Задача по физике решить: Решить задачу по физике – Kwork

Содержание

Решение задач по физике в 11 классе “Сила Ампера. Сила Лоренца”

Примеры решения задач по темам : «Сила Ампера. Сила Лоренца» 9 класс

Задача 1
Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции.  Магнитная индукция составляет 0,5 Тл. Ответ 0,021


Задача 2
Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл. 
Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20Н и перпендикулярно проводнику.


Задача 3
Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 0,48 Н.


Задача 4
Проводник длиной 20см с силой тока 50 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл.


Какую работу совершит источник тока, если проводник переместится на 10 см перпендикулярно вектору магнитной индукции (вектор магнитной индукции перпендикулярен направлению тока в проводнике).

Задача 5
Проводник длиной 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В=0,4 Тл. Сила тока в проводнике 8 А. 
Найдите работу, которая была совершена при перемещении проводника на 0,025 м по направлению действия силы Ампера. 


Задача 6
Определить силу, действующую на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции.


Задача 7

Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле  с индукцией 2 Тл, если на него со стороны  магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл.


Задача 8
Определить центростремительную силу, действующую на протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости), если радиус окружности, по которой он движется, равен 5 см.

Задача 9
С каким ускорением движется электрон в однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости) с индукцией 0,05 Тл, если сила Лоренца, действующая на него, равна 5×10-13 Н.

(Так как сила Лоренца является одновременно и центростремительной силой, и электрон движется по окружности, в задаче требуется рассчитать центростремительное ускорение, которое приобретает электрон в результате действия центростремительной силы.) 

Как решить задачу по физике об упругом ударе двух шаров в CAS Maxima — A.E. Martyanova’ site

Обнаружила в книге для подготовки к ЕГЭ по физике следующую задачу: «Два шарика массой 50 г и 100 г двигались навстречу друг другу по одной прямой со скоростями 0,5 м/c и 1 м/с соответственно. Определите скорости шаров после упругого удара. Запишите полное решение задачи.»

См. Бальва О.П., Креминская Л.С. ЕГЭ. Физика: пошаговая подготовка. — М.: Эксмо, 2017. — 304 с. — (ЕГЭ. Неделя за неделей).

Аннотация к изданию:

«Издание содержит все темы школьного курса по физике, необходимые для сдачи ЕГЭ. Весь материал четко структурирован и разделен на 36 логических блоков (недель), включающих необходимые теоретические сведения, задания для самоконтроля в виде схем и таблиц, а также в форме ЕГЭ. Изучение каждого блока рассчитано на 2-3 самостоятельных занятия в неделю в течение учебного года. Кроме того, в пособии приводятся тренировочные варианты, цель которых – оценить уровень знаний. Данное пособие поможет организовать пошаговую подготовку учащихся старших классов к ЕГЭ по физике.»

Книга издавалась и в 2018, и в 2019 гг, имеются издания и за предыдущие годы. Не буду сейчас обсуждать достоинства и недостатки издания, хотя на мой взгляд книга хорошая, и в целом она подходит для самостоятельной подготовки школьника, желающего подтянуть свои знания по физике, но в ней мало тестовых заданий, т.е. для подготовки к ЕГЭ только одной этой книги будет недостаточно.

Тем не менее в тестовых заданиях к разделу «Механика» встретила вышеупомянутую задачу о шарах. Решение этой задачи в общем виде рассматривается в курсах физики для технических специальностей авторов Т.И. Трофимовой или А.А. Детлафа и Б.М. Яворского как пример применения законов сохранения импульса и энергии при решении реальной физической задачи удара абсолютно упругих тел.

См. хотя бы на стр. 31 — 33: Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. — 7-е изд., стер. — М.: Высш. шк., 2003. — 541 с.

В книге О.П. Бальва для подготовки к ЕГЭ школьникам предлагается записать полное решение задачи, т.е. получить два выражения для определения скоростей шаров после их упругого соударения.

Захотелось показать, как можно помочь учащимся вывести и проанализировать эти выражения в CAS Maxima.

Решение задачи в CAS Maxima из книги О.П. Бальва (до запуска на счет)Фрагмент решения задачи в CAS Maxima из книги О.П. Бальва (после запуска на счет)

Система уравнений имеет два решения: и , решение в числах соответственно: и . Интересно второе решение рассматриваемой системы уравнений.

