1.1.2 Из точек A и B, расположенных на расстоянии 300 м, навстречу друг другу
1.1.3 Скорость тела меняется по закону v=10+2t. Чему равен путь, пройденный
1.1.4 График зависимости скорости тела от времени имеет вид полуокружности
1.1.5 Поезд начинает двигаться по прямой, параллельной оси x. Зависимость
1.1.6 Какова скорость транспортера, если за 5 с он перемещается на 10 м?
1.1.7 Расстояние между двумя городами автомашина проехала со скоростью 60 км/ч
1.1.8 Расход воды в канале за секунду составляет 0,27 м3. Найти скорость воды
1.1.9 В трубопроводе с площадью поперечного сечения 100 см2 в течение часа
1.1.10 Тело прошло половину пути со скоростью 6 м/с, а другую половину пути
1.1.11 Точка движется по прямой в одну сторону. На рисунке показан график зависимости
Прямолинейное равномерное движение
1.2.1 Первую половину пути автомобиль двигается со скоростью 60 км/ч, а вторую
1.2.2 Один автомобиль, двигаясь равномерно со скоростью 12 м/с, в течение 10 с прошел
1.2.3 За минуту человек делает сто шагов. Определить скорость движения человека, если
1.2.4 Поезд движется на подъеме со скоростью 10 м/с, а на спуске со скоростью 25 м/с
1.2.5 Автобус третью часть пути шел со скоростью 20 км/ч, половину оставшегося пути
1.2.6 Движение грузового автомобиля описывается уравнением x=-270+12t (м). Когда
1.2.7 Поезд первую половину пути шел со скоростью в 1,5 раза большей, чем вторую
1.2.8 С какой постоянной скоростью должна двигаться нефть в трубопроводе с площадью
1.2.9 Катер прошел первую половину пути со скоростью в 2 раза большей, чем вторую
1.2.10 Тело первую половину пути двигалось со скоростью 12 км/ч. После этого половину
1.2.11 Первую половину пути велосипедист проехал со скоростью в 8 раз большей, чем
1.2.12 Мотоциклист за первые 5 минут проехал 3 км, за последующие 8 минут – 9,6 км и
1.2.13 Автобус прошел первые 4 км со средней скоростью 20 км/ч, а следующие 0,3 ч он
1.2.14 Какое расстояние пробежит конькобежец за 40 с, если он будет двигаться
1.2. Через какое время
1.3.8 Тело, двигаясь равноускоренно, проходит 80 м за 4 с. Чему равна мгновенная
1.3.9 Поезд начинает равноускоренное движение и через 10 с имеет скорость 8 м/с
1.3.10 Мотоциклист, подъезжая к уклону, имеет скорость 10 м/с и начинает двигаться
1.3.11 Автобус движется равнозамедленно, проходя при этом до остановки расстояние
1.3.12 Вычислить тормозной путь автомобиля, имеющего начальную скорость 60 км/ч
1.3.13 Машинист локомотива, движущегося со скоростью 72 км/ч, начал тормозить
1.3.14 Поезд, имеющий скорость 90 км/ч, стал двигаться с замедлением 0,3 м/с2. Найти
1.3.15 Пуля со скоростью 200 м/с ударяет в земляной вал и проникает в него на глубину
1.3.16 Пуля со скоростью 400 м/с ударяет в земляной вал и проникает в него. Чему
1.3.17 Ружейная пуля движется внутри ствола длиной 60 см в течение 0,004 с. Найти
1.3.18 Самолет при взлете проходит взлетную полосу за 15 с и в момент отрыва от земли
1.3.19 Скорость поезда возросла с 15 до 19 м/с на расстоянии 340 м. С каким
1.3.20 Тело движется равноускоренно из состояния покоя. Во сколько раз путь
1.3.21 Тело, двигаясь с места равноускоренно, проходит за четвертую секунду
1.3.22 Теплоход, двигаясь равноускоренно из состояния покоя с ускорением 0,10 м/с2
1.3.23 Тормозной путь автомобиля, двигавшегося со скоростью 30 км/ч, равен 7,2 м. Чему
1.3.24 Скорость движения автомобиля от времени задана уравнением v=3+2t. Какой
1.3.25 По одному направлению из одной точки одновременно начали двигаться два тела
1.3.26 Скорость движения тела, равная 10 м/с, за 17 с уменьшилась в 5 раз. Определить
1.3.27 У светофора трактор, движущийся равномерно со скоростью 18 км/ч, обогнал
1.3.28 Автомобиль двигался со скоростью 4 м/с, затем был выключен двигатель
1.3.29 Автомобиль начал двигаться с ускорением 1,5 м/с2 и через некоторое время
1.3.30 Автомобиль, двигаясь равноускоренно, прошел два смежных участка пути
1.3.31 За первую секунду равноускоренного движения тело проходит путь 1 м, а за
1.3.32 За седьмую секунду равноускоренного движения модуль вектора скорости
1.3.33 К концу первой секунды равнозамедленного движения модуль скорости тела
1.3.34 На некотором отрезке пути скорость тела увеличилась с 12 см/с до 16 см/с
1.3.35 Ракета летит со скоростью 4 км/с. Затем она движется с постоянным ускорением
1.3.36 Тело движется прямолинейно с ускорением 4 м/с2. Начальная скорость тела
1.3.37 Тело движется с начальной скоростью 4 м/с вдоль прямой, причем его скорость
1.3.38 Тело, двигаясь с места равноускоренно, проходит за четвертую секунду
1.3.39 Тело, имея некоторую начальную скорость, движется равноускоренно. За время
1.3.40 Точка движется равноускоренно. За 4 с она проходит путь 24 м. За следующие
1.3.41 Частица, начав двигаться из состояния покоя и пройдя некоторый путь
1.3.42 Велосипедист начал свое движение из состояния покоя и в течение первых
1.3.43 Два велосипедиста едут навстречу: один из них, имея скорость 7,2 км/ч, спускается
1.2 (м). Найти
1.3.49 Пуля, летящая со скоростью 141 м/с, попадает в доску и проникает на глубину
1.3.50 Пробежав с постоянным ускорением по взлетной полосе 750 м, самолет
1.3.51 Поезд метрополитена разгоняется от остановки с постоянным ускорением
1.3.52 При торможении автомобиль, двигаясь равнозамедленно, проходит за пятую
1.3.53 Поезд, двигаясь от остановки с постоянным ускорением, прошел 180 м за 15 с
1.3.54 Точка движется вдоль оси x со скоростью, проекция которой v_x как функция
1.3.55 Какие из приведенных зависимостей от времени пути S и модуля скорости v
Свободное падение тел. Движение тела, брошенного вертикально
1.4.1 Высота Исаакиевского собора в Ленинграде 101,8 м. Определить время
1.4.2 Высота свободного падения молота 2,5 м. Определить его скорость
1.4.3 На какую высоту поднимется тело, брошенное вертикально вверх
1.4.4 Тело брошено вертикально вверх со скоростью 50 м/с. Через какое время
1.4.5 При свободном падении время полета первого тела больше в 2 раза, чем
1.4.6 Определить скорость падения тела с высоты 10 м, если его начальная скорость
1.4.7 Тело падает с высоты 5 м. Какую скорость оно будет иметь в момент падения
1.4.8 Тело, брошенное вертикально вверх, через 4 с упало на Землю. На какую
1.4.9 Тело брошено со скоростью 40 м/с. Определить высоту подъема тела
1.4.10 Камень брошен вертикально вниз со скоростью v0=5 м/с. Определить
1.4.11 Камень, брошенный вертикально вверх со скоростью 12 м/с, через 1 с
1.4.12 Мяч брошен вверх со скоростью 10 м/с. На каком расстоянии от поверхности
1.4.13 Мяч брошен с некоторой высоты вертикально вниз со скоростью 5 м/с. Какова
1.4.14 Мяч брошен вверх со скоростью 20 м/с. На какое расстояние от поверхности
1.4.15 Вертикально вверх с высоты 392 м с начальной скоростью 19,6 м/с брошено
1.4.16 Тело, свободно падающее из состояния покоя, в конце первой половины пути
1.4.17 Камень, брошенный вертикально вверх, упал на Землю через 2 с. Определить
1.4.18 Из точки A вертикально вверх брошено тело с начальной скоростью 10 м/с
1.4.19 Камень упал в шахту. Определить глубину шахты, если звук от падения камня
1.4.20 Мяч брошен с земли вертикально вверх. На высоте 10 м он побывал два раза
1.4.21 Тело бросают вертикально вверх. Наблюдатель замечает промежуток времени
1.4.22 Тело, брошенное вертикально вверх, за третью секунду прошло 5 м. Определить
1.4.23 Определите время равноускоренного движения снаряда в стволе длиной 3 м
1.4.24 При равноускоренном движении тело проходит за четвертую секунду 16 м. Определить
1.4.25 С вертолета, находящегося на высоте 500 м, упал камень. Через какое время
1.4.26 С какой высоты падало тело, если за последние 2 с прошло путь 60 м?
1.4.27 Свободно падающее тело прошло последние 30 м за 0,5 с. С какой высоты
1.4.28 Тело падает с высоты 10 м. За какое время тело прошло последний метр пути?
1.4.29 Тело падает с высоты 4,9 м. Какова средняя скорость движения тела?
