Техническая механика. Хабаровский машиностроительный техникум. Хабаровск 2015
Образцы оформления
здесь
Техническая механика
Хабаровский машиностроительный техникум. Хабаровск 2015. Методические указания по выполнению контрольной работы
Задачи №№ 1-10
ПримерОпределить реакции стержней, удерживающих грузы F 1
и F2. Массой стержней пренебречь. Схему своего варианта см. на рис. 1. Числовые данные своего варианта взять из табл. 2.
Похожие задачи
Сходство | 👯 1.00000
Сходство | 👯 1.00000
Задачи №№ 11-12
ПримерДля заданного сечения, составленного из приваренных друг к
другу прокатных профилей, определить положение центра тяжести (рис. 2, табл.3).
Похожие задачи
Сходство | 👯 0.64320
Сходство | 👯 0.46620
Задачи №№ 21-30
ПримерДвухступенчатый стальной брус, длины ступеней которого указаны нагружен
силами F1 и F2. Построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений по длине бруса. Определить перемещение ∆ℓ свободного конца бруса, приняв Е=2×105 МПа. Проверить прочность бруса и указать, насколько (в процентах) брус недогружен или перегружен [σ]=160 МПа
Похожие задачи
Сходство | 👯 0.77810
Сходство | 👯 0.77810
Задачи №№ 31-40
ПримерДля двухопорной балки определить реакции опор (рис. 5,
табл.6), построить эпюры поперечных сил изгибающих моментов. Подобрать сечение белки, составленное из двух швеллеров, если [σ]=160 МПа
Похожие задачи
Сходство | 👯 0.62560
Сходство | 👯 0.62560
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ
Министерство путей сообщения Российской Федерации
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
Кафедра Физика
В.Б. Гороховский И.С. Кривенький М.Р. Прокопович Т.Н. Шабалина
Часть 1
Методические указания на выполнение контрольных работ № 1 и № 2
Хабаровск
2000
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
Кафедра Физика
В.Б. Гороховский И.С. Кривенький М.Р. Прокопович Т.Н. Шабалина
Часть 1
Методические указания на выполнение контрольных работ № 1 и № 2
Хабаровск
2000
101
Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью V0 = 4 м/с. Когда оно достигло верхней точки полета из того же начального пункта, с той же начальной скоростью V0 вертикально вверх брошено второе тело. На каком расстоянии h от начального пункта встретятся тела? Сопротивление воздуха не учитывать.
102
Материальная точка движется прямолинейно с ускорением а = 5 м/с2. Определить, на сколько путь, пройденный точкой в n-ю секунду, будет больше пути, пройденного в предыдущую секунду. Принять V0 = 0
103
Две автомашины движутся по дорогам, угол между которыми α = 60°. Скорость автомашин V1 = 54 км/ч и V2 = 72 км/ч. С какой скоростью V удаляются машины одна от другой?
104
Материальная точка движется прямолинейно с начальной скоростью V0 = 10 м/с и постоянным ускорением а = – 5 м/с2. Определить, во сколько раз путь ΔS, пройденный материальной точкой, будет превышать модуль ее перемещения Δr спустя t = 4 c после начала отсчета времени.
105
ПримерВелосипедист ехал из одного пункта в другой. Первую треть пути он проехал со скоростью V1 = 18 км/ч. Далее половину оставшегося времени он ехал со скоростью V2 = 22 км/ч, после чего до конечного пункта он шел пешком со скоростью V3 = 5 км/ч. Определить среднюю скорость V велосипедиста.
106
ПримерТело брошено под углом α = 30° к горизонту со скоростью V0 = 30 м/с. Каковы будут нормальное аn и тангенциальное аτ ускорения тела через время t = 1 с после начала движения?
