GDZ Fizică clasa 9. Manualul [Baryakhtar V.G., Dovgy S.O., Bozhinova F.Ya.] 2017

§ 36. Interacțiunea organismelor - § 37. Mișcarea reactivă - § 38. Aplicarea legilor de conservare
1. Având în vedere:
m = 4,5 kg
v = 4 m / s
v1 = 5 m / sec
p1 -?
p2 -?
p3 -?
soluţie:
Impulsul corpului p = m * v.
a) Impulsul mingii față de suprafața Pământului: p1 = m * v, p1 = 4,5 - 4 = 18 (kg * m) / sec.
b) Impulsul mingii față de fotbalist: v = 0, deci p2 = m * v, p2 = 0.
c) Impulsul mingii față de un alt jucător de fotbal: v2 = v + v1, deci p3 = m * (v + v1)
p3 = 4,5 * (4 + 5) = 40,5 (kg * m) / sec.
Raspuns: p1 = 18 (kg * m) / sec, P2 = 0 (kg * m) / sec, P3 = 40,5 (kg * m) / sec...
Se deplasează cu o viteză de 5 m / s. Determinați viteza a doua minge după interacțiune, dacă viteza primei mingi este de 10 m / s.
având în vedere:
m1 = 10 kg
v01 = 20 m / s
m2 = 8 kg
v02 = 5 m / sec
v1 = 10 m / sec
v2 =?
Soluție: Legea conservării impulsului:
m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1 + m2 * v2, atunci în condiția problemei:
m1 * v01 + m2 * v02 = m1 * v1 + m2 * v2
v2 = (m1 * v02 + m2 * v02 - m1 * v1) / m2
v2 = (10 * 20 + 8 * 5 - 10 x 10) / 8 = 17,5 m / s.
Răspuns: v2 = 17,5 m / s.
2. Având în vedere:
m1 = 100 g = 0,1 kg
m2 = 150 g = 0,15 kg
v02 = 0
v = 10 m / s
v01 -?
soluţie:
Legea conservării impulsului:
m1 * v01 + m2 * v02 = m1 * v1 + m2 * v2, atunci în condiția problemei:
m1 * v01 = (m1 + m2) v
v01 = ((m1 + m2) * v) / m1
v01 = ((0,1 + 0,15) * 10) / 0,1 = 25 m / s
Răspuns: v01 = 25 m / s.
3. Un glonț cântărind 10 kg se deplasează cu o viteză de 20 m / s și depășește cel de-al doilea glonț.
4. Având în vedere:
m1 = 200 kg
v01 = 2 m / sec
m2 = 50 kg
v2 = 6 m / sec
a = 60 °
v1 -?
soluţie:
Pentru a boom boom de la barca:
a) După saltul brațului de la alimentarea cu barca:
Legea conservării impulsului:
m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1 + m2 * v2.
Proiecție pe axă
Ox: (m1 + m2) * v01 = m1 * v1 - m2 * v2.
v1 = ((m1 + m2) * v01 + m2 * v2) / ml
v1 = ((200 + 50) * 2 + 50 * 6) / 200 = 4 m / s
b) După saltul brațului de la arcul barcii: p.
m1 * v01 + m2 * v02 = m1 * v1 + m2 * v2.
(m1 + m2) * v01 = m1 * v1 + m2 * v2.
v1 = ((m1 + m2) * v01 - m2 * v2) / m1
v1 = ((200 + 50) * 2 - 50 * 6) / 200 = 1 m / s
c) După un salt de băiat de la arcul barcii la un unghi de 60 ° la orizont:
m1 * v01 + m2 * v02 = m1 * v1 + m2 * v2.
(m1 + m2) * v01 = m1 * v1 + m2 * v2 * cos (a)
v1 = ((m1 + m2) * v01 - m2 * v2 * cos (a)) / m1
v1 = ((200 + 50) * 2 - 50 * 0,5) / 200 = 1,75 m / s
Răspuns:
a) v1 = 4 m / s
b) v1 = 1 m / s
c) v1 = 1,75 m / s
5. Având în vedere:
m1 = 70 kg
m2 = 130 kg
L = 4 m
s -?
soluţie:
Lăsați în timp t barca să plece de pe țărm la o distanță s, atunci persoana în acest timp va trece de la distanță L față de apă.
Atunci viteza vaporului v2 = s / t și viteza persoanei v1 = (L - s) / L.
Legea conservării impulsului
m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1 + m2 * v2.
Având în vedere problema: 0 = m1 * v1 - m2 * v2
m1 = (L-s) / L = m2 * (s / t)
m2 = (L-s) = m2 * s
m1 * L - m1 * s = m2 * s
s = (m1 * L) / (m1 + m2) = (70 * 4) / (70 + 130) = 1,4 m.
Răspuns: s - 1,4 m.
Exercitarea 37
1. Deci, "roata segner" poate fi considerată un motor cu reacție. Rotația roții "segner" se bazează pe principiul propulsiei cu jet. Fluid care se scurge din vas prin forma conică combinată cu vasul său tub curbat rotativ spre coturile opuse ale tuburilor.
