Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 1.

1. Миномет установлен под углом 60град. к горизонту на крыше здания, высота которого 40м. Начальная скорость мины равна 50м/с. Требуется: 1) написать кинематические уравнения движения и уравнения траектории и начертить эту траекторию с соблюдением масштаба; 2) определить время полета мины, максимальную высоту ее подъема, горизонтальную дальность полета, скорость падения мины на землю. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ответ: 1)у=h+V0*t*sina - g*t**2/2, х=V0*t*cosa; у=h+х*tga - g*х**2/2*V0**2* cosa**2; 2) 9. 28с, 136м, 242м, 57. 3м/с. Рисунок: нет.

2. Нейтрон (массой m0) ударяется о неподвижное ядро: 1) атома углерода (m=12m0), 2) атома урана (m=235m0). Считая удар центральным и упругим, найти, какую часть своей скорости потеряет нейтрон при ударе.

Ответ: 1) - v/v=2/13; 2) - v/v=2/236 Рисунок: нет.

3. Боек свайного молота массой m1 = 500 кг падает с некоторой высоты на сваю массой m2 = 100 кг. Найти КПД удара бойка, считая удар неупругим. Изменением потенциальной энергии сваи при углублении ее пренебречь.

Ответ: КПД = 0,833. Рисунок: нет.

4. Тело массой m =1 кг, брошенное с вышки в горизонтальном направлении со скоростью V = 20 м/с, через t =3 с упало на землю. Определить кинетическую энергию, которую имело тело в момент удара о землю. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ответ: Кинетическая энергия равна 633 Дж. Рисунок: нет.

5. Тело брошено со скоростью V0=14.7 м/с под углом альфа=30град. к горизонту. Найти нормальное аN и тангенциальное а(тау) ускорения тела через время t=1.25 с после начала движения.

Ответ: an=9.15м/c**2; а(тау)=3.52 м/с**2. Рисунок:нет

6. Молот массой m1 = 5кг ударяет небольшой кусок железа, лежащий на наковальне. Масса наковальни m2 = 100 кг. Массой куска железа пренебречь. Удар неупругий. Определить КПД удара молота при данных условиях.

Ответ: КПД = 0,952. Рисунок: нет.

7. Однородный диск радиусом 30 см колеблется около горизонтальной оси, проходящей через одну из образующих цилиндрической поверхности диска. Каков период его колебаний?

Ответ: 1,35 с. Рисунок: нет.

8. Во сколько раз уменьшится средняя квадратичная скорость молекул двухатомного газа при адиабатическом увеличении объема газа в два раза?

Ответ: В 1,15 раза Рисунок: Нет

9. Два шарика одинаковых радиусов и массы подвешены на нитях одинаковой длинны так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения заряда q0=0.4 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2а=60 градусов. Найти массу m каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса l=20 см.

Ответ: м=15.6г Рисунок: нет.

10. На металлической сфере радиусом 10 см находится заряд 1нКл. Определить напряженность электрического поля в следующих точках: 1)на расстоянии 8 см от центра сферы; 2) на ее поверхности; 3)на расстоянии 15 см от центра сферы.

Ответ: 1) 0; 2) 900 В/м; 3)400 В/м. Рисунок: нет.

11. На плитке мощностью 0.5 кВт стоит чайник, в который налит 1 л воды при температуре 16град. С. Вода в чайнике закипела через 20 мин после включения плитки. Какое количество теплоты потеряно при этом на нагревании самого чайника, на излучение и т. п.?

Ответ: Q=2.5*10**5 Дж=60 ккал. Рисунок : нет.

12. Медный шар радиусом R=0.5см помещен в масло. Плотность масла р=0.8*1000кг/м**3. Найти заряд q шара, если в однородном электрическом поле шар оказался взвешенным в масле. Электрическое поле направлено вертикально вверх и его напряженность Е=3.6 МВ/м.

Ответ: q=11 нКл Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 2.

1. При изотермическом расширении кислорода, содержавшего количество вещества v=1 моль и имевшего температуру T=300 K, газу было передано количество теплоты Q = 2 кДж. Во сколько раз увеличился объем газа.

Ответ: V2/V1=EXP((Q/(v*R*T))=2.3 (v-количество вещества кислорода). Рисунок: нет.

2. Амплитуда затухающих колебаний маятника за время t1 = 5 мин уменьшилась в два раза. За какое время t2,считая от начала момента, амплитуда уменьшится в восемь раз?

Ответ: 15 минут. Рисунок: нет.

3. Определить удельную теплоемкость Сp смеси кислорода и азота, если количество вещества первого компонента равно 2 моль, а количество вещества второго равно 4 моль.

Ответ: 981 Дж/ (кг*К). Рисунок: нет.

4. К железной проволоке длиной 50 см и диаметром 1 мм привязана гиря весом в 1 кГ. С каким наибольшим числом оборотов в секунду можно равномерно вращать в вертикальной плоскости такую проволоку с грузом, чтобы она не разорвалась?

Ответ: 3,4 об/с Рисунок: нет

5. Точка одновременно совершает два гармонических колебания, происходящих по взаимно перпендикулярным направлениям и выражаемых уравнениями: A1*sin(W*t), Y=A2*cos(W*t), где A1=0.5см, A2=2см. Найти уравнение траектории точки и построить ее, указав направление движения.

Ответ: (x*x/0.25)+(y*y/4)=1. Рисунок: нет.

6. В сосуде объемом V=4 л находится масса m=1 г водорода. Какое число молекул N содержит единица объема сосуда?

Ответ: n=7.5*10**25 м**(-3). Рисунок:нет.

7. Мяч, брошенный горизонтально, ударяется о стенку, находящуюся на расстоянии l=5 м от места бросания. Высота места удара мяча о стенку на дельта h=1 м меньше высоты h, с которой брошен мяч. С какой скоростью Vх брошен мяч? Под каким углом фи мяч подлетает к поверхности стенки?

Ответ: Vх=11.1м/с; фи=68град12мин. Рисунок:нет

8. Тонкий стержень одним концом закреплен, к другому концу приложен момент силы равный 1кНм. Определить угол закручивания стержня, если постоянная кручения равна 120 кНм/рад.

Ответ: фи=М/С=8.34 мрад. Рисунок: нет.

9. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком (фарфор), объем которого равен 100 см**3. Поверхностная плотность заряда на пластинах конденсатора равна 8.85 нКл/м**2. Вычислить работу, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора. Трением диэлектрика о пластины конденсатора пренебречь.

Ответ: 63.5 нДж. Рисунок: нет.

10. В схеме рис. 44 E1=110 В, E2=4 В, R1=R2=100 Ом, R3=500 Ом. Найти показания амперметра. Сопротивлением батареи и амперметра пренебречь.

Ответ: I=0.4 A. Рисунок : N44.

11. Определить силу взаимодействия двух точечных зарядов q1=q2= 1 Кл, находящихся в вакууме на рсстоянии r=1 м друг от друга.

Ответ: 9*10**9 Н. Рисунок: нет.

12. Вычислить сопротивление графитного проводника, изготовленного в виде прямого кругового усеченного конуса высотой 20 см и радиусами оснований r1 = 12мм и r2=8мм. Температура проводника равна 20 град С.

Ответ: 2,58 мОм. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 3.

1. Тело падает с высоты h=19.6 м с начальной скоростью V0=0. Какой путь пройдет тело за первую и последнюю 0.1 с своего движения?

