Условие:
Если камень, брошенный под углом 30° к горизонту, находился в полете 2 с, то с какой скоростью он упал на землю?
|
| Если камень был в полете 2 с, то в силу симметрии 1 с он летел до максимальной точки подъема и 1 с падал вниз (сопротивлением воздуха мы пренебрегаем). В максимальной точке подъема камень имеет только горизонтальную составляющую Vx скорости V. Свободно падая с максимальной высоты подъема, за 1 с камень приобретет вертикальную скорость Vy, равную:
Vy = gt |
Скорость бросания равна скорости падения тела, которая связана с вертикальной составляющей в момент падения:
V=v
y/sin a = gt/sin a
Искомая скорость равна V = 20 м/с.
Ответ: камень упал на землю со скоростью 20 м/с.
Условие:
Тело массой m = 100 г падает свободно. Определите изменение импульса этого тела за первые две секунды падения.
Свободно падая тело через 2 с приобретет скорость:
v = vo + gt = gt.
Изменение импульса равно:
Δp = mv − mvo = mv = mgt.
Δp = 2 H × c.
Ответ: Δp = 2 H × c.
Обратите внимание, что импульс − векторная величина, сначала надо найти проекцию вектора, а уж потом работать со скалярными величинами.
Условие:
Определите, во сколько раз внешнее давление на борт подводной лодки, находящейся на
глубине 100 м, превышает атмосферное? Плотность воды 1030 кг/м3. Атмосферное давление
Рo = 100 кПа.
Если не учитывать изменение плотности воды с глубиной, то давление на борт лодки определится суммой атмосферного и гидростатического давлений:
p = po + ρgh.
Тогда искомое отношение давлений будет равно:
p = po + ρgh = 1 + ρgh.
P/Po=(Po+ρgh)/Po=1+((ρgh)/Po)
Выполнив расчеты, получим 11.3.
Условие:
Если кольцо диаметром 3—4 см, согнутое из тонкой проволоки, окунуть в раствор мыла или
стирального порошка, то, вынув его из раствора, можно обнаружить радужную пленку,
затягивающую отверстие кольца. Если держать кольцо так, чтобы его плоскость была
вертикальна, и рассматривать пленку в отраженном свете на темном фоне, то в верхней части
пленки через некоторое время будет видно растущее темное пятно, окольцованное
разноцветными полосами. Как чередуется цвет полос в направлении от темного пятна к нижней
части кольца? Ответ поясните, используя физические закономерности.
1. Окраска пленки обусловлена интерференцией света, отраженного от передней и задней
поверхностей пленки.
2. Темное пятно на пленке появляется, когда из-за стекания мыльного раствора вниз толщина пленки
становится слишком малой и не наблюдается интерференционный максимум ни для одной из длин волн
в видимом диапазоне.
3. По направлению от темного пятна к нижней части кольца толщина пленки
постепенно увеличивается, поэтому условие наблюдения первого интерференционного максимума при
переходе от темного пятна к нижней части кольца выполняется сначала для света с наименьшей длиной
волны (фиолетового), а затем по очереди для света всех цветов радуги, заканчивая светом с наибольшей
длиной волны (красным). Затем наблюдаются максимумы следующих порядков. В результате под темным
пятном пленка окрашена в фиолетовый цвет, затем в синий и т. д. до красного. Затем чередование цветов
повторяется, но цвета начинают смешиваться, т. к. возможно наложение друг на друга максимумов разных
порядков для разных длин волн.
.
