Автомобиль движется на повороте: Автомобиль движется на повороте по круговой траектории радиусом 50м с постоянной по модулю скоростью 10…

Ускорение = изменение скорости/изменение во времени, a = (v _f — v _i )/t [Единицы: м/с/с или м/с ² ]

Для ускорение под действием силы тяжести (начиная с состояния покоя в момент времени t = 0s): g = 10 м/с ²

v = gt

d = 0,5gt ²

секунда Ньютона закон движения

Чистая сила, F _чистая = мА [Единицы: Н]

Масса, Вт = мг [Units: N]

Twenty short отвечать на вопросы. Каждый вопрос оценивается в 4 балла. (Всего баллов = 80.)

1. Если автомобиль движется с постоянной скоростью, можете ли вы сказать, что он также движется с постоянной скоростью? Приведите пример, подтверждающий ваш ответ.

Нет. Например, машина может ехать по постоянная скорость на повороте. В данном случае это меняется направление и, следовательно, его скорость меняется.

2. Автомобиль столкнулся с насекомым. Если автомобиль действует с силой силы 10 Н на насекомое с какой силой насекомое действует на автомобиль?

а) Менее 10 Н.

б) Более 10 Н.

в) Точно равно 10 Н.

г) Неопределенный.

3. Вы бросаете мяч в воздух, стоя на Земля.

а) Мяч имеет ускорение 10 м/с ² , вниз при подъеме и 10 м/с ² , вверх при падении.

b) Мяч имеет ускорение -10 м/с ² , вниз при подъеме и 10 м/с ² , при падении вниз.

c) Мяч движется с ускорением 10 м/с ² , вниз по мере подъема и 10 м/с ² вниз по мере падения.

d) Мяч имеет ускорение 10 м/с ² , как он поднимается и 10 м/с ² , вниз по мере падения.

e) Ни один из этих ответов.

4. Какую силу надо приложить, чтобы тянуть вагон по ровному тротуару с постоянной скоростью 1 м/с, если сила трения 400Н?

а) 800 Н, потому что для преодоления сила трения.

b) 0 N, потому что вы идете с постоянной скоростью.

c) 400 Н, так как необходимо компенсировать сила трения.

г) Неопределенный, потому что вы не узнать массу вагона.

5. Если гепард бежит со скоростью 25 м/с, сколько времени ему понадобится, чтобы пробежать 100 м? (Покажи свой расчет.)

v = d/t, следовательно, t = d/v = 100 м/25 м/с = 4 с.

6. Подставка для покраски (показана ниже) весом 300 Н. поддерживает двух маляров, один 250N и другой 300N. Напряжение в левой веревка 400Н. Определить натяжение правой веревки, если стадия покраски в механическом равновесии. (Покажите ваши расчеты.)

F( нетто) = 400 + F 250 300 300 = 0N так как система находится в механическом равновесии.

Следовательно, F = 250 + 300 + 300 400 = 450 Н.

7. Обведите наиболее точный ответ.

На объект действует результирующая сила 0 Н.

а) На объект не действуют никакие силы.

б) Объект неподвижен.

c) Объект неподвижен или движется с постоянной скорость. (Это просто Ньютон 1.)

г) Объект ускоряется с ненулевой ускорение.

д) Объект движется с ненулевой постоянной скоростью.

8. Каково ускорение автомобиля, сохраняющего постоянная скорость 10 м/с в течение 10 с?

0 м/с ² потому что машина движется со постоянная скорость.

9. Обведите наиболее точный ответ.

Объект имеет нулевое ускорение. Следовательно, объект движение на

а) нулевая скорость.

б) нулевая скорость.

в) постоянная скорость.

г) постоянная скорость.

10. Если вы весите 500 Н на Земле, каков ваш вес в космосе? где g = 0 м/с ² ?

Вт = мг = м х 0 = 0 Н.

Какова ваша масса в космосе?

