Выдержка из текста работы
При горизонтальном полете со скоростью снаряд массой разорвался на две части. Большая часть массой получила скорость в направлении полета снаряда. Определить модуль и направление скорости меньшей части снаряда.
Дано:
Решение:
Свяжем систему отсчета с поверхностью Земли , ось ох направим по направлению движения снаряда. Предположим , что второй осколок будет двигаться в направлении , противоположном движению снаряда .
Вдоль оси ох силы не действуют поэтому проекция импульса системы «снаряд- осколки» сохраняется :
Отсюда получаем
— проекция скорости второго осколка на оси ох ;
— проекция скорости снаряда на оси ох ;
— проекция скорости первого осколка на оси ох .
С учетом знаков проекций скоростей уравнение (2) принимает вид :
Масса второго осколка
Следовательно , второй осколок двигался после взрыва со скоростью противоположно движению снаряда .
Ответ : , противоположно движению снаряда.
Задача 121
В деревянный шар массой , подвешенный на нити длиной , попадает горизонтально летящая пуля массой . С какой скоростью летела пуля, если нить с шаром и застрявшей в нем пулей отклонилась от вертикали на угол ? Размером шара пренебречь. Удар пули считать прямым, центральным.
Направим ось ох вдоль направления движения пули. По закону сохранения импульса системы :
откуда выразим скорость пули:
— скорость шара с пулей .
По закону сохранения энергии :
откуда следует
— ускорение свободного падения , — высота поднятия центра шара .
Из чего следует:
Ответ :
Задача 181
Частица движется со скоростью v = с/3, где с — скорость света в вакууме. Какую долю энергии покоя составляет кинетическая энергия частицы?
Дано :
Решение :
Данная частица является релятивистской , поэтому ее кинетическая энергия определяется соотношением :
, … (1)
Разделим уравнение (1) на
Ответ :
Задача 301
Точечные заряды , находятся на расстоянии друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на от первого и на от второго заряда. Определить также силу F, действующую в этой точке на точечный заряд
Дано :
.d=5см=0,05м
=2мкКл=Кл
=-1,2мкКл=
3см=0,03м
4см=0,04м
=0,08мкКл=Кл
Е- ? F- ?
Решение :
Электрическое поле в точке В создается двумя точечными зарядами и.
то АBC — прямоугольный ,поэтому по теореме Пифагора :
Напряженность поля точечного заряда
; ,
Сила действующая на заряд Q , равна :
Ответ : ;
Задача 321
На двух концентрических сферах радиусом R и 2R, рис.24, равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями и .
Построить сквозной график зависимости Е(r) напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I — внутри сферы меньшего радиуса, II -между сферами и III — за пределами сферы большего радиуса. Принять , ; 2) Вычислить напряженность Е в точке, удаленной от центра сфер на расстояние r, и указать направление вектора Е. Принять , .
Дано :
Решение: Рассмотрим три области: I , II, III . В каждой области проведем вспомогательные поверхности радиусами ; ;
По теореме Остроградского-Гаусса :
— нормальная составляющая вектора ; в силу сферической симметрии , поэтому уравнение (1) можно записать:
В первой области (внутри I области зарядов нет) , откуда следует .
Во второй области электрическое поле создается зарядом
равномерно распределенным по первой сферической поверхности ,тогда уравнение (2) будет иметь вид :
где — поверхность второй гауссовой поверхности
В третьей области
Тогда
т.к. электрическое поле в этой области создано зарядами вторых сферических поверхностей
где — площадь гауссовой поверхности в обл. Ш.
Найдем напряженность поля на расстоянии r от центра сферических поверхностей .
,т.е. дано точка находится в области II .
— электрическая постоянная
Для построения графика найдем еще несколько точек
Построим график зависимости E(r) .
График имеет точки разрыва
Ответ :
Задача 331
Два точечных заряда Q1 = 6 нКл и Q2 = 3 нКл находятся на расстоянии r=60 см друг от друга. Какую работу необходимо совершить внешним силам, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое?
Дано :
Решение : Работа внешней силы F по уменьшению расстояния между зарядами численно равно работе электростатических сил и противоположно ей по знаку :
, ,
— сила Кулона.
, ,
Ответ :
Задача 341
Пылинка массой m = 200 мкг, несущая на себе заряд Q = 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов U = 200 В пылинка имела скорость = 10 м/с. Определить скорость пылинки до того, как она влетела в поле.
Дано :
Решение :
Перемещая пылинку ,электрическое поле совершает работу
…(1)
Работа равна изменению кинетической энергии пылинки :
…(2)
— изменение кинетической энергии .
Из (1) и (2) получаем
откуда следует :
Ответ : .
Задача 351
скорость снаряд осколок электрический
Конденсаторы емкостью C1 = 5 мкФ и С2 = 10 мкФ заряжены до напряжений = 60 В и = 100 В соответственно. Определить напряжение на обкладках конденсаторов после их соединения обкладками, имеющими одноименные заряды.
Дано :
Решение :
По условию , конденсаторы соединяются одноименными обкладками , т.е. параллельно , по этому напряжение на обмотках будет одинаковым :
Q- общий заряд системы , — емкость батареи конденсаторов .
По закону сохранения электрического заряда :
где — заряды на обмотках каждого конденсатора .
; ,
Ответ:
Список используемой литературы
1.Методические указания;
2.Электронный справочник по школьной физике;
3.Электронный справочник по физике;
4.Электронный учебник «Физика»;
5.Курс физики, Т.И. Трофимова. Москва «Высшая школа» 1990.