2. Având în vedere:
N = 10.000
t = 1 min = 60 s
m1 = 10 g = 10 ^ -2 kg
v = 600 m / s
F -?
soluţie:
Forța de întoarcere a armei
F = n * m * v, unde n - numărul de cadre pe secundă, apoi, având în vedere că n = (N / t), avem: F = N / t * m * v,
F = (10000 * 10 ^ 2 * 600) / 60 = 1000 H = 1 kN.
Răspuns: F = 1kN.
3. Având în vedere:
v0 = 2,4 km / s = 2400 m / s
m1 = 1/4 M
v1 = 900 m / s
v -?
soluţie:
Legea conservării impulsului:
m1 * v01 + m2 * v02 = m1 * v1 + m2 * v2,
Proiecție pe axa Oy:
M * v0 = m1 * v + (M - m1) * v, unde M este masa rachetei.
Viteza gradului de mișcare după separarea de rachetă este de 900 m / s față de rachetă, deci v = v0 - v1,
v = 2400 - 900 = 1500 m / s - viteza gradului de mișcare relativ la Pământ.
Viteza rachetei:
v = (M * V0 - m1 * v) / (M - m1) = (M * V0 - (M * v) / 4) / (M - (M / 4)) = ((V0 - v / 4) / 3) = (4v0 - v / 4) / 3
v = 4 * (2400 - 1500/4) / 3 = 2700 m / s = 2,7 km / s
Răspuns: v = 2,7 km / s.
Exercitarea 38
1. Având în vedere:
m = 40 kg
h1 = 400 m
v = 20 m / s
E1 -?
E2 -?
E3 -?
soluţie:
1) Încărcarea la început cade liber și trece prin calea
h2 = (v ^ 2 - v0 ^ 2) / 2g, unde v0 = 0.
h2 = 20/2 * 10 = 20 m.
Prin urmare, energia mecanică totală a încărcăturii la o înălțime de 400 m - energia potențială a încărcăturii în momentul descărcării de pe aeronavă.
E1 = m * g * (h1 + h2)
E1 = 40 * 10 * (400 + 20) = 168 kJ.
2) În momentul aterizării, încărcătura a avut o viteză de 20 m / s. Prin urmare, energia mecanică totală a încărcăturii în momentul aterizării este energia cinetică a încărcăturii în acest moment.
E2 = (m * v ^ 2) / 2
E2 = (40 * 20 ^ 2) / 2 = 8 kJ.
3) Energia la care a devenit parte din energia mecanică a încărcăturii:
E3 = E1 - E2.
E3 = 168 - 8 = 160 kJ.
Răspuns: E1 = 169 kJ, E2 = 8 kJ, E3 = 160 kJ.
2. Având în vedere:
h = 4 m
v0 = 8 m / sec
v -?
soluţie:
Metoda 1: Mișcarea corpului aruncată orizontal.
Din formula h = (g * t ^ 2) / 2 se determină timpul căderii.
Apoi, viteza în momentul căderii:
t = sqrt ((2 * h) / g)
t = sqrt ((2 * 4) / 10) = 0,9 secunde.
Apoi, viteza în momentul căderii:
v = sqrt (v0 ^ 2 + g ^ 2 * t ^ 2)
v = sqrt (8 ^ 2 + 10 ^ 2 * 0,9 ^ 2) = 12 m / s.
Metoda 2: Legea privind conservarea energiei.
(m * v0 ^ 2) / 2 + m * g * h = (m * v ^ 2) / 2
v = sqrt (v0 ^ 2 + 2 * g * h)
v = sqrt (8 ^ 2 + 2 * 10 * 4) = 12 m / s.
Răspuns: v = 12 m / s.
3. Având în vedere:
m1 = 20 g = 0,02 kg
m2 = 3 * m1 = 0,06 kg
h1 = 20 cm = 0,2 m
v01 -?
v -?
h -?
soluţie:
1) Viteza de mișcare a mingii 1 înainte de coliziune: Prin legea conservării energiei:
Ek + Ep = Ek0 + Ep0 ținând cont de faptul că Ek0 = 0,
Ep = 0, avem: m * g * h = (m * v01 ^ 2) / 2, v01 = sqrt (2 * g * h)
v0 = sqrt (2 * 0,2) = 2 m / s
2) Viteza de mișcare a bilelor după coliziune:
Prin legea conservării impulsului:
m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1 + m2 * v2.
v = (m1 * v01) / (m1 + m2)
v = (0,02 x 2) / (0,02 + 0,06) = 0,5 m / s.
3) Înălțimea maximă la care bilele vor crește după coliziune:
Legea conservării energiei: Ek + Ep = Ek0 + Ep0 dat fiind că Ek0 = 0, Ep = 0, avem: m * g * h = (m * v01 ^ 2) / 2, v01 = sqrt (2 * g * h )
h = v ^ 2/2 * g, h = (0,5 ^ 2) / 2 * 10 = 0,0125 m.
Răspuns: v01 = 2 m / s, v = 0,5 m / s, h = 1,25 cm.
4. Având în vedere:
m1 = 10 g = 0,01 kg
