Читальный зал -->  Физический фейерверк 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

прыжке в длину прыгун болтает ногами для того, чтобы скорректировать наклон туловища.

2.9. Игрок может успеть добежать до базы и после удара по медленному мячу. Если игрок не ошибется и не размахнется для удара слишком рано, то такая подача лишь увеличит его шанс на успех.

2.10. Обычный удар причиняет сравнительно небольшой ущерб, так как в основном он сводится просто к толчку противника. Резкий удар каратэ нацелен на несколько сантиметров в глубь тела, поэтому рука соприкасается с телом в тот момент, когда она имеет максимально возможную скорость.

При резком коротком ударе рука взаимодействует с небольшим участком тела, сообщая ему большие ускорения и, следовательно, вызывая большие деформации. При обычном ( затянутом ) ударе ускорение сообщается большому участку тела (масса которого соответственно велика). При этом как получаемое им ускорение, так и его деформация невелики.- Прим. ред.

2.11. Если цель состоит в том, чтобы деформировать предмет (как, например, при ковке), то предпочтительней неупругий удар. При каждом таком ударе молоток теряет тем большую часть своей энергии, чем меньше его масса. Поэтому при ковке лучше пользоваться легким молотком. При забивании сваи желательно передать ей возможно большую кинетическую энергию и возможно меньшую энергию терять на деформацию. Сле-

довательно, в этом случае лучше пользоваться тяжелым молотом.

2.12. Чем мягче мяч, тем дольше он должен находиться в контакте с битой и тем большую кинетическую энергию ему можно сообщить за время этого контакта. Поэтому по мягкому мячу, несомненно, стоит бить с протяжкой .

2.13. Оптимальный размер биты должен быть таким, чтобы он позволил игроку при наименьшей затрате энергии, сообщить мяЧу наибольшую скорость. Однако игроки обычно выбирают биту потяжелее для более сильного удара или полегче, чтобы ею было удобнее размахивать, и не принимают в расчет то, какая энергия передается мячу. В работе [4] проводится упрощенный расчет, согласно которому оптимальная масса биты должна быть в 3-4 раза больше массы мяча. Однако при более точных расчетах это отношение оказывается несколько больше.

2.14. Внешняя сила создается в результате трения между стулом и полом .

Когда вначале вы бросаете свое тело вперед, стул не скользит. В это время сила трения сообщает системе тело - стул ускорение, и центр масс системы приобретает скорость. В дальнейшем центр масс по инерции движется вперед, а сила трения направлена назад, препятствуя движению стула.- Прим. ред.

2.15. Когда жучок лежит вверх ногами, особый выступ на передней части его тела мешает ему распрямиться.

чтобы совершить прыжок. Какое-то время он накапливает мышечное напряжение, затем, резко изогнувшись, подбрасывает себя вверх. Прежде чем жучок снова сможет подпрыгнуть, он должен снова медленно напрячь мышцы.

2.16. Когда песок сыпется, вес песочных часов не меняется, несмотря на то, что часть песка находится в воздухе. Вес этой части компенсируется силой, с которой песок ударяет о донышко часов. Интересно, что будут показывать весы в тот момент, когда песок только начинает сыпаться или когда падает последняя крупинка?

2.17. Сечения всех отверстий различны, поэтому один и тот же вес цилиндрика, распределенный по разной площади, создает различные давления. Например, в случае самого большого отверстия на единицу площади приходится наименьший вес, поэтому внутри кастрюли устанавливается наименьшее давление.

2.18. Отскочив от пола, большой мяч сталкивается с маленьким и передает ему часть своей кинетической энергии и импульса. В результате маленький мяч подпрыгивает на большую высоту, чем та, с которой он упал. Самая большая скорость, которую после удара об пол может приобрести маленький мяч, втрое больше той скорости, которую он имел в конце падения. Соответственно максимальная высота, на которую он может подняться, в девять раз

больше той высоты, с которой он упал. Чем ближе масса меньшего мяча к массе большего, тем на меньшую высоту он подпрыгнет после удара.

2.19. Коэффициент трения скольжения меньше коэффициента трения покоя. Поэтому, когда колеса крутятся, со стороны дороги на них действует ббльшая сила трения, чем в том случае, когда они скользят. На сухом ровном асфальте коэффициент трения покоя (колеса не проскальзывают) достигает 0,8, тогда как при скольжении он не превышает 0,6. Когда начинается скольжение ( блокирование колес), асфальт и шины могут расплавиться, и тогда автомобиль будет двигаться по тонкому слою жидкости. Чтобы затормозить, автомобиль с блокированными колесами (при прочих равных условиях) должен пройти расстояние, на 20% большее, чем при врашаюшихся колесах. Поэтому автомобиль останавливается быстрее всего, если к тормозам прикладывать усилие, чуть меньшее того, при котором колеса блокируются.

При скольжении колес возникает опасность бокового заноса автомобиля, так как при этом движение вбок может быть вызвано даже очень малой силой,- Прим. ред.

2.20. Сила трения между шиной и дорожным покрытием не зависит от плоша-ди контакта, так что широкие шины без протектора ничем не лучше узких. Если колеса автомобиля пробуксовывают.

когда он трогается с места (так во время гонок бывает на старте), то широкие шины имеют определенное преимушество, потому что у них нагрев распределяется по большей плошади и, следовательно, снижается вероятность того, что шина расплавится (при плавлении шины сильно уменьшается коэффициент трения, см, задачу 2,19),

2.21. Вначале скорость зависит от сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием. Чем лучше сцепление, тем меньшее время затрачивается на прохождение начальной части дистанции, однако в дальнейшем сцепление влияет на скорость незначительно (изменение скорости не превышает нескольких процентов). Максимальная скорость, которой автомобиль достигает на финише, определяется мощностью двигателя.

