Задачи по физике 10 класс: равномерное движение по окружности

10 задач по физике для 10 класса по теме «Равномерное движение по окружности» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.

Задачи на равномерное движение по окружности

  1. Вентилятор вращается с частотой 900 оборотов в минуту. Определите частоту вращения вентилятора в герцах.

    Дано: n = 900 об/мин.

    Найти: ν.

    Решение:

    Частота вращения показывает количество оборотов за одну секунду:

    ν = n / 60.

    Подставим значения:

    ν = 900 / 60 = 15 Гц.

    Ответ: 15 Гц.

  2. Период обращения колеса аттракциона составляет 0,2 секунды. Определите частоту его вращения.

    Дано: T = 0,2 с.

    Найти: ν.

    Решение:

    Частота вращения обратно пропорциональна периоду:

    ν = 1 / T.

    Подставим значения:

    ν = 1 / 0,2 = 5 Гц.

    Ответ: 5 Гц.

  3. Диск проигрывателя равномерно вращается с угловой скоростью 6,28 рад/с. Определите частоту его вращения. Примите π = 3,14.

    Дано: ω = 6,28 рад/с; π = 3,14.

    Найти: ν.

    Решение:

    Связь угловой скорости и частоты вращения:

    ω = 2πν.

    Отсюда:

    ν = ω / (2π).

    Подставим значения:

    ν = 6,28 / (2 · 3,14) = 1 Гц.

    Ответ: 1 Гц.

  4. Карусель вращается равномерно. Точка на её краю находится на расстоянии 2 м от оси вращения. Угловая скорость карусели равна 1,5 рад/с. Определите линейную скорость этой точки.

    Дано: r = 2 м; ω = 1,5 рад/с.

    Найти: v.

    Решение:

    Линейная скорость при движении по окружности определяется формулой:

    v = ωr.

    Подставим значения:

    v = 1,5 · 2 = 3 м/с.

    Ответ: 3 м/с.

  5. Автомобиль движется равномерно по круговой трассе радиусом 50 м со скоростью 10 м/с. Определите период обращения автомобиля. Примите π = 3,14.

    Дано: r = 50 м; v = 10 м/с; π = 3,14.

    Найти: T.

    Решение:

    Период обращения равен отношению длины окружности к линейной скорости:

    T = 2πr / v.

    Подставим значения:

    T = 2 · 3,14 · 50 / 10 = 31,4 с.

    Ответ: 31,4 с.

  6. Колесо велосипеда радиусом 0,3 м совершает 5 полных оборотов за 10 секунд. Определите линейную скорость точки на ободе колеса. Ответ округлите до тысячных. Примите π = 3,14.

    Дано: r = 0,3 м; N = 5; t = 10 с; π = 3,14.

    Найти: v.

    Решение:

    1. Найдём частоту вращения:

    ν = N / t = 5 / 10 = 0,5 Гц.

    2. Определим линейную скорость точки на ободе:

    v = 2πrν.

    Подставим значения:

    v = 2 · 3,14 · 0,3 · 0,5 = 0,942 м/с.

    Ответ: 0,942 м/с.

  7. Барабан центрифуги радиусом 0,2 м вращается с частотой 300 оборотов в минуту. Определите центростремительное ускорение точки на внутренней поверхности барабана. Ответ округлите до десятых. Примите π = 3,14.

    Дано: r = 0,2 м; n = 300 об/мин; π = 3,14.

    Найти: aц.

    Решение:

    1. Переведём частоту вращения в герцы:

    ν = 300 / 60 = 5 Гц.

    2. Найдём угловую скорость:

    ω = 2πν = 2 · 3,14 · 5 = 31,4 рад/с.

    3. Определим центростремительное ускорение:

    aц = ω²r.

    Подставим значения:

    aц = 31,4² · 0,2 = 197,192 м/с².

    Округляем до десятых:

    aц ≈ 197,2 м/с².

    Ответ: 197,2 м/с².

  8. Искусственный спутник движется равномерно по круговой орбите радиусом 7 000 км. Период его обращения составляет 6000 секунд. Определите линейную скорость спутника. Ответ округлите до целых. Примите π = 3,14.

    Дано: r = 7000 км = 7 000 000 м; T = 6000 с; π = 3,14.

    Найти: v.

    Решение:

    При равномерном движении по окружности линейная скорость равна отношению длины окружности к периоду обращения:

    v = 2πr / T.

    Подставим значения:

    v = (2 · 3,14 · 7 000 000) / 6000.

    v = 43 960 000 / 6000 ≈ 7326,67 м/с.

    Округляем до целых:

    v ≈ 7327 м/с.

    Ответ: 7327 м/с.

  9. Поворотная платформа равномерно вращается с частотой 0,5 Гц. Определите угол поворота платформы за 40 секунд. Ответ выразите в радианах. Примите π = 3,14.

    Дано: ν = 0,5 Гц; t = 40 с; π = 3,14.

    Найти: φ.

    Решение:

    1. Найдём угловую скорость платформы:

    ω = 2πν.

    ω = 2 · 3,14 · 0,5 = 3,14 рад/с.

    2. Определим угол поворота за указанное время:

    φ = ωt.

    φ = 3,14 · 40 = 125,6 рад.

    Ответ: 125,6 рад.

  10. Небольшой груз массой 0,5 кг равномерно движется по окружности радиусом 0,8 м. Период обращения груза равен 0,4 секунды. Определите модуль силы, действующей на груз и обеспечивающей его движение по окружности. Ответ округлите до десятых. Примите π = 3,14.

    Дано: m = 0,5 кг; r = 0,8 м; T = 0,4 с; π = 3,14.

    Найти: Fц.

    Решение:

    1. Найдём угловую скорость:

    ω = 2π / T.

    ω = 2 · 3,14 / 0,4 = 15,7 рад/с.

    2. Определим центростремительное ускорение:

    aц = ω²r.

    aц = 15,7² · 0,8 = 197,192 м/с².

    3. По второму закону Ньютона найдём центростремительную силу:

    Fц = maц.

    Fц = 0,5 · 197,192 = 98,596 Н.

    Округляем до десятых:

    Fц ≈ 98,6 Н.

    Ответ: 98,6 Н.