Олимпиадные задания по физике для 10 класса

1.Из одной и той же точки вертикально вверх с интервалом времени Δt выброшены два шарика со скоростью V. Шарики движутся по одной прямой в поле силы тяжести. Через какое время после запуска второго шарика они столкнутся?

Решение. Запишем уравнение координаты первого и второго тела при движении вертикально вверх физика86. В точке пересечения траекторий координаты тел равны y1= y2. (2б) Поэтому приравниваем эти два уравнения и решаем относительно неизвестной величины t.физика87

2. Камень массой m = 100 г бросают горизонтально с вершины холма, склон которого составляет угол 30° с горизонтом. Определите, какая работа была завершена при броске, если камень упал на склон на расстоянии 40 м от вершины. Считать, что бросок выполнен непосредственно от поверхности земли. Сопротивлением воздуха пренебречь.

физика96Решение: Введём систему координат, как показано на рисунке. Обозначим через V начальную скорость камня. Кинематические уравнения движения имеют вид: физика88, следовательно, уравнение его траектории равно физика89. Уравнение наклонной плоскости поверхности холма: физика90. В точке падения камня, имеет координату физика91, выполняется равенство физика92. Получается: физика93. Работа совершенная при броске: физика94имеет следующий вид физика95

 

3. Тележка массой M = 500 г, находящаяся на столе, скреплена нитью перекинутой через блок (блок прикреплен к правому краю стола) с грузом m = 200 г. В начальный момент тележка имела скорость V0 = 7 м/с и двигалась влево по горизонтальной плоскости.
Определите:
а) величину и направление скорости тележки;
б) место, где она будет находиться, и путь, пройденный ею через t = 5 с.
(Ускорение свободного падения g = 9,8 м/c2).

физика98Решение: По второму закону Ньютона:физика97физика99 До остановки физика100. Скорость в момент остановки физика101. Последующее время движения физика102. Путь после остановки пройдет: с учётом того, что движение против оси Ox физика103. Через пять секунд тележка будет находится на начальном месте. физика104физика105Ответ: 17,5м; 7м/с; на начальном месте.

4. Электромотор станка приводится в движении от сети с напряжением U = 220 В. При работе станка сила тока, протекающего через мотор, равна I = 11 А. Какая часть потребляемой энергии превращается в механическую работу, если сопротивление обмотки мотора равно R = 5 Ом?

Решение: физика106 (1); где физика107. Подставим в формулу (1): физика108физика109; подставим числовые значения: физика110Ответ: 3/4 части (или 75%) потраченной энергии превратилась в механическую работу.

 

5. Установка, выделяющая тепловую мощность N = 50 кВт, охлаждается проточной водой, текущей по спиральной трубке диаметром d = 15 мм. При установившемся режиме проточная вода нагревается на Δt= 25°C. Определите скорость v течения воды.

Решение: Будем считать, что вся выделяемая установкой за промежуток времени t энергия идет только на нагрев протекающей воды. Тогда физика111, где m – масса протекающей за время t воды, с – удельная теплоемкость воды. Поскольку физика112,  получаем физика113, откуда физика114Вычисления: физика115

Поделиться:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*