1.4.30 Тело свободно падает без начальной скорости с высоты 45 м. Какой путь
1.4.31 Человек, стоящий на краю высохшего колодца, бросает вертикально вверх
1.4.32 Аэростат поднимается вертикально вверх с ускорением 2 м/с2. Через 5 с от
1.4.33 С аэростата, опускающегося со скоростью 5 м/с, бросают вертикально вверх тело
1.4.34 С вертолета, находящегося на высоте 300 м, сброшен груз. Через какое время
1.4.35 В последнюю секунду свободного падения тело прошло путь вдвое больше
1.4.36 Вертолет поднимается вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На высоте 100 м
1.4.37 Вертолет двигался равномерно вниз. Из вертолета выпал груз. Когда
1.4.38 Вертолет поднимается вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На высоте 50 м
1.4.39 Двигатель ракеты, запущенной с поверхности Земли, сообщает ей постоянное
1.4.40 Над шахтой глубиной 40 м вертикально вверх бросили камень со скоростью 12 м/с
1.4.41 Парашютист сразу после прыжка пролетает расстояние 50 м с пренебрежимо
1.4.42 При падении камня в колодец его удар о поверхность воды доносится через 5 с
1.4.43 Свободно падающий камень пролетел последние три четверти пути за одну
1.4.44 Тело начинает свободно падать с высоты 45 м. В тот же момент с высоты 24 м
1.4.45 Тело падает без начальной скорости с высоты 45 м. Определить среднюю скорость
1.4.46 Тело свободно падает с высоты 5 м. Найти среднюю скорость тела на нижней
1.4.47 Упругий шар, падая с высоты 80 м, после удара о Землю, отскакивает вертикально
1.4.48 Цепочка шаров висит над поверхностью стола: первый шар – на высоте 1 м, второй
1.4.49 Свободно падающее без начальной скорости тело пролетело мимо точки A
1.4.50 За последнюю секунду свободно падающее без начальной скорости тело
1.4.51 Мяч, брошенный вертикально вверх, упал на землю через 3 с. Чему равна величина
Движение тела, брошенного горизонтально
1.5.1 Камень брошен горизонтально со скоростью 5 м/с. Через 0,8 с он упал
1.5.2 Камень брошен с некоторой высоты в горизонтальном направлении и упал
1.5.3 В горизонтальном направлении со скоростью 10 м/с брошено тело, которое
1.5.4 Дальность полета тела, брошенного горизонтально со скоростью 4,9 м/с
1.5.5 Два тела брошены с высоты 100 м, первое – с горизонтальной скоростью 5 м
1.5.6 Камень, брошенный горизонтально с вышки, через 3 с упал на землю
1.5.7 Камень, брошенный горизонтально с обрыва высотой 10 м, упал на расстоянии
1.5.8 Понижение траектории снаряда, выпущенного из горизонтально расположенного
1.5.9 Тело брошено с высоты 2 м горизонтально так, что к поверхности земли
1.5.10 Спортсменка, стоящая на вышке, бросает мяч с горизонтальной скоростью
1.5.11 Тело брошено горизонтально с высоты h=20 м. Траектория его движения
Движение тела, брошенного под углом к горизонту
1.6.1 Тело брошено со скоростью 10 м/с под углом 30 градусов к горизонту
1.6.2 Баскетболист бросает мяч в кольцо. Скорость мяча после броска
1.6.3 Камень, брошенный с земли под углом 45 градусов к горизонту
1.6.4 Минимальная скорость при движении тела, брошенного под углом
1.6.5 На некоторой высоте одновременно из одной точки брошены
1.6.6 Под каким углом к горизонту нужно бросить тело, чтобы высота
1.6.7 Мяч, брошенный под некоторым углом к горизонту с начальной
1.6.8 Мяч, брошенный со скоростью 10 м/с под углом 45 градусов
1.6.9 Пуля вылетает из ствола под углом 45 градусов к горизонту
1.6.10 Снаряд вылетает из орудия со скоростью 1000 м/с под углом 60
1.6.11 Тело бросили под углом 60 градусов к горизонту со скоростью 10 м/с
1.6.12 Тело брошено с начальной скоростью 40 м/с под углом 30 градусов
1.6.13 Бомбардировщик пикирует на цель под углом 60 градусов к горизонту
1.6.14 Игрок посылает мяч с высоты 1,2 м над землей так, что угол
1.6.15 Камень, брошенный под углом к горизонту, упал на землю
1.6.16 Из орудия сделан выстрел вверх по склону горы. Угол наклона горы
1.6.17 Из шланга, лежащего на земле, бьет под углом 45° к горизонту вода
1.6.18 Какое расстояние по горизонтали до первого удара о пол
1.6.19 Какой скоростью обладал мальчик при прыжке с трамплина
1.6.20 С вершины холма бросают камень с начальной скоростью
1.2 и x2=80-4t
1.7.4 Лодка, двигаясь перпендикулярно берегу, оказалась на другом берегу на расстоянии
1.7.5 По оси x движутся две точки: первая по закону x1=10+2t, а вторая – по закону
1.7.6 Скорость велосипедиста 36 км/ч, а скорость встречного ветра 4 м/с. Какова
1.7.7 Танк движется со скоростью 20 км/ч. С какими скоростями относительно дороги
1.7.8 Два поезда идут навстречу друг другу со скоростями 36 и 54 км/ч. Пассажир
1.7.9 Автомобиль, двигаясь равномерно со скоростью 45 км/ч, в течение 10 с прошел
1.7.10 Акула и подводная лодка начали двигаться одновременно из одной точки
1.7.11 В течение какого времени скорый поезд длиной 280 м, следуя со скоростью
1.7.12 Катер проходит расстояние между двумя пунктами на реке в обе стороны за 14 ч
1.7.13 Катер, переправляясь через реку шириной 600 м, двигался перпендикулярно
1.7.14 Когда нет ветра, капли дождя оставляют на окне равномерно движущегося вагона
1.7.15 Моторная лодка проходит расстояние между двумя пунктами A и B по течению реки
1.7.16 Пассажир едет в поезде, скорость которого 80 км/ч. Навстречу этому поезду
1.7.17 Пловец переплывает реку по прямой, перпендикулярной берегу. Определить
1.7.18 Пассажирский поезд идет со скоростью 72 км/ч. По соседнему пути движется
1.7.19 Парашютист опускается вертикально вниз со скоростью 4 м/с в безветренную погоду
1.7.20 Вертолет летит на высоте 500 м со скоростью 100 м/с. Навстречу ему по реке
1.7.21 В момент, когда тронулся поезд, провожающий стал равномерно бежать по ходу поезда
1.7.22 Кран равномерно поднимает груз со скоростью 0,3 м/с и одновременно движется
1.7.23 Катер, плывущий вниз по реке, догоняет спасательный круг. Через 30 мин после
1.7.24 Автомобиль движется со скоростью 12 м/с. Чему равен модуль линейной скорости верхней
1.7.25 Человек бежит со скоростью 5 м/с относительно палубы теплохода в направлении
1.7.26 При движении моторной лодки по течению реки ее скорость относительно берега
1.7.27 При движении моторной лодки по течению реки ее скорость относительно берега
Движение по окружности
1.8.1 Какова линейная скорость точек на ободе колеса паровой турбины с диаметром
1.8.2 Какова угловая скорость вращения колеса, делающего 240 оборотов
1.8.3 Найти скорость движения автомобиля, если его колесо диаметром 1,1 м делает
1.8.4 С какой скоростью едет велосипедист, если колесо делает 100 об/мин. Радиус
1.8.5 Угол поворота колеса радиусом 0,2 м изменяется по закону phi=9,42t (рад)
1.8.6 На повороте вагон трамвая движется с постоянной по модулю скоростью 5 м/с
1.8.7 С какой скоростью автомобиль должен проходить середину выпуклого моста
1.8.8 Во сколько раз изменится центростремительное ускорение тела, если оно будет двигаться
1.8.9 Колесо велосипеда делает 100 об/мин. Каков радиус колеса, если скорость
1.8.10 Минутная стрелка часов в 3 раза длиннее секундной. Во сколько раз линейная скорость
1.8.11 Тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью. Во сколько раз
1.8.12 Тело движется равномерно по окружности. Во сколько раз увеличится
1.8.13 Тело равномерно движется по окружности радиусом 2 м с частотой 0,5 с-1. Определить
1.8.14 Тепловоз движется со скоростью 60 км/ч. Сколько оборотов в секунду делают его
1.8.15 К валу, радиус которого 5 см, прикреплена нить. Через 5 с после начала равномерного
1.8.16 Велосипедист начинает двигаться делать поворот по кругу со скоростью 10 м/с
1.8.17 Вертолет начал снижаться вертикально вниз с ускорением 0,2 м/с2. Лопасть винта
1.8.18 Вычислить путь, который проехал за 30 с велосипедист, двигающийся с угловой
1.8.19 Материальная точка движется по окружности. Угол поворота радиуса, соединяющего
1.8.20 Найти радиус вращающегося колеса, если линейная скорость точки на ободе
1.8.21 Обруч катится по горизонтальной плоскости без проскальзывания со скоростью
1.8.22 Точки окружности вращающегося диска имеют линейную скорость по модулю
1.8.23 Угловая скорость лопастей вентилятора 20pi рад/с. Найти число оборотов
1.8.24 Частота вращения воздушного винта самолета 1500 об/мин. Сколько оборотов
1.8.25 Шкив радиусом 10 см приводится во вращение грузом, подвешенным на нити. Груз
1.8.26 Определить радиус колеса, если при вращении скорость точек на ободе колеса
1.8.27 Для того чтобы повернуть трактор, движущийся со скоростью 18 км/ч, тракторист
1.8.28 Колесо, имеющее 12 равноотстоящих спиц, во время вращения фотографирует
1.8.29 Точка движется по окружности с постоянной по величине скоростью 50 см/с
1.8.30 С какой скоростью будет перемещаться ось катушки, если конец нити тянуть
1.8.31 Стержень длиной 50 см вращается с частотой 30 об/мин вокруг перпендикулярной
1.8.32 Гладкий горизонтальный диск вращается вокруг вертикальной оси с частотой
1.8.33 Линейная скорость точки на ободе равномерно вращающегося колеса диаметром
1.8.34 Маховое колесо вращается с угловой скоростью 10 рад/с. Модуль линейной скорости
1.8.35 Колесо имеет угловую скорость вращения 2pi рад/с. За какое время оно делает
1.8.36 У паровой турбины радиус рабочего колеса в 8 раз меньше, а число оборотов
Решение задач по физике онлайн
Физика – фундаментальная наука, с изучением законов которой неминуемо сталкиваются студенты большинства технических специальностей.
Зачастую программа обучения включает довольно сложные задания. В частности – на решение задач по физике приходится потратить не один вечер. Чтобы самостоятельно справляться с ними, помимо хороших теоретических знаний вы должны обладать логическим мышлением и гибким умом.
Одним заучиванием формул здесь не обойтись!
Кроме того, физика – это комплексная наука. Что это значит? Её нельзя изучать кусками. Пропустив или не до конца усвоив какую-то одну тему, вы создаёте себе проблему для дальнейшего обучения. Так, к примеру, незнание базовых законов Ньютона или Ома делает невозможным решение большинства заданий из программы вуза.
Если вам необходимо закрыть все контрольные и домашние задания в срок, есть простой и доступный выход из положения. Вы можете воспользоваться помощью квалифицированных специалистов по физике из «Решения 5+»!
Мы подготовим по условиям задачи подробный ответ, распишем по этапам решение, доступно поясним все произведенные вычисления и, самое главное, сэкономим ваши силы и драгоценное время.
Из-за специфики предмета вместе с текстом решения мы предоставляем также пояснительную записку, чтобы вы могли понять ход вычислений и при необходимости дать устный ответ преподавателю.
Физика – достаточно обширная и постоянно развивающая область знаний. Изучение физических процессов с каждым годом углубляется: появляются новые разделы физики, а также делаются открытия на стыке наук.
- Макроскопическая физика:
- механика;
- термодинамика;
- электродинамика;
- оптика.
- Микроскопичекая физика:
- атомная физика;
- квантовая физика;
- ядреная физика;
- физика элементарных частиц.
Кроме того, мы готовы взять в работу задачи из разделов физики, которые находятся на стыке наук, к примеру:
- биофизика и медицинская физика;
- геофизика, в том числе сейсмология;
- материаловедение;
- радиофизика;
- теория колебаний и т.д.
Наши специалисты знают перечисленные разделы физики как свои пять пальцев, прорешали сотни задач и держат в голове десятки формул. Мы гарантируем точный результат!
- Оптимальная цена на услуги!
Совершенно логично, что помимо грамотного решения задачи, вас волнует доступная стоимость подобной услуги. Мы не завышаем искусственно тарифы на работу наших специалистов, цена обсуждается и варьируется в зависимости от сложности задачи.
- Реально грамотные специалисты.
С вами сотрудничают дипломированные физики, математики, инженеры, обладающие теоретическими знаниями и обширным практическим опытом.
- Возможность обсуждения условий задачи.
Вы всегда можете высказать пожелания к выполнению и оформлению работы, мы прислушаемся и всё учтём.
- Супер-быстрая скорость.
У нас есть возможность срочного выполнения задания без ущерба для качества.
- Гарантия результата.
Если задачи будут решены неправильно, мы готовы вернуть 100% оплаты (но таких случаев у нас еще не было).
Если вам требуется квалифицированное и быстрое решение задач по физике онлайн, мы готовы выполнить заказ прямо сейчас!
