В лаборатории есть две одинаковые невесомые пружины первую пружину прикрепили левым концом к стене

Обновлено: 03.05.2024

Законы Ньютона

С сортировочной горки скатываются два вагона: один груженый, другой порожний. Какой из вагонов отъедет дальше по прямолинейному участку пути после скатывания с горки? Считать силу сопротивления движению пропорциональной нагрузке на колеса и не зависящей от скорости. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Вагоны проедут одинаковые расстояния.

Какую массу балласта m надо сбросить с равномерно опускающегося аэростата, чтобы он начал равномерно подниматься с той же скоростью? Масса аэростата с балластом M=1200 кг, подъемная сила аэростата постоянна и равна F=8000 Н. Силу сопротивления воздуха считать одинаковой при подъеме и при спуске.

Шахтная клеть массой M=3·10 3 кг начинает подниматься с ускорением a=0,49 м/с 2 . Определить: а) натяжение троса, при помощи которого поднимается клеть; б) натяжение троса в начале спуска клети с тем же ускорением; в) натяжение троса при движении клети с постоянной скоростью вверх и вниз.

В лифте установлены пружинные весы, на которых стоит человек. Как изменяются показания весов при движении лифта вверх и вниз с учетом изменений характера движения лифта?

Показания весов увеличиваются, когда ускорение лифта направлено вверх (в начале подъема и в конце спуска, при торможении лифта). Показания весов уменьшаются, когда ускорение лифта направлено вниз (в начале спуска и в конце подъема). При равномерном движении лифта вверх или вниз показания весов не меняются и равны mg, где m — масса человека.

На доске стоит человек. Внезапно он приседает. Что произойдет в первый момент: увеличится или уменьшится прогиб доски? Что произойдет, если человек сидел на корточках и внезапно выпрямился?

При приседании прогиб доски уменьшится, а при выпрямлении увеличится.

Ящик, заполненный шарами, брошен вверх. Как меняется сила давления шаров на дно и боковые стенки ящика и друг на друга во время полета ящика? Как изменится ответ, если ящик брошен под углом к горизонту? Сопротивление воздуха не учитывать.

Во время свободного движения ящика сила давления шаров на дно, боковые стенки ящика и друг на друга равна нулю.

Тяжелое тело подвешено на пружине к потолку кабины лифта. Каково будет движение тела относительно кабины, если внезапно кабина начинает свободно падать под действием силы тяжести?

Тело поднимется вверх относительно кабины на изначальное удлинение пружины и будет совершать колебания.

На подставке лежит тело, подвешенное к потолку с помощью пружины. В начальный момент пружина не растянута. Подставку начинают опускать вниз с ускорением a. Через какое время Δt тело оторвется от подставки? Жесткость пружины k, масса тела m.

К концам шнура, перекинутого через блок, подвешены грузы m₁=50 г и m₂=75 г. Пренебрегая трением и считая шнур и блок невесомыми, а шнур нерастяжимым, определить ускорения, с которыми будут двигаться грузы, силу натяжения шнура и показание динамометра, на котором висит блок.

a ≈ 1,96 м/с 2 ; T ≈ 0,6 Н; F ≈ 1,2 Н.

Две гири массами m₁=7 кг и m₂=11 кг висят на концах малорастяжимой нити, которая перекинута через блок. Гири вначале находятся на одной высоте. Через какое время t после начала движения более легкая гиря окажется на 10 см выше тяжелой? Массой блока, нити и сопротивлением движению пренебречь.

Два одинаковых груза массой M подвешены на невесомой и нерастяжимой нити, перекинутой через блок. На один из них положен грузик массой m. Определить силу f давления грузика на груз М и силу F, действующую на ось блока.

; .

Через середину стержня проходит горизонтальная ось, вокруг которой он может вращаться. На концах стержня укреплены грузы массами m₁=2 кг и m₂=8 кг. Стержень приведен в горизонтальное положение и освобожден без толчка.

1. Найти силу давления стержня на ось в начальный момент после его освобождения. Массой стержня и трением в оси пренебречь, грузы рассматривать как материальные точки.

2. Решить задачу для случая, когда ось проходит не через середину стержня, а на расстоянии 1/3 его длины от меньшей массы.

1. F ≈ 64 Н. 2. F ≈ 42,3 Н.

Через невесомый блок, укрепленный на ребре призмы, грани которой образуют углы α и β горизонтом, перекинута нить.

К концам нити прикреплены грузы массами m₁ и m₂. Найти ускорения грузов и силу натяжения нити. Трением пренебречь.

; .

Два груза массами m = 0,2 кг и M = 4 кг соединены нитью и лежат на гладком столе (трением пренебрегаем). К первому грузу приложена сила F₁ = 0,2 Н, действующая вдоль направления нити, ко второму — в противоположном направлении сила F₂ = 0,5 Н. С каким ускорением a будут двигаться грузы и какова сила натяжения T соединяющей их нити? Решить задачу в общем виде и сделать вывод о силе натяжения нити, когда m ≪ M.

a = 0,12 м/с2; T = 0,22 Н; ≈ F₁, когда m ≪ M.

Найти ускорения a₁ и a₂ масс m₁ и m₂ и силу натяжения T нити в системе, изображенной на рисунке.

Массой блоков и нити и трением пренебречь.

; ; .

