- •Оглавление
- •Предисловие
- •Кинематика (к)
- •1.1 Расчетные формулы
- •Тестовые задания
- •1.2.1 Тестовые задания по теме «Свободное падение тела (спт)»
- •1.2.2.Тестовые заданияпо теме «Кинематика»(к).
- •Динамика (д)
- •2.1 Расчетные формулы
- •2.2.Тестовые задания по теме «Динамика» (д)
- •Законы сохранения (зс)
- •Расчетные формулы
- •3.2. Тестовые задания по теме «Законы сохранения»
- •4. Законы вращательного движения (звд)
- •4.2. Расчётные формулы задания «Маятник Обербека».
- •4.3. Тестовые задания по законам вращательного движения
- •4.4. Задачи на тему звд
- •5. Гармонические колебания (гк)
- •5.1. Параметры движения м.Т., совершаемого по законам синуса и косинуса.
- •5.2. Тестовые задания по гк
- •5.3. Задачи на тему гк
- •6. Вопросы, выносимые на защиту лабораторных работ и зачет (экзамен)
- •Библиографический список
- •Механика Тестовые задания
- •620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66
Кинематика (к)
1.1 Расчетные формулы
=
cos
определение проекции вектора
на осьОХ,
где α – угол между вектором
и осьюОХ.
=
определение скалярного произведения
векторов
и
,
где
угол между векторами
и
.
=
квадрат вектора.
модуль
суммы (разности) двух векторов.
Равнопеременное движение материальной точки.

;
модули проекций мгновенных скорости
и ускорения материальной точки.
;

модуль средней путевой скорости и
ускорения материальной точки.
уравнение
равномерного прямолинейного движения
материальной точки вдоль оси ОХ.
закон
сложения скоростей; вектор скорости
результирующего движения материальной
точки и его модуль.
относительная
скорость
скорость
материальной точки 2 относительно
материальной точки 1 и ее модуль.

;
уравнения равнопеременного движения
материальной точки в проекциях на ось
ОХ.
;
уравнения прямолинейного равноускоренного
движения.
;
уравнение прямолинейного равнозамедленного
движения.
;
время движения материальной точки до
остановки при прямолинейном
равнозамедленном движении и путь,
пройденный за это время.
приращение
скорости.
длина
пути.
Движение материальной точки по окружности
ω = ∆φ/∆t; ω =
;
– определение средней и мгновенных
угловых скоростей. Связь между
кинематическими характеристиками
движения материальной точки по окружности
с постоянной по модулю скоростью.
–линейная
скорость при равномерном движении
материальной точки по окружности.
–нормальное
ускорение материальной точки при ее
движении по окружности с постоянной
по модулю скоростью.
,
– модули тангенциального (касательного)
и полного ускорения при криволинейном
равномерном движении.aτ = 0
;S
= Rφ;
;
;
– формулы и связи между линейными и
угловыми величинами при равномерном
движении материальной точки по
окружности.
;
;
;φ
= εt2/2;
ω
=
;ω
= φ';
;
– угловая скорость
,
угол поворотаφ,
касательное ускорение
при равноускоренном движении материальной
точки по окружности.
;
;
;φ
= ω0t
±
εt2;
ω
=
– угловая скорость
и угловой путь материальной точки при
равноускоренном (+) и равнозамедленном
()
вращении по окружности.
Мгновенные
параметры движения тела, свободно
падающего
вертикально вниз за интервал времени
.
скорость.
импульс.
кинетическая
энергия.
мощность
силы тяжести тела.
высота
падения.
-
быстрота изменения скорости.
-
скорость изменения импульса.
-
скорость изменения кинетической
энергии.
-
скорость изменения мощности силы
тяжести.
-
скорость изменения высоты падения.
Мгновенные
параметры движения тела, свободно
падающего вертикально вниз с начальной
скоростью
, за интервал времениt.
-
скорость.
-
импульс.
–кинетическая
энергия.
-
мощность силы тяжести тела.
-
высота падения.Изменения параметров движения тела за одну последнюю секунду свободного вертикального падения
.
Пример
1.Вертикальное
СПТ
Тело
свободно падает (
)
вертикально вниз. Во сколько раз изменятся
максимальные значения определяемых
параметров движения тела, если изменить
задаваемые параметры:
,
высоту падения
,
?
Ответы:



Производные:
;
За
одну последнюю секунду падения: ∆υ(1)
= g;
∆p(1)
↓ 12; ∆P(1)
↓ 12;
.
Изменения параметров движения тела за n последних секунд свободного падения:

;
.
Мгновенные параметры движения тела, брошенного с поверхности Земли вертикально вверх заинтервал времениt.
-
скорость.
-
импульс.
-
кинетическая энергия.
-
мощность силы тяжести тела.
-
высота подъема;
-
максимальная высота подъема,
-
время подъема;
-
время движения.
Параметры
движения
тела,
брошенного со скоростью
с
поверхностиЗемли под углом
к
горизонту(поверхность
Земли горизонтальна).
-
время движения.
-максимальная
дальность броска (по горизонтали).
-
максимальная высота подъема.
-
кинетическая энергия в верхней точке
траектории.
Мгновенные
параметры движениятела, брошенного
с поверхности Земли под углом
к горизонту,
в момент времени t,
когда
угол между вектором скорости
и горизонтом равен
.

