Тригонометрические уравнения и неравенства

Максимальная высота подъёма тела, брошенного под углом к горизонту, вычисляется по формуле $$h=\frac{(v\sin \alpha)^{2} }{2g}$$ , где v (м/c) – начальная скорость тела, α – угол, под которым тело брошено к горизонту, g – ускорение свободного падения (считать, что g=10 м/с2). С какой скоростью необходимо бросить мяч под углом 30º к горизонту, чтобы он поднялся на высоту 4 м 5 см?

Груз массой 0,25 кг колеблется на пружине сос коростью, меняющейся по закону $$v=v_{0}\cos \frac{2\pi t}{T}$$, где t -  время с момента начала колебаний, Т=2 с - период колебаний, $$v_{0}=1,6$$ м/с. Кинетическая энергия Е (в джоулях) груза вычисляется по фурмуле $$E=\frac{mv^{2}}{2}$$, где m - масса груза в килограммах, v - скорость груза в м/с. Найдите кинетическую энергию груза через 56 секунд после начала колебаний. Ответ дайте в джоулях.

Плоский замкнутый контур площадью S = 0,625 м находится в магнитном поле, индукция которого равномерно возрастает. При этом согласно закону электромагнитной индукции Фарадея в контуре появляется ЭДС индукции, значение которой, выраженное в вольтах, определяется формулой $$\varepsilon_{i}=aS\cos a$$, где α - острый угол между направлением магнитного поля и перпендикуляром к контуру, а = 16∙10‐4 Тл/с - постоянная, S - площадь замкнутого контура, находящегося в магнитном поле (в м2). При каком минимальном угле α (в градусах) ЭДС индукции не будет превышать 5∙10‐4 В?

Для сматывания кабеля на заводе используют лебёдку, которая равноускоренно наматывает кабель на катушку. Угол, на который поворачивается катушка, изменяется со временем по закону $$\varphi=\omega t+\frac{\beta t^{2}}{2}$$, где t — время в минутах, ω=40°/мин — начальная угловая скорость вращения катушки, а β=4°/мин² — угловое ускорение, с которым наматывается кабель. Рабочий должен проверить ход его намотки не позже того момента, когда угол намотки φ достигнет 3000°. Определите время после начала работы лебёдки, не позже которого рабочий должен проверить еe работу. Ответ выразите в минутах.

На рельсах стоит платформа. Скейтбордист прыгает на неё со скоростью м/с под острым углом α к рельсам. От толчка платформа начинает ехать со скоростью

$$u=\frac{m}{m+M}\cdot v\cdot\cos \alpha$$

где m = 80 кг—масса скейтбордиста со скейтом, а M =400 кг—масса платформы. Под каким наибольшим углом α (в градусах) нужно прыгать, чтобы разогнать платформу до скорости не менее чем 0,25 м/с?

Мяч бро­си­ли под углом $$\alpha$$ к плос­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти земли. Время полeта мяча (в се­кун­дах) опре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле $$t=\frac{2v_{0}\sin\alpha}{g}$$. При каком зна­че­нии угла $$\alpha$$ (в гра­ду­сах) время полeта со­ста­вит 3 се­кун­ды, если мяч бро­са­ют с на­чаль­ной ско­ро­стью $$v_{0}=30$$ м/с? Счи­тай­те, что уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния $$g=10$$ м/с².

Де­та­лью не­ко­то­ро­го при­бо­ра яв­ля­ет­ся квад­рат­ная рамка с на­мо­тан­ным на неe про­во­дом, через ко­то­рый про­пу­щен по­сто­ян­ный ток. Рамка по­ме­ще­на в од­но­род­ное маг­нит­ное поле так, что она может вра­щать­ся. Мо­мент силы Ам­пе­ра, стре­мя­щей­ся по­вер­нуть рамку, (в Н м) опре­де­ля­ет­ся фор­му­лой $$M=NIBl^{2}\sin\alpha$$, где $$I=2$$ A – сила тока в рамке, $$B=3\cdot10^{-3}$$ Тл – зна­че­ние ин­дук­ции маг­нит­но­го поля,$$l=0,5$$ м – раз­мер рамки, $$N=1000$$– число вит­ков про­во­да в рамке, $$\alpha$$ – ост­рый угол между пер­пен­ди­ку­ля­ром к рамке и век­то­ром ин­дук­ции. При каком наи­мень­шем зна­че­нии угла $$\alpha$$ (в гра­ду­сах) рамка может на­чать вра­щать­ся, если для этого нужно, чтобы рас­кру­чи­ва­ю­щий мо­мент M был не мень­ше 0,75 Н м?

Дат­чик скон­стру­и­ро­ван таким об­ра­зом, что его ан­тен­на ловит ра­дио­сиг­нал, ко­то­рый затем пре­об­ра­зу­ет­ся в элек­три­че­ский сиг­нал, из­ме­ня­ю­щий­ся со вре­ме­нем по за­ко­ну $$U=U_{0}\sin(\omega t+\varphi)$$, где $$t$$ – время в се­кун­дах, ам­пли­ту­да $$U_{0}=2$$ В, ча­сто­та $$\omega=120$$ °/с, фаза $$\varphi=-30^{\circ}$$. Дат­чик на­стро­ен так, что если на­пря­же­ние в нeм не ниже чем 1 В, за­го­ра­ет­ся лам­поч­ка. Какую часть вре­ме­ни (в про­цен­тах) на про­тя­же­нии пер­вой се­кун­ды после на­ча­ла ра­бо­ты лам­поч­ка будет го­реть?

