Вариант 4, страница 26 - гдз по физике 10 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2018 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: оранжевый изображены шестерни механизма
ISBN: 978-5-09-098314-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Самостоятельная работа № 6. Вес тела. Динамика вращательного движения. Динамика. Механика - страница 26.
Вариант 4 (с. 26)
Условие. Вариант 4 (с. 26)
скриншот условия

Вариант 4
1. Груз массой $10 \text{ кг}$ опускают вертикально вниз замедленно с ускорением $2 \text{ м/с}^2$. Чему равен вес тела?
1) $120 \text{ Н}$ 2) $100 \text{ Н}$ 3) $80 \text{ Н}$ 4) $40 \text{ Н}$ 5) $20 \text{ Н}$
2. К резиновому шнуру длиной $50 \text{ см}$ привязали гирю массой $20 \text{ г}$. При вращении гири в горизонтальной плоскости шнур удлинился на $5 \text{ см}$. Жёсткость шнура составляет $10 \text{ Н/м}$. Определите линейную скорость гири.
Решение. Вариант 4 (с. 26)
1. Дано:
$m = 10 \text{ кг}$
$a = 2 \text{ м/с}^2$
$g \approx 10 \text{ м/с}^2$
Найти:
$\text{P}$ - ?
Решение:
Вес тела $\text{P}$ – это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Когда тело движется с ускорением, его вес отличается от силы тяжести. В данном случае груз находится на подвесе, и его вес равен силе натяжения подвеса $\text{T}$.
На тело действуют две силы: сила тяжести $F_g = mg$, направленная вертикально вниз, и сила натяжения подвеса $\text{T}$, направленная вертикально вверх.
По условию, груз опускают вертикально вниз замедленно. Это означает, что вектор ускорения $\text{a}$ направлен в сторону, противоположную вектору скорости, то есть вверх.
Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение. Запишем уравнение в проекции на вертикальную ось, направленную вверх:
$T - mg = ma$
Отсюда выразим силу натяжения $\text{T}$, которая по определению равна весу тела $\text{P}$:
$P = T = mg + ma = m(g + a)$
Подставим числовые значения, приняв ускорение свободного падения $g \approx 10 \text{ м/с}^2$ (что является стандартным приближением для школьных задач, если не указано иное):
$P = 10 \text{ кг} \cdot (10 \text{ м/с}^2 + 2 \text{ м/с}^2) = 10 \text{ кг} \cdot 12 \text{ м/с}^2 = 120 \text{ Н}$
Ответ: 120 Н.
2. Дано:
$l_0 = 50 \text{ см}$
$m = 20 \text{ г}$
$\Delta l = 5 \text{ см}$
$k = 10 \text{ Н/м}$
Перевод в СИ:
$l_0 = 0.5 \text{ м}$
$m = 0.02 \text{ кг}$
$\Delta l = 0.05 \text{ м}$
Найти:
$\text{v}$ - ?
Решение:
При вращении гири в горизонтальной плоскости на постоянной скорости, на нее действует центростремительная сила, которая удерживает ее на круговой траектории. В данном случае роль центростремительной силы выполняет сила упругости, возникающая в растянутом резиновом шнуре.
Согласно второму закону Ньютона для движения по окружности:
$F_{цс} = ma_ц$
где $F_{цс}$ - центростремительная сила, а $a_ц$ - центростремительное ускорение.
Центростремительная сила равна силе упругости, которую можно найти по закону Гука:
$F_{цс} = F_{упр} = k \Delta l$
Центростремительное ускорение выражается через линейную скорость $\text{v}$ и радиус вращения $\text{r}$:
$a_ц = \frac{v^2}{r}$
Радиус вращения $\text{r}$ равен длине растянутого шнура, то есть сумме его начальной длины и удлинения:
$r = l_0 + \Delta l$
Теперь приравняем выражения для центростремительной силы:
$k \Delta l = m \frac{v^2}{r}$
Подставим выражение для радиуса $\text{r}$:
$k \Delta l = m \frac{v^2}{l_0 + \Delta l}$
Выразим из этого уравнения искомую линейную скорость $\text{v}$:
$v^2 = \frac{k \Delta l (l_0 + \Delta l)}{m}$
$v = \sqrt{\frac{k \Delta l (l_0 + \Delta l)}{m}}$
Произведем вычисления, подставив значения в системе СИ. Сначала найдем радиус вращения:
$r = 0.5 \text{ м} + 0.05 \text{ м} = 0.55 \text{ м}$
Теперь подставим все известные значения в формулу для скорости:
$v = \sqrt{\frac{10 \text{ Н/м} \cdot 0.05 \text{ м} \cdot 0.55 \text{ м}}{0.02 \text{ кг}}} = \sqrt{\frac{0.5 \cdot 0.55}{0.02}} = \sqrt{\frac{0.275}{0.02}} = \sqrt{13.75} \approx 3.71 \text{ м/с}$
Ответ: $\approx 3.71$ м/с.
Другие задания:
Вариант 2
стр. 25Вариант 3
стр. 25Вариант 4
стр. 25Вариант 5*
стр. 25Вариант 1
стр. 25Вариант 2
стр. 26Вариант 3
стр. 26Вариант 4
стр. 26Вариант 5*
стр. 26Вариант 1
стр. 27Вариант 2
стр. 27Вариант 3
стр. 27Вариант 4
стр. 27Вариант 5*
стр. 28Вариант 1
стр. 28к содержанию
список заданийПомогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения Вариант 4 расположенного на странице 26 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 4 (с. 26), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.