In aceasta parte a
Lectiei 6, sint prezentate citeva probleme sablon mai des intilnite.
Acestea permit elevilor verificarea insusirii cunostintelor si deprinderii de
rezolvare a problemelor prin strategii cunoscute sau personale in domeniul
cinematicii liniare.
REZOLVA SI APOI COMPARA !
Verificati-va gindirea
Un avion ruleaza pe pista accelerind cu 3.20 m/s2 timp de
32.8 s pina decoleaza.
Determina distanta parcursa inainte de decolare.
Pe luna un fulg este lasat sa cada liber de
la inaltimea de 1.40 m. Acceleratia gravitationala pe luna este 1.67 m/s2. Determina timpul de
cadere al fulgului pina pe suprafata lunii.
O sanie-racheta este folosita pentru testarea
corpului uman la acceleratii mari. Daca sania-racheta
accelereaza pina la viteza de 444
m/s in 1.8 secunde, care este acceleratia si cit de departe
ajunge?
Un inginer concepe o pista de decolare intr-un
aeroport. Din avioanele care folosesc pista unele au cea mai
mica acceleratie 3 m/s2 si si cea mai mica viteza de decolare
65 m/s. Presupunind aceste valori pentru toate avioanele care
trebuie sa fie lungimea minima a pistei?
Un automobil cu viteza de 22.4 m/s frineaza
pina la un stop in 2.55 s. Determina distanta de frinare a
automobilului. (Presupune acceleratie constanta.)
Un glont paraseste pusca cu o viteza la gura
tevii de 521 m/s. In timp ce accelereaza prin teava pustii
glontul se misca pe o distanta 0.840 m. Determina acceleratia
glontului. (Presupune acceleratie constanta.)
O minge de oina este sare drept in sus si sta
in aer 6.25 s. Determina inaltimea la care ajunge.
(Indicatie: timpul de urcare sau coborire este jumatate din
timpul in aer.)
O punte de observare pe un bloc-turn se afla
la 420 m deasupra strazii. Determina
timpul necesar unei monede lasata sa cada liber de pe punte sa ajunga pina
jos in strada.
Un glont se misca cu viteza de
367 m/s cind intra intr-o masa de clei umed. Glontul patrunde pe
o adincime de 0.0621 m.
Determina acceleratia glontului in timp ce se misca prin clei.
(Presupune acceleratie constanta.)
S-a inregistrat urma lasata de un automobil
in derapaj pe 290 m lungime. Presupunind ca automobilul a
derapat cu o acceleratie constanta de 3.90 m/s2, determina viteza la
inceputul derapajului.
Un avion a decolat cu viteza de
88.3 m/s si a avut nevoie de 1365 m sa atinga aceasta viteza.
Determina acceleratia avionului si timpul necesar sa atinga
viteza de decolare.
Cu ce viteza exprimata in km/oara trebuie
aruncat un obiect vertical sa ajunga la inaltimea de 91.5 m (cit
un teren de fotbal)?
Se neglijeaza rezistenta aerului.
a = acceleratia =
Δv/t = (vf - vi)/t
a = (46.1 m/s - 18.5
m/s)/(2.47 s)
a = 11.2
m/s2
d = vi*t +
0.5*a*t2
d = (18.5 m/s)*(2.47 s)+
0.5*(11.2 m/s2)*(2.47
s)2
d = 45.7 m + 34.1
m
d = 79.8 m
(Obs: Se poate calcula si cu ecuatia:
vf2 = vi2
+ 2*a*d)
Inapoi la problema 4
Date:
a = 1.67 m/s2
d = 1.40 m
vi = 0 m/s
Necunoscute:
t = ??
d = vi*t +
0.5*a*t2
-1.40 m = (0 m/s)*(t)+
0.5*(-1.67 m/s2)*(t)2
-1.40 m = 0+ (-0.835
m/s2)*(t)2
(-1.40 m)/(-0.835
m/s2) = t2
1.68 s2 =
t2t = 1.29 sInapoi la problema 5
Date:
vi = 0 m/s
vf = 44 m/s
t = 1.80
s
Necunoscute:
a = ??
d = ??
a = acceleratia = Δv/t = (vf
- vi)/t
a = (444 m/s - 0 m/s)/(1.80
s)
a = 247
m/s2
d = vi*t +
0.5*a*t2
d = (0 m/s)*(1.80 s)+
0.5*(247 m/s2)*(1.80
s)2
d = 0 m + 400 m
d = 400 m
(Obs: Se poate calcula si cu ecuatia:
vf2 = vi2
+ 2*a*d)Inapoi la problema 6
Date:
vi = 0 m/s
vf = 7.10 m/s
d = 35.4
m
Necunoscute:
a = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(7.10 m/s)2 = (0
m/s)2 + 2*(a)*(35.4 m)
50.4
m2/s2 = (0 m/s)2 +
(70.8 m)*a
(50.4
m2/s2)/(70.8 m) = a
a = 0.712
m/s2Inapoi la problema 7
Date:
vi = 0 m/s
vf = 65 m/s
a = 3
m/s2
Necunoscute:
d = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(65 m/s)2 = (0
m/s)2 + 2*(3 m/s2)*d
4225
m2/s2 = (0 m/s)2 + (6
m/s2)*d
(4225
m2/s2)/(6 m/s2) =
d
d = 704 mInapoi la problema 8
Date:
vi = 22.4 m/s
vf = 0 m/s
t = 2.55
s
Necunoscute:
d = ??