На тележке стоит сосуд с жидкостью; тележка движется в горизонтальном направлении с ускорением a. Определить угол наклона α поверхности жидкости к горизонтали, считая положение жидкости в сосуде установившимся.

α = arctg(a/g).

Определить угол наклона поверхности жидкости в сосуде, скользящем без трения по наклонной плоскости.

Поверхность жидкости будет параллельна наклонной плоскости.

В лифте находится ведро с водой, в котором плавает тело. Изменится ли глубина погружения тела, если лифт будет двигаться с ускорением a, направленным вверх? вниз?

Доска массой M может двигаться без трения по наклонной плоскости с углом α к горизонту. В каком направлении и с каким ускорением должна бежать по доске собака массой m, чтобы доска не соскальзывала с наклонной плоскости? Каким должен быть коэффициент трения k между лапами собаки и доской, чтобы задача имела решение?

; .

На цилиндр массой M намотана нить. Затем цилиндр отпускают, а нить тянут вверх так, что центр массы цилиндра остается при разматывании нити на одной и той же высоте. Чему равна сила натяжения нити?

Через неподвижный блок перекинута веревка, к одному из концов которой привязан груз массой m₁ = 64 кг. На другом конце повис человек массой m₂ = 65 кг, который, выбирая веревку, поднимает груз, оставаясь при этом на одном и том же расстоянии от пола. Через какое время t груз будет поднят на высоту h = 3 м? Массой веревки и блока пренебречь.

1. Два мальчика равных масс, стоящие на коньках на расстоянии l друг от друга, выбирают натянутую между ними веревку: один со скоростью v, другой со скоростью 2v. Через сколько времени и в каком месте они сойдутся? Решить задачу для случая, когда массы мальчиков относятся как 1:1,5.

2. За концы веревки, перекинутой через неподвижный блок, ухватились два гимнаста, имеющих одинаковые массы, которые начинают одновременно подниматься вверх: один со скоростью v, а другой со скоростью 2v относительно веревки. Через сколько времени каждый из них достигнет блока? Длина веревки l. Концы веревки в начальный момент находились на одинаковом расстоянии от блока.

1. Оба мальчика достигнут середины расстояния между ними одновременно за время τ=l/(3v). Если массы мальчиков неодинаковы, то место встречи делит расстояние между ними обратно пропорционально их массам.

2. Гимнасты достигнут блока одновременно через время τ=l/(3v).

Тело массой m = 1 кг лежит на горизонтальной плоскости. Коэффициент трения k = 0,1. На тело действует горизонтальная сила F. Определить силу трения для двух случаев: F = 0,5 Н и F = 2 Н.

Брусок массой m = 2 кг находится на горизонтальной поверхности. Коэффициент трения при скольжении бруска равен k = 0,2. Изобразить графически зависимость силы трения от силы тяги, приложенной к бруску вдоль плоскости скольжения. Явлением застоя пренебречь.

График зависимости силы трения от силы тяги изображен на рисунке.

Брусок находится на плоскости, угол наклона которой может изменяться от 0 до 90°. Построить график зависимости силы трения бруска о плоскость от угла наклона плоскости к горизонту. Явлением застоя пренебречь.

Определить приближенное значение коэффициента трения k песка о песок, если угол наклона горки, образовавшийся после осыпания песка, равен α.

Через легкий вращающийся без трения блок перекинут шнурок. На одном конце шнурка привязан груз массой m₁. По другому концу шнурка может скользить кольцо массой m₂.

1. С каким ускорением a движется кольцо, если груз m₁ неподвижен? Чему равна сила трения F_тp кольца о шнурок?

2. Кольцо соскальзывает с постоянным относительно шнурка ускорением a₂. Найти ускорение a₁ груза массой m₁ и силу трения F_тр кольца о шнурок. Массой шнурка можно пренебречь; считать, что груз m₁ опускается.

1. ; .

2. ; .

Тело массой M движется прямолинейно с ускорением a по горизонтальной плоскости под действием некоторой силы F, образующей с горизонтом угол α. Определить величину этой силы, если коэффициент трения между передвигаемым телом и плоскостью равен k.

F = M(kg + α)/(cosα ± ksinα).

Доска A движется по горизонтальному столу под действием силы натяжения привязанной к ней нити. Нить перекинута через прикрепленный к столу блок и прикреплена к другой доске B, падающей вниз.

1. Определить силу натяжения нити T, если масса доски A m₁ = 200 г, масса доски B m₂ = 300 г, коэффициент трения k = 0,25. Масса блока ничтожно мала.

2. Как изменится ответ, если доски поменять местами?

3. Определить силу F, действующую на ось блока в случаях (1) и (2).

1. T = 1,47 Н.

3. F = 2,08 Н.

Система из двух грузов массами m₁ и m₂

находится в лифте, движущемся с ускорением a, направленным вверх. Найти силу натяжения T нити, если коэффициент трения между грузом m₁ и опорой равен k. Изменится ли состояние движения (или покоя) грузов, если ускорение лифта сменится на обратное?

для km < m₂; T = m₂(g + a) для km > m₂. Состояние движения (или покоя) не изменится.

Два груза массами M₁ = 3 кг и M₂ = 5 кг лежат на гладком горизонтальном столе, связанные шнуром, который разрывается при силе натяжения T = 24 Н. Какую максимальную силу F можно приложить к грузу M₁? к грузу M₂? Как изменится ответ, если учесть трение? Коэффициенты трения грузов о стол одинаковы.

