Багатьом із нас доводилося у школі чи ВНЗ вирішувати завдання з фізики, Які бувають як простими так і складними. Вирішуючи різні завдання з фізикими розуміємо, яку важливу роль вони грають щодо курсу фізики. Тому жоден курс фізики не обходиться без них. І саме завдання з фізикипредставлені на цій сторінці у невеликій кількості зі своїми рішеннями.
Завдання з фізики з розділу Кінематика
Камінь підкидають вертикально нагору зі швидкістю 20 м/c. Через який час він упаде на землю? Яка максимальна висота, досягнута каменем?
Рішення.
Висота на якій виявиться камінь через час tвизначається формулою:
h = V0t-0,5gt2.
При падінні Землю висота дорівнює нулю. Таким чином, для визначення часу падіння каменю отримуємо рівняння
V 0 t - 0,5 gt 2 = 0,
(V 0 – 0,5 gt) t = 0.
Звідси, оскільки t ≠ 0, то отримуємо
V 0 = 0,5gt = 0
t = 2V 0 / g = 2 · 20м / c / 9,81 м / с 2= 4,077 c.
Для визначення максимальної висоти підйому, зауважимо, що у найвищій точці швидкість каменю дорівнює нулю, тобто
V = V 0 – gt = 0.
Отже, t = V0/g.Тоді найбільша висота
h max = (V 0) 2 / g - 0,5 g (V 0) / g) 2 = 0,5 (V 0) 2 / g =
0,5 (20 м / с) 2 / 9,81 м / с2 = 81,549 м.
Колесо обертається навколо своєї осі, роблячи при цьому 20 обертів на секунду. Радіус колеса складає 75 сантиметрів. Яка лінійна швидкість точок на обід колеса і точок, що знаходяться на відстані рівній половині радіусу від центру колеса?
Рішення.
Лінійна Vта кутова ω швидкості пов'язані співвідношенням V = ωR.Тут R- Відстань від точки до осі обертання.
Кутова швидкість дорівнює ω = 2π n. Підставимо цей вислів у рівняння для лінійної швидкості. Отримуємо V= 2πR n. Підставляючи в останню рівність дані з умови завдання, отримаємо лінійну швидкість: для точок, що лежать на обід колеса V = 2π · 20 c -1 · 0,75 м = 94,2 м/c; а для точок, що лежать на середині радіусу V = 2π · 20 c -1 · 0,375 м = 47,1 м / c .
Як бачимо, у останньої завдання з фізикидосить просте рішення.
Автомобіль проїжджає повз мотоцикліст зі швидкістю 108 кілометрів на годину в той самий час, коли мотоцикліст починає рушати з місця і рухатися з прискоренням 1 м/с2 у напрямку руху автомобіля. Через який час мотоцикліст наздожене автомобіль і на якій відстані від свого старту? Яка при цьому швидкість у мотоцикліста?
Рішення.
Переміщення автомобіля при рівномірному русі визначається формулою S = Vt .
Мотоцикліст рухається рівноприскорено та його переміщення визначається формулою
S = at 2/2.
У той момент, коли мотоцикліст наздожене автомобіль, їх переміщення будуть однаковими. Отже,
S = at 2 /2 = Vt.
Звідси час, протягом якого мотоцикліст наздожене автомобіль і t = 2V/a. Швидкість автомобіля V= 30 м/с. Тому
t= 2 · (30м / с) / (1м / c 2) = 60 с = 1 хвилина.
Відстань від точки старту, припущення, що автомобіль і мотоцикл рухалися прямою ділянкою дороги, дорівнює переміщенню мотоцикліста, як втім і автомобіліста, за знайдений час, а саме
S = Vt= (30 м / c) · (60 с) = 1800 м = 1,8 км.
При цьому швидкість мотоцикліста досягне значення
V = at= 1м/c 2 ·60 c = 60 м/с = 216 км/год.
Завдання з фізикиз розділу Динаміка
Дві пластилінові кульки, що мають маси 10 грам і 16 грам, рухаються у вакуумі з величезними швидкостями 200 м/c і 250 м/c назустріч один одному і стикаються зліплюючись воєдино. З якою швидкістю рухатиметься зліплена пластилінова кулька?
Рішення.
Імпульси кульок до зіткнення
P 1 = m 1 V 1 ; P 2 = m 2 V 2 .
Імпульс злиплої кульки після зіткнення
P = (m 1 + m 2)V.
Тут V- швидкість злиплої кульки після зіткнення.
Так як друга кулька більша за першу і рухається з більшою швидкістю, то розумно зробити припущення, що не обмежує спільності рішення, про те, що злиплий єдиний пластиліновий кулька буде рухатися в напрямку початкового руху другої кульки.
За законом збереження кількості руху
P
1 + P
2 = P
.