d = (vi +
vf)/2 *t
d = (22.4 m/s + 0 m/s)/2
*2.55 s
d = (11.2 m/s)*2.55
s
d = 28.6 mInapoi la problema 9
Date:
a = 9.8 m/s2
vf = 0 m/s
d = 2.62
m
Necunoscute:
vi = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(0 m/s)2 =
vi2 + 2*(-9.8
m/s2)*(2.62 m)
0 m2/s2
= vi2 - 51.35
m2/s2
51.35
m2/s2 =
vi2vi = 7.17
m/sInapoi la problema
10
Date:
a = 9.8 m/s2
vf = 0 m/s
d = 1.29
m
Necunoscute:
vi = ??
t = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(0 m/s)2 =
vi2 + 2*(-9.8
m/s2)*(1.29 m)
0 m2/s2
= vi2 - 25.28
m2/s2
25.28
m2/s2 =
vi2vi = 5.03
m/s
Timpul de miscare in aer se afla din suma timpului de urcare si
timpul de coborire care sint si egale intre.
vf = vi
+ a*t
0 m/s = 5.03 m/s + (-9.8
m/s2)*tup
-5.03 m/s = (-9.8
m/s2)*tup
(-5.03 m/s)/(-9.8
m/s2) = tup
tup = 0.513
s
Timpul in aer = 1.03 sInapoi la problema
11
Date:
vi = 0 m/s
vf = 521 m/s
d = 0.840
m
Necunoscute:
a = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(521 m/s)2 = (0
m/s)2 + 2*(a)*(0.840 m)
271441
m2/s2 = (0 m/s)2 +
(1.68 m)*a
(271441
m2/s2)/(1.68 m) = a
a = 1.62*105 m
/s2Inapoi la problema
12
Date:
a = 9.8 m/s2
vf = 0 m/s
t = 3.13
s
Necunoscute:
d = ??
(Timpul necesar sa miste in virful traiectoriei este jumatate
din timpul de miscare in aer.)
Foloseste prima oara: vf =
vi + a*t
0 m/s = vi + (-9.8
m/s2)*(3.13
s)
0 m/s = vi - 30.6
m/s
vi = 30.6
m/s
Acum foloseste:
vf2 = vi2
+ 2*a*d
(0 m/s)2 = (30.6
m/s)2 + 2*(-9.8
m/s2)*(d)
0 m2/s2
= (938 m/s) + (-19.6
m/s2)*d
-938 m/s = (-19.6
m/s2)*d
(-938 m/s)/(-19.6
m/s2) =
d
d = 47.9 mInapoi la problema
13
Date:
vi = 0 m/s
d = 420 m
a = 9.8
m/s2
Necunoscute:
t = ??
d = vi*t +
0.5*a*t2
-420 m = (0 m/s)*(t)+
0.5*(-9.8 m/s2)*(t)2
-420 m = 0+ (-4.9
m/s2)*(t)2
(-420 m)/(-4.9
m/s2) = t2
85.7 s2 =
t2t = 9.26 sInapoi la problema
14
Date:
vi = 367 m/s
vf = 0 m/s
d = 0.0621
m
Necunoscute:
a = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(0 m/s)2 = (367
m/s)2 + 2*(a)*(0.0621 m)
0 m2/s2
= (134689 m2/s2) + (0.1242
m)*a
-134689
m2/s2 = (0.1242 m)*a
(-134689
m2/s2)/(0.1242 m) = a
a = -1.08*106 m
/s2
(semnul minus indica reducerea vitezei glontului.)
Inapoi la problema
15
Date:
a = 9.8
m/s2
t = 3.41 s
vi = 0 m/s
Necunoscute:
d = ??
d = vi*t +
0.5*a*t2
d = (0 m/s)*(2.6 s)+
0.5*(-9.8 m/s2)*(3.41
s)2
d = 0 m+ 0.5*(-9.8
m/s2)*(11.63 s2)
d = -57.0 m
(semnul minus
indica directia)
Inapoi la problema
16
Date:
a = 3.90 m/s2
vf = 0 m/s
d = 290
m
Necunoscute:
vi = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(0 m/s)2 =
vi2 + 2*(-3.90
m/s2)*(290
m)
0 m2/s2
= vi2 - 2262
m2/s2
2262
m2/s2 =
vi2vi = 47.6 m
/sInapoi la problema
17
Date:
vi = 0 m/s
vf = 88.3 m/s
d = 1365
m
Necunoscute:
a = ??
t = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(88.3
m/s)2 = (0 m/s)2 + 2*(a)*(1365
m)
7797
m2/s2 = (0
m2/s2) + (2730 m)*a
7797
m2/s2 = (2730 m)*a
(7797
m2/s2)/(2730 m) = a
a = 2.86
m/s2
vf = vi
+ a*t
88.3 m/s = 0 m/s + (2.86
m/s2)*t
(88.3 m/s)/(2.86
m/s2) = t
t = 30.8 sInapoi la problema
18
Date:
vi = 0 m/s
vf =
112
m/s
d = 398
m
Necunoscute:
a = ??
vf2
= vi2 + 2*a*d
(112
m/s)2 = (0 m/s)2 + 2*(a)*(398
m)
12544
m2/s2 = 0
m2/s2 + (796 m)*a
12544
m2/s2 = (796 m)*a
(12544
m2/s2)/(796 m) = a
a = 15.8
m/s2Inapoi la problema
19
Date:
a = 9.8 m/s2
vf = 0 m/s
d = 91.5
m
Necunoscute:
vi = ??
La inceput calculul pentru m/s:
vf2 =
vi2 + 2*a*d
(0 m/s)2 =
vi2 + 2*(-9.8
m/s2)*(91.5 m)
0 m2/s2
= vi2 - 1793
m2/s2
1793
m2/s2 =
vi2
vi = 42.3
m/s
42.3 m/s = 43.2*0.001/1/3600 km/ora = 155.5 km/ora