F₁ = 38,4 Н; F₂ = 64 Н; не изменится.

n +1 одинаковых грузов массой m каждый соединены друг с другом n одинаковыми невесомыми пружинами.

К крайнему грузу приложена некоторая сила F, под действием которой система движется с ускорением a в горизонтальном направлении. Определить величину силы F и изменение длины каждой пружины, если коэффициент трения между грузами и плоскостью равен f и жесткость пружины равна k.

F = m(n + 1)(a + fg); .

Два бруска массами m₁ и m₂, связанные нерастяжимой нитью, находятся на горизонтальной плоскости.

К ним приложены силы F₁ и F₂, составляющие с горизонтом углы α и β. Найти ускорение системы a и силу натяжения T нити. Коэффициенты трения брусков о плоскость одинаковы и равны k. Силы F₁ и F₂ не отрывают бруски от плоскости. Система движется влево.

;

1. Бруски A и B массами m₂ и m₁ находятся на столе.

К бруску B приложена сила F, направленная под углом α к горизонту. Найти ускорения движения брусков, если коэффициенты трения брусков друг о друга и бруска о стол равны соответственно k₁ и k₂. Сила трения между поверхностями максимальна.

2. На наклонную плоскость с углом α помещена плоская плита массой m₂, а на нее — брусок массой m₁. Коэффициент трения между бруском и плитой k₁. Определить, при каких значениях коэффициента трения k₂ между плитой и плоскостью плита не будет двигаться, если известно, что брусок скользит по плите.

1. ;

2. .

Тело брошено вертикально вверх. Чему равно ускорение тела в высшей точке подъема? Как будет изменяться ускорение тела во время его движения? Рассмотреть два случая: 1) сопротивление воздуха отсутствует; 2) сопротивление воздуха растет с увеличением скорости тела.

1) Ускорение тела на протяжении всего полета не изменяется и равно g; 2) по второму закону Ньютона a = (mg + F_сопр)/m. При движении тела вверх сила сопротивления, как и сила тяжести, направлена вниз и уменьшается по мере подъема тела (так как при этом уменьшается скорость тела), при движении тела вниз сила сопротивления направлена вверх и увеличивается по мере увеличения скорости тела. Поэтому ускорение тела в начале движения максимально и больше g, уменьшается при подьеме и становится равным g в верхней точке траектории, при спуске ускорение уменьшается и может стать равным нулю.

Два шарика падают в воздухе. Шарики (сплошные) сделаны из одного материала, но диаметр одного из шариков вдвое больше, чем у другого. В каком соотношении будут находиться скорости шариков при установившемся (равномерном) движении? Считать, что сила сопротивления воздуха пропорциональна площади поперечного сечения движущегося тела и квадратично зависит от скорости движения тела.

При установившемся движении скорость большого шарика будет больше в раз скорости меньшего шарика.

Шар массой m падает в жидкости плотностью ρ с постоянной скоростью v. С какой силой нужно тянуть этот шар, для того чтобы он поднимался в той же жидкости со скоростью 2v? Объем шара равен V. Сопротивление при движении шара в жидкости пропорционально скорости шара.

3g(m-ρV).

Почему крупные капли дождя падают с большей скоростью, чем мелкие?

Шарик всплывает с постоянной скоростью в жидкости, плотность которой в четыре раза больше плотности материала шарика. Определить силу сопротивления жидкости при движении в ней шарика, считая ее постоянной. Масса шарика 10 г.

Тело лежит на наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол 4°. Требуется определить: а) при каком предельном значении коэффициента трения k тело начнет скользить по наклонной плоскости? б) с каким ускорением a будет скользить тело по плоскости, если коэффициент трения равен 0,03? в) время t прохождения при этих условиях 100 м пути; г) скорость v тела в конце этого пути.

а) k = 0,07; б) a ≈ 0,39 м/с 2 ; в) t = 22,7 с; г) v = 8,85 м/с.

За какое время t тело соскользнет с наклонной плоскости высотой h, наклоненной под углом α к горизонту, если по наклонной плоскости с углом наклона β оно движется равномерно?

Два бруска с одинаковыми массами m скреплены нитью и находятся на наклонной плоскости с углом наклона α. Определить силу натяжения нити T при движении брусков вдоль наклонной плоскости, если коэффициент трения k верхнего бруска о плоскость в два раза больше коэффициента трения нижнего.

На верхнем краю наклонной плоскости укреплен блок, через который перекинута нить. К одному концу нити привязан груз массой m₁ = 2 кг, лежащий на наклонной плоскости. На другом конце нити висит груз массой m₂ = 1 кг. Наклонная плоскость образует с горизонтом угол α = 20°; коэффициент трения между грузом и наклонной плоскостью k = 0,1. Считая нить и блок невесомыми, найти ускорение a, с которым движутся грузы, и силу натяжения нити T.

a ≈ 0,42 м/с 2 ; T ≈ 9,36 Н.

Невесомый блок укреплен на вершине двух наклонных плоскостей, составляющих с горизонтом углы α = 30° и β = 45°. Гири равной массы m₁ = m₂ = 1 кг соединены нитью, перекинутой через блок. Найти: а) ускорение a, с которым движутся гири; б) силу натяжения нити T. Коэффициент трения гирь о наклонные плоскости k = 0,1.

Трением в блоке, массой нити и ее растяжением пренебречь.

