Расчётная задача (повышенный уровень) · 82 задания
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 6…
Закон Ома
- Задание №20№20
Брусок массой 200 г, движущийся по гладкой горизонтальной поверхности, подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается и начинается шерохо…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20
Резистор № 1 сопротивлением 25 Ом включён последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением 220 В. Чему равно сопротивление резистора № 2, если мо…
Закон Ома
- Задание №20№20
Нагреватель включён последовательно с резистором сопротивлением 9 Ом в сеть с напряжением 240 В. Чему равно сопротивление нагревателя, если мощность,…
Закон Ома
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 4…
Расчётная задача
- Задание №20№20
Брусок массой 100 г движется по гладкой горизонтальной поверхности. Со скоростью 4 м/с он подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 180 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 1…
Закон Ома
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R 1 = 10 Ом, R 2…
Закон Ома
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R 1 = 10 Ом, R 2…
Закон Ома
- Задание №20№20
Какую по величине работу должна совершить сила трения для полной остановки тела массой 1000 кг, движущегося по горизонтальной поверхности со скоростью…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20
Участок цепи содержит три лампы, каждая сопротивлением 240 Ом, соединенные параллельно. Лампы включены в сеть, напряжение которой 120 В. Определите мо…
Соединения проводников
- Задание №20№20
Тело массой 200 г брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с . На какой высоте относительно точки бросания кинетическая энергия тела будет…
Закон сохранения энергии
Однородный стержень массой 2 кг подвешен на двух одинаковых невесомых вертикальных пружинах (см. рисунок).
Какова жёсткость каждой пружины, если удлинение каждой пружины
равно 2 см? Стержень неподвижен.
Решение
Решение.
Дано:
m=2 кг
Δx=2 см =0,02 м
g=10 м/с2
k1=k2=k
Найти:
k−?
Рассуждение и законы:
1. На однородный стержень действуют три силы: сила тяжести Fтяж, направленная вертикально вниз и приложенная к центру масс стержня, и две силы упругости Fупр1 и Fупр2, направленные вертикально вверх со стороны каждой из пружин.
2. Так как стержень покоится (находится в равновесии), то согласно первому закону Ньютона векторная сумма всех сил, действующих на него, равна нулю. В проекции на вертикальную ось, направленную вверх, уравнение имеет вид:
Fупр1+Fупр2−Fтяж=0
3. Сила тяжести определяется по формуле: Fтяж=mg.
4. Согласно закону Гука, модуль силы упругости каждой пружины прямо пропорционален её удлинению: Fупр=k⋅Δx.
5. Поскольку пружины одинаковые и их удлинения равны, то Fупр1=Fупр2=k⋅Δx.
Вывод рабочей формулы:
Подставим выражения для сил в уравнение равновесия:
k⋅Δx+k⋅Δx=mg
2⋅k⋅Δx=mg
Отсюда выразим жёсткость одной пружины k:
k=2⋅Δxmg
Вычисления:
k=2⋅0,02 м2 кг⋅10 м/с2=0,0420 Н/м=500 Н/м
Проверка размерности:
[k]=мкг⋅м/с2=мН
Ответ: 500 Н/м
Источник: ФИПИ