Тут, зазвичай, жирним шрифтом позначені векторні величини.
У проекції на напрямок руху другої кульки, з урахуванням напрямку першої кульки і справедливого припущення про напрямок руху єдиної кульки, що злиплася, отримаємо
m 2 V 2 - m 1 V 1 = (m 1 + m 2)V
З отриманого рівняння знаходимо швидкість злиплої кульки
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.
Представлені вище та вирішені завдання з фізики, могли бути оформлені в частині свого рішення з малюнками, але як бачимо для правильного їх вирішення малюнки не обов'язкові. Малюнки служать у тому, щоб краще осмислити хід рішення.
Яку жорсткість має вертикальна пружина, якщо вантаж масою 600 кг стискає її на 2 см?
Рішення.
На пружину діє сила тяжкості вантажу G = mg, яка врівноважується силою пружності стиснутої пружини F = kx. Тому прирівняємо ці сили F = Gабо kx = mg. Звідси отримуємо
k = mg/k= 600кг · 9,81м/c 2 /0,02м = 294300 Н/м.
Термодинаміка. Газові закони
Знайти масу одного кубічного метра повітря при нормальному атмосферному тиску та температурі танення льоду. Молярна маса повітря дорівнює 0,029 кг/моль.
Рішення.
Не секрет, що температура танення льоду становить T= 273 К або 0 C , а нормальний атмосферний тиск дорівнює p= 10 5 Па.
За законом Менделєєва-Клапейрона
pV = mRT/μ.
З цього рівняння отримуємо
m = pVμ/(RT).
Тут R= 8,31 Дж/Кмоль - універсальна газова постійна.
Підставляючи чисельні дані, отримуємо
m= 10 5 Па · 1м 3 · 0,029 кг / моль / (8,31 Дж / К · моль · 273К) = 1,278 кг.
Ідеальний газ при тиску 80 кПа займає об'єм 320 літрів. За постійної температури цей газ стискають до об'єму 260 літрів. Як змінився при цьому тиск газу?
Рішення.
Процес є ізотермічним. Отже, ми можемо застосувати закон Бойля-Маріотта, згідно з яким
p 1 V 1 = p 2 V 2,
з якого отримуємо
p 2 = p 1 V 1 /V 2= 80кПа · 320л / 260л = 98,46 кПа.
Ми розглянули деякі дуже прості завдання з фізики. На нашому сайті знайдуться рішення з різних розділів та задачників з фізики та математики. Якщо вам не вдалося знайте рішення своєї завдання з фізикиза цим посиланням, її можна легко замовити.
Коли Джордж У. Ферріс в 1893 побудував перше у світі колесо огляду для Всесвітньої колумбійської експозиції в Чикаго, він запустив процес популяризації такого незвичайного і цікавого атракціону. Висота новинки складала 75 метрів, а за її обертання відповідали дві парові машини.
Це «чортове колесо» було повністю розібрано у 1904 році, але за ці роки у різних країнах світу було встановлено тисячі подібних атракціонів.
Оглядові колеса бувають різних розмірів і можуть бути знайдені в багатьох місцях, включаючи парки атракціонів і туристичні пам'ятки. Нижче наведено топ-10 найвищих коліс огляду у світі. Дані про те, де знаходиться найбільше оглядове колесо, актуальні на 2018 рік.
Відкриває рейтинг японське оглядове колесо, побудоване в 1997 році і встановлене біля торгового центру Темпозан Маркет в Осаці.
Ця споруда прикрашена ілюмінацією, яка повідомляє про погоду на найближчі дні. Помаранчеве підсвічування означає, що день буде сонячним, зелені вогні – знак, що на небі багато хмар, а якщо зайнялося синє світло, значить буде дощ.
9. Годинник Космо 21 – 112,5 метра
Це колесо огляду, побудоване 1989 року в японському місті Йокогама, давно втратило своє звання найвищого атракціону на Землі, але все ще залишається найбільшим у світі годинником. Число «21» у назві означає «21 століття».
Поточний час відображається на величезному дисплеї в центрі колеса. Поїздка на атракціоні займає 15 хвилин.
Колесо може перевозити 480 осіб у 60 кабінках, причому кожна кабіна вміщує до восьми пасажирів. У ясний день з колеса можна побачити хмарочоси Сіндзюку, острів Босо і навіть гору Фудзі.
8. Мельбурнська зірка та 5 інших атракціонів – 120 метрів
Спиці цього масивного колеса огляду утворюють семикінцеву зірку, як данину поваги до австралійського прапора. Поїздка на «Зірці Мельбурна» забезпечить вам 30-хвилинний вид на Доклендс та прилеглі райони міста, такі як Порт-Філіп та центральний діловий район.
Є кілька інших коліс огляду заввишки 120 метрів:
- "Небесна мрія Фукуока" - ця "висотка" відкрилася в 2002 році в місті Фукуока, Японія.