а) a ≈ 0,24 м/с 2 ; б) T = 6 Н.

Ледяная горка составляет с горизонтом угол α = 10°. По ней пускают вверх камень, который, поднявшись на некоторую высоту, соскальзывает по тому же пути вниз. Каков коэффициент трения k, если время спуска в n = 2 раза больше времени подъема?

На горизонтальной доске лежит груз. Коэффициент трения между доской и грузом k = 0,1. Какое ускорение a в горизонтальном направлении следует сообщить доске, чтобы груз мог с нее соскользнуть?

a > 0,1g.

На листе бумаги стоит прямой цилиндр, высота которого 20 см и диаметр основания 2 см. С каким наименьшим ускорением нужно потянуть лист, чтобы цилиндр упал? Предполагается, что цилиндр не скользит по поверхности листа.

a > 0,1g.

Тележка массой M может катиться без трения по горизонтальному пути. У заднего края тележки лежит брусок массой m. Коэффициент трения между бруском и тележкой k. К бруску приложена горизонтальная сила F, достаточная для того, чтобы брусок начал скользить. Через какое время t брусок упадет с тележки, если длина ее l?

При какой минимальной силе F₀ брусок начнет скользить?

; .

По достаточно длинной доске массы M, лежащей на гладкой горизонтальной плоскости и удерживаемой шнуром,

скользит равномерно со скоростью v₀ брусок массой m под действием силы F. В некоторый момент t = 0, когда брусок прошел путь l₀, шнур перерезают. Описать дальнейшее движение бруска и доски. Через какое время t₁ и как изменится сила трения между ними? Какова минимальная длина доски l, при которой брусок не соскользнет с нее?

t₁ = v₀M/F; F_тр1 = F; F_тр2 = FM/(m + M); .

От поезда массой M, идущего с постоянной скоростью, отрывается последний вагон массой m, который проходит путь s и останавливается. На каком расстоянии l от вагона в момент его остановки будет находиться поезд, если тяга тепловоза постоянная, а сопротивление движению каждой части поезда не зависит от скорости и пропорционально ее весу?

Школьный этап всероссийской олимпиады школьников ВОШ по физике 2020-2021 ответы и задания

ВОШ Школьный этап ответы и задания для 7, 8, 9, 10, 11 классов олимпиады по физике школьный этап 2020-2021 всероссийской олимпиады школьников (ВсОШ). Олимпиада проходит во всех школах города Москвы с 24 сентября 2020 г.

• Посмотреть ВОШ на другие регионы и предметы: Смотреть

Интересные задания 7 класс

1. Переведите в СИ: 36 км/ч, 15 дм.
А) 129,6 м/с, 150 см
Б) 1000 см/с, 150 см
В) 129,6 м/с, 0,15 м
Г) 10 м/с; 0,15 м
Д) 10 м/с; 1,5 м

2. На рисунке изображена линейка с двумя шкалами. Какова цена деления верхней сантиметровой шкалы (обозначена «см») и нижней дюймовой шкалы (обозначена «inch»)?

А) 1 см, 1 дюйм
Б) 1 мм, 1/2 дюйма
В) 1 см, 1/2 дюйма
Г) 1 мм, 1/4 дюйма
Д) 1 см, 1/4 дюйма
Е) 1 мм, 1/16 дюйма
Ж) 1 см, 1/8 дюйма

3. В частично заполненную водой мензурку (см. рисунок) начали тонкой струйкой доливать жидкость со скоростью 120 миллилитров (мл) в минуту. Через какое время мензурка наполнится до края?
А) 0,6 минуты
Б) 50 секунд
В) 15 секунд
Г) 35 секунд

4. Доктор Ватсон и Шерлок Холмс спешат навстречу друг другу со скоростями 18 км/ч и 7 м/с соответственно. Через какое время встретятся друзья, если первоначально расстояние между ними составляло 240 м?
А) 5 с
Б) 10 с
В) 15 с
Г) 20 с
Д) 25 с

5. С какой примерно скоростью Земля движется по орбите вокруг Солнца? Расстояние от Земли до Солнца 150 000 000 км, орбиту для оценки считайте круговой. Длина окружности радиусом R равна 2πR, где π » 3,14.
А) 10 м/с
Б) 100 м/с
В) 1 км/с
Г) 30 км/с
Д) 50 км/с

Интересные задания 8 класс

1. С какой примерно скоростью Земля движется по орбите вокруг Солнца? Расстояние от Земли до Солнца 150 000 000 км, орбиту для оценки считайте круговой. Длина окружности радиусом R равна 2πR, где π » 3,14.
А) 1 м/с
Б) 30 м/с
В) 100 м/с
Г) 30 км/с
Д) 100 км/с

3. Все реальные тела под действием внешних сил деформируются. Какое давление оказывает очень лёгкий шарик на поверхность стола под действием внешней силы 2 кН, направленной перпендикулярно поверхности, если площадь контакта шарика и стола равна 0,01 мм2? Силой тяжести можно пренебречь.
А) 20 Па
Б) 2·105 Па
В) 2·109 Па
Г) 2·1011 Па

5. Вблизи вершины горы Фудзияма ползёт улитка со скоростью 0,04 км/ч, а автомобиль у подножия этой горы едет со скоростью 100 км/ч. Масса улитки 10 г, масса автомобиля 1,5 тонны, высота горы 3770 м. У кого механическая энергия (относительно подножия Фудзиямы) больше?
А) у улитки
Б) у автомобиля
В) одинакова

