Отчет по расчетному заданию № 1 по курсу: «Физика». Расчетное задание №1. Отчет по расчетному заданию 1 по курсу Физика

• Название: Отчет по расчетному заданию 1 по курсу Физика
• Анкор: Отчет по расчетному заданию № 1 по курсу: «Физика
• Дата: 27.09.2022
• Размер: 357.5 Kb.
• Имя файла: Расчетное задание №1.doc
• Тип: Отчет; #700545

 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске

Кафедра вычислительной техники

Отчет по расчетному заданию № 1

по курсу: «Физика»


Группа: ИВТ-3-22

Студент: Оболенков И.А.

Преподаватель:

Панченко С. В.

Вариант: № 12
Расчетное задание №1.1. Законы Ньютона. Законы сохранения.

Ивт 3

ЗАКОНЫ НЬЮТОНА

К концам невесомой и нерастяжимой нити, перекинутой через невесомый блок, подвешены грузы: слева nодинаковых тел массойm каждый, соединённых невесомыми нерастяжимыми нитями; справа – груз массой М. Найти:

Œ силу натяжения нити между iи i + 1 телами; построить график Т=f(i);

 модуль результирующей силы, действующей на i тело; построить график а = f(i);

Ž модуль результирующей силы, действующей на группу из k тел, расположенных ниже i тела; построить график |R|=f(k);

 модуль разности сил натяжения нитей, прикреплённых к группе из k тел, расположенных ниже iтела; построить график |R|=f(k).

Числовые данные

№	А	М, кг	m, г	n	i	k	№	А	М, кг	m, г	n	i	k
1	1	20	15	61	32	10	15	3	5,0	100	40	29	6
2	2	20	15	61	32	10	16	4	5,0	100	40	29	6
3	3	20	15	61	32	10	17	1	7,0	300	78	52	5
4	4	20	15	61	32	10	18	2	7,0	300	78	52	5
5	1	2,7	30	54	24	8	19	3	7,0	300	78	52	5
6	2	2,7	30	54	24	8	20	4	7,0	300	78	52	5
7	3	2,7	30	54	24	8	21	1	3,5	400	35	19	4
8	4	2,7	30	54	24	8	22	2	3,5	400	35	19	4
9	1	3,9	45	30	17	7	23	3	3,5	400	35	19	4
10	2	3,9	45	30	17	7	24	4	3,5	400	35	19	4
11	3	3,9	45	30	17	7	25	1	9,9	500	66	48	9
12	4	3,9	45	30	17	7	26	2	9,9	500	66	48	9
13	1	5,0	100	40	29	6	27	3	9,9	500	66	48	9
14	2	5,0	100	40	29	6	28	4	9,9	500	66	48	9

№ – номер варианта (порядковый номер фамилии студента в группе), А – номер вопроса для данного варианта,

Дано: M, кг 3.9 m, г 45 n 30 i 17 k 7

Найти:
модуль разности сил натяжения нитей, прикреплённых к группе из k тел, расположенных ниже iтела; построить график |R|=f(k).
Решение:

Найдем натяжение нити между телом t и t+1, используя второй закон Ньютона:



где:
R_t– модуль натяжения нити между телом t и t+1 (так как нить невесома, то модуль натяжение нити между «верхним» и «нижним» телом равны»;

t – порядковый номер тела в группе из k тел, ;

p – количество тел, воздействующих на нить, то есть тело t и все, расположенные ниже;

a – ускорение тел. Ускорение каждого тела равно между собой, так как нить нерастяжима.

Ускорение найдем, используя второй закон Ньютона относительно тела M и системы тел m.

В проекции на ось, параллельной нити:

Вычтем второе уравнение из первого уравнения, учитывая, что силы натяжения нити равны, так как нить невесома и нерастяжима



С учетом формул  и  формула  примет вид:

Найдем модуль натяжения нити для каждого тела в группе из k тел













Тогда

График:

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

Пуля массой m, летевшая горизонтально со скоростью v попадает в неподвижно лежащий на горизонтальной поверхности (коэффициент трения между поверхностью и бруском ) брусок массы М. После взаимодействия пули с бруском скорость пули в горизонтальном направлении стала равной kv.

1. Сколько времени t будет двигаться брусок после соударения с пулей?

2. Какое расстояние s будет пройдено бруском после соударения с пулей?

3. Найти относительное изменение кинетической энергии системы пуля-брусок за время соударения.

4. Какую долю  составляет кинетическая энергия бруска от полной кинетической энергии пули и бруска до взаимодействия?