107
Материальная точка движется по окружности с постоянной угловой скоростью ω = π/6 рад/с. Во сколько раз путь ΔS, пройденный точкой за время t = 4 с, будет больше модуля ее перемещения Δr? Принять, что в момент начала отсчета времени радиус-вектор r, задаю
щий положение точки на окружности, относительно исходного положения был повернут на угол φ0 = π/3 рад
108
Материальная точка движется в плоскости xy согласно уравнениям x = A1 + B1t + C1t2 и y = A2 + B2t + C2t2, где B1 = 7 м/с, С1 = -2 м/с2, В2 = -1м/с, С2 = 0,2 м/с2. Найти модули скорости и ускорения точки в момент времени t = 5 c
109
По краю равномерно вращающейся с угловой скоростью ω = 1 рад/с платформы идет человек и обходит платформу за время t = 9,9 c. Каково наибольшее ускорение а движения человека относительно Земли? Принять радиус платформы R = 2 м.
110
Точка движется по окружности радиусом R = 30 см с постоянным угловым ускорением ε. Определить тангенциальное ускорение аτ точки, если известно, что за время t = 4 c она совершила три оборота и в конце третьего оборота ее нормальное ускорение аn = 2,7 м/с2
111
При горизонтальном полете со скоростью V = 250 м/с снаряд массой m = 8 кг разорвался на две части. Большая часть массой m1 = 6 кг получила скорость u1 = 400 м/с в направлении полета снаряда. Определить модуль и направление скорости u2 меньшей части снаряда.
112
С тележки, свободно движущейся по горизонтальному пути со скоростью V1 = 3 м/с, в сторону, противоположную движению тележки, прыгает человек, после чего скорость тележки изменилась и стала равной u1 = 4 м/с. Определить горизонтальную составляющую скорости u2x человека, при прыжке относительно тележки. Масса тележки m1 = 210 кг, масса человека m2 = 70 кг
113
Орудие, жестко закрепленное на железнодорожной платформе, производит выстрел вдоль полотна железной дороги под углом α = 30%deg; к линии горизонта. Определить скорость u2 отката платформы, если снаряд вылетает со скоростью u1 = 480 м/с. Масса платформы с орудием и снарядами m2 = 18 т, масса снаряда m1 = 60 кг.
114
Человек массой m1 = 70 кг, бегущий со скоростью V1 = 9 км/ч, догоняет тележку массой m2 = 190 кг, движущуюся со скоростью V2 = 3,6 км/ч, и вскакивает на нее. С какой скоростью станет двигаться тележка с человеком? С какой скоростью будет двигаться тележка с человеком, если человек до прыжка бежал навстречу тележке?
115
ПримерКонькобежец, стоя на коньках на льду, бросает камень массой m1 = 2,5 кг, под углом α = 30° к горизонту со скоростью v =10 м/с. Какова будет начальная скорость V0 движения конькобежца, если масса его m2 = 60 кг ? Перемещением конькобежца во время броска пренебречь.
116
ПримерНа полу стоит тележка в виде длинной доски, снабженной легкими колесами. На одном конце доски стоит человек. Масса его m1 = 60 кг, масса доски m2 = 20 кг. С какой скоростью (относительно пола) будет двигаться тележка, если человек пойдет вдоль нее со скоростью (относительно доски) v = 1 м/с ? Массой колес и трением пренебречь.
117
Снаряд, летевший со скоростью v = 400 м/с, в верхней точке траектории разорвался на два осколка. Меньший осколок, масса которого составляет 40% от массы снаряда, полетел в противоположном направлении со скоростью u1 = 150 м/с. Определить скорость u2 большего осколка.
118
Две одинаковые лодки массами m = 200 кг каждая (вместе с человеком и грузами, находящимися в лодках), движутся параллельными курсами навстречу друг другу с одинаковыми скоростями v = 1 м/с. Когда лодки поравнялись, то с первой лодки на вторую и со второй на первую одновременно перебрасывают грузы массами m1 = 20 кг. Определить скорости u1 и u2 лодок после перебрасывания грузов.
119
На сколько переместится относительно берега лодка длиной l = 3,5 м и массой m1 = 200 кг, если стоящий на корме человек массой m2 = 80 кг переместится на нос лодки? Считать лодку расположенной перпендикулярно берегу.
120
Лодка длиной l = 3 м и массой m = 120 кг стоит на спокойной воде. На носу и корме находятся два рыбака массами m1 = 60 кг и m2 = 90 кг. На сколько сдвинется лодка относительно воды, если рыбаки поменяются местами?
