорость катера относительно воды?
1494. Проходя мимо пункта А вниз по реке, катер поравнялся с плотом. Обогнав его, катер поплыл дальше, в пункт В, которого достиг через 45 мин. Повернув обратно, катер опять встретил плот, на этот раз на расстоянии 9 км от пункта В. Определите скорость течения реки относительно берега и скорость лодки относительно воды, если расстояние между пунктами А и В равно 15 км.
1495. Две моторки равномерно движутся навстречу друг другу – одна вниз, другая вверх по течению реки. При этом расстояние между ними сокращается на 30 м каждые 10 с. Если бы обе эти моторки с прежними скоростями двигались по течению реки, то расстояние между ними увеличивалось бы на 10 м за каждые 10 с. Чему равна скорость течения реки относительно берега?
1496. Караван верблюдов растянулся в длину на 2 км и движется по пустыне со скоростью V1 = 9 км/ч. Проводник, едущий во главе каравана, послал всадника на лошади в хвост каравана с вестью. Всадник поскакал со скоростью V2 = 27 км/ч и , на ходу передав весть, возвратился обратно. Спустя какое время он вернулся?
1497. Два истребителя летят параллельно навстречу друг другу. Скорость первого – 750 км/ч, второго – 650 км/ч. На борту одного самолета находится пулемет, который стреляет со скоростью 3200 выстрелов в минуту по другому истребителю перпендикулярно курсу. На каком расстоянии друг от друга будут пулевые отверстия в борту обстреливаемого самолета?
1498. Мотоцикл движется со скоростью 20 м/с относительно земли. Автомобиль «Лада» едет в ту же сторону со скоростью 16,5 м/с относительно земли. Мотоциклист начинает обгонять «Ладу» и в этот момент видит встречную фуру, которая движется со скоростью 25 м/с относительно земли. При каком наименьшем расстоянии до фуры мотоциклу можно начинать обгон, если в начале обгона он был в 15 м от «Лады», а к концу обгона он должен быть впереди нее на 20 м? (Размеры «Лады» не учитывать).
1499. По дороге со скоростью 15 м/с ехал фургон шириной 2,4 м. Перпендикулярно движению фургона летела пуля и попала в фургон, насквозь пробив его. Смещение отверстий в стенках фургона относительно друг друга равно 0,06 м. Какова скорость движения пули?
1500. С какой скоростью относительно трактора движется любое звено его гусеницы, если скорость трактора 15 км/ч?
Точно с такой же скоростью – 15 км/ч. трактор будет неподвижен, а гусеницы будут двигаться.
1501. Трактор движется со скоростью 25 км/ч. С какой скоростью относительно земли движется:
а) нижняя часть гусеницы трактора;
б) верхняя часть гусеницы трактора;
в) часть гусеницы, которая в данный момент перпендикулярна земле?
1502. Дирижабль летит на юг со скоростью 20 м/с. С какой скоростью и под каким углом к меридиану будет лететь дирижабль, если подует западный ветер со скоростью 10 м/с? Под каким углом к меридиану должен лететь дирижабль, чтобы при данном ветре он продолжал лететь на юг? Какова в этом случае будет его скорость?
1503. Скорость моторки относительно воды равна 5 м/с, скорость течения реки относительно земли равна 1 м/с, ширина реки 600 м. Моторка, пересекая реку, движется перпендикулярно течению. Какова скорость моторки относительно земли? За какое время она переплывет реку? На сколько метров моторка будет снесена течением?
1504. На окнах неподвижного автомобиля дождь оставляет полосы, наклоненные под углом 60° к вертикали. При движении автомобиля со скоростью 10 м/с полосы от дождя вертикальны. Какова скорость капель дождя в безветренную погоду?
1505. Почему удобнее нести два ведра с водой, чем одно?
Симметричная нагрузка не перевешивает какую-либо сторону тела, позволяет сохранять ровную осанку и без лишних усилий удерживать вертикальное положение.
1506. Почему человек, несущий на спине тяжесть, наклоняется вперед?
Груз тянет человека назад, и для сохранения равновесия человек намеренно или неосознанно наклоняется вперед.
1507. Почему воз с сеном менее устойчив, чем телега без сена?
Центр тяжести телеги с сеном выше, чем без сена. Любой незначительный наклон приводит к значительному смещению центра тяжести и уменьшению устойчивости.
1508. На рисунке 187 изображен однородный шар в двух равновесных положениях. Каково равновесие шара в этих положениях и почему?