Числовые данные

№	А	m, г	, м/с	M, кг	, 102	k	№	А	m, г	, м/с	M, кг	, 102	k
1	1	2,0	100	0,50	20	0,80	15	3	3,5	250	2,50	58	0,06
2	2	2,0	100	0,50	20	0,80	16	4	3,5	250	2,50	58	0,06
3	3	2,0	100	0,50	20	0,80	17	1	10	450	0,10	0,7	0,123
4	4	2,0	100	0,50	20	0,80	18	2	10	450	0,10	0,7	0,123
5	1	5,6	150	1,50	37	0,856	19	3	10	450	0,10	0,7	0,123
6	2	5,6	150	1,50	37	0,856	20	4	10	450	0,10	0,7	0,123
7	3	5,6	150	1,50	37	0,856	21	1	9,0	700	1,00	1,0	-0,77
8	4	5,6	150	1,50	37	0,856	22	2	9,0	700	1,00	1,0	-0,77
9	1	3,0	200	3,50	40	-0,93	23	3	9,0	700	1,00	1,0	-0,77
10	2	3,0	200	3,50	40	-0,93	24	4	9,0	700	1,00	1,0	-0,77
11	3	3,0	200	3,50	40	-0,93	25	1	12	400	6,50	2,7	-0,14
12	4	3,0	200	3,50	40	-0,93	26	2	12	400	6,50	2,7	-0,14
13	1	3,5	250	2,50	58	0,06	27	3	12	400	6,50	2,7	-0,14
14	2	3,5	250	2,50	58	0,06	28	4	12	400	6,50	2,7	-0,14

№ – номер варианта (порядковый номер фамилии студента в группе), А – номер вопроса для данного варианта,

Дано: m, г 3,0 v, м/c 200 M, кг 3,5  40*102 k -0,93

Найти:
Какую долю  составляет кинетическая энергия бруска от полной кинетической энергии пули и бруска до взаимодействия?
Решение:

Найдем полную кинетическую энергию пули и бруска до взаимодействия. Так как до взаимодействия брусок покоился, то полная кинетическая энергия равна кинетической энергии пули

где: E_к1 – полная кинетическая энергия до взаимодействия; E_{к1, пуля} – кинетическая энергия пули до взаимодействия.

Найдем скорость бруска после взаимодействия с пулей, используя закон сохранения импульса. Так как брусок до взаимодействия покоился, то его начальная скорость равна нулю




где: v_б – скорость бруска после взаимодействия.

Смена направления движения пули учтена в знаке переменной k.

Найдем кинетическую энергию бруска после взаимодействия с пулей

где: E_{к2, брусок} – кинетическая энергия бруска после взаимодействия.

Найдем какую долю  составляет кинетическая энергия бруска от полной кинетической энергии пули и бруска до взаимодействия



Расчётное задание № 1.2. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ

_{Ивт 3}

i v₀ v₀ v_{0 j} v₀



j o i o  o  o 

j i

k kjkik

1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант
Частице массой m сообщена начальная скорость v₀ под углом  к горизонту. Траектория частицы лежит в одной из координатных плоскостей. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найти зависимость от времени t относительно точки бросания О:

 момента силы, действующей на частицу;

 момента импульса частицы.

Построить траекторию движения частицы.

Числовые данные

№	Вариант	m,кг	t,c	,0	0 ,м/с	№	Вариант	m,кг	t,c	,0	0,м/с
1	1	0,10	20	30	100	15	3	1,8	500	30	1200
2	2	0,20	20	45	150	16	4	0,95	120	70	400
3	3	0,30	30	60	-100	17	1	1,00	200	200	800
4	4	0,40	40	89	1000	18	2	0,60	49	49	-49
5	1	0,20	50	120	200	19	3	13	13	13	13
6	2	0,50	60	130	400	20	4	21	21	21	-21
7	3	0,70	70	150	150	21	1	2,0	400	60	1000
8	4	0,15	80	200	-30	22	2	6,0	600	95	180
9	1	0,30	90	210	300	23	3	5,0	480	39	81
10	2	0,70	85	230	75	24	4	10	10	10	10
11	3	0,50	150	265	310	25	1	2,50	500	180	-200
12	4	1,1	11	11	590	26	2	1,10	250	270	-450
13	1	0,40	150	300	500	27	3	1,20	921	355	267
14	2	0,55	55	55	-55	28	4	1,30	342	3,0	198

№ – номер варианта (порядковый номер фамилии студента в группе).

Дано: Вариант 4 m, кг 1,1 t, с 11 ,0 11 0 ,м/с 590

Решение:

Выразим вектор перемещения:



Выразим вектор действующей силы (силу тяжести):

Выразим вектор импульса:

Выразим вектор момента силы:

Выделенное красным произведение векторов равно нулю, так как вектор умножается сам на себя

где - вектор, определяющий направление момента силы.
Выразим зависимость момента импульса от времени:

Выразим вектор момента импульса:

Выделенные красным произведения векторов равны нулю, так как вектор умножается сам на себя


где – вектор, определяющий направление момента импульса.

Выразим зависимость момента импульса от времени:

Найдем модуль момента силы в момент времени t =11 с:

Найдем модуль момента импульса в момент времени t =11 с:


Траектория движения частицы: