Решение 16 задач. Сопротивлением воздуха пренебречь. Построить график скорости от времени и график траектории полета камня

1.1.Камень бросили с крутого берега вверх под углом 30 градусов к горизонту со скоростью 15 м/с. С какой скоростью он упал в воду, если время полета 2 с. Сопротивлением воздуха пренебречь. Построить график скорости от времени и график траектории полета камня.

. 2.2. Определить ускорения тел и силу натяжения нити (рис.2.1). Массы тел равны кг, кг, кг, коэффициент трения , угол , Н. Постройте график зависимости ускорения от угла , определите направление движения и угол, при котором ускорение  системы будет максимальным.

3.5. Шар массой 1,0 кг бросили с поверхности Земли под углом 30⁰ к горизонту с начальной скоростью 15 м/с. Найти: кинетическую , потенциальную и полную механическую энергию шара, если во время движения дул сильный встречный горизонтальный ветер, который воздействовал на шар с силой Н. Построить графики , и   как функций времени и определить их для момента времени 0.5 с.

4.6. К ободу однородного валика радиусом 0,2 м приложена постоянная касательная сила 100 Н. При вращении на диск действует сила трения, момент которой равен 5,0 Н·м. Определить массу диска, если известно, что он вращается с постоянным угловым ускорением рад/с². Построить график угловой скорости от времени в первые 10 с.

5.7. Космический корабль имеет массу 3.5 т. При маневрировании из его двигателей вырывается струя газов со скоростью м/с, расход горючего кг/с. Найти реактивную силу двигателей и ускорение , которое оно сообщает кораблю. Построить графики временных зависимостей скорости и массы ракеты.

6.9. Какую работу надо совершить, чтобы сообщить электрону скорость, равную а) 0.5с, б) 0.99с?  Построить поясняющий рисунок и указать актуальные величины.

7.11. Предельно допустимая концентрация (ПДК) аммиака (NH₃) в воздухе равна 10 мг/м³. Определить парциальное давление и массу аммиака в помещении объемом 100 м³ при температуре 30^о, если его концентрация соответствует ПДК. Привести поясняющий рисунок и указать основные параметры.

9.11. Для расчета отопительной системы рассчитывают потерю теплоты через 1 м² поверхности стен здания в течение суток. Толщина кирпичной стены равна 40 см, температура стены внутри и снаружи здания соответственно равна 18^оС и -20^оС. Определите потери энергии через 1 м² поверхности кирпичной стены. Какой толщины должна быть деревянная стена, чтобы потеря теплоты была такой же? Какой толщины должна быть стена, изготовленная из сэндвич-панели, чтобы потеря теплоты была такой же? Коэффициент теплопроводности кирпичной стены 0.84 Вт/(м·К), а коэффициент теплопроводности деревянной стены 0.175 Вт/(м·К), наполнитель сэндвич-панели - минеральная вата - Вт/(м∙К). Привести поясняющий рисунок и указать основные параметры.

10.7. При изобарическом расширении азота была совершена работа 200 Дж. Какое количество теплоты было сообщено газу? Постройте график процесса.

13.5. Пластины плоского конденсатора площадью 0.01 м² каждая притягиваются друг к другу с силой 30 мН. Пространство между пластинами заполнено слюдой. Найти заряды, находящиеся на пластинах, напряженность поля между пластинами. Нарисовать картину силовых линий в конденсаторе.

15.9. Цепь собрана из одинаковых резисторов и одинаковых вольтметров (рис.15.5). Показания первого вольтметра U₁  =1.25 В и третьего вольтметра U₃=0.4 В. Найти показание второго вольтметра U₂. Построить график падения потенциала вдоль замкнутого контура ABCGA.

16.6 Прямолинейный проводник, активная длина которого 0.2 м, помещен перпендикулярно линиям индукции  магнитного  поля.  Какой  ток проходит  по проводнику, если магнитное поле с индукцией 0.4 Тл действует на него с силой 0.24 Н? Построить картину силовых линий индукции магнитного поля.

17.7. Протоны ускоряются в циклотроне так, что максимальный радиус орбиты R = 2 м, Частота генератора циклотрона  = 1 МГц, эффективное напряжение между дуантами U = 100 В. Пренебрегая шириной зазора между дуантами, найти полное время процесса ускорения протона и приближенное значение пройденного им при ускорении пути.  Построить траекторию движения протона.

18.4. Материальная точка совершает колебания по закону синуса с амплитудой 10 см, частотой 2 Гц и начальной фазой 30 градусов. Полная энергия колеблющейся точки 0.077 Дж. Через какой промежуток времени от начала движения кинетическая энергия станет равной потенциальной? Построить график зависимости в диапазоне времен от 0 до .

19.7. Энергия затухающих колебаний маятника, происходящих в некоторой среде, за время 2 мин уменьшилась в 100 раз. Определите коэффициент сопротивления, если масса маятника 100 г. Построить график зависимости .

20.9. Под действием момента сил тело совершает вынужденные крутильные колебания по закону . Найти работу сил трения, действующих на тело, за период колебания. Принять: Н·м, рад, рад/с, . Привести поясняющий рисунок и указать основные параметры