Zadania z fizyki. Wydział Elektroniki

Podobne dokumenty
Zadania z fizyki. Wydział PPT

Dynamika ruchu postępowego, ruchu punktu materialnego po okręgu i ruchu obrotowego bryły sztywnej

DYNAMIKA ZADANIA. Zadanie DYN1

Fizyka I (mechanika), rok akad. 2011/2012 Zadania na ćwiczenia, seria 2

Dynamika punktu materialnego 1

FIZYKA Kolokwium nr 2 (e-test)

Zadania z dynamiki. Maciej J. Mrowiński 11 marca mω 2. Wyznacz położenie i prędkość ciała w funkcji czasu. ma t + f 0. ma 2 (e at 1), v gr = f 0

Materiały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Zasady dynamiki Newtona

Praca domowa nr 2. Kinematyka. Dynamika. Nieinercjalne układy odniesienia.

3. Zadanie nr 21 z rozdziału 7. książki HRW

(t) w przedziale (0 s 16 s). b) Uzupełnij tabelę, wpisując w drugiej kolumnie rodzaj ruchu, jakim poruszała się mrówka w kolejnych przedziałach czasu.

Egzamin z fizyki Informatyka Stosowana

I. DYNAMIKA PUNKTU MATERIALNEGO

Blok 6: Pęd. Zasada zachowania pędu. Praca. Moc.

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

30 = 1.6*a F = 2.6*18.75

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 4 26.X Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Lista zadań nr 5 Ruch po okręgu (1h)

R o z w i ą z a n i e Przy zastosowaniu sposobu analitycznego należy wyznaczyć składowe wypadkowej P x i P y

Grupa A. Sprawdzian 2. Fizyka Z fizyką w przyszłość 1 Sprawdziany. Siła jako przyczyna zmian ruchu

Wydział Inżynierii Środowiska; kierunek Inż. Środowiska. Lista 2. do kursu Fizyka. Rok. ak. 2012/13 sem. letni

Dynamika ruchu obrotowego

Zasady dynamiki Newtona. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Bryła sztywna Zadanie domowe

Zakład Dydaktyki Fizyki UMK

Zestaw zadań na I etap konkursu fizycznego. Zad. 1 Kamień spadał swobodnie z wysokości h=20m. Średnia prędkość kamienia wynosiła :

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ 8

MECHANIKA 2 Wykład 7 Dynamiczne równania ruchu

Ćwiczenie: "Dynamika"

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Oddziaływania. Wszystkie oddziaływania są wzajemne jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze.

Cel ćwiczenia: zapoznanie się z wielkościami opisującymi ruch i zastosowanie równań ruchu do opisu rzeczywistych

09R POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM ROZSZERZONY (dynamika ruchu prostoliniowego)

09P POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM PODSTAWOWY (dynamika ruchu prostoliniowego)

Materiał powtórzeniowy dla klas pierwszych

I zasada dynamiki Newtona

Blok 2: Zależność funkcyjna wielkości fizycznych. Rzuty

Doświadczalne badanie drugiej zasady dynamiki Newtona

Ćwiczenie: "Kinematyka"

Dynamika ruchu obrotowego 1

Imię i nazwisko ucznia Data... Klasa... Ruch i siły wer. 1

KONKURS MATEMATYCZNO FIZYCZNY 11 marca 2010 r. Klasa II

05 DYNAMIKA 1. F>0. a=const i a>0 ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy 2. F<0. a=const i a<0 ruch jednostajnie opóźniony prostoliniowy 3.

Lista zadań nr 3 Dynamika (2h)

II. Redukcja układów sił. A. Układy płaskie. II.A.1. Wyznaczyć siłę równoważną (wypadkową) podanemu układowi sił zdefiniowanychw trzy różne sposoby.

Tematy zadań do rozwiązania przy użyciu modułu symulacji dynamicznej programu Autodesk Inventor

Tarcie poślizgowe

Ćwiczenie: "Symulacja zderzeń sprężystych i niesprężystych"

ETAP I - szkolny. 24 listopada 2017 r. godz

Theory Polish (Poland) Przed rozpoczęciem rozwiązywania przeczytaj ogólne instrukcje znajdujące się w osobnej kopercie.

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 4 27.X Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

DYNAMIKA dr Mikolaj Szopa

KONKURS FIZYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ETAP SZKOLNY

Sprawdzian Na rysunku przedstawiono siłę, którą kula o masie m przyciąga kulę o masie 2m.

A = (A X, A Y, A Z ) A X i + A Y j + A Z k A X e x + A Y e y + A Z e z wektory jednostkowe: i e x j e y k e z.

Informatyka Studia niestacjonarne Fizyka 1.1B

KONKURS MATEMATYCZNO FIZYCZNY 4 grudnia 2008 r. Klasa II

Zadania z zasad zachowania

KONTROLNY ZESTAW ZADAŃ Z DYNAMIKI

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Dynamika

14P POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII. POZIOM PODSTAWOWY (od początku do grawitacji)

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 13 RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ. CZĘŚĆ 3

Rodzaje zadań w nauczaniu fizyki

ZESTAW POWTÓRKOWY (1) KINEMATYKA POWTÓRKI PRZED EGZAMINEM ZADANIA WYKONUJ SAMODZIELNIE!

Podstawowy problem mechaniki klasycznej punktu materialnego można sformułować w sposób następujący:

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

We wszystkich zadaniach przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego g = 10 2

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

KONTROLNY ZESTAW ZADAŃ Z DYNAMIKI

Kołowrót -11pkt. 1. Zadanie 22. Wahadło balistyczne (10 pkt)

ZASADY DYNAMIKI NEWTONA

Zad. 5 Sześcian o boku 1m i ciężarze 1kN wywiera na podłoże ciśnienie o wartości: A) 1hPa B) 1kPa C) 10000Pa D) 1000N.

Dynamika: układy nieinercjalne

Siły zachowawcze i niezachowawcze. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 1.

PRZYGOTOWANIE DO EGZAMINU GIMNAZJALNEGO Z FIZYKI DZIAŁ IV. PRACA, MOC, ENERGIA

DYNAMIKA SIŁA I JEJ CECHY

ZADANIA KOŁO FIZYCZNE 1

Praca. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Pole Grawitacyjne.

STATYKA I DYNAMIKA PUNKTU MATERIALNEGO I BRYŁY SZTYWNEJ, WŁASNOŚCI SPRĘŻYSTE CIAŁ

Kuratorium Oświaty w Lublinie ZESTAW ZADAŃ KONKURSOWYCH Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2015/2016 ETAP OKRĘGOWY

ZADANIA DLA CHĘTNYCH NA 6 (SERIA I) KLASA II

Pierwsze dwa podpunkty tego zadania dotyczyły równowagi sił, dla naszych rozważań na temat dynamiki ruchu obrotowego interesujące będzie zadanie 3.3.

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ E ZADANIA ZAMKNIĘTE

Przykładowe zdania testowe I semestr,

v 6 i 7 j. Wyznacz wektora momentu pędu czaski względem początku układu współrzędnych.

Zadania z fizyki. Wydział PPT

ZADANIA PRACA, MOC, ENREGIA

Ws-ka: Proszę zastosować zasadę zachowania momentu pędu (ale nie pędu) do zderzenia kulki z prętem.

b) Oblicz ten ułamek dla zderzeń z jądrami ołowiu, węgla. Iloraz mas tych jąder do masy neutronu wynosi: 206 dla ołowiu i 12 dla węgla.

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

MECHANIKA 2. Praca, moc, energia. Wykład Nr 11. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 09 PĘD Rozwiązanie zadań należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania

LIGA MATEMATYCZNO-FIZYCZNA KLASA I ETAP IV

Zadania z fizyki. Promień rażenia ładunku wybuchowego wynosi 100 m. Pewien saper pokonuje taką odległość z. cm. s

Materiały pomocnicze 6 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

FIZYKA. karty pracy klasa 3 gimnazjum

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 10 RUCH JEDNOSTAJNY PUNKTU MATERIALNEGO PO OKRĘGU

FIZYKA Kolokwium nr 3 (e-test)

Transkrypt:

