В ариант № 8

1. Тело брошено со скоростью 20 м/с вверх под углом 30^о к горизонту (рис. 1). Найти радиус кривизны траектории в точке, в которой окажется тело через одну секунду после начала движения.

Ответ: а) R=31 м; б) R=21 м; в) R=11 м;

г) R=1,1 м; д) R=3,1 м.

2 . Человек находится на расстоянии S=50 м от прямой дороги, по которой приближается автомобиль со скоростью v₁=10м/с (рис. 2). Определить наименьшую скорость, с которой должен бежать человек, чтобы встретиться с автомобилем, если автомобиль находится на расстоянии S₁=200 м от человека.

Ответ: а) v₂=0,5 м/с; б) v₂=1,5 м/с; в) v₂=3,5 м/с; г) v₂=4,5 м/с;

д ) v₂=2,5 м/с.

3. Небольшое тело А начинает скользить с вершины клина, основание которого а=2,10 м. Коэффициент трения между телом и поверхностью клина =0,14 (рис. 3). При каком значении угла  время соскальзывания будет наименьшим?

Ответ: а) =69⁰; б) =59⁰; в) =49⁰; г) =39⁰; д) =29⁰.

4. Материальная точка начинает двигаться по окружности радиусом r=12,5 см с постоянным тангенциальным ускорением a_τ=0,5 м/с². Определить момент времени, при котором вектор ускорения образует с вектором скорости угол α=45⁰.

Ответ: а) t=1 с; б) t=2 с; в) t=3 с; г) t=4 с; д) t=5 с.

5. Вертикальный столб высотой h=5 м подпиливается у основания и падает на Землю. Какая точка столба будет в любой момент падения столба иметь ту же скорость, какую имело бы тело, падая с той же высоты, как и данная точка (рис. 4)?

Ответ: а) h₁=4/3 h; б) h₁=1/3 h; в) ; г) h₁=2/3 h; д) h₁=5/3 h.

6. Складываются два колебания одинакового направления и одинакового периода x₁=sint и x₂=sin(t+0,5). (Длина – в сантиметрах, время – в секундах.) Получить уравнение результирующего колебания.

Ответ: а) x=1,4sinπ(t-1/2); б) x=1,4sinπ(t+1/2);

в) x=1,4sinπ(t-1/4); г) x=1,4sinπ(t+1/4); д) x=1,4sinπ(t+1/3).

7. Амплитуда смещения вынужденных колебаний при очень малой частоте равна x₀=2 мм, а при резонансе равна X₀=16 мм. Предполагая, что декремент затухания меньше единицы, определить его.

Ответ: а) D=0,25; б) D=0,3; в) D=0,4; г) D=0,2; д) D=0,1.

8 . Диск радиуса R=0,2 м состоит из двух половин одинаковой толщины: одна половина алюминиевая (плотность =2,510³ кг/м³), вторая – свинцовая (плотность =1010³ кг/м³) (рис. 5). Расстояние центра масс всего диска от центра диска y=0,05 м. Расстояние центра масс полудиска от центра диска x=0,083 м. Каково будет отношение периодов колебаний этого диска вокруг оси перпендикулярной к плоскости диска, проходящей через точку А и В?

Ответ: а) Т_А/Т_В=0,69; б) Т_А/Т_В=0,59;

в) Т_А/Т_В=0,49; г) Т_А/Т_В=0,39; д) Т_А/Т_В=0,29.

Вариант № 9

1 . Камень, брошенный со скоростью 12 м/с под углом 45^о к горизонту (рис. 1), упал на землю на расстоянии L от места бросания. С какой высоты надо бросить камень в горизонтальном направлении, чтобы при той же начальной скорости он упал на то же место?

Ответ: а) h=6,35 м; б) h=7,35 м; в) h=8,35 м; г) h=9,35 м; д) h=10,35 м.

2 . Наблюдатель, стоявший в момент начала движения электропоезда у его переднего края, заметил, что первый вагон прошел мимо него за время t=4 с. Сколько времени будет двигаться мимо наблюдателя 7 – й вагон? Движение считать равномерно ускоренным.

Ответ: а) t₇=0,5 с; б) t₇=0,6 с; в) t₇=0,7 с; г) t₇=0,8 с; д) t₇=0,9 с.

3. Небольшое тело А (рис. 2) начинает скользить с вершины клина, основание которого а=2,10 м. Коэффициент трения между телом и поверхностью клина =0,14. Чему равно наименьшее время соскальзывания при угле =49⁰?

Ответ: а) t_min=1,6 с; б) t_min=1,4 с; в) t_min=1,2 с; г) t_min=1,0 с;

д) t_min=0,8 с.

4. Материальная точка начинает двигаться по окружности радиусом r=12,5 см с постоянным тангенциальным ускорением равным a_τ=0,5 м/с². Определить путь, пройденный движущейся точкой за промежуток времени, по прошествии которого вектор ускорения образует с вектором скорости угол α=45⁰.

Ответ: а) S=6,25 см; б) S=5,25 см; в) S=7,25 см; г) S=4,25 см;

д) S=8,25 см.

5 . Массивное колесо, насаженное на оси, поддерживается двумя закрепленными нитями (рис. 3). Ось вращения колеса горизонтальна. Нити постепенно раскручиваются с оси, а колесо опускается. Определить натяжение F каждой из двух нитей, если масса колеса вместе с осью m=1 кг, момент инерции относительно этой оси I=2,510^-3 кгм² и радиус оси r=5 мм.

Ответ: а) F=5,85 Н; б) F=4,85 Н; в) F=3,85 Н;

г) F=2,85 Н; д) F=1,85 Н.

6. Точка совершает одновременно два гармонических колебания, происходящих по взаимно перпендикулярным направлениям и выражаемых следующими уравнениями x=sin ; y=cost. Найти уравнение траектории точки.

Ответ: а) y=1-x²; б) y=1+3x²; в) y=1-3x²; г) y=1+2x²; д) y=1-2x².

7. Точка совершает гармонические колебания вдоль некоторой прямой с периодом T=0,60 с и амплитудой x₀=10,0 см. Найти среднюю скорость точки за время, в течение которого она проходит путь, равный x₀/2: а) из крайнего положения; б) из положения равновесия.

Ответ: а) <v₁>=1,5 м/с; <v₂>=1,5 м/с; б) <v₁>=2,5 м/с;

<v₂>=2,0 м/с; в) <v₁>=0,3 м/с; <v₂>=1,5 м/с; г) <v₁>=0,5 м/с;

<v₂>=1,0 м/с; д) <v₁>=2,0 м/с; <v₂>=1,5 м/с.

8 . Физический маятник состоит из стержня квадратного сечения, подвешенного за конец, и груза, прикрепленного на другом конце (рис. 4). Груз имеет форму куба с ребром а=40 см, а стержень – длину ℓ=400 мм и сторону сечения b=4 мм; груз и стержень сделаны из одного материала. Найти приближенное значение периода колебаний Т такого маятника (при расчете можно полагать стержень достаточно тонким).

Ответ: а) Т1,89 с; б) Т1,79 с; в) Т1,59 с;

г) Т2,29 с; д) Т1,29 с.