Document 5005324

представляет собой аналоговую модель, в которой
между параметрами объекта и модели одинаковой
физической природы существует однозначное
соответствие. В этом случае элементом системы
ставятся в соответствие физические эквиваленты,
воспроизводящие структуру, основные свойства и
соотношения изучаемого объекта. При физическом
моделировании, основой которого является теория
подобия, сохраняются особенности проведения
эксперимента в натуре с соблюдением оптимального
диапазона изменения соответствующих физических
параметров.
простейшая физическая модель в механике —
математическая абстракция — тело, размеры
которого допустимо считать бесконечно малыми в
пределах допущений исследуемой задачи.
Что оставляем
Масса
Скорость
поступательного
движения
Потенциальная энергия
От чего отказываемся
Размеры
Форма
Деформация
Вращение
Что оставляем
От чего отказываемся
Упругость
Длина нити
Деформация
Масса нити
Толщина нити
Что оставляем
Электрическое
взаимодействие
От чего отказываемся
Перераспределение
зарядов
Размеры
•Ускоренное движение
•Круговое движение в вертикальной плоскости
•Математический маятник
•Конический маятник
•Заряженный шарик, подвешенный на нити,
находится в электрическом поле
•Заряженный шарик, подвешенный на нити,
колеблется в магнитном поле
•назвать явление, которое происходит (равновесие, движение с
ускорением точки подвеса, колебательное движение, движение по
окружности);
•выявить типы взаимодействий, наблюдаемые в данной ситуации;
•распознать физические теории, описывающие эти явления
(классическая динамика, электродинамика, и т.д. );
•назвать идеализированные объекты этих теорий (шарик, нить,
точечный заряд);
•выяснить, можно ли считать шарик и нить идеализированными
объектами;
•перевести свойства шарика и нити на язык физических величин;
•описать явления, происходящие с шариком и нитью, используя
физические термины;
•изобразить ситуацию графически;
•выбрать метод решения задачи – динамический, координатный,
энергетический и т.д.;
•записать в общем виде уравнения, описывающие ситуацию;
•выбрать способы нахождения величин в данной ситуации;
•составить систему действий по нахождению этих величин;
•найти эти величины, решив полученную систему уравнений в
общем виде;
•проверить полученную формулу методом размерности;
•подставить найденные значения величин и выполнить расчет;
•проверить полученный ответ на реальность.
• Задача 1. С каким ускорением поднимают
груз на веревке, если ее натяжение
увеличилось втрое по сравнению с
натяжением, создаваемым неподвижным
грузом?
Ответ: 20 м/с2.
На
тележке
установлен штатив, к которому
привязан груз на нити. Какой
угол (в градусах) с вертикалью
составляет нить с грузом когда
тележка
движется
в
горизонтальном направлении с
ускорением 10 м/с2? g = 10 м/с2.
Ответ: 450
Задача
2.
Задача 3. Небольшой груз массой 5 кг
подвешен к потолку лифта с помощью двух
нитей, одна длиной 30 см, другая длиной
40
см.
Расстояние
между
точками
крепления нитей к потолку равно 50 см.
Лифт поднимается с ускорением 2 м/с2.
Найдите силу натяжения короткой нити.
g = 10 м/с2.
Ответ: 48 Н
Задача 4. Небольшой шарик массой 250 г,
прикрепленный к концу нити, равномерно
вращают в вертикальной плоскости. На
сколько сила натяжения нити в нижней
точке траектории больше, чем в верхней?
g = 10 м/с2.
Ответ: 5Н
Задача 5. Тело массой 2 кг вращается в
вертикальной плоскости на нити длиной
1 м. Когда тело проходит точку,
расположенную на 0,5 м ниже точки
подвеса нити, она обрывается. После
этого тело поднимается на 4 м выше
точки подвеса. Чему было равно
натяжение нити перед обрывом? g =
10 м/с2.
Ответ: 250 Н
Задача 6. Маленький шарик массой 0,2 кг
находится на конце нерастяжимой нити,
другой конец которой закреплен. Нить
приводят в горизонтальное положение и
отпускают без начальной скорости. Чему
равна сила натяжения нити в тот момент,
когда она составляет угол 60° с
вертикалью? g = 10 м/с2.
Задача 7. На легкой нерастяжимой нити
подвешен тяжелый шарик. На какой угол
(в градусах) надо отвести нить от
положения
равновесия,
чтобы
при
последующих качаниях максимальная сила
натяжения нити была бы в 4 раза больше
минимальной?
Ответ: 600
Задача
8
.
Какую
минимальную
горизонтальную скорость надо сообщить
шарику, чтобы он сделал полный оборот в
вертикальной плоскости, если он висит на
легкой нерастяжимой нити длиной 2 м? g =
10 м/с2.
Задача 9. Шарик, подвешенный на легкой
нити к потолку, вращается по окружности,
лежащей в горизонтальной плоскости.
Расстояние между точкой подвеса и
центром окружности 2,5 м. Найдите угловую
скорость вращения шарика. g=10 м/с2 .
Ответ: 2 рад /с
Задача 10. Шарик массой 90 мг подвешен на
непроводящей нити и имеет заряд 10 нКл. После
того, как под шариком на расстоянии 10 см от
него поместили точечный заряд другого знака,
натяжение нити увеличилось вдвое. Найдите
величину этого заряда. k = 9·109 м/Ф, g = 10 м/с2.
Ответ: 100 нКл
Задача 12. Шарик массой 5 г с зарядом 2 мКл
подвешен на нити длиной 1 м в
горизонтальном электрическом поле с
напряженностью 20 В/м. Шарик сначала
удерживают в нижнем положении, а затем
отпускают. Найдите натяжение нити (в мН)
в тот момент, когда шарик поднимется на
20 см выше начального положения. g = 10 м/с2.
Ответ: 92 мН
Задача 13. Шарик массой 10 г, имеющий заряд 100 мкКл,
подвешен на нити длиной 50 см. Он находится в
однородном электрическом поле с напряженностью
100 В/м, силовые линии которого горизонтальны и
направлены слева направо. Шарик отвели влево так,
что он оказался на 30 см ниже точки подвеса нити, и
отпустили. Найдите силу натяжения (в мН) нити в
тот момент, когда она проходит вертикальное
положение. g = 10 м/с2.
Ответ: 196 мН.
Задача 14. На шарик массой 5 г нанесли заряд
2 мКл, подвесили его на нити длиной 10 м в
горизонтальном магнитном поле с индукцией
2 Тл, отклонили на некоторый угол в плоскости,
перпендикулярной полю, и отпустили. На сколько
сантиметров крайнее положение шарика выше
нижнего, если при прохождении им нижней точки
сила натяжения нити равна 0,17 Н? g = 10 м/с2.
Задача 15. На шарик массой 5 г нанесли заряд
2 мКл, подвесили его на нити длиной 10 м в
горизонтальном магнитном поле с индукцией
2 Тл, отклонили на некоторый угол в
плоскости,
перпендикулярной
полю,
и
отпустили. На сколько сантиметров крайнее
положение шарика выше нижнего, если при
прохождении им нижней точки сила
натяжения нити равна 0,17 Н? g = 10 м/с2.
Ответ: 720 см
Задача 16. Положительно заряженный шарик
массой 2 г подвешен на нити длиной 10 см в
горизонтальном магнитном поле с индукцией
0,5 Тл. Нить с шариком отклоняют в
горизонтальное положение в плоскости,
перпендикулярной полю, и отпускают. Чему
равен заряд (в мКл) шарика, если сила
натяжения нити в нижней точке 51,8 мН? g =
9,8 м/с2.
Ответ:10 мКл