m2 = 30 g = 0,03 kg
x = 4 cm = 0,04 m
k = 256 H / m
h — ?
soluţie:
În conformitate cu legea conservării energiei
Ek + Ep = Ekn + Epu, unde Ek = 0, Ep = 0, avem kx ^ 2/2 = (m1 * v1 ^ 2) / 2
v1 = sqrt ((k * x ^ 2) / m)
v1 = sqrt ((256 * 0,04 ^ 2) / 0,01) = 6,4 m / s
viteza mingii când atinge bara.
Prin legea conservării impulsului:
m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1 + m2 * v2, avem
m1 * v01 = (m1 + m2) * v1, deci v = (m1 * v1) / (m1 + m2).
v = (0,01 * 6,4) / (0,01 + 0,03) = 1,6 m / s.
Viteza unei mingi cu o minge dupa lovitura mingii.
În conformitate cu legea de conservare a energiei:
Ek + Ep = Ekn + EPU, unde ek = 0, Er = 0, avem (m * v ^ 2) / 2 = m * g * h, apoi h = v ^ 2/2 * g.
h = 1,6 ^ 2/2 * 10 = 0,128 m.
Răspuns: h = 12,8 cm.
Verificați întrebările
1. Un sistem de corp poate fi considerat închis dacă forțele exterioare care acționează asupra sistemului sunt echilibrate sau mult mai mici decât forțele interne ale sistemului. De exemplu, explozia de forțe externe care acționează artificii pe ea „fragmente“ (greutate și forță de rezistență) este mult mai mică decât forțele care „fragmente“ sunt respinse, deoarece corpurile de sistem de explozie „fragmente“ pot fi considerate închise .
2. Pulsul corpului p este o cantitate fizică vectorală egală cu produsul din masa corpului la viteza V a mișcării sale: p = m * v. Unitatea pulsului corpului în SI-kilogram-metru pe secundă: [p] -1 (kg * m) / sec.
3. Legea conservării impulsului: într-un sistem închis de corpuri, suma vectorială a impulsurilor corpurilor la interacțiune este egală cu suma vectorială a corpurilor pulsului după interacțiune.
4. Legea conservării impulsului pentru un sistem de două corpuri:
m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1 + m2 * v2.
Verificați întrebările
1. Mișcarea reactivă - o mișcare care rezultă din separarea cu o anumită viteză de corpul unei părți a acesteia.
2. Dacă umflați balonul și eliberați-l fără a deschide gaura cu un fir, atunci mingea se va mișca și se va mișca până când aerul va fi scos din gaură.
3. Lăsați în momentul de pornire toate combustibilul să fie ars imediat. Deoarece racheta de lansare este în repaus, legea conservării impulsului după combustie ar arăta după cum urmează: 0 = vob mob * + * mhazu vhazu în cazul în care mob * vob - coajă de impuls de rachete; gaz * vgauz - impuls de gaz. După proiectarea ecuației vectoriale pe axa OY, avem:
vob = mgazu / mob * vgaaz. Dacă racheta combustibil zhoryalo lansa instantaneu o mișcare nu a intervenit, viteza de recrutat racheta, ar fi suficientă pentru a aduce racheta pe orbita Pământului.
4. O rachetă cu un singur nivel nu va putea părăsi Pământul. Acest lucru este posibil numai cu ajutorul rachetelor cu mai multe etape: în astfel de rachete, etapele cu rezervoare de combustibil goale sunt aruncate în zbor (apoi ard în atmosferă din cauza frenei legate de aer). În acest caz, greutatea rachetei scade, corespunzător, viteza mișcării sale crește.
5. 12 aprilie 1961 de rachete „Vostok“ orbitat nave spațiale „Vostok“ la bord a fost primul cosmonaut din lume Gagarin. Acest zbor a fost efectuat la inițiativa și sub îndrumarea designerului remarcabil S. P. Korolev.

---

---

Назад

Вперед

1 ... 15 16 17 18 19 20 21 22 23 ... 32

ГДЗ Фізика 9 клас Підручник 2017 Світ Бар’яхтар Довгий Божинова