БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Курс физики / А. Е. Айзенцон. – М. : Высшая школа, 1996. – 46 с.
2. Курс физики / Р. Г. Геворкян. – М. : Высшая школа, 1986. – 655
с.
3.Курс общей физики / Г. А. Зисман, О. М. Тодес. – М. : Наука, 1972. – 1974.
–Т. 1 – 3.
4.Курс общей физики / И. В. Савельев. – М. : Наука, 1977 и др. – Т. 1 – 3.
5. |
Сборник задач по курсу физики / Т. И. Трофимова. – М. : |
Высшая школа, |
1996. – 303 с. |
6. |
Курс физики / Т. И. Трофимова. – М. : Высшая школа , 1990. – |
478 с. |
|
7. |
Единицы физических величин / А. Г. Чертов. – М. : Высшая |
школа, 1997. – 120 с. |
|
8. |
Курс общей физики / А. С. Шубин. – М. : Высшая школа, 1975. |
9
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ
Учебным планом специальности «Технология продукции и организация общественного питания» предусмотрено выполнение аудиторной контрольной работы. Контрольная работа выполняется в период экзаменационной сессии в течение двух академических часов. Содержанием этой работы является решение двух физических задач. В этой связи студенту необходимо самостоятельно подготовиться к выполнению контрольной работы, для чего в методических указаниях приведены примеры решения задач и задачи с ответами (в скобках) для самостоятельной работы.
При решении задач целесообразно придерживать следующей схемы:
а) по условию задачи представьте себе физическое явление, о котором идёт речь. Сделайте краткую запись условия, выразив исходные данные в единицах СИ (международная система единиц); см. приложения Д, З, Ж,И,К.
б) сделайте, где это необходимо, чертёж, схему или рисунок, поясняющий описанный в задаче процесс;
в) напишите уравнения или систему уравнений, отображающие физический процесс;
г) используя чертёж и условие задачи, преобразуйте уравнения так, чтобы в них входили лишь исходные данные и табличные величины; см. приложения Б, В, Г.
д) полученное в общем виде решение необходимо проверить определением размерности обеих частей. Неравенство размерностей – признак наличия ошибок в решении;
е) подставьте числовые значения в расчётную формулу и произведите вычисления. Запишите в конце решения задачи ответ с указанием единиц измерений.
10
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ
Задача 1
С некоторой высоты h над поверхностью земли в горизонтальном направлении было брошено тело со скоростью 20 м/с. Найдите нормальное и тангенциальное ускорение точки, а также радиус кривизны траектории движения в момент времени 1,5 с от начала движения. Сопротивление среды пренебрёг.
Дано: |
Решение: |
0 72,0 км / ч |
20 м/с |
t = 1,5 c |
|
аn, а , R – ? |
|
Изобразим на рисунке траекторию движения тела. Полное ускорение в
данном случае равно ускорению свободного |
падения a g и направлено |
|||||
вертикально вниз, |
т.к. а |
а |
а n , |
то g a |
a n . Из рисунка следует, что |
|
an = g cos |
и а |
= g |
sin , |
где |
– угол между векторами полного ( а ) и |
|
нормального |
( а n ) |
ускорений. |
Угол |
найдём |
из треугольника скоростей |
|
cos |
|
|
x |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
; |
|
sin |
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
, где υy = g t. |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Следовательно, аn |
|
g |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
; а |
g |
|
|
|
|
|
|
|
gt |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
(gt)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
(gt)2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиус |
|
|
кривизны |
|
|
|
|
найдём |
из |
|
|
|
формулы нормального |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(gt)2 |
( |
|
gt 2 ) 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
an |
|
|
R |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
R |
|
|
|
|
an |
|
|
|
|
|
g |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
2 |
|
(gt)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вычисляем |
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.8 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 м / с 2 ; |
а |
|
9,82 |
1,5 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(20)2 |
(9,8 |
1,5)2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
(20)2 |
|
|
|
|
(9,8 |
1,5)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
ускорения
6 м / с2 ;
11
Проверяем: |
g 2 an |
2 |
a 2 ; |
||||||
(9,8)2 62 + 82 |
|
|
|
|
|
||||
98 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
(202 |
|
(9,8 1.5)2 ) 2 |
|
|
|
78,1 м . |
||
|
9,8 |
20 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ответ: |
a |
n |
8 м / с 2 , а |
6 м / с 2 , R 78,1 м. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 2
Определите прочность троса, поднимающего лифт массой 500 кг. При разгоне лифта скорость меняется от 0 до 10 м/с за 2 с. Запас прочности троса должен составлять не менее 3 максимальных нагрузок.
Дано: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: |
|
|
||||||||
m = 500 кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
υ0 = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
T |
На лифт действуют силы со |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
υ1 = 10 м/с |
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
стороны земли (Р) и со стороны |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
t = 2 с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
троса (Т ) |
|
|
||||||||||
N – ? |
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В результате этого действия появляется ускорение а |
Р Т |
(1). |
|||||||||||||||||||||
m |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В проекции на ось ОУ уравнение (1) запишем а |
|
Р |
Т |
, отсюда |
|
||||||||||||||||||
|
m |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Т = ma + P = ma + mg = m(a+g); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
а |
|
1 0 |
|
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
t |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Прочность троса N ≥ 3Т, следовательно, N |
3m ( |
1 |
|
g) . |
|
|
|||||||||||||||||
t |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Вычисляем N |
|
3 500 ( |
10 |
9,8) 22500 H |
|
22,5 кН. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ответ: 22,5 кН.
12