-->
Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Äâèæåíèå ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà

 


§ 12. Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Äâèæåíèå ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì

Äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî ýòîé òåìå íåîáõîäèìî ïðàâèëüíî çàïèñûâàòü óðàâíåíèå äâèæåíèÿ è óðàâíåíèå çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè îò âðåìåíè.

Äëÿ íåêîòîðûõ çàäà÷ ðàçóìíî ñòðîèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè ïðîåêöèè ñêîðîñòè îò âðåìåíè è îïðåäåëÿòü ïåðåìåùåíèå ïî ãðàôèêó, ÷òî ÷àñòî óäîáíåå, ÷åì ðåøàòü çàäà÷ó àíàëèòè÷åñêè.

Çàäà÷à 1. Óäàðîì êëþøêè õîêêåéíîé øàéáå ñîîáùèëè ñêîðîñòü υ0 = 20 ì/ñ. ×åðåç âðåìÿ t = 2 ñ ñêîðîñòü øàéáû, äâèæóùåéñÿ ïðÿìîëèíåéíî, ñòàëà ðàâíà 16 ì/ñ. Îïðåäåëèòå óñêîðåíèå øàéáû, ñ÷èòàÿ åãî ïîñòîÿííûì.

íàïðàâëåíèå âåêòîðà íà÷àëüíîé ñêîðîñòè

Ð å ø å í è å. Âûáåðåì îñè êîîðäèíàò òàê, ÷òîáû äâèæåíèå øàéáû ïðîèñõîäèëî âäîëü êàêîé-íèáóäü êîîðäèíàòíîé îñè, íàïðèìåð âäîëü îñè ÎÕ. Çà ïîëîæèòåëüíîå íàïðàâëåíèå îñè ÎÕ ïðèìåì íàïðàâëåíèå âåêòîðà íà÷àëüíîé ñêîðîñòè (ðèñ. 1.47). Èç îïðåäåëåíèÿ óñêîðåíèÿ ñëåäóåò: àõ = (υ - υ0)/t = -2 ì/ñ2.

Çíàê «—» â êîíå÷íîì ðåçóëüòàòå îçíà÷àåò, ÷òî âåêòîð óñêîðåíèÿ íàïðàâëåí â ñòîðîíó, ïðîòèâîïîëîæíóþ ïîëîæèòåëüíîìó íàïðàâëåíèþ îñè ÎÕ. Ìîäóëü æå óñêîðåíèÿ à = |àx| = |-2 ì/ñ2| = 2 ì/ñ2.

Çàäà÷à 2. Ïåðåêðûòèå ìåæäó ïåðâûì è âòîðûì ýòàæàìè çäàíèÿ ëèôò ïðîõîäèë ñî ñêîðîñòüþ υ0 = 4 ì/ñ. Äàëåå îí íà÷àë òîðìîçèòü è ïîäíèìàëñÿ ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì à = 2 ì/ñ2. ×åðåç âðåìÿ t = 2 ñ ïîñëå íà÷àëà òîðìîæåíèÿ ëèôò îñòàíîâèëñÿ. Âûñîòà h êàæäîãî ýòàæà ðàâíà 4 ì. Íà êàêîé âûñîòå Í, ñ÷èòàÿ îò ïîëà ïåðâîãî ýòàæà, îñòàíîâèëñÿ ëèôò?

Ð å ø å í è å. Ñîâìåñòèì íà÷àëî êîîðäèíàò ñ ïîëîì ïåðâîãî ýòàæà è íàïðàâèì îñü OY âåðòèêàëüíî ââåðõ. Òàê êàê óñêîðåíèå ëèôòà ïîñòîÿííî, òî åãî äâèæåíèå áóäåò îïèñûâàòüñÿ êèíåìàòè÷åñêèì óðàâíåíèåì ó = ó0 + υ0yt + ayt2/2.

Ñîãëàñíî óñëîâèþ çàäà÷è ó0 = h, υ0y = υ0, àó = -à, ó = Í.

Ïîýòîìó Í = h + υ0t - at2/2; Í = 8ì.

Çàäà÷à 3. Íà ðèñóíêå 1.48 èçîáðàæåíà çàâèñèìîñòü ïðîåêöèè ñêîðîñòè îò âðåìåíè.

1) Ïîñòðîéòå ãðàôèêè çàâèñèìîñòè óñêîðåíèÿ è ïåðåìåùåíèÿ îò âðåìåíè.

2) Îïðåäåëèòå ïåðåìåùåíèå çà âðåìÿ, ðàâíîå t3.

3) Îïðåäåëèòå ñðåäíþþ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ çà âðåìÿ, ðàâíîå t3.