121
В деревянный шар массой m1 = 8 кг, подвешенный на нити длиной l = 1,8 м, попадает горизонтально летящая пуля массой m2 = 4 г. С какой скоростью летела пуля, если нить с шаром и застрявшей в нем пулей отклонилась от вертикали на угол α = 30°? Размером шара пренебречь. Удар пули считать прямым, центральным.
122
По небольшому куску мягкого железа, лежащему на наковальне массой m1 = 300 кг, ударяет молот массой m2 = 8 кг. Определить КПД η удара, если удар неупругий. Полезной считать энергию, затраченную на деформацию куска железа.
123
Шар массой m1 = 1 кг движется со скоростью v1 = 4 м/с и сталкивается с шаром массой m2 = 2 кг, движущимся навстречу ему со скоростью v2 = 3 м/с. Каковы скорости u1 и u2 шаров после удара? Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
124
Шар массой m1 = 3 кг движется со скоростью v1 = 2 м/с и сталкивается с покоящимся шаром массой m2 = 5 кг . Какая работа будет совершена при деформации шаров? Удар считать абсолютно неупругим, прямым, центральным.
125
ПримерОпределить КПД η неупругого удара бойка массой m1 = 0,5 т, падающего на сваю массой m2 = 120 кг. Полезной считать энергию, затраченную на вбивание сваи.
126
ПримерШар массой m1 = 4 кг движется со скоростью v1 = 5 м/с и сталкивается с шаром массой m2 = 6 кг, который движется ему навстречу со скоростью v2 = 2 м/с. Определить скорости u1 и u2 шаров после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
127
Из ствола автоматического пистолета вылетела пуля массой m1 = 10 г со скоростью v = 300 м/с. Затвор пистолета массой m2 = 200 г прижимается к стволу пружиной, жесткость которой k = 25 кН/м. На какое расстояние отойдет затвор после выстрела? Считать, что пистолет жестко закреплен.
128
Шар массой m1 = 5 кг движется со скоростью v1 = 1 м/с и сталкивается с покоящимся шаром массой m2 = 2 кг. Определить скорости u1 и u2 шаров после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
129
Из орудия, не имеющего противооткатного устройства, производилась стрельба в горизонтальном направлении. Когда орудие было неподвижно закреплено, снаряд вылетал со скоростью v1 = 600 м/с, а когда орудию дали возможность свободно откатываться назад, снаряд вылетел со скоростью v2 = 580 м/с. С какой скоростью откатилось при этом орудие?
130
Шар массой m1 = 2 кг сталкивается с покоящимся шаром большей массы и при этом теряет 40 % кинетической энергии. Определить массу m2 большего шара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
131
Определить работу растяжения двух соединенных последовательно пружин жестокостями k1 = 400 Н/м и k2 = 250 Н/м, если первая пружина при этом растянулась на Δl = 2 см.
132
Из шахты глубиной h = 600 м поднимают клеть массой m1 = 3,0 т на канате, каждый метр которого имеет массу m = 1,5 кг. Какая работа А совершается при поднятии клети на поверхность Земли? Каков коэффициент полезного действия h подъемного устройства?
133
Пружина жесткостью k = 500 Н/м сжата силой F = 100 Н. Определить работу А внешней силы, дополнительно сжимающей пружину еще на Δl = 2 см.
134
Две пружины жесткостью k1 = 0,5 кН/м и k2 = 1 кН/м скреплены параллельно. Определить потенциальную энергию П данной системы при абсолютной деформации Δl = 4 см.
135
ПримерКакую нужно совершить работу А, чтобы пружину жесткостью k = 800 Н/м, сжатую на х = 6 см, дополнительно сжать на Δх = 8 см?
136
ПримерЕсли на верхний конец вертикально расположенной спиральной пружины положить груз, то пружина сожмется на Δl = 3 мм. На сколько сожмет пружину тот же груз, упавший на конец пружины с высоты h = 8 см ?
137
Из пружинного пистолета с пружиной жесткостью k = 150 Н/м был произведен выстрел пулей массой m = 8 г. Определить скорость v пули при вылете ее из пистолета, если пружина была сжата на Δх = 4 см.
