Закон всемирного тяготения: $F=G{mM}/{R^2}$
$F=ma_ц$
$ma_ц=G{mM}/{R^2}$
Центростремительное ускорение уменьшилось, значит, увеличился радиус ообращения. То есть увеличилась высота над землей, а значит, и потенциальная энергия.
Кроме того, $a_ц={v^2}/{R}$
Значит, $m{v^2}/{R}=G{mM}/{R^2}$ $$v^2=G{M}/{R}$$
Период обращения $$T={2π R}/{v}={2π R}/{√{G{M}/{R}}}={2π R√{R}}/{√{GM}}$$ Радиус увеличится, значит период увеличится

Дано:

$m=2·10^4$кг

$μ=0.02$

$a=1.2м/с^2$

$g=10м/с^2$

$S=10$м

$А-?$

Решение:

Запишем второй закон Ньютона: $ma↖{→}=mg↖{→}+F_{тяги}↖{→}+N↖{→}+F_{тр}↖{→}$(1). В проекциях на Ох: $ma=F_{тяги}-F_{тр}$(2), откуда $F_{тяги}=ma+F_{тр}$(3), Oy: $O=N-mg$(4), откуда $N=mg$(5). Учитывая, что сила трения $F_{тр}=μN=μmg$(6), получим: $F_{тяги}=ma+μmg=m(a+μg)=2·10^4·(1.2+0.02·10)=2.8·10^4Н$. Тогда работа силы тяги: $A=F_{тяги}·S=m(a+μg)·S$. $E_к-maS$.

Дано:

$m, R, υ$

$p-?a_{цс}-?$

Решение:

В верхней точке траектории на автомобиль действует сила тяжести ${mg}↖{→}$ и сила реакции опоры $N↖{→}$: запишем Второй закон Ньютона: $m{a_{цс}}↖{→}={mg}↖{→}+N↖{→}$(1), где $a_{цс}={υ^2}/{R}$(2)

В проекции на ось имеем: $ma_{цс}=mg-N$, откуда с учетом (2) имеем: $N=mg-ma_{цс}=m(g-a_{цс})=m(g-{υ^2}/{R})$

Поскольку вес тела равен силе реакции опоры, т.е. $p=N$ по 3-му закону Ньютона, то $p=m(g-{υ^2}/{R})$

Дано:

$m, υ_0, g$

$E_п-?h-?$

Решение:

Полная механическая энергия системы в точках 1 и 2 одинакова: $E_1=E_2$(1), т.к. в точке 1 тело обладает только кинетической энергией, а в точке 2 - только потенциальной, т.е. $mgh={mυ_0^2}/{2}⇒h={υ_0^2}/{2g}$(2).

А) Скорость увеличится, т.к. $ma=F_{арх}-mg; F_{арх}⇒mg⇒a >0$.

Б) Сила Архимеда (выталкивающая) $F_{арх}=ρgV_м$ не изменится, мяч погружен полностью.

Будем отсчитывать блоки слева направо. На левой нити второго блока сила натяжения равна ${T}/{2}$, следовательно, чтобы блок оставался в равновесии, на центр блока действует сила $T$. Аналогично второму блоку на центр третьего блока действует сила $2T$, тогда сила натяжения, действующая на участок нити СD равна $2T$. Такая же сила натяжения будет на правой нити четвертого блока. Чтобы пятый блок находился в равновесии, необходимо, чтобы центр блока действовала сила $4T$.

Дано:

$υ_0=0м/с$

$a_1, a_2$

$А)-?Б)-?$

Решение:

А) В момент времени от 0 до $t_1$ ускорение тела постоянно и равно $a_1$; в промежутке от $t_1$ до $t_2$ ускорение равно нулю и в промежутке от $t_1$ и $t_3$ ускорение постоянно и равно $a_1$, причем $а_2 < a_1$. Зная, что усокрение есть производная скорости $a=υ$, а импульс тела это произведение массы на скорость $p=mυ$, где масса - постоянная величина, можно сделать вывод, что график А) - график импульса тела.

