Тело соскальзывает с наклонной плоскости и останавливается у ее основания впр 11
Маленькое заряженное тело соскальзывает без начальной скорости с наклонной плоскости. Угол плоскости с горизонтом $alpha$, трение пренебрежимо мало. Тело движется в магнитном поле, направленном перпендикулярно плоскости рисунка, и в поле силы тяжести. Оказалось, что через некоторое время тело оторвалось от плоскости и полетело по сложной траектории. В полете высота тела над землей изменялась на величину $Delta h$ (см. рис). Определите путь, пройденный телом по плоскости до момента отрыва.
Тело отрывается от плоскости, если сила реакции плоскости обращается в ноль. Это происходит благодаря силе Лоренца. Она направлена перпендикулярно поверхности и отрывает тело от плоскости с силой $qVB$, которая возрастает по мере разгона тела. В некоторый момент сила Лоренца в точности компенсирует $mg cos alpha$, поэтому
После отрыва тело движется в поле силы тяжести и в магнитном поле, и траектория движения сложна. Если бы силы тяжести не было, траектория бы сильно упростилась – это была бы окружность.
Соотношения для скоростей (1, 2, 3) можно переписать, введя параметр $k = mg/(qB)$:
Подставляя сюда (4), получим уравнение на $k$:
Задача по физике – 545
Тонкий обруч массой $M$ и радиуса $r$ поставлен на горизонтальную плоскость. В начальный момент обруч покоится. По гладкому каналу, проходящему внутри обруча, соскальзывает из верхней точки без начальной скорости небольшая шайба массой $m$.
Определите скорость $u$ центра обруча в тот момент, когда шайба находится в некоторой точке обруча А, радиус-вектор которой образует угол $phi$ с вертикалью (рис.). Трением между обручем и плоскостью пренебречь.
Задача по физике – 549
Гибкий трубопровод длиной $l$ соединяет в пространстве точки A и В, разность высот между которыми равна $h$ (рис.). Внутри трубопровода по всей его длине лежит веревка, которую удерживают в точке А.
Определите ускорение $a$, с которым начнет двигаться веревка в начальный момент времени после того, как ее отпустят. Трением между веревкой и стенками трубопровода пренебречь.
Задача по физике – 551
На группу из трех гладких одинаковых кубиков, лежащих на гладкой горизонтальной поверхности, как показано на рис., налетает со скоростью $v$ гладкая шайба. Масса каждого кубика равна массе шайбы. Диаметр шайбы и ее высота равны ребру кубика.
Определите скорости всех тел после соударения.
Задача по физике – 552
В гладкой неподвижной круговой горизонтальной трубе покоятся несколько одинаковых шариков. Один из шариков взрывается, распадаясь на две части неравной массы.
Определите окончательную скорость образовавшегося после всех соударений тела. Считать все соударения абсолютно неупругими.
Задача по физике – 553
Три небольших тела, массы которых относятся, как 3:4:5 (масса самого легкого тела равна $m$), удерживаются в трех различных точках на внутренней поверхности гладкой полусферической чаши радиуса $r$. В нижней точке чаша закреплена на горизонтальной поверхности. В некоторый момент времени тела отпускают и предоставляют самим себе.
Определите максимальное количество теплоты $Q$, которое может выделиться в такой системе. При каком начальном положении тел это осуществится? Считать все соударения тел абсолютно неупругими.
Задача по физике – 554
Покажите, что максимальная скорость, которую при столкновении может сообщить протону $alpha$-частица, составляет 1.6 ее начальной скорости.
Задача по физике – 556
К оси колеса массой $m$ радиуса $r$ привязана нерастяжимая веревка, которую тянут в горизонтальном направлении в плоскости колесо. Колесо катится без подскоков по решетке, состоящей из параллельных горизонтальных прутьев, расстояние между которыми равно $l$, причем $l ll r$.
Определите. какой должна быть средняя сила натяжения $T$ веревки, чтобы колесо двигалось в среднем с постоянной скоростью $v$? Считать массу колеса сосредоточенной в его оси.
Задача по физике – 558
По шероховатой горизонтальной плоскости, переходяшей в наклонную, составляющую угол $alpha$ с горизонтом, катится без проскальзывания с некоторой скоростью $v$, перпендикулярной границе раздела плоскостей, колесная пара, состоящая из двух легких колес радиуса $r$, насаженных на тонкую тяжелую ось (рис.).
