Probleme si rezolvari la fizica Categoria: Referat Fizica
Descriere: Pe suprafata orizontală şi netedă se află 2 sanii uşoare legate cu o
funie. Pe una din ele se află un corp cu masa de 120kg, iar pe alta –
un om cu masa de 60kg. Omul trage de funie sania cealaltă astfel, incit
impulsul lui faţă de sania trasă timp de 4s a devenit egal cu
600kg*m/s. Cu ce forţă trage omul sania?... |
|
||
|
|
|||
|
1 Problema 2.135 Un magnet cu masa de 50g este lipit de o bară de otel verticală. Pentru a-l deplasa uniform in jos este necesară o forţă de 1.5N. Cu ce forţă magnetul este atras de bară? Ce forţă trebuie aplicată pentru a deplasa magnetul uniform pe bară vertical in sus? Coeficientul de frecare dintre magnet si bară este 0,2. Se dă: S.I. G – forţa gravitatională; m = 50g 0.05kg F1 - forţa necesară pentru a deplasa magnetul uniform in jos; F1 = 1,5N m – coeficientul de frecare; m = 0,2 m – masa magnetului; N - ? N – forţa cu care este atras magnetul de bară; F2 - ? F2 – forţa necesară pentru a deplasa magnetul uniform in sus; Rezolvare: Forţa F1 acţioneaza asupra magnetului vertical in jos şi �i confera o mişcare F2 uniforma. Conform desenului si a proiecţiei proiecţiilor lor obţinem: F1 = Ffr – G = Nm – mg, de unde Nm F1 + mg => N = F1 + mg / m ; Deci : N = 1,5N + 0,05kg * 10m/s2 / 0,2; N = 1,5N + 0,5N / 0,2 ; N = 2N / 0,2; N N = 10N; �nsa forţa care ar acţiona asupra magnetului pentru ai oferi o mişcare uniformă, verticală in sus, este: F2 = Ffr + G = Nm + mg; G Deci: F2 = 10N * 0,2 + 0,05kg * 10m/s2 =2N + 0,5N = 2,5N F1 Răspuns: N = 10N F2 = 2,5N Problema 3.3 Asupra unui corp acţionează două forţe reciproc perpendiculare de 9N si 12N. Calculaţi modulul forţei rezultante. Se dă: Rezolvare: F1 = 9N Reprezentam schematic forţele prin vectori. Si conform metodei F2 F F2 = 12N paralelogramului obţinem valoarea forţei rezultante F. F - ? Conform teoremei lui Pitagora, obţinţinem: F1 F = F12 + F22 ; F = ( 9N )2 + ( 12N )2 = 81N2 + 144N2 = 225N2 = 15N Răspuns: F = 15N Problema 3.42 Bara imponderabilă ABC de lungime 2,8m se poate roti liber in jurul capatului A. In punctul B este suspendat un corp cu masa de 50kg, F care este mentinut in echilibru de forţa F = 200N, ce acţionează A B vertical in sus in punctul C. Să se afle distanţa AB. m C Se dă: F = 200N F - forţa m = 50kg m – masa corpului l = 2,8m l – lungimea barei l1 - ? l1 – distanţa AB Rezolvare: Bara imponderabilă ABC se află in stare de repaos, atunci: l1F1 = l2F2 unde F1 = G si F2 = F, obţinem: l1G = l2F, centrul de rotaţie a barei fiind la capatul barei, atunci l2 = l si obţinem: l1G = lF => l1 = lF/G Deci l1 = 2,8m * 200N / 50kg * 10m/s2 = 560N*m / 500N = 1,12m Răspuns: l1 = 1,12m Problema 4.17 Variaţia impulsului unui corp in urma maririi masei sale cu 1kg si a vitezei cu 2m/s este egala cu 8kg*m/s. Ce masa avea corpul, daca viteza iniţiala a fost egala cu 4m/s? Se dă: p = 8kg * m/s p – variaţia impulsului unui corp; m = 1kg m – marirea masei corpului; v = 2m/s v – marirea vitezei corpului; v0 = 4m/s v0 – viteza iniţială a corpului; m0 - ? m0 – masa corpului; Rezolvare: Variaţia impulsului acestui corp este p fiind egala cu: p = p1 – p0, unde p1 = m1v1 = ( m0 + m ) ( v0 + v ) = m0 ( v0 + v ) + m (v0 + v ) şi p0 = m0v0, obţinem: p = m0 ( v0 + v ) + m (v0 + v ) - m0v0 <=> p = m0 ( v0 + v - v0 ) + m (v0 + v ) <=> p = m0 v + m (v0 + v ) <=> m0 v = - m (v0 + v ) + p => m0 = [- m (v0 + v ) + p] / v Deci: m0 = [-1kg(4m/s + 2m/s) + 8kg * m/s] / 2m/s = (8kg*m/s – 6kg*m/s) / 2m/s = 1kg Răspuns: m0 = 1kg Problema 4.40 Pe suprafata orizontală şi netedă se află 2 sanii uşoare legate cu o funie. Pe una din ele se află un corp cu masa de 120kg, iar pe alta – un om cu masa de 60kg. Omul trage de funie sania cealaltă astfel, incit impulsul lui faţă de sania trasă timp de 4s a devenit egal cu 600kg*m/s. Cu ce forţă trage omul sania? Se dă: p = 600kg*m/s p – impulsul omului faţă de sania trasă; t = 4s t – timpul; m1 = 120kg m1 – masa corpului de pe prima sanie; m2 = 60kg m2 – masa corpului de pe sania a doua; F - ? F – forta cu care omul trage sania; Rezolvare: Daca m1/m2 = 120kg/60kg = 2 atunci F2 = 1/2F, deci p = p1 + p2 = 1/2F * t + F * t = t ( �*F + F ) = t * 3/2 * F unde F = 2p/3t; deci F = ( 2 * 600kg * m/s ) / 3 * 4s = 1200kg * m/s2 / 12s = 100N. Răspuns: F = 100N 1 Problema 5.24 Asupra unui corp cu masa de 100g acţionează o forţă astfel �nc�t ecuaţia mişcarii lui este: x = 6 + 2t + t2, unde coordonata x este exprimata in metri, iar t – in secunde. Calculaţi lucrul mecanic efectuat de acestă forţă pină la momentul t = 4s, precum si puterea medie dezvoltată. Cu ce este egala putera instantanee la acest moment? Se dă: S.I. m = 100g 0,1kg m – masa corpului x = 6 + 2t + t2 m L – lucrul mecanic t = 4s Pm – puterea medie L - ? J Pi – putera instantanee Pm - ? w Pi - ? w Rezolvare: Din ecuatia x = 6 + 2t + t2 putem exprima xo + vot + at2 / 2 Cunosc�nd aceste valori putem determina lucrul efectuat de aceasta forţă. L = F * s = ma (x – xo) = ma (xo + vot + at2 / 2 - xo) = ma (vot + at2 / 2) Deci: L = 0,1kg * 2m/s2 [2m/s * 4s + 2m/s2 *(4m/s)2 / 2] = =0,2N (8m + 16m); L = 0,2N * 24m = 4,8J; Stiind ca : Pm = F * Vm = ma (v + vo / 2) = ma (vo + at + vo / 2) = ma (2vo + at / 2) Deci: Pm = 0,1kg *m/s2 (2 * 2m/s + 2m/s2 *4s /2) = 0,2N (4m/s + 8m/s /2) = 0,2 (12m/s /2) Pm =0,2N * 6m/s = 1,2w Insă Pi = F * v = ma (vo + at); Pi = 0,1kg * 2m/s2 (2m/s + 2m/s2 * 4s) = 0,2N (2m/s + 8m/s) = 0,2N * 10m/s = 2w Răspuns: L = 4,8J Pm = 1,2w Pi = 2w Problema 5.45 Puterea dezvoltată de un automobil este egală cu 75kw. Cu ce este egala acceleraţia automobilului la momentul, cind viteza lui devine egală cu 54km/h? Forţa de rezistenţa este egala cu 1320N. Masa automobilului este egală cu 2t. Cu ce este egală viteza maxima a automobilului? Se dă: S.I. P = 75kw 75 * 103 w P – puterea dezvoltată de automobil V = 54km/h 15m/s V – viteza automobilului Fr = 1320N Fr - forţa de rezistenţă m = 2t 2 * 103 kg m – masa automobilului a - ? m/s2 a – acceleratia automobilului Vmax - ? m/s Vmax – viteza maxima a automobilului Rezolvare: Forta rezultantă care contribuie la apariţia acceleraţiei este: ma = T - Fr, unde T = P / V obţinem: ma = P ? V – Fr => a = (P / V – Fr) / m Deci: a = (75 * 103 w / 15m/s – 1320N) / 2 * 103 kg = (5 * 103N – 1320N) / 2 * 103 kg = 3680N / 2 * 103 kg = 1,84m/s2; Iar viteza maxima este : Vmax = P / Fr = 75 * 103 w / 1320N = 56,8m/s Răspuns: a = 1,84m/s2 Vmax = 56,8m/s Problema 5.63 Lucrul mecanic minim consumat