138
Налетев на пружинный буфер, вагон массой m = 16 т, двигавшийся со скоростью v = 0,6 м/с, остановился, сжав пружину на Δl = 8 см. Найти общую жесткость k пружин буфера.
139
Цепь длиной l = 2 м лежит на столе, одним концом свисая со стола. Если длина свешивающейся части превышает l/3 , то цепь соскальзывает со стола. Определить скорость v цепи в момент ее отрыва от стола.
140
Какая работа А должна быть совершена при поднятии с Земли материалов для постройки цилиндрической дымоходной трубы высотой h = 40 м, наружным диаметром D = 3,0 м и внутренним диаметром d = 2,0 м? Плотность материала r принять равной 2,8×103 кг/м3.
141
Шарик массой m = 60 г, привязанный к концу нити длиной l1 = 1,2 м, вращается с частотой n1 = 2 с-1 , опираясь на горизонтальную плоскость. Нить укорачивается, приближая шарик к оси до расстояния l2 = 0,6 м. С какой частотой n2 будет при этом вращаться шарик? Какую работу А совершает внешняя сила, укорачивая нить? Трением шарика о плоскость пренебречь.
142
По касательной к шкиву маховика в виде диска диаметром D = 75 см и массой m = 40 кг приложена сила F = 1 кН. Определить угловое ускорение ε и частоту вращения n маховика через время t = 10 с после начала действия силы, если радиус r шкива равен 12 см. Силой трения пренебречь.
143
На обод маховика диаметром D = 60 см намотан шнур, к концу которого привязан груз массой m = 2 кг. Определить момент инерции J маховика, если он, вращаясь равноускоренно под действием силы тяжести груза, за время t = 3 c приобрел угловую скорость ω = 9 рад/с.
144
Нить с привязанными к ее концам грузами массами m1 = 50 г и m2 = 60 г перекинута через блок диаметром D = 4 см. Определить момент инерции J блока, если под действием силы тяжести грузов он получил угловое ускорение ε = 1,5 рад/с2. Трением и проскальзыванием нити по блоку пренебречь.
145
ПримерСтержень вращается вокруг оси, проходящей через его середину, согласно уравнению φ = At + Bt3, где А = 2 рад/с, В = 0,2 рад/с3. Определить вращающий момент М, действующий на стержень через время t = 2 с после начала вращения, если момент инерции стержня J = 0,048 кг×м2.
146
ПримерПо горизонтальной плоскости катится диск со скоростью v = 8 м/с. Определить коэффициент сопротивления, если диск, будучи предоставленным самому себе, остановился, пройдя путь s = 18 м.
147
Определить момент силы М, который необходимо приложить к блоку, вращающемуся с частотой n = 12 с-1, чтобы он остановился в течение времени Δt = 8 с. Диаметр блока D = 30 см. Массу блока m= 6 кг считать равномерно распределенной по ободу.
148
Блок, имеющий форму диска массой m = 0,4 кг, вращается под действием силы натяжения нити, к концам которой подвешены грузы массами m1 = 0,3 кг и m2 = 0,7 кг. Определить силы натяжения Т1 и Т2 нити по обе стороны блока.
149
К краю стола прикреплен блок. Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить, к концам которой прикреплены грузы. Один груз движется по поверхности стола, а другой – вдоль вертикали вниз. Определить коэффициент f трения между поверхностями груза и стола, если массы каждого груза и масса блока одинаковы и грузы движутся с ускорением а = 5,6 м/с2. Проскальзыванием нити по блоку и силой трения, действующей на блок, пренебречь.
150
К концам легкой и нерастяжимой нити, перекинутой через блок, подвешены грузы массами m1 = 0,2 кг и m2 = 0,3 кг. Во сколько раз отличаются силы, действующие на нить по обе стороны от блока, если масса блока m = 0,4 кг, а его ось движется вертикально вверх с ускорением а = 2 м/с2? Силами трения и проскальзывания нити по блоку пренебречь.