-
проекции вектора скорости
на оси координат.
-
модуль результирующей скорости.
-скорость,
где

.
,
где
-
время t
подъема.
-
перемещение по горизонтали.
-
высота подъема.
-
нормальная составляющая ускорения.
-
касательная составляющая ускорения.
-
радиус кривизны траектории.
-
импульс тела.
-
кинетическая энергия тела.
-
потенциальная энергия тела.
Пример
2.
Полет тела над горизонтальной поверхностью.
Начальная
скорость
,
вектор
направлен
к горизонту под углом
.
Во сколько раз изменятся максимальные
значенияопределяемых
параметров движения тела в момент
времени t,
когда угол между вектором скорости
и горизонтом равен
,
если изменитьзадаваемые
параметры: массу тела
а
начальную скорость
α0
= const;α
= const?
Ответы:












;Pt↓;
6Kt↓3;
Пt↓
3;

Pt
↓ 6
-
время движения.
-
дальность броска по горе.
-
максимальное расстояние до горы,
определяемое по перпендикуляру.
-
высота максимального подъема над горой,
определяемая по отвесу.
Параметры
движения тела, брошенного горизонтально
с вышки со скоростью
в момент времениt

-
скорость.
-
импульс.
-кинетическая
энергия.
-
перемещение.
-
мощность силы тяжести.
Соударение
свободно вертикально падающего
шарика
=
0
с
массивной плитой,
расположенной горизонтально
-
коэффициент восстановления материала,
-
скорость шарика перед ударом,
-
скорость шарика сразу после удара.
-
импульс, полученный плитой за время
удара.
-кинетическая
энергия тела сразу после удара.
-
мгновенная мощность силы тяжести тела
сразу после удара.
-
импульс тела сразу после удара.
-
количество теплоты, полученное плитой
за время удара.
Пример
3.Соударение шарика с плитой, расположенной
горизонтально.
Шарик (m=)
после удара поднимался на высоту
,
Во
сколько раз изменятся значенияопределяемых
параметров, еслиизменить задаваемые
параметры: высоту падения
массу тела
Коэффициент
восстановления (



Ответы:











.
Пример
4. Соударение шарика (m
=) с массивной плитой (М =), расположенной
горизонтально. Во сколько раз изменятся
значения определяемых параметров,
шарика перед ударом:

,
1,

,
шарика сразу после удара:
,
,
;
за время первого удара:
p
,

;
далее:
П2;
t1,
если изменить задаваемые параметры –
мощность силы тяжести шарика сразу
после удара
2
,
а
КВ
?
Дано:m
=,
1
=
0,1;
2
=
0,7; P
,
k
= (k2
/
.
Решение.
Мощность силы тяжести шарика по
модулюпосле удараP2=
.
Скорость шарика перед ударом во втором
опытеυ1∼
(P2/
)
.
Ниже приведены отношения значений
параметров второго опыта к первому.Шарика
перед ударом:
импульс
,
мгновенная мощность силы тяжестиP
,
кинетическая
энергия
.Шарика
сразу после удара:
скорость
,
импульсp2=
m
υ2
3,5,6) кинетическая энергия К2~mk2
2↑
12. За
время первого удара:7)
модуль импульса силы, полученный плитой,p
= m
(1
+ k)
= 0,75; 8) энергия, перешедшая в теплоту и
другие виды, Q∼m
2(1
– k2)
↓ 8;далее: 9) максимальная потенциальная
энергия шарика после первого удара П2=
К2∼mk2υ12↑
12 ; 10) время падения шарика до удара
~t
↓ 2.
Соударение
свободно вертикально падающего тела
(
)
с массивной плоскойплитой,
расположенной на Земле, имеющей
угол наклона
к горизонту. После соударения тело летит
под углом
к поверхности Земли. КВ
.
Поверхность Земли горизонтальна.
Размером плиты пренебречь.
75.
-
модуль импульса силы, полученной плитой
за время удара.
76.
-
количество теплоты, выделившееся при
соударении тел за время удара.
77.
время
полета тела от 1- го до 2 - го удара.
78.
-
высота максимального подъема тела над
Землей.
79.
дальность
полета тела по горизонтали.
Пример
5.
Соударение тела с массивной
плоской(наклонной) плитой.Тело
массой mсвободно
падает с высоты
,
затем отражаетсяот нее с КВ
под углом
к горизонту и далее находится в свободном
падении. Во сколько раз изменятся
значенияопределяемых параметров
движения тела, если изменить задаваемые
параметры: первоначальную высоту падения
тела
массу тела





Ответы:











.
Принять отношения:
= 1,5;
= 0,5;
.
