Степанова Г.Н. Домашняя работа по физике за 10 - 11 класс
Подождите немного. Документ загружается.
23
101. а) сила тяжести компенсируется сопротивлением воздуха;
б) сила Архимеда (в воздухе) компенсируется силой тяжести и со-
противлением воздуха;
в) сила Архимеда компенсируется силой тяжести и силой натяже-
ния каната.
102. На вагон действует сила тяжести, скомпенсированная силой ре-
акции со стороны рельс во время толчка на вагон, действует сила со
стороны тепловоза, а после – сила трения качения. Вагон после
толчка покатится, а потом через некоторое время остановится.
103. Движение по инерции – это движение тела равномерно и прямо-
линейно, если действие внешних сил скомпенсировано. Поэтому по
инерции движется только г) пузырек в трубке. Но мы обычно упот-
ребляем выражение движется по инерции как раз для случаев
а) и в).
104. Аналогично – г), но мы употребляем для б).
105. Если скорость катера в стоячей воде равна скорости течения.
106. При землетрясении толчки действуют сначало на основание зда-
ний, в то время, как само здание стремится остаться в покое. В резуль-
тате возникает сила, сдвигающая основание относительно самого зда-
ния. Жесткая связь между ними нарушается и здание рушится.
107. Мяч упадет на пол вертикально вниз – на него не действуют си-
лы, двигающие его относительно вертикали, т.к. поезд движется рав-
номерно и прямолинейно.
108. Собаке трудно изменить направление своего движения, т.к. она
имеет большую массу и поэтому для изменения направления движе-
ния требуется или большая сила – сила трения ног собаки и земли,
которая не может превышать некоторого предела или при меньшей
силе большее время.
109. Для изменения направления движения бревен требуется боль-
шая сила, направленная перпендикулярно скорости, но как известно,
сила взаимодействия воды и бревна очень мала (жидкое трение), по-
этому бревна прибивает к берегу.
110. Поезд затормозил и мяч покатился по инерции вперед.
111.
а)
б)
в)
г)
24
112.
а) б) в) г)
113
.
а) на человека действует сила тяжести и реакция опоры – пол
лифта |N||mg| = ;
б) на него действует сила тяжести и реакция опоры
|N||mg|
<
;
в) аналогично а);
г) на него действует сила тяжести и сила реакции
|N||mg| > .
114.
а) б)
в)
115.
а) Fр – равнодействующая
Т – натяжение нити
пад – сила тяжести
б) аналогично а)
в)
Fa
– сила Архимеда
25
116.
а) Fтр
х
= N
х
б) Fтяг
х
– N
x
– Fтр
х
= 0
в) Fтр
х
– N
x
< 0 г) Fтяг
х
+ Fтр
х
– N
x
> 0
117.
а)
mgтрFFa
+=
б)
mgтрFFa
=+
в)
|mg||трF||Fa|
+>
г)
|mg||Fтт||Fa| +<
118.
F = ma F
1
= ma
1
F
2
= ma
2
10
01050
1
21
2
2
1
2
1
2
1
,
,
a
aF
F
a
a
a
ma
F
F
⋅
==== = 5H
26
119.
F = m
1
a
1
F = m
2
a
2
m
1
a
1
= m
2
a
2
кг
с/мкг
m
am
a
5
22
2
2
11
2
⋅
== = 0,8 м/с
2
.
120.
кг,
кгH
m
mF
F
m
F
m
F
a
50
215
1
21
2
2
2
1
1
⋅
==== = 60Н
121
.
S =
2
2
at
a =
2
2
t
S
F = ma =
2
2
t
Sm
25 см = 0,25м 25г = 0,025кг
F =
2
1
02502502 ,, ⋅⋅
= 0,0125H
122.