151
На скамье Жуковского сидит человек и держит на вытянутых руках гири массой m = 5 кг каждая. Расстояние от каждой гири до оси скамьи l = 70 см. Скамья вращается с частотой n1 = 1 c-1. Как изменится частота вращения скамьи и какую работу А произведет человек, если он сожмет руки так, что расстояние от каждой гири до оси уменьшится до l2=20 см? Момент инерции человека и скамьи (вместе) относительно оси J = 2,5 кг×м2.
152
На скамье Жуковского стоит человек и держит в руках стержень вертикально по оси скамьи. Скамья с человеком вращается с угловой скоростью ω1 = 4 рад/с. С какой угловой скоростью ω2 будет вращаться скамья с человеком, если повернуть стержень так, чтобы он занял горизонтальное положение? Суммарный момент инерции человека и скамьи J = 5 кг×м2. Длина стержня l = 1,8 м, масса m = 6 кг. Считать, что центр масс стержня с человеком находится на оси платформы.
153
Платформа в виде диска диаметром D = 3 м и массой m1 = 180 кг может вращаться вокруг вертикальной оси. С какой угловой скоростью ω1 будет вращаться эта платформа, если по ее краю пойдет человек массой m2 = 70 кг со скоростью v = 1,8 м/с относительно платформы?
154
Платформа, имеющая форму диска, может вращаться около вертикальной оси. На краю платформы стоит человек. На какой угол φ повернется платформа, если человек пойдет вдоль края платформы и, обойдя ее, вернется в исходную (на платформе) точку? Масса платформы m1 = 280 кг, масса человека m2 = 80 кг.
155
ПримерНа скамье Жуковского стоит человек и держит в руке за ось велосипедное колесо, вращающееся вокруг своей оси с угловой скоростью ω1 = 25 рад/с. Ось колеса расположена вертикально и совпадает с осью скамьи Жуковского. С какой скоростью ω2 станет вращаться скамья, если повернуть колесо вокруг горизонтальной оси на угол α = 90°? Момент инерции человека и скамьи J равен 2,5 кг×м2, момент инерции колеса J0 = 0,5 кг×м2.
156
ПримерОднородный стержень длиной l = 1,0 м может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через один из его концов. В другой конец абсолютно неупруго ударяет пуля массой m =7 г, летящая перпендикулярно стержню и его оси. Определить массу М стержня, если в результате попадания пули он отклонится на угол α = 60°. Принять скорость пули v = 360 м/с.
157
На краю платформы в виде диска, вращающейся по инерции вокруг вертикальной оси с частотой n1 = 8 мин-1, стоит человек массой m1 = 70 кг. Когда человек перешел в центр платформы, она стала вращаться с частотой n2 = 10 мин-1. Определить массу m2 платформы. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки.
158
На краю неподвижной скамьи Жуковского диаметром D = 0,8 м и массой m1 = 6 кг стоит человек массой m2 = 60 кг. С какой угловой скоростью ω начнет вращаться скамья, если человек поймает летящий на него мяч массой m = 0,5 кг ? Траектория мяча горизонтальна и проходит на расстоянии r = 0,4 м от оси скамьи. Скорость мяча v = 5 м/с.
159
Горизонтальная платформа массой m1 = 150 кг вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через центр платформы, с частотой n = 8 мин-1. Человек массой m2 = 70 кг стоит при этом на краю платформы. С какой угловой скоростью w начнет вращаться платформа, если человек перейдет от края платформы к ее центру? Считать платформу круглым, однородным диском, а человека – материальной точкой.
160
Однородный стержень длиной l = 1,0 м и массой М = 0,7 кг подвешен на горизонтальной оси, проходящей через верхний конец стержня. В точку, отстоящую от оси на 2/3(l), абсолютно упруго ударяет пуля массой m = 5 г, летящая перпендикулярно стержню и его оси. После удара стержнь отклонился на угол α = 60°. Определить скорость пули.
161
Определить напряженность G гравитационного поля на высоте h = 1000 км над поверхностью Земли. Считать известным ускорение g свободного падения у поверхности Земли и ее радиус R.
162
Какая работа А будет совершена силами гравитационного поля при падении на Землю тела массой m = 2 кг : 1) с высоты h = 1000 км; 2) из бесконечности?
