Материальная точка движется по окружности радиуса r что произойдет с частотой обращения

Единый Государственный Экзамен 2020-2021 учебный год. Официальный сайт. Открытый банк заданий ФИПИ. Ответы на Тесты. Физика. 11 класс. ФИПИ. ВПР. ЕГЭ. ФГОС. ОРКСЭ. СТАТГРАД. ГИА. Школа России. 21 век. ГДЗ. Решебник.

На данной странице для учеников 11 класса, мы предлагаем вам прочитать или бесплатно скачать ответы и задания по Физики из Открытого банка заданий ФИПИ. 1 вариант, 2 вариант. С помощью этих заданий с решением и ответами вы можете в спокойной обстановке пройти тесты, написать решение, приготовиться реальному экзамену ЕГЭ в школе и решить все задачи на 5-ку! После прохождения данных тестов, вы сами себе скажите, что я решу ЕГЭ! Воспользуйтесь бесплатной возможностью улучшить свои знания по предмету с помощью данных тестов и кимов по ЕГЭ

Задания и тесты ЕГЭ по Физике

Задание 6 № 3097
Материальная точка движется по окружности радиуса R. Что произойдет с периодом, частотой обращения и центростремительным (нормальным) ускорением точки при увеличении линейной скорости движения в 2 раза?

К каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Период обращения материальной точки

Б) Частота обращения материальной точки

В) Центростремительное (нормальное) ускорение материальной точки

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.1.8 Движение точки по окружности. Угловая и линейная скорость точки

Источник

Материальная точка движется по окружности радиуса r что произойдет с частотой обращения

Материальная точка движется по окружности радиусом R с постоянной линейной скоростью v.

Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими движение точки, и формулами, по которым их можно рассчитать.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) частота обращения

Б) угловая скорость движения

1)

2)

3)

4)

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Частота обращения материальной точки может быть найдена как

Источник

Материальная точка движется по окружности радиуса r что произойдет с частотой обращения

Два велосипедиста совершают кольцевую гонку с одинаковой угловой скоростью. Положения и траектории движения велосипедистов показаны на рисунке. Чему равно отношение линейных скоростей велосипедистов ?

При движении по окружности угловая и линейная скорости тела связаны с радиусом окружности соотношением: Поскольку велосипедисты едут с одинаковым угловыми скоростями, для отношения линейных скоростей велосипедистов имеем:

А чем линейная скорость отличается от угловой? Объясните пожалуйста.

Линейная скорость — это самая обычная, привычная нам скорость. Она показывает, сколько метров в секунду проходит тело по окружности. Формально, тут работают все формулы для прямолинейного движения, можно ввести касательное ускорение, которое будет показывать, как меняется эта скорость со временем.

Но положение тела можно характеризовать не только координатой на окружности, но и углом между радиус вектором тела, проведенный из центра окружности, и заданным направлением (в плоскости окружности). Этот угол называют полярным. Угловая скорость , как следует из ее названия, показывает, на какой угол поворачивается радиус-вектор в единицу времени. Обычно углы меряют в радианах, поэтому единица измерения угловой скорости рад/с. При это связь между ними следующая: где — радиус окружности.

Два велосипедиста совершают кольцевую гонку с одинаковой угловой скоростью. Положения и траектории движения велосипедистов показаны на рисунке. Чему равно отношение центростремительных ускорений велосипедистов ?

При движении по окружности угловая и линейная скорости тела связаны с радиусом окружности соотношением: Центростремительное ускорение равно Поскольку велосипедисты едут с одинаковым угловыми скоростями, для отношения центростремительных ускорения велосипедистов имеем:

ну ведь центростремительное ускорение завит от радиуса, чем больше радиус тем меньше ц.ускорение?

Все будет так, как Вы говорите, если фиксировать линейную скорость движения по окружности. В данной же задаче фиксирована угловая скорость.