Очень лeгкий за­ря­жен­ный ме­тал­ли­че­ский шарик за­ря­дом $$q=2\cdot10^{-6}$$ Кл ска­ты­ва­ет­ся по глад­кой на­клон­ной плос­ко­сти. В мо­мент, когда его ско­рость со­став­ля­ет $$v=5$$ м/с, на него на­чи­на­ет дей­ство­вать по­сто­ян­ное маг­нит­ное поле, век­тор ин­дук­ции $$B$$ ко­то­ро­го лежит в той же плос­ко­сти и со­став­ля­ет угол $$\alpha$$ с на­прав­ле­ни­ем дви­же­ния ша­ри­ка. Зна­че­ние ин­дук­ции поля $$B=4\cdot10^{-3}$$ Тл. При этом на шарик дей­ству­ет сила Ло­рен­ца, рав­ная $$F_{L}=qvB\sin\alpha$$ (Н) и на­прав­лен­ная вверх пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти. При каком наи­мень­шем зна­че­нии угла $$\alpha\in[0^{\circ};180^{\circ}]$$ шарик оторвeтся от по­верх­но­сти, если для этого нужно, чтобы сила $$F_{L}$$ была не менее чем $$2\cdot10^{-8}$$ Н? Ответ дайте в гра­ду­сах.

Не­боль­шой мячик бро­са­ют под ост­рым углом $$\alpha$$ к плос­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти земли. Мак­си­маль­ная вы­со­та полeта мя­чи­ка, вы­ра­жен­ная в мет­рах, опре­де­ля­ет­ся фор­му­лой $$H=\frac{v_{0}^{2}}{4g}(1-\cos2\alpha)$$, где $$v_{0}=20$$ м/с – на­чаль­ная ско­рость мя­чи­ка, а $$g$$– уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния (счи­тай­те $$g=10$$ м/с² ). При каком наи­мень­шем зна­че­нии угла  $$\alpha$$ (в гра­ду­сах) мячик про­ле­тит над сте­ной вы­со­той 4 м на рас­сто­я­нии 1 м?

Плос­кий за­мкну­тый кон­тур пло­ща­дью $$S=0,5$$ м² на­хо­дит­ся в маг­нит­ном поле, ин­дук­ция ко­то­ро­го рав­но­мер­но воз­рас­та­ет. При этом со­глас­но за­ко­ну элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции Фа­ра­дея в кон­ту­ре по­яв­ля­ет­ся ЭДС ин­дук­ции, зна­че­ние ко­то­рой, вы­ра­жен­ное в воль­тах, опре­де­ля­ет­ся фор­му­лой $$\varepsilon_{i}=aS\cos\alpha$$, где $$\alpha$$ – ост­рый угол между на­прав­ле­ни­ем маг­нит­но­го поля и пер­пен­ди­ку­ля­ром к кон­ту­ру, $$a=4\cdot^{-4}$$ Тл/с – по­сто­ян­ная, $$S$$ – пло­щадь за­мкну­то­го кон­ту­ра, на­хо­дя­ще­го­ся в маг­нит­ном поле (в м²). При каком ми­ни­маль­ном угле $$\alpha$$ (в гра­ду­сах) ЭДС ин­дук­ции не будет пре­вы­шать $$10^{-4}$$ В?

Трак­тор тащит сани с силой $$F=80$$ кН, на­прав­лен­ной под ост­рым углом $$\alpha$$ к го­ри­зон­ту. Ра­бо­та трак­то­ра (в ки­лод­жо­у­лях) на участ­ке дли­ной $$S=50$$ м вы­чис­ля­ет­ся по фор­му­ле $$A=FS\cos\alpha$$. При каком мак­си­маль­ном угле $$\alpha$$ (в гра­ду­сах) со­вершeнная ра­бо­та будет не менее 2000 кДж?

Дви­га­ясь со ско­ро­стью $$v=3$$ м/с, трак­тор тащит сани с силой $$F=50$$ кН, на­прав­лен-ной под ост­рым углом   к го­ри­зон­ту. Мощ­ность, раз­ви­ва­е­мая трак­то­ром, вы­чис­ля­ет­ся по фор­му­ле $$N=Fv\cos\alpha$$. Най­ди­те, при каком угле $$\alpha$$ (в гра­ду­сах) эта мощ­ность будет равна 75 кВт (кВт — это кН*м/с).

При нор­маль­ном па­де­нии света с дли­ной волны $$\lambda=400$$ нм на ди­фрак­ци­он­ную решeтку с пе­ри­о­дом $$d$$ нм на­блю­да­ют серию ди­фрак­ци­он­ных мак­си­му­мов. При этом угол $$\varphi$$ (от­счи­ты­ва­е­мый от пер­пен­ди­ку­ля­ра к решeтке), под ко­то­рым на­блю­да­ет­ся мак­си­мум, и номер мак­си­му­ма $$k$$ свя­за­ны со­от­но­ше­ни­ем $$d\sin\varphi=k\lambda$$. Под каким ми­ни­маль­ным углом $$\varphi$$ (в гра­ду­сах) можно на­блю­дать вто­рой мак­си­мум на решeтке с пе­ри­о­дом, не пре­вос­хо­дя­щим 1600 нм?

Два тела мас­сой $$m=2$$ кг каж­дое, дви­жут­ся с оди­на­ко­вой ско­ро­стью $$v=10$$ м/с под углом $$2\alpha$$ друг к другу. Энер­гия (в джо­у­лях), вы­де­ля­ю­ща­я­ся при их аб­со­лют­но не­упру­гом со­уда­ре­нии опре­де­ля­ет­ся вы­ра­же­ни­ем $$Q=mv^{2}\sin^{2}\alpha$$. Под каким наи­мень­шим углом $$2\alpha$$ (в гра­ду­сах) долж­ны дви­гать­ся тела, чтобы в ре­зуль­та­те со­уда­ре­ния вы­де­ли­лось не менее 50 джо­у­лей?