Цепь длиной 1 м лежит на столе так, что её конец свешивается с края стола. При какой длине свешивающейся со стола части цепи, вся цепь начнёт скользить по столу, если коэффициент трения цепи о стол равен 1/3? 

Чтобы решить эту задачу, вспомним алгоритм решения задач по «Динамике».

Согласно алгоритму, выполним рисунок и изобразим цепь, о которой говорится в задаче.

Далее выполняем следующий переход. Мысленно разделим цепь на два тела разной массы, которые будут связаны невесомой нитью. Причём масса тела, лежащего на столе, и масса тела, свешивающегося со стола, будет пропорциональна длине цепи. Согласно этому предположению, имеем следующий рисунок.

Сейчас решение сводится к задаче о двух связанных телах, и дальнейших сложностей, думаю, не должно возникнуть.

Единственное, что некоторую сложность может представлять вопрос: относительно какой физической величины следует решать получившуюся систему уравнений? Ведь в условии задачи речь идёт о длине части цепи.  Если мы определим отношение массы свешивающейся части к массе всей цепочки (или сумме масс частей лежащей на столе и свешивающейся со стола), та как раз и ответим на вопрос задачи. То есть получившуюся систему уравнений будем решать относительно следующего отношения:

Запись Цепь на столе впервые появилась Физика дома.

Запись Задания части 1 варианта 2013 года впервые появилась Физика дома.

Трамвай массой 20 т проходит с одинаковыми скоростями по двум участкам пути: выпуклому и вогнутому (с одинаковым радиусом 100м), развивая при этом одинаковую механическую мощность 25 кВт. На вогнутом участке сила давления трамвая на рельсы на 40 кН больше, чем на выпуклом. Какова сила тяги двигателя трамвая?

Для решения задачи, как и любой другой по механике, используем алгоритм «Решения задач на законы Ньютона».

Делаем два рисунка — трамвай на выпуклом и вогнутом мосту. Указываем все силы, действующие на него. Под действием силы тяжести и силы реакции опоры тело движется по дуге окружности с центростремительным ускорение.

Из уравнений в проекциях видно, что сила давления трамвая на рельсы разная. С помощью этих уравнений выражаем разность сил давлений, указанную в задаче. И выражаем скорость движения трамвая.

Далее записываем формулу для мощности при равномерном движении. Из этой формулы и определяем искомую физическую величину — силу тяги трамвая.

Запись Движение трамвая на мосту впервые появилась Физика дома.

Шарик подвесили на упругой пружине и опустили в воду. Во сколько раз изменилось удлинение пружины, если плотность шарика в три раза больше плотности воды

Чтобы ответить на вопрос, поставленный в условии задачи, сделаем два рисунка: шарик висит на пружине в воздухе и шарик,  висящий на пружине и погруженный в воду.

Расписываем все силы, действующие на шарики в обоих случаях и определяем удлинение пружин.

Находим отношение удлинений пружин. Чтобы ответить на вопрос задачи необходимо расписать массу шарика и силу Архимеда, и подставить в формулу соотношение между плотностями.

Вот и все премудрости при решении этой задачи.

Запись Изменение удлинения пружины впервые появилась Физика дома.

Два заряженных тела с массами 0,2 и 0,8 г, обладающие зарядами 0,3 и 0,2 мкКл соответственно, соединены лёгкой  нерастяжимой нитью длиной 20 см и движутся вдоль силовой линии однородного электрического поля. Напряженность поля равна 10 кН/Кл и направлена вертикально вниз. Определите ускорение шариков и натяжение нити.

Для решения задачи используем алгоритм для решения задач на законы Ньютона для связанных тел.

Согласно алгоритму, делаем рисунок и указываем все силы, действующие на первый и второй заряд.

После выполнения рисунка с указанием сил, действующих в системе,- решение сводится к написанию уравнений Ньютона для обоих зарядов, записи этих уравнений в проекциях и решения системы получившихся уравнений относительно неизвестных величин.