la răsturnarea unui cub din lemn pe alta faţă este egal cu 100J. Cu ce va fie egal lucrul mecanic consumat la răsturnarea pe alta faţă a altui cub de aceaşi masă dintr-o substanţă cu densitatea egală cu 6480kg/m3? Densitatea lemnului din care este confecţionat cubul este de 810 kg/m3. Se dă: L1 = 100J L1 – lucrul mecanic consumat la rasturnarea unui cub de lemn m1 = m2 L2 – lucrul mechanic consumat la rasturnarea altui cub cu densitatea egală cu o2 = 6480kg/m3 6480kg/m3 o1 = 810kg/m3 o1, o2 – densitatea cuburilor L2 - ? s – lungimea laturii cubului Rezolvare: Conform expresiei matematice pentru calcularea lucrului mecanic, obţinem L = F * s, unde s este lungimea laturii cubului, adică l = m / o . Deci L = F (m / o) pentru fiecare caz aparte, obţinem: L1 = F1 * (m1 / o1); L2 = F2 * (m2 / o2), dacă cuburile au aceeiaşi masă, atunci F1 =F2 <=> L1 / (m1 / o1) = L2 / (m2 / o2) => L2 = (m2 / o2) / (m1 / o1), L1 = (m2 / o2) / (m1 / o1), L1 = (m2 * o1) / (m1 * o2), L1 = o1 / o2 * L1 Deci: L2 = 810kg/m3 / 6480kg/m3 * 100J = 0,125 * 100J = 0,5 * 100J = 50J Răspuns: L2 = 50J Problema 5.71 Un corp cu masa de 200g a fost suspendat de un resort cu lungimea de 20cm. Ce energie potenţială poseda acest resort dacă lungimea lui a devenit egală cu 26cm? Se dă: S.I. m = 200g 0,2kg m – masa corpului suspendat de resort l1 = 20cm 0,2m l1 – lungimea initiala a resortului l2 = 26cm 0,26m l2 – lungimea finala a resortului Ep -? J Ep – energia potentiala a resortului Rezolvare: Conform expresiei matematice pentru calcularea energiei potenţiale: Ep = mgh, Unde h = l2 – l1, obţinem: Ep = mg (l2 – l1); Ep = 0,2kg * 10m/s2 (0,26m – 0,2m) = 2N * 0,06m = 0,12J Răspuns: Ep = 0,12J Problema 5.90 Lucrul efectuat de forţele de frecare la deplasarea unui corp pe distanţa de 4m in sus pe o suprafaţă inclinată sub unghiul de 600 faţă de orizont este egal in modul cu 8J. Cu ce este egal coeficientul de frecare dintre corp si suprafaţă, daca masa corpului este egală cu 4kg? Se dă: S = 4m S – deplasarea corpului; = 600 - unghiul inclinarii; L = 8J L – lucrul efectuat; m = 4kg m – masa corpului; m - ? m – coeficientul de frecare; Rezolvare: Expresia matematică pentru calcularea lucrului mechanic este: L = Ffr * S => Ffr = L / S <=> Nm = L / S => m = L / SN = L / S * G * cos = L / S * m * g * cos Deci: m = 87 / 4m * 4 kg * 10m/s * 0,5 = 8J / 80J = 0,1 Răspuns: m = 0,1 Problema 5.119 Un corp cu masa de 0,4kg este suspendat de un resort cu constanta de elasticitate egală cu 40N/m. Ce viteza maximă va atinge corpul daca el este deplasat vertical in sus cu 25cm, apoi eliberat? Se dă: S.I. m = 0,4kg m – masa corpului k = 40N/m k – constanta de elasticitate x = 25cm 0,25m x – deplasarea corpului vertical in sus v - ? m/s v – viteza corpului Rezolvare: Viteza corpului suspendat de resort va fi maxima atunci cind energia potentială elastică se va transforma in energie cinetică, adică: Ep = Ec <=> kx2 / 2 = mv2 / 2 <=> kx2 = mv2 => v2 = kx2 / m <=> v = kx2 / m = x * k / m Deci: v = 0,25m * 40N/m / 0,4kg = 0,25m * 10s-1 = 2,5m/s Răspuns: v = 2,5m/s |
|||
| Referat oferit de www.ReferateOk.ro | |||
Varianta Printabila 
Free Download Referat PDF
Free Download Referat Word |
Home : Despre Noi : Contact : Parteneri |  |