Это решение проанализируем, как это сделала Т.И. Трофимова на стр. 32 — 33:

, (1)

. (2)

1. При

, (3)

. (4)

Проанализируем выражения (3) и (4) для двух шаров различных масс:

а) . Если второй шар до удара висел неподвижно , то после удара остановится первый шар , а второй будет двигаться с той же скоростью и в том же направлении, в котором двигался первый шар до удара ;

б) . Первый шар продолжает двигаться в том же направлении, как и до удара, но с меньшей скоростью Скорость второго шара после удара больше, чем скорость первого шара после удара ;

в) . Направление движения первого шара при ударе изменяется — шар отскакивает обратно. Второй шар движется в ту же сторону, в которую двигался первый шар до удара, но с меньшей скоростью, т.е. ;

г) (например, столкновение со стеной). Из уравнений (3) и (4) следует, что , .

Анализ задачи при v2 = 0 в CAS Maxima (до запуска на счет)

2. При выражения (1) и (2) будут иметь вид

,

т.е. шары равной массы «обмениваются» скоростями.

Анализ задачи при m1 = m2 в CAS Maxima (до запуска на счет)

Теперь можете сами все записать и вычислить!

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

Введение. Физика, 10 класс: уроки, тесты, задания.

1. Соотнесение задачи с разделом физики

Сложность: лёгкое

1
2. Выбор термина

Сложность: лёгкое

1
3. Приборная погрешность

Сложность: лёгкое

1
4. Десятичные приставки и их множители

Сложность: лёгкое

1
5. Соотнесение физической величины с разделом физики

Сложность: лёгкое

1
6. Цена деления и предел измерений

Сложность: лёгкое

1
7. Соотнесение прибора и физической величины

Сложность: лёгкое

1
8. Физические явления

Сложность: лёгкое

2

Решение проблем с использованием примеров физики

Глава
Глава Рабочий лист Описание
Mathcad Основы Основы Mathcad – Учебное пособие В этой главе вы научитесь делать простые расчеты, писать текст, а также организовать свою работу в согласованное решение.

Основы Mathcad. Упражнения В этом разделе мы расскажем о другом способе выделения областей, о том, как редактировать текст и где найти тригонометрические функции.

Основы Mathcad — задачи Теперь вы готовы решить некоторые задачи самостоятельно. Во всех разделах задач вы будете решать задачи, чтобы проверить свои новые способности в Mathcad.
Переменные и единицы измерения Переменные и единицы измерения — Учебное пособие В этой главе вы изучите навыки работы с Mathcad, которые полностью изменят ваш подход к решению задач.

Переменные и единицы измерения. Упражнения В следующих упражнениях вы попрактикуетесь в использовании переменных вместо значений, которые они представляют.

Переменные и единицы измерения Теперь вы готовы решить некоторые задачи самостоятельно. Во всех разделах задач вы будете решать задачи, чтобы проверить свои новые способности в Mathcad.
Решение уравнений Решение уравнений – Учебное пособие В этой главе мы рассмотрим, как можно использовать Mathcad, чтобы помочь вам работать с уравнениями и решать их. Вы узнаете, что Mathcad может решить уравнение для любой переменной, подставить выражение в уравнение и даже решить несколько уравнений для нескольких переменных одновременно.

Решение уравнений. Упражнения В этом разделе упражнений вы попрактикуетесь в решении уравнений с помощью методов, изученных в Учебнике, для решения сложных задач, включающих более одного уравнения.

Решение уравнений — задачи Работая над задачами в этом разделе, постарайтесь использовать все возможности Mathcad, которые вы уже изучили, и попрактикуйтесь в стратегиях решения задач, которые мы вам советовали.

Решение уравнений — дополнительные упражнения В этом дополнительном разделе есть упражнение, позволяющее попрактиковаться в навыках, о которых вы узнали из Учебника, и в первой половине упражнений этого раздела.

Решение уравнений. Дополнительные задачи В этом дополнительном разделе есть еще одна задача, в которой используется символический знак равенства и команды, о которых вы узнали из Учебника и Упражнений.
График График – Учебное пособие В этом учебном пособии вы узнаете, как построить график функции в контексте примера.