В положении II шар находится в устойчивом равновесии. Находясь в ложбинке, при незначительном отклонении, он вернется в исходное положение.
В положении I шар находится в неустойчивом равновесии. При отклонении от данного положения шар самостоятельно не вернется в исходную точку.
1509. Каково равновесие неоднородного шара в положениях, изображенных на рисунке 188 (заштрихованная половина шара изготовлена из более плотного вещества)?
Шар I находится в положении неустойчивого равновесия. Незначительное внешнее воздействие выведет его из этого положения.
Шар II находится в положении устойчивого равновесия. Незначительные воздействия не выведут систему из равновесия.
1510. В каком положении равновесия находится карандаш на рисунке 189? Почему?
Карандаш находится в положении неустойчивого равновесия. Малейшее внешнее воздействие выведет карандаш из положения равновесия.
1511. Какое положение кирпича, изображенного на рисунке 190, самое устойчивое? Наименее устойчивое? Почему?
Самое устойчивое положение – С, потому что центр тяжести ближе всего к поверхности и площадь соприкосновения самая большая.
Самое неустойчивое положение – А, потому что центр тяжести дальше всего от поверхности и площадь соприкосновения с полом самая маленькая.
1512. Два шара весом 50 Н и 20 Н скреплены стержнем длиной 60 см и весом 10 Н. Радиус большего шара 4 см, меньшего 2 см. Найдите общий центр тяжести.
1513. Найти построением центр тяжести однородной пластинки, имеющей форму ромба. Толщина пластинки везде одна и та же.
1514. На рисунке 191 схематично изображена повозка массой 20 кг, которую тянут силой 5 Н. Чему равно ускорение повозки? Трение не учитывать.
1515. Если повозку из предыдущей задачи тянуть силой 4 Н, то ее ускорение будет 0,3 м/с2. Чтобы ускорение повозки стало 1,2 м/с2, с какой силой нужно ее тянуть в том же направлении? Трение не учитывать.
1516. Сумка на колесиках массой 10 кг движется с ускорением 0,4 м/с2 под действием некоторой силы. Какой массы груз нужно положить в сумку, чтобы под действием той же силы ускорение сумки стало 0,1 м/с2? Трение не учитывать.
1517. Под действием некоторой силы игрушечный грузовик, двигаясь из состояния покоя, проехал 40 см. Малыш положил на грузовичок игрушку массой 200 г, и под действием той же силы за то же время грузовик проехал из состояния покоя путь 20 см. Какова масса грузовичка? Трение не учитывать.
1518. Шар для боулинга массой 4 кг движется со скоростью 4 м/с. В течение времени, за которое шар перемещается на расстояние, равное 4 м, на него действует сила, равная 4,5 Н. Направление силы совпадает с направлением перемещения шара. Какой станет его скорость? Каков характер движения?
1519. Решите предыдущую задачу для случая, когда направление силы противоположно направлению перемещения.
1520. Тело массой 2 кг движется под действием некоторой силы. Закон изменения скорости тела имеет вид: Vх = 0,2t. Какова сила, действующая на тело?
1521. Движение тела массой 12 кг под действием силы F1 описывается графиком зависимости проекции скорости от времени (рис. 192). Найдите проекцию силы Fх на каждом этапе движения. Постройте график зависимости проекции силы от времени Fx(t).
1522. Двое учеников тянут динамометр в противоположные стороны с силой 80 Н каждый. Что показывает динамометр?
1523. Ящик массой 2 кг поднимается на веревке вертикально вверх (рис. 193). Какую силу необходимо приложить к веревке, чтобы груз поднимался:
а) равномерно;
б) с ускорением 2 м/с2?
1524. Канат выдерживает подъем с некоторым ускорением груза массой 200 кг и опускание с тем же по модулю ускорением груза массой 300 кг. Какой максимальной массы груз можно поднимать (опускать) на этом канате с постоянной скоростью?
1525. В недеформированном состоянии длина пружины равна 0,2 м. К ней подвесили груз массой 1,5 кг (рис. 194). Определите длину растянутой пружины, если ее жесткость 196 Н/м.
1526. Какой длины будет пружина из предыдущей задачи, если она с тем же грузом будет находиться в лифте, движущемся с ускорением 4,9 м/с2 при:
а) ускорении, направленном вверх;
б) ускорении, направленном вниз?
