- •Іv. Змістовий модуль 3
- •Динаміка системи матеріальних точок. Закони збереження.
- •Теоретичне ядро
- •Механічні системи та їх класифікація.
- •Імпульс механічної системи. Рівняння імпульсу механічної системи.
- •Закон збереження імпульсу замкненої механічної системи.
- •Центр мас (центр інерції) системи матеріальних точок та його координати.
- •Рівняння руху центра мас. Закон збереження швидкості центра мас.
- •Момент імпульсу механічної системи. Закон збереження моменту імпульсу замкнених механічних систем.
- •Закон збереження і перетворення механічної енергії для консервативних механічних систем. Механічна енергія системи матеріальних точок.
- •Рівняння зміни повної механічної енергії системи.
- •Вивід закону збереження механічної енергії для консервативних механічних систем.
- •Фізична інтерпретація:
- •Загальне формулювання закону збереження, перетворення енергії.
- •Роль і значення законів збереження та їх зв’язок з геометричною симетрією простору та часу.
- •Пружні сили
- •Типи пружної деформації.
- •Закон Гука в загальній формі.
- •Закон Гука для різноманітних деформацій.
- •Коефіцієнт Пуассона
- •Пружна післядія і пружний гістерезис.
- •Потенціальна енергія пружної деформації тіла.
- •Густина енергії.
- •Елементи динаміки точки(тіла) змінної маси. Поняття про реактивний рух.
- •Основне рівняння динаміки точки змінної маси (рівняння Мещерського).
- •Формула Ціолковського.
- •Практичне заняття 3.1 Тема: Закон збереження імпульсу для замкненої механічної системи. Основні формули
- •Методичні вказівки
- •Задачі для самостійного розв’язування та домашнього завдання
- •Практичне заняття 3.2 Тема: Закони збереження й перетворення механічної енергії консервативних систем. Основні формули
- •Методичні вказівки
- •Приклади розвязування задач.
- •Задачі для самостійного розв’язування та домашнього завдання
- •Практичне заняття 3.3 Тема: Елементи динаміки тіла (точки) змінної маси Основні формули та методичні рекомендації
- •Приклади розв’язування задач
- •Задачі для самостійного розв’язування та домашнього завдання
- •Перелік компетентностей третього змістового модуля
- •Питання для самоконтролю третього змістового модуля
- •Банк завдань до третього змістового модуля
- •Динаміка системи матеріальних точок. Закони збереження.
- •Розрахункові задачі
- •Закон збереження імпульсу для замкнутої механічної системи.
- •Закони збереження й перетворення механічної енергії консервативних систем.
- •Елементи динаміки тіла (точки) змінної маси
- •Якісні задачі Закон збереження імпульсу
- •Робота та енергія
- •Закон збереження енергії
Якісні задачі Закон збереження імпульсу
На столі лежать дві кульки крокету. Як, не маючи вагів або інших приладів, визначити, чи рівні маси цих куль?
Восьминоги і каракатиці переміщаються з швидкістю до 60 м/с, періодично викидаючи вбирану в себе воду. За яким принципом переміщаються ці тварини?
На деяких судах для здійснення повороту встановлений спеціальний підрулюючий пристрій: збоку, поблизу носової частини, з судна починає бити струмінь води. Куди поверне судно, якщо струмінь б’є з лівого борту? Який принцип покладений в основу підрулюючого пристрою?
Чому з підвищенням температури повітря і із збільшенням висоти польоту потужність повітряних реактивних двигунів зменшується?
Чому рушницю, з якої робиться постріл, потрібно щільно притискувати до плеча?
Чому ковзанярі розмахують руками при бігу?
Як пояснити віддачу при пострілі?
Чому космічні ракети роблять багатоступінчатими?
Чи можуть всі осколки гранати, що утворюються при її вибуху, полетіти убік протилежний руху гранати?
Снаряд випущений вертикально вгору. Досягнувши максимальної висоти він розірвався на три частини. Один уламок полетів у північному напрямі, інший в східному. У якому напрямі полетить третій уламок?
Робота та енергія
Чи однакова буде робота при рівномірному піднятті тіла вертикально вгору на висоту h і при рівномірному переміщенні того ж тіла по горизонтальному шляху на відстань, рівну h?
Якщо снаряд і куля мають однакові швидкості при попаданні в ціль, в скільки разів робота руйнування снаряда більше роботи руйнування нулі?
Чому важка автомашина повинна мати сильніші гальма, ніж легша?
Чому витрачається більше бензину у тому випадку, коли автомобіль рухається з прискоренням, чим при русі з постійною швидкістю?
Автомобіль спускається з гори з вимкненим мотором. За рахунок якої енергії рухається при цьому автомобіль?
Пожежний насос викидає воду. На що витрачається енергія насоса?
На одній і тій же висоті знаходиться шматок алюмінію і шматок свинцю однакового об’єму. У якого тіла більше запас потенційної енергії?
Чи здійснює роботу сила тяжіння, коли тягнуть сани по горизонтальному шляху? переміщають вгору?
За рахунок якої енергії піднімається аеростат?
Чи потрібно здійснювати будь-яку роботу для зміни швидкості руху тіла в умовах невагомості, коли не існує ні тертя, ні опору середовища?
Закон збереження енергії
Гімнаст спочатку стрибає на гнучку дошку-трамплін, а потім вгору. Чому в цьому випадку стрибок виходить вищим, ніж стрибок без трампліну?
У метрополітені шляхи прокладені так, що на першій частині перегону поїзда здійснюють невеликий спуск, а на другій частині – підйом. Яке перетворення механічної енергії з одного вигляду в іншій відбувається на першій частині перегону, на другій? Чому тут можлива економія електроенергії?
Дві коркові пробки падають з висоти 1 м: одна в повітрі, інша в трубці Ньютона, з якої викачано повітря. Чи однакові потенціальні енергії пробок на початку падіння? Чи однакові їх кінетичні енергії в кінці падіння?
Як зміниться рух кулі, якщо на її шляху зустрінеться дошка, яку вона пробиває? Чи збережеться при цьому незмінною кінетична енергія кулі? Чи є протиріччя закону збереження енергії зміна кінетичній енергії при пробитті кулею дошки?
Поясніть, перехід та перетворення яких видів механічної енергії відбувається в дитячій іграшці «повітряний пістолет-автомат», що стріляє кульками від настільного тенісу.
Чому іноді автомобіль не може виїхати на гору, якщо він на початку підйому не зробив розгін (не набув значної швидкості)?
З пружинного пістолета, розташованого на висоті 2 м над поверхнею землі, вилітає куля. Перший раз вертикально вгору, другий раз горизонтально. У якому випадку швидкість кулі при підльоті до поверхні землі буде найбільшою? Опором повітря нехтувати. Швидкість вильоту кулі з пістолета у всіх випадках вважати однаковою.