Физика Примеры решения задач

Элементы механики твердого тела Уравнения движения и равновесия твердого тела. Понятие статически неопределенных систем. Уравнение движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент инерции твердого тела относительно оси. Энергия вращающегося тела. Вращательный момент. Гироскопы.

Задачи

Момент инерции

3.1. Определить момент инерции J материальной точки массой m=0,3 кг относительно оси, отстоящей от точки на r=20 см.

3.2. Два маленьких шарика массой m=10 г каждый скреплены тонким невесомым стержнем длиной l=20 см. Определить момент инерции J системы относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через центр масс.

Рис. 3.8

3.3. Два шара массами m и 2m (m=10 г) закреплены на тонком невесомом стержне длиной l=40 см так, как это указано на рис. 3.7, а, б. Определить моменты инерции J системы относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его конец в этих двух случаях. Размерами шаров пренебречь. Второе правило Кирхгофа (“правило контуров”): в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма падений напряжений IiRi равна алгебраической сумме ЭДС в данном контуре: Задав для определенности направление тока I контуре по часовой стрелке, можно записать закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС: j1 - j2 = I×(R1 + R2) - e2.

Рис. 3.7

3.4. Три маленьких шарика массой m=10 г каждый расположены в вершинах равностороннего треугольника со стороной а= =20 см и скреплены между собой. Определить момент инерции системы относительно оси: 1) перпендикулярной плоскости треугольника и проходящей через центр описанной окружности; 2) лежащей в плоскости треугольника и проходящей через центр описанной окружности и одну из вершин треугольника. Массой стержней, соединяющих шары, пренебречь.

3.5. Определить моменты инерции  трехатомных молекул типа АВ2 относительно осей х, у, (рис. 3.8), проходящих через центр инерции С молекулы (ось перпендикулярна плоскости ху). Межъядерное расстояние А В обозначено d, валентный угол а. Вычисления выполнить для следующих молекул: 1) H2O (d= 0,097 нм,= 104°30'); 2) SO2(d=0,145нм=124°). 3.6.Определить момент инерции тонкого однородного стержня длиной l=30 см и массой m=100 г относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через: 1) его конец; 2) его середину; 3) точку, отстоящую от конца стержня на 1/3 его длины.

3.7. Определить момент инерции J тонкого однородного стержня длиной l=60 см и массой m=100 г относительно оси, перпендикулярной ему и проходящей через точку стержня, удаленную на а=20 см от одного из его концов.

3.8. Вычислить момент инерции J проволочного прямоугольника со сторонами а=12 см и b=16 см относительно оси, лежащей в плоскости прямоугольника и проходящей через середины малых сторон. Масса равномерно распределена по длине проволоки с линей ной плотностью τ=0,1 кг/м.

3.9. Два однородных тонких стержня: АВ длиной l1=40 см • и массой m1=900 г и CD длиной l2=40 см и массой l2=400 г скреплены под прямым углом (рис. 3.9). Определить момент инерции J системы стержней относительно оси 00', проходящей через конец стержня АВ параллельно стержню CD.

Рис. 3.9

Рис. 3.10

3.10. Решить предыдущую задачу для случая, когда ось 00' проходит через точку А перпендикулярно плоскости чертежа.

Элементы механики сплошных сред Общие свойства газов и жидкостей. Кинематическое описание движения жидкости. Уравнения движения и равновесия жидкости. Идеальная жидкость. Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Вязкая жидкость. Силы внутреннего трения. Стационарное течение вязкой жидкости. Законы гидродинамического подобия. Гидродинамическая неустойчивость
На главную