Физика примеры решения задач

Физика
  • Основные типы связей в твердых телах
  • Внутренняя структура твердых тел
  • Обратная решетка
  • Дифракция в кристаллах
  • Упругие свойства кристаллов
  • Динамика решетки
  • Тепловые свойства твердых тел
  • Электроны в металлах.
  • Зонная теория твердых тел
  • Дефекты кристаллической решетки
  • Раздел «Кинематика»
  • Раздел «Динамика»
  • Механические колебания и волны. Акустика
  • Уравнение движения материальной точки
  • Молекулярная физика и термодинамика.
  • Раздел. «Электростатика»
  • Раздел «Постоянный ток»
  • Раздел «Переменный ток»
  • Электрическое поле
  • Элементы атомной и ядерной физики
  • Взаимодействие света с веществом.
  • Основные физические константы в СИ
  • Задача №3

    При выстреле из пружинного пистолета вертикально вверх пуля массой m=20г поднялась на высоту h=5м. Определить жесткость k пружины пистолета, если она была сжата на х=10 см. Массой пружины и силами трения пренебречь.

    Дано:

    m=20г=2х10-2кг

    h=5м

    х=10 см=0,1м

    _____________________

    Найти: k

    Р е ш е н и е:

      Рассмотрим систему пружина-пуля. Так как на тела системы действуют только консервативные силы, то для решения задачи можно применить закон сохранения энергии в механике. Согласно ему полная механическая энергия Е1 системы в начальном состоянии (в данном случае перед выстрелом) равна полной энергии Е2 в конечном состоянии (когда пуля поднялась на высоту h), т.е.

      или  (1)

     где  и -кинетические и потенциальные энергии системы в начальном и конечном состояниях.

     Так как кинетические энергии пули в начальном и конечном состояниях равны нулю, то равенство (1) примет вид:

      (2)

     Примем потенциальную энергию пули в поле сил тяготения земли, когда пуля покоится на сжатой пружине, равной нулю. А высоту подъема пули будем отсчитывать от торца сжатой пружины. Тогда энергия системы в начальном состоянии будет равна потенциальной энергии сжатой пружины, т.е. , а в конечном состоянии - потенциальной энергии пули на высоте h, т.е. .

     Подставив выражения  и  в формулу (2). Найдем , откуда

      (3)

     

     Подставим в формулу (3) значения величин и произведем вычисления:

    Задача №4

     Шар массой , движущейся горизонтально с некоторой скоростью , столкнулся с неподвижным шаром массой . Шары абсолютно упругие, удар прямой, центральный. Какую долю  своей кинетической энергии первый шар передал второму?

    Дано:

    _____________________

    Найти:  =/

    Р е ш е н и е.

    Доля энергии, переданной первым шаром второму, выразится соотношением

    ,  (1)

     где -кинетическая энергия первого шара до удара;  и -скорость и кинетическая энергия второго шара после удара.

      Как видно из формулы (1), для определения  надо найти . Согласно условию задачи, импульс системы двух шаров относительно горизонтального направления не изменяется и механическая энергия шаров в другие виды не переходит. Пользуясь этим, найдем:

      (2)

     (3)

     Решим совместно уравнения (2) и (3):

    .

      Подставив это выражение  в формулу (1) и сократив на  и , получим

    .

      Из найденного соотношения видно, что доля переданной энергии зависит только от масс сталкивающихся шаров.

    Физика - лекции, конспекты, примеры решения задач