- Чженчжоуське оглядове колесо відкрилося в 2003 році в парку атракціонів в провінції Хенань, Китай.
- Колесо огляду Чанші відкрилося в 2004 році в місті Чанша, Китай.
- Тяньцзіньське око – атракціон відкрився у 2008 році в Тяньцзіні, Китай.
- Оглядове колесо Сучжоу, відкрилося в 2009 році в місті Сучжоу, Китай.
7. Око Орландо – 122 метри
Найвищий атракціон на Східному узбережжі було відкрито у 2015 році. Він надає захоплюючі види на тематичні парки міста, у тому числі довколишні «Морський світ Орландо» та «Юніверсал Орландо».
Один оберт колеса займає 23 хвилини. Перед посадкою в кабінку відвідувачам обов'язково покажуть міні-фільм про будівництво колеса. А при виході з колеса їздцям безкоштовно пропонують баночку «Кока-коли».
6. Червоний кінь – 123 метри
Ferris Wheel – найвище оглядове колесо в Японії було відкрито в 2016 році. Воно піднімається на висоту, яку можна порівняти з висотою 40-поверхового житлового будинку. Для порівняння:найвища точка складає 83 метри (або 28 поверхів).
Усі 72 пасажирські кабінки мають прозорі (і дуже міцні) підлоги. І за 18 хвилин, поки колесо здійснює повний оберт, його відвідувачі можуть помилуватися вражаючими видами міста і з бокових вікон і знизу, якщо, звичайно, ризикнуть подивитися собі під ноги.
5. Око Лондона – 135 метрів
Відкриває першу п'ятірку найвищих атракціонів 2018 року одна з найвідоміших пам'яток Англії.
Найвищий атракціон Європи був збудований у 2000 році і спочатку його називали «Колесо Тисячоліття». Кожна з його 32 капсул може перевозити 25 пасажирів, а вся подорож займає близько 30 хвилин.
Щороку Око Лондона відвідує більше людей, ніж Тадж-Махал або Великі піраміди Гізи.
4. Зірка Наньчана – 160 метрів
Одне з найвищих коліс у світі всього на 5 метрів поступається своєму сінгапурському конкуренту. Натомість відкрилося воно раніше, 2006 року.
Кожна із 60 кабін, оснащених клімат-контролем, вміщує до 8 пасажирів. Атракціон забезпечений дуже гарним підсвічуванням, тому ввечері радує відвідувачів фантастичною ілюмінацією.
Квиток на «Зірку Наньчана» коштуватиме лише 6 юанів (близько 60 рублів). Працює колесо цілодобово.
3. «Парний Сінгапур» – 165 метрів
Величезне «чортове колесо», відкрите в 2008 році на березі Сінгапурської затоки, забезпечує приголомшливий краєвид на сусідні Малайзію та Індонезію. Кожна з 28 капсул має розмір міні-автобуса та вміщує 28 пасажирів. Один оберт колеса займає півгодини. А щоб поїздка пройшла веселіше, в кабінку можна замовити шампанське та обід на двох.
2. Хай Роллер – 168 метрів
Атракціон, розташований у торгово-розважальному районі Linq у знаменитому Лас-Вегасі, відкрився у 2014 році. У кожній скляній кабіні, яка оснащена кондиціонером, можуть перебувати до 40 пасажирів. Оскільки це вегас, напої продаються прямо біля основи колеса і в кабіну можна брати їжу. Однак у капсулах немає ігрових автоматів, або принаймні поки що немає.
Нічні квитки на Хай Роллер коштують дорожче, ніж денні, і це можна пояснити: адже вночі Лас-Вегас залитий вогнями, і виглядає набагато красивіше.
1. Нью-Йоркське колесо огляду – 191 метр
Найбільше колесо огляду у світі розташоване на березі острова Статен-Айленд. З нього відкриваються неймовірні краєвиди на Атлантичний океан, порт Нью-Йорка і, звичайно, Манхеттен. Будівництво гіганта коштувало 230 мільйонів доларів (з них 7 мільйонів доларів пішло на комплект освітлення) і за одну поїздку на колесі можуть покататися 1440 пасажирів. Тривалість поїздки становитиме близько 38 хвилин.
При створенні найвищого оглядового колеса американські дизайнери надихалися Лондонським проектом, однак поставили собі завдання наздогнати і перегнати англійців. Якщо Лондонське колесо оснащене 32 капсулами, у кожній з яких можуть розміститися 25 осіб, то Нью-Йоркське колесо має 36 капсул із місткістю до 40 пасажирів у кожній. Та й висота в американського «чортового колеса» набагато більша. Проте вже 2018 року воно може поступитися титулом «найвище колесо огляду у світі» новому королю атракціонів.