Wielu z nas musiało podjąć decyzję w szkole lub na uniwersytecie problemy fizyki, które mogą być zarówno proste, jak i złożone. Rozwiązywanie różnych problemy fizyki rozumiemy ważną rolę, jaką odgrywają na kursie fizyki. Dlatego żaden kurs fizyki nie może się bez nich obejść. A dokładnie problemy fizyki są prezentowane na tej stronie w niewielkiej liczbie wraz z rozwiązaniami.
Zadania fizyczne z działu Kinematyka
Kamień rzucono pionowo w górę z prędkością 20 m/s. Po jakim czasie spadnie na Ziemię? Na jaką największą wysokość wspiął się kamień?
Rozwiązanie.
Wysokość, na której kamień zakończy się po pewnym czasie T określa się wzorem:
h = V 0 t - 0,5 gt 2 .
Kiedy spadasz na Ziemię, wysokość wynosi zero. Zatem do wyznaczenia czasu upadku kamienia otrzymujemy równanie
V 0 t - 0,5gt 2 = 0,
(V 0 - 0,5gt)t = 0.
Stąd, od t ≠ 0, wtedy otrzymamy
V0 = 0,5gt = 0
t = 2V 0 /g = 2,20m/s / 9,81 m/s2= 4,077 s.
Aby określić maksymalną wysokość podnoszenia, należy pamiętać, że w najwyższym punkcie prędkość kamienia wynosi zero
V = V 0 - gt = 0.
Stąd, t = V 0 / g. Następnie największa wysokość
h max = (V 0) 2 /g - 0,5g(V 0)/g) 2 = 0,5(V 0) 2 /g =
0,5(20 m/s) 2 /9,81 m/s 2 = 81,549 m.
Koło obraca się wokół własnej osi, wykonując 20 obrotów na sekundę. Promień koła wynosi 75 centymetrów. Jaka jest prędkość liniowa punktów na obrzeżu koła oraz punktów znajdujących się w odległości równej połowie promienia od środka koła?
Rozwiązanie.
Liniowy V i prędkość kątowa ω są powiązane zależnością V = ωR. Tutaj R- odległość punktu od osi obrotu.
Prędkość kątowa wynosi ω = 2π N. Podstawmy to wyrażenie do równania na prędkość liniową. Dostajemy V= 2πR N. Podstawiając dane z warunków problemowych do ostatniej równości otrzymujemy prędkość liniową: dla punktów leżących na obręczy koła V = 2π·20 s -1 ·0,75 m = 94,2 m/s; oraz dla punktów leżących w środku promienia V = 2π·20 s -1 ·0,375 m = 47,1 m/s .
Jak widzimy, to drugie problemy fizyki Całkiem proste rozwiązanie.
Samochód mija motocyklistę z prędkością 108 km/h w tym samym czasie, gdy motocyklista zaczyna się oddalać i porusza się z przyspieszeniem 1 m/s 2 w kierunku samochodu. Po jakim czasie motocyklista dogoni samochód i w jakiej odległości od miejsca startu? Z jaką prędkością będzie poruszał się motocyklista?
Rozwiązanie.
Ruch samochodu w ruchu jednostajnym określa wzór S = Vt .
Motocyklista porusza się ze stałym przyspieszeniem, a jego przemieszczenie określa wzór
S = przy 2/2.
W momencie, gdy motocyklista wyprzedza samochód, jego ruchy będą takie same. Stąd,
S = przy 2 /2 = Vt.
Zatem czas, w którym motocyklista dogoni samochód, jest równy t = 2 V/a. Prędkość pojazdu V= 30 m/s. Dlatego
T= 2·(30m/s)/(1m/s2) = 60 s = 1 minuta.
Odległość od punktu startu, przy założeniu, że samochód i motocykl poruszały się po prostym odcinku drogi, jest równa ruchowi motocyklisty i kierowcy w założonym czasie, czyli
S = Vt= (30 m/s)·(60 s) = 1800 m = 1,8 km.
