Файл: Решение задач Содержание Повторение теоретического материала План решения задач Движение по горизонтали.ppt

Динамика.

Динамика.

Решение задач

СодержаниеПовторение теоретического материалаПлан решения задачДвижение по горизонталиДвижение по вертикалиДвижение по наклонной плоскостиДомашнее заданиеЗаконы НьютонаI закон: Существуют такие системы отсчета относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела , или действия других тел скомпенсированы.II закон: Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение.F = maIII закон: Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению F1 = - F2Виды сил:Сила тяжести приложена к центру тела,всегда направлена вертикально внизFт = mgСила упругостивозникает при деформации тела, пропорциональна его удлинению и направлена противоположно направлению смещения частиц тела при деформации.При малых деформациях для модуля силы выполняется закон Гука: mgFупр = k| x|x = 0Fупрx x = 0x FупрВиды сил упругости: N ТN Т Т1 Т Т Т1Сила натяжения нитиПриложена к центру тела.В случае, если нить невесома, нерастяжима, одинакова в любой части нитиВес телаЭто сила упругости, приложенная к горизонтальной опореили вертикальному подвесу P P Сила реакции опорыПриложена к центру тела, всегданаправлена перпендикулярно поверхности, на которой находится телоСилы тренияВиды трения: покоя, скольжения, качения. Сила трения приложена к телу и направлена вдоль поверхности соприкасающихся тел в сторону, противоположную направлению движения тела, предполагаемого движения (когда мы пытаемся сдвинуть тело с места)

---

Исключением является случай, когда одно тело начинает движение по поверхности другого тела. Здесь сила трения направлена в сторону движения тела и является той силой, которая приводит его в движениеFтр1Fтр2Fтр = μNМаксимальная сила трения покоя ( скольжения ) пропорциональна силенормального давленияFтр1Fтр2Fтр1Fтр2Для удобства можно изображать силу трения от центра тела План решения задач3. Выполнить рисунок, на котором обозначить направления координатных осей, ускорения и всех сил, приложенных к телу .4. Для каждого тела записать в векторном виде уравнение второго закона Ньютона, перечислив в его правой части в любом порядке все силы, приложенные к телу5. Записать полученные в п. 4 уравнения в проекции на оси координат.7. Найти численное значение неизвестной величины, если этого требует условие задачи.6. Из полученного уравнения (системы уравнений) в буквенной форме выразить неизвестную величину. 1. Записать краткое условие задачи («Дано», «Найти»)2. Перевести, по необходимости, единицы измерения в стандарты СИ.8. Записать ответ.Движение тел по горизонталиКакая горизонтальная сила потребуется, чтобы тело массой 2 кг, лежащее на горизонтальной поверхности, начало скользить по ней с ускорением 0,2 м/с2 ? Коэффициент трения принять равным 0,02.Дано: m=2 кгμ = 0,02а = 0,2 м/с2F - ?Решение:1 mgFтрN F аX ma = mg + Fтр + N + F3Ох :ma = 0 - Fтр + 0 + F (1)Оу : 0 = - mg + 0 + N + 0 (2)из (2) : mg =N , т. к. Fтр = μN , получим уравнение (1) в виде:ma = -μmg+ FОткуда F = ma + μmg 425Вычислим F= 0,79 НОтвет: F= 0,79 Ну m1gДва тела массами 50 г и 100 г связаны нитью и лежат на гладкойгоризонтальной поверхности. С какой силой можно тянуть первоетело, чтобы нить, выдерживающая максимальную силу натяжения 5 Н, не оборвалась?Дано: m1= 50г = 0,05 кг m2= 100г = 0,1 кгF - ?Т = 5НN1 F N2 Т Т m2g

---

Решение:ХУа m1a = m1g + Т + N1 + F m2a = m2g + Т + N2 123 m1a = – Т + F (1)Ох : m2a = Т (2) 4Выражая из (2) : а = Т/m2 ,и подставляя в (1), получим m1 Т/m2 = – T + F F = m1 T/m2 + Т5 F = 0,05 кг . 5Н/ 0,1 кг + 5 Н = 7,5 Н Ответ: F= 7,5 НДвижение по вертикалиДва тела, связанные друг с другом, поднимают на нити вертикальновверх, прикладывая силу 5 Н. Масса первого тела 100 г , второго 200 г. Определите ускорение, с которым движутся тела и силунатяжения нити.Дано: m1= 100г = 0,1 кг m2= 200г = 0,2 кг a - ? T - ?F = 6 Н1 m1gTTF m2gа m1a = m1g + Т+ F m2a = m2g + Т 2Решение:Оy: m1a = - m1g - Т + F (1)3У0m2a = - m2g + Т (2) Сложим (1) и ( 2) :4 m1a + m2a = - m1g + F - m2g F - m2 g - m1g m1 + m2a = , Т = m2 (g + a) 5 a = 10 м/с2 Т = 4 НОтвет:a = 10 м/с2, Т = 4 Н К концам легкой нити, перекинутой через невесомый блок,подвешены грузы массами 2 кг и 1 кг. Определите ускорение грузов. TДано: m1= 2 кг m2= 1 кга - ? У0 m2g m1gTа а Решение:1 m1a = m1g + Т m2a = m2g + Т 2Оy: - m1a = - m1g + Т (1)3 m2a = - m2g + Т (2)4Вычтем из (2) (1) и выразим а :m2a +m1a = m1g - m2g a =m1g - m2g m2+m15a =9,8 м/с2 (2 кг– 1 кг) 1 кг + 2 кг= 3,3 м/с2 Ответ: а = 3,3 м/с2 Движение по наклонной плоскости ВАЖНО ПОМНИТЬ mgN F Fтр. mgуN аУХ0F Fтр. mgFх Fу mgх

