- •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 скоростьюс поверхностиЗемли под угломк 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 , векторнаправлен 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 скоростьα0 = 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= 0с 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 падениямассу 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~mk22↑ 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∼m2(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 КВпод угломк горизонту и далее находится в свободном падении. Во сколько раз изменятся значенияопределяемых параметров движения тела, если изменить задаваемые параметры: первоначальную высоту падения теламассу тела
Ответы:. Принять отношения:= 1,5;= 0,5;.