Многим из нас приходилось в школе или ВУЗе решать задачи по физике , которые бывают как простыми так и сложными. Решая различные задачи по физике мы понимаем, какую важную роль они играют при изучении курса физики. Поэтому ни один курс физики не обходится без них. И именно задачи по физике представлены на этой странице в небольшом количестве со своими решениями.
Задачи по физике из раздела Кинематика
Камень подбрасывают вертикально вверх со скоростью 20 м/c. Через какое время он упадёт на Землю? Какая наибольшая высота, достигнутая камнем?
Решение.
Высота на которой окажется камень через время t определяется формулой:
h = V 0 t - 0,5gt 2 .
При падении на Землю высота равна нулю. Таким образом, для определения времени падения камня получаем уравнение
V 0 t - 0,5gt 2 = 0,
(V 0 - 0,5gt)t = 0.
Отсюда, так как t ≠ 0
, то получаем
V 0 = 0,5gt = 0
t = 2V 0 /g = 2·20м/c / 9,81 м/с 2
= 4,077 c.
Для определения максимальной высоты подъёма, заметим, что в наивысшей точке скорость камня равна нулю, то есть
V = V 0 - gt = 0.
Следовательно, t = V 0 / g.
Тогда наибольшая высота
h max = (V 0) 2 /g - 0,5g(V 0)/g) 2 = 0,5(V 0) 2 /g =
0,5(20 м/c) 2 /9,81м/c 2 = 81,549 м.
Колесо вращается вокруг своей оси, делая при этом 20 оборотов в секунду. Радиус колеса составляет 75 сантиметров. Какая линейная скорость точек на ободе колеса и точек, находящихся на расстоянии равном половине радиуса от центра колеса?
Решение.
Линейная V
и угловая ω скорости связаны соотношением V = ωR.
Здесь R
- расстояние от точки до оси вращения.
Угловая скорость равна ω = 2πn
. Подставим это выражение в уравнение для линейной скорости. Получаем V
= 2πRn
. Подставляя в последнее равенство данные из условия задачи,
получим линейную скорость: для точек, лежащих на ободе колеса V = 2π·20 c -1 ·0,75 м = 94,2 м/c
; а для точек, лежащих на середине радиуса V = 2π·20 c -1 ·0,375 м = 47,1 м/c
.
Как видим, у последней задачи по физике довольно простенькое решение.
Автомобиль проезжает мимо мотоциклиста со скоростью 108 километров в час в то самое время, когда мотоциклист начинает трогаться с места и двигаться с ускорением 1 м/с 2 в направлении движения автомобиля. Через какое время мотоциклист нагонит автомобиль и на каком расстоянии от места своего старта? Какая при этом будет скорость у мотоциклиста?
Решение.
Перемещение автомобиля при равномерном движении определяется формулой
S = Vt
.
Мотоциклист движется равноускоренно и его перемещения определяется формулой
S = at 2 /2
.
В тот момент, когда мотоциклист нагонит автомобиль, их перемещения будут одинаковыми. Следовательно,
S = at 2 /2 = Vt .
Отсюда время, в течении которого мотоциклист догонит автомобиль равно t = 2V/a . Скорость автомобиля V = 30 м/c . Поэтому
t
= 2·(30м/с)/(1м/c 2) = 60 с = 1 минута.
Расстояние от точки старта, в предположении, что автомобиль и мотоцикл двигались по прямому участку дороги, равно перемещению мотоциклиста, как впрочем и автомобилиста, за найденное время, а именно
S = Vt
= (30 м/c)·(60 с) = 1800 м = 1,8 км.
При этом скорость мотоциклиста
достигнет значения
V = at = 1м/c 2 ·60 c = 60 м/с = 216 км/ч.
Задачи по физике из раздела Динамика
Два пластилиновых шарика, имеющие массы 10 грамм и 16 грамм, движутся в вакууме с огромными скоростями 200 м/c и 250 м/c навстречу друг другу и сталкиваются слепляясь воедино. С какой скоростью будет двигаться слипшийся пластилиновый шарик?
Решение.
Импульсы шариков до столкновения
P
1 = m
1 V
1 ; P
2 = m
2 V
2 .
Импульс слипшегося шарика после столкновения
P
= (m
1 + m
2)V
.
Здесь V
- скорость слипшегося шарика после столкновения.
Так как второй шарик больше первого и движется с большей скоростью, то разумно сделать предположение, неограничивающее общности решения, о том, что слипшийся единый пластилиновый шарик будет двигаться в направлении первоначального движения второго шарика.
По закону сохранения количества движения
P
1 + P
2 = P
.
Здесь, по обыкновению, жирным шрифтом обозначены векторные величины.