Решение задач. Электрический ток | Частная школа. 8 класс
Конспект по физике для 8 класса «Решение задач по теме Электрический ток». Как решать задачи на нахождение силы тока в цепи. Как решать задачи на нахождение напряжения в цепи. Как решать задачи на закон Ома.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Решение задач по теме
Электрический ток
ЗАДАЧА 1.
Через нить накаливания лампочки от карманного фонарика за 2 мин проходит электрический заряд, равный 30 Кл. Определите силу тока в этой лампочке.
Запишем условие задачи и решим её.
Ответ: I = 250 мА.
ЗАДАЧА 2.
Электродвигатель включён в электрическую цепь с напряжением 24 В. Определите заряд, прошедший через электродвигатель, если при этом была совершена работа, равная 84 кДж.
Ответ: q = 3500 Кл.
ЗАДАЧА 3.
Определите силу тока в кипятильнике, включённом в сеть с напряжением 220 В, если сопротивление спирали составляет 55 Ом.
Ответ: I = 4 А.
ЗАДАЧА 4.
Какое напряжение нужно приложить к концам проводника сопротивлением 5 Ом, чтобы по проводнику пошёл ток с силой тока, равной 300 мА?
Ответ: U = 1,5 В.
ЗАДАЧА 5.
Определите сопротивление резистора, если за время 10 мин через него проходит заряд 200 Кл. Напряжение на концах резистора равно 6 В.
Ответ: R = 18 Ом.
ИТОГИ темы «Электрический ток»
- Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля.
- Сила тока — это физическая величина, которая показывает, какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.
- Работу электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока.
- Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного электрического заряда из одной точки поля в другую.
- Закон Ома гласит: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Решение задач. Электрический ток».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).
Просмотров: 41 344
Задание 5 ЕГЭ по физике 2019: разбор теории и практики
Задание 5
В этом задании учащимся предлагается выбрать из пяти утверждений два верных. Чаще всего утверждения связаны с анализом графиков движения. И в основном, если судить по демоверсии и сборникам для подготовки к ЕГЭ этого года и прошлых лет, это графики координаты. Подробный анализ таких графиков рассматривается только при углублённом изучении курса физики, а если на физику отводится 2 часа в неделю, то, скорее всего, на достаточно детальное изучение данного вопроса просто не будет времени. Найти это время можно, опять же, убрав некоторое количество теоретического материала, заменив его решением графических задач. Ведь в этом вопросе нет особой сложности, так как видов движения, которые изучаются в школе, всего два – равномерное и равноускоренное. И вполне можно посвятить анализу графиков немного учебного времени, что я и делаю. Так как графиком координаты при равномерном движении является прямая, а графиком координаты при равноускоренном движении является парабола, а понятие производно чаще всего изучается в курсе математики гораздо позднее, чем это требуется для физики, то весь анализ сводится к краткому описанию движения тела, в основе которого лежит умение читать график и понимать те изменения, которые он отражает. На слайде приведены несколько простейших случаев, которые стоит рассмотреть с учащимися.
1 – равноускоренное движение
точка A – v = 0
2 – равномерное движение
3 – состояние покоя
От 0 до t1 скорость убывает
От t1 до t2 скорость возрастает
ЕГЭ-2020. Физика. Решение задач
В книге содержатся материалы для успешной сдачи ЕГЭ: краткие теоретические сведения по всем темам, задания разных типов и уровней сложности, решение задач повышенного уровня сложности, ответы и критерии оценивания. Учащимся не придется искать дополнительную информацию в интернете и покупать другие пособия. В данной книге они найдут все необходимое для самостоятельной и эффективной подготовки к экзамену.
Купить
ЕГЭ по физике на 100: алгоритмы и образное мышление
Я всегда была отличницей, только в 4 классе вышла «четвёрка» по русскому языку. Школу в башкирском посёлке Приютово окончила с золотой медалью. До 9 класса я хотела пойти по стопам мамы — в медицину, но передумала и выбрала физику, хотя раньше ею не увлекалась.
Весь 11 класс я усиленно готовилась к экзамену и неожиданно для себя сдала его на 100 баллов. Рассказываю, как мне это удалось.
Летом после 10 класса я стала заниматься физикой сама: учила формулы и определения, читала книги и справочники. Но одной теории было недостаточно: я не знала, как мыслить, чтобы решать задачи. Когда на пробном ЕГЭ в сентябре я набрала 80 баллов по математике и всего 40 по физике, стало очевидно, что мне нужна помощь.
В начале учебного года мы с младшим братом искали для него бесплатную олимпиаду и вышли на сайт Фоксфорда. Я решила задания за 11 класс и кроме диплома получила промокод на недельный доступ к любому курсу. Конечно, я выбрала физику! Преподаватель объяснял очень доступно и просто, и я захотела продолжить у него заниматься.
Оказалось, что решать физические задачи на ЕГЭ нужно не по действиям, а в общем виде, и только в конце подставлять данные значения. В школе нас этому не учили.
Поначалу я смотрела онлайн-курс Михаила Пенкина и не понимала, почему он ничего не подставляет. Это было дико и казалось очень сложным, но со временем я разобралась.
Все основные понятия физики я уже знала, так что просто смотрела решение задач. Если что-то было непонятно, перематывала и смотрела снова. Пенкин объяснял, как нужно рассуждать: «Даны такие величины, что мы можем найти?» Я начинала повторять за ним последовательность действий, которая приводила к решению задачи. Когда я усвоила алгоритм, всё стало просто: открываю задачу, определяю тему, нахожу то, что нужно. Всё, решено.
После 10 класса физику я знала хуже, чем математику, так что все силы бросила на неё. В дополнение к онлайн-курсу я смотрела занятия по подготовке к олимпиадам Михаила Пенкина и брала уроки репетитора два раза в неделю. В результате на декабрьских «пробниках» я получила по физике 91 балл, а по математике всего 82. Пришло время взяться за математику.
Я выбрала в Фоксфорде курс Бориса Трушина «Подготовка к ЕГЭ по математике: часть С» и пожалела, что присоединилась к нему только зимой. Результат профильного ЕГЭ по математике — 86.
К русскому я готовилась на дополнительных занятиях в школе. Учитель словесности вёл факультатив после уроков. Мы купили пособия и выполняли задания — этого хватило, чтобы сдать русский на 85 баллов.
Уроки в школе начинались в 8:40, а домой я возвращалась в 15:30. Дважды в неделю с 16:00 до 18:00 занималась с репетитором, а потом делала уроки. В эти дни ничего для ЕГЭ уже не учила.
В остальное время после школы я смотрела записи занятий Пенкина, делала школьную домашку и снова бралась за онлайн-курс. Конспекты я не вела: когда преподаватель объяснял теорию, я делала скриншот экрана и сохраняла в отдельную папку. Занятия смотрела на скорости 2–2,5, иначе ничего бы не успела, ведь к курсу я подключилась не сразу.
ЕГЭ по физике назначили на 20 июня, а онлайн-курс окончился в середине мая. После экзаменов по математике и русскому у меня оставалось целых две недели. За это время я ещё раз пересмотрела записи курса.
Чтобы попасть к репетитору, приходилось в любую погоду выходить на улицу. Наш посёлок маленький, но к преподавателю нужно было идти и в жару, и в холод, и в дождь.
Занятия с репетитором — это живое общение, когда налаживаешь контакт и ищешь подход к человеку.
Совсем другое дело — учёба онлайн: включаешь запись, преподаватель объясняет, а ты можешь пить чай, сидеть на кровати или на полу. Удобно, когда не нужно контактировать лично. Если что-то непонятно, не нужно просить объяснить снова — можно просто перемотать и прослушать разбор задачи.
1. Нарабатывайте опыт и решайте задания из правильных сборников, например, М.Ю. Демидовой. Марина Юрьевна Демидова руководит Федеральной комиссией по разработке КИМ ЕГЭ, и её сборники похожи на реальные варианты. Я прорешала пособия Демидовой и на экзамене встретила несколько знакомых задач, только с другими числами.
2. В учебнике И.В. Яковлева «Физика. Полный курс подготовки к ЕГЭ» все темы к экзамену даны в чуть большем объёме, чем требует ЕГЭ. Если будете его читать, запоминайте ровно столько, сколько нужно. У меня были сложности с постоянным током, так что я просто открыла тему «Электричество». Прочитала — и всё стало понятно.
3. Старайтесь образно представлять то, что изучаете. Мне, например, репетитор объяснял, что электрический ток можно представить так: в трубу с одной стороны толкают картошку, а с другой она выпадает.
4. Приступайте к подготовке к ЕГЭ сразу. Не думайте, что впереди полно времени. Порой мне хотелось не пойти к репетитору, отдохнуть, но я понимала, что буду каяться, когда получу низкий балл. Меня это мотивировало: я вставала, шла и делала.
Пока я ждала результатов ЕГЭ, просматривала с мамой сайты вузов. Я предполагала, что сдам физику на 95 баллов. Мама считала, что это очень много и лучше рассчитывать на 90. Результаты превзошли наши ожидания.
Я выбирала между четырьмя ведущими вузами с техническими специальностями. В МГУ готовят учёных-теоретиков, но сделать открытие способен один из миллиона, так что этот вариант отпал. НИЯУ МИФИ — ядерный университет, а о ядерной физике и дальнейшем трудоустройстве в этой сфере я мало что знала. Окончив НИТУ МИСИС, я бы занималась экспертизой, но меня она не очень привлекает.
Мне хотелось получить прикладную профессию, о которой я имею представление. В Башкирии добывают нефть, и самые известные люди в нашем посёлке — нефтяники, поэтому я выбрала базовый вуз нефтегазового комплекса страны — Губкинский.
Уже на первом курсе НИУ РГУ Нефти и газа имени И. М. Губкина у нас началось нефтегазовое дело. До этого я кое-что знала о геологической разведке, а сейчас более подробно изучаю, как разрабатывают месторождения, изучают природу с помощью современных счетчиков и датчиков. Другими словами, рассчитывают, где может быть нефть.
- Обратитесь к преподавателю. Понятия, формулы и схемы запомнить несложно, но для успешной сдачи ЕГЭ важно владеть методами решения задач, знать подходы к выполнению заданий. Для этого нужен хороший преподаватель.
- Не затягивайте. Чтобы готовиться к экзамену в комфортном темпе, начинайте в сентябре-октябре, а не когда увидели низкие результаты пробных ЕГЭ.
- Готовьтесь сразу ко всем ЕГЭ. Не пренебрегайте подготовкой по предметам, которые вы и так знаете. Если нацелены поступить в престижный вуз, имеет значение каждый балл на ЕГЭ.
- Попробуйте учиться онлайн. Лучше совмещать несколько форм подготовки, например, курсы и репетитора. Онлайн-занятия ничем не хуже очных уроков, зато не нужно никуда идти, тратить время на дорогу и лично общаться с учителем.
- Внимательно выбирайте пособия. Покупайте сборники и учебники авторитетных авторов: экспертов ЕГЭ и составителей заданий. Классические научные труды и задачники полезно читать для общего развития, но к ЕГЭ лучше приобрести современные издания, «заточенные» под содержание и структуру экзамена.
- Соберите информацию о специальностях. До подачи документов разузнайте побольше о будущей профессии и о том, как к ней готовят в разных вузах. У каждого факультета и кафедры свой профиль. Изучите информацию и мысленно примерьте специальность на себя.
Задачи на движение для подготовки к ЕГЭ по математике (2021)
Допустим, тебе надо проплыть \( \displaystyle10\) км. Когда ты преодолеешь это расстояние быстрее? Когда ты будешь двигаться по течению или против?
Решим задачку и проверим.
