Семинар и ДЗ по теме Законы Ньютона_Работа_Мощность_Энергия

Законы Ньютона. Работа. Мощность. Энергия

Задания для работы на семинаре

Задача 1.

Для сжатия пружины на Δx = 1 см к ней нужно приложить силу F = 10 Н. Чему равна энергия пружины в таком состоянии?

Задача 2.

Чему равна мощность, которую развивает человек массой m = 70 кг при подъеме по лестнице на 5-й этаж в течение t = 40 с? Высота между этажами Δh = 2,5 м.

Задача 3.

Материальное тело массой m = 2 кг движется под действием некоторой силы прямолинейно по закону . Как изменится кинетическая энергия тела с первой по вторую секунду движения?

Задача 4.

Потенциальная энергия частицы в некотором силовом поле определяется выражением (Все величины даны в СИ). Найти работу , совершаемую над частицей силами поля при переходе из точки x₁ с координатами (1,00;1,00;1,00) в точку x₂ с координатами (2,00; 2,00; 2,00).

Задача 5.

Брусок массой m₂ = 5 кг может свободно скользить по горизонтальной поверхности без трения. На нем находится другой брусок массой m₁ = 1 кг. Коэффициент трения соприкасающихся поверхностей брусков μ =0,3. Определить максимальное значение силы F_max, приложенной к нижнеему бруску, при которой начнется соскальзывание верхнего бруска.

Задача 6.

Трактор массой m = 104 кг, развивающий мощность N = 530 Вт, поднимается в гору с постоянной скоростью υ = 5 м/с. Определить угол α наклона горы к горизонту. Силу сопротивления движению не учитывать.

Задача 7.

Мотоциклист едет по горизонтальной дороге. Какую наименьшую скорость υ он должен развить, чтобы, выключив мотор, проехать по треку, имеющему форму "мертвой петли" радиусом R = 4 м? Трением и сопротивлением воздуха пренебречь.

Домашнее задание

Вариант 1

Задача 1.1.

Небольшое тело пустили вверх по наклонной плоскости, составляющей угол α = 15º с горизонтом. Найти коэффициент трения μ, если время подъема оказалось в n = 2 раза меньше времени спуска.

Задача 1.2.

Лифт массой m = 1 т начинает подниматься с постоянным ускорением a = 0,2 м/с². Чему равна работа силы натяжения каната, с помощью которого поднимается лифт, за первые Δt = 4 с движения?

Задача 1.3.

На тело, движущееся вдоль оси x, действует переменная сила, изменяющаяся по закону (Н). Чему равна работа такой силы на первых двух метрах пути?

Домашнее задание

Вариант 2

Задача 2.1.

Наклонная плоскость, образующая угол α = 25º с плоскостью горизонта, имеет длину l = 2 м. Тело, двигаясь равноускоренно, соскользнуло с этой плоскости за время t = 2 с. Определить коэффициент трения μ тела о плоскость.

Задача 2.2.

Под действием постоянной силы F вагонетка прошла путь S = 5 м и приобрела скорость υ = 2 м/с. Определить работу A силы, если масса m вагонетки равна 400 кг и коэффициент трения μ = 0,01.

Задача 2.3.

Имеются две пружины, которые различаются лишь жесткостью: k₁ = 2k₂.Пружины растягивают, прикладывая к ним одинаковые силы. Найти отношение работ упругих сил для этих пружин A₁/A₂.

Законы Ньютона. Работа. Мощность. Энергия

Задания для работы на семинаре

Задача 1.

Для сжатия пружины на Δx = 1 см к ней нужно приложить силу F = 10 Н. Чему равна энергия пружины в таком состоянии?

Задача 2.

Чему равна мощность, которую развивает человек массой m = 70 кг при подъеме по лестнице на 5-й этаж в течение t = 40 с? Высота между этажами Δh = 2,5 м.

Задача 3.

Материальное тело массой m = 2 кг движется под действием некоторой силы прямолинейно по закону . Как изменится кинетическая энергия тела с первой по вторую секунду движения?

Задача 4.

Потенциальная энергия частицы в некотором силовом поле определяется выражением (Все величины даны в СИ). Найти работу , совершаемую над частицей силами поля при переходе из точки x₁ с координатами (1,00;1,00;1,00) в точку x₂ с координатами (2,00; 2,00; 2,00).

Задача 5.

Брусок массой m₂ = 5 кг может свободно скользить по горизонтальной поверхности без трения. На нем находится другой брусок массой m₁ = 1 кг. Коэффициент трения соприкасающихся поверхностей брусков μ =0,3. Определить максимальное значение силы F_max, приложенной к нижнеему бруску, при которой начнется соскальзывание верхнего бруска.

Задача 6.

Трактор массой m = 104 кг, развивающий мощность N = 530 Вт, поднимается в гору с постоянной скоростью υ = 5 м/с. Определить угол α наклона горы к горизонту. Силу сопротивления движению не учитывать.

Задача 7.

Мотоциклист едет по горизонтальной дороге. Какую наименьшую скорость υ он должен развить, чтобы, выключив мотор, проехать по треку, имеющему форму "мертвой петли" радиусом R = 4 м? Трением и сопротивлением воздуха пренебречь.

Домашнее задание

Вариант 3

Задача 3.1.

Аэростат массы m = 250 кг начал опускаться с ускорением a = 0,2 м/с². Определить массу балласта, который следует сбросить за борт, чтобы аэростат получил такое же ускорение, но направленное вверх.

Задача 3/2.

Вычислить работу A, совершаемую на пути s = 12 м равномерно возрастающей силой, если в начале пути сила F₁ = 10 Н, в конце пути F₂ = 46 Н.

Задача 3.3.

Найти работу силы тяжести и среднюю мощность этой силы за первую секунду свободного падения тела массой m = 1 кг; за пятую секунду.

Домашнее задание

Вариант 4

Задача 4.1.

На горизонтальном участке дороги от равномерно движущегося поезда массой M = 1000 т оторвался последний вагон массой m = 40 т, проехал расстояние S_в = 200 м и остановился. Какое расстояние S_п проехал поезд за время торможения вагона? Силу тяги локомотива считать неизменной. Сила сопротивления пропорциональна массе.

Задача 4.2.

Камень брошен вверх под углом φ = 60º к горизонту. Кинетическая энергия T₀ камня в начальный момент времени равна 20 Дж. Определить кинетическую T и потенциальную П энергии камня в высшей точке его траектории. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Задача 4.3.

Мальчик тянет санки по горизонтальной поверхности с постоянной скоростью, прилагая к веревке силу F = 100 Н. Веревка составляет угол α = 60º с горизонтом. Какую работу совершает мальчик при перемещении санок на S = 10 м?