Б) от 0 до $t_1$ график представляет собой ветвь параболы, т.е зависимость квадратная, от $t_1$ до $t_2$ график представляет собой линию, т.е. зависимость линейная и в промежутке времени от $t_2$ до $t_3$ график снова представляет собой ветвь параболы, но более крутую, т.е. зависимость тоже квадратная. Квадратные зависимости имеют кинетическая энергия $E_к={mυ^2}/{2}$ и путь $S={at^2}/{2}$, то в промежутке времени более крутую ветвь параболы даст наш путь, поэтому график Б) - график пути, пройденного телом.

Груз, массой $m$, подвешенный к данной не растяжимой нити - это математический маятник. Период колебаний математического маятника равна $T=2π√{{l}/{g}}$, где $l$ - длина маятника, $g=9.8м/с^2$. Следовательно, при уменьшении $l$ период уменьшится. При колебаниях нитяного маятника выполняется закон сохранения полной механической энергии, поскольку на него не действует никаких внешних сил, совершающих работу. Будем отсчитывать потенциальную энергию маятника от положения устойчивого равновесия.

Тогда максимальная кинетическая энергия груза будет равна его потенциальной энергии во время максимального отклонения от положения равновесия. Из рисунка видно, что при уменьшении длины нити и неизменном угле максимального отклонения, высота подъема груза над положением равновесия уменьшается (h < H), а значит, уменьшается его потенциальная энергия в этом положении. Таким образом, при уменьшении длины нити и неизменном угле макисмальная кинетическая энергия груза уменьшается.

В начальный момент времени потенциальная энергия $E_п=0$Дж, в момент ${T}/{4}$ (где Т - период колебаний маятника) $E_п=max$, в момент ${T}/{2}$ $E_п=0$Дж и в момент времени ${3T}/{4}$ $E_п=max$, значит, график под буквой А) - график потенциальной энергии. График под буквой Б) - смещение от положения равновесия, т.к. оно описывается уравнением: $x=x_m·sin{2π}/{T}·t$.

Так как автомобиль движется по выпуклому мосту, то по вертикали вверх на него действует сила упругости, а вниз - центростремительная сила, т.е. $F_{упр}=ma_{ц.с.}=m{υ^2}/{R}$.

Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось y: $ma_{ц.с.}=mg-N$, откуда сила реакции опоры (сила упругости) равна: $N=mg-ma_{ц.с.}=m(g-{υ^2}/{R})$.

Равнодействующая сила всегда сонаправлена с ускорением - поэтому $F=mυ^2/R$

$h_2^б > h_1^б$

Решение:

1) $F_{арх.}=ρ_ж·g·V_т=mg$ по второму закону Ньютона, поэтому Архимедова сила не изменится.

Так как $ρ^б$ и $m^б$ прежние, то и $V^б$ то же, но $h^б$ увеличилось, соответственно $S^б$ уменьшилась, глубина погружения выросла.

Дано:

$h, H(H > h), g$

$А)υ_0-?;Б)t-?$

Решение:

A) Запишем закон сохранения энергии для положения 1 и 2 мяча: $E_1=E_2$(1), $mgh+{mυ_0^2}/{2}=mgH$, откуда $υ_0=√{2g(H-h)}$.

Б) С высоты $H$ шарик (мяч) проходит путь $S=H={gt^2}/{2}$, тогда время падения $t=√{{2H}/{g}}$.

Потенциальная энергия пружины $E_п={kx^2}/{2}$, где $k$ - жесткость пружины, $x$ - удлинение пружины. Когда к динамометру подцепили твердое тело, то потенциальная энергия пружины увеличилась, т.к. увеличилось удлинение пружины. Жесткость же пружины осталась неизменной, т.к. не зависит от того висит или растягивает какое-либо тело пружину динамометра или нет.

А) Из задачи очевиден факт того, что $N=mgcosα$, т.к. тело лежит на наклонной плоскости(2).

Б) Сила трения $F_{тр}=F_{скат}=mgsinα$ по третьему закону Ньютона.

Известно, что период колебаний пружинного маятника равен $T=2π√{{m}/{k}}$, где $m$ - масса груза, $k$ - жесткость пружины. Учитывая, что частота $v={1}/{T}$ или $v={1}/{2π}√{{k}/{m}}$, видно, что при увеличении массы груза, частота колебаний $v$ уменьшится. Масса груза на жесткость пружины не влияет, следовательно, жесткость пружины не изменится.