Графики. Упражнения С помощью этих упражнений мы попрактикуемся в графических функциях, но вы также узнаете, как форматировать графики. В частности, мы поговорим о добавлении маркеров на график, изменении внешнего вида кривой и добавлении легенды или заголовка.

Графики — задачи Создание графиков требует практики, поэтому в этом разделе есть три задачи.
Расширенное решение проблем Расширенное решение проблем – Учебное пособие В этой главе мы не будем рассказывать о многих новых возможностях Mathcad. Вы уже довольно много узнали, и теперь мы хотим показать вам, как можно использовать Mathcad для более полного понимания концепции проблемы.

Расширенное решение задач — упражнения Следующее упражнение включает в себя более сложную физику, чем мы рассмотрели в предыдущих разделах, и вы заметите, что глубина нашего анализа также увеличивается.

Усовершенствованное решение проблем – Проблемы Этот раздел дает возможность применить новые навыки решения проблем, которым вы научились.

Усовершенствованное решение проблем — дополнительное упражнение В этом дополнительном разделе есть упражнение, которое поможет вам больше попрактиковаться в навыках, о которых вы узнали.
Анализ данных Анализ данных – Учебное пособие В этой главе мы рассмотрим некоторые инструменты, которые используются во всех областях науки: инструменты анализа данных.

Анализ данных — упражнения

В этом разделе мы рассмотрим более сложную проблему анализа двух наборов точек данных, которые каким-то образом связаны. Мы построим графики наборов данных, чтобы посмотреть на взаимосвязь, опробуем теоретическую модель, а затем подведем итоги.


Анализ данных — задачи Этот раздел содержит две тесно связанные задачи, связанные с анализом данных.Вам нужно будет использовать описательную статистику, графические данные и использовать линейную регрессию, чтобы подобрать прямую линию к данным.
Усовершенствованное решение задач Последняя задача — константа пружины В этом последнем разделе вы решаете несколько задач, связанных с одной и той же физической системой: массой, подвешенной на пружине.

Как решить задачу на вводных уроках физики | Джули Батлер Хартли

Фото Романа Магера на Unsplash

Давайте рассмотрим приведенную ниже задачу, которая является распространенным типом задач, встречающихся на всех вводных уроках физики.

Ящик массой 40 кг поднимается с вершины пандуса длиной 3 м под углом 30 градусов и соскальзывает вниз. Коэффициент кинетического трения между коробкой и пандусом равен 0,25. Найдите скорость ящика в нижней части рампы.

1. Выберите систему отсчета

Это звучит как пугающий шаг, но для вводных уроков физики все, что это означает, это то, что вы должны установить, где t=0 происходит, где находится пространственное начало (т.е. r = (0, 0 , 0)) и как должны вращаться оси координат.

2. Нарисуйте рисунок

Если к задаче нет рисунка, нарисуйте его. Даже грубый набросок лучше, чем полное отсутствие изображения. Рисуя картинки, подумайте обо всех силах, которые могут действовать на объект, и зарисуйте их. Также добавьте стрелки, представляющие другие известные вам векторы (смещение, скорость и т. д.).

3. Перечислите любые предположения, которые вы должны сделать, чтобы упростить задачу.

Предположения — это упрощения, которые, как мы предполагаем, можно применить к нашей проблеме, чтобы упростить ее. Часто о предположениях не задумываются, но важно знать, что вы предполагаете и почему. Очень распространенное предположение на вводных уроках физики состоит в том, что в задаче нет сопротивления воздуха. Это связано с тем, что (1) это сложные расчеты и (2) для объектов из точечных частиц, таких как те, которые изучаются на вводных уроках физики, нет сопротивления воздуха, потому что объекты не имеют размера.

4. Запишите все известные значения, разделив их по направлениям, в которых они относятся. одно аккуратное место.Также рассмотрите значения, которые известны не только из задачи, но и из допущений. Например, если мы предположим, что сценарий проблемы происходит на Земле, мы знаем, что ускорение свободного падения g равно 9,8 м/с². Кроме того, полезно разделять известные значения по направлению, в котором они относятся (т. е. по направлению x, направлению y и направлению z).