Ответ: h=1.9м. Рисунок:нет

2. Баллон вместимостью 20 л содержит водород при температуре 300 К под давлением 0,4 МПа. Каковы будут температура Т 1 и давление p 1,если газу сообщить количество теплоты 6 кДж?

Ответ: 390 К; 520 кПа. Рисунок: нет.

3. Вагон массой 12 т двигался со скорость равной 1 м/с. Hалетев на пружинный буфер, он остановился, сжав пружину буфера на 10 см. Hайти жесткость пружины.

Ответ: k=mv**2/x**2=1.2 МН/м. Рисунок: нет.

4. Точка участвует одновременно в двух гармонических колебаниях, происходящих по взаимно перпендикулярным направлениям и описываемых уравнениями: 1)X=A*sin(W*t), Y=A*cos2*(W*t); 2)X=A*cos(W*t), Y=A*sin2*(W*t); 3) X=A*cos2*(W*t), Y=A1*cos(W*t); 4)X=A1*sin(W*T), Y=A*cos(W*t).

Ответ: 1) y=A-2(x*x/A), y=-x*x+2; 2) y=2*(x*x/A)-A, y=x*x-2; 3) 2*A*y-A1*x*x=A*A1, y=3/4*x*x+3/2; 4) x=2*(A1/A)*y*SQR Рисунок: нет.

5. По наклонной плоскости 0.5 м и длиной склона 1 м скользит тело массой 3 кг. Тело приходит к основанию наклонной плоскости со скоростью 2.45 м/с. Найти: 1)коэффициент трения тела о плоскость; 2) количество теплоты выделенной при трении. Начальная скорость тела равна нулю.

Ответ: 1) к=0.22; 2) Q=5.7 Дж. Рисунок: нет.

6. Ракета, запущенная с Земли на Марс, летит, двигаясь вокруг Солнца по эллиптической орбите. Среднее расстояние планеты Марс от Солнца равно 1,5 а. е. В течение какого времени будет лететь ракета до встречи с Марсом?

Ответ: 255 суток. Рисунок: рис.4.7.

7. Однородный стержень длиной 1,2 м, площадью поперечного сечения равной 2 см**2 и массой 10 кг вращается с частотой равной 2 с**(-1) вокруг вертикальной оси, проходящей через конец стержня.

Ответ: сигма max=4.74 МПа. Рисунок: нет.

8. Найти значение коэффициента Пуассона, при котором объем проволоки при растяжении не меняется.

Ответ: 0,5. Рисунок: нет

9. Металлический шар радиусом 10 см заряжен до потенциала 300В. Определить потенциал этого шара в двух случаях: 1) после того, как его окружат сферической проводящей оболочкой радиусом 15 см и на короткое время соединят с ней проводником; 2) если его окружить сферической проводящей заземленной оболочкой радиусом 15 см?

Ответ: 1) 200 В; 2)100 В. Рисунок: нет.

10. В схеме рис.36 сопротивление R1=100 Ом, мощность, выделяющаяся на этом сопротивлении, P=16 Вт. КПД генератора 80%. Найти ЭДС генератора, если известно, что падение потенциала на сопротивлении R3 равно 40 В.

Ответ: E=100 В. Рисунок : нет.

11. 1) Сколько ватт потребляет нагреватель электрического чайника, если 1 л воды закипает через 5 мин? 2) Каково сопротивление нагревателя, если напряжение в сети равно 120 В? Начальная температура воды 13.5град. С. Потерями тепла пренебречь.

Ответ: 1) 1,2 кВт; 2) 12 Ом. Рисунок : нет. ************************************

12. Тонкая бесконечная нить согнута под углом 90 град. Нить несет заряд, равномерно распределенный с линейной плотностью 1 мкКл/м. Определить силу, действующую на точечный заряд Q =0,1 мкКл, расположенный на продолжении одной из сторон и удаленный от вершины угла на а = 50 см.

Ответ: 4,03 мН. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 4.

1. Велосипедное колесо вращается с частотой 5 с** (-1). Под действием сил трения оно остановилось через интервал времени 1мин. Определить угловое ускорение и число оборотов, которое сделает колесо за это время.

Ответ: 150; - 0. 523 рад/с**2 Рисунок: нет.

2. Трамвай движется с ускорением а=49 см/с2. Найти коэффициент трения, если известно, что 50% мощности мотора идет на преодоление сил трения и 50% на увеличение скорости движения.

Ответ: к=0.05. Рисунок: нет.

3. Невесомый блок укреплен на вершине двух наклонных плоскостей, составляющих с горизонтом углы а=30 град. и б=45 град. Гири А и Б равной массы М1=М2=1 кг соединены нитью и перекинуты через блок. Найти: 1)Ускорение, с которым движутся гири; 2)Натяжение нити. Трением гирь А и Б о наклонные плоскости, а также трением в блоке пренебречь. Рисунок: нет.

Ответ: 1) а=1.02 м/с2 2) Т1=Т2=5.9 Н. Рисунок: нет.

4. Металлический шарик, падая с высоты h1=1 м на стальную плиту, отскакивает от нее на высоту h2=81 см. Найти коэффициент восстановления материала шарика. (Коэффициентом восстановления материала тела называется отношение скорости тела после удара к его скорости до удара.)

Ответ: k=0.9 Рисунок: нет.

5. Каков должен быть вес оболочки детского воздушного шарика диаметром 25 см, наполненного водородом, чтобы результирующая подъемная сила шарика была равна нулю, т. е. чтобы шарик находился во взвешенном состоянии? Воздух и водород находятся при нормальных условиях. Давление внутри шарика равно внешнему давлению.

Ответ: x=0.096н=9.8*10**-3 кГ. Рисунок: нет.

6. Маховик вращается с постоянной скоростью, соответствующей v=10 об/сек; его кинетическая энергия Wк=800 кГм. За сколько времени вращающий момент сил М=50 н*м, приложенный к этому маховику, увеличит угловую скорость маховика в два раза?

Ответ: dt=Wк*(pi*v*М)**-1=5 сек. Рисунок: нет.

7. Температура плавления железа изменяется на T=0.012 K при изменении давления на p=98 кПа. На сколько меняется при плавлении объем количества v=1 кмоль железа?

Ответ: V=1.03л Рисунок: нет.

8. Материальная точка м=10 г. движется по окружности радиусом 6.4 см с постоянным тангенциальным ускорением. Найти величину тангенциального ускорения, если известно, сто к концу второго оборота после начала движения кинетическая энергия материальной точки стало равной 8*10**(-4) Дж.

Ответ: at=0.1 м/с2. Рисунок: нет.

9. Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение U на зажимах лампочки равно 40 В, сопротивление R реостата равно 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р = 120 Вт. Найти силу тока в цепи.

Ответ: 2 А. Рисунок: нет.

10. Элемент с э. д.с. 1.1 В и и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление 9 Ом. Найти: 1) силу тока в цепи, 2) падение потенциала во внешней цепи, 3) падение потенциала внутри элемента, 4) с каким к. п.д. работает элемент.

Ответ: 1) I=0.11 А; 2) U1=0.99 В; 3) U2=0.11 В; 4) n=0.9. Рисунок: нет.

11. Амперметр, сопротивление которого 0.16 Ом, зашунтирован сопротивлением 0.04 Ом. Амперметр показывает 8 А. Чему равна сила тока в магистрали?