Zadania z fizyki Wydział Elektroniki 4 Zasady dynamiki Uwaga: Zadania oznaczone przez (c) należy w pierwszej kolejności rozwiązać na ćwiczeniach. Zadania (lub ich części) opatrzone gwiazdką są (zdaniem wykładowcy) nieco ambitniejsze, ale również obowiązkowe. Zad. 1(c). Kręcimy kamieniem na sznurku w płaszczyźnie pionowej. W pewnym momencie przecinamy sznurek. Naszkicować dalszy ruch kamienia, jeśli przecięcie sznurka nastąpiło w jednym z momentów zaznaczonych na rysunku obok. Zad. 2. Zgodnie z III zasadą dynamiki Newtona siła, z jaką sanie działają na konia jest równa co do wartości sile, z jaką koń działa na sanie. Dlaczego więc sanie zawsze podążają za koniem, a nie odwrotnie? Zad. 3(c). Zidentyfikować siły zewnętrzne działające na samochód jadący prosto ze stałą prędkością. Jaki jest kierunek siły tarcia pomiędzy oponami a nawierzchnią drogi w tym przypadku? Zad. 4(c). Dwaj dorośli i dziecko próbują pchnąć wózek na kółkach w kierunku osi x (rysunek obok). Dorośli działają na wózek z siłami F 1 i F 2 pokazanymi na rysunku. (a) Znajdź wartość i kierunek najmniejszej siły, jaką musi do wózka przyłożyć dziecko. (b) Jeśli zadziała ono z taką siłą i wózek nabierze przyspieszenia 2,00 m/s, to jaka jest masa wózka? Zad. 5. Balon o łącznej masie M (z załogą, ładunkiem i balastem) opada z przyspieszeniem a. Jaką masę balastu należy z niego wyrzucić, aby zaczął się wznosić z takim samym co do wartości przyspieszeniem? Wskazówka: na balon działa siła ciężkości i stała siła wyporu powietrza. Zad. 6(c). Ładunek powieszono na stalowym kablu zawieszonym na dwóch linach jak na rysunku. (a) rozrysuj siły działające na węzeł łączący kabel z linami. Która z lin jest poddana większemu naprężeniu? (b) Wytrzymałość lin wynosi 5000 N. Jaki największy ciężar utrzyma to urządzenie? Można pominąć ciężary kabla i lin. 1

Zad. 7. Znany (z filmów) archeolog pokonuje przepaść we właściwy sobie sposób pokazany na rysunku. Na środku liny zatrzymuje się na odpoczynek. Wytrzymałość liny równa jest 2,50 10 4 N, a masa bohatera wynosi 90,0 kg. (a) Znajdź naprężenie liny dla kąta θ = 10,0. (b) Jaka jest najmniejsza wartość tego kąta, przy jakiej lina się nie zerwie? Zad. 8. Alpinista zjeżdża po linie z pionowej ściany skalnej w taki sposób, że wisząc na linie opiera się nogami prostopadle o skałę. Lina, zaczepiona w górnej części ściany, tworzy z nią kąt α = 15. Znaleźć naprężenie liny i nacisk nóg alpinisty na ścianę. Zad. 9*. Koralik może przemieszczać się po torze w kształcie paraboli y = αx 2. Współczynnik tarcia wynosi µ s. Na jakiej największej wysokości koralik może pozostawać w spoczynku? Zad. 10(c). Dwa klocki o masach m A i m B leżące na poziomym stole (rysunek) pchane są poziomą siłą F. Znaleźć przyspieszenie układu i siłę nacisku pomiędzy klockami w przypadku (a) idealnie gładkiego stołu; (b) tarcia kinetycznego o współczynniku µ k pomiędzy klockami a stołem. (c) Jaka jest najmniejsza wartość siły, przy której klocki ruszą z miejsca, jeśli współczynnik tarcia statycznego wynosi µ s? (d) Jakie będzie wtedy przyspieszenie klocków? Zad. 11. Tramwaj składa się z dwóch wagonów o masach m 1 i m 2, z których tylko pierwszy ma silnik. Siła tarcia działająca na koła pierwszego wagonu wynosi T. Z jaką siłą ciągnie on drugi wagon? Zad. 12. Z jakim przyspieszeniem musi się poruszać pojazd, by klocek przylegający do jego pionowej przedniej powierzchni nie spadł? Współczynnik tarcia statycznego wynosi µ s. Zad. 13(c). Na ciało o masie m leżące na płaskiej poziomej powierzchni zaczęła w chwili t = 0 działać siła zależna od czasu według wzoru F = bt, gdzie b jest stałą. Kierunek siły stale tworzy kąt α z poziomem. Jaką prędkość będzie mieć ciało w momencie oderwania się od powierzchni w przypadku (a) braku tarcia; (b) tarcia kinetycznego o współczynniku µ s, na tyle małym, że ciało będzie się poruszać? Zad. 14*. Dwa klocki o masach m 1 i m 2 są połączone swobodną sprężyną i leżą na poziomej powierzchni. Współczynnik tarcia pomiędzy klockami a powierzchnią jest równy µ s = µ k = µ. Jaką najmniejszą poziomą siłę należy przyłożyć do klocka o masie m 1, aby klocek o masie m 2 ruszył się z miejsca? Zad. 15(c). Na stalowej równi pochyłej leży aluminiowa skrzynia. Współczynniki tarcia statycznego i kinetycznego dla tej pary materiałów wynoszą, odpowiednio, 0,61 i 0,47. Znaleźć przedział kątów nachylenia równi, dla których skrzynia może zarówno spoczywać, jak i zsuwać się po równi. 2