S =
2
2
at
V = at t =
a
V
S =
a
V
a
V
a
22
2
2
=
a =
S
V
2
2
F = ma
F =
532
10002
2
2
2
,
)с/м(кг
S
mV
⋅
⋅
= = 2,86 ⋅ 10
5
H
123. V = 10 + 0,5t a = 0,5 м/с
2
F = ma m = 1500 кг
F = 0,5 ⋅ 1500 = 750H
124. V
x
= S – 3t |a| = 3 м/с
2
m =
3
6
=
|a|
F
= 2 кг
125. a =
4
4
106
109
⋅
⋅
=
m
F
= 1,5 м/с
2
V
0
= 0 V = at = 1,5t
126. X = 20 – 10t + t
2
X = X
0
+ V
0
t +
2
a
t
2
а
x
= 1⋅ 2 = 2 м/с
2
F
x
= ma
x
= 500 ⋅ 2 = 1000H
127. X = 100 + 5t + 0,5t
2
X = X
0
+ V
0
t +
2
a
t
2
а = 0,5 ⋅ 2 = 1 м/с
2
m =
1
150
=
a
F
= 150кг
128. I. a
x
=
30
2020
0
−
=
−
t
VV
= 0 F
x
= ma
х
= 5кг ⋅ 0 = 0
II. a
x
=
30
1020 −
= 0,33 м/с
2
F
x
= ma
х
= 5кг ⋅ 0,33 м/с
2
= 1,67Н
III. a
x
=
30
300 −
= –1м/с
2
F
x
= ma
х
= 10кг ⋅ (–1)м/с
2
= –10Н
27
129. F
x
= ma
x
a
x
=
t
VV
0
−
1) от 0 до 5с a
x
=
5
010 −
= 2 м/с
2
F
x
= 2кг ⋅ 2м/с
2
= 4Н
2) от 5с до 10с a
x
=
0
1010 −
= 0 F
x
= 2кг ⋅ 0м/с
2
= 0
3) от 10с до 20с a
x
=
10
100 −
= –1м/с
2
F
x
= 2кг ⋅ –1м/с
2
=–2Н
130. В момент взлета да, затем весы опять придут в равновесие, т.к.
клетка является замкнутой системой.
131. Так как ускорение вертолета равно 0, то сила, с которой он дей-
ствует на землю равна
mg
, т.е. одинакова при а) и б).
132. Во втором, т.к. второй случай эквивалентен тому, что второй
конец каната не привязан к стене, а его растягивает другой человек с
силой 2F.
133. Нет. Так как растягивание каната мальчиком с силой 100Н экви-
валентно тому, что один конец каната закреплен, а к другому подве-
шен груз 100Н.
134. Динамометр показывает 1Н, т.к. подвеска груза 1Н и корпуса
эквивалентна его жесткому креплению.
135.
а)
Р
– вес тела,
N
– реакция опоры,
Т – натяжение
n
F
– сила притяжения
б) в)
г)
1тр
F
– приложено к бруску
2тр
F
– к наклонной плоскости
136. Не нарушится, т.к. система замкнута, т.е. сумма внутренних сил
равна 0, а сумма внешних сил в обоих случаях не изменяется.
137. Верхний динамометр уменьшит показания на F
a
= ρVg = 10н/кг
⋅ 0,0002м
3
⋅ 1000 кг/м
3
= 2Н, соответственно второй увеличит показа-
ния на 2Н и тогда: 1) 2Н, 2) 10Н.
28
138. Да, изменится. Для восстановления равновесия на вторую чашу
нужно положить груз весом P = F
a
F
a
= ρbgV V =
ал
ал
m
ρ
m =
g
ρ
m=
3
3
2700
05401000
м/кг
,м/кг
bm
ал
ал
⋅
=
ρ
ρ
= 0,02 кг или 20г.
139.
2
21
R
mGm
F = , из этой формулы:
а) сила удвоится; б) увеличится в 4 раза;
в) увеличится в 9 раз.
140.
2
21
R
mGm
F = , отсюда
а) сила уменьшится в 2
2
= 4 раза; б) уменьшится в 9 раз;
в) увеличится в
2
501
1
),(
−
= 4 раза.
141.
2
3
r
GmМ
F =
а) r = R + R, r
2
= 4R
2
– уменьшится в 4 раза;
б) r = R + 5R, r
2
= 36R
2
– уменьшится в 36 раз.
142.
211
302211
2
1051
801099110676
)м,(
кгкг,кг/Нм,
r
GmМ
F
⋅
⋅⋅⋅⋅
==
−
⊗
= 0,47Н
F
тяги
= gm = 9,8Н/м ⋅ 80кг = 784Н
1700
470
784
≈=
,F
F
тяги
F
тяги
больше F в 1700 раз.
143.
2
r
GMm
F = r =
2
D
М =
3
4
π
=F r
3
⋅ ρ
3
==
=
3
2
3
3
3
2
2
23
4
ρπ
ρ
π
GDm
D
m
D
G
F
mHmм/кгм,, ⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=
5311
106193002210676143
3
2
, где
m – ваша масса в килограммах.
