сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 5398
i

Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния на не­ко­то­рой пла­не­те за­ви­сит от вы­со­ты x от по­верх­но­сти по за­ко­ну

 g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = си­сте­ма вы­ра­же­ний g_0 минус альфа x, 0 мень­ше x мень­ше дробь: чис­ли­тель: g_0 , зна­ме­на­тель: альфа конец дроби , 0, дробь: чис­ли­тель: g_0 , зна­ме­на­тель: альфа конец дроби мень­ше x , конец си­сте­мы .

где g0 и α — по­ло­жи­тель­ные по­сто­ян­ные. Найти вто­рую кос­ми­че­скую ско­рость для дан­ной пла­не­ты.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Вто­рая кос­ми­че­ская ско­рость  — это ми­ни­маль­ная ско­рость, имея ко­то­рую на по­верх­но­сти пла­не­ты, тело может по­ки­нуть об­ласть при­тя­же­ния пла­не­ты. По­сколь­ку об­ласть при­тя­же­ния пла­не­ты про­сти­ра­ет­ся до вы­со­ты h= дробь: чис­ли­тель: g_0, зна­ме­на­тель: альфа конец дроби (выше этой вы­со­ты уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния ста­но­вит­ся рав­ным нулю), то ми­ни­маль­ная ско­рость, при ко­то­рой тело смо­жет уле­теть от пла­не­ты,  — это такая ско­рость на по­верх­но­сти, при ко­то­рой ско­рость тела на вы­со­те h ста­нет рав­ной нулю. При­ме­няя к телу тео­ре­му об из­ме­не­нии ки­не­ти­че­ской энер­гии, по­лу­чим для вто­рой кос­ми­че­ской ско­ро­сти υ0

 минус дробь: чис­ли­тель: m v _0 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =A,

где A  — ра­бо­та, со­вер­шен­ная над телом силой тя­же­сти при его дви­же­нии от по­верх­но­сти до вы­со­ты h. По­сколь­ку сила тя­же­сти из­ме­ня­ет­ся, для вы­чис­ле­ния ра­бо­ты мыс­лен­но разо­бьем тра­ек­то­рию тела от по­верх­но­сти до вы­со­ты h над по­верх­но­стью на малые участ­ки Δx1, Δx2, Δx3, ..., вы­чис­лим ра­бо­ту силы тя­же­сти на каж­дом, про­сум­ми­ру­ем эти ра­бо­ты. По­лу­чим

 A= левая круг­лая скоб­ка минус m g левая круг­лая скоб­ка x_1 пра­вая круг­лая скоб­ка \Delta x_1 минус m g левая круг­лая скоб­ка x_2 пра­вая круг­лая скоб­ка \Delta x_2 минус m g левая круг­лая скоб­ка x_3 пра­вая круг­лая скоб­ка \Delta x_3 плюс \ldots пра­вая круг­лая скоб­ка = минус m левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка x_1 пра­вая круг­лая скоб­ка \Delta x_1 плюс g левая круг­лая скоб­ка x_2 пра­вая круг­лая скоб­ка \Delta x_2 плюс g левая круг­лая скоб­ка x_3 пра­вая круг­лая скоб­ка \Delta x_3 плюс \ldots пра­вая круг­лая скоб­ка ,

где g(x1), g(x2), ...  — уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния на каж­дом участ­ке. Сумма в скоб­ках имеет смысл пло­ща­ди под гра­фи­ком за­ви­си­мо­сти уско­ре­ния сво­бод­но­го от вы­со­ты и вы­чис­ля­ет­ся гра­фи­че­ски (ана­ло­гич­ную сумму при­хо­дит­ся вы­чис­лять при вы­чис­ле­нии ра­бо­ты силы упру­го­сти). Строя этот гра­фик, и на­хо­дя пло­щадь под ним, по­лу­чим

 A= минус дробь: чис­ли­тель: m g_0 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 альфа конец дроби .

От­сю­да на­хо­дим  v _0= дробь: чис­ли­тель: g_0, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: альфа конец ар­гу­мен­та конец дроби .

 

Ответ:  v _0= дробь: чис­ли­тель: g_0, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: альфа конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оцен­ки за­да­чи (мак­си­маль­ная оцен­ка за за­да­чу — 2 балла).

1. Пра­виль­ная связь вто­рой кос­ми­че­ской ско­ро­сти с ра­бо­той силы тя­же­сти — 0,5 балла.

2. Пра­виль­ная идея и обос­но­ва­ние на­хож­де­ния ра­бо­ты через гра­фик за­ви­си­мо­сти силы от рас­сто­я­ния — 0,5 балла.

3. Пра­виль­но най­де­на ра­бо­та силы тя­же­сти — 0,5 балла.

4. Пра­виль­ный ответ — 0,5 балла.

 

Оцен­ка ра­бо­ты.

1. Оцен­ка ра­бо­ты скла­ды­ва­ет­ся из оцен­ки задач. Мак­си­маль­ная оцен­ка — 10 бал­лов.

2. До­пу­сти­мы­ми яв­ля­ют­ся все целые или «по­лу­це­лые» оцен­ки от 0 до 10.

Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Гра­ви­та­ци­он­ное вза­и­мо­дей­ствие