Ответ: I=40 A. Рисунок : нет.

12. Тонкие стержни образуют квадрат со стороной длиной a. Стержни заряжены с линейной плотностью 1,33 нКл/м. Найти потенциал в центре квадрата.

Ответ: 33,6 В. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 5.

1. 10 г кислорода, находящегося при нормальных условиях, сжимается до объема 1,4 л. Найти давление и температуру кислорода после сжатия, если: 1) кислород сжимается изотермически, 2) кислород сжимается адиабатически. Найти работу сжатия в каждом из этих случаев.

Ответ: 1)р2=510 кПа, Т2=273К, А=-1140 Дж 2)р=960 кПа, Т2=520К, А=-1590Дж Рисунок: Нет

2. Кинетическая энергия вала, вращающегося с постоянной скоростью, соответствующей 5 об/сек, равна 60 Дж. Найти момент количества движения этого вала.

Ответ: 3.8кг*м**2/сек. Рисунок: нет.

3. Рядом с поездом на одной линии с передними буферами паровоза стоит человек. В тот момент, когда поезд начал двигаться с ускорением 0. 1м/с**2, человек начал идти в том же направлении со скоростью 1. 5 м/с. Через какое время t поезд догонит человека? Определить скорость поезда в этот момент и путь, пройденный за это время человеком.

Ответ: 30 с; 3 м/с; 45 м. Рисунок: нет.

4. При нагревании идеального газа на 1 К при постоянном давлении объем его увеличился на 1/350 первоначального объема. Найти начальную температуру газа.

Ответ: 350 К. Рисунок: нет.

5. Самолет поднимается и на высоте h=5 км достигает скорости v=360 км/ч. Во сколько раз работа, совершаемая при подъеме против силы тяжести, больше работы, идущей на увеличение скорости самолета?

Ответ: В 10 раз. Рисунок: нет.

6. Найти работу, которую надо совершить, чтобы сжать пружину на 20 см, если известно, что сила пропорциональна деформации и под действием силы 29.4 Н пружина сжимается на 1 см.

Ответ: А=58.8 Дж. Рисунок: нет.

7. Гиря, положенная на верхний конец спиральной пружины, поставленной на подставке, сжимает ее на 2 мм. На сколько сожмет пружину та же гиря, упавшая на конец пружины с высоты 5 см?

Ответ: 16.3 мм. Рисунок: нет.

8. Два гармонических колебания, направленных по одной прямой и имеющих одинаковые амплитуды и периоды, складываются в одно колебание той же амплитуды. Найти разность фаз складываемых колебаний.

Ответ: 2п/3 рад или 4п/3 рад. Рисунок: нет.

9. Шарик с массой m=1 г и зарядом q=10 нКл перемещается из точки 1, потенциал которой ФИ1=600 В, в точку 2, потенциал которой ФИ2=0. Найти его скорость в точке 1, если в точке 2 она стала равной v2=20 см/с.

Ответ: v1=16.7 см/с. Рисунок: нет

10. В схеме рис. 46 E1=E2=E3=6 B, R1=20 Ом, R2=12 Ом. При коротком замыкании верхнего узла схемы с минусом батарей ток через замыкающий провод I=1.6 A. Найти ток во всех участках цепи и сопротивление R2. Сопротивлением батарей пренебречь.

Ответ: I1=0.3 A; I2=0.5 A; I3=0.8 A; R3=7.5 Ом. Рисунок : N46.

11. Определить работу А1,2 сил поля по перемещению заряда Q=1 мкКл из точки 1 в точку 2 поля, созданного заряженным проводящим шаром. Потенциал шара равен 1 кВ.

Ответ: 300 Дж. Рисунок: 15.15.

12. В вершинах правильного шестиугольника расположены три отрицательных заряда. Найти напряженность Е электрического поля в центре шестиугольника при различных комбинациях в расположении этих зарядов. Каждый заряд q=1.5нКл. Сторона шестиугольника а=3см

Ответ: а)Е=0 б)Е=60кВ/м в)Е=30кВ/м Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 6.

1. Диск весом в 2 кГ катится без скольжения по горизонтальной плоскости со скоростью 4 м/сек. Найти кинетическую энергию диска.

Ответ: Wк=24Дж. Рисунок: нет.

2. Камень, брошенный горизонтально, упал на землю через время t=0.5 с на расстоянии l=5 м по горизонтали от места бросания. С * *.) высоты h брошен камень. С какой скоростью Vx он брошен? С какой скоростью V он упадет на землю? Какой угол фи составит траектория камня с горизонтом в точке его падения на землю?

Ответ: h=1.22м ; V=11.1м/с; фи=26град12мин. Рисунок:нет

3. Поезд массой m=500 т после прекращения тяги паровоза под действием силы трения Fтр=98 кН останавливается через время t=1мин. С какой скоростью v0 шел поезд?

Ответ: v0=11.75 м/с. Рисунок: нет.

4. Определить среднее расстояние между центрами молекул водяных паров при нормальных условиях и сравнить его с диаметром самих молекул (d = 0,311 нм).

Ответ: 10,7. Рисунок: нет.

5. Два однородных тонких стержня: AB длиной l1 = 40 см и массой m1 = 900 г и CD длиной l2 = 40 см и массой m2 = 400 г скреплены под прямым углом. Определить моменты инерции J системы стержней относительно оси OO', проходящей через конец стержня AB параллельно стержню CD.

Ответ: J = 0, 112 кг*м**2; Рисунок: 3.9.

6. До какой температуры охладится воздух, находящийся при температуре 0Град. С, если он расширяется адиабатически от объема V1 до объема V2=2V1?

Ответ: Т=207 К=-66 С Рисунок: Нет

7. Период собственных колебаний пружинного маятника 0,55 с. В вязкой среде период того же маятника стал равным 0,56 с. Определить резонансную частоту колебаний.

Ответ: 1,75 с** - 1. Рисунок: нет.

8. Ареометр массой 50 г, имеющий трубку диаметром 1 см, плавает в воде. Ареометр немного погрузили в воду и затем предоставили самому себе, в результате чего он стал совершать гармонические колебания. Найти период этих колебаний.

Ответ: 1,6 с. Рисунок: нет.

9. Точечный заряд Q=40 нКл находится на расстоянии а=30 см от бесконечной проводящей плоскости. Какова напряженность Е электрического поля в точке А.

Ответ: 750 Кв /м Рисунок 14.12

10. Определить напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом Q = 10 нКл на расстоянии 10 см от него. Диэлектрик - масло.

Ответ: 4,09 кВ/м. Рисунок: нет.

11. Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечно длинной нитью. Двигаясь под действием этого поля от точки, находящейся на расстоянии r1=1 см от нити, до точки r=4 см, АЛЬФА-частица изменила свою скорость от v1=2*10**5 м/с до v2=3*10**6 м/с. Найти линейную плотность заряда ТАУ на нити.

Ответ: ТАУ=3.7 мкКл/м. Рисунок: нет

12. Две одноименно заряженные цастицы с зарядами Q1 и Q2 сближаются с большого расстояния. Векторы скоростей V1 и V2 частиц лежат на одной прямой. Определить минимальное расстояние на которое подойдут частицы друг к другу, если их массы равны m1 и m2. Рассмотреть два случая: 1) m1=m2 и 2) m2>>m1.

Ответ: нет. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 7.

1. Нижнее основание железной тумбы, имеющей форму цилиндра диаметром 20 см и высотой 20 см, закреплено неподвижно. На верхнее основание тумбы действует сила 20 кН. Найти: 1) тангенциальное напряжение в материале тумбы; 2) относительно деформации (угол сдвига); 3) смещение верхнего основания тумбы.

Ответ: 1) тау=F/S=637 кПа; 2) гамма=тау/G=8.37 мкрад; 3) x=h гамма=1.68 мкм. Рисунок: 4.9.

2. Вал вращается с частотой n = 2400 мин** (-1). К валу перпендикулярно его длине прикреплен стержень очень малой массы, несущий на концах грузы массой m = 1 кг каждый, находящиеся на расстоянии r = 0,2 м от оси вала. Найти: 1) силу F, растягивающую стержень при вращении вала; 2) момент силы, которая действовала бы на вал, если бы стержень был наклонен под углом 89 град. к оси вала.

Ответ: F = 12,7 кН; М = 86 Н*м. Рисунок: нет.

3. Тонкий прямой стержень длиной l = 1 м прикреплен к горизонтальной оси, проходящей через его конец. Стержень отклонили на угол 60 град. от положения равновесия и отпустили. Определить линейную скорость нижнего конца в момент прохождения через положение равновесия.

Ответ: 3, 84 м/с. Рисунок: нет.

4. В сосуде объемом V=2 л находится масса m1=6 г углекислого газа (СО2) и масса m2 закиси азота (N2O) при температуре t=127C. Найти давление Р смеси в сосуде.

Ответ: Р=415 кПа. Рисунок:нет.

5. Две прямые дороги пересекаются под углом 60 град. От перекрестка по ним удаляются машины: одна со скоростью 60 км/час, другая со скоростью 80 км/час. Определить скорости, с которыми одна машина удаляется от другой. Перекресток машины прошли одновременно.

Ответ: 122 км/час; 72. 2 км/час. Рисунок: нет.

6. В сосуде объемом V=2 л находится масса m=10 г кислорода при давлении Р=90.6 кПа. Найти среднюю квадратичную скорость (V**2)**1/2 молекул газа, число молекул N, находящихся в сосуде, и плотность РО газа.

Ответ: (V**2)**1/2=230 м/с; N=1.9*10**23; PO=5.0 кг/м**3. Рисунок:нет.

7. В сосуде объемом V=0.5 л находится масса m=1 г парообразного йода (I2),при температуре t=1000 C давление в сосуде Рс=93.3 кПа. Найти степень диссоциации (альфа) молекул йода на атомы. Молярная масса молекул йода М=0.254 кг/моль.

Ответ: альфа=0.12. Рисунок:нет.

8. К пружине подвешен груз массой m=10 кг. Зная, что пружина под влиянием силы F=9.8 Н растягивается на l=1.5 см, найти период Т вертикальных колебаний груза.

Ответ: T=0.78 c. Рисунок: нет.

9. Определить силу тока, показываемую амперметром в схеме. Напряжение на зажимах элемента в замкнутой цепи равно 2.1 В; R1=5 Ом, R2=6 Ом и R3=3 Ом. Сопротивлением амперметра пренебречь.

Ответ: I=0.2 А. Рисунок: 25.

10. Тонкое кольцо радиусом 10 см несет равномерно распределенный заряд Q = 0,1 мкКл. На перпендикуляре к плоскости кольца, восставленном из его середины, находится точечный заряд Q1 = 10 нКл. Определить силу, действующую на точечный заряд Q со стороны заряженного кольца, если он удален от центра кольца на: 1) 20 см; 2) 2 м.

Ответ: 1) 0,16 мН;2)2,25 мкН. Рисунок: нет.

11. Калориметр К имеет спираль, сопротивление которой R1= 60 Ом. Спираль R1 включена в цепь, как показано на схеме рис. 38. На сколько градусов нагреются 480 г воды, налитой в калориметр, за 5 мин пропускания тока, если амперметр показывает 6 А? Сопротивление R2=30 Ом. Сопротивление генератора и амперметра и потерями тепла пренебречь.

Ответ: На 36 град. C. Рисунок : N38.

12. В схеме рис. 46 E1=2 В, E2=4 В, E3=6 B, R1=4 Ом, R2=6 Ом, R3=8 Ом. Найти силу тока во всех участках цепи. Сопротивлением элементов пренебречь.

Ответ: I1=0.385 A; I2=0.077 A; I3=0.308 A. Рисунок : N46.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 8.

1. Частица массой m1 = 10**(-24)г имеет кинетическую энергию Т1 = 9 нДж. В результате упругого столкновения с покоящейся частицей массой m2 = 4*10 **(- 24) г она сообщает ей кинетическую энергию Т2 = 5 нДж. Определить угол, на который отклонится частица от своего первоначального направления.

Ответ: 144 град. Рисунок: нет.

2. 6,5 г водорода, находящегося при температуре 27Град. С, расширяется вдвое при р=const за счет притока тепла извне. Найти: 1) работу расширения, 2) изменение внутренней энергии газа, 3) количество теплоты, сообщенное газу.

Ответ: 1)А=8,1 кДж; 2)^W=20,2 кДж 3)Q=28,3 кДж (Q=^W+A) Рисунок: Нет

3. Максимальная скорость точки, совершающей гармонические колебания, равна 10 см/с, максимальное ускорение 100см/с**2. Найти угловую частоту колебаний, их период и амплитуду.

Ответ: 10 с** - 1; 0,628 с; 1 см. Рисунок: нет.

4. В колбе вместимостью 240 см**3 находится газ при температуре Т= 290 К и давлении 50кПа. Определить количество вещества газа и число его молекул.

Ответ: 4.97 ммоль; N=2.99*10**21 молекул. Рисунок: НЕТ.

5. Определить показатель адиабаты частично диссоциировавшего газообразного азота, степень диссоциации которого равна 0,4. Рисунка нет.

Ответ: 1,52. Рисунок: нет.

6. Движение точки по прямой задано уравнением х = А*t+B*t**2, где А=2 м/с, В= - 0. 5м/с**2. Определить среднюю путевую скорость движения точки в интервале времени от t1=1c до t2=3с.

Ответ: 0. 5 м/с Рисунок: нет.

7. Пуля массой 10 г вылетает со скоростью 300 м/с из дула автоматического пистолета, масса затвора которого равна 200 г. Затвор пистолета прижимается к стволу пружиной жесткостью равной 25 кН/м. На какое расстояние отойдет затвор после выстрела? Считать пистолет жестко закрепленным.

Ответ: l=4.25 см. Рисунок: нет.

8. Найти плотность газовой смеси водорода и кислорода, если их массовые доли равны 1/9 и 8/9.Давление смеси равно 100кПа, температура 300 К.

Ответ: 0,481 кг/м**3. Рисунок: нет.

9. В схеме рис. 49 E1=E2=110 В, R1=R2=200 Ом, сопротивление вольтметра 1000 Ом. Найти показания вольтметра. Сопротивлением батарей пренебречь.

Ответ: 100 B. Рисунок : N49.

10. Электроемкость плоского конденсатора равна 111 пФ. Диэлектрик фарфор. Конденсатор зарядили до разности потенциалов 600 В и отключили от источника напряжения. Какую работу нужно совершить, чтобы вынуть диэлектрик из конденсатора? Трение пренебрежительно мало.

Ответ: 80 мкДж. Рисунок: нет.

11. Электрическое поле создано бесконечно длинным равномерно заряженным цилиндром радиусом R=5 см. Определить изменение П потенциальной энергии однозарядного положительного иона при перемещении его из точки 1 в точку 2.

Ответ: П=-229 эВ. Рисунок: 15.8

12. Два шарика массой 0,1 г каждый подвешены в одной точке на нитях длинной 20 см каждая. Получив одинаковый заряд, шарики разошлись так, что нити образовали между собой угол 60 град. Найти заряд каждого шарика.

Ответ: 50,1 нКл. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 9.

1. Математический маятник совершает затухающие колебания с логарифмическим декрементом затухания 0.2. Во сколько раз уменьшится полное ускорение маятника в его крайнем положении за одно колебание?

Ответ: В 1.22 раза Рисунок: нет

2. Колебание дано в виде уравнения X=A sin2 pi ny1 t. где А изменяется со временем по закону А=А0(1+cos2 pi ny2 t). Здесь А0=const. Найти, из каких гармонических колебаний состоит это колебание. Построить график составляющих и результирующего колебаний для А0=4см, ny1=2 Гц, ny2=1Гц. Начертить спектр сложного колебания.

Ответ: Рисунок: нет

3. На спортивных состязаниях в Ленинграде спортсмен толкнул ядро на расстояние l1=16.2 м. На какое расстояние l2 полетит такое же ядро в Ташкенте при том же угле наклона ее к горизонту? Ускорение свободного падения в Ленинграде q1=9.819 м/с**2, в Ташкенте q2=9.801 м/с**2.

Ответ: l2=16.23 м. Рисунок:нет

4. Грузик, подвязанный к нити длиной 1 м, описывает окружность в горизонтальной плоскости. Определить период T обращения, если нить отклонена на угол 60 град. от вертикали.

Ответ: 1,42 с. Рисунок: нет.

5. Какое число частиц N находится в массе m=10**(-7) моль кислорода, степень диссоциации которого альфа=0,5 ?

Ответ: N=4.5*10**23. Рисунок:нет.

6. Найти наибольшую величину прогиба рессоры от груза, положенного на ее середину, если статический прогиб рессоры от того же груза х0=2 см. Сила тяжести груза равна Р. Каков будет наибольший начальный прогиб, если на середину рессоры падает тот же груз с высоты h=1 м без начальной скорости?

Ответ: 1) если h=0, то х=2*х0=4 см; 2) если h=100 см, то х=22.1 см. Рисунок: нет.

7. 2.141. Принимая ускорение силы тяжести у поверхности Земли равным g=980 см/сек**2, и, пользуясь данными табл., составить таблицу значений первой и второй космических скоростей (в км/сек) у поверхности планет солнечной системы.

Ответ: Рисунок: нет.

8. Какова будет скорость ракеты на высоте, равной радиусу Земли, если ракета пущена с Земли с начальной скоростью 10 км/с? Сопротивление воздуха не учитывать. Радиус Земли и ускорение свободного падения на её поверхности считать известными.

Ответ: V=(V0*2-g*R)**0,5=6,12 км/с. Рисунок: нет.

9. Расстояние между двумя точечными зарядами Q1 = + 8 нКл и Q2 = - 5,3 нКл равно 40 см. Вычислить напряженность поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд будет положительным?

Ответ: 2,99 кВ/м;607 В/м. Рисунок: нет.

10. Определить падение потенциала в сопротивлениях R1, R2 и R3, если амперметр показывает 3 А, R1=4 Ом, R2=2 Ом и R3=4 Ом. Найти I2 и I3 - силу тока в сопротивлениях R2 и R3.

Ответ: U1=12 В; U2=U3=4 В; I2=2А; I3=1 А. Рисунок: 19.

11. В схеме рис.37 E-батарея с ЭДС 120 В, АВ - потенциометр, сопротивление которого 120 Ом, и М - электрическая лампочка. Сопротивление лампочки меняется при нагревании от 30 до 300 Ом. Насколько меняется при этом разность потенциалов на концах лампочки, если подвижный контакт С стоит на середине потенциометра? Насколько меняется при этом мощность, потребляемая лампой?

Ответ: Разность потенциалов на концах лампочки меняется от 30 до 54,5 В. Мощность, потребляемая лампочкой, меняется при этом от 30 до 9.9 Вт. Рисунок : N37.

12. Электрон влетел в плоский конденсатор, имея скорость 10 Мм/с, направленную параллельно пластинам. В момент вылета из конденсатора направление скорости электрона составляло угол 35 град. с первоначальным направлением скорости. Определить разность потенциалов между пластинами (поле считать однородным), если длина пластин равна 10 см и расстояние между ними равно 2 см.

Ответ: 79,6 В. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 10.

1. Найти момент инерции и момент количества движения земного шара относительно оси вращения.

Ответ: 1)9.7*10**37кг*m**2; 2) 7*10**(-33)кг*m**2/сек. Рисунок: нет.

2. Маховик начал вращаться равноускоренно и за промежуток времени 10с. достиг частоты вращения n=300мин** (-1). Определить угловое ускорение маховика и число оборотов, которое он сделал за это время.

Ответ: 25; 3. 14рад/с**2 Рисунок: нет.

3. Определить моменты инерции Jx, Jy, Jz трехатомных молекул типа AB2 относительно осей x, y, z проходящих через центр инерции C молекулы (ось z перпендикулярна плоскости xy).Межъядерное расстояние AB обозначено d, валентный угол а. Вычисления выполнить для следующих молекул: 1) H2O (d = 0, 097 нм, а = 104 30'); 2) SO2 (d = 0, 145 нм, а = 124 ).

Ответ: 1) Jx = 0, 607*10**-47 кг*м**2, Jy = 1, 14*10**-47 кг*м**2, Jz = 1, 75*10**-47 кг*м**2; 2) Jx = 1, 23*10**-46 кг*м**2, Jy = 8, 71*10**-46 кг*м**2, Jz = 9, 94*10**-46 кг*м**2; Рисунок: 3.8.

4. Планета Марс имеет два спутника - Фобос и Деймос. Первый находится на расстоянии R1=9500 км от центра Марса, второй - на расстоянии R2=24000 км. Найти периоды обращения этих спутников вокруг Марса.

Ответ: T1=7.8ч T2=31.2ч Рисунок: нет.

5. На какую высоту над поверхностью Земли поднимется ракета, пущенная вертикально вверх, если начальная скорость ракеты равна первой космической скорости?

Ответ: h=R. Рисунок: нет.

6. Диск радиусом 10см, находившийся в состоянии покоя, начал вращаться с постоянным угловым ускорением 0. 5рад. /с**2. Найти тангенциальное, нормальное и полное ускорения точек на окружности диска в конце второй секунды после начала вращения.

Ответ: 5см/с**2; 10см/с**2; 11см/с**2 Рисунок: нет.

7. Точка совершает колебания с амплитудой А = 4 см и периодом Т=2 с. Написать уравнение этих колебаний, считая, что момент времени равным 0 смещения х(0)=0 и*(0)<0.Определить фазу для двух моментов времени: 1)когда смещение х=1см и х>0; 2)когда скорость х= - 6 см/с и*<0.

Ответ: 1)5п/3 рад; 2) 0,842 п рад. Рисунок: нет.