144.
2
R
mGM
F
л
=
, М =
лл
R
ρπ
⋅
3
3
4
; F =
mGR
лл
ρπ
3
4
R = м,
кгм/кг,кг/Hм,,
H,
mG
F
л
6
332211
1071
11053106761434
713
4
3
⋅=
⋅⋅⋅⋅⋅⋅
⋅
=
−
ρπ
29
145.
22
R
GM
mR
mGM
m
F
g
BB
===
кг/Н,
)м,(
кг,кг/Нм,
g 88
1016
109410676
26
24211
≈
⋅
⋅⋅⋅
=
−
146.
3
2
3
3
2
10
10
103
2
3
3
121
317
11
317
g
)R(
MG
R
GM
gg
R
GM
====
кг/Н,кг/Н,g 72589
121
317
10
=⋅=
147.
2
⊗
⊗
⊗
=
R
GM
g
м
,
g
GM
R
8
3011
103
1508
10210676
⋅=
⋅⋅⋅
==
⊗
⊗
34
38
30
3
3
10771
1031434
1023
4
3
3
4
м/кг,
)(,R
M
RM ⋅=
⋅⋅⋅
⋅⋅
===
⊗
⊗
⊗⊗
π
ρρπ
В ответах стоит цифра 1,4 ⋅ 10
3
кг/м
3
– она правильная, в то же вре-
мя ход нашего решения тоже правильный, следовательно, какое-то
данное в условиях указано неверно, т.к. М
0
действительно 2 ⋅
10
30
кг, а G = 6,67 ⋅ 10
–11
Нм
2
/кг
2
, то, очевидно, неверно указано g
⊗
.
148.
22
3
3
3
2
л
л
л
r
mGM
F
r
mGM
F
R
GMm
F ===
81
60
3
3
22
3
3
М
МrRr
r
mGM
r
mGM
лл
л
л
=−==
2
3
2
3
2
3
3
2
3
3
)60(81
)60(81
rrR
rR
М
r
M
=−
−
=
9(60R – r
3
) = r
3
540R = 10r
3
r
3
=
10
540R
= 54R.
149.
30
150. а) сила тяжести – это сила, притягивающая тела к Земле;
б) сила тяжести – сила гравитационного взаимодействия;
в) сила тяжести приложена к телу, которое притягивается к Земле;
г) сила тяжести направлена к центру Земли;
д) сила тяжести прямопропорциональна массе тела и обратнопро-
порциональна квадрату расстояния между телом и центром
Земли.
151. Масса «Лунохода» не меняется – эта величина не зависит от то-
го, где находится тело.
F
л
= mg
л
g
л
= 1,7 м/с
2
,g
3
= 9,8 м/с
2
85
71
89
33
,
,
,
g
g
F
F
лл
=== , т.е сила тяжести на Луне в 5,8 раз меньше,
чем на Земле.
152. Да, если тяжесть не зависит от того, куда помещен шар. Она зависит
только от массы шара и расстояния до центра Земли. В нашем случае мас-
са и расстояние равны между собой, следовательно, равны и силы.
153.
22
r
GM
m
F
g
r
GMm
F ===
а) r = R + R = 2R
22
42 R
GMm
)R(
GMm
F ==
22
r
GM
m
F
g
r
GMm
F ===
4
4
2
g
R
GM
m
F
g ===
′
,
т.е. меньше в 4 раза, чем у поверхности.
б) r = R + 2R = 3R
22
93 R
GMm
)R(
GMm
F ==
9
9
2
g
R
GM
m
F
g ===
′
, т.е. меньше в 9 раз, чем у поверхности.
154.
2
2
1
r
R
g
g
=
а)
R)(RRRrhRГRГ
Г
R
g
g
12222
2
11
22
2
2
−=−=−=====
б)
R)(RRRrhRrRr
r
R
g
g
13333
3
1
22
2
2
1
−=−=−=====
в)
R)(RRRrhRrRr
r
R
g
g
15552
5
1
22
2
2
1
−=−=−=====
155. Во всех четырех случаях тело движется под действием силы тя-
жести равноускоренно с ускорением g.
а) на высоте h тело достигло своей верхней точки и далее оно
начнет падать.