Интересные задания 9 класс

1. Точечное тело движется вдоль оси X. На рисунке представлен график зависимости координаты X этого тела от времени t. Какой путь прошло тело за 6 с движения?
А) 2 м
Б) 8 м;
В) 16 м
Г) 26 м
Д) 30 м

2. В лаборатории есть две одинаковые невесомые пружины. Первую пружину прикрепили левым концом к стене, а к правому концу приложили силу 2F, направленную вдоль пружины. Вторую пружину растянули с двух концов, действуя на них в противоположные стороны одинаковыми силами F. Сила упругости:
А) больше у первой пружины
Б) больше у второй пружины
В) одинакова у обеих пружин
Г) недостаточно данных для сравнения сил упругости

3. В сосуде с ртутью плавает стальной шарик. Как изменится глубина погружения шарика в ртуть, если сверху на ртуть налить воду? Ртуть и вода не смешиваются друг с другом.
А) увеличится
Б) уменьшится
В) не изменится

4. В калориметр, содержащий 200 г льда при температуре –15 °C, налили 1 литр воды при температуре +85 °C. Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг×°C), удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг×°C), удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг. После установления теплового равновесия в калориметре будет находиться:
А) только вода
Б) только лёд
В) смесь воды со льдом

5. Сопротивления всех резисторов в цепи, схема которой показана на рисунке, одинаковы. Напряжение идеальной батарейки равно 3 В, а идеальный амперметр показывает силу тока 10 мA. Чему равно сопротивление одного резистора?
А) 50 Ом
Б) 100 Ом
В) 150 Ом
Г) 200 Ом

Интересные задания 10 класс

1. Во сколько раз период обращения часовой стрелки часов больше, чем период вращения минутной стрелки?
А) В 3600 раз
Б) в 60 раз
В) в 24 раза
Г) в 12 раз
Д) одинаковый

2. На рисунке изображены графики зависимости модуля ускорения a от времени t для трёх тел, движущихся вдоль прямой. На какое из этих тел действует уменьшающаяся со временем сила?
А) 1
Б) 2
В) 3
Г) нет такого тела

3. Через лёгкий блок переброшена невесомая веревка, на концах которой закреплены два тела массами m и 2m. Более тяжёлое тело частично погружено в жидкость. Система находится в равновесии, трение отсутствует. Найдите модуль силы Архимеда, которая действует на тело массой 2m.
А) mg/2
Б) mg
В) 2mg
Г) 3mg
Д) 0

4. В калориметр, содержащий 500 г льда при температуре –15 °C, налили 1 литр воды при температуре +35 °C. Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг×°C), удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг×°C), удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг. После установления теплового равновесия в калориметре будет находиться:
А) только вода
Б) только лёд
В) смесь воды со льдом

5. В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, источники идеальные, а лампочки одинаковые. Какая из лампочек светит ярче?
А) Л1
Б) Л2
В) Л3
Г) одинаково
Д) ни одна не светит

Интересные задания 11 класс

1. Материальная точка движется вдоль оси OX. На рисунке показан график зависимости проекции ускорения ax этой точки на данную ось от времени t. Сколько раз останавливалась точка в течение первых пяти секунд движения, если её начальная скорость была равна нулю? Начало движения остановкой не считается.

2. В неподвижном лифте находится вертикально расположенная U-образная трубка, в которую налиты две жидкости (см. рисунок). Как изменится установившаяся разность уровней жидкостей Dh в трубке, если лифт будет равноускорено двигаться вверх?
А) увеличится
Б) не изменится
В) уменьшится
Г) зависит от модуля ускорения лифта

3. Где температура нити работающей электрической лампы накаливания выше?
А) у поверхности нити
Б) в центре нити
В) везде одинакова
Г) недостаточно данных для ответа

4. В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, источники питания и резисторы одинаковые. Полярность подключения какого из вольтметров указана правильно?
А) V1
Б) V2
В) V1 иV2
Г) V1 и V2 – неправильно

5. В предбаннике (это помещение в бане, расположенное непосредственно перед парной комнатой) первая водопроводная труба покрыта влагой, а вторая практически сухая. Выберите правильное утверждение.
А) Температура первой трубы больше, чем второй.
Б) Температура второй трубы больше, чем первой.
В) Температура первой трубы выше, чем комнатная температура.
Г) Температуры труб одинаковы.

В лаборатории есть две одинаковые невесомые пружины первую пружину прикрепили левым концом к стене

К телу, имеющему внутреннюю герметичную полость, на невесомой нерастяжимой нити привязан сплошной шарик. Система «тело + шарик» плавает в сосуде с жидкостью, не касаясь стенок и дна сосуда. Плотность материала тела и шарика 1,6 г/см 3 , плотность жидкости 800 кг/м 3 , объём полости составляет 3/4 объёма тела, объём шарика равен 1/4 объёма тела. Исходя из условия задачи, выберите все верные утверждения.

1) Модуль силы Архимеда, действующей на тело, больше модуля силы Архимеда, действующей на шарик.

2) Модуль силы натяжения нити меньше модуля силы тяжести, действующей на шарик.

3) Модуль силы натяжения нити равен модулю силы тяжести, действующей на тело.

