fizika1 za matematičare 2015/2016 - unizg.hr

4
Fizika1 za matematičare 2015/2016 I. Zadaća 1. Dizalo visoko 2.7m počinje se uspinjati sa konstantnom akceleracijom od 1.2 m/s 2 . 2s nakon početka kretanja dizala vijak počinje padati sa stropa dizala. Pronađi a) vrijeme slobodnog pada vijka; b) pomak i udaljenosti koju vijak pređe tokom slobodnog pada u u referentnom okviru vezanom za dizalo. 2. Točka se giba u xy ravnini prema x=at, y=at(1-α), gdje su a i α pozitivne konstante, a t je vrijeme. Pronađi: a) jednadžbu trajektorije točke y(x) te nacrtaj tu funkciju; b) brzinu i akceleraciju te točke kao funkcije vremena; c) trenutak t 0 u kojemu vektor brzine tvori kut π/4 sa vektorom akceleracije. 3. Malo tijelo je izbačeno pod nekim kutem u odnosu na horizontalu sa početnom brzinom v 0 . Zanemarujući otpor zraka odredi: a) pomak tijela kao funkciju vremena (t); b) vektor srednje brzine preko prvih t sekundi i tokom ukupnog gibanja tijela. 4. Lopta počinje padati iz mirovanja (slobodni pad) na glatkoj nagnutoj plohi pod kutem α u odnosu na horizontalu. Nakon pada lopte za udaljenost h, lopta se odbije elastično o nagnutu plohu. Na kojoj udaljenosti od mjesta odbijanja će se lopta odbiti po drugi put? 5. Balon se počinje dizati sa površine Zemlje. Brzina penjanja je konstantna i jednaka je v 0 . Zbog vjetra balon poprima komponentu horizontalne brzine v x =ay, gdje je a konstanta i y je visina uspona. Pronađi kako slijedeće veličine zavise o visini penjanja: a) horizontalni pomak balona x(y); b) ukupna tangencijalna i normalna akceleracija balona. 6. Dvije poluge u kontaktu su smještene na nagib pod kutem α u odnosu na horizontalu. Mase dviju poluga su iste i koeficijent trenja između površine nagiba i poluga su k 1 ik 2 s time da je k 1 >k 2 . Pronađi: a) silu interakcije između dviju poluga u procesu gibanja; b) minimalnu vrijednost kuta α pod kojim će se dvije poluge početi klizati.

Upload: others

Post on 15-Oct-2021

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Fizika1 za matematičare 2015/2016 - unizg.hr

Fizika1zamatematičare2015/2016I.Zadaća

1.Dizalovisoko2.7mpočinjeseuspinjatisakonstantnomakceleracijomod1.2m/s2.2snakonpočetkakretanjadizalavijakpočinjepadatisastropadizala.Pronađia)vrijemeslobodnogpadavijka;b)pomakiudaljenostikojuvijakpređetokomslobodnogpadauureferentnomokviruvezanomzadizalo.

2.Točkasegibauxyravninipremax=at,y=at(1-α),gdjesuaiαpozitivnekonstante,atjevrijeme.Pronađi:

a)jednadžbutrajektorijetočkey(x)tenacrtajtufunkciju;

b)brzinu𝑣iakceleraciju𝑎tetočkekaofunkcijevremena;

c)trenutakt0ukojemuvektorbrzinetvorikutπ/4savektoromakceleracije.

3.Malotijelojeizbačenopodnekimkutemuodnosunahorizontalusapočetnombrzinomv0.Zanemarujućiotporzrakaodredi:

a)pomaktijelakaofunkcijuvremena𝑟(t);

b)vektorsrednjebrzineprekoprvihtsekundiitokomukupnoggibanjatijela.

4.Loptapočinjepadatiizmirovanja(slobodnipad)naglatkojnagnutojplohipodkutemαuodnosunahorizontalu.Nakonpadaloptezaudaljenosth,loptaseodbijeelastičnoonagnutuplohu.Nakojojudaljenostiodmjestaodbijanjaćeseloptaodbitipodrugiput?

5.BalonsepočinjedizatisapovršineZemlje.Brzinapenjanjajekonstantnaijednakajev0.Zbogvjetrabalonpoprimakomponentuhorizontalnebrzinevx=ay,gdjejeakonstantaiyjevisinauspona.Pronađikakoslijedećeveličinezaviseovisinipenjanja:

a)horizontalnipomakbalonax(y);

b)ukupnatangencijalnainormalnaakceleracijabalona.

6.Dvijepolugeukontaktususmještenenanagibpodkutemαuodnosunahorizontalu.Masedvijupolugasuisteikoeficijenttrenjaizmeđupovršinenagibaipolugasuk1ik2stimedajek1>k2.Pronađi:

a)siluinterakcijeizmeđudvijupolugauprocesugibanja;

b)minimalnuvrijednostkutaαpodkojimćesedvijepolugepočetiklizati.

Page 2: Fizika1 za matematičare 2015/2016 - unizg.hr

7.Koristećipodatkepostavasaslike:kutαpodkojimjenagnutaplohauodnosunahorizontalu,ikoeficijetkizmeđutijelam1inagiba.Masekolotureinitisuzanemarive,kaoitrenjeukoloturi.Podpretpostavkomdasuobatijelaumirovanjuupočetnomtrenutku,pronađiomjeremasam2/m1ukojimaćesetijelom2

a)početigibatipremadolje; b)početigibatipremagore; c)bitiumirovanju.