Ð å ø å í è å.  òå÷åíèå ïðîìåæóòêà âðåìåíè îò 0 äî ìàòåðèàëüíàÿ òî÷êà äâèæåòñÿ ðàâíîóñêîðåííî, òàê êàê ñêîðîñòü ðàñò¸ò ñî âðåìåíåì ïî ëèíåéíîìó çàêîíó. Óñêîðåíèå à1õ = (υ1 - 0)/t1 = 1 ì/ñ2.

 òå÷åíèå ïðîìåæóòêà âðåìåíè Δt — t2 - t1 ìàòåðèàëüíàÿ òî÷êà äâèæåòñÿ ðàâíîìåðíî: υ = υ1 = const, à2 = 0. Ïðè t > t2 òî÷êà äâèæåòñÿ ðàâíîçàìåäëåííî ñ óñêîðåíèåì à3õ = (0 - υ1)/(t3 - t2) = -0,5 ì/ñ2.

ãðàôèê çàâèñèìîñòè

Íà ðèñóíêå (1.49, à) èçîáðàæ¸í ãðàôèê çàâèñèìîñòè àx îò t. Çàâèñèìîñòü x(t) â èíòåðâàëå 0 < t < t1 îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå õ = 0 + a1xt2/2 è ïðè t = t1, õ1 = a1xt12/2 = 8 ì. Ñêîðîñòü â ìîìåíò âðåìåíè t1 áóäåò ðàâíà υ1, è òåëî íà÷í¸ò äâèãàòüñÿ ðàâíîìåðíî:

õ2 = õ1 + υ1x(t2 - t1) = 32 ì.

Íà÷èíàÿ ñ t = t2 òåëî äâèæåòñÿ ðàâíîçàìåäëåííî:

x3 = x2 + υ1x(t3 - t2) - à3õ(t3 - t2)2/2 = 48 ì.

Ñðåäíÿÿ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ

υñð = x3/t3 ≈ 2,7 ì/ñ.

Ãðàôèê çàâèñèìîñòè x(t) ïîêàçàí íà ðèñóíêå (1.49, á). Êðèâàÿ, èçîáðàæàþùàÿ çàâèñèìîñòü x(t), ñîñòîèò èç òð¸õ ó÷àñòêîâ: ïàðàáîëû, ïðÿìîé, ïàðàáîëû. Îòìåòèì, ÷òî ïàðàáîëà ïëàâíî ïåðåõîäèò â ïðÿìóþ â òî÷êå À (è â òî÷êå Â), òàê êàê çíà÷åíèå ìãíîâåííîé ñêîðîñòè îïðåäåëÿåòñÿ òàíãåíñîì óãëà íàêëîíà êàñàòåëüíîé ê ãðàôèêó x(t) è â êàæäîé òî÷êå ãðàôèêà äîëæíà áûòü åäèíñòâåííàÿ êàñàòåëüíàÿ. Ïåðåìåùåíèå òàêæå ìîæíî îïðåäåëèòü êàê ïëîùàäü òðàïåöèè (ñì. ðèñ. 1.48):

υ3 = υ1xt1/2 + υ1x(t2 — t1) + υ1x(t3 — t2)/2 = 48 ì.

Çàäà÷è äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðåøåíèÿ

1. Òåëî äâèæåòñÿ âäîëü êîîðäèíàòíîé îñè ÎÕ. Íàïðàâëåíèÿ íà÷àëüíîé ñêîðîñòè è óñêîðåíèÿ ñîâïàäàþò ñ ïîëîæèòåëüíûì íàïðàâëåíèåì îñè, à èõ ìîäóëè ðàâíû υ0 = 4 ì/ñ, à = 2 ì/ñ2. Îïðåäåëèòå ñêîðîñòü ÷åðåç 4 ñ îò íà÷àëà îòñ÷¸òà âðåìåíè.

2.  òî÷êå ñ êîîðäèíàòîé õ0 = 10 ì òåëî èìåëî ñêîðîñòü υ0 = 20 ì/ñ, íàïðàâëåííóþ ïðîòèâîïîëîæíî ïîëîæèòåëüíîìó íàïðàâëåíèþ îñè ÎÕ. Óñêîðåíèå òåëà íàïðàâëåíî ïðîòèâîïîëîæíî âåêòîðó íà÷àëüíîé ñêîðîñòè, à åãî ìîäóëü ðàâåí 10 ì/ñ2. Îïðåäåëèòå êîîðäèíàòó òåëà â ìîìåíòû âðåìåíè 1, 2, 3, 4 ñ îò íà÷àëà îòñ÷¸òà.

3. Íà ðèñóíêå 1.50 ïîêàçàí ãðàôèê çàâèñèìîñòè ïðîåêöèè ñêîðîñòè òåëà îò âðåìåíè. Ïîñòðîéòå ãðàôèê çàâèñèìîñòè ìîäóëÿ ïåðåìåùåíèÿ îò âðåìåíè.

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru
<">


Ñîäåðæàíèå

interfaceType: 0, withoutIframe: true,