Олимпиада по физика, Общински кръг - 2010 г. 8 клас (9 ЕП клас) - (задачи и решения)

Задачи (с решения) от Олимпиада по физика - 2010 година 
за 8 клас и 9 ЕП клас

Задача 1.

Куршум и звук от изстрела на пистолет достигат едновременно височина 600 м. Определете началната скорост на куршума, ако скоростта на звука е 300 m/s. ( Приемете g = 10 m/s )

Задача 2.

Автомобил се движи праволинейно със скорост 72 km/h. В даден момент шофьорът изключва двигателя, при което автомобилът започва да спира и изминава разсдтояние 100 м до спирането си. Масата на автомобила заедно с шофьора е 800 кг. Определете равнодействащата сила на силата на триене и силата на съпративление, които действат на автомобила доката спре. Направете чертеж на силите, които действат на автомобила.

Задача 3.

Тяло с маса 2 кг пада от височина 36 м и след 3 секунди достига земната повърхност. Направете чертеж на силите, които действат на тялото и определете силата на съпротивление на въздуха. ( Приемете g = 10 m/s )

Решения на задачите

1. задача

Дадено:        h = 600 m,  v_звук = 300 m/s, g = 10 m/s

Търси се:      v _o = ?( за куршума)

Решение:

1. Времето за движение на куршума и звука е еднакво:

    t = h / v_звук = 600 : 300 = 2 s

2. Движението на куршума е равнозакъснително по закон:

    h = v _o .t – g.t² / 2

    Изразяваме търсената начална скорост:

    v _o =  ( h + g.t² / 2) : t = ( 600 + 10 . 4 /2) : 2 = 310 m/s

2. задача

Дадено: v _o = 72 km/h = 20 m/s, s = 100 m, v = 0 m/s, m = 800 kg 

Търси се: Равнодействащата сила F = ? N. Направете чертеж на силите?

Решение:

1. чертеж: направете сами, не е труден:))

2. Равнодействаща сила F замества действието на силата на съпротивление на въздуха Fс и силата на триене f с пътната настилка:

Fс + f = F = m.a ( основно уравнение на механиката, 2 принцип)

3. Спирачният път на автомобила е:     s = v²_o/ 2a,

(израз получен от законите за скоростта и движението, като изключим от тях времето)

Изразяваме ускорението:

а = v²_o/2s = 400 : 200 = 2 m/s²

4. Заместваме масата и ускорението в 2 принцип на механиката:

F = m.a = 800 . 2 = 1600 N

3. задача

Дадено:  m = 2 kg , h = 36 m , t = 3 s , g = 10 m/s²

Търси се: Силата на съпротивление на въздуха Fс =? N,

                Направете чертеж на силите?

Решение:

1. чертеж: направете сами, не е труден:))

2. Движението не е свободно падане и на тялото действат две сили с противоположни посоки – на тежестта G и на съпротивление на въздуха Fс, чиято равнодействаща е :

F = G – Fс = m.a

Изразяваме   Fс = G – F = m.g – m.a = m (g – a),

което означава, че тялото ще пада с ускорение по-малко от земното поради съпротивлението на въздуха.

3. Намираме ускорението породено от равнодействащата сила, като използваме закона за движението без начална скорост:

h = a.t ²/2,

За ускорението се получава наистина по-малка стойност:

а = 2 h / t ² = (2. 36) : 9 = 72 : 9 = 8 m/s²

4. Заместваме в 2 принцип на механиката:

Fс = m (g – a) = 2. (10 – 8) = 2. 2 = 4 N