8. В цилиндре под поршнем находится водород массой 0,02 кг при температуре 300 К. Водород сначала расширился адиабатно, увеличив свой объем в пять раз, а затем был сжат изотермически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти температуру в конце адиабатного расширения и полную работу, совершенную газом. Рисунка нет.

Ответ: 157 К; - 21 кДж. Рисунок: нет.

9. В цепь включены параллельно медная и стальная проволоки равной длины и диаметра. Найти: 1) отношение количества теплоты, выделяющегося в этих проволоках, 2) отношение падений напряжений на этих проволоках.

Ответ: 1) Qм/Qs=5.9 ; 2) Uм/Uc=1. Рисунок : нет.

10. Вычислить энергию электростатического поля металлического шара, которому сообщен заряд 100 нКл, если диаметр шара равен 20 см.

Ответ: 450 мкДж. Рисунок: нет.

11. Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС каждого элемента равна 1,2 В, внутренОм. Амперметр показал силу тока, равную 0,5А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления r1 и r2 первого и второго источников тока.

Ответ: 2,9 Ом, 4,5 Ом. Рисунок: нет.

12. Элемент с э. д.с. 2 В имеет внутреннее сопротивление 0.5 Ом. Определить падение потенциала внутри элемента при силе тока в цепи 0.25 А. Найти внешнее сопротивление цепи при этих условиях.

Ответ: U=0.125 В; R=7.5 Ом. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 11.

1. Какой продолжительности должны были бы быть сутки на Земле, чтобы тела на экваторе не имели веса?

Ответ: 1 ч 25 мин. Рисунок: нет.

2. На барабан радиусом R=0,5 м намотан шнур, к концу которого привязан груз Р1=10 кГ. Найти момент инерции барабана, если известно, что груз опускается с ускорением а=2,04 м/сек**2

Ответ: J=9.5кг*m**2. Рисунок: нет.

3. Смесь гелия и аргона находится при температуре 1.2кК. Nпределить среднюю квадратичную скорость и среднюю кинетическую энергию атомов гелия и аргона.

Ответ: Гелий: 2.73км/с и 2.48*10**-20Дж; аргон: 864м/с и 2.48*10**-20Дж. Рисунок: НЕТ.

4. В баллистический маятник массой М = 5 кг попала пуля массой m = 10 гр и застряла в нем. Найти скорость v пули если маятник, отклонившись после удара, поднялся на высоту h = 10 см.

Ответ: v = 701 м/с. Рисунок: нет.

5. К стальной проволоке радиусом в 1 мм подвешен груз в 981 Н. На какой наибольший угол можно отклонить проволоку с грузом, чтобы она не разорвалась при прохождении этим грузом положения равновесия?

Ответ: 75 град 30 мин Рисунок: нет

6. Шар массой m1 = 6 кг налетает на другой покоящийся шар массой m2 = 4 кг. Импульс первого шара равен 5 кг*м/с. Удар шаров прямой, неупругий. Определить непосредственно после удара: 1)импульсы первого и второго шаров; 2)изменение импульса первого шара; 3)кинетические энергии первого и второго шаров; 4)изменение кинетической энергии первого шара; 5)долю кинетической энергии, переданной первым шаром второму и долю кинетической энергии, оставшейся у первого шара; 6)изменение внутренней энергии шаров; 7)долю кинетической энергии первого шара, перешедшей во внутреннюю энергию шаров.

Ответ: 1)3 кг*м/c, 2 кг*м/с; 2) - 2 кг*м/с; 3) 0,75 Дж, 0,5 Дж;4) 1,33 Дж; 5) 0,24, 0,36; 6) 0,833 Дж; 7) 0,4. Рисунок: нет.

7. Маховик в виде диска массой 80 кг и радиусом 30 см находится в a. ab. o-(( покоя. Какую работу А1 нужно совершить, чтобы сообщить маховику частоту равную 10 с**(-1)? Какую работу А2 пришлось бы совершить, если бы при той же массе диск имел меньшую толщину, но вдвое больше радиус?

Ответ: А1 = 7,11 кДж ; А2 = 28,4 кДж. Рисунок: нет.

8. Тело совершает вынужденные колебания в среде с коэффициентом сопротивления равным 1г/с. Считая затухание малым, определить амплитудное значение вынуждающей силы, если резонансная амплитуда 0,5 см и частота собственных колебаний 10 Гц.

Ответ: 0,314 мН. Рисунок: нет.

9. Найти объемную плотность энергии электрического поля в точке, находящейся: 1) на расстоянии 2 см от поверхности заряженного шара радиусом 1 см, 2) вблизи бесконечно протяженной заряженной плоскости, 3) на расстоянии 2 см от бесконечно длинной заряженной нити. Поверхностная плотность заряда на шаре и плоскости равна 1.67*10-7 Кл/м. Для всех трех случаев диэлектрическую проницаемость среды взять равной 2.

Ответ: 1) W0=9.7*10**-2 Дж/м**3; 2) W0=1.97 Дж/м**3; 3) W0=0.05 Дж/м**3. Рисунок:нет.

10. Сплошной шар из диэлектрика (<эпсилон>=3) радиусом R= 10 см заряжен с объемной плотностью <ро>=50 нКл/м**3. Напряженность Напряженность электрического поля внутри и на поверхности такого шара выражается формулой E=(<ро>*r)/(3*<эпсилон>0*<эпсилон>), где r - расстояние от центра шара до точки, в которой вычисляется напряженность поля. Вычислить разность потенциалов между центром шара и точками, лежащими на его поверхности.

Ответ: 3,14 В. Рисунок: нет.

11. Прямой металлический стержень диаметром 5 см и длиной 4 м несет равномерно распределенный по его поверхности заряд 500 нКл. Определить напряженность поля в точке, находящейся против середины стержня на расстоянии а = 1 см от его поверхности.

Ответ: 64,3 кВ/м. Рисунок: нет.

12. Напряженность однородного электрического поля в некоторой точке равна 600 В/м. Вычислить разность потенциалов между этой точкой и другой, лежащей на прямой, составляющей угол 60 град с направлением вектора напряженности. Расстояние между точками равно 2мм.

Ответ: 0,6 В. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 12.

1. Точка двигалась в течение 15 с. со скоростью 5м/с, в течение 10 с. со скоростью 8 м/с и в течение 6 с. со скоростью 20 м/с. Определить среднюю путевую скорость точки.

Ответ: 8, 87м/с Рисунок: нет.

2. Найти длину свинцовой проволоки, которая, будучи подвешена вертикально, начинает рваться под действием собственной силы тяжести.

Ответ: l=180 м Рисунок: нет

3. Шар диаметром D=30 см плавает в воде. Какую работу надо совершить, чтобы погрузить шар в воду еще на h=5см глубже? Плотность материала шара р=500кг/м**3.

Ответ: А=0.84Дж. Рисунок: нет.

4. Найти внутреннюю энергию U двухатомного газа, находящегося в со суде объемом V=2 л под давлением Р=150 кПа.

Ответ: U=750 Дж. Рисунок:нет.

5. В воздухе содержится 23.6 % кислорода и 76.4 % азота (по массе) при давлении Р=100 кПа и температуре t=13 C. Найти плотность РО воздуха и парциональные давления Р1 и Р2 кислорода и азота.

Ответ: РО=1.2 кг/m**3; P1=21 кПа; P2=79 кПа. Рисунок:нет.