То же, что и на Земле, т. е. m = Вт/г = 500/10 = 50 кг.

11. Когда вы ведете машину за угол с постоянной скоростью ваше ускорение 0 м/с ² ? Если нет, объясните почему.

Нет, потому что ваше направление меняется и поэтому ваша скорость меняется. Следовательно, вы ускоряетесь.

12. Может ли автомобиль двигаться на юг с ускорением? Объяснять.

Да. Автомобиль замедляется (т.е. замедляется вниз).

13. Вы проезжаете 400 миль к югу до Оклахомы. Город. Поездка займет у вас 8 часов. Ваш средний скорость _______ 50 миль/ч, Юг _______________________ и ваша средняя скорость ____________ 50 миль/час __________________ .

14. Если силы, действующие на пулю и отдачу ружья из которого стреляют равны по величине, почему пуля и пушка имеют очень разные ускорения?

a = F(нетто)/м, где F(нетто) то же самое на пуле и пистолете. Однако массы m пули и пистолета равны совершенно разные и, следовательно, ускорения совершенно разные.

15. Какое из следующих утверждений о Луне верно? правильный?

а) Луна имеет постоянную скорость.

б) На Луну не действует результирующая сила.

в) Земля действует на Луну сильнее, чем луна воздействует на землю.

г) Луна имеет ненулевую ускоряется, потому что его скорость меняется.

16. Конфигурация демонстрации показана ниже. две строки 1 и 2 идентичны.

Обведите правильные ответы. (может быть несколько правильных ответ на этот вопрос.)

а) При ударе по палке быстро струна 1 рвется, потому что и гравитационная сила массы М и сила, приложенная к палочке, действует на струну 1.

б) При ударе по палке медленно струна 1 рвется, потому что и гравитационная сила массы М и сила, приложенная к палке, действует на струну 1.

c) При ударе по палочке быстро струна 2 рвется из-за инерции массы M.

d) При ударе палкой медленно струна 2 рвется из-за инерции массы M

e) Две струны рвутся случайным образом, независимо от того, как быстро или медленно палка ударяется.

17. Автомобиль движется с постоянной скоростью 50 км/ч на восток.

Чистая сила, действующая на автомобиль,

а) больше нуля.

б) меньше нуля.

в) равны нулю.

г) 50 с.ш., восток.

д) неопределенный, потому что недостаточно информация дана.

18. В демонстрации с использованием двух одинаковых мячей мяч 1 был упал вертикально, а мяч 2 был брошен горизонтально со скоростью v.

Обведите верное утверждение.

а) Мяч 1 упал на землю первым, потому что он пролетел меньше расстояние.

б) Мяч 2 упал на землю первым, потому что он имел более высокую скорость.

c) Мяч 2 упал на землю первым, потому что он имеет горизонтальную скорость.

d) Мячи 1 и 2 коснулись земли одновременно потому что они оба имели одинаковое вертикальное ускорение.

e) Мячи 1 и 2 упали на землю одновременно, потому что они оба имели одинаковое горизонтальное ускорение.

19. Почему вы бросаетесь вперед в автобусе, который внезапно замедляется?

Первоначально, до того, как автобус замедлится, и автобус, и вы едут с одинаковой скоростью. Вы бросаетесь вперед, потому что продолжаете эту же скорость ( Ньютон 1) после автобус замедляется, пока вы не возьмете что-нибудь, чтобы замедлить вас.

20. Обведите наиболее соответствующий ответ. Во время демонстрации мяч летит вертикально в воздух. от автомобиля, который движется с постоянной скоростью по горизонтальному пути. Когда мяч приземляется, он приземляется в машине! Это происходит потому, что мяч и машина то же

а) горизонтальная скорость

б) горизонтальное ускорение

c) вертикальная скорость

d) вертикальное ускорение

e) ничего из перечисленного

**************************** ******************************************************* ***********

Пять более длинные вопросы. Каждый вопрос оценивается в 4 балла. (Общее количество очков = 20.)