Два вращающихся вала соединены замкнутым ремнём, который не проскальзывает относительно валов. Радиус первого вала равен R, радиус второго вала равен 2R. Чему равно отношение угловой скорости точки A к угловой скорости вращения первого вала

Скорость движения точек первого вала, находящихся на расстоянии от его центра, даётся формулой Угловая скорость вращения точки А равна угловой скорости вращения второго вала. Валы связаны ремнём, поэтому скорости ободов у валов одинаковы, а их угловые скорости

Точка А лежит на круге с радиусом просто R, почему в отношение подставляем круговую скорость вращения точки А с 2R?

Угловая скорость вращения точки А равна угловой скорости вращения второго вала:

Все точки вала вращаются с одинаковой угловой скоростью.

На шероховатом горизонтальном диске, вращающемся вокруг вертикальной оси, покоится небольшое тело. Расстояние от оси вращения до тела r = 25 см. Угловую скорость вращения диска начали медленно увеличивать. Каков коэффициент трения между телом и диском, если тело начало скользить по диску при угловой скорости Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на тело.

Какие законы Вы используете для описания движения тела? Обоснуйте их применение к данному случаю.

1. Рассмотрим задачу в системе отсчета, связанной с Землей. Будем считать эту систему отсчета инерциальной (ИСО). Тело описываем моделью материальной точки, так как его размерами в данных условиях можно пренебречь.

2. На тело действуют сила тяжести, сила реакции опоры и сила трения. Под действием равнодействующей этих сил тело приобретает постоянное по модулю ускорение, направленное к центру окружности. Поэтому для описания движения тела можно применять законы равномерного движения по окружности.

3. Поскольку тело описывается моделью материальной точки, то в ИСО применяем второй закон Ньютона.

Перейдем к решению. Изобразим силы, действующие на тело в начале скольжения по поверхности диска:

По второму закону Ньютона

В проекции на координатные оси:

При равномерном движении по окружности сила трения скольжения Объединяя формулы, получаем:

Тонкая палочка равномерно вращается в горизонтальной плоскости вокруг закреплённой вертикально оси OO’ проходящей через точку A. Длина палочки 50 см, её угловая скорость вращения 4 рад/с, линейная скорость одного из её концов 0,5 м/с. Чему равна линейная скорость другого конца палочки? Ответ укажите в метрах в секунду с точностью до одного знака после запятой.

Линейная скорость точки равна произведению угловой частоты вращения на расстояние от оси вращения до этой точки: Найдём расстояние от оси вращения до конца, вращающегося со скоростью υ₁ = 0,5 м/с:

Тогда расстояние до другого конца: а значит, линейная скорость этого конца равна

Тонкая палочка равномерно вращается в горизонтальной плоскости вокруг закреплённой вертикально оси OO’, проходящей через точку А. Угловая скорость вращения палочки 4 рад/с, линейная скорость одного из её концов 0,5 м/с, линейная скорость другого конца палочки Чему равна длина палочки? Ответ дайте в метрах.

Линейная скорость точки равна произведению угловой частоты вращения на расстояние от оси вращения до этой точки: Найдём расстояние от оси вращения до конца, вращающегося со скоростью затем — вращающегося со скоростью :

Тогда длина палочки равна

Аналоги к заданию № 5734: 5769 Все

На горизонтальном шероховатом диске радиусом 30 см покоится на расстоянии r от центра точечное тело массой 100 г. Диск начинают медленно раскручивать. При некоторой угловой скорости вращения диска тело начинает скользить по его поверхности. На рисунке показан график зависимости линейной скорости V тела в момент начала скольжения от расстояния r.

На основании анализа приведённого графика выберите два верных утверждения и укажите в ответе их номера.

1) Коэффициент трения между телом и плоскостью диска равен 0,4.

2) При вращении диска с частотой 2/ об/с покоящееся относительно диска тело, имеющее максимальную линейную скорость, находится на расстоянии 5 см от центра диска.

4) Тело, находящееся на расстоянии 9 см от центра диска, может иметь максимальный период обращения, равный (0,3) с.