8.Nekajenagibizprošlogzadatkapodkutemod30°uodnosunahorizontalu.Omjermasanekajem2/m1=η=2/3.Koeficijenttrenjaizmeđutijelam1ipovršinenagibajek=0.10.Masekolotureinitisuzanemarive.Odrediiznosismjerakceleracijemasem2kadaseinačestacionarnisustavmasapočinjegibati.9.MalotijeloApočinjeklizitipremadoljesavrhaklinačijajebazal=2.10m.Koeficijenttrenjaizmeđutijelaipovršineklinajek=0.140.Podkojimkutemćevrijemeklizanjabitinajmanjeikolikoonoiznosi?10.Pronađiakceleracijutijela2upostavuprikazanomnaslici,akojenjegova

masaηputavećaodmasepoluge1ikutizmeđuhorizontaleinagibajeα.Masekoloturainitisuzanemariveistokaoitrenje.Proučimogućeslučajeve.

Premapostavuslikemasatijelajejeη=4putavećaodmasetijela2.11.Visinah=20cm.Masekoloturainiti,istokaoitrenjesuzanemarivi.Uodređenomtrenutkutijelo2sepustiipostavsepočinjegibati.Kojajemaksimalnavisinadokojetijelo2možedoći.

Page 3: Fizika1 za matematičare 2015/2016 - unizg.hr

12.KolikoiznosiminimalnaakceleracijasakojompolugaAsetrebapremjestitihorizontalnokakobitijela1i2ostalastacionarnauodnosunapolugu?Masetijela1i2sujednakeikoeficijenttrenjaizmeđupolugaitijelajek.Masekolotureinitisuzanemarivetenematrenjaizmeđunitiikolotura.

13.Vlakduljine92mpočinjesegibatiizmirovanjasakonstantnomakceleracijomuvremenut=0s.Utomtrenutkuautomobildostižekrajvlaka.Automobilsekrećesakonstantnombrzinom.Utrenutkut=14s,automobildostižeprednjidiovlaka.Ipak,konačno,vlakdolaziispredautomobilaiuvremenut=28sautomobiljeponovnonastražnjemdijeluvlaka.Odrediiznosebrzineautomobilaiakceleracijuvlaka.14.Vatrogasnocrijevoizbacujemlazvodepodkutemod35°uodnosunahorizontalu.Vodanapuštacrijevosabrzinomod25m/s.Akopretpostavimodasevodagibapoputprojektila,kolikodalekobiodzgradetrebalobitivatrogasnovozilokakobipogodilonajvišumogućuvatru?15.Savrhazgradeispalisemetakizpištolja.Metaknapuštapištoljsabrzinomod340m/s,kaoštojeprikazanonaslici,tepogađaprozornadrugojzgradiikonačnopogađazidnasuprotprozora.Prekopodatakasaslike,odrediudaljenostiDiH.Kaopretpostavkuuzimamodasemetakneusporinakonštoprođekrozprozor.

16.Brodobalnestražegibasesakonstantnombrzinomod4.2m/spremaistokurelativnouodnosunavodu.Naradarunavigatorprimjetiobjektkojisegibasakonstantnombrzinom.Objekjesmještennaudaljenostiod2310muodnosunabrodusmjeru32°jugo–zapadno.Šestminutakasnije,navigatorprimijećujedajepozicijaobjektarelativnosabrodomsada1120m,i57°jugozapadnoodbroda.Kolikisuuznosiismjerbrzineobjektarelativnouodnosunavodu?Napišiizrazzasmjerkaokutuodnosunazapad.17.Sikroniziranakomunikacijasatelitajesmještenaukružnuorbitu3.59x107miznadpovršineZemlje.Kolikijeiznosakceleracijezboggravitacijenatojudaljenosti.

Page 4: Fizika1 za matematičare 2015/2016 - unizg.hr

18.Studentdržimeđurukamaknjigu,kaoštojeprikazanonaslici.Silekojimaondjelujenaprednjeistražnjekoriceknjigesuokomiteihorizontalne.Težinaknjigeiznosi31N.Koeficijentstatičkogtrenjaizmeđunjegovihrukaikoricaje0.4.Kakobispriječiopadanjeknjige,kolikomoraiznositiminimalnapritisnasilasvakerukestudenta?

19.Slikaprikazujetriobjeka.Onisupovezanisaužetomkojiprolazekrozkoloture(zanemarivihmasa).Objektisegibajuikoeficijentkinetičkogtrenjaizmeđusrednjegobjektaipovršinestolaje0.1.Kolikoiznosiakceleracijaovatriobjekta?Odreditenzijuusvakomod2užeta! 20.Točkasepočinjegibatipravocrtnopremas-tdijagramu.Koristećidijagrampronađi: a)prosječnuakceleracijutočketokomvremenagibanja; b)maksimalnubrzinu; c)vrijemet0ukojemujetrenutačnabrzinajednakasrednjojbrziniprekoprviht0sekundi.