Показать все расчеты!!

21. Парашютист весом 100 кг прыгает с самолета. Восходящая сила 300 Н из-за сопротивления воздуха замедляет его спуск.

а) Каков вес парашютиста?

Вт = мг = 100×10 = 1000 Н

б) Какая результирующая сила действует на парашютиста?

F( нетто) = 1000 300 = 700 Н, вниз. в) Определить ускорение парашютиста.

а = F(нетто)/м = 700/100 = 7 м/с ² , вниз.

постоянная скорость.

а) Какая результирующая сила действует на медведя?

F( net) = 0N, потому что скорость медведя постоянна. б) Какова сила трения, действующая на медведя?

F( нетто) = W F(трение) = мг F(трение) = 0N, потому что скорость постоянна.

Следовательно, F(трение) = мг = 300х10 = 3000Н, уп.

23. За 2,5 с автомобиль увеличивает скорость с 60 м/с до 65 м/с. в то время как велосипед переходит из состояния покоя в 5 м/с.

а) Что испытывает большее ускорение?

Они оба имеют одинаковое ускорение.

б) Каково ускорение каждого транспортного средства?

а = (изменение скорости)/время = (65 60)/2,5 = 2 м/с ² .

24. скейтборд без трения и толкните стену с силой 30 Н, с какой силой стена давит на тебя?

F( нетто) = 30Н в обратном направлении.

б) Если ваша масса 60 кг, каково ваше ускорение?

а = F(нетто)/м = 30/60 = 0,5 м/с ² .

самолет летит горизонтально со скоростью 20 м/с 25. он бросает пакет с едой некоторым беженцам на землю прямо под ним. Это требуется 20 секунд, чтобы пакет упал на землю.

а) Пакет попадет в беженцев сразу внизу?

№

b) Если нет, то как далеко беженцы нужно ехать, чтобы забрать посылку?

v = d/t, поэтому d = vt = 20 м/с x 20 с = 400 м.

в) С какой высоты самолет сбросил посылку?

d = 0,5гт ² = 0,5 х 10 х 20 х 20 = 2000м.

Видение движущихся объектов за углами

Дэвид Линделл, аспирант факультета электротехники Стэнфордского университета, надел светоотражающий спортивный костюм и приступил к работе, потягиваясь, шагая и прыгая по пустой комнате. Через камеру, направленную в сторону от Линделла — на то, что казалось глухой стеной, — его коллеги могли наблюдать за каждым его движением.

Захваченные измерения воспроизводятся в виде видео, на котором видно, как свет плещется по стене, отражаясь от скрытых объектов. (Изображение предоставлено Дэвидом Линделлом)

Это потому, что, скрытое невооруженным глазом, его сканировал мощный лазер, и отдельные частицы света, которые он отражал на стены вокруг себя, были захвачены и реконструированы передовыми датчиками камеры и алгоритм обработки.

«Люди говорят о создании камеры, которая может видеть не хуже человека, для таких приложений, как автономные автомобили и роботы, но мы хотим создавать системы, выходящие далеко за рамки этого», — сказал Гордон Ветцштейн, доцент кафедры электротехники в Стэнфорде. . «Мы хотим видеть вещи в 3D, за углами и за пределами спектра видимого света».

Система камер, протестированная Линделлом, которую исследователи представляют на конференции SIGGRAPH 2019 1 августа, основана на предыдущих камерах, разработанных этой командой. Он способен улавливать больше света с большего количества поверхностей, видеть шире и дальше и достаточно быстр, чтобы впервые отслеживать движения вне поля зрения, такие как гимнастика Линделла. Исследователи надеются, что когда-нибудь системы сверхчеловеческого зрения помогут автономным автомобилям и роботам работать еще безопаснее, чем под руководством человека.