4) Модуль силы тяжести, действующей на шарик, меньше модуля силы тяжести, действующей на тело.

5) Объём погружённой части тела равен 3/4 объёма этого тела.

Плотность шарика 1,6 г/см 3 = 1600 кг/м 3 , она больше плотности жидкости 800 кг/м 3 , значит, шар будет тонуть в такой жидкости. Поскольку тело на 3/4 пустое, его средняя плотность равна и, значит, тело будет плавать в жидкости. Если бы к телу не был привязан шарик, то оно бы плавало, погрузившись на своего объёма. Из-за шарика погружённая часть будет больше. Найдём её.

Объём шарика составляет 1/4 от объёма тела, значит, средняя плотность системы «тело + шарик» равна Погружённая часть системы составит а над поверхностью будет от суммарного объёма ( объёма тела), т. е. объёма тела.

В итоге заключаем, что шарик полностью погружен в жидкость, а тело плавает, погруженное на 3/4 своего объёма.

Теперь проверим утверждения. Обозначим объём тела за

1) Сила Архимеда, действующая на тело, равна а сила Архимеда, действующая на шар (первое утверждение верно).

2) На шарик действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как шар находится в покое, то по второму закону Ньютона то есть (второе утверждение верно).

3) На тело действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как тело находится в покое, то по второму закону Ньютона то есть (третье утверждение неверно).

4) Сила тяжести, действующая на шар, Сила тяжести, действующая на тело, (четвертое утверждение неверно).

5) Объём погруженной части тела равен 3/4 его объёма (утверждение 5 верно).

Источник: Тренировочная работа по физике 12.10.2016, вариант ФИ10103 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.3.5 Закон Архимеда. Условия плавания тел

1) Модуль силы Архимеда, действующей на тело, меньше модуля силы Архимеда, действующей на шарик.

2) Модуль силы натяжения нити равен модулю силы тяжести, действующей на шарик.

3) Модуль силы натяжения нити меньше модуля силы Архимеда, действующей на тело.

4) Модуль силы тяжести, действующей на шарик, равен модулю силы тяжести, действующей на тело.

5) Объём погружённой части тела равен четверти объёма этого тела.

В итоге заключаем, что шарик полностью погружен в жидкость, а тело плавает, погруженное на 3/4 своего объёма.

Теперь проверим утверждения. Обозначим объём тела за

1) Сила Архимеда, действующая на тело, равна а сила Архимеда, действующая на шар (первое утверждение неверно).

2) На шарик действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как шар находится в покое, то по второму закону ньютона то есть (второе утверждение неверно).

3) На тело действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как тело находится в покое, то по второму закону ньютона то есть (третье утверждение верно).

4) Сила тяжести, действующая на шар, Сила тяжести, действующая на тело, (четвёртое утверждение верно).

5) Объём погруженной части тела равен 3/4 его объёма (утверждение 5 неверно).

Ответ: 34|43

Аналоги к заданию № 9080: 9111 Все

Источник: Тренировочная работа по физике 12.10.2016, вариант ФИ10104 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.3.5 Закон Архимеда. Условия плавания тел

На рисунке изображён подъёмный механизм, с помощью которого равномерно поднимают груз массой m = 6 кг, прикладывая к концу лёгкой нерастяжимой нити некоторую силу Механизм состоит из блока 1, имеющего массу M = 2 кг, и невесомого блока 2. Трение в осях блоков пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) КПД механизма,%

Б) модуль силы натяжения нити, лежащей между блоками

По второму закону Ньютона так как то

Значит, модуль силы натяжения нити, лежащей между блоками 40 Н. (Б — 3)

Полезная работа по поднятию груза на h равна общая энергия равна по второму закону Ньютона Значит, КПД системы равно:

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10203 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО Задания Д28 C1 № 9161

К потолку подвешен лёгкий неподвижный блок. Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить, на концах которой прикреплены два одинаковых груза массой 6 кг каждый. Трение отсутствует. Один из грузов склеен из двух частей, и в некоторый момент времени от него отваливается часть массой 2 кг. Каково будет ускорение этого груза в процессе начавшегося движения?

Запишем второй закон Ньютона для одного груза и для другого:

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10203 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО

На рисунке изображён подъёмный механизм, с помощью которого равномерно поднимают груз массой m = 6 кг, прикладывая к концу лёгкой нерастяжимой нити некоторую силу Механизм состоит из блока 1, имеющего массу M = 3 кг, и невесомого блока 2. Трение в осях блоков пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) КПД механизма,%

По второму закону Ньютона так как T₁ = T₂, то

Значит, модуль силы натяжения нити, лежащей между блоками 45. (Б — 2)

Полезная работа по поднятию груза на h равна общая энергия равна 2Fh, по второму закону Ньютона F = T. Значит, КПД системы равно:

Аналоги к заданию № 9144: 9175 Все

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10204 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО Задания Д28 C1 № 9192

К потолку подвешен лёгкий неподвижный блок. Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить, на концах которой прикреплены два одинаковых груза массой 3 кг каждый. Трение отсутствует. Один из грузов склеен из двух частей, и в некоторый момент времени от него отваливается часть массой 2 кг. Каково будет ускорение этого груза в процессе начавшегося движения? Ответ дайте в метрах на секунду в квадрате.

