Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

ЗОВНІШНЄ НЕЗАЛЕЖНЕ ОЦІНЮВАННЯ 2018 - ФІЗИКА КОМПЛЕКСНЕ ВИДАННЯ

Частина ІІ ПРИЙОМИ РОЗВЯЗУВАННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ

МЕХАНІКА

2. ОСНОВИ ДИНАМІКИ

2.2. Задачі на застосування закону всесвітнього тяжіння. Рух супутників (див. п. 2.4.1, с. 27, 28)

2.2.1 .* Маса і діаметр планети Z утричі більші від маси та діаметра Землі. Визначте співвідношення періодів обертання штучних супутників планет Z і Земля, що рухаються по колових орбітах на невеликій висоті.

Розв'язання

Оскільки супутники рухаються поблизу планет, то відстань від супутника до центра планети (радіус його колової орбіти) дорівнює радіусу R планети (r = R).

Сила, що надає супутникам доцентрового прискорення, є силою всесвітнього тяжіння. Отже, маємо: F = G.

З іншого боку: F = maдоц = .

Оскільки v = , то F = = .

Тобто G = .

З останнього рівняння отримаємо формулу для розрахунку періоду обертання супутника: Т = .

Під час розв'язування подібних задач слід пам'ятати, що супутники рухаються навколо планет (або планети навколо зір) під дією сили всесвітнього тяжіння.

Якщо траєкторією руху супутників є коло радіусом r, то під час розв'язування подібних задач слід користуватися таким алгоритмом.

1. Записати закон всесвітнього тяжіння: F = G, де m — маса супутника, М — маса планети.

2. Згадати, що під час рівномірного руху тіла по колу сила F, яка діє на тіло масою m, надає йому доцентрове прискорення aдоц:

F = maдоц, адоц = .

Математичні перетворення для отримання цієї формули були доволі складними, тому слід перевірити одиницю отриманої величини:

[T] = = = = с.

Період обертання дійсно вимірюється в секундах.

Тепер, урахувавши, що згідно з умовою задачі MZ = ЗМЗ, RZ = 3RЗ, знайдемо відношення періодів обертання:

= = = = = 3.

Відповідь: 3.

2.2.2. Визначте (у метрах на секунду в квадраті) прискорення вільного падіння на висоті, що дорівнює двом радіусам Землі. Прискорення вільного падіння біля поверхні Землі вважайте рівним 9,8 м/с2. Відповідь округліть до десятих.

Розв'язання

Запишемо обидві формули для розрахунку сили тяжіння:

Fтяж = mg,

Fтяж = G G

Звідси маємо: mg = G G g = G

Оскільки h = 2R, то g = G G = G G.

Поблизу поверхні Землі h = 0, тому g0 = G.

Отже, g = = = 1,1().

Відповідь: 1,1 м/с2.

З. Записати формулу для розрахунку лінійної швидкості v руху тіла по колу:

v = = 2rn.

Тут Т — період, а n — частота обертання супутника.

4. Отримати кінцеву формулу та знайти значення невідомої величини.

Під час розв'язування подібних задач слід пам'ятати, що прискорення вільного падіння надає тілу сила тяжіння:

Fтяж = mg.

Сила тяжіння є окремим випадком сили всесвітнього тяжіння, тому її також можна розрахувати за формулою F =G

Тут h — відстань до поверхні планети; m — маса тіла; М і R — маса і радіус планети відповідно.

Якщо тіло перебуває поблизу поверхні Землі, то h = 0 , отже,

Fтяж = mg0 = G;

g0 = G; 9,8 G.

Задачі для самостійного розв'язання

2.2.3.* Визначте, як зміниться гравітаційна сила взаємодії двох тіл однакової маси, якщо половину маси першого тіла перенести на друге, а відстань між тілами зменшити вдвічі. Тіла вважайте матеріальними точками.

А

Б

В

Г

Зменшиться у 2 рази

Зменшиться в 3 рази

Збільшиться у 2 рази

Збільшиться в 3 рази

2.2.4. Визначте (у метрах на секунду в квадраті) прискорення вільного падіння на поверхні Місяця. Вважайте, що маса Місяця у 80 раз менша за масу Землі, а радіус — у 4 рази менший за радіус Землі. Прискорення вільного падіння біля поверхні Землі вважайте рівним 10 м/с2.

2.2.5. Обчисліть відношення мас Сонця і Землі за такими даними: протягом року Місяць здійснює 13 обертів; середня відстань від Землі до Сонця у 390 разів більша ніж відстань від Місяця до Землі.









загрузка...

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.