W takim przypadku prędkość motocyklisty osiągnie określoną wartość
V = o godz= 1 m/s 2 60 s = 60 m/s = 216 km/h.
Problemy z fizyką z sekcji Dynamika
Dwie kulki plasteliny o masach 10 gramów i 16 gramów poruszają się w próżni z ogromnymi prędkościami 200 m/s i 250 m/s ku sobie i zderzają się, sklejając się. Z jaką prędkością będzie się poruszać lepka kulka z plasteliny?
Rozwiązanie.
Impulsy piłki przed zderzeniem
P 1 = M 1 V 1 ; P 2 = M 2 V 2 .
Pęd utkniętej piłki po zderzeniu
P = (M 1 + M 2)V.
Tutaj V- prędkość utkniętej piłki po zderzeniu.
Ponieważ druga kulka jest większa od pierwszej i porusza się z większą prędkością, zasadne jest założenie, nie ograniczając ogólności rozwiązania, że sklejona pojedyncza kulka plasteliny będzie przemieszczać się w kierunku początkowego ruchu kulki. druga piłka.
Zgodnie z zasadą zachowania pędu
P
1 + P
2 = P
.
Tutaj, jak zwykle, wielkości wektorowe są zaznaczone pogrubioną czcionką.
W rzucie na kierunek ruchu drugiej kulki, biorąc pod uwagę kierunek pierwszej kulki i uczciwe założenie o kierunku ruchu pojedynczej sklejonej kulki, otrzymujemy
M 2 V 2 - M 1 V 1 = (M 1 + M 2)V
Z otrzymanego równania znajdujemy prędkość utkniętej piłki
V = (M 2 V 2 - M 1 V 1)/(M 1 + M 2) =
= (0,016 kg·250 m/s - 0,01 kg·200 m/s)/(0,016 kg + 0,01 kg) = 76,923 m/s.
Przedstawione powyżej i rozwiązane problemy fizyki, można by częściowo sporządzić rozwiązanie za pomocą rysunków, ale jak widzimy, rysunki nie są konieczne do ich prawidłowego rozwiązania. Rysunki służą lepszemu zrozumieniu postępu rozwiązania.
Jaka jest sztywność pionowej sprężyny, jeśli obciążenie o masie 600 kg ściska ją o 2 cm?
Rozwiązanie.
Na sprężynę działa siła ciężkości G = mg, który jest równoważony przez siłę sprężystą ściśniętej sprężyny F = kx. Na tej podstawie przyrównujemy te siły F=G Lub kx = mg. Stąd dostajemy
k = mg/k= 600kg·9,81m/s 2 /0,02m = 294300 N/m.
Termodynamika. Przepisy gazowe.
Znajdź masę jednego metra sześciennego powietrza przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze topnienia lodu. Masa molowa powietrza wynosi 0,029 kg/mol.
Rozwiązanie.
Nie jest tajemnicą, że temperatura topnienia lodu wynosi T= 273 K lub 0 C, a normalne ciśnienie atmosferyczne wynosi P= 10 5 Pa.
Zgodnie z prawem Mendelejewa-Clapeyrona
pV = mRT/μ.
Z tego równania otrzymujemy
m = pVμ/(RT).
Tutaj R= 8,31 J/K mol – uniwersalna stała gazowa.
Zastępując dane liczbowe, otrzymujemy
M= 10 5 Pa · 1 m 3 · 0,029 kg/mol/(8,31 J/K · mol ·273 K) = 1,278 kg.
Gaz doskonały pod ciśnieniem 80 kPa zajmuje objętość 320 litrów. W stałej temperaturze gaz ten jest sprężany do objętości 260 litrów. Jak zmieniło się ciśnienie gazu?
Rozwiązanie.
Proces jest izotermiczny. Możemy zatem zastosować prawo Boyle’a-Marriotta, zgodnie z którym
p 1 V 1 = p 2 V 2,
z którego dostajemy
p 2 = p 1 V 1 /V 2= 80 kPa 320 l/260 l = 98,46 kPa.