В проекции на направление движения второго шарика, с учётом направления первого шарика и справедливого предположения о направлении движения единого слипшегося шарика, получим
m
2 V
2 - m
1 V
1 = (m
1 + m
2)V
Из полученного уравнения находим скорость слипшегося шарика
V = (m 2 V 2 - m 1 V 1)/(m 1 + m 2) =
= (0,016кг·250м/c - 0,01кг·200м/c)/(0,016кг + 0,01кг) = 76,923 м/c.
Представленные выше и решённые задачи по физике , могли быть оформлены в части своего решения с рисунками, но как мы видим для правильного их решения рисунки не обязательны. Рисунки служат для того, чтобы лучше осмыслить ход решения.
Какую жёсткость имеет вертикальная пружина, если груз массой 600 кг сжимает её на 2 см?
Решение.
На пружину действует сила тяжести груза G = mg , которая уравновешивается силой упругости сжатой пружины F = kx . Исходя из этого приравняем эти силы F = G или kx = mg . Отсюда получаем
k = mg/k = 600кг·9,81м/c 2 /0,02м = 294300 Н/м.
Термодинамика. Газовые законы.
Найти массу одного кубического метра воздуха при нормальном атмосферном давлении и температуре таяния льда. Молярная масса воздуха равна 0,029 кг/моль.
Решение.
Не секрет, что температура таяния льда составляет T
= 273 К или 0 C , а нормальное атмосферное давление равно p
= 10 5 Па.
По закону Менделеева-Клапейрона
pV = mRT/μ
.
Из этого уравнения получаем
m = pVμ/(RT)
.
Здесь R
= 8,31 Дж/К·моль - универсальная
газовая постоянная.
Подставляя численные данные, получаем
m = 10 5 Па·1м 3 ·0,029кг/моль/(8,31 Дж/К·моль ·273К) = 1,278 кг.
Иделаьный газ при давлении 80 кПа занимает объём 320 литров. При постоянной температуре этот газ сжимают до объёма 260 литров. Как изменилось при этом давление газа?
Решение.
Процесс является изотермическим. Следовательно, мы можем применить закон Бойля-Мариотта, согласно которому
p 1 V 1 = p 2 V 2 ,
из которого получаем
p 2 = p 1 V 1 /V 2 = 80кПа·320л/260л = 98,46 кПа.
Мы рассмотрели некоторые очень простые задачи по физике . На нашем сайте найдутся решения из различных разделов и задачников по физике и математике. Если вам не удалось найте решение своей задачи по физике по данной ссылке, то её можно просто заказать.
Когда Джордж У. Феррис в 1893 году построил первое в мире колесо обозрения для Всемирной колумбийской экспозиции в Чикаго, он запустил процесс популяризации столь необычного и интересного аттракциона. Высота новинки составляла 75 метров, а за ее вращение отвечали две паровые машины.
Это «чертово колесо» было полностью разобрано в 1904 году, но за эти годы в разных странах мира были установлены тысячи подобных аттракционов.
Колеса обозрения бывают разных размеров и могут быть найдены во многих местах, включая парки аттракционов и туристические достопримечательности. Ниже приведен топ-10 самых высоких колес обозрения в мире . Данные о том, где находится самое большое колесо обозрения, актуальны на 2018 год.
Открывает рейтинг японское колесо обозрения, построенное в 1997 году и установленное возле торгового центра Темпозан Маркет в Осаке.
Это сооружение украшено иллюминацией, которая оповещает о погоде на ближайшие дни. Оранжевая подсветка означает, что день будет солнечным, зеленые огни – знак, что на небе много облаков, а если загорелся синий свет, значит будет дождь.
9. Часы Космо 21 – 112,5 метра
Это колесо обозрения, построенное в 1989 году в японском городе Иокогама, давно потеряло свое звание самого высокого аттракциона на Земле, но все еще остается крупнейшим в мире часами. Число «21» в названии означает «21 век».
Текущее время отображается на огромном дисплее, расположенном в центре колеса. Поездка на аттракционе занимает 15 минут.
Колесо может перевозить 480 человек в 60 кабинках, причем каждая кабинка вмещает до восьми пассажиров. В ясный день с колеса можно увидеть небоскребы Синдзюку, полуостров Босо и даже гору Фудзи.
8. Мельбурнская звезда и 5 других аттракционов – 120 метров
Спицы этого массивного колеса обозрения образуют семиконечную звезду, как дань уважения австралийскому флагу. Поездка на «Звезде Мельбурна» обеспечит вам 30-минутный вид на Доклендс и близлежащие районы города, такие как Порт-Филлип и центральный деловой район.
Есть несколько других колес обозрения высотой 120 метров:
- «Небесная мечта Фукуока» – эта «высотка» открылась в 2002 году в городе Фукуока, Япония.