Практичность и сейсмология

Сохранение практичности своей системы является приоритетом для этих исследователей. Выбранное ими аппаратное обеспечение, скорость сканирования и обработки изображений, а также стиль визуализации уже широко используются в автономных автомобильных системах технического зрения. Предыдущие системы для просмотра сцен за пределами прямой видимости камеры полагались на объекты, которые либо равномерно, либо сильно отражают свет. Но объекты реального мира, в том числе блестящие автомобили, не входят в эти категории, поэтому эта система может обрабатывать свет, отражающийся от различных поверхностей, включая диско-шары, книги и статуи со сложной текстурой.

Камера кругового обзора почти в реальном времени воссоздает Дэвида Линделла, передвигающегося в спортивном костюме повышенной видимости. (Изображение предоставлено Дэвидом Линделлом)

Центральным элементом их продвижения был лазер, в 10 000 раз более мощный, чем тот, что они использовали год назад. Лазер сканирует стену напротив интересующей сцены, и этот свет отражается от стены, попадает на объекты сцены, отражается обратно на стену и на датчики камеры. К тому времени, когда лазерный луч достигает камеры, остаются только пятнышки, но датчик улавливает каждую из них, отправляя их высокоэффективному алгоритму, также разработанному этой командой, который распутывает эти световые отголоски, чтобы расшифровать скрытую картину.

«Когда вы смотрите, как лазер сканирует его, вы ничего не видите», — описал Линделл. «С помощью этого оборудования мы можем замедлить время и выявить эти следы света. Это выглядит почти как волшебство».

Система может сканировать со скоростью четыре кадра в секунду. Он может реконструировать сцену со скоростью 60 кадров в секунду на компьютере с графическим процессором, что расширяет возможности обработки графики.

Чтобы усовершенствовать свой алгоритм, команда искала вдохновения в других областях. Исследователей особенно привлекли системы сейсмической визуализации, которые отражают звуковые волны от подземных слоев Земли, чтобы узнать, что находится под поверхностью, и перенастроили свой алгоритм, чтобы аналогичным образом интерпретировать отражающийся свет как волны, исходящие от скрытых объектов. Результатом была такая же высокая скорость и низкое использование памяти с улучшением их способности видеть большие сцены, содержащие различные материалы.

«Есть много идей, используемых в других областях — сейсмология, спутниковая визуализация, радар с синтезированной апертурой — которые применимы для наблюдения за углами», — сказал Мэтью О’Тул, доцент Университета Карнеги-Меллона, который ранее был докторантом. сотрудник лаборатории Ветцштейна. «Мы пытаемся взять немного из этих полей, и мы надеемся, что в какой-то момент мы сможем дать им что-то взамен».

Скромные шаги

Возможность видеть движение в реальном времени из-за невидимого света, отражающегося из-за угла, была захватывающим моментом для этой команды, но практическая система для автономных автомобилей или роботов потребует дальнейших улучшений.

«Это очень скромный шаг. Механизм по-прежнему выглядит с низким разрешением и не очень быстр, но по сравнению с последними достижениями прошлого года это значительное улучшение», — сказал Ветцштейн. «Мы были поражены, когда впервые увидели эти результаты, потому что мы получили данные, которые никто раньше не видел. ”

Команда надеется перейти к тестированию своей системы на автономных исследовательских автомобилях, изучая при этом другие возможные применения, такие как медицинская визуализация, позволяющая видеть сквозь ткани. Помимо других улучшений скорости и разрешения, они также будут работать над тем, чтобы сделать свою систему еще более универсальной для решения сложных визуальных условий, с которыми сталкиваются водители, таких как туман, дождь, песчаные бури и снег.

Чтобы прочитать все новости о науке Стэнфорда, подпишитесь на выходящий раз в две недели журнал Stanford Science Digest.

Ветцштейн также является членом Stanford Bio-X и Института нейробиологии Ву Цай .