Решение задач по физике 10

Ф – 10 Решение задач

1.Какую работу надо совершить, чтобы переложить пакет с мукой массой 2 кг с полки, находящейся на высоте 0,5 м относительно пола, на стол, находящийся на высоте 0,75 м относительно пола? Чему равны относительно пола потенциальная энергия пакета с мукой, лежащего на полке, и его потенциальная энергия тогда, когда он находится на столе?

2. Какую работу надо совершить, чтобы пружину жёсткостью 4 кН/м перевести в состояние 1, растянув её на 2 см? Какую дополнительную работу надо совершить, чтобы перевести пружину в состояние 2, растянув её ещё на 1 см? Чему равно изменение потенциальной энергии пружины при её переводе в состояние 1; из состояния 1 в состояние 2

3. На рисунке приведён график зависимости силы тяжести, действующей на мяч, от высоты подъёма мяча. Вычисли, пользуясь графиком, потенциальную энергию мяча на высоте 1,5м

4. На рисунке 74 приведён график зависимости удлинения пружины от действующей на неё силы. Чему равна потенциальная энергия пружины при удлинении 4 см?

5.К концу сжатия пружины детского пружинного пистолета на 3 см приложенная к ней сила была равна 20 Н. Найти потенциальную энергию сжатой пружины.

6. На обод колеса вагона действует тормозящая сила 500 Н. Определить момент этой силы, если радиус колеса 45 см.

Дано: F=500 Н, R=45 см, M−?

Решение

Тормозящая сила — это сила трения между колесом и тормозной колодкой, которую прижимает механизм к колесу в момент торможения поезда.

Колодку располагают ближе к ободу колеса, чтобы за один оборот сила трения совершала наибольшую возможную работу, т.е. уменьшала скорость поезда на максимальную возможную величину. Искомый момент M тормозящей силы легко найти по формуле: M=F⋅R Плечо силы F равно радиусу колеса вагона. Переведем радиус колеса в систему СИ и посчитаем ответ: 45см=45100м=0,45м M=500⋅0,45=225Н⋅м

7. На тело действуют силы 4 и 5 Н, направленные под углом 90 градусов друг к другу

Дано: F1=4 Н, F2=5 Н, α=90∘, F−?

Равнодействующая сила F равна геометрической (т.е. векторной) сумме всех сил, действующих на тело.

Если сложить силы F1 и F2, которые перпендикулярны друг другу, то модуль равнодействующей силы можно найти по теореме Пифагора:

F=F21+F22−−−−−−−√

Произведем вычисления: F=42+52−−−−−−√=6,4Н

8. Человек стоит на полу. Масса его 60 кг. Площадь подошв 400 см2. Какое давление оказывает человек на пол?

Давление p — это скалярная величина, равная отношению действующей силы к площади опоры S.

Человек действует на пол своим весом, который в данном случае равен силе тяжести mg. Поэтому: p=mgS

Переведем площадь в систему СИ: 400см2=400104м2=0,04м2

Посчитаем ответ: p=60⋅100,04=15000Па=15кПа