v1 · padrão canônico
Урок 28 — Применение векторов в физике
Силы, перемещение, скорость, ускорение. Разложение на наклонной плоскости. Статическое равновесие.
Used in: 1.º ano do EM (16 anos) · Equiv. Physik Klasse 10 alemã · Equiv. Physics I japonês · H2 Physics singapurense
Choose your door
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Векторы в механике
Фундаментальные принципы
- Статическое равновесие: (тело покоится или движется равномерно прямолинейно).
- 2-й закон Ньютона: .
- Разложение: для наклонной плоскости с углом сила тяжести проектируется на параллельную (вниз по склону) и нормальную.
Работа и энергия
- Работа: .
- Мощность: .
Векторная кинематика
- Положение: .
- Скорость: .
- Ускорение: .
Для равноускоренного движения:
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
Application 20Modeling 10
- Ex. 28.1ApplicationРавнодействующая Н и Н.
- Ex. 28.2ApplicationДля равновесия при , . Найдите .
- Ex. 28.3ApplicationМасса 10 кг на наклонной 30°. Сила, параллельная склону (тяжесть): = ?
- Ex. 28.4ApplicationМасса в свободном падении: , .
- Ex. 28.5ApplicationБрусок на гладкой 45° наклонной. Ускорение скольжения: .
- Ex. 28.6ApplicationAnswer keyРезультирующая скорость лодки км/ч на реке с течением км/ч.
- Ex. 28.7ApplicationВремя пересечения реки шириной 800 м: зависит только от км/ч.
- Ex. 28.8ApplicationРабота Н по перемещению объекта на м.
- Ex. 28.9ApplicationРабота силы, перпендикулярной перемещению: ноль.
- Ex. 28.10ApplicationТрос тянет Н под углом 30° над горизонтом тележку, перемещающуюся на м:
- Ex. 28.11ApplicationAnswer keyСреднее ускорение: . Для , , с: ?
- Ex. 28.12ApplicationТраектория снаряда при с .
- Ex. 28.13ApplicationВремя полёта снаряда, выпущенного под 45° с м/с.
- Ex. 28.14ApplicationAnswer keyГоризонтальная дальность того же снаряда.
- Ex. 28.15ApplicationМаксимальная высота снаряда.
- Ex. 28.16ApplicationБрусок на наклонной с трением: сила трения против движения.
- Ex. 28.17ApplicationПри каком брусок начинает скользить (статическое трение )? .
- Ex. 28.18ApplicationЕдиничный вектор в направлении движения .
- Ex. 28.19ApplicationРазложение Н вдоль наклонной : вдоль, нормально.
- Ex. 28.20ApplicationВ равновесии простая ферма: узел с 3 силами. Вычислить натяжения.
- Ex. 28.21ModelingAnswer keyСамолёт 800 км/ч курсом на север с восточным ветром 100 км/ч. Результирующая скорость (модуль + угол).
- Ex. 28.22ModelingAnswer keyЧтобы самолёт выше шёл точно на север — какой курс ему держать?
- Ex. 28.23ModelingAnswer keyНаклонная плоскость 20°, масса 5 кг, трение . Чистая параллельная сила?
- Ex. 28.24ModelingКанатоходец, вес Н. Натяжение в каждой стороне каната, когда он образует угол с горизонталью.
- Ex. 28.25ModelingПеревёрнутая V-ферма с 2 тросами, удерживающими 1000 кг, каждый трос под от вертикали. Натяжение каждого троса.
- Ex. 28.26ModelingAnswer keyАвтомобиль на повороте: центростремительная сила направлена к центру. Для 1.000 кг при 60 км/ч на повороте радиусом 100 м:
- Ex. 28.27ModelingРакета, запущенная под 60° с м/с. Векторная траектория .
- Ex. 28.28ModelingДрон с тягой вверх против веса и горизонтального ветра . Результат.
- Ex. 28.29ModelingЭлектромобиль на подъёме: двигатель + трение + параллельная гравитация = .
- Ex. 28.30ModelingВ цифровых играх снаряд подчиняется векторным уравнениям — реализуйте обновление , .
Источники этого урока
- University Physics (Volume 1) — OpenStax · 2016 · EN · CC-BY · гл. 4-6: векторная кинематика и законы Ньютона. Основной источник.
- Linear Algebra Done Right — Sheldon Axler · 2024, 4-е изд · EN · CC-BY-NC · гл. 1: векторы в геометрии.
- Active Calculus — Matt Boelkins · 2024, изд. 2.0 · EN · CC-BY-NC-SA · гл. 9: векторное исчисление.