5. Запишите любые неизвестные, которые вам нужно решить, разделив их направлением, в котором они относятся

Эти неизвестные будут тем, для чего вы пытаетесь решить, а также любые другие значения, которые специально не указаны в задаче утверждение, которое вам может понадобиться решить на пути к получению окончательного ответа. Кроме того, аналогично известным значениям, запишите неизвестные в зависимости от направления, в котором они актуальны.

6. Используя известные и неизвестные значения в качестве ориентира, запишите уравнения, которые могут быть полезны для решения задачи

Особое внимание уделите уравнениям, содержащим только одно неизвестное значение, и уравнениям, содержащим неизвестное значение, которое вы в конечном итоге пытаетесь вычислить. решить для. Почти все задачи по физике требуют связывания одного или нескольких уравнений для полного решения задачи, поэтому полезно иметь список уравнений, которые могут иметь отношение к задаче, для справки.

7. Объедините уравнения и известные значения, чтобы найти неизвестные, которые вам нужны

Используя записанные вами уравнения, выясните, как вы можете связать то, что вы знаете (ваши известные значения из шага 5), со значением, которое вы в конечном итоге пытаетесь решить для. Ваша картина и предположения помогут вам упростить уравнения и выяснить, что важно для решения задачи.

Теперь, когда у нас есть эти правила, давайте применим их для решения вышеуказанной задачи с рампой!

Ящик массой 40 кг поднимается с вершины пандуса длиной 3 м под углом 30 градусов и соскальзывает вниз.Коэффициент кинетического трения между коробкой и пандусом равен 0,25. Найдите скорость ящика в нижней части рампы.

1. Выберите систему отсчета

Для этой задачи выберем в качестве начального времени время, когда коробка начинает двигаться. Давайте выберем начало координат в качестве начальной позиции коробки. Помните, что на вводных уроках физики мы рассматриваем все объекты как точечные частицы. Для ориентации оси координат (в данном случае только координатной плоскости xy, поскольку это двумерная задача) давайте расположим ось x так, чтобы она находилась на одной линии с уклоном, а ось y тогда была бы перпендикулярна к ней.Это очень типичный способ ориентации осей для задачи с уклоном, потому что он упрощает многие вычисления.

2. Нарисуйте рисунок

Быстрый набросок задачи о рампе.

3. Перечислите любые предположения, которые вы должны сделать, чтобы упростить задачу.

  • Мы предполагаем, что единственными силами, действующими на коробку, являются гравитация и трение. Следовательно, других сил, подобных сопротивлению воздуха, не существует.
  • Коробка и пандус находятся на Земле (прямо об этом не сказано).
  • Коробка стартует из состояния покоя и не получает начальной скорости от толчка.
  • Нам не нужно учитывать трение покоя.
  • Третье измерение, z, не важно для этой задачи.
  • Движение происходит только в направлении x (т. е. ящик остается на рампе).

4. Запишите все известные значения, разделив их по направлениям, в которых они относятся трения. Однако из рисунка и наших предположений мы можем восполнить еще несколько известных.Мы знаем, что начальное положение ящика — это начало координат, ящик начинается из состояния покоя, и движение происходит только в направлении x (т. е. rᵧ = vᵧ = aᵧ = 0). Обратите внимание, что здесь я использовал гамму (γ) в нижних индексах для представления y.

5. Запишите все неизвестные, которые вам нужно найти, разделив направления, в которых они относятся быть полезным в решении для этого.

6. Используя в качестве ориентира известные и неизвестные, запишите уравнения, которые могут быть полезны для решения задачи

Поскольку мы ищем конечную скорость, есть два кинематических уравнения, которые могут дать нам это:

Много неизвестные являются силами, но уравнения для них известны:

7. Объедините уравнения и известные значения, чтобы найти нужные вам неизвестные

Поскольку у нас нет времени, полезным уравнением для определения конечной скорости будет быть:

Так как мы знаем, что движение будет только в направлении x, то мы можем добавить это в уравнение:

Дана длина рампы, которая равна dₓ, начальная скорость vᵢₓ² равна нулю, так как мы предполагаем что коробка стартует из состояния покоя. Подстановка этих значений уменьшает приведенное выше уравнение до (включая единицы измерения):

Теперь все, что нам нужно сделать, это найти выражение для aₓ в терминах наших известных величин. Из второго закона Ньютона мы знаем:

, поэтому только в направлении x мы имеем:

, что означает, что для того, чтобы найти выражение для aₓ, нам нужно найти Fnet,x. Ссылаясь на рисунок, который мы нарисовали на втором шаге, в направлении x действуют две силы: трение и x-компонент гравитации.