5) Если тело находится на расстоянии 16 см от центра диска, то оно может иметь кинетическую энергию, равную 40 мДж.

1) По второму закону Ньютона где центростремительное ускорение Найдём коэффициент трения, взяв точку на графике (например, (4 см; 0,4 м/с)):

Значит, утверждение 1 верно.

2) При вращении диска с частотой его угловая скорость равна Положение, в котором покоящееся относительно диска тело имеет максимальную линейную скорость, находится из соотношений и т. е. на расстоянии от центра

Значит, утверждение 2 неверно.

3) Модуль ускорения покоящегося относительно диска тела, находящегося на расстоянии 12 см от центра, при вращении диска с угловой скоростью 5 рад/с равен

Значит, утверждение 3 верно.

4) Минимальный период обращения тела, находящегося на расстоянии 9 см от центра диска, равен

Максимальный период может быть сколь угодно большим. Значит, утверждение 4 неверно.

5) Максимальная кинетическая энергия тела, находящегося на расстоянии 16 см от центра диска, равна

Поэтому тело не может иметь кинетическую энергию 40 мДж. Значит, утверждение 5 неверно.

Аналоги к заданию № 9142: 9173 Все

Материальная точка движется по окружности радиусом R с постоянной линейной скоростью v.

Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими движение точки, и формулами, по которым их можно рассчитать.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) частота обращения

Б) угловая скорость движения

1)

2)

3)

4)

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Частота обращения материальной точки может быть найдена как

Для угловой скорости справедливо следующее

Конический маятник представляет собой маленький шарик, закреплённый на нити, который совершает вращательное движение по окружности в горизонтальной плоскости. Нить маятника составляет угол 45° с вертикалью, линейная скорость шарика 2 м/с. Определите величину угловой скорости шарика. Ответ дайте в рад/с.

На конический маятник действуют сила натяжения нити и сила тяжести (см. рисунок).

По второму закону Ньютона

В проекциях на оси: Тогда получается, что

При движении по окружности Объединяя все формулы, получаем:

Аналоги к заданию № 19721: 19753 Все

На горизонтальном шероховатом диске радиусом 30 см покоится на расстоянии r от центра точечное тело массой 100 г. Диск начинают медленно раскручивать. При некоторой угловой скорости вращения диска тело начинает скользить по его поверхности. На рисунке показан график зависимости линейной скорости V тела в момент начала скольжения от расстояния r.

На основании анализа приведённого графика выберите все верные утверждения и укажите в ответе их номера.

1) Коэффициент трения между телом и плоскостью диска равен 0,4.

2) При вращении диска с частотой 2/ об/с покоящееся относительно диска тело, имеющее максимальную угловую скорость вращения, находится на расстоянии 25 см от центра диска.

3) При вращении диска с угловой скоростью 5 рад/с модуль ускорения покоящегося относительно диска тела, находящегося на расстоянии 12 см от центра, равен нулю.

4) Тело, находящееся на расстоянии 9 см от центра диска, может иметь минимальный период обращения, равный (0,3) с.

5) Если тело находится на расстоянии 16 см от центра диска, то оно не может иметь кинетическую энергию, равную 8 мДж.

По второму закону Ньютона где центростремительное ускорение Найдем коэффициент трения, взяв точку на графике (например, (4 см; 0,4 м/с)):

Значит, утверждение 1 верно.

Частота вращения диска равна Если r = 25 см, то

Значит, утверждение 2 верно.

Модуль ускорения покоящегося относительно диска тела, находящегося на расстоянии 12 см от центра, при вращении диска с угловой скоростью 5 рад/с равен

Значит, утверждение 3 неверно.

Минимальный период обращения тела, находящегося на расстоянии 9 см от центра диска, равен:

Значит, утверждение 4 верно.

Максимальная кинетическая энергия тела, находящегося на расстоянии 16 см от центра диска, равна:

Поэтому тело может иметь кинетическую энергию 8 мДж. Значит, утверждение 5 неверно.