6. В момент взрыва атомной бомбы развивается температура Т=10**7К. Считая, что при такой температуре все молекулы полностью диссоциированы на атомы, а атомы ионизированы, найти среднюю квадратичную скорость (V**2)**1/2 иона водорода.

Ответ: (V**2)**1/2=5*10**5 м/с. Рисунок:нет.

7. Амплитуда затухающих колебаний математического маятника за 1 мин. уменьшилась вдвое. Во сколько раз она уменьшится за 3 мин?

Ответ: В 8 раз. Рисунок: нет

8. Конькобежец массой 70 кг, стоя на коньках на льду, бросает в горизонтальном направлении камень массой 3 кг со скоростью 8 м/с. Найти, на какое расстояние откатится при этом конькобежец, если известно, что коэффициент трения коньков о лед равен 0.02.

Ответ: s=0.3 м. Рисунок: нет.

9. Электрон влетел в пространство между пластинами плоского конденсатора со скоростью 10 Мм/с, направленной параллельно пластинам. На сколько приблизится электрон к положительно заряженной пластине за время движения внутри конденсатора (поле считать однородным), если расстояние между пластинами равно 16 мм, разность потенциалов 30 В и длина пластин равна 6 см?

Ответ: 5,9 мм. Рисунок: нет.

10. В схеме рис. 44 E1=30 В, E2=5 В, R2=10 Ом, R3=20 Ом. Через амперметр идет ток 1 А, направленный от R3 к R1. Найти сопротивление R1. Сопротивлением батареи и амперметра можно пренебречь.

Ответ: R1=20 Ом. Рисунок : N44.

11. Полусфера несет заряд, равномерно распределенный с поверхностной плотностью 1нКл/м**2. Найти напряженность электрического поля в геометрическом центре полусферы.

Ответ: 28,3 В/м. Рисунок: нет.

12. Найти сопротивление железного стержня диаметром 1 см, если масса этого стержня 1 кг.

Ответ: R=0.0018 Ом. Рисунок:нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 13.

1. Трамвай, трогаясь с места, движется с постоянным ускорением а=0.5 м/с**2.Через t=12 с после начала движения мотор трамвая выключается, и он движется до остановки равнозамедленно. На всем пути движения трамвая коэффициент трения равен k=0.01.Найти:1) наибольшую скорость движения трамвая,2) общую продолжительность движения,3) отрицательное ускорение движения трамвая при равнозамедленном движении,4) общее расстояние, пройденное трамваем,

Ответ: 1)V(max)=21.6 км/ч; 2)t=73 с; 3)a=-0.098м/с**2; 4)S=218 м. Рисунок: нет.

2. Найти изменение S энтропии при превращении массы m=10 г льда (t=-20 град. С) в пар (tp=100град. С).

Ответ: дельтаS=88 Дж/К Рисунок: нет

3. Метеорит падает на Солнце с очень большого расстояния, которое практически можно считать бесконечно большим. Начальная скорость метеорита пренебрежимо мала. Какую скорость будет иметь метеорит в момент, когда его расстояние от Солнца равно среднему расстоянию Земли от Солнца?

Ответ: V=(2*G*M*R)**0,5. Рисунок: нет.

4. Во сколько раз кинетическая энергия искусственного спутника Земли, движущегося по круговой траектории, меньше его гравитационной потенциальной энергии?

Ответ: В 2 раза. Рисунок: нет.

5. Мотоциклист едет по горизонтальной дороге. Какую наименьшую скорость v он должен развить, чтобы выключив мотор, проехать по треку, имеющему форму "мертвой петли" радиусом R = 4м? Трением и сопротивлением воздуха пренебречь.

Ответ: 14 м/с. Рисунок: нет.

6. Найти отношение удельных теплоемкостей Ср/Сv для кислорода.

Ответ: Ср/Сv=1.4. Рисунок:нет.

7. Кислород, занимавший объем 1 л под давлением 1,2 МПа, адиабатно расширился до объема 10 л. Определить работу расширения газа.

Ответ: 1,81 кДж. Рисунок: нет.

8. Однородный шарик подвешен на нити, длина которой равна радиусу шарика. Во сколько раз период малых колебаний этого маятника больше периода малых колебаний математического маятника с таким же расстоянием от точки подвеса до центра тяжести?

Ответ: В 1.05 раз. Рисунок: не

9. Имеется предназначенный для измерения разности потенциалов до 30 В вольтметр сопротивлением 2000 Ом, шкала которого разделена на 150 делений. 1) Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим вольтметром можно было измерять разности потенциалов до 75 В? 2) Как при этом изменится цена деления вольтметра?

Ответ: 1) Последовательно с вольтметром подключается сопротивление R=3000 Ом; 2) цена деления вольтметра изменится и вместо 0.2 В станет равной 0.5 В. Рисунок : нет.

10. Три одинаковых заряда 1 нКл каждый расположены по вершинам равностороннего треугольника. Какой отрицательный заряд Q1 нужно поместить в центре треугольника, чтобы его притяжение уравновесило силы взаимного отталкивания зарядов? Будет ли это равновесие устойчивым?

Ответ: - 0,577 нКл; не будет устойчивым. Рисунок: нет.

11. Найти энергию уединенной сферы радиусом 4 см, заряженной до потенциала 500 В.

Ответ: 0.55 мкДж. Рисунок: нет.

12. Расстояние между двумя длинными тонкими проволоками, расположенными параллельно друг другу, равно 16 см. Проволоки равномерно заряжены разноименными зарядами с линейной плотностью 150 мкКл/м. Какова напряженность поля в точке, удаленной на 10 см как от первой, так и от второй проволоки?

Ответ: 43,2 МВ/м. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 14.

1. Определить амплитуду А и начальную фазу фи результирующего колебания, возникающего при сложении двух колебаний одинаковых направления и периода: x1=A1sinW*t и x2=A2sinW(t+т), где А1=А2=1см; W=pi c**(-1); т=0.5 c. Найти уравнение результирующего колебания.

Ответ: A=1.41 см; pi/4 рад; A=*cos(W*t+фи), где W=pi c**-1. Рисунок: нет.

2. В первом приближении можно считать, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите с линейной скоростью V. Найти угловую скорость w вращения электрона вокруг ядра и его нормальное ускорение а. Считать радиус орбиты r=0.5*10**(-10) м и линейную скорость электрона на этой орбите V=2.2*10**6 м/с.

Ответ: w=4.4*10**16 рад/с; аn=9.7*10**22 м/с**2. Рисунок:нет

3. Найти численное значение первой и второй космических скоростей для Луны

Ответ: v1=1.7км/сек, v2=2.4км/сек. Рисунок: нет.

4. Водяной пар расширяется при постоянном давлении. Определить работу расширения, если пару передано количество теплоты 4 кДж.

Ответ: 1 кДж. Рисунок: нет.

5. В одном диске массой m = 1 кг и радиусом r = 30 см вырезано круглое отверстие диаметром d = 20 см, центр которого находится на расстоянии l =15 см от оси диска. Найти момент инерции J полученного тела относительно оси, проходящей перпендикулярно /+.a*.ab( диска через его центр.

Ответ: J = 4, 19*10**-2 кг*м**2. Рисунок: 3.12.

6. Автомобиль массой 5 т движется со скоростью 10 м/с по выпуклому мосту. Определить силу F давления автомобиля на мост в его верхней части, если, радиус R кривизны моста равен 50 м.

Ответ: 39 кН. Рисунок: нет.

