Вариант 4, страница 27 - 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 № 7. Невесомость. Перегрузка. Динамика. Механика - страница 27.
Вариант 4 (с. 27)
Условие. Вариант 4 (с. 27)
скриншот условия


Вариант 4
1. Рассмотрите два утверждения об условии, при котором человек может испытывать перегрузки:
А. Человек может испытывать перегрузки, если он свободно падает в однородном поле силы тяжести при малом сопротивлении воздуха.
Б. Человек может испытывать перегрузки, если он находится в равномерно летящей по круговой орбите (вокруг планеты) космической станции с выключенными двигателями.
Какое утверждение является верным?
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
2. Самолёт, движущийся со скоростью 2000 км/ч, совершает разворот в горизонтальной плоскости. Определите радиус траектории, при котором пилот испытывает пятикратную перегрузку.
Решение. Вариант 4 (с. 27)
1. Перегрузка — это состояние, при котором вес тела (сила, с которой тело действует на опору или подвес) превышает его силу тяжести. Это происходит, когда тело движется с ускорением, направленным так, что оно увеличивает силу реакции опоры. Состояние невесомости, наоборот, возникает при свободном падении, когда единственной действующей силой является сила тяжести, и вес тела равен нулю.
А. Человек, свободно падающий в однородном поле силы тяжести, находится в состоянии невесомости. Его ускорение равно ускорению свободного падения $\text{g}$. В этом случае вес тела равен нулю, и человек не испытывает перегрузок. Наоборот, он испытывает невесомость. Следовательно, утверждение А неверно.
Б. Космическая станция, равномерно летящая по круговой орбите с выключенными двигателями, также находится в состоянии непрерывного свободного падения на планету. Сила гравитации сообщает и станции, и человеку внутри неё одинаковое центростремительное ускорение. В результате человек внутри станции не давит на опору, то есть находится в состоянии невесомости. Следовательно, утверждение Б неверно.
Таким образом, оба утверждения описывают условия для возникновения невесомости, а не перегрузки.
Ответ: 4) ни А, ни Б
2. Дано:
Скорость самолёта, $v = 2000 \text{ км/ч}$
Перегрузка, $n = 5$
Ускорение свободного падения, $g \approx 9.8 \text{ м/с}^2$
Переведём скорость в систему СИ:
$v = 2000 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 2000 \times \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = \frac{20000}{36} \text{ м/с} \approx 555.6 \text{ м/с}$
Найти:
Радиус траектории, $\text{R}$ — ?
Решение:
При развороте в горизонтальной плоскости на пилота действуют две силы: сила тяжести $m\vec{g}$, направленная вертикально вниз, и сила реакции кресла $\vec{N}$. Векторная сумма этих сил сообщает пилоту центростремительное ускорение $a_ц$, направленное горизонтально к центру траектории.
$\vec{N} + m\vec{g} = m\vec{a}_ц$
Разложим силу реакции опоры $\vec{N}$ на вертикальную $N_y$ и горизонтальную $N_x$ составляющие. В соответствии со вторым законом Ньютона в проекциях на оси координат:
Вертикальная ось (Y): $N_y - mg = 0 \implies N_y = mg$
Горизонтальная ось (X): $N_x = ma_ц = m\frac{v^2}{R}$
Полная сила реакции кресла, которую ощущает пилот, равна:
$N = \sqrt{N_x^2 + N_y^2} = \sqrt{(m\frac{v^2}{R})^2 + (mg)^2}$
Перегрузка $\text{n}$ определяется как отношение полной силы реакции опоры к силе тяжести:
$n = \frac{N}{mg} = \frac{\sqrt{(m\frac{v^2}{R})^2 + (mg)^2}}{mg} = \frac{m\sqrt{(\frac{v^2}{R})^2 + g^2}}{mg} = \sqrt{\frac{v^4}{R^2 g^2} + 1}$
Выразим из этой формулы радиус траектории $\text{R}$. Возведём обе части в квадрат:
$n^2 = \frac{v^4}{R^2 g^2} + 1$
$n^2 - 1 = \frac{v^4}{R^2 g^2}$
$R^2 = \frac{v^4}{g^2 (n^2 - 1)}$
$R = \frac{v^2}{g\sqrt{n^2 - 1}}$
Подставим числовые значения:
$R = \frac{(555.6 \text{ м/с})^2}{9.8 \text{ м/с}^2 \times \sqrt{5^2 - 1}} = \frac{308691.36}{9.8 \times \sqrt{24}} \approx \frac{308691.36}{9.8 \times 4.899} \approx \frac{308691.36}{48.01} \approx 6430 \text{ м}$
Радиус траектории составляет примерно 6.43 км.
Ответ: $R \approx 6430 \text{ м}$
Другие задания:
Вариант 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. 28Вариант 2
стр. 29Вариант 3
стр. 29Вариант 4
стр. 29Вариант 5*
стр. 29Вариант 1
стр. 30к 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 27 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. 27), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.