2.22. Между тем пальцем, который начинает двигаться первым, и линейкой действует трение скольжения. Другой палец сначала не движется, так как коэффициент трения покоя больше коэффициента трения скольжения. Однако сила трения для каждого из пальцев определяется не только коэффициентом трения, но и давлением линейки. По мере того как движущийся палец приближается к середине линейки, давление на него возрастает. Наконец, несмотря на разницу в коэффициентах трения, трение, действующее между линейкой и этим пальцем, становится больше, чем трение между линейкой и непо-

движным пальцем. Тогда первый палец перестает двигаться относительно линейки, и начинает двигаться другой. Такой процесс может повториться несколько раз, пока пальцы не встретятся посередине линейки.

Движение пальцев будет выглядеть точно так же и при одинаковых коэффициентах трения скольжения и трения покоя.- Прим. ред.

2.23. При резком торможении на повороте машина наклоняется вперед; давление на передние колеса увеличивается, а на задние- уменьшается. При этом на повороте зад машины может занести в сторону. При ускорении автомобиля давление на его задние колеса возрастает и их сцепление с дорогой улучшается.

2.24. Начальная скорость вращения колес должна быть мала, и момент сил, действующих на колеса со стороны трансмиссии и двигателя, должен быть меньше момента сил трения покоя. Иначе колеса будут проворачиваться - буксовать. Какую передачу выбрать, зависит от опыта водителя и плавности работы сцепления. Если водитель привык газовать , трогаясь с места, то момент сил можно уменьшить вдвое, начиная движение со второй передачи.

В этом случае нагрузка передается от двигателя через шестерни с меньшим передаточным числом и сила, действующая на колеса, уменьшается.- Прим. ред.

2.25. Если вас не связали, попытайтесь бросить ботинок или что-нибудь другое в направлении, противоположном тому, в котором вы хотите передвинуться. Если трение о лед полностью отсутствует, то полный импульс системы должен оставаться равным нулю, и поэтому вы начнете скользить в нужную сторону.

2.26. Момент импульса колеса мотоцикла много больше, чем велосипедных колес, и играет сушественную роль. Для того чтобы повернуть мотоцикл, вы наклоняете его. Момент силы реакции земли, действующей на переднее колесо мотоцикла, заставляет колесо прецес-сировать, благодаря чему мотоцикл поворачивает. (Аналогичная прецессия обычно наблюдается у волчков, см. задачу 2.69.) Моменты импульса велосипедных колес много меньше, поэтому здесь полагаться на прецессию нельзя. Для того чтобы осуществить поворот на велосипеде, нужно наклонить его и одновременно повернуть руль. Кстати, в какую сторону вы сначала поворачиваете руль - влево или вправо, если хотите повернуть, скажем, влево?

2.27. Кинетическая энергия центра масс своего шара передается другому шару, однако первый сохраняет кинетическую энергию вращения. Поэтому в первый момент после удара свой шар продолжает вращаться, но проскальзывает и по столу не движется. Однако из-за трения вращение постепенно замедляется, и шар начинает катиться по столу.

Если удар кием пришелся выше центра масс своего шара, то он покатится следом за шаром, по которому он ударил.

2.28. Рассмотрим упругий мячик, брошенный под углом к полу с некоторой закруткой . Скорость центра масс мячика можно разложить на две составляющие: параллельную полу и перпендикулярную ему. При ударе мячика об пол вертикальная составляющая просто меняет знак и оказывается теперь направленной вверх. Однако вращение мячика и горизонтальная составляющая меняются более сложным образом. Рассмотрим точку поверхности мячика, в которой он соприкасается с полом. Ее горизонтальная скорость равна сумме скорости относительно центра масс мяча и горизонтальной проекции скорости центра масс, и при ударе она меняет направление. Изменяются также скорость вращения мяча и горизонтальная составляющая скорости центра масс мяча. Направление, в котором мяч отскочит от пола, можно найти, определив полный вектор скорости центра масс. Пусть, например, мячик брошен под углом 45° к полу без начальной закрутки . При ударе он отскочит под углом 23,2° к вертикали и будет вращаться вперед. Если же при бросании мячик удачно закрутить , то, неоднократно отскакивая от пола, он будет описывать те замысловатые траектории, которые показаны на рисунке.

2.29. Устойчив такой велосипед, у которого точка пересечения оси вращения руля с горизонталью, проходящей через центр колеса, при повороте его опускается в сторону наклона велосипеда. Из трех конструкций, изображенных на рис. 2.29,6, последняя неустойчива, тогда как вторая - чрезмерно устойчива, и в этом случае велосипед плохо слушается на поворотах. Гироскопические эффекты не оказывают существенного влияния на устойчивость велосипеда, хотя вращение колес в течение некоторого времени обеспечивает устойчивость велосипеда, если его толкнуть без седока.

2.30. Вращение хула-хупа поддерживается колебательным движением точки соприкосновения кольца с телом. При своем движении эта точка опережает вращение кольца вокруг тела. Начальная скорость хула-хупа должна быть больше, чем скорость установившегося вращения.

2.31. См. ответ к задаче 2.29.

2.32. По-видимому, еще никто не занимался изучением сил, действующих на вращающееся лассо, так что вы можете попробовать самостоятельно исследовать их теоретически либо на практике. Короткий кусок веревки, идущий от руки к кольцу лассо, удерживает кольцо в воздухе и сообщает ему вращательное движение. При большой скорости вращения кольцо благодаря своему моменту импульса приобретает некоторую гироскопическую устойчивость.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.