Добавим к нашему пути данные о скорости течения – \( \displaystyle 3\) км/ч и о собственной скорости плота – \( \displaystyle 7\) км/ч. Какое время ты затратишь, двигаясь по течению и против него?
Конечно, ты без труда справился с этой задачей! По течению – \( \displaystyle 1\) час, а против течения аж \( \displaystyle 2,5\) часа!
В этом и есть вся суть задач на движение с течением.
Несколько усложним задачу. Лодка с моторчиком плыла из пункта \( \displaystyle A\) в пункт \( \displaystyle B\) \( \displaystyle 3\) часа, а обратно – \( \displaystyle 2\) часа.
Найдите скорость течения, если скорость лодки в стоячей воде – \( \displaystyle 40\) км/ч
Обозначим расстояние между пунктами, как \( \displaystyle AB\), а скорость течения – как \( \displaystyle x\).
Все данные из условия занесем в таблицу:
Путь S | Скорость v, | Время t, | |
A –> B (против течения) | \( \displaystyle AB\) | \( \displaystyle 40-x\) | 3 |
B –> A (по течению) | \( \displaystyle AB\) | \( \displaystyle 40+x\) | 2 |
Мы видим, что лодка проделывает один и тот же путь, соответственно:
\( \displaystyle \left( 40-x \right)\cdot 3\text{ }=\text{ }\left( 40+x \right)\cdot 2\)
\( \displaystyle 120-\text{ }\text{ }3x\text{ }=\text{ }80+2x\)
\( \displaystyle 40=5x\)
\( \displaystyle x=8\)
Что мы брали за \( \displaystyle x\)? Скорость течения. Тогда это и будет являться ответом:) Скорость течения равна \( \displaystyle 8\) км/ч.
Еще одна задача
Байдарка в \( \displaystyle 8:00\) вышла из пункта \( \displaystyle A\) в пункт \( \displaystyle B\), расположенный в \( \displaystyle 26\) км от \( \displaystyle A\).
Пробыв в пункте \( \displaystyle B\) \( \displaystyle 1\) час \( \displaystyle 20\) минут, байдарка отправилась назад и вернулась в пункт \( \displaystyle A\) в \( \displaystyle 20:00\).
Определите (в км/ч) собственную скорость байдарки, если известно, что скорость течения реки \( \displaystyle 5\) км/ч.
Итак, приступим. Прочитай задачу несколько раз и сделай рисунок. Думаю, ты без труда сможешь решить это самостоятельно.
Все величины у нас выражены в одном виде? Нет. Время отдыха у нас указано и в часах, и в минутах.
Переведем это в часы:
\( \displaystyle 1\) час \( \displaystyle 20\) минут = \( \displaystyle 1\frac{20}{60}=1\frac{1}{3}\) ч.
Теперь все величины у нас выражены в одном виде. Приступим к заполнению таблицы и поиску того, что мы возьмем за \( \displaystyle x\).
Пусть \( \displaystyle x\) – собственная скорость байдарки. Тогда, скорость байдарки по течению равна \( \displaystyle x+5\), а против течения равна \( \displaystyle x-5\).
Запишем эти данные, а так же путь (он, как ты понимаешь, одинаков) и время, выраженное через путь и скорость, в таблицу:
Путь S | Скорость v, | Время t, | |
Против течения | 26 | \( \displaystyle x-5\) | \( \displaystyle \frac{26}{x-5}\) |
По течению | 26 | \( \displaystyle x+5\) | \( \displaystyle \frac{26}{x+5}\) |
Посчитаем, сколько времени байдарка затратила на свое путешествие:
\( \displaystyle 20.00-8.00\text{ }=\text{ }12\) часов.
Все ли \( \displaystyle 12\) часов она плыла? Перечитываем задачу.{2}}-25 \right)\)
Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые. Далее решаем получившееся квадратное уравнение.
С этим, я думаю, ты тоже справишься самостоятельно. Какой ответ у тебя получился? У меня \( \displaystyle 8\) км/ч.
1. Теория и практика решения конкурсных задач для школьников по физике
Перейти на… Перейти на…Телемост школа имени Басова г. Воронеж 12.04.2019 (чат)Общая информацияДоговор оферта для ознакомленияФОРУМ Техническая поддержкаПлан первых 10 занятий по физике подготовка к конкурсам более сложным чем ЕГЭСмотреть вводное занятиеОплата доступа к участию в Занятии 1 Теория для предподготовки к занятию 1.Задание для предподготовки к занятию 1.Видеозапись занятия 1Оплата доступа к участию в Занятии 2 Оплата доступа к участию в Занятии 3Оплата доступа к участию в Занятии 4Оплата доступа к участию в Занятии 5Оплата доступа к участию в Занятии 6Оплата доступа к участию в Занятии 7Оплата доступа к участию в Занятии 8Оплата доступа к участию в Занятии 9Оплата доступа к участию в Занятии 10План занятийДемонстрационный вариант ЕГЭ 2017Кодификатор 2017Спецификация контрольных и измерительных материалов 2017Теория предподготовки к занятию 1Видеозапись трансляции занятия 1Задачи постподготовки ЕГЭ 1«Лекция-консультация перед ЕГЭ по физике 2018» 22.05.2019 (запись)Телемост школа имени Басова г. Воронеж 12.04.2019 Трансляция награждения Турнира Юного Физика физический факультет 24.11.2018Трансляция боя Турнира Юного Физика физический факультет 24.11.2018«Лекция-консультация перед ЕГЭ по физике 2018» 07.06.2018 (запись)Трансляция телемоста между физическим факультетом и школой Нижнего Новгорода от 28.02.2018 17:00 (запись)Университетские субботы. Гравитационные волны и черные дыры. Университетские субботы. Мехатроника – наука о компьютерном управлении физическими процессами.«Лекция-консультация перед ЕГЭ по физике 2017» 03.06.2017 (запись)«Лекция-консультация перед олимпиадой Ломоносов по физике 2017» 31.10.2017 (запись)Лекция по астрономии для школьников Дагестана 24.03.2017 (запись)Лекция “Исследования микромира: атомы, ядра и элементарные частицы” для школьников Дагестана 25.03.2017 (запись)Трансляция КисловодскПример дистанционного занятия по математике для 7-9 классов профильных школ (запись 22 декабря 2016)Пример дистанционного занятия по биологии для профильных школ (запись 21 декабря 2016)Пример дистанционного занятия по химии для профильных школ (запись 22 декабря 2016)Пример дистанционного занятия по физике для физико-математических школ (запись 15 декабря 2016)Консультация к олимпиаде по физике Ломоносов 2016/2017 (запись 1 ноября 2016)
Кинематические уравнения и решение проблем
Четыре кинематических уравнения, которые описывают математическую связь между параметрами, описывающими движение объекта, были введены в предыдущей части Урока 6. Четыре кинематических уравнения:
В приведенных выше уравнениях символ d обозначает смещение объекта. Символ t обозначает время, в течение которого объект двигался. Символ a обозначает ускорение объекта.А символ v обозначает мгновенную скорость объекта; нижний индекс i после v (как в v i ) указывает, что значение скорости является начальным значением скорости, а нижний индекс у f (как в v f ) указывает, что значение скорости является окончательным значением скорости.
Стратегия решения проблем
В этой части Урока 6 мы исследуем процесс использования уравнений для определения неизвестной информации о движении объекта.Процесс включает использование стратегии решения проблем, которая будет использоваться на протяжении всего курса. Стратегия предполагает следующие шаги:
- Постройте информативную диаграмму физической ситуации.
- Определите и перечислите данную информацию в переменной форме.
- Определите и перечислите неизвестную информацию в переменной форме.
- Укажите и перечислите уравнение, которое будет использоваться для определения неизвестной информации из известной информации.
- Подставьте известные значения в уравнение и используйте соответствующие алгебраические шаги, чтобы найти неизвестную информацию.
- Проверьте свой ответ, чтобы убедиться, что он разумный и математически правильный.
Использование этой стратегии решения проблем при решении следующей проблемы смоделировано в примерах A и B ниже.
Пример задачи A
Има Харрин приближается к светофору, движущемуся со скоростью +30.0 м / с. Загорается желтый свет, и Има тормозит и останавливается. Если ускорение Има составляет -8,00 м / с 2 , то определите смещение автомобиля в процессе заноса. (Обратите внимание, что направление векторов скорости и ускорения обозначено знаками «+» и «-».)
Решение этой проблемы начинается с построения информативной диаграммы физической ситуации. Это показано ниже. Второй шаг включает идентификацию и перечисление известной информации в переменной форме.Обратите внимание, что значение v f может быть принято равным 0 м / с, поскольку машина Имы останавливается. Начальная скорость (v i ) кабины +30,0 м / с, так как это скорость в начале движения (заносное движение). А ускорение (а) автомобиля задано как – 8,00 м / с 2 . (Всегда обращайте особое внимание на знаки + и – для данных количеств.) Следующий шаг стратегии включает перечисление неизвестной (или желаемой) информации в переменной форме.В этом случае проблема запрашивает информацию о перемещении автомобиля. Итак, d – неизвестная величина. Результаты первых трех шагов показаны в таблице ниже.
| Схема: | Дано: | Находка: |
|---|---|---|
| v i = +30,0 м / с v f = 0 м / с a = – 8,00 м / с 2 | d = ?? |
Следующий шаг стратегии включает определение кинематического уравнения, которое позволит вам определить неизвестную величину.На выбор предлагается четыре кинематических уравнения. В общем, вы всегда будете выбирать уравнение, которое содержит три известные и одну неизвестную переменные. В этом конкретном случае три известные переменные и одна неизвестная переменная: v f , v i , a и d. Таким образом, вы будете искать уравнение, в котором перечислены эти четыре переменные. Анализ четырех приведенных выше уравнений показывает, что уравнение в правом верхнем углу содержит все четыре переменные.
v f 2 = v i 2 + 2 • a • d
После того, как уравнение идентифицировано и записано, следующий шаг стратегии включает в себя замену известных значений в уравнение и использование соответствующих алгебраических шагов для поиска неизвестной информации.Этот шаг показан ниже.
(0 м / с) 2 = (30,0 м / с) 2 + 2 • (-8,00 м / с 2 ) • d
0 м 2 / с 2 = 900 м 2 / с 2 + (-16,0 м / с 2 ) • d
(16,0 м / с 2 ) • d = 900 м 2 / с 2 – 0 м 2 / с 2
(16,0 м / с 2 ) * d = 900 м 2 / с 2
d = (900 м 2 / с 2 ) / (16.0 м / с 2 )
d = (900 м 2 / с 2 ) / (16,0 м / с 2 )
d = 56,3 м
Решение, приведенное выше, показывает, что автомобиль заносит расстояние 56,3 метра. (Обратите внимание, что это значение округлено до третьей цифры.)
Последний шаг стратегии решения проблем включает проверку ответа, чтобы убедиться, что он является одновременно разумным и точным. Стоимость кажется достаточно разумной. Машине требуется значительное расстояние, чтобы занести из 30.0 м / с (примерно 65 миль / ч) до остановки. Расчетное расстояние составляет примерно половину футбольного поля, что делает его очень разумным расстоянием для заноса. Проверка точности включает подстановку вычисленного значения обратно в уравнение для смещения и обеспечение того, чтобы левая часть уравнения была равна правой части уравнения. В самом деле!
Пример задачи B
Бен Рушин ждет на светофоре.Когда он наконец стал зеленым, Бен ускорился из состояния покоя со скоростью 6,00 м / с 2 за время 4,10 секунды. Определите перемещение машины Бена за этот период времени.
