Примеры решения задач контрольной по физике
Задача 9.3. Найти частоту колебаний поплавка на воде, если он плавает в воде в вертикальном положении, его масса т, площадь поперечного сечения S (рис. 9.2). Каким должен быть поплавок, имеющий малую амплитуду колебаний при наличии волн на поверхности воды?
Решение. В положении равновесия сила тяжести уравновешена силой Архимеда. Но если поплавок сместить из положения равновесия, то векторная сумма F силы Архимеда и силы тяжести будет отлична от нуля и направлена навстречу перемещению поплавка, т.е. при его погружении она направлена вверх, при подъёме из воды – вниз. Поэтому эту сумму сил можно записать в виде
где х – смещение поплавка из положения равновесия (при погружении x > 0), а r – плотность воды.
Соответственно, уравнение движения поплавка массы m имеет вид
Записав ускорение как вторую производную по времени от перемещения поплавка, получим уравнение
.
Поделив обе части уравнения на массу поплавка и перенеся все члены уравнения в одну сторону, получим уравнение гармонических колебаний
.
Коэффициент перед х даёт квадрат частоты колебаний:
.
Полученный ответ показывает, что лучший поплавок для рыбной ловли, который остаётся практически неподвижным при наличии волн на воде, должен иметь малое поперечное сечение и большую массу (рис. 9.3). В этом случае частота его колебаний будет малой по сравнению с частотой колебаний волн на воде. Это приводит к малой амплитуде колебаний поплавка под действием волн. Обоснуйте сами эти выводы, а для подсказки обратитесь к п.10 введения к данному разделу.
Задача 9.4. Найти период колебаний маятника, находящегося на тележке, которая движется с ускорением а.
Решение. В системе отсчёта, которая движется вместе с тележкой, на маятник помимо силы натяжения нити и силы тяжести, действует ещё и сила инерции – ma (рис. 9.4). Сила инерции пропорциональна массе тела, однородна и поэтому ничем не отличается от силы тяжести. И в этом смысле можно рассматривать эту силу как добавочную силу тяжести. Иными словами, в системе отсчёта, связанной с тележкой на маятник действует сила тяжести:
,
величина соответствующего ускорения «свободного падения»
.
Тем самым частота колебаний маятника
.
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
1. Натуральный монохроматический показатель поглощения раствора кровяной сыворотки, измеренный с помощью концентрационного фотоэлектроколориметра, составляет 
. Определить длину кюветы с раствором, полагая, что он поглощает 40% входящего в него светового потока. Рассеянием света и его поглощением стенками кюветы пренебречь.
2. Сквозь предметное стекло с препаратом крови проходит 60% падающего на нее светового потока, при этом 15% падающей световой энергии отражается от поверхности. Определить толщину предметного стекла, считая натуральный показатель поглощения стекла равным 
.
Задачи по физике колебания поплавка
2016-11-20 
Определите натяжение нижней лески у поплавка, изображенного на рисунке, если поплавок погружен в воду на 2/3 своей длины. Масса поплавка $M$.
Силы, действующие на поплавок, изображены на рисунке. Согласно закону Архимеда, сила Архимеда приложена к центру О погруженной в воду части поплавка.
Условие равенства моментов сил относительно точки О дает:
$mg \frac<1> <6>l \sin \alpha — T \frac
где мы использовали доказанное в разделе «Статика» утверждение относительно момента сил тяжести протяженных тел.
Из (1) находим искомую величину натяжения лески:
Отметим, что для решения задачи оказалось достаточно использовать лишь одно из условий равновесия поплавка — равенство моментов сил, причем точку О мы выбрали потому, что в этом случае исчезает необходимость подсчета силы Архимеда.
Первое условие равновесия — равенство нулю суммы всех сил, действующих на поплавок, — не понадобилось.
