3863

Контрольна робота. Механіка матеріальної точки

Контрольная

Физика

Механіка матеріальної точки За заданими рівняннями руху х=х(t), у=у(y) (та z=z(t) для 2 рівня складності) матеріальної точки масою т =1кг встановити: Рівняння та вид траєкторії точки побудувати графік. Вектори переміщення, середньої швидкості та їх...

Украинкский

2012-11-09

86.01 KB

31 чел.

Механіка матеріальної точки

За заданими рівняннями руху х=х(t), у=у(y) (та z=z(t) для 2 рівня складності) матеріальної точки масою т =1кг встановити:

  1. Рівняння та вид траєкторії точки; побудувати графік.
  2. Вектори переміщення, середньої швидкості та їх модулі в інтервалі часу  
  3. Для моментів часу   і  знайти:
  4. координати точки;
  5. вектори її швидкості;
  6. повне, нормальне та тангенціальне прискорення;
  7. радіуси кривизни траєкторії.
  8. Шлях, який проходить точка за інтервал часу .
  9. Силу, яка діє на точку та її потужність для моменту часу .
  10. Роботу знайденої сили за час ; середню потужність за цей час.
  11. Зміну кінетичної енергії точки, та зробити висновок, щодо виконання закону збереження енергії.
  12. Зміну імпульсу точки за інтервал  та показати, що він дорівнює імпульсу сили за цей час.
  13. Зміну моменту імпульсу точки відносно початку системи координат за інтервал часу   та показати, що він обумовлений дією моменту сили.

  (1)

 

                                        Розв‘язок:

  1. Рівняння руху (1) можна розглядати як параметричні рівняння траєкторії точки.  (Див. ст. 10)

  1.  Запишемо залежність радіус-вектора точки в залежності від часу в координатному вигляді, використовуючи данні варіанту (1):

                                          (3)

Тоді:

Вектор переміщення точки:     ;   (4)

Модуль переміщення :    

Вектор середньої швидкості:    

Модуль вектора середньої швидкості:    

3.   

1.  За даними варіанту (1) знаходимо координати точки:

                                                 

                                                 ;

               

          2.  Вектор швидкості  точки                         (5)

     Вектор прискорення                        (6)

                       Знайдемо їх, взявши першу і другу похідну по часу рівнянь (1):

          (7)

   Обчислимо:

 

          За знайденими проекціями знайдемо модуль вектора швидкості:

                                                                       (8)    

      3.  Модуль прискорення точки: 

                      (9)

   Обчислимо:

    Модуль тангенціального(дотичного) прискорення:

               (10)

Додатнє значення означає, що рух прискорений, від‘ємне- рух       сповільнений.

                      

            Модуль нормального (доцентрового) прискорення точки  

   .        (11)

    При плоскому русі формула (11) приймає вид

                                              (12)    

         Також нормальне прискорення знаходиться за формулою:                 

                    (13)

             4. Після того,як за формулами (12) і (13) знайдено нормальне   прискорення, радіус кривизни траєкторії  визначається з формули (11):

        ,         (14)

     

Результати обчислень за формулами (1), (7) – (10) та (12) – (14) для моменту часу    наведені у табл. 1, та для     - у табл. 2.     

          

табл. 1

Координати, м

Швидкість, м/с

Прискорення, м/с2

Радіус кривизни, м

1.732

2.5

1

1.047

2.72

 1

-1.899

1.645

0


 табл. 2

Координати, м

Швидкість, м/с

Прискорення, м/с2

Радіус кривизни, м

2,0

4

1.5

0

3.141

1

 

0

0

0

4.  Знайдемо шлях, який пройшла точка за проміжок часу від   до  :

              (15)

Тоді:

    (16)

(MathCAD)           

Також шлях можна знайти через середню швидкість:

Знайдені шляхи різними способами співпадають.

 5. За другим законом Ньютона, якa діє на тіло масою m:

                                              (17)

Потужність сили

Для моменту часу

 6. Робота

                         (18)

(MathCAD)

Середня потужність

7. Кінетична енергія матеріальної точки

Обчислимо:

Зміна кінетичної енергії точки

що дорівнює роботі завнішньої сили (18), як і повинно бути у відповідності до закону збереження енергії.

8. Зміна імпульсу

         (19)

Покажемо, що зміна імпульсу обумовлена силою, яка діяла на точку на протязі часу  

Що дорівнює (19).       (MathCAD)

9. Момент імпульсу точки відносно початку координат

Для моментів часу  і :

Тоді:

              (20)

Момент сили, яка діє на точку

Покажемо, що приріст моменту імпульсу  обумовлений дією моменту сили:

        (MathCAD)

що співпадає з (20).

Тоді рівняння траекторії руху тіла буде:

       (GraphXquatoR_0.3.6_Beta)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61146. УЗАГАЛЬНЕНО-ОСОБОВІ РЕЧЕННЯ 49.5 KB
  Внутрішньопредметні зв’язки: Лексикологія і фразеологія: засвоєння крилатих висловів у формі односкладних узагальненоособових речень. Текст риторичний аспект: використання односкладних узагальненоособових речень у текстах художнього й публіцистичного стилів.
61147. Сімейне право. Житлове право 77.83 KB
  Ознайомити учнів із структурою й джерелами сімейного та житлового права, визначити роль цих галузей у системі права України; розвивати навички учнів аналізувати поняття, працювати з джерелами інформації, аналізувати життєві ситуації з позицій права, формувати правову компетентність школярів як учасників сімейних та житлових правовідносин.
61148. Земельне право 107.5 KB
  Очікувані результати Після опрацювання теми учні зможуть: дати визначення земельного права і назвати його основні джерела; назвати види земель в Україні форми та субєкти права власності на землю і навести приклади...
61149. УСНИЙ СТИСЛИЙ ПЕРЕКАЗ ТЕКСТУ ПУБЛІЦИСТИЧНОГО СТИЛЮ (НА ОСНОВІ ПРОСЛУХАНИХ РАДІО- І ТЕЛЕПЕРЕДАЧ) 42.5 KB
  Дібрати заголовок до тексту переказу. Усний стислий переказ тексту публіцистичного стилю на основі переглянутої телепередачі Переказати стисло одну з переглянутих телепередач каналу 11 використавши поданий початок.
61150. Греція вXI—VI ст. до н. е 67.5 KB
  Після цього уроку учні зможуть: називати час Гомерівського періоду в історії Греції великої грецької колонізації; показувати на карті напрями грецької колонізації; застосовувати та пояснювати на прикладах поняття та терміни: колонія метрополія...
61151. БЕЗОСОБОВІ РЕЧЕННЯ 228 KB
  Внутрішньопредметні зв’язки: Культура мовлення і стилістика: речення двоскладні й односкладні безособові як синтаксичні синоніми. Текст риторичний аспект: безособові речення як виражальний засіб у художніх творах.
61152. Давня Спарта 58 KB
  Ознайомити учнів з особливостями державного устрою Спарти удосконалити навички порівняння однотипних явищ установлення причинно-наслідкових звязків формувати вміння висловлювати власну думку.
61153. Трудове право 92.69 KB
  Розвивати навички учнів аналізувати поняття, працювати з різними джерелами інформації, формувати правову компетентність школярів як учасників трудових правовідносин.
61154. НАЗИВНІ РЕЧЕННЯ 261.5 KB
  Текст риторичний аспект: односкладні називні речення як риторична фігура зачину або оклику у висловлюваннях різної стильової належності. Розвиток неперервної пошукової пізнавальної активності восьмикласників...