В утверждении 2 покоящееся тело имеет одинаковую угловую скорость с диском, на каком бы расстоянии от центра оно не находилось (разумеется, если еще не произошел «срыв» в скольжение, если расстояние от центра меньше «критического»). Разве вообще имеет смысл при этом говорить о расстоянии, на котором наблюдается максимальная угловая скорость покоящегося тела?

Задачу следовало бы несколько переформулировать с точки зрения русского языка.

Да, покоящееся относительно диска тело имеет одинаковую с ним угловую скорость, на каком бы расстоянии оно не находилось. Но для некоторых расстояний эта скорость не максимальна — тело остаётся в покое относительно диска и при больших скоростях, а для некоторого расстояния эта скорость максимальна — при большей скорости тело начинает скользить.

Материальная точка движется по окружности радиуса R. Что произойдет с периодом, частотой обращения и центростремительным (нормальным) ускорением точки при увеличении линейной скорости движения в 2 раза?

К каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) Период обращения материальной точки

Б) Частота обращения материальной точки

В) Центростремительное (нормальное) ускорение материальной точки

Период обращения материальной точки по окружности связан с радиусом окружности и скоростью движения соотношением Следовательно, при увеличении скорости движения период обращения уменьшится (А — 2). Частота обратно пропорциональна периоду, значит, частота увеличится (Б — 1). Центростремительное (нормальное) ускорение прямо пропорционально квадрату скорости: Таким образом, увеличение скорости приведет к увеличению центростремительного ускорения (В — 1).

На рисунке изображены две шестерёнки 1 и 2, закреплённые на двух параллельных осях O₁ и O₂. Ось O₂ шестерёнки 2 вращают с постоянной угловой скоростью ω. На краю шестерёнки 1 в точке A закреплено точечное тело. Как изменятся модуль центростремительного ускорения этого тела и его угловая скорость, если закрепить это тело в точке B на краю шестерёнки 2 (при неизменной угловой скорости вращения оси шестерёнки 2)?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем таблице:

Центростремительное ускорение может быть найдено по формуле:

Линейная скорость тела — это При переходе от одной шестерни к другой вращательный момент сохраняется, то есть Следовательно, модуль линейной скорости тела не изменится. Из этого следует, что так как радиус второй шестерни больше, то угловая скорость и модуль центростремительного ускорения уменьшится.

К концу вертикального стержня привязана лёгкая нерастяжимая нить с маленьким грузиком на конце. Грузик раскрутили на нити так, что она отклонилась от вертикали на угол α = 30º (см. рисунок). Как и во сколько раз надо изменить угловую скорость ω вращения грузика вокруг стержня для того, чтобы этот угол стал равным β = 60º?

1. Обозначим силу натяжения нити T, массу грузика m, длину нити l, радиус окружности, по которой вращается грузик, R, и изобразим систему на рисунке (см. рисунок).

2. Запишем уравнение движения грузика по окружности вокруг стержня в проекциях на вертикальную ось и на радиус окружности с учётом выражения для центростремительного ускорения грузика:

3. Из написанных соотношений следует, что а

4. Для того, чтобы угол отклонения нити стал равным β, угловая скорость вращения грузика должна увеличиться в

раза.

Ответ: увеличится в 1,3 раза.

К концу вертикального стержня привязана лёгкая нерастяжимая нить с маленьким грузиком на конце. Грузик раскрутили на нити так, что она отклонилась от вертикали на угол α = 30º (см. рисунок). Как и во сколько раз надо изменить угловую скорость ω вращения грузика вокруг стержня для того, чтобы этот угол стал равным β = 45º?

1. Обозначим силу натяжения нити T, массу грузика m, длину нити l, радиус окружности, по которой вращается грузик, R, и изобразим систему на рисунке (см. рисунок).

2. Запишем уравнение движения грузика по окружности вокруг стержня в проекциях на вертикальную ось и на радиус окружности с учётом выражения для центростремительного ускорения грузика:

3. Из написанных соотношений следует, что а

4. Для того чтобы угол отклонения нити стал равным β, угловая скорость вращения грузика должна увеличиться в раза.