Запишем второй закон Ньютона для одного груза и для другого:

Вычтем из второго равенства первое и выразим ускорение:

Аналоги к заданию № 9161: 9192 Все

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10204 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО

На рисунке показана система, состоящая из трёх лёгких блоков и невесомого троса, с помощью которой можно удерживать в равновесии или поднимать груз массой M. Подвес груза и конец троса прикреплены к оси нижнего блока. Трение пренебрежимо мало.

На основании анализа приведённого рисунка выберите все верные утверждения и укажите в ответе их номера.

1) Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец верёвки с силой

2) Изображённая на рисунке система блоков не даёт выигрыша в силе.

3) Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок верёвки длиной 3h.

4) Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок верёвки длиной 2h.

5) Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец верёвки с силой

Система состоит из двух неподвижных блоков и одного подвижного. Неподвижные блоки меняют направление силы, но не дают выигрыша. Данный подвижный блок даёт дополнительный выигрыш в силе в 3 раза (в отличие от подвижного блока, дающего выигрыш в 2 раза, в котором один из концов троса закреплён на неподвижной опоре, здесь трос прикреплён к этому же подвижному блоку). Таким образом, если на груз действует сила тяжести то для удержания системы в равновесии необходимо приложить силу в 3 раза меньшую, т.е. (утверждения 1 и 2 неверны, утверждение 5 верно).

Для того чтобы поднять груз на высоту h, необходимо, чтобы три верёвки, присоединенные к грузу через подвижный блок, стали короче на h, а значит, придётся вытянуть веревку длиной 3h (утверждение 3 верно, утверждение 4 неверно).

Таким образом, подвижный блок даёт выигрыш в силе, но проигрыш в расстоянии и, тем самым, они не изменяют величину работы по подъёму груза.

Объяснение Григория Левиева.

Поднимем груз рукой, а не за веревку, на 1 метр. Провиснут три веревки. Чтобы убрать провисание, т. е. чтобы веревки оказались вновь натянутыми, нужно свободный конец веревки вытянуть на 3 м. Когда поднимаем за веревку провисания не возникает. Это значит, что при перемещении груза на 1 м (или сантиметр), конец веревки, за который тянем, перемещается на 3 м. Теперь переходим к силам. Если груз поднялся на h, его энергия выросла на величину mgh. Это увеличение энергии произошло за счет работы силы F, приложенной к концу веревки mgh = A = F · 3h, откуда F = mg/3.

Пружины. Задачи части С ЕГЭ по физике и олимпиадные

В этой статье собраны задачи, в которых так или иначе присутствует сила упругости. Задачи прошлых лет ЕГЭ или из олимпиадных подборок.

Задача 1. Две невесомые пружины прикреплены к верхнему и нижнему торцам неподвижного цилиндра. Концы пружин соединены. Жесткость верхней пружины равна Н/м, жесткость нижней Н/м. Пружины находятся в нерастянутом состоянии. Между ними вставили тонкую платформу массой кг. Пружины прикрепляют к платформе (см. рис.). На сколько при этом растянулась верхняя пружина?

Запишем уравнение по второму закону Ньютона для груза:

При этом на сколько растянулась верхняя пружина, на столько же сжалась нижняя: . Следовательно,

Задача 2. К потолку прикреплена конструкция, состоящая из двух пружин и двух маленьких чашек A и B. Расстояние от пола до потолка равно 2 м. Жесткости пружин равны Н/м и Н/м. Длины нерастянутых пружин одинаковы и равны 30 см. Масса чашки A равна г, чашка B невесома. Груз какой массы надо положить в чашку A, чтобы чашка B достала до пола? Какой груз надо положить в чашку B, чтобы она достала до пола (чашка A при этом пуста)?

Чтобы чашка В достала до пола, нужно, чтобы первая пружина растянулась до длины 1,7 м – тогда нерастянутая вторая пружина длиной 30 см коснется пола. Тогда удлинение пружины А должно составить 1 м 40 см. Следовательно,

Но сама чаша весит 100 г, следовательно, добавив 2 кг в чашу, мы обеспечим нужную силу.

Система из двух пружинок, соединенныx последовательно, имеет жесткость

Растягивать всю систему будем на 1,4 м – именно столько чашку В отделяет от пола.

Так как чашка А весит 100 г, то в этом случае масса дополнительного груза будет 1,3 кг.

Ответ: а) 2 кг; б)1,3 кг.

Задача 3. Два шарика подвешены на вертикальных тонких нитях так, что они находятся на одной высоте. Между ними находится сжатая и связанная нитью пружина. При пережигании связывающей нити пружина распрямляется, отклоняя шарики в разные стороны на одинаковые углы. Во сколько раз одна нить длиннее другой, если отношение масс ? Считать величину сжатия пружины во много раз меньше длин нитей.

Когда пружина толкнет шарики, они начнут двигаться по окружностям радиусов и соответственно. Первый поднимется при этом на высоту , а второй – на высоту . Определим эти высоты:

По закону сохранения импульса

Возведем в квадрат:

Из равенства кинетической и потенциальной энергий следует, что

Подставим выражения, полученные вначале:

Ответ: .

Задача 4. Брусок, покоящийся на горизонтальном столе, и пружинный маятник, состоящий из грузика и легкой пружины, связаны легкой нерастяжимой нитью через идеальный блок (см. рисунок). Коэффициент трения между основанием бруска и поверхностью стола равен 0,25. Груз маятника совершает колебания с периодом 0,5 с вдоль вертикали, совпадающей с вертикальным отрезком нити. Максимально возможная амплитуда этих колебаний, при которой они остаются гармоническими, равна 4 см. Чему равно отношение массы бруска к массе грузика?