Напомним, что в правой части (1) первый член $\frac
Примеры решения задач контрольной по физике
Задача 9.3. Найти частоту колебаний поплавка на воде, если он плавает в воде в вертикальном положении, его масса т, площадь поперечного сечения S (рис. 9.2). Каким должен быть поплавок, имеющий малую амплитуду колебаний при наличии волн на поверхности воды?
Решение. В положении равновесия сила тяжести уравновешена силой Архимеда. Но если поплавок сместить из положения равновесия, то векторная сумма F силы Архимеда и силы тяжести будет отлична от нуля и направлена навстречу перемещению поплавка, т.е. при его погружении она направлена вверх, при подъёме из воды – вниз. Поэтому эту сумму сил можно записать в виде
где х – смещение поплавка из положения равновесия (при погружении x > 0), а r – плотность воды.
Соответственно, уравнение движения поплавка массы m имеет вид
Записав ускорение как вторую производную по времени от перемещения поплавка, получим уравнение
Поделив обе части уравнения на массу поплавка и перенеся все члены уравнения в одну сторону, получим уравнение гармонических колебаний
Коэффициент перед х даёт квадрат частоты колебаний:
Полученный ответ показывает, что лучший поплавок для рыбной ловли, который остаётся практически неподвижным при наличии волн на воде, должен иметь малое поперечное сечение и большую массу (рис. 9.3). В этом случае частота его колебаний будет малой по сравнению с частотой колебаний волн на воде. Это приводит к малой амплитуде колебаний поплавка под действием волн. Обоснуйте сами эти выводы, а для подсказки обратитесь к п.10 введения к данному разделу.
Задача 9.4. Найти период колебаний маятника, находящегося на тележке, которая движется с ускорением а.
Решение. В системе отсчёта, которая движется вместе с тележкой, на маятник помимо силы натяжения нити и силы тяжести, действует ещё и сила инерции – ma (рис. 9.4). Сила инерции пропорциональна массе тела, однородна и поэтому ничем не отличается от силы тяжести. И в этом смысле можно рассматривать эту силу как добавочную силу тяжести. Иными словами, в системе отсчёта, связанной с тележкой на маятник действует сила тяжести:
величина соответствующего ускорения «свободного падения»
Рыболов заметил, что за 10 с поплавок совершил на волнах 20 колебаний
Условие задачи:
Рыболов заметил, что за 10 с поплавок совершил на волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн равно 1,2 м. Какова скорость распространения волн?
Задача №9.6.17 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Решение задачи:
Если за время \(t\) поплавок совершил на волнах \(N\) колебаний, то частоту колебаний \(\nu\) определим следующим образом:
Скорость распространения волн \(\upsilon\) связана с длиной волны \(\lambda\) и частотой колебаний \(\nu\) по следующей формуле:
Подставим выражение (1) в формулу (2), тогда получим:
Посчитаем численный ответ:
Ответ: 2,4 м/с.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
благодарю 
Задачи по физике колебания поплавка
2016-11-20
Определите натяжение нижней лески у поплавка, изображенного на рисунке, если поплавок погружен в воду на 2/3 своей длины. Масса поплавка $M$.
Силы, действующие на поплавок, изображены на рисунке. Согласно закону Архимеда, сила Архимеда приложена к центру О погруженной в воду части поплавка.
Условие равенства моментов сил относительно точки О дает:
$mg \frac<1> <6>l \sin \alpha — T \frac
где мы использовали доказанное в разделе «Статика» утверждение относительно момента сил тяжести протяженных тел.
Из (1) находим искомую величину натяжения лески:
Отметим, что для решения задачи оказалось достаточно использовать лишь одно из условий равновесия поплавка — равенство моментов сил, причем точку О мы выбрали потому, что в этом случае исчезает необходимость подсчета силы Архимеда.
Первое условие равновесия — равенство нулю суммы всех сил, действующих на поплавок, — не понадобилось.
Напомним, что в правой части (1) первый член $\frac