Ответ: увеличить в 1,11 раза.

Аналоги к заданию № 9756: 9788 Все

Спутник вращается по круговой орбите вокруг некоторой планеты. Вследствие медленного изменения радиуса орбиты в интервале времени от t₁ до t₂ модуль скорости V спутника изменяется с течением времени t так, как показано на графике (см. рисунок).

На основании анализа этого графика выберите все верные утверждения, касающихся момента времени t₂, и укажите их номера.

1) Радиус орбиты спутника уменьшился в 4 раза.

2) Угловая скорость обращения спутника уменьшилась в 4 раза.

3) Модуль центростремительного ускорения спутника не изменился.

4) Период обращения спутника увеличился в 2 раза.

5) Модуль силы гравитационного притяжения спутника к планете увеличился в 16 раз.

Проверим правильность утверждений

1) На спутник со стороны планеты действует сила тяготения, которая сообщает ему центростремительное ускорение

Скорость спутника увеличилась в два раза, а значит радиус орбиты уменьшился в 4 раза. Утверждение 1 — верно.

2) Угловая скорость спутника связана с линейной как

Следовательно, увеличение скорости спутника в 2 раза и уменьшение радиуса в 4 раза приведет к увеличению угловой скорости в 8 раз. Утверждение 2 — неверно.

3) Модуль центростремительного ускорения спутника увеличится в 16 раз. Утверждение 3 — неверно.

4) Период обращения спутника это время, за которое спутник проходит полный оборот вокруг планеты

При переходе на другую орбиту, период обращения уменьшится в 8 раз. Утверждение 4 — неверно.

5) При уменьшении расстояния в 4 раза, модуль силы гравитационного притяжения увеличится в 16 раз. Утверждение 5 — верно.

Аналоги к заданию № 10214: 10278 Все

На шероховатом горизонтальном диске, вращающемся вокруг вертикальной оси, покоится небольшое тело. Расстояние от оси вращения до тела r = 25 см. Угловую скорость вращения диска начали медленно увеличивать. Каков коэффициент трения между телом и диском, если тело начало скользить по диску при угловой скорости Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на тело.

Изобразим силы, действующие на тело в начале скольжения по поверхности диска:

По второму закону Ньютона

В проекции на координатные оси:

При равномерном движении по окружности сила трения скольжения Объединяя формулы, получаем:

Материальная точка равномерно движется по окружности. В момент времени точка была расположена и двигалась так, как показано на рисунке. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) Проекция скорости на ось

2) Проекция скорости на ось

3) Проекция ускорения на ось

4) Проекция ускорения на ось

Положение тела на окружности можно задавать при помощи угла между положительным направлением оси и направлением на тело. Поскольку материальная точка двигается по окружности равномерно, а в начальный момент времени, как видно из рисунка, угол был равен нулю, заключаем, что закон изменения угла со временем имеет вид где постоянный коэффициент, угловая скорость. Глядя на рисунок, легко получить связь угла с декартовыми координатами точки: здесь — радиус окружности. Следовательно, при равномерном вращении тела по окружности, его координаты изменяются по гармоническому закону.

Используя формулы, связывающие законы изменения со временем координаты, скорости, ускорения тела при колебаниях (или взяв соответствующие производные), для законов изменения проекции скоростей и ускорений на оси и имеем:

1) скорости: ;

2) ускорения:

Обратимся к графикам, приведенным в условии. На графике А физическая величина совершает гармонические колебания, при этом в нулевой момент времени она максимальная, то есть закон ее изменения пропорционален Ясно, что из приведенных вариантов ответа это может быть только график проекции скорости тела на ось (А — 2).

На графике Б физическая величина совершает гармонические колебания, при этом в начальный момент времени, ее значение минимально. Ясно, что это может быть только проекция ускорения на ось (Б — 3).

Источник

• ← Люнет что это в токарном станке
• Каждое утро доброе и оно не виновато что →