Координата грузика при колебаниях может быть записана как

Запишем второй закон Ньютона для грузика:

Запишем второй закон Ньютона для бруска:

Сила трения скольжения равна

Тогда, чтобы брусок не поехал под действием качаний грузика, нужно, чтобы соблюдалось условие:

Откуда отношение масс равно

Определить ускорение можно, взяв вторую производную по координате:

Максимальное ускорение равно

Подставим это ускорение в полученное отношение масс:

Ответ:

Задача 5. Пружинное ружьё наклонено под углом к горизонту. Энергия сжатой пружины равна 0,41 Дж. При выстреле шарик массой г проходит по стволу ружья расстояние , вылетает и падает на расстоянии м от дула ружья в точку , находящуюся с ним на одной высоте (см. рис.). Найдите расстояние . Трением в стволе и сопротивлением воздуха пренебречь.

Определим скорость шарика при вылете из ружья .

По горизонтали шарик полетит равномерно со скоростью :

По вертикали шарик будет иметь начальную скорость , и она станет равной нулю в максимальной точке подъема:

Тогда время полета до максимальной точки подъема

Откуда скорость равна

Определим скорость шарика вначале. Вся энергия пружины переходит в кинетическую энергию шарика:

Таким образом, в начале трубы скорость была 4,05, а в конце – 3,4 м/с. Составим закон сохранения энергии. Учтем, что конец трубы приподнят относительно начала, следовательно, часть энергии шарика превратилась в потенциальную:

В лаборатории есть две одинаковые невесомые пружины первую пружину прикрепили левым концом к стене

Здравствуйте, обьясните пожалуйста почему уменьшается модуль равнодействующих сил тяжести и упругости пружины, если по идее их равнодействующая будет равна нулю т.к. в задаче сказано, что система в равновесии ?

Брусок массой m, прикреплённый к невесомой пружине жёсткостью k, покоится на гладкой наклонной поверхности. Ось пружины параллельна этой поверхности (см. рисунок).

Как изменятся деформация пружины в равновесном состоянии и модуль равнодействующей сил тяжести и упругости пружины, если массу бруска уменьшить в 4 раза, а жёсткость пружины уменьшить в 2 раза?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

В лаборатории есть две одинаковые невесомые пружины первую пружину прикрепили левым концом к стене

1. Есть n одинаковых резисторов. Последовательное соединение этих резисторов дает 108 Ом. Параллельное соединение этих резисторов дает 3 Ом. Найти n.

2. Груз массой 3 кг висит на двух легких веревках длинами 40 см и 50 см (см. рис.). Веревки прикреплены к горизонтальному потолку, угол между веревками 90 градусов Найти силу натяжения короткой веревки. Принять g =10 м/с2. (Фото 1)

3. На горизонтальной поверхности стола находится цепочка из шести одинаковых брусков, связанных легкими нитями (см. рис.). Коэффициент трения между брусками и столом равен 0,2. Под действием горизонтальной силы F= 18 Н бруски движутся по столу с ускорением. Найти силу натяжения нити между брусками 4 и 5. (Фото 2)

4. Воздушный шар объемом 800 м3 имеет оболочку массой 130 кг. Шар наполняется горячим воздухом при температуре 100 0С. Температура наружного воздуха 10 0С. Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части отверстие. Наружное давление равно нормальному атмосферному. Груз какой максимальной массы может поднять этот шар?

5. На горизонтальной поверхности находится брусок. Коэффициент трения между бруском и поверхностью 0,2. Если к бруску приложить силу F, направленную вверх под углом 30 градусов к горизонту, то брусок будет двигаться по столу равномерно и прямолинейно. Найти ускорение бруска, если к нему приложить в том же направлении силу 1,3F. Принять g =10 м/с2.

6. В цилиндре под поршнем находится жидкость и ее насыщенный пар. При изотермическом расширении объем пара увеличился в 2,1 раза, а давление уменьшилось в 1,4 раза. Найти отношение массы жидкости к массе пара до расширения.

7. В цепи, схема которой показана на рисунке, ключ замыкают на некоторое время, а затем размыкают. Непосредственно перед размыканием ключа амперметр показывал 10 мА. Сопротивление резистора R_1 равно R, сопротивление резистора R_2 равно 4R. Найти ток через резистор R_1 сразу после размыкания ключа. Ответ выразить в миллиамперах (мА). (Фото 3)

8. Груз, подвешенный на упругой пружине, колеблется вдоль вертикали с амплитудой 3 см и периодом 0,8 с. Груз находится на расстоянии 30 см от тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием 20 см. Колебания происходят вблизи горизонтальной главной оптической оси линзы. Масса пружины намного меньше массы груза. Найти максимальную скорость изображения груза на экране. Ответ выразить в сантиметрах в секунду (см/с).

9. В цепи, схема которой показана на рисунке, индуктивность катушки 0,5 Гн, сопротивление резистора 25 Ом. Ключ на некоторое время замыкают, а затем размыкают. Сразу после размыкания ключа ток через резистор равен 2,5 А. Найти заряд, протекший через резистор при замкнутом ключе. Ответ выразить в милликулонах (мКл). (Фото 4)

Читайте также: