Безыскусные задачи про искусственные спутники (к решению задания №2)

Ну что ж такое! Уже много лет спутники «бороздят космические просторы Вселенной», а мы никак не научимся решать задачи про них!  Итак,

Задача №8 Искусственный спутник (3 балла)

Искусственный спутник обращается по круговой орбите на высоте 600 км от поверхности планеты. Радиус планеты равен 3400 км, ускорение свободного падения на поверхности планеты равно 4 м/с². Какова скорость движения спутника по орбите?

Решение.

Как в любой задаче «на силы» в этой нужно нарисовать картину сил, и она очень проста. На спутник действует только сила тяготения со стороны планеты. Сила тяготения направлена к центру планеты и обеспечивает центростремительное ускорение:

Вот такое рассмотрение и лежит в основе расчета траекторий летательных аппаратов (только куда как сложнее из-за учета влияния многих тел). В том числе и зонда Rosetta, ставшего спутником кометы Чурюмова-Герасименко (рис. вверху), и 75 миниатюрных наноспутников формата Cubesat размерами 10*10*10 см, запущенных в этом году на орбиту Земли. На фото внизу студенты собирают такой спутник.

Подробнее о самых значимых достижениях науки в 2014 г. можно прочитать здесь, откуда и фото.

К решению задания №2: эссе-1

Вот и пришло время разобрать решение задания №2. Очень жаль, что не все нашли время его решить и выслать для проверки.

Я не буду приводить решение всех задач, а разберу те (№№ 1, 2,5,8,9), которые вызвали наибольшие трудности.

Сначала поговорим о равнодействующей силе и характере движения.

Еще раз обращаю ваше внимание на второй закон Ньютона:

А это значит, что вектор ускорения направлен также как равнодействующая – векторная сумма сил, действующих на рассматриваемое тело.

То есть, когда вы нарисовали силы, действующие на тело, найдите их векторную сумму (равнодействующую силу) и убедитесь, что ее направление такое же как у вектора ускорения, соответствует характеру движения.

В задаче №1 (автомобиль на повороте) при решении школьники обычно изображают силы, обозначенные на рисунке синим: силу тяжести, реакции опоры (направлены вертикально), силу трения (направлена противоположно скорости). Редко изображают силу тяги F (сонаправлена со скоростью). Но очевидно, что равнодействующая этих сил  или равна нулю или направлена по касательной к окружности, то есть не могут создать центростремительного ускорения, нужного для поворота!

И только сила  трения покоя (изображена красным) может обеспечить такое ускорение. Так как она может изменяться от 0 до максимального значения, она будет ровно такой, чтобы обеспечить поворот радиуса R со скоростью v.

Для того, чтобы уменьшить последствия действия силы трения покоя при поворотах, железнодорожное полотно и велосипедные треки делают наклонными. Тогда центростремительное ускорение обеспечивает сила реакции опоры, действующая под углом к горизонту. 

И наоборот. В Задаче 2 (Груз в лифте)   показания динамометра – величина веса тела. Но вес тела действует на опору или подвес (в данной задаче – на динамометр). На тело действует сила натяжения нити, равная ему по величине. Величина сил известна, сила натяжения больше и ускорение направлено вверх.

Те же самые силы в задаче №5 (Груз в воде и в керосине).

И всегда пишите второй закон Ньютона сначала в исходной форме: сумма сил равна произведению массы на ускорение.

Если при решении задачи во второй части ЕГЭ, вы не напишете, что пользуетесь этим законом и не запишете его, скорее всего лишитесь балла.

О других задачах – в следующем сообщении.

ДЕНЬ ОТКРЫТЫХ ДВЕРЕЙ ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

Рособрнадзор проверил знания первокурсников

«В этом году Рособрнадзор впервые проверил знания первокурсников в 57 вузах по четырем предметам - русскому языку, физике, биологии, химии. В первую очередь это было сделано для того, чтобы сравнить знания студентов с теми баллами ЕГЭ, которые они принесли в вузы.

… выпускники школ должны понимать: если им завысили оценку на ЕГЭ, и это позволило поступить им в вуз, учиться тут они не смогут и вылетят после первой же сессии.»

Читать полностью  статью в «Российской газете» 

Жду работ по заданию ЗФШ №2 до 15 декабря 2014г

Если нужны указания по решению задач, присылайте вопросы.

 

 

Книги, которые учат решать задачи по физике

В очередной раз узнав, что решил(а) задачу неверно, самые упорные задают себе вопрос: как же всё-таки научиться их решать?! Ответ одновременно прост и сложен: надо решать, но при этом нужно иметь опытного проводника. 

И вот разбирая книги, чтобы найти хорошие примеры и задачи, наткнулась на это уникальное издание:

Л.В. Тарасов, А.Н. Тарасова. Вопросы и задачи по физике.

 

Уникальна эта книга тем, что она содержит анализ ошибок и заблуждений школьников при решении задач. Написана в стиле обсуждения разных вопросов всезнающим Автором, плохо знающим физику Читателем А и отличником, Читателем Б.  Так что все ваши белые пятна и заблуждения (а у отличников их тоже немало) там описаны.

Я с большой благодарностью вспомнила эту книгу, она разъяснила несколько сложных вопросов школьной физики и я не поленилась прочитать ее полностью уже после окончания школы.

А у вас есть возможность прочитать ее в процессе подготовки к экзамену! Её можно скачать в Интернете. Её можно даже купить в бумажном виде (правда, по совершенно немыслимой цене порядка 400 руб.) Но вы не пожалеете.

Кроме того, хотелось бы порекомендовать любимые мною задачники и пособия коллектива авторов  Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А., Гельфгат И.М, которые легко купить, например, в Интернет-магазине Лабиринт http://www.labirint.ru/search/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%88%D1%82%D0%B5%D0%B9%D0%BD/?id_genre=&page=1

В частности:
 Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А., Гельфгат И.М.: Задачи по физике для основной школы с примерами решений: 7-9 классы
Из трех книг, которые я здесь привожу, у меня есть только этот задачник. Он мне очень нравится следующим:

• В нем приведены задачи разных уровней: среднего, достаточного (!), высокого и олимпиадного – не часто такое встретишь; 
• Задачник для 7-9 классов, а задачи совсем не элементарные, для некоторых приведены указания для решения, в которые иной раз хочется посмотреть;
• Выделены ключевые для понимания темы задачи;
• Задачи эти очень полезны (а иногда и трудны) для учащихся 10-11 классов, так как многие «непонималки» - оттуда, из младших классов.

Нашла еще вот такие две книги в продаже. Судя по скринам страниц – содержат подробные решения.

Так что, вооружайтесь!
Помните: Время, потраченное при подготовке к экзамену по физике, не пропадает зря! Хорошо подготовившись, вы будете играючи сдавать «общую физику» 1, 2 или 3 семестра, в течение которых продолжите ее изучение на любой технической или физической специальности.