И снова решение этой проблемы начинается с построения информативной диаграммы физической ситуации. Это показано ниже. Второй шаг стратегии включает идентификацию и перечисление известной информации в переменной форме. Обратите внимание, что значение v i можно вывести как 0 м / с, поскольку машина Бена изначально находится в состоянии покоя.Ускорение (а) автомобиля составляет 6,00 м / с 2 . Время (t) равно 4,10 с. Следующий шаг стратегии включает перечисление неизвестной (или желаемой) информации в переменной форме. В этом случае проблема запрашивает информацию о перемещении автомобиля. Итак, d – неизвестная информация. Результаты первых трех шагов показаны в таблице ниже.
| Схема: | Дано: | Находка: |
|---|---|---|
| v i = 0 м / с т = 4.10 с a = 6,00 м / с 2 | d = ?? |
Следующий шаг стратегии включает определение кинематического уравнения, которое позволит вам определить неизвестную величину. На выбор предлагается четыре кинематических уравнения. Опять же, вы всегда будете искать уравнение, которое содержит три известные переменные и одну неизвестную переменную. В этом конкретном случае три известные переменные и одна неизвестная переменная – это t, v i , a и d.Анализ четырех приведенных выше уравнений показывает, что уравнение в левом верхнем углу содержит все четыре переменные.
d = v i • t + ½ • a • t 2
После того, как уравнение идентифицировано и записано, следующий шаг стратегии включает в себя замену известных значений в уравнение и использование соответствующих алгебраических шагов для поиска неизвестной информации. Этот шаг показан ниже.
d = (0 м / с) • (4.1 с) + ½ • (6,00 м / с 2 ) • (4,10 с) 2
d = (0 м) + ½ • (6,00 м / с 2 ) • (16,81 с 2 )
d = 0 м + 50,43 м
d = 50,4 м
Решение, приведенное выше, показывает, что автомобиль преодолеет расстояние 50,4 метра. (Обратите внимание, что это значение округлено до третьей цифры.)
Последний шаг стратегии решения проблем включает проверку ответа, чтобы убедиться, что он является одновременно разумным и точным.Стоимость кажется достаточно разумной. Автомобиль с ускорением 6,00 м / с / с достигнет скорости примерно 24 м / с (примерно 50 миль / ч) за 4,10 с. Расстояние, на которое такая машина будет перемещена в течение этого периода времени, будет примерно половиной футбольного поля, что делает это расстояние очень разумным. Проверка точности включает подстановку вычисленного значения обратно в уравнение для смещения и обеспечение того, чтобы левая часть уравнения была равна правой части уравнения.В самом деле!
Два приведенных выше примера задач иллюстрируют, как кинематические уравнения могут быть объединены с простой стратегией решения проблем для прогнозирования неизвестных параметров движения для движущегося объекта. Если известны три параметра движения, можно определить любое из оставшихся значений. В следующей части Урока 6 мы увидим, как эту стратегию можно применить к ситуациям свободного падения. Или, если интересно, вы можете попробовать несколько практических задач и сравнить свой ответ с данными решениями.
Пять великих проблем теоретической физики
В своей скандальной книге 2006 года «Проблемы с физикой: расцвет теории струн, падение науки и что будет дальше» физик-теоретик Ли Смолин указывает на «пять великих проблем теоретической физики».
- Проблема квантовой гравитации : Объедините общую теорию относительности и квантовую теорию в единую теорию, которая может претендовать на звание законченной теории природы.
- Фундаментальные проблемы квантовой механики : Решите проблемы, лежащие в основе квантовой механики, либо осмысляя теорию в ее нынешнем виде, либо изобретая новую теорию, которая имеет смысл.
- Объединение частиц и сил : Определите, можно ли объединить различные частицы и силы в теории, которая объясняет их все как проявления единой фундаментальной сущности.
- Задача настройки : Объясните, как в природе выбираются значения свободных констант в стандартной модели физики элементарных частиц.
- Проблема космологических загадок : Объясните темную материю и темную энергию. Или, если они не существуют, определите, как и почему гравитация изменяется в больших масштабах. В более общем плане объясните, почему константы стандартной модели космологии, включая темную энергию, имеют такие значения.
Физическая проблема 1: проблема квантовой гравитации
Квантовая гравитация – это попытка теоретической физики создать теорию, включающую как общую теорию относительности, так и стандартную модель физики элементарных частиц.В настоящее время эти две теории описывают разные масштабы природы и пытаются исследовать масштаб, в котором они перекрываются, дают результаты, которые не совсем имеют смысла, например, сила гравитации (или кривизна пространства-времени) становится бесконечной. (В конце концов, физики никогда не видят настоящих бесконечностей в природе и не хотят этого!)
Физическая проблема 2: основные проблемы квантовой механики
Одна из проблем, связанных с пониманием квантовой физики, заключается в том, каков лежащий в основе физический механизм.В квантовой физике существует множество интерпретаций – классическая копенгагенская интерпретация, спорная интерпретация многих миров Хью Эверетта II и даже более противоречивые, такие как принцип участия антропных элементов. Вопрос, который возникает в этих интерпретациях, вращается вокруг того, что на самом деле вызывает коллапс квантовой волновой функции.
Большинство современных физиков, работающих с квантовой теорией поля, больше не считают эти вопросы интерпретации актуальными.Для многих объяснение принципа декогеренции – взаимодействие с окружающей средой вызывает квантовый коллапс. Что еще более важно, физики могут решать уравнения, проводить эксперименты и практиковать физику без того, чтобы решал вопросы о том, что именно происходит на фундаментальном уровне, и поэтому большинство физиков не хотят приближаться к этим странным вопросам с помощью 20-футовый шест.
Физическая проблема 3: Объединение частиц и сил
В физике четыре фундаментальных силы, и стандартная модель физики элементарных частиц включает только три из них (электромагнетизм, сильное ядерное взаимодействие и слабое ядерное взаимодействие).Гравитация исключена из стандартной модели. Попытка создать одну теорию, объединяющую эти четыре силы в единую теорию поля, является основной целью теоретической физики.
Поскольку стандартной моделью физики элементарных частиц является квантовая теория поля, то любое объединение должно будет включать гравитацию как квантовую теорию поля, а это означает, что решение проблемы 3 связано с решением проблемы 1.
Кроме того, стандартная модель физики элементарных частиц показывает множество различных частиц – всего 18 элементарных частиц.Многие физики считают, что фундаментальная теория природы должна иметь какой-то метод объединения этих частиц, поэтому они описываются в более фундаментальных терминах. Например, теория струн, наиболее четко определенный из этих подходов, предсказывает, что все частицы представляют собой разные колебательные моды фундаментальных энергетических волокон или струн.
Физическая проблема 4: проблема настройки
Модель теоретической физики – это математическая основа, которая для того, чтобы делать прогнозы, требует установки определенных параметров.В стандартной модели физики элементарных частиц параметры представлены 18 частицами, предсказанными теорией, что означает, что параметры измеряются путем наблюдения.
Некоторые физики, однако, считают, что фундаментальные физические принципы теории должны определять эти параметры независимо от измерения. Это мотивировало большую часть энтузиазма в отношении единой теории поля в прошлом и вызвало знаменитый вопрос Эйнштейна: «Был ли у Бога какой-либо выбор, когда он создавал Вселенную?» Неужели свойства Вселенной по своей сути задают форму Вселенной, потому что эти свойства просто не будут работать, если форма будет другой?
Ответ на этот вопрос, кажется, сильно склоняется к идее о том, что существует не только одна Вселенная, которая может быть создана, но что существует широкий спектр фундаментальных теорий (или различных вариантов одной и той же теории, основанных на разных физических параметрах, исходных энергетические состояния и т. д.), и наша Вселенная – лишь одна из этих возможных вселенных.
В этом случае возникает вопрос, почему наша Вселенная обладает свойствами, которые, кажется, так точно настроены, чтобы допускать существование жизни. Этот вопрос называется проблемой тонкой настройки и побудил некоторых физиков обратиться к антропному принципу для объяснения, согласно которому наша Вселенная обладает теми же свойствами, что и сама Вселенная, потому что, если бы у нее были другие свойства, нас бы здесь не было. задать вопрос. (Главный упор в книге Смолина – критика этой точки зрения как объяснения свойств.)
Физическая проблема 5: проблема космологических тайн
У Вселенной по-прежнему есть ряд загадок, но физиков больше всего беспокоят темная материя и темная энергия. Этот тип материи и энергии обнаруживается с помощью гравитационного воздействия, но не может наблюдаться напрямую, поэтому физики все еще пытаются выяснить, что это такое. Тем не менее, некоторые физики предложили альтернативные объяснения этих гравитационных влияний, которые не требуют новых форм материи и энергии, но эти альтернативы непопулярны для большинства физиков.
Отредактировала Энн Мари Хелменстин, доктор философии.
Автор – электронная почта Обновлено: февраль 2018 г. (A Dendane) Дополнительные сведения |
Вопросы по физике
На этой странице я собрал сборник вопросов по физике, которые помогут вам лучше понять физику.Эти вопросы призваны побудить вас задуматься о физике на более глубоком уровне. Эти вопросы не только сложны, но и интересны. Эта страница является хорошим ресурсом для студентов, которым нужны качественные задачи для практики при подготовке к тестам и экзаменам.Чтобы просмотреть вопросы, нажмите на интересующую вас категорию:
Вопросы по физике для старших классов
Вопросы по физике колледжей и университетов
Дополнительные сложные вопросы по физике
Вопросы по физике для старших классов
Задача № 1
Более тяжелые предметы падают медленнее, чем более легкие?
Посмотреть решение
Проблема №2
Почему предметы плавают в жидкостях, более плотных, чем они сами?
Посмотреть решение
Задача № 3
Частица движется по кругу, и ее положение задается в полярных координатах как x = Rcosθ и y = Rsinθ , где R – радиус круга, а θ в радианах.Из этих уравнений выведите уравнение центростремительного ускорения.
Посмотреть решение
Задача № 4
Почему в свободном падении вы чувствуете себя невесомым, хотя на вас действует сила тяжести? (при ответе на этот вопрос игнорируйте сопротивление воздуха).
Посмотреть решение
Задача № 5
В чем разница между центростремительным ускорением и центробежной силой?
Посмотреть решение
Задача № 6
В чем разница между энергией и мощностью?
Посмотреть решение
Проблема № 7
Две одинаковые машины сталкиваются лицом к лицу.Каждая машина едет со скоростью 100 км / ч. Сила удара для каждой машины такая же, как при ударе о твердую стену:
(а) 100 км / ч
(б) 200 км / ч
(в) 150 км / ч
(г) 50 км / ч
Посмотреть решение
Задача № 8
Почему можно забить гвоздь в кусок дерева молотком, а гвоздь нельзя забить рукой?
Посмотреть решение
Задача № 9
Лучник отступает 0.75 м на носовой части, имеющей жесткость 200 Н / м. Стрела весит 50 г. Какая скорость стрелы сразу после выпуска?
Посмотреть решение
Задача № 10
Когда движущийся автомобиль наталкивается на кусок льда, включаются тормоза. Почему желательно, чтобы колеса катились по льду без блокировки?
Посмотреть решение
Решения для школьных вопросов по физике
Решение проблемы №1
№Если объект тяжелее, сила тяжести больше, но поскольку он имеет большую массу, ускорение такое же, поэтому он движется с той же скоростью (если мы пренебрегаем сопротивлением воздуха). Если мы посмотрим на второй закон Ньютона, F = ma . Сила тяжести составляет F = мг , где м, – масса объекта, а г, – ускорение свободного падения.