• Для тела, расположенного

на наклонной плоскости ,

целесообразно выбирать оси

координат таким образом, чтобы

ось Ох располагалась вдоль,

а ось Оу – перпендикулярно

наклонной плоскости

(не нужно путать целесообразность

с обязательностью)

---

аТогда для проекции сил на оси координатполучим следующие выражения:Fх. = Fcos а, Fу = Fsin а mgх. = mgsin а , mgу = - mgcos а Nx = 0, Ny = N Fтр x= - Fтр., Fтр у = 0 .На брусок массой m действует горизонтальная сила F, параллельнаяоснованию наклонной плоскости с углом при основании a. С каким ускорением движется брусок к вершине, если коэффициент трения μ ? mgN F Fтр.аУХ0аДано:Решение:F ; m; a;μа - ? ma = mg + Fтр + N + F123Оx: ma = – Fтр – mgsin а + Fcos а (1)Оy: 0 = – mgcos а +N – Fsin а (2)4из(2): N = mgcos а + Fsin а ,Fтр = N μ = μ (mgcos а + Fsin а) ma = – μ (mgcos а + Fsin а) – mgsin а + Fcos а – μ (mgcos а + Fsin а) - mgsin а + Fcos а mОтвет: – μ (mg cos а + Fsin а) - mgsin а + Fcos аa = ma =аβ m1g m2gN1 N2 TTУУХХааС каким ускорением будут двигаться грузы массами 2 кг и 4 кг, если а =300, β =600. Найти натяжение нити. Блоки и нить невесомы, трением пренебречь. m1= 2 кг m2= 4 кгДано:а =300β =600а - ? Решение:12Удобно выбрать для каждого тела свою систему координат (как на рисунке) m1a = m1g + Т+ N1 m2a = m2g + Т + N2 3Оx: m1a = – m1gsin а + Т (1) Оy: 0 = – m1gcos а +N1 (2) Оx: m2a = m2gsin β – Т (3)Оy: 0 = – m1gcos β + N2 (4)4Складывая (1) и (3), и выражаяускорение, получим: g (m2sin β - m1sin а) a =m2+m1Т = 17,8 HT = m1a + m1gsin а 5a = 4 м/с2Ответ: а = 4 м/с2 , T = 17,8 H

Задачи

• Автодрезина ведет равноускоренно две платформы массами 12 т и 8 т. Сила тяги, развиваемая дрезиной , равна 1,78 кН. Коэффициент трения равен 0,06. С какой слой натянута сцепка между платформами?
• Тело массой 50 кг придавлено к вертикальной стене силой 4 Н. Какая сила необходима для того, чтобы перемещать его вертикально вверх с ускорением 0,2 м/с2, если коэффициент трения 0,5 ?
• К концам легкой нити, перекинутой через невесомый блок, подвешены грузы массами 2 кг и 1 кг. Систему грузов вместе с блоком поднимают вертикально вверх с ускорением 1 м/с2. Определите ускорения грузов.
• К концам троса, перекинутого через блок, привязаны бруски с массами m1= m и m2 = 4m, находящиеся на гладкой наклонной плоскости с углом наклона 300. При каком минимальном значении коэффициента трения между брусками они будут покоиться?

---

Список литературы

• Г. Я. Мякишев. Физика: Учебник для 10 кл. общеобразовательных учреждений / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н.Сотский. – М. : Просвещение, 2008.
• Кирик Л. А. Физика – 9. Разноуровненые самостоятельные и контрольные работы. – М.: Илекса, 2003.
• Задачи вступительных экзаменов в МФТИ .

ЗАВЕРШИТЬ ПОКАЗ

Скачано с www.znanio.ru

• Скачано с www.znanio.ru

---