Механические колебания и волны (примеры решения задач
повышенной сложности) |
|
|
С2-1.
Груз массой 2 кг, закреплённый на пружине жёсткостью
200 Н/м, совершает гармонические колебания с амплитудой
10 см. Какова максимальная скорость груза? |
![](http://fizmatklass.ucoz.ru/Dizin/vozmozhnoe_reshenie-1-.gif) |
|
С2-2. Груз массой 2 кг, закреплённый на пружине жёсткостью
200 Н/м, совершает гармонические колебания. Максимальное ускорение груза при этом равно
10 м/с2. Какова максимальная скорость груза? |
![](http://fizmatklass.ucoz.ru/Dizin/vozmozhnoe_reshenie-1-.gif) |
|
С2-3.
Смещение груза пружинного маятника меняется с течением времени по закону
x = A sin 2πt/T, где период Т = 1 с. Через какое минимальное время, начиная с момента
t = 0, потенциальная энергия маятника достигнет половины своего максимума? |
![](http://fizmatklass.ucoz.ru/Dizin/vozmozhnoe_reshenie-1-.gif) |
|
С2-4.
Однородный цилиндр с площадью поперечного сечения 10-2 м2 плавает на границе несмешивающихся жидкостей с плотностью
800 кг/м3 и
1000 кг/м3 (см. рисунок). Пренебрегая сопротивлением жидкостей, определите массу цилиндра, если период его малых вертикальных
колебаний π/5 с.
|
|
|
С2-5. Шарик массой
m = 0,1 кг на нити длиной
L = 0,4 м раскачивают так, что каждый раз, когда шарик проходит положение равновесия, на него в течение короткого промежутка времени
t = 0,01 с действует сила F = 0,1 Н, направленная параллельно скорости. Через сколько полных колебаний шарик на нити отклонится на
60°?
|
|
|
С2-6.
Брусок, покоящийся на горизонтальном столе, и пружинный маятник, состоящий из грузика и легкой пружины, связаны легкой нерастяжимой нитью через идеальный блок (см. рисунок). Коэффициент трения между основанием бруска и поверхностью стола равен
0,2. Отношение массы бруска к массе грузика равно
8. Грузик маятника совершает колебания с периодом
0,5 с вдоль вертикали, совпадающей с вертикальным отрезком нити. Какова максимально возможная амплитуда этих колебаний, при которой они остаются гармоническими?
|
|
|
С2-7.
В установке, изображённой на рисунке, грузик А соединён перекинутой через блок нитью с бруском
В, лежащим на горизонтальной поверхности трибометра, закреплённого на столе. Грузик отводят в сторону, приподнимая его на высоту
h, и отпускают. Длина свисающей части нити равна
L. Какую величину должна превзойти масса грузика, чтобы брусок сдвинулся с места в момент прохождения грузиком нижней точки траектории? Масса бруска
M, коэффициент трения между бруском и поверхностью
μ. Трением в блоке, а также размерами блока пренебречь. |
![](http://fizmatklass.ucoz.ru/Dizin/vozmozhnoe_reshenie-1-.gif) |
|
С2-8.
В установке, изображённой на рисунке, грузик А соединён перекинутой через блок нитью с бруском
В, лежащим на горизонтальной поверхности трибометра, закреплённого на столе. Грузик отводят в сторону, приподнимая его на некоторую высоту
h, и отпускают. Какую величину должна превзойти эта высота, чтобы брусок сдвинулся с места в тот момент, когда грузик проходит нижнюю точку траектории? Масса грузика m, масса бруска
M, длина свисающей части нити L, коэффициент трения между бруском и поверхностью
μ. Трением в блоке, а также размерами блока пренебречь. |
![](http://fizmatklass.ucoz.ru/Dizin/vozmozhnoe_reshenie-1-.gif) |
|
С2-9. На планете Плюк местный школьник решил определить ускорение свободного падения
g. Он взял чашу со сферическим очень скользким дном радиуса кривизны
R и положил неподалеку от нижней точки О дна маленькую монету (см. рисунок). Монета стала совершать колебания около точки О с циклической частотой
4 с-1. Согласно расчетам школьника на планете Плюк
g = 8 м/с2. Определите значение R.
|
|
|
С2-10.
Маятник с чернильницей укреплен на игрушечном автомобиле и колеблется в плоскости, перпендикулярной равномерному движению автомобиля. Длина маятника равна
0,1 м. Чернильница оставила на столе след, показанный на рисунке. Чему равна скорость автомобиля?
|
|
|
С2.11. Нить маятника длиной
l = 1 м, к которой подвешен груз массы m = 0,1 кг, отклонена на угол
α от вертикального положения и отпущена. Сила натяжения нити
Т в момент прохождения маятником положения равновесия равна
2 Н. Чему равен угол α? |
![](http://fizmatklass.ucoz.ru/Dizin/vozmozhnoe_reshenie-1-.gif) |
|