1527. Груз массой 20 кг лежит на полу лифта (рис. 195). Определите вес груза в следующих случаях:
а) лифт опускается (поднимается) равномерно;
б) лифт движется с ускорением 3 м/с2, направленным вверх;
в) лифт движется с ускорением 3 м/с2, направленным вниз.
1528. По горизонтальной плоскости перемещается груз массой 3 кг с ускорением 0,3 м/с2. Под действием какой горизонтальной силы перемещается груз, если сила трения скольжения равна 2 Н?
1529. Тело массой 0,5 кг начало двигаться под действием силы F (рис. 196). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,5. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
а) 3 Н;
б) 2,52 Н;
в) 5,55 Н.
1530. На тело массой 1,5 кг, лежащее на горизонтальной поверхности, начинает действовать сила F, направленная под углом α = 30° к горизонту (рис. 197). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,3. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
а) 3 Н;
б) 5 Н;
в) 6 Н.
1531. Грузовой автомобиль весом 50 кН движется равномерно по булыжной мостовой. Коэффициент трения 0,023. Определите силу трения, преодолеваемую автомобилем.
1532. Чтобы сдвинуть с места стол весом 400 Н, потребовалось приложить силу в 200 Н. После того, как стол сдвинули с места, для дальнейшего равномерного передвижения его достаточна была сила в 150 Н. Определите коэффициент трения покоя и коэффициент трения скольжения.
1533. Сила трения между железной осью и бронзовым вкладышем подшипника без смазки равна 1800 Н при нагрузке на ось 10 кН. Определите коэффициент трения скольжения железа по бронзе.
1534. Длина наклонной плоскости 4 м, высота 1 м. Определите, какая требуется сила, чтобы удержать в равновесии на наклонной плоскости груз весом 1000 Н. Трение в расчет не принимать. Если при наличии трения груз не скользит вниз, то чему равна сила трения?
1535. Лошадь везет воз весом 8000 Н вверх по уклону, подъем которого составляет 1 м на каждые 16 м пути. Определить силу тяги, пренебрегая трением колес о почву.
1536. Под действием силы F = 90 Н, приложенной под углом 60° к горизонту, чемодан массой 30 кг движется равномерно. С каким ускорением будет двигаться чемодан, если ту же силу приложить под углом 30° к горизонту?
1537. Бисер скользит по шелковой нитке, натянутой под углом 30° к горизонту (рис. 198). С каким ускорением движется бисер?
1538. Ящик массой 2 кг лежит на наклонных мостках, составляющих с горизонтом угол 30° (рис. 199). Какая сила удерживает ящик на наклонной плоскости? Чему эта сила равна?
1539. По наклонной плоскости с углом наклона 30° к горизонту равномерно соскальзывает тело массой 0,4 кг. Найдите силу трения скольжения. Каков коэффициент трения скольжения?
1540. Тело скользит по наклонной плоскости с углом наклона 30° (см. рис. 199). Коэффициент трения между плоскостью и телом равен 0,3. С каким ускорением двигается тело?
1541. Груз массой 1 кг положили на наклонную плоскость с углом наклона 30° (рис. 200). Коэффициент трения между грузом и плоскостью равен 0,2. Найдите силу F для следующих случаев:
а) груз удерживается на плоскости;
б) груз равномерно перемещается вверх;
в) груз перемещается вверх с ускорением 2,5 м/с2.
1542. По наклонной плоскости на машину закатывают бревно (рис.201). Масса бревна 100 кг, высота машины 1,2 м. Длина наклонных досок, по которым поднимают бревно, 3 м. Какая сила необходима, чтобы удержать бревно на наклонной плоскости?
1543. С помощью наклонных досок длиной 2 м поднимают бревно (см. рис. 201). Масса бревна 200 кг, высота подъема 0,75 м. Какую силу надо приложить к веревке?
1544. Ответить, не прибегая к расчетам по формуле:
а) С каким ускорением движется тело, если действующая на него сила в 2,7 раза меньше веса? в 14 раз меньше веса?
б) Во сколько раз вес тела больше действующей на него силы, если тело движется с ускорением 0,98 м/с2? 0,49 м/с2? 0,14 м/с2?
1545. На покоящуюся вагонетку весом 3500 Н начали действовать силой 70 Н. Сила трения 20 Н. Определите:
а) с каким ускорением движется вагонетка;
б) путь, пройденный вагонеткой в течение первых 10 с движения;
в) среднюю скорость за это время;
г) скорость в конце десятой секунды.
