Vyhledávání úloh podle oboru

Databáze úloh FYKOSu odjakživa

astrofyzika (74)biofyzika (18)chemie (19)elektrické pole (64)elektrický proud (67)gravitační pole (71)hydromechanika (131)jaderná fyzika (35)kmitání (48)kvantová fyzika (25)magnetické pole (35)matematika (80)mechanika hmotného bodu (246)mechanika plynů (79)mechanika tuhého tělesa (197)molekulová fyzika (60)geometrická optika (69)vlnová optika (52)ostatní (143)relativistická fyzika (35)statistická fyzika (20)termodynamika (129)vlnění (46)

mechanika hmotného bodu

2. Série 18. Ročníku - S. Newtonovy pohybové rovnice

Napište a řešte pohybové rovnice hmotného bodu v tíhovém poli Země. Souřadnicovou soustavu orientujte tak, že osy $x$ a $y$ jsou vodorovné a osa $z$ míří vzhůru. Počáteční poloha hmotného bodu je $r_{0} = (0,0,h)$, počáteční rychlost je $v_{0} =(v_{0}\cosα,0,v_{0}\sinα)$.

Muž s puškou sedí v křesle, které se otáčí kolem svislé osy s frekvencí $f = 1\, \jd{Hz}$. Spolu s křeslem se otáčí terč, který je k němu pevně upevněn. V jistém okamžiku muž vystřelí kulku rychlostí $v = 300\, \jd{km \cdot h^{-1}}$ směrem od osy otáčení přesně do středu terče. V jakém místě prorazí kulka terč? Řešte jak z pohledu neinerciální, tak z pohledu inerciální vztažné soustavy. Vzdálenost hlavně od středu terče je $l=3\, \jd{m}$, odpor vzduchu zanedbejte.

Vyjádřete závislost rychlosti hmotného bodu na poloze v gravitačním poli Slunce.

Zadal Honza Prachař.

1. Série 18. Ročníku - 1. ošklivé káčátko

figure

Opuštěné ošklivé kačátko zůstalo osamocené uprostřed kruhového rybníku. Chce se dostat za svými sourozenci a matkou kachnou, ale na břehu rybníka na něj číhá liška. Kačátko je ještě mladé, proto dokáže vzlétnout pouze z pevné země. Určete maximální poměr rychlostí běhu lišky a plavání kačátka, aby stihlo doplavat na břeh a z něj lišce uletět. Poraďte také kačátku, jakou strategii má zvolit.

Úlohu znala Lenka Zdeborová.

1. Série 18. Ročníku - 2. přistřižené kyvadlo

figure

Malá hmotná kulička visí na konci nehmotného provázku a kmitá svojí vlastní frekvencí $f$ kolem rovnovážné polohy (viz obrázek). Jaká bude vlastní frekvence $f'$, pokud zkrátíme provázek na polovinu?

Úloha pochází z MFO v Kanadě, 1997.

1. Série 18. Ročníku - S. kinematika hmotného bodu

Poloha hmotného bodu v závislosti na čase v kartézské souřadnicové soustavě je popsána polohovým vektorem $r(t) =(R \cos\(\omega t\),R \sin\(\omega t\))$. Určete, jak závisí na čase vektory $v(t)$ a $a(t)$. Vypočítejte také tečnou, normálovou a binormálovou složku zrychlení.

  • Kolo poloměru $R$ se valí bez prokluzování po přímé dráze rychlostí $v$. S kolem je pevně spojen bod ve vzdálenosti $r$ od středu. Určete jeho pohyb a rychlost jako funkce času v soustavě spojené se Zemí. Může být jeho rychlost v určitém okamžiku nulová?

Zadali autoři seriálu Honza Prachař a Jarda Trnka.

5. Série 17. Ročníku - 2. loď duchů

Loď duchů pluje proti proudu, jehož rychlost je $u$. Duchové jsou líní a slabí na přihazování uhlí do kotlů. Poraďte jim, jaká má být rychlost lodi $v$ vůči vodě, aby loď měla minimální spotřebu uhlí. Předpokládejte, že spotřeba paliva je úměrná vykonané práci na danou dráhu. Jak se výsledek změní, pokud místo lodního šroubu bude loď poháněna řetězem uloženým na dně řeky?

Navrhl Jirka Franta.

3. Série 17. Ročníku - 1. na oběžné dráze

Tři stejné družice obíhají po kružnici kolem malé planetky rychlostí $v$ tak, že jsou neustále ve vrcholech rovnostranného trojúhelníka. Určete jejich hmotnost, která není zanedbatelná vůči hmotnosti planetky.

Úlohu navrhl Honza Prachař.

3. Série 17. Ročníku - 4. kapitán Kork zasahuje

Vesmírná loď Escapeprise se vrací z prostoročasové bitvy s Odborgy. Během letu ale zjišťují, že nešťastnou náhodou směřují přímo do černé díry FAK-U0. Rozhodnou se pro úhybný manévr a kolmo na směr své rychlosti vypustí v jednom okamžiku všechno palivo. Vypočtěte vzdálenost, ve které Escapeprise kolem černé díry proletí. Jakou největší hmotnost může černá díra mít, nemá-li do ní Escapeprise spadnout? Jako bonus se zamyslete nad tím, zda kapitán Kork mohl úhybný manévr vymyslet chytřeji? Hmotnost samotné lodě je $M$, paliva $m$. Rychlost lodě ve velké vzdálenosti od černé díry je $V$ a směřuje do středu černé díry. Rychlost vypuštěného paliva je $v$ a úhybný manévr proběhl též velmi daleko od černé díry.

Vymyslel Jarda Trnka při sledování svého oblíbeného seriálu.

3. Série 17. Ročníku - P. jede, jede autíčko

Představte si autíčko, jehož motor má konstantní tažnou sílu $F$, pohybující se rychlostí $v$. Jeho výkon tedy je $P=Fv$. Avšak cyklista jedoucí konstantní rychlostí $u$ pozoruje výkon $P=F(v-u)$. Spotřeba benzínu, která odpovídá výkonu, je však stejná z pohledu cyklisty i stojícího chodce. Vysvětlete tento „paradox“. Odpor vzduchu neuvažujte.

Na klasický paradox v mechanice si vzpomněl Honza Prachař

2. Série 17. Ročníku - 3. kulička filuta

Mějme kuličku, která se volně pohybuje po drátové spirále popsané rovnicí $r = Cφ;$ $r$ je vzdálenost od středu a $φ$ je úhel otočení. Počáteční poloha kuličky je $r_{0}$. Spirála rotuje kolem osy procházející jejím středem a kolmé na její rovinu úhlovou rychlostí $ω$ v záporném směru (tj. po směru hodinových ručiček, v opačném směru, než ve kterém roste $φ$). Zjistěte závislost rychlosti kuličky $v$ na $r$.

Jedna řešitelná úloha mezi Jardovými nápady, vybral on sám.

2. Série 17. Ročníku - E. moucha na hladině

Z obdélníkové nádoby vyléváme vodu přes jednu její stěnu. Na hladině plave mrtvá moucha. Proměřte, jak se bude moucha při velmi pomalém vylévání pohybovat. Místo mrtvé mouchy můžete použít jiný odpovídající předmět.

Za dlouhých zimních večerů nad úlohou bádal Honza Houštěk.

Tato stránka využívá cookies pro analýzu provozu. Používáním stránky souhlasíte s ukládáním těchto cookies na vašem počítači.Více informací

Partneři

Pořadatel

Partner

Mediální partner


Created with <love/> by ©FYKOS – webmaster@fykos.cz