Важно! На каждый заряд действуют по две силы Кулона. Первая со стороны внешнего электрического поля. Причём направление силы Кулона будет совпадать с направлением вектора напряженности электрического поля. И вторая сила Кулона  — сила взаимодействия двух заряженных тел (по закону Кулона) — поскольку заряды одноименные, то они друг от друга будут отталкиваться.

Запись Ускорение системы зарядов впервые появилась Физика дома.

Стеклянный шарик объемом 0,5 см³ равномерно тонет в воде. Какое количество теплоты выделится при погружении шарика на 6 м? (Плотность стекла 2505 кг/м³⁾.

Если использовать алгоритм решения задач на закон сохранения энергии, то решение задачи может быть затруднено.

Количество теплоты, выделяющееся при погружении шарика, численно равно работе, совершаемой силой сопротивления воды, действующей при погружении шарика.

Для решения задачи  делаем рисунок и указываем силы, действующие на шарик. При равномерном движении шарика сумма сил, действующих на него равна нулю. Из уравнения Ньютона определяем силу сопротивления, действующую на шарик.

Определив силу сопротивления, определяем работу этой силы, а следовательно определяем количество теплоты, выделяющееся при погружении.

Запись Погружение шарика в воду впервые появилась Физика дома.

В вертикальном цилиндре высотой h = 2 м с тепло изолированными стенками находится 0,08 моль гелия при температуре Т = 300 К. На какой высоте окончательно установится поршень массой m = 40 кг, опущенный сверху цилиндра и движущийся в нём свободно, если над поршнем вакуум?

Для решения задачи, необходимо сообразить, что нужно использовать закон сохранения и превращения энергии. Причём механическая энергия поршня частично превращается во внутреннюю энергию гелия.

Расписываем энергии, которыми обладает система в начальный момент времени, и которыми обладает система в конечном итоге.

Далее необходимо расписать внутреннюю энергию гелия, используя знакомые из термодинамики формулы. Причём давление , производимое гелием на поршень в конечном состоянии, определяем из условия равновесия поршня.

Приводим подобные, перегруппировываем слагаемые.

Ну и в конечном итоге, выражаем неизвестную величину.

Запись Гелий в теплоизолированном цилиндре впервые появилась Физика дома.

Конический маятник имеет длину 1 м. может ли его период равняться 1 с? 3с? Дать решение .

Чаще при решении задач мы имеем дело с математическим маятником. Но иногда встречается и конический маятник.

Решать задачи на конический маятник даже еще проще, чем на математический, поскольку скорость движения маятника постоянна.

Для решения задачи, в обязательном порядке, выполняем рисунок с указанием всех сил, действующих на тело.

Кроме уравнений Ньютона нам понадобятся формулы для описания движения тела по окружности.

В результате совместного решения системы получившихся уравнений, имеем формулу для определения угла между нитью и вертикальной осью, относительно которой происходит вращение маятника.

Подставляем численные значения известных физических величин и анализируем получившийся ответ.

Запись Задача на конический маятник впервые появилась Физика дома.

Тело на горизонтали	Тело на наклонной плоскости	Cвязанные тела

2. Указать все силы, действующие на тело (систему тел).

3. Записать уравнение Ньютона (уравнение динамики) в векторной форме (векторная сумма сил, действующих на тело равна равнодействующей ma). Если речь идет о связанных телах, то уравнения Ньютона записываются для каждого тела.

4. Выбрать удобное направление координатных осей (для связанных тел направление координатных осей может отличаться).

5. Спроецировать векторное(-ые) уравнение(-я) на координатные оси.

6. Записать дополнительные кинематические уравнения, если это необходимо и формулы для определения сил.
7. Составить систему уравнений, выделить неизвестные и решить систему получившихся уравнений относительно неизвестных величин.

Большое количество задач, решенных с помощью этого алгоритма, Вы можете найти на нашем сайте.

Запись Алгоритм решения задач по динамике впервые появилась Физика дома.