Zad. 16. W sytuacji na rysunku ciała mają identyczne masy m = 1 kg, natomiast wykonane są z różnych materiałów, co powoduje, że współczynnik tarcia pomiędzy nimi, a równią wynosi µ 1 = 0,2 dla ciała na górze i µ 2 = 0,1 dla ciała na dole. Kąt nachylenia równi wynosi α = 60. Jaką wartość ma naprężenie nici? m µ2 m µ1 α Zad. 17. Dwie skrzynie związane nicią znajdują się na równiach pochyłych jak na rysunku obok. Znajdź przyspieszenie układu i naprężenie nici w przypadku (a) braku tarcia; (b) jednakowego, słabego tarcia o współczynniku µ k = 0,20. (c)* Przeanalizuj wszystkie możliwe przypadki stanu układu oraz naprężenie nici w przypadku wystąpienia tarcia pomiędzy skrzyniami a równią, przy czym współczynniki tarcia mogą być różne. Zad. 18. Ciało o masie m zostało wprawione w ruch pod górę po równi pochyłej nachylonej pod kątem α do poziomu. Początkowa prędkość ciała wynosi v 0, a współczynnik tarcia µ. Jaką drogę przebędzie ciało do chwili zatrzymania się? Zad. 19(c). Spadkownica Atwooda. W sytuacji na rysunku rozrysuj siły działające na obciążnik i na platformę z cegłami. Znajdź przyspieszenie platformy i naprężenie liny. Bloczek i lina są bardzo lekkie. Zad. 20. Załóżmy, że w sytuacji jak na rysunku obok bloczek nie jest zamocowany, lecz przyłożono do niego siłę nadającą mu przyspieszenie o wartości a = g/2 w górę. Znajdź naprężenie liny i przyspieszenie platformy z cegłami w takim przypadku. Zad. 21. Na końcach nieważkiej nici przerzuconej przez nieważki bloczek zawieszono ciężarki o masach m i αm, gdzie α > 1. Obliczyć α, jeśli wiadomo, że przyspieszenie układu wynosi 1 2 g. W układzie nie występuje tarcie. Zad. 22. Zadanie z małpą. Małpa o masie 20 kg wspina się po linie przerzuconej przez bardzo lekki bloczek, usiłując dostać się do kiści bananów o takiej samej masie, zawieszonej na drugim końcu liny (rysunek). (a) jak przemieszczają się banany, gdy małpa się wspina? (b) Jak zmienia się wtedy odległość pomiędzy małpą a bananami? (c) w pewnym momencie małpa puszcza linę. Jak zmienia się jej odległość od bananów w czasie jej spadku (pomiń opór powietrza)? (d) Nim małpa spadła na ziemię, ponownie złapała linę. Co się wtedy dzieje z bananami? 3