1546. Знаменитый итальянский ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи высказал следующие положения:
а) Если сила F продвинет тело m за время t на расстояние s, то та же сила продвинет тело с половинной массой в то же время на двойное расстояние.
б) Или та же сила продвинет половинную массу на то же расстояние в половинное время.
в) Или та же сила продвинет двойную массу на то же расстояние в двойное время.
г) Или половинная сила продвинет половинную массу на то же расстояние в то же время.
д) Или половинная сила продвинет все тело на половинное расстояние в то же время.
Верны ли эти положения?
1547. Покажите, что первый закон Ньютона находится в полном соответствии со вторым законом Ньютона.
I Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет постоянную скорость, если на него не действуют другие тела.
II Показывает взаимосвязь в инерциальной системе ускорения, силы и массы, следовательно во всех ИС одинаково.
Добавление к движению постоянной составляющей не меняет силовых взаимодействий.
1548. Покажите, что пути, проходимые в одно и то же время двумя телами, пропорциональны действующим силам, если массы тел равны, и обратно пропорциональны массам, если действующие на них силы равны.
1549. Какую силу нужно приложить к телу, масса которого 1 кг, чтобы оно стало двигаться с ускорением 5 см/с2?
1550. Под действием силы 5 • 10-3 Н тело движется с ускорением 0,2м/с2. Определите массу тела.
1551. С каким ускорением будет двигаться тело, масса которого 0,1 кг, под действием силы 2 • 10-2 Н?
1552. Тело, масса которого 100 г, начиная двигаться равноускоренно, в течение 4 с проходит 80 см. Определите величину силы, действующей на тело, если сила трения равна 2 • 10-2 Н. Какая потребуется сила, чтобы тело, пройдя указанное расстояние, продолжало двигаться дальше равномерно?
1553. Через блок перекинута нить, на которой подвешены два груза по 2,4 Н каждый. На один из грузов кладут перегрузок в 0,1 Н. Определите расстояние, пройденное этим грузом в течение 3 с.
1554. Тело, вес которого 0,49 Н, под действием силы начинает двигаться равноускоренно и, пройдя 50 см, приобретает скорость 0,72 км/ч. Определите силу, действующую на тело.
1555. Брусок (рис. 202) вместе с грузом весит 50 Н. Когда чашка А с грузами весит 20 Н, брусок движется по горизонтально установленной доске с ускорением 20 см/с2. Определите силу трения.
1556. Автомобиль весом 14 кН начинает двигаться с ускорением 0,7 м/с2. Сопротивление движению составляет 0,02 веса автомобиля. Определите силу тяги, развиваемую двигателем.
1557. После удара футболиста мяч весом 7 Н движется со скоростью 14 м/с. Определите среднюю силу удара, если удар длился 0,02 с.
1558. Поезд, вес которого 4900 кН, затормозили, когда он шел со скоростью 36 км/ч, после чего он, пройдя 200 м, остановился. Предполагая движение поезда от начала торможения до остановки равнозамедленным, определите тормозящую силу.
1559. Как будет изменяться деформация пружины, если ее вместе с подвешенным грузом (рис. 203) перемещать с ускорением вертикально вверх? вертикально вниз? Объясните.
1560. К гирьке весом 5 Н привязана нить, которая может выдержать натяжение 5,2 Н. Выдержит ли нить, если, потянув ее за конец вертикально вверх, попытаться заставить гирьку двигаться с ускорением 60 см/с2?
1561. На пружинных весах подвешен груз в 140 Н. Какой вес покажут они, если двигать их вертикально вверх с ускорением в 28 см/с2? Если двигать вниз с тем же ускорением? Если двигать вверх и вниз с ускорением 490 см/с2? Какой вес покажут весы, если они вместе с подвешенным грузом будут свободно падать?
1562. Подъемный кран поднимает груз 9,8 кН, лежащий на земле, с ускорением 1 м/с2, направленным вертикально вверх. Определить силу, действующую на стальной канат крана в момент отрыва груза от земли.
1563. По наклонной плоскости высотой 3 м и длиной 5 м скользит брусок весом 8 Н. Коэффициент трения 0,2. Определите ускорение движения бруска.
1564. На закрепленном динамометре подвешен легкий блок, весом которого можно пренебречь. Через блок перекинута нить, к концам которой подвешены два груза по 2,4 Н каждый. На один из них кладут перегрузок 0,1 Н. Каковы показания динамометра во время движения грузов?