Задача по физике на моменты сил. Для системы на рис. 1 определить величину силы F, направленную под углом 45 градусов к горизонту и удерживающую систему в равновесии по вертикали. Масса диска 5m, груз массой m прикреплен к середине радиуса диска. Диск не вращается.

1 задача
Используется закон сохранения импульса. Если человек находился в состоянии покоя, то суммарный импульс до броска = 0. После броска импульс человека направлен в противоположную сторону и равен по величине. Следовательно: скорость будет равна 3 * 8 / 70. Сила трения будет тормозить его как 0,02 от веса, то есть F = 70 * 9,81 * 0,02. Превратив её в ускорение (то есть разделив на массу тела человека) получим что ускорение торможения = 9,81 * 0,02. После чего, используя формулу v = v0 + at, находим время когда человек остановится (скорость v = 0). После чего по формуле S = v0 * t + a * t * t / 2 считаем путь. a - ускорение посчитанное ранее, v0 - скорость сразу после броска. Всё просто.

1.Почему нельзя утверждать, что объем воздуха в комнате равен сумме объемов молекул, составляющих воздух?

 Потому что межмолекулярные расстояния в газах много больше размеров молекул. Не поверите, но сам воздух занимает гораздо меньше места, чем пустота.

2.В течение 30 с поезд двигался равномерно со скоростью 72 км/ч. Какой путь поезд за это время?

При равномерном движении s = v*t, где s - путь, v - скорость, t- время. Переведем скорость в СИ  v = 72 км/час = 72000 м/3600 сек = 20 м/с

Тогда s = 20 *30 = 600 м

3. Мальчик массой 46 кг прыгнул на берег со скоростью 1,5 м/с с неподвижного плота массой 1 т. Какую скорость приобрел плот?

По закону сохранения импульса, импульс системы мальчик-плот до действия был равен нулю, он и после действия должен быть равен нулю. mv - Mu = 0, где m и М массы мальчика и плота, v и u скорости мальчика и плота. Из этого уравнения

u=(mv)/M = (46*1,5)/1000 = 0,069 м/сек

4.На медный шар объемом 120 см3 действует сила тяжести 8,5 Н. Сплошной этот шар или имеет внутри полость?

Табличное значение плотности меди 8,9 г/см³. Найдем плотность этого куска меди. Объем V = 120 см³, а массу найдем из формулы силы тяжести m = F/g, где F = 8,5 Н, g = 9,8 м/сек² - ускорение свободного падения.

m = 8,5/9,8 = 0, 867 кг = 867 грамм

Определим теперь плотность ρ = m/V = 867/120 = 7,22 г/см³

Вычисленная плотность меди меньше, чем табличное значение, значит в меди имеются пустоты, или это сплав меди с более легким металлом.

5.Сила 30 Н растягивает пружину на 5 см, Какова сила, растягивающая пружину на 8 см?

По закону Гука определим коэффициент жесткости k=F/x,

где F = 30 Н -растягивающая пружину, х = 0,05 м - растяжение пружины.  Отсюда

k = 30/0,05 = 600 Н/м

Зная жесткость найдем силу, необходимую для растяжения этой пружины на х₁ = 0,08 м

F₁ = kx₁ = 600*0,08 = 48 Н