Zad. 23*. Dwa ciała o masach 5,00 kg i 2,00 kg wiszą na jednakowej wysokości 0,600 m nad podłogą na końcach liny o długości 6,00 m przerzuconej przez lekki bloczek. Oba ciała początkowo spoczywają. Znajdź największą wysokość osiągniętą przez lżejsze cialo. Zad. 24(c). Wielokrążek potęgowy. Z jaką siłą musi działać robotnik na swobodny koniec liny w urządzeniu pokazanym obok, by unieść przedmiot o ciężarze Q? Bloczki i liny są bardzo lekkie. Zad. 25. Wielokrążek zwykły. Z jaką siłą musi działać robotnik na swobodny koniec liny w urządzeniu pokazanym obok, by unieść przedmiot o ciężarze Q? Bloczki i liny są bardzo lekkie. Rozważ uproszczony przypadek, w którym wszystkie liny przebiegają pionowo (to jest dobre przybliżenie, jeśli odcinki lin są długie dlaczego?). Czy ułożenie lin na rysunku jest poprawne, jeśli ruch ładunku odbywa się w pionie? Źródło grafiki: Wikipedia, http://pl.wikipedia.org/wiki/wielokrążek Zad. 26. Znaleźć przyspieszenie obu mas i naprężenie liny w układzie na rysunku obok, gdy (a) nie występuje tarcie; (b) współczynnik tarcia kinetycznego pomiędzy klockiem a stołem ma niedużą wartość µ k. Zad. 27*. Klocek o masie m umieszczono na równi pochyłej o masie M i kącie nachylenia α, która może się ślizgać po podłożu. Opisz ruch układu (a) bez tarcia; (b) dla różnych wartości współczynników tarcie pomiędzy klockiem a równią i pomiędzy równią a podłożem. Przeanalizuj przypadki graniczne, w których jeden ze współczynników tarcia jest bardzo duży. Dla uproszczenia przyjmij, że współczynniki tarcia statycznego i kinetycznego są równe. W obu przypadkach (a) i (b) znajdź tor ruchu klocka w układzie odniesienia spoczywającego (względem podłoża) obserwatora. Zad. 28. Znajdź zależność położenia i prędkości od czasu dla ciała spadającego z początkową prędkością o wartości v 0 i kierunku pionowym w ośrodku (gazie lub cieczy), w którym siła oporu ma postać (a) F op = mβv; (b) F op = mκvv To zadanie stanowi w gruncie rzeczy przykład, jak nie należy uprawiać fizyki: wszystkie istotne wnioski wynikające z obliczeń można sformułować bez żadnych rachunków, na podstawie jakościowej analizy, jak na wykładzie. 4

Zad. 29(c). Model samochodu o masie 0,800 kg porusza się ze stałą co do wartości prędkością po torze biegnącym wewnątrz pionowej pętli o promieniu 5,00 m. (a) Jeśli siła reakcji toru w najwyższym punkcie wynosi 6,00 N, to jaka jest siła reakcji toru w najniższym punkcie? (b) Z jaką najmniejszą prędkością musi się poruszać ten model samochodu, by nie oderwał się od toru w żadnym punkcie? Zad. 30(c). Droga w małym miasteczku ma łagodną krzywiznę o promieniu 100 m. Dopuszczalna prędkość wynosi tam 40 km/h. Po małym opadzie śniegu zakręt stał się śliski. Czy samochód jadący z maksymalną dozwoloną prędkością wpadnie w poślizg, jeśli (a) współczynnik tarcia opon o nawierzchnię równy jest 0,20, a zakręt nie jest nachylony; (b) współczynnik tarcia wynosi 0,10, a droga na zakręcie ma poprzeczne nachylenie o kącie 10? Zad. 31. Mały koralik może przesuwać się bez tarcia po okrągłej obręczy o promieniu 0,100 m, leżącej w płaszczyźnie pionowej. Obręcz obraca się ze stałą szybkością 4,00 obr/s wokół pionowej osi (rysunek). (a) Znajdź kąt β, przy którym koralik jest w równowadze względem obręczy (oczywiście ma on nadal przyspieszenie w kierunku osi). (b) Czy jest możliwe, by koralik zataczał obroty na wysokości środka obręczy? (c) Co się stanie, jeśli obręcz będzie się obracać z szybkością 1,00 obr/s? Zad. 32*. Efekt Coriolisa. Wykaż, że punkt materialny poruszający się wzdłuż południka obracającej się Ziemi ze stałą względem powierzchni Ziemi prędkością ma składową przyspieszenia prostopadłą do kierunku prędkości i do osi obrotu. Jaka jest jej wartość? Znajdź prostopadłą siłę, z jaką pociąg o masie 2000 ton i jadący na północ naciska na tory. 5