Приравнивая, получаем mg = ma . Следовательно, a = g .
Если бы не было сопротивления воздуха, перо упало бы с той же скоростью, что и яблоко.
Решение проблемы №2
Если бы объект был полностью погружен в жидкость более плотную, чем он, результирующая выталкивающая сила превысила бы вес объекта. Это связано с тем, что вес жидкости, вытесняемой объектом, больше, чем вес объекта (поскольку жидкость более плотная). В результате объект не может оставаться полностью погруженным в воду и плавает. Научное название этого явления – Принцип Архимеда .
Решение проблемы №3
Без ограничения общности, нам нужно только взглянуть на уравнение для положения x , поскольку мы знаем, что центростремительное ускорение указывает на центр круга.Таким образом, когда θ = 0, вторая производная x по времени должна быть центростремительным ускорением.
Первая производная от x по времени t :
dx / dt = – Rsinθ (d θ / d t )
Вторая производная от x по времени t :
d 2 x / dt 2 = – Rcosθ (d θ / d t ) 2 – Rsinθ (d 2 θ / d t t 2 )
В обоих приведенных выше уравнениях используется цепное правило исчисления, и по предположению θ является функцией времени.Следовательно, θ можно дифференцировать по времени.
Теперь оцените вторую производную при θ = 0.
У нас есть,
d 2 x / dt 2 = – R (d θ / d t ) 2
Термин d θ / d t обычно называется угловая скорость, которая представляет собой скорость изменения угла θ . Единицы измерения – радианы в секунду.
Для удобства можно установить w ≡ d θ / d t .
Следовательно,
d 2 x / dt 2 = – R w 2
Это хорошо известная форма уравнения центростремительного ускорения.
Решение проблемы №4
Причина, по которой вы чувствуете себя невесомой, заключается в том, что на вас не действует сила, поскольку вы ни с чем не контактируете. Гравитация одинаково воздействует на все частицы вашего тела. Это создает ощущение, что на вас не действуют никакие силы, и вы чувствуете себя невесомым.Было бы такое же ощущение, как если бы вы плыли в космосе.
Решение проблемы 5
Центростремительное ускорение – это ускорение, которое испытывает объект при движении с определенной скоростью по дуге. Центростремительное ускорение указывает на центр дуги.
Центробежная сила – это воображаемая сила, которую не сдерживает объект, когда он движется по дуге. Эта сила действует противоположно направлению центростремительного ускорения. Например, если автомобиль делает крутой поворот направо, пассажиры будут стремиться соскользнуть на своих сиденьях в сторону от центра поворота влево (то есть, если они не пристегнуты ремнями безопасности).Пассажирам будет казаться, что они испытывают силу. Это определяется как центробежная сила.
Решение проблемы №6
Мощность – это скорость производства или потребления энергии. Например, если двигатель вырабатывает мощность 1000 Вт (где Вт – Джоули в секунду), то через час общая энергия, произведенная двигателем, составит 1000 Джоулей / секунду × 3600 секунд = 3 600 000 Джоулей.
Решение проблемы № 7
Ответ: (а).
Поскольку столкновение происходит лобовое и все автомобили идентичны и едут с одинаковой скоростью, сила удара, испытываемая каждым автомобилем, одинакова и противоположна.Это означает, что удар такой же, как при ударе о твердую стену на скорости 100 км / ч.
Решение проблемы № 8
Когда вы взмахиваете молотком, вы увеличиваете его кинетическую энергию, так что к тому времени, когда он ударяет по гвоздю, он передает большую силу, которая вбивает гвоздь в дерево.
Молот – это, по сути, резервуар энергии, в который вы добавляете энергию во время взмаха и который сразу же высвобождается при ударе. Это приводит к тому, что сила удара значительно превышает максимальную силу, которую вы можете приложить, просто нажав на гвоздь.
Решение проблемы № 9
Эту проблему можно решить энергетическим методом.
Мы можем решить эту проблему, приравняв потенциальную энергию лука к кинетической энергии стрелы.
Лук можно рассматривать как разновидность пружины. Потенциальная энергия пружины:
(1/2) k x 2 , где k – жесткость, а x – величина растяжения или сжатия пружины.
Следовательно, потенциальная энергия PE лука равна:
PE = (1/2) (200) (0.75) 2 = 56,25 Дж
Кинетическая энергия частицы равна:
(1/2) м v 2 , где м – масса, а v – скорость.
Стрелку можно рассматривать как частицу, поскольку она не вращается при высвобождении.
Следовательно, кинетическая энергия KE стрелки равна:
KE = (1/2) (0,05) v 2
Если предположить, что энергия сохраняется, то
PE = KE
Решая для скорости стрелы v , получаем
v = 47.4 м / с
Решение проблемы № 10
Статическое трение больше кинетического.
Статическое трение существует, если колеса продолжают катиться по льду без блокировки, что приводит к максимальной тормозной силе. Однако, если колеса блокируются, возникает кинетическое трение, поскольку между колесом и льдом происходит относительное проскальзывание. Это снижает тормозное усилие, и автомобилю требуется больше времени для остановки.
Антиблокировочная тормозная система (ABS) на автомобиле предотвращает блокировку колес при включении тормозов, тем самым сводя к минимуму время, необходимое автомобилю для полной остановки.Кроме того, предотвращая блокировку колес, вы лучше контролируете автомобиль.
Вопросы по физике в колледжах и университетах (в основном на первом курсе)
Проблемы плотности
Энергетические проблемы
Force Problems
Проблемы с трением
Проблемы с наклонной плоскостью
Проблемы кинематики
Проблемы кинетической энергии
Задачи механики
Momentum Problems
Проблемы со шкивом
Статические задачи
Проблемы термодинамики
Проблемы с крутящим моментом
Дополнительные сложные вопросы по физике
Приведенные ниже 20 вопросов по физике одновременно интересны и очень сложны.Вам, вероятно, потребуется некоторое время, чтобы поработать над ними. Эти вопросы выходят за рамки типичных задач, которые вы можете встретить в учебниках физики. В некоторых из этих вопросов физики используются разные концепции, поэтому (по большей части) не существует единой формулы или набора уравнений, которые вы могли бы использовать для их решения. В этих вопросах используются концепции, преподаваемые в средней школе и колледже (в основном на первом курсе).
Рекомендуется продолжать ответы на эти вопросы по физике, даже если вы застряли.Это не гонка, поэтому вы можете пройти их в своем собственном темпе. В результате вы будете вознаграждены более глубоким пониманием физики.
Задача № 1
Кривошипно-шатунный механизм показан ниже. Равномерное соединение BC длиной L соединяет маховик с радиусом r (вращающийся вокруг фиксированной точки A ) с поршнем C , который скользит вперед и назад в полом валу. К маховику прикладывается переменный крутящий момент T , так что он вращается с постоянной угловой скоростью.Покажите, что за один полный оборот маховика энергия сохраняется для всей системы; состоящий из маховика, рычага и поршня (при условии отсутствия трения).
Обратите внимание, что сила тяжести g действует вниз, как показано.
Даже несмотря на то, что энергия сохраняется для системы, почему это хорошая идея сделать компоненты приводного механизма как можно более легкими (за исключением маховика)?
Проблема №2
В двигателе используются пружины сжатия для открытия и закрытия клапанов с помощью кулачков.Учитывая жесткость пружины 30 000 Н / м и массу пружины 0,08 кг, какова максимальная частота вращения двигателя, чтобы избежать «смещения клапанов»?
Во время цикла двигателя пружина сжимается от 0,5 см (клапан полностью закрыт) до 1,5 см (клапан полностью открыт). Предположим, что распределительный вал вращается с той же скоростью, что и двигатель.
Плавающие клапаны возникают, когда частота вращения двигателя достаточно высока, так что пружина начинает терять контакт с кулачком при закрытии клапана. Другими словами, пружина не растягивается достаточно быстро, чтобы поддерживать контакт с кулачком, когда клапан закрывается.
Для простоты вы можете предположить, что к пружине применяется закон Гука, где сила, действующая на пружину, пропорциональна ее степени сжатия (независимо от динамических эффектов).
Вы можете игнорировать гравитацию в расчетах.
Задача № 3
Объект движется по прямой. Его ускорение определяется выражением
, где C – константа, n – действительное число и t – время.
Найдите общие уравнения для положения и скорости объекта как функции времени.
Задача № 4
В стрельбе из лука, когда стрела выпущена, она может колебаться во время полета. Если мы знаем расположение центра масс стрелки ( G ) и форму стрелки в момент ее колебания (показано ниже), мы можем определить расположение узлов. Узлы – это «неподвижные» точки на стрелке, когда она колеблется.
Используя геометрический аргумент (без уравнений), определите расположение узлов.
Предположим, что стрелка колеблется в горизонтальной плоскости, так что никакие внешние силы не действуют на стрелку в плоскости колебаний.
Задача № 5
Колесо гироскопа вращается с постоянной угловой скоростью w s при прецессии вокруг вертикальной оси с постоянной угловой скоростью w p . Расстояние от оси до центра передней грани вращающегося колеса гироскопа составляет L , а радиус колеса составляет r .Шток, соединяющий ось с колесом, составляет постоянный угол θ с вертикалью.
Определите компоненты ускорения, перпендикулярные колесу, в точках A, B, C, D, помеченных, как показано.
Задача № 6
Когда автомобиль делает поворот, два передних колеса образуют две дуги, как показано на рисунке ниже. Колесо, обращенное внутрь поворота, имеет угол поворота больше, чем у внешнего колеса. Это необходимо для того, чтобы оба передних колеса плавно образовывали две дуги с одинаковым центром, в противном случае передние колеса будут скользить по земле во время поворота.
Во время поворота задние колеса обязательно образуют те же дуги, что и передние? Исходя из вашего ответа, каковы последствия поворота у обочины?
Проблема № 7
Горизонтальный поворотный стол на промышленном предприятии непрерывно загружает детали в паз (показан слева). Затем он сбрасывает эти детали в корзину (показано справа). Поворотный стол поворачивается на 180 ° между этими двумя ступенями. Поворотный стол ненадолго останавливается на каждой 1/8 -й оборота, чтобы вставить новую деталь в прорезь слева.
Если скорость вращения поворотной платформы составляет Вт радиан / секунду, а внешний радиус поворотной платформы составляет R 2 , то каким должен быть внутренний радиус R 1 , чтобы детали выпали слота и в корзину, как показано?
Предположим:
• Угловая скорость w поворотного стола может рассматриваться как постоянная и непрерывная; Это означает, что вы можете игнорировать короткие остановки, которые поворотный стол делает на каждой 1/8 – оборота.
• Расположение корзины – 180 ° от места подачи.
• Пазы очень хорошо смазаны, поэтому между пазом и деталью нет трения.
• Детали можно рассматривать как частицы, что означает, что вы можете игнорировать их размеры в расчетах.
• Прорези выровнены по радиальному направлению поворотного стола.
Задача № 8
Маховик однопоршневого двигателя вращается со средней скоростью 1500 об / мин.За полоборота маховик должен поглотить 1000 Дж энергии. Если максимально допустимое колебание скорости составляет ± 60 об / мин, какова минимальная инерция вращения маховика? Предположим, что трение отсутствует.