31
б) тело бросили вверх с поверхности Земли с начальной скоростью V
0
.
в) тело бросили вверх с высоты h с начальной скоростью V
0
.
г) тело бросили вниз с высоты h с начальной скоростью V
0
.
Все тела движутся под действием силы тяжести вдоль оси у. Ди-
намическое уравнение, описывающее движение, для всех случаев
одно: F = mg; а кинематические Х(t) и V(t) – различны.
156.
c
,g
S
t
gt
SV
gt
tVS 4
89
8022
2
0
2
2
0
2
0
≈
⋅
====+=
с/м,gtgtVV 40489
0
≈⋅==+=
157.
c
,g
V
tgtVVgtVV 10
89
100
0
00
≈====+=
м
,
gt
h 500
2
1089
2
2
2
≈
⋅
==
158. c/м,gtVVgtVV 505890
00
≈⋅===+=
м
,
gt
h 125
2
589
2
2
2
≈
⋅
==
159. Время падения найдем из формулы
c
,g
S
t
gt
S 4
89
8022
2
2
≈
⋅
===
1) за первую секунду
м
,,
)(S)(S 5
2
089
2
189
01
22
≈
⋅
−
⋅
=−=l
2) за последнюю м
,,
)(S)(S 35
2
389
2
489
34
22
≈
⋅
−
⋅
=−=l .
160. По аналогии с прошлой задачей
)t(
g
))t(t(
g)t(ggt
)t(S)t(S 168
2
4
22
4
2
4
22
22
−=−−=
−
−=−−=l
ctt;t,)t(
,
756840168196168
2
89
===−=−
м
,
gt
h 245
2
789
2
2
2
≈
⋅
== .
161.
22
22222
1
2
1
2
1
22
1
22
1
2
1
2
)t(t;
)t(ggt
;
gt)t(ggt
−=
−
=⋅⋅=
−
−
0,5t
2
= t
2
– 2t + 1
t
2
– 4t + 2 = 0
t
1
=
2
+ 2 ≈ 3,4c t
2
=
2
– 2 ≈ 0,4c
t
2
– не удовлетворяет условию, т.к. t ≥ 1с, следовательно t = 3,4с
32
м57
2
4,38,9
2
gt
h
2
2
≈
⋅
==
162. 0
2
0201
2
0021
==++=−= VV
gt
tVууууl , следовательно,
constyy
gt
y
gt
у
=−=
+−
+=
0201
2
02
2
01
22
l
163.
2
2
1
gt
y
=
, т.к. V
01
= 0 y
01
= 0 y
2
=
2
2
2
)t(g −
)t(g)ttt(
g
)t(ggt
м
,g
1244
2
2
2
2
20
2
289
2
2
22
2222
0
−=−+−=
=
−
−=≈
⋅
== ll
Если ℓ = 2ℓ
0
= 2 ⋅20м, то 2 ⋅ 9,8(t – 1) = 40
t – 1 = 2 t = 2 + 1 = 3c, т.е. 3с с момента падения пер-
вого тела или 3 – 2 = 1с с момента падения второго.
164. t = t
n
+ t
зв
, где t
n
– время падения, t
зв
– время распростране-
ния звука.
зв
звn
V
h
t
g
h
t
==
2
с/мVt
V
h
g
h
зв
зв
330
2
≈=+
4
33089
2
=+
h
,
h
0,45
h
+ 0,003h – 4 = 0
h
= y
0,003y
2
+ 0,45y – 4 = 0
y
1
≈ 8,3, но у =
h
≥ 0, следовательно,
у
2
≈ –158 у = 8,3 h = y
2
= 8,3
2
≈ 70м.
165.
yhh,h,
h
,
h
==−+=+ 0600304506
33089
2
0,003y
2
+ 0,45y – 6 = 0
y
1
= –162, но у =
h
≥ 0, следовательно, у = 12,3
у
2
= 12,3 h = y
2
= 12,3
2
≈ 150м.
166. V
0
= 24м/с h = V
0
t –
2
2
gt
t =
89
024
0
,g
VV
−
=
−
≈ 2,5c
h = 24 ⋅ 2,5 –
2
5289
2
,,
⋅
≈ 30м S = V
0
t –
2
2
gt
= 0
V
0
⋅ 8 –
2
889
2
⋅
,
= 0 8V
0
= 32, V
0
= 4м/с