1. Найти время свободного падения тела на Солнце с расстояния, равного радиусу орбиты Земли.
2. В поле тяготения Солнца движется комета с периодом обращения . В перигелии расстояние от Солнца до кометы равно . Найти расстояние от Солнца до афелия орбиты кометы, зная период обращения Земли вокруг Солнца и значение большой полуоси орбиты Земли.
3. Спутник Луны двигался по круговой орбите с радиусом и после кратковременного торможения перешел на эллиптическую орбиту, касательную к лунной поверхности. Найти время его падения на Луну.
4. Найти зависимость полной механической энергии планеты массой от большой полуоси ее эллиптической орбиты вокруг Солнца.
5. Известны параметр и эксцентриситет орбиты частицы, движущейся в центральном поле притяжения кулоновского типа. Найти скорость частицы как функцию расстояния от центра поля.
Занятие № 7
Распад, столкновение и рассеяние частиц
1. Система состоит из одной частицы с массой и частиц с одинаковыми массами . Исключить движение центра инерции и свести задачу к задаче о движении частиц.
2. Частица с массой испытала абсолютно упругое соударение с покоившейся частицей с массой . Найти максимальный угол, на который может отклониться в результате удара налетающая частица.
3. Молекула испытала соударение с покоившейся молекулой той же массы. Показать, что угол между направлениями разлета молекул после удара равен , если соударение абсолютно упругое, и отличен от , если соударение неупругое.
4. Найти соотношение между углом рассеяния в системе центра инерции и углом рассеяния в системе координат, связанной с какой-либо из двух рассеивающихся частиц.
5. Найти в пространстве импульсов уравнения поверхностей, на которых лежат концы векторов импульсов рассеянных частиц.
Занятие № 8
Механические колебания
1. Частица массой движется по гладкой горизонтальной направляющей и соединена легкой пружиной жесткостью и длиной в ненапряженном состоянии с неподвижной точкой, находящейся на расстоянии от направляющей. Найти лагранжиан и частоту малых колебаний частицы.
2. Шарик массой может двигаться по гладкой параболе с осью , направленной вертикально вверх. Шарик прикреплен к двум одинаковым легким пружинам с жесткостями , навитым на параболу и жестко закрепленным другими концами на одинаковых измеренных вдоль параболы расстояниях от ее вершины. Найти частоту малых колебаний шарика.
3. Составить уравнение движения математического маятника массой и длиной , точка подвеса которого движется по наклоненной под углом к горизонту прямой в плоскости качаний маятника по известному закону .
4. Частица совершает затухающие колебания с частотой и коэффициентом затухания . Найти амплитуду скорости частицы как функцию времени, если в момент : а) амплитуда смещения равна ; б) смещение и проекция скорости .
5. Тело массой совершает затухающие колебания с максимальной амплитудой , начальной фазой и коэффициентом затухания . Под действием внешней периодической силы устанавливаются вынужденные колебания, уравнение которых имеет вид . Найти уравнение собственных колебаний и внешнюю силу.
Занятие № 9