Przyjrzeliśmy się kilku bardzo prostym problemom fizycznym. Na naszej stronie znajdziesz rozwiązania z różnych działów oraz podręczniki problemów z fizyki i matematyki. Jeśli nie możesz znaleźć rozwiązania swojego problemu problemy fizyki korzystając z tego linku, możesz go po prostu zamówić.
Kiedy George W. Ferris zbudował pierwszy na świecie diabelski młyn na Światową Wystawę Kolumbijską w Chicago w 1893 roku, rozpoczął się proces popularyzacji tak niezwykłej i interesującej atrakcji. Wysokość nowego produktu wynosiła 75 metrów, a za jego obrót odpowiadały dwa silniki parowe.
Ten diabelski młyn został całkowicie zdemontowany w 1904 roku, ale na przestrzeni lat w różnych krajach świata zainstalowano tysiące podobnych atrakcji.
Diabelskie młyny są dostępne w różnych rozmiarach i można je znaleźć w wielu miejscach, w tym w parkach tematycznych i atrakcjach turystycznych. Poniżej jest 10 najwyższych diabelskich młynów na świecie. Dane o tym, gdzie znajduje się największy diabelski młyn, są aktualne na rok 2018.
Ranking otwiera japoński diabelski młyn, zbudowany w 1997 roku i zainstalowany w pobliżu centrum handlowego Tempozan Market w Osace.
Budynek ten ozdobiony jest iluminacją, która informuje o pogodzie na nadchodzące dni. Pomarańczowe światło oznacza, że dzień będzie słoneczny, zielone światła oznaczają, że na niebie jest dużo chmur, a jeśli zapali się niebieskie światło, oznacza to, że będzie padać.
9. Zegarek Cosmo 21 – 112,5 metrów
Ten diabelski młyn, zbudowany w 1989 roku w japońskim mieście Jokohama, już dawno stracił tytuł najwyższej atrakcji na Ziemi, ale nadal jest największym zegarem na świecie. Liczba „21” w nazwie oznacza „XXI wiek”.
Aktualny czas wyświetlany jest na ogromnym wyświetlaczu umieszczonym pośrodku koła. Przejazd atrakcją trwa 15 minut.
Koło może przewozić 480 osób w 60 kabinach, z których każda może pomieścić do ośmiu pasażerów. W pogodny dzień z koła widać drapacze chmur Shinjuku, półwysep Boso, a nawet górę Fuji.
8. Melbourne Star i 5 innych atrakcji - 120 metrów
Szprychy tego masywnego diabelskiego młyna tworzą siedmioramienną gwiazdę w hołdzie australijskiej fladze. Przejażdżka Star of Melbourne zapewni Ci 30-minutowy widok na Docklands i pobliskie obszary miasta, takie jak Port Phillip i CBD.
Istnieje kilka innych diabelskich młynów o wysokości 120 metrów:
- „Heavenly Dream Fukuoka” - ten „wieżowiec” został otwarty w 2002 roku w mieście Fukuoka w Japonii.
- Diabelski młyn Zhengzhou został otwarty w 2003 roku w parku rozrywki w prowincji Henan w Chinach.
- Diabelski młyn Changsha został otwarty w 2004 roku w Changsha w Chinach.
- Atrakcja Tianjin Eye została otwarta w 2008 roku w Tianjin w Chinach.
- Diabelski młyn Suzhou został otwarty w 2009 roku w Suzhou w Chinach.
7. Oko Orlanda – 122 metry
Najwyższa kolejka na wschodnim wybrzeżu została otwarta w 2015 roku. Zapewnia zapierające dech w piersiach widoki na miejskie parki tematyczne, w tym pobliskie SeaWorld Orlando i Universal Orlando.
Jeden obrót koła trwa 23 minuty. Przed wejściem na stoisko zwiedzającym zostanie wyświetlony minifilm dotyczący budowy koła. A po zejściu z kierownicy kierowcy otrzymują bezpłatną puszkę Coca-Coli.