- Чжэнчжоуское колесо обозрения, открылось в 2003 году в парке аттракционов в провинции Хэнань, Китай.
- Колесо обозрения Чанши, открылось в 2004 году в городе Чанша, Китай.
- Тяньцзиньский глаз – аттракцион открылся в 2008 году в Тяньцзине, Китай.
- Колесо обозрения Сучжоу, открылось в 2009 году в городе Сучжоу, Китай.
7. Глаз Орландо – 122 метра
Высочайший аттракцион на Восточном побережье был открыт в 2015 году. Он предоставляет захватывающие виды на тематические парки города, в том числе близлежащие «Морской мир Орландо» и «Юниверсал Орландо».
Один оборот колеса занимает 23 минуты. Перед посадкой в кабинку посетителям обязательно покажут мини-фильм о строительстве колеса. А при выходе с колеса ездокам бесплатно предлагают баночку «Кока-колы».
6. Красная лошадь – 123 метра
Ferris Wheel – самое высокое колесо обозрения в Японии было открыто в 2016 году. Оно поднимается на высоту, сопоставимую с высотой 40-этажного жилого дома. Для сравнения:
наивысшая точка составляет 83 метра (или 28 этажей).
Все 72 пассажирские кабинки имеют прозрачные (и очень прочные) полы. И за 18 минут, пока колесо совершает полный оборот, его посетители могут полюбоваться впечатляющими видами города и с боковых окон и снизу, если, конечно, рискнут посмотреть себе под ноги.
5. Глаз Лондона – 135 метров
Открывает первую пятерку наиболее высоких аттракционов 2018 года одна из самых узнаваемых достопримечательностей Англии.
Самый высокий аттракцион Европы был построен в 2000 году и первоначально его называли «Колесо Тысячелетия». Каждая из его 32 капсул может перевозить 25 пассажиров, а вся поездка занимает около 30 минут.
Ежегодно Глаз Лондона посещают больше людей, чем Тадж-Махал или Великие пирамиды Гизы.
4. Звезда Наньчана – 160 метров
Одно из самых высоких колес в мире всего на 5 метров уступает своему сингапурскому конкуренту. Зато открылось оно раньше, в 2006 году.
Каждая из 60 кабин, оснащенных климат-контролем, вмещает до 8 пассажиров. Аттракцион снабжен очень красивой подсветкой, поэтому вечером радует посетителей фантастической иллюминацией.
Билет на «Звезду Наньчана» обойдется всего в 6 юаней (около 60 рублей). Работает колесо круглосуточно.
3. «Парящий Сингапур» – 165 метров
Огромное «чертово колесо», открытое в 2008 году на берегу Сингапурского залива, обеспечивает потрясающий вид на близлежащие Малайзию и Индонезию. Каждая из 28 капсул имеет размер мини-автобуса и вмещает 28 пассажиров. Один оборот колеса занимает полчаса. А чтобы поездка прошла веселее, в кабинку можно заказать шампанское и обед на двоих.
2. Хай Роллер – 168 метров
Аттракцион, расположенный в торгово-развлекательном районе Linq в знаменитом Лас-Вегасе, открылся в 2014 году. В каждой стеклянной кабине, оснащенной кондиционером, могут находиться до 40 пассажиров. Поскольку это Вегас, напитки продаются прямо у основания колеса и в кабину можно брать еду. Однако в капсулах нет игровых автоматов, или, по крайней мере, пока нет.
Ночные билеты на Хай Роллер стоят дороже, чем дневные, и это объяснимо: ведь ночью Лас-Вегас залит огнями, и выглядит гораздо красивее.
1. Нью-Йоркское колесо обозрения – 191 метр
Самое большое колесо обозрения в мире расположено на берегу острова Статен-Айленд
. С него открываются невероятные виды на Атлантический океан, порт Нью-Йорка и, конечно же, Манхэттен. Строительство гиганта обошлось в 230 миллионов долларов (из них 7 миллионов долларов ушло на комплект освещения) и за одну поездку на колесе могут прокатиться 1440 пассажиров. Продолжительность поездки составит около 38 минут.
При создании высочайшего колеса обозрения американские дизайнеры вдохновлялись Лондонским проектом, однако поставили себе задачу догнать и перегнать англичан. Если Лондонское колесо оснащено 32 капсулами, в каждой из которых могут разместиться 25 человек, то Нью-Йоркское колесо имеет 36 капсул с вместимостью до 40 пассажиров в каждой. Ну и высота у американского «чертова колеса» гораздо больше. Однако уже в 2018 году оно может уступить титул «самое высокое колесо обозрения в мире» новому королю аттракционов.