Комментарии - раздел Механика

Прошу прощения, что сразу написать не получилось, постараюсь не тянуть впредь. Буду выделять так физические законы и формулы необходимые для решения задачи.

Комментарии к задачам на тему "Механика"

Задача 1.
Простая задача на относительность движения, но очень хороша для повторения. Преобразования Галилея дают простые соотношения для скоростей: по течению vl+u=v, vl-v=3v (vl-скорость лодки относительно воды; u-скорость течения). Из этих соотношений легко найти скорости. Что касается минимального времени, за которое лодка может переплыть реку, то нужно понимать, что вектор скорости лодки относительно земли всегда складывается из вектора скорости течения (всегда направленного вдоль реки) и вектора скорости лодки относительно воды. Скорость течения в таком случае на время форсирования реки никак не влияет. Значит, нужно вектор скорости лодки развернуть так, чтобы переплыть быстрее - то есть, перпендикулярно течению. t=L/vl=L/2v.

Задача 2.
Задача на равномерное движение по окружности. Я уже отмечала, что задачи такого плана -простые, но почему-то плохо решаются школьниками.

Для решения необходимо использовать закон всемирного тяготения, формулу центростремительного ускорения, соотношение массы, объема и плотности тела, соотношение скорости и периода обращения. Обратите внимание, что формула для 1-й космической скорости не считается известной, ее нужно вывести из закона всемирного тяготения, как минимальную скорость вращения на высоте, равной радиусу планеты.

Нужно сказать, что задачу можно решить, не зная соотношения скоростей. Дело в том, что соотношение скоростей, с одной стороны, можно получить из закона всемирного тяготения, с другой - из соотношения периода и скорости. Приравняв Vп/Vз, полученное двумя способами и учтя соотношение периодов, получаем тот же ответ.

Задача 3.

Действительно сложная задача. Здесь нужно понять, что скорость в точке отрыва не равна нулю. Нужно хорошо понимать, что движение по окружности происходит, пока есть равнодействующая центростремительная сила, создающая центростремительное ускорение. Как только равнодействующая сила (сумма сил, действующих на тело) становится по величине меньше нужной для создания такого ускорения, тело меняет траекторию (в данном случае – падает). Непосредственно перед отрывом силы реакции опоры уже нет, а движение по окружности обеспечивает составляющая силы тяжести.

Для решения необходимо использовать второй закон Ньютона, закон сохранения энергии, формулу центростремительного ускорения.

Ответ N=0,386Н. Решение приведено здесь.

Задача 4.
Простая и изящная задача на законы сохранения энергии и импульса.

Закон сохранения импульса записываем в проекциях на горизонтальную ось, причем, импульс системы в данный момент (шайба на малой горке) Mu-mv равен импульсу до начала движения Mu-mv=0. Закон сохранения энергии учитывает кинетические энергии горки и шайбы и потенциальную энергию шайбы в данный момент. Эта сумма равна потенциальной энергии шайбы до начала движения.

Ответ m/M=(3gh/v^2)-1

Для полноты картины задач на механику, обязательно разберите задачу о беспокойном рыбаке.