Используя приведенное выше уравнение, мы можем выразить силу трения как:

Но мы также знаем, что FN = -Fgrav,y, поэтому:

И у нас есть уравнение для x-компоненты гравитации, написанное выше:

Таким образом, сложение этих двух сил вместе даст нам результирующую силу:

Но мы также знаем, что Fnet,x = maₓ, поэтому:

Итак, теперь, когда у нас есть ускорение в направлении x, мы можем подставить его обратно в уравнение для конечной скорости и решить уравнение:

Итак, чтобы проверить правильность нашего ответа, единицы измерения скорости и 4. 084 м/с соответствует примерно 9 милям в час, что относительно медленно, но кажется достижимым для коробки на довольно длинном пандусе с довольно низким коэффициентом трения. Таким образом, численно и по единицам ответ подтверждается!

Это довольно длинное решение, но обычно вы не записываете все это при решении проблемы. Как только вы привыкнете к шагам решения физической задачи, вы можете сокращать их по своему усмотрению, но когда вы только начинаете решать задачи, длинный путь гарантирует, что вы не пропустите ни одного шага и сможете установить необходимые связи. решить проблему.

Решайте физические задачи лучше


Обычно люди держатся подальше от физики; у этого предмета репутация сложности, которая пугает людей еще до того, как они столкнутся с первой проблемой. В результате люди думают, что те, кто занимается физикой и действительно хорошо в ней разбирается, обладают естественным даром к этому предмету, но это не так. В то время как некоторые действительно таковы, факт в том, что большинство из них просто прилагают к этому больше усилий, чем большинство.
Если вы испытываете затруднения с уроками физики в школе и чувствуете, что вам нужны уроки физики, вы найдете эти советы очень полезными.

Совет № 1 по решению проблем — сохраняйте спокойствие

Проблема кажется вам слишком сложной? Не паникуйте! Глубоко вдохните, закройте глаза и сосчитайте до пяти. Уровень физики, с которым вы имеете дело, не имеет значения. Если вы не возьметесь за нее со спокойным и собранным умом, вы не сможете ее решить.

Совет № 2 по решению проблем: дайте себе время

Время для чего? Анализировать вещи, конечно!
Потратьте время, чтобы сначала выяснить контекст проблемы и то, как вы собираетесь ее решить.Вам даже не обязательно полностью понимать проблему. Важно то, что вы даете себе время понять, с чем именно вы имеете дело. Сделайте это, и вскоре вы обнаружите, что решить проблему гораздо проще, чем вы думали вначале.

Совет по решению проблем № 3 — Нарисуйте картинку

Не дословная картинка, а сценарий, в котором вы можете применить проблему и облегчить своему мозгу ее визуализацию и понимание. Как только у вас появится четкое представление о том, с чем вы имеете дело, правильный ответ и подход к нему в конечном итоге придут сами собой.
Вам даже не нужно уметь рисовать, чтобы сделать это правильно! Мысленный образ или даже физический набросок ситуации, даже если это всего лишь грубая схема, может иметь большое значение. Не бойтесь использовать простые объекты, такие как стрелки, для организации необходимой информации.
Если проблема уже связана с чертежом, тем лучше! Физические задачи лучше всего решать с помощью схем, и вы обнаружите, что упустите некоторые важные детали и будете бороться с проблемами, если не потратите время на то, чтобы нарисовать и визуализировать проблемы.

Совет по решению проблем № 4 — Решите

Итак, вы спокойны, досконально проанализировали проблему и уже неплохо представляете вопрос, который перед вами стоит. Что дальше?
Поставьте цель и сосредоточьтесь. Решите уравнения по одному. Как только вы закончите решать одну из них, двигайтесь дальше, но не раньше, чем потратите несколько секунд на то, чтобы расслабиться.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.