163
Из бесконечности на поверхность Земли падает метеорит массой m = 30 кг. Определить работу А, которая при этом будет совершена силами гравитационного поля Земли. Ускорение свободного падения g у поверхности Земли и ее радиус R считать известными.
164
С поверхности Земли вертикально вверх пущена ракета со скоростью v = 5 км/с. На какую высоту она поднимется?
165
ПримерПо круговой орбите вокруг Земли обращается спутник с периодом Т = 90 мин. Определить высоту спутника. Ускорение свободного падения g у поверхности Земли и ее радиус R считать известными.
166
ПримерНа каком расстоянии от центра Земли находится точка, в которой напряженность суммарного гравитационного поля Земли и Луны равна нулю? Принять, что масса Земли в 81 раз больше массы Луны и что расстояние от центра Земли до центра Луны равно 60 радиусам Земли.
167
Спутник обращается вокруг Земли по круговой орбите на высоте h = 520 км. Определить период обращения спутника. Ускорение свободного падения g у поверхности Земли и ее радиус R считать известными.
168
Определить линейную и угловую скорости спутника Земли, обращающегося по круговой орбите на высоте h = 1000 км. Ускорение свободного падения g у поверхности Земли и ее радиус R считать известными.
169
Какова масса Земли, если известно, что Луна в течение года совершает 13 обращений вокруг Земли и расстояние от Земли до Луны равно 3,84×108 м?
170
Во сколько раз средняя плотность земного вещества отличается от средней плотности лунного? Принять, что радиус Rз Земли в 390 раз больше радиуса Rл Луны и вес тела на Луне в 6 раз меньше веса тела на Земле.
171
На стержне длиной l = 30 м укреплены два одинаковых грузика: один – в середине стержня, другой – на одном из его концов. Стержень с грузами колеблется около горизонтальной оси, проходящей через свободный конец стержня. Определить приведенную длину L и период Т простых гармонических колебаний данного физического маятника. Массой стержня пренебречь.
172
Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых x = A1sinω1t и y = A2cosω2t, где А1 = 8 см, А2 = 4 см, ω1 = ω2 = 2 с-1. Написать уравнение траектории и построить её. Показать направление движения точки.
173
Точка совершает простые гармонические колебания, уравнение которых x = Asinωt, где A = 5 см, ω = 2 с-1. В момент времени, когда точка обладала потенциальной энергией П = 0,1 мДж, на нее действовала возвращающая сила F = 5 мН. Найти этот момент времени t.
174
Определить частоту n простых гармонических колебаний диска радиусом R = 20 см около горизонтальной оси, проходящей через середину радиуса диска перпендикулярно его плоскости.
175
ПримерОпределить период Т простых гармонических колебаний диска радиусом R = 40 см около горизонтальной оси, проходящей через образующую диска.
176
ПримерОпределить период Т колебаний математического маятника, если его модуль максимального перемещения Δr = 18 см и максимальная скорость vmax = 16 см/с.
177
Материальная точка совершает простые гармонические колебания так, что в начальный момент времени смещение х0 = 4 см, а скорость v0 = 10 см/с. Определить амплитуду А и начальную фазу φ0 колебаний, если их период Т = 2 с.
178
Складываются два колебания одинакового направления и одинакового периода: x1 = A1sinω1t и x2 = A2sinω2(t + t), где А1 = А2 = 3 см, ω1 = ω2= π с-1, t = 0,5 с. Определить амплитуду А и начальную фазу φ0 результирующего колебания. Написать уравнение. Построить векторную диаграмму для момента времени t = 0.
179
На гладком горизонтальном столе лежит шар массой М = 200 г, прикрепленный к горизонтально расположенной легкой пружине с жесткостью k = 500 Н/м. В шар попадает пуля массой m = 10 г, летящая со скоростью v = 300 м/с, и застревает в нем. Пренебрегая перемещением шара во время удара и сопротивлением воздуха, определить амплитуду А и период Т колебаний шара.
180
Шарик массой m = 60 г колеблется с периодом Т = 2 с. В начальный момент времени смещение шарика x0 = 4,0 см и он обладает энергией Е = 0,02 Дж. Записать уравнение простого гармонического колебания шарика и закон изменения возвращающей силы с течением времени.
chertegi@mail.ru