Определите, при каком значении $v$ колесная пара перекатится с горизонтальной плоскости на наклонную без отрыва.
Задача по физике – 559
Тонкий обод массой $m$ и радиуса $r$ скатывается с наклонной плоскости, образующей угол $alpha$ с горизонтом, наматывая при этом на себя тонкую ленту, линейная плотность которой равна $
ho$(рис.). В начальный момент обод находится на высоте $h$ над горизонтальной поверхностью.
Определите, на каком расстоянии $s$ от основания наклонной плоскости обод остановится. Считать переход от наклонной плоскости к горизонтальной поверхности плавным.
Задача по физике – 567
Массивная труба скатывается с одинаковой высоты горок разного профиля (рис.). В первом случае проскальзывания нет, а во втором случае труба проскальзывает на некотором участке пути.
Определите, в каком случае скорость трубы в конце горки будет меньше.
Задача по физике – 570
10.05.2022.
Тест. Физика, 11 класс
Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного
использования.
Администрация сайта не
проверяет возможные ошибки,
которые могут встретиться в тестах.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Укажите цифры, под которыми они указаны. Источник заданий: https://phys-ege.sdamgia.ru/test
Задайте свой вопрос по физике профессионалам
Сейчас онлайн
репетиторов по физике
Получите ответ профи быстро и бесплатно
Другие вопросы на эту тему
Движение тела по наклонной плоскости — это классический пример движения тела под действием нескольких несонаправленных сил. Стандартный метод решения задач о такого рода движении состоит в разложении векторов всех сил по компонентам, направленным вдоль координатных осей. Такие компоненты являются линейно независимыми. Это позволяет записать второй закон Ньютона для компонент вдоль каждой оси отдельно. Таким образом второй закон Ньютона, представляющий собой векторное уравнение, превращается в систему из двух (трех для трехмерного случая) алгебраических уравнений.
Силы, действующие на брусок, скользящий по наклонной плоскости: случай ускоренного движения вниз
Рассмотрим тело, которое соскальзывает вниз по наклонной плоскости. В этом случае на него действуют следующие силы:
При решении задач, в которых фигурирует наклонная плоскость часто удобно ввести наклонную систему координат, ось OX которой направлена вдоль плоскости вниз. Это удобно, потому что в этом случае придется раскладывать на компоненты только один вектор — вектор силы тяжести m g, а вектора силы трения F тр и силы реакции опоры N уже направлены вдоль осей. При таком разложении x-компонента силы тяжести равна mg sin(α) и соответствует «тянущей силе», ответственной за ускоренное движение вниз, а y-компонента — mg cos(α) = N уравновешивает силу реакции опоры, поскольку вдоль оси OY движение тела отсутствует. Сила трения скольжения F тр = µN пропорциональна силе реакции опоры. Это позволяет получить следующее выражение для силы трения: F тр = µmg cos(α). Эта сила противонаправлена «тянущей» компоненте силы тяжести. Поэтому для тела, соскальзывающего вниз, получаем выражения суммарной равнодействующей силы и ускорения:
F x = mg (sin(α) – µ cos(α)); a x = g (sin(α) – µ cos(α)).
Когда коэффициент трения в точности равен тангенсу угла наклона плоскости: µ = tg(α), мы имеем дела с взаимной компенсацией всех трех сил. В этом случае, согласно первому закону Ньютона тело может либо покоиться, либо двигаться с постоянной скоростью (При этом равномерное движение возможно только вниз).
Силы, действующие на брусок, скользящий по наклонной плоскости: случай замедленного движения вверх
Однако, тело может и заезжать вверх по наклонной плоскости. Примером такого движения является движение хоккейной шайбы вверх по ледяной горке. Когда тело движется вверх, то и сила трения и «тянущая» компонента силы тяжести направлены вниз вдоль наклонной плоскости. В этом случае мы всегда имеем дело с равнозамедленным движением, поскольку суммарная сила направлена в противоположную скорости сторону. Выражение для ускорения для этой ситуации получается аналогичным образом и отличается только знаком. Итак для тела, скользящего вверх по наклонной плоскости, имеем:
a x = g (sin(α) + µ cos(α)).