Задача № 9
Процесс экструзии алюминия численно моделируется на компьютере. В этом процессе пуансон проталкивает алюминиевую заготовку диаметром D через матрицу меньшего диаметра d . Какова максимальная скорость пуансона в компьютерном моделировании V p , чтобы результирующая динамическая сила (предсказанная моделированием), действующая на алюминий во время экструзии, составляла не более 5% силы, вызванной деформацией алюминия? Оцените конкретный случай, когда D = 0.10 м, d = 0,02 м, а плотность алюминия ρ = 2700 кг / м 3 .
Сила, вызванная деформацией алюминия во время экструзии, определяется выражением
Подсказка:
Экструзия алюминия через фильеру аналогична протеканию жидкости по трубе, которая переходит от большего диаметра к меньшему (например, вода течет через пожарный шланг). Чистая динамическая сила, действующая на жидкость, – это чистая сила, необходимая для ускорения жидкости, которая возникает, когда скорость жидкости увеличивается, когда она течет от секции большего диаметра к секции меньшего диаметра (из-за сохранения массы).
Задача № 10
Ребенок на горизонтальной карусели дает мячу начальную скорость V отн. . Найдите начальное направление и скорость V rel мяча относительно карусели так, чтобы относительно ребенка мяч вращался по идеальному кругу, когда он сидит на карусели. Предположим, что между каруселью и мячом нет трения.
Карусель вращается с постоянной угловой скоростью ± радиан / сек, и мяч выпущен под радиусом ± от центра карусели.
Задача № 11
Тяжелый корпус насоса массой м поднимается с земли с помощью крана. Для простоты движение предполагается двумерным, а корпус насоса представлен прямоугольником с размерами сторон ab (см. Рисунок). К крану (в точке P ) и корпусу насоса (в точке O ) прикреплен кабель длиной L 1 . Кран поднимает трос вертикально вверх с постоянной скоростью V p .
Предполагается, что центр масс G корпуса насоса находится в центре прямоугольника. Находится на расстоянии L 2 от точки O . Правая сторона корпуса насоса расположена на расстоянии c по горизонтали от вертикальной линии, проходящей через точку P .
Найдите максимальное натяжение троса во время подъема, которое включает часть подъема до того, как корпус насоса потеряет контакт с землей, и после того, как корпус насоса потеряет контакт с землей (отрыв).На этом этапе корпус насоса раскачивается вперед и назад.
Оцените конкретный случай, когда:
a = 0,4 м
b = 0,6 м
c = 0,2 м
L 1 = 3 м
м = 200 кг
I G = 9 кг-м 2 (инерция вращения корпуса насоса около G )
Предположим:
• Трение между корпусом насоса и землей достаточно велико, чтобы корпус насоса не скользил по земле (вправо) до того, как произойдет отрыв.
• До отрыва динамические эффекты незначительны.
• Скорость V p достаточно высокая, чтобы нижняя часть корпуса насоса отрывалась от земли после отрыва.
• Чтобы приблизить натяжение кабеля, вы можете смоделировать систему как обычный маятник во время раскачивания (вы можете игнорировать эффекты двойного маятника).
• Масса кабеля не учитывается.
Проблема № 12
Расположение рычагов показано ниже.Штифтовые соединения O 1 и O 2 прикреплены к неподвижному основанию и разделены расстоянием b . Связи одинакового цвета имеют одинаковую длину. Все рычаги шарнирные и допускают вращение. Определите путь, пройденный конечной точкой P , когда синяя тяга длиной b вращается вперед и назад.
Чем интересен этот результат?
Проблема № 13
Агрегат, несущий конвейерную ленту, показан на рисунке ниже.Двигатель вращает верхний ролик с постоянной скоростью, а остальные ролики могут вращаться свободно. Ремень наклонен под углом θ . Для удержания ремня в натянутом состоянии к ремню подвешивается груз массой м , как показано.
Найдите точку максимального натяжения ремня. Вам не нужно рассчитывать это, просто найдите место и объясните причину.
Проблема № 14
Проверка качества показала, что рабочее колесо насоса слишком тяжелое с одной стороны на величину, равную 0.0045 кг-м. Чтобы исправить этот дисбаланс, рекомендуется вырезать канавку по внешней окружности рабочего колеса с помощью фрезерного станка на той же стороне, что и дисбаланс. Это позволит удалить материал с целью исправления дисбаланса. Размер паза составляет 1 см в ширину и 1 см в глубину. Канавка будет симметричной относительно тяжелого места. На каком расстоянии от внешней окружности рабочего колеса должна быть канавка? Задайте ответ в виде θ . Совет: относитесь к канавке как к тонкому кольцу материала.
Внешний радиус рабочего колеса в месте канавки составляет 15 см.
Материал рабочего колеса – сталь, плотностью ρ = 7900 кг / м 3 .
Задача № 15
В рамках проверки качества осесимметричный контейнер помещается на очень хорошо смазанную неподвижную оправку, как показано ниже. Затем контейнеру придают начальное чистое вращение w без начального поступательного движения. Что вы ожидаете увидеть, если центр масс контейнера смещен относительно геометрического центра O контейнера?
Задача № 16
Поток падающего материала ударяется о пластину ударного весового дозатора, и датчик горизонтальной силы позволяет рассчитать на его основе массовый расход.Если скорость материала непосредственно перед столкновением с пластиной равна скорости материала сразу после удара по пластине, определите уравнение для массового расхода материала на основе считывания горизонтальной силы на датчике. Не обращайте внимания на трение о пластину.
Подсказка: это можно рассматривать как проблему с потоком жидкости.
Проблема № 17
SunCatcher – это двигатель Стирлинга, работающий от солнечной энергии. В нем используются большие параболические зеркала, чтобы фокусировать солнечный свет на центральный приемник, который питает двигатель Стирлинга.В параболическом зеркале можно увидеть отражение пейзажа. Почему отражение перевернуто?
Источник: http://www.stirlingenergy.com
Проблема № 18
Холодным и сухим зимним днем ваши очки запотевают, когда вы выходите в закрытое помещение после того, как некоторое время находились на улице. Это почему?
И если вы выйдете на улицу с запотевшими очками, они быстро очистятся. Это почему?
Проблема №19
Во время учений космонавтов самолет на большой высоте движется по дуге окружности, чтобы имитировать невесомость для своих пассажиров.Объясните, как это возможно.
Задача № 20
Веревка наматывается на шест радиусом R = 3 см. Если натяжение на одном конце каната составляет T = 1000 Н, а коэффициент статического трения между канатом и шестом составляет μ = 0,2, то какое минимальное количество раз веревку необходимо обернуть вокруг шеста. чтобы не соскользнула?
Предположим, что минимальное количество раз, которое веревка должна быть намотана вокруг шеста, соответствует натяжению 1 Н на другом конце веревки.
Я создал решения для 20 вопросов физики, приведенных выше. Решения представлены в электронной книге в формате PDF. Они доступны по этой ссылке.
Вернуться на домашнюю страницу Real World Physics Problems
пожаловаться на это объявление
7 самых больших вопросов по физике, на которые нет ответов
На этом загадки не заканчиваются. Атомы, как известно, электрически нейтральны – положительный заряд протонов компенсируется отрицательным зарядом электронов, – но Линкольн говорит, почему это так, «Никто не знает.”
2. Почему гравитация такая странная?
Нет силы более знакомой, чем гравитация – в конце концов, это то, что удерживает наши ноги на земле. И общая теория относительности Эйнштейна дает математическую формулировку гравитации, описывая ее как «искривление» пространства. Но гравитация в триллион триллионов триллионов раз слабее трех других известных сил (электромагнетизма и двух видов ядерных сил, действующих на крошечных расстояниях).
Одна возможность – на данный момент спекулятивная – заключается в том, что в дополнение к трем измерениям пространства, которые мы замечаем каждый день, есть скрытые дополнительные измерения, возможно, «свернутые» таким образом, что их невозможно обнаружить.Если эти дополнительные измерения существуют – и если гравитация способна «просачиваться» в них, это может объяснить, почему гравитация кажется нам такой слабой.
«Может быть, гравитация так же сильна, как и эти другие силы, но она быстро растворяется, выплескиваясь в эти другие невидимые измерения», – говорит Уайтсон. Некоторые физики надеялись, что эксперименты на LHC дадут намек на эти дополнительные измерения, но пока безуспешно.
3. Почему кажется, что время течет только в одном направлении?
Со времен Эйнштейна физики думали, что пространство и время образуют четырехмерную структуру, известную как «пространство-время».«Но пространство отличается от времени в некоторых очень фундаментальных отношениях. В космосе мы можем перемещаться, как захотим. Что касается времени, мы застряли. Мы стареем, а не моложе. И мы помним прошлое, но не будущее. Время, в отличие от пространства, кажется, имеет предпочтительное направление – физики называют его «стрелой времени».
Некоторые физики подозревают, что второй закон термодинамики дает ключ к разгадке. Он утверждает, что энтропия физической системы (грубо говоря, количество беспорядка) со временем увеличивается, и физики думают, что это увеличение и определяет направление времени.(Например, разбитая чашка имеет больше энтропии, чем неповрежденная – и, конечно же, разбитые чашки всегда появляются после неповрежденных, а не раньше.)
Энтропия может расти сейчас, потому что раньше она была ниже, но почему это низко для начала? Была ли энтропия вселенной необычно низкой 14 миллиардов лет назад, когда она возникла в результате Большого взрыва?
Для некоторых физиков, включая Шона Кэрролла из Калифорнийского технологического института, это недостающий элемент головоломки. «Если вы скажете мне, почему ранняя Вселенная имела низкую энтропию, я смогу объяснить остальное», – говорит он.По мнению Уайтсона, энтропия – это еще не все. «Для меня, – говорит он, – самый глубокий вопрос заключается в том, почему время так отличается от пространства?» (Недавнее компьютерное моделирование, кажется, показывает, как асимметрия времени может возникать из фундаментальных законов физики, но работа противоречива, и окончательная природа времени продолжает вызывать страстные споры.)
Связанные
4. Откуда все взялось. антивещество идет?
Антивещество может быть более известным в художественной литературе, чем в реальной жизни.В оригинальном «Звездном пути» антивещество реагирует с обычным веществом, приводя в движение варп-двигатель, который приводит в движение U.S.S. Предприятие на скоростях, превышающих скорость света. В то время как варп-драйв – это чистая выдумка, антивещество вполне реально. Мы знаем, что для каждой частицы обычного вещества может быть идентичная частица с противоположным электрическим зарядом. Антипротон, например, похож на протон, но с отрицательным зарядом. Между тем, античастица, соответствующая отрицательно заряженному электрону, является положительно заряженным позитроном.
Физики создали антивещество в лаборатории. Но когда они это делают, они создают равное количество материи. Это предполагает, что в результате Большого взрыва материя и антивещество были созданы в равных количествах. Однако почти все, что мы видим вокруг себя, от земли под ногами до самых далеких галактик, состоит из обычной материи.
Что происходит? Почему материи больше, чем антивещества? Мы предполагаем, что Большой взрыв каким-то образом произвел немного больше вещества, чем антивещества.«Что должно было произойти в начале истории Вселенной – в самые моменты после Большого взрыва – так это то, что на каждые 10 миллиардов частиц антивещества приходилось 10 миллиардов и одна частица материи», – говорит Линкольн. «И вещество и антивещество уничтожили 10 миллиардов, оставив один. И этот маленький «единица» – это та масса, которая составляет нас ».