6. Koń czerwony – 123 metry
Diabelski Młyn – najwyższy diabelski młyn w Japonii otwarty w 2016 roku. Wznosi się na wysokość porównywalną z wysokością 40-piętrowego budynku mieszkalnego. Dla porownania: najwyższy punkt to 83 metry (czyli 28 pięter).
Wszystkie 72 kabiny pasażerskie mają przezroczyste (i bardzo trwałe) podłogi. A w ciągu 18 minut, jakie koło wykonuje pełny obrót, zwiedzający mogą podziwiać imponujące widoki na miasto zarówno z bocznych okien, jak i z dołu, jeśli oczywiście odważą się spojrzeć pod swoje stopy.
5. Oko Londynu – 135 metrów
Listę pięciu największych atrakcji 2018 roku otwiera jeden z najbardziej rozpoznawalnych zabytków w Anglii.
Najwyższa kolejka w Europie została zbudowana w 2000 roku i pierwotnie nosiła nazwę Millennium Wheel. Każda z 32 kapsuł może pomieścić 25 pasażerów, a cała podróż trwa około 30 minut.
Co roku więcej osób odwiedza London Eye niż Taj Mahal czy Wielkie Piramidy w Gizie.
4. Gwiazda Nanchang – 160 metrów
Jedno z najwyższych kół na świecie jest tylko o 5 metrów gorsze od singapurskiego konkurenta. Ale został otwarty wcześniej, w 2006 roku.
Każda z 60 klimatyzowanych kabin może pomieścić do 8 pasażerów. Atrakcja wyposażona jest w bardzo piękne oświetlenie, dzięki czemu wieczorem zachwyca zwiedzających fantastyczną iluminacją.
Bilet do Nanchang Star będzie kosztować tylko 6 juanów (około 60 rubli). Koło pracuje całą dobę.
3. „Szybujący Singapur” – 165 metrów
Ogromny diabelski młyn, otwarty w 2008 roku nad brzegiem Zatoki Singapurskiej, zapewnia wspaniałe widoki na pobliską Malezję i Indonezję. Każda z 28 kapsuł jest wielkości minibusa i może pomieścić 28 pasażerów. Jeden obrót koła trwa pół godziny. A żeby podróż była jeszcze przyjemniejsza, w kabinie można zamówić szampana i lunch dla dwojga.
2. High Roller – 168 metrów
Atrakcja zlokalizowana w dzielnicy handlowo-rozrywkowej Linq w słynnym Las Vegas została otwarta w 2014 roku. Każda przeszklona kabina, wyposażona w klimatyzację, może pomieścić do 40 pasażerów. Ponieważ jest to Vegas, napoje sprzedawane są tuż przy kole, a jedzenie można zabrać do stoiska. Jednak w kapsułach nie ma automatów do gry, a przynajmniej jeszcze nie.
Bilety nocne na High Roller są droższe od biletów dziennych i jest to zrozumiałe: w końcu Las Vegas nocą jest zalane światłami i wygląda znacznie piękniej.
1. Diabelski młyn w Nowym Jorku - 191 metrów
Największy diabelski młyn na świecie znajduje się u wybrzeży Staten Island.. Roztacza się z niego niesamowity widok na Ocean Atlantycki, port w Nowym Jorku i oczywiście Manhattan. Budowa giganta kosztowała 230 milionów dolarów (z czego 7 milionów dolarów wydano na zestaw oświetleniowy) i może przewozić 1440 pasażerów podczas jednego przejazdu. Czas trwania podróży wyniesie około 38 minut.
Tworząc najwyższy diabelski młyn, amerykańscy projektanci inspirowali się projektem londyńskim, ale postawili sobie za zadanie dogonić i wyprzedzić Brytyjczyków. Podczas gdy London Wheel wyposażone jest w 32 kapsuły, z których każda może pomieścić 25 osób, New York Wheel posiada 36 kapsuł, z których każda może pomieścić do 40 pasażerów. Cóż, wysokość amerykańskiego diabelskiego młyna jest znacznie większa. Jednak już w 2018 roku może oddać tytuł „najwyższego diabelskiego młyna świata” nowemu królowi atrakcji.