Но почему вообще небольшой избыток вещества над антивеществом? «Мы действительно этого не понимаем, – говорит Линкольн. «Это странно.«Если бы начальные количества вещества и антивещества были равны, они бы полностью уничтожили друг друга в виде всплеска энергии. В этом случае, говорит Линкольн, «нас бы не было».
| Размеры и оценки Знакомит учащихся с идеей составления оценок, повсеместное владение физикой. Также хорошо сочетается с обсуждение размеров, обработка больших чисел и, возможно, размерный анализ. | Габаритные размеры и смета | Размеры и оценка: решения |
| Смещение и скорость Позволяет учащимся изучить понятие средней скорости. (Не требует знания ускорения.) | Рабочий объем и скорость | Рабочий объем и скорость: решения |
| Скорость и ускорение Концептуально проверяет понимание учащимися графического представления. скорость и ускорение. | Скорость и разгон | Скорость и ускорение: решения |
| Путешествие на Луну Учащиеся используют основные кинематические уравнения, чтобы вычислить время полета к Луне и Альфе Центавра. | Путешествие на Луну | Путешествие на Луну: решения |
| Самолеты пожарные Использование кинематических уравнений, студенты исследуют независимость направления движения.(Можно связать с демонстрацией класса для большей ясности.) | Пожаротушение самолеты | Пожаротушение самолеты: решения |
| Гонка на двух автомобилях Далее практика с кинематикой. Использует онлайн-апплет Java созданный профессором физики BU Эндрю Даффи. | А гонка на двух автомобилях | А гонка на двух автомобилях: решения |
| Пловец в стрессовом состоянии Исследование кинематики, сложения векторов и независимость направлений движения. | находящийся в состоянии стресса пловец | пловец в стрессовом состоянии: решения |
Силы и Ньютона Законы | ||
| Трактор тянущий Включает Второй закон Ньютона и векторное сложение.Слегка сложная проблема для студентов в их ранних встречах с Законы Ньютона. | Трактор тянуть | Трактор вытягивание: решения |
| Прыжок по вертикали Немного более комплексная проблема, опирающаяся как на студентов знание законов Ньютона и кинематики. | вертикальный прыжок | вертикальный прыжок: решения |
| Акселерометр Использование Второй закон Ньютона, студенты изучают, как измерить ускорение. Требуется хорошее понимание Ньютона. законы, а также синус и косинус. | An акселерометр | An акселерометр: решения |
Энергия и работа | ||
| Рычаги Обучает студентов как работают рычаги.Студенты проходят через математический вывод с использованием немного геометрии и концепция работы. | Рычаги | Рычаги: решения |
| Скорость эвакуации Использование сохранение энергии, студенты находят убегающую скорость Земли и оцените радиус черной дыры. | Побег скорость | Побег скорость: решения |
| Импульс Консервация | ||
| Застрявшие на берегу озера Учащиеся используют сохранение импульса и простые кинематика, чтобы выяснить, как выйти из озера, когда все они имейте с собой их книгу по физике! | Мель на озере | Мель на озере: решения |
| Взрыв в воздухе Еще одна проблема сохранения импульса, на этот раз имея дело с гранатой, разбивающейся на более мелкие части в в воздухе.Также вкратце исследует сохранение импульса. в двух измерениях. | Взрыв в воздухе | В воздухе взрыв: решения |
Универсальный закон Плотность | ||
| Взвешивание Солнца Используя универсальный закон всемирного тяготения, студенты определить массу нашего Солнца.Эта же техника также используется для определения массы других звезд в нашей галактика. | Взвешивание Солнца | Взвешивание Солнце: решения |
| Гравитация на Земле Студенты показывают, что универсальный закон гравитации сводится к хорошо известным мг на Земле поверхность.Они также вычисляют г на Земле, на вершина Mt. Эверест и на Луне. | Гравитация на Земле | Сила тяжести на Земле: решения |
Тепло | ||
| Mystery Substance Пример того, как просто определить калориметрию. неизвестные материалы. | Таинственная субстанция | Mystery Substance: решения |
| Вода и климат Эта проблема объединяет концепции, изученные в физика в географических условиях прибрежный климат и внутренние суши климат. Студенты также оценивают наихудший глобальный сценарий потепления. | Вода и климат | Вода и климат: решения |
| Электричество и схемы | ||
| Электрические и гравитационные силы Студенты сравнивают электростатическое притяжение между протоном и электроном к их гравитационному притяжение и подумайте, почему гравитация доминирует во Вселенной на длинных весах. | Электричество против гравитации | Электричество против гравитации: решения |
| Три заряда на линии Более сложная задача закона Кулона с участием трех обвинения. Студенты исследуют, как разместить третье зарядите рядом с двумя другими так, чтобы третий заряд в равновесие. | Три заряда на линии | Три заряда на линии: решения |
| Резисторы Сложная проблема схемы, которая проверяет понимание студентами последовательного и параллельного резистора схемы. Также исследуются предельные случаи подключения бесконечно много резисторов, подключенных параллельно или последовательно. | Резисторы | Резисторы: решения |
| Энергия и электричество Зная P = IV и закон Ома, студенты получают два другие проявления силы и применяйте их, чтобы найти силу рассеивается как в последовательной, так и в параллельной цепи. | Мощность и электричество | Мощность и электричество: решения |
| Волны, звук и свет | ||
| Звук в воздухе и воде Студенты изучают выражение для модуля объемного сжатия и узнайте, как скорость звука зависит от этого модуля и плотность среды.Затем они находят скорость звук в воде, и используйте его для решения простой проблемы с сонаром. | Звук в воздухе и воде | Звук в воздухе и воде: решения |
| Удивительные летучие мыши Эта проблема связана с тем, как летучие мыши используют звук для перемещаться.Он исследует как можно использовать сонар для определения дальности до объекта и имеет более сложная часть об эффекте Доплера. | Удивительный Летучие мыши | Удивительный Летучие мыши: решения |
| Световые помехи Введение в спектроскопию.Студенты исследуйте, как свет преломляется на решетке, используйте известные длина волны света для характеристики решетки и использование эта решетка для определения длины волны неизвестного света источник. | Вмешательство света | Вмешательство света: решения |
Решение проблем базовой кинематики | Безграничная физика
Приложения
Есть четыре кинематических уравнения, которые описывают движение объектов без учета его причин.
Цели обучения
Выберите, какое уравнение кинематики использовать в задачах, в которых начальное начальное положение равно нулю
Основные выводы
Ключевые моменты
- Четыре кинематических уравнения включают пять кинематических переменных: [latex] \ text {d} [/ latex], [latex] \ text {v} [/ latex], [latex] \ text {v} _0 [/ latex] , [латекс] \ text {a} [/ latex] и [латекс] \ text {t} [/ latex].
- Каждое уравнение содержит только четыре из пяти переменных, а другая отсутствует.
- Важно выбрать уравнение, которое содержит три известные переменные и одну неизвестную переменную для каждой конкретной ситуации.
Ключевые термины
- кинематика : Раздел физики, связанный с движущимися объектами.
Кинематика – это раздел классической механики, который описывает движение точек, тел (объектов) и систем тел (групп объектов) без учета причин движения. Есть четыре кинематических уравнения, когда начальная начальная позиция является началом координат, а ускорение постоянно:
- [латекс] \ text {v} = \ text {v} _0 + \ text {at} [/ latex]
- [латекс] \ text {d} = \ frac {1} {2} (\ text {v} _0 + \ text {v}) \ text {t} [/ latex] или альтернативно [латекс] \ text {v } _ {\ text {average}} = \ frac {\ text {d}} {\ text {t}} [/ latex]
- [латекс] \ text {d} = \ text {v} _0 \ text {t} + (\ frac {\ text {at} ^ 2} {2}) [/ latex]
- [латекс] \ text {v} ^ 2 = \ text {v} _0 ^ 2 + 2 \ text {ad} [/ latex]
Обратите внимание, что четыре кинематических уравнения включают пять кинематических переменных: [latex] \ text {d} [/ latex] , [latex] \ text {v} [/ latex] , [latex] \ text {v } _0 [/ latex] , [латекс] \ text {a} [/ latex] и [латекс] \ text {t} [/ latex].Каждое из этих уравнений содержит только четыре из пяти переменных, а другая отсутствует. Это говорит нам, что нам нужны значения трех переменных, чтобы получить значение четвертой, и нам нужно выбрать уравнение, которое содержит три известные переменные и одну неизвестную переменную для каждой конкретной ситуации.
Вот основные этапы решения проблем с использованием этих уравнений:
Шаг первый – Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные).
Шаг второй. Найдите уравнение или систему уравнений, которые помогут вам решить проблему.
Шаг третий – Подставьте известные значения вместе с их единицами измерения в соответствующее уравнение и получите численные решения вместе с единицами измерения.
Шаг четвертый. Проверьте ответ, чтобы узнать, разумен ли он: имеет ли он смысл?
Навыки решения проблем, безусловно, необходимы для успешного прохождения количественного курса физики. Что еще более важно, способность применять общие физические принципы, обычно представленные уравнениями, к конкретным ситуациям – очень мощная форма знания.Это намного эффективнее, чем запоминание списка фактов. Аналитические навыки и способность решать проблемы могут быть применены к новым ситуациям, тогда как список фактов не может быть достаточно длинным, чтобы содержать все возможные обстоятельства. Такие аналитические навыки полезны как для решения задач на уроках физики, так и для применения физики в повседневной и профессиональной жизни.
Диаграммы движения
Диаграмма движения – это графическое описание движения объекта, которое представляет положение объекта через равные промежутки времени.
Цели обучения
Построить диаграмму движения
Основные выводы
Ключевые моменты
- Диаграммы движения представляют движение объекта путем отображения его местоположения в разное время с равным интервалом на одной диаграмме.
- Диаграммы движения показывают начальное положение и скорость объекта, а также несколько точек в центре диаграммы. Эти пятна показывают состояние движения объекта.
- Диаграммы движения содержат информацию о положении объекта в определенные моменты времени и поэтому более информативны, чем диаграмма путей.
Ключевые термины
- стробоскопический : Относится к инструменту, с помощью которого циклически движущийся объект выглядит медленно движущимся или неподвижным.
- диаграмма : График или диаграмма.
- движение : изменение положения относительно времени.
Диаграмма движения – это графическое описание движения объекта. Он отображает местоположение объекта в разное время с равным интервалом на одной диаграмме; показывает начальное положение и скорость объекта; и представляет собой несколько точек в центре диаграммы.Эти пятна показывают, ускорился или замедлился объект. Для простоты объект представлен простой формой, например закрашенным кружком, который содержит информацию о положении объекта в определенные моменты времени. По этой причине диаграмма движения дает больше информации, чем диаграмма пути. Он также может отображать силы, действующие на объект в каждый момент времени.
– диаграмма движения по простой траектории. Представьте себе объект в виде хоккейной шайбы, скользящей по льду.Обратите внимание, что шайба преодолевает одинаковое расстояние за единицу пути по траектории. Можно сделать вывод, что шайба движется с постоянной скоростью и, следовательно, во время движения нет ускорения или замедления.
Шайба, скользящая по льду : Диаграмма движения шайбы, скользящей по льду. Шайба движется с постоянной скоростью.
Одно из основных применений диаграмм движения – это представление фильма через серию кадров, снятых камерой; это иногда называют стробоскопической техникой (как показано на рисунке).Просмотр объекта на диаграмме движения позволяет определить, ускоряется или замедляется объект или находится в постоянном покое. Когда кадры сделаны, мы можем предположить, что объект находится в постоянном покое, если он занимает одно и то же положение с течением времени.