7. Написать для четырех случаев, представленных на рисунке 1. 9: 1)Кинематическое уравнение движения х=f1(t) и y=f2(t); 2)Уравнение траектории y=fi(x). На каждой позиции рисунка - а, б, в, г - изображены координатные оси, указаны начальное положение точки А, ее начальная скорость vо и ускорение g.

Ответ: Рис. 1. 9.

8. При изотермическом расширении 2 м**3 газа давление его меняется от P1=0,5-МПа до P2=0,4 МПа. Найти совершенную при этом работу.

Ответ: А=223 кДж. Рисунок: Нет

9. Требуется найти напряженность Е электрического поля в точке А расположенной на расстоянии а=5см от заряженного диска по нормали к его центру. При каком предельном радиусе R диска поле в точке А не будет отличаться более чем на 2% от поля бесконечно протяженной плоскости? Какова напряженность Е поля в точке А если радиус диска R=10а? Во сколько раз найденная напряженность в этой точке меньше напряженности поля бесконечно протяженной плоскости?

Ответ: R=2.5м E=113кВ/м 1.1раза Рисунок: нет.

10. По тонкому кольцу радиусом 10 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью 1 нКл/м. В центре кольца находится заряд Q = 0,4 мкКл. Определить силу, растягивающую кольцо. Взаимодействием зарядов кольца пренебречь.

Ответ: 35 мкН. Рисунок: нет.

11. На расстоянии а = 10 см от бесконечной проводящей плоскости находится точечный заряд 20 нКл. Вычислить напряженность электрического поля в точке, удаленной от плоскости на расстояние а и от заряда Q на расстояние 2а.

Ответ: 3,32 кВ/м. Рисунок: нет.

12. Два металлических шарика, первый с зарядом 10-8 Кл и радиусом 3см и второй с радиусом 2 см и потенциалом 9000 В, соединены проволочкой, емкостью которой можно пренебречь. Найти: 1)потенциал первого шарика до разряда,2) заряд второго шарика до разряда,3) энергию каждого шарика до разряда,4)заряд и потенциал второго шарика после разряда,6) энергию соединенных проводником шариков, 7) работу разряда.

Ответ: 1) U'1=3 кВ; 2) q2=2*10**-8 Кл; 3) W'1=1.5*10**-5 Дж и W'2=9*10**-5 Дж; 4) q''1=1.8*10**-8 Кл и U''1=5.4 кВ; 5) q''2=1.2*10**-8 Кл и U''2=5.4 кВ; 6) W=8.1*10**-5 Дж 7) A=2.4*10**-5 Дж. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 15.

1. В сосуде под поршнем находится 1 г азота. 1) Какое количество теплоты надо затратить, чтобы нагреть азот на 10Град. С? 2) На сколько при этом поднимается поршень? Масса поршня 1 кг, площадь его поперечного сечения 10 см*. Давление азота над поршнем 100 кПа.

Ответ: 1) Q=10,4 кДж; 2)^h=2,8 см. Рисунок: Нет

2. Пружина жесткостью 100 кН/м была растянута на 4 см. Уменьшая приложенную силу, пружине дают возможность вернуться в первоначальное состояние (нерастянутое). Затем сжимают пружину на 6 см. Определить работу, совершенную при этом внешней силой.

Ответ: 100 Дж. Рисунок: нет.

3. Найти внутреннюю энергию U массы m=20 г кислорода при температуре t=10 С. Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения молекул и какая часть на долю вращательного движения?

Ответ: U=3.7 кДж, Uпост=2.2 кДж и Uвр=1.5 кДж. Рисунок:нет.

4. Определить степень диссоциации газообразного хлора, если показатель адиабаты такого частично диссоциировавшего газа равен 1,55.

Ответ: 0,517. Рисунок: нет.

5. Найти массу m0 атома: а) водорода; б) гелия.

Ответ: а) m0=1.67*10**(-27) кг; б) m0=6.65*10**(-27) кг. Рисунок:нет.

6. Гирька привязана к резиновому шнуру длиной L0, описывает в горизонтальной плоскости окружность. Сила тяжести гирьки P=0.5 кгс. Скорость вращения гирьки соответствует частоте N=2 об/сек. Угол отклонения резинового шнура от вертикали альфа=30 град. Найти длину L0 нерастянутого резинового шнура. Для растяжения шнура на Х1=1 см требуется сила F1=6.0 H.

Ответ: l=7.25 см; l0=6.3 см. Рисунок: нет.

7. Два медных шарика диаметрами d1=4 см и d2=6см находятся в соприкосновении друг с другом. Найти гравитационную потенциальную энергию этой системы.

Ответ: W=-3.8*10**(-10)Дж. Рисунок: нет.

8. Через какое время от начала движения точка, совершающая гармоническое колебание, сместится от положения равновесия на половину амплитуды? Период колебаний Т=24 c, начальная фаза фи=0.

Ответ: t=2 с. Рисунок: нет.

9. Три источника тока с ЭДС Е1=11 В, Е2=4 В, Е3=6 В и три реостата с сопротивлениями R1=5 Ом, R2=10 Ом, R3=2 Ом соединены как показано на рис.19.10. Определить силы токов I в реостатах. Внутреннее сопротивление источников тока пренебрежительно мало.

Ответ: 0.8 А; 0.3 А; 0.5 А Рисунок: 19.10.

10. Какая из схем, изображенных на рис.19.5 а, б более пригодна для измерения больших сопротивлений и какая - для измерения малых сопротивлений? Вычислить погрешность, допускаемую, при измерении с помощью этих схем сопротивлений R1=1 кОм и R2=10 Ом. Принять сопротивления вольтметра Rв и амперметра соответственно равными 5 кОм и 2 кОм.

Ответ: Для схемы а) 16,7%; 0,2%. Для схемы б)0,2%; 20%. Рисунок: 19.5 а, б

11. Тонкий очень длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью заряда, равной 10 мкКл/м. На перпендикуляре к оси стержня, восставленном из конца его, находится точечный заряд Q = 10 нКл. Расстояние а заряда от конца стержня равно 20 см. Найти силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заряда.

Ответ: 6,37 мН. Рисунок: нет.

12. Металлический шарик диаметром 2 см заряжен отрицательно до потенциала 150 В. Сколько электронов находится на поверхности шарика?

Ответ: 1,04*10**9. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 16.

1. Материальная точка массой m=50г совершает колебания, уравнение которых имеет вид X=A*cos(W*t), где A=10см, W=5c**(-1). Найти силу F, действующую на точку, в двух случаях: 1)в момент, когда фаза W*t=pi/3; 2)в положении наибольшего смещения точки.

Ответ: 1)-62.5 мН; 2)-125 мН. Рисунок: нет.

2. Написать кинематическое уравнение движения x=f(t) точки для четырех случаев, представленных на рисунке 1.6. На каждой позиции рисунка - а, б, в, г - изображена координатная ось Ox, указаны начальные положение xо и скорость vо материальной точки А, а также ее ускорение a.

Ответ: Рис. 1. 6.

3. Камень брошен с вышки в горизонтальном направлении с начальной скоростью 30м/с. Определить скорость, тангенциальное и нормальное ускорения камня в конце второй секунды после начала движения.

Ответ: 3. 58м/с; 5. 37м/с**2; 8. 22м/с**2. Рисунок: нет.

4. Движение материальной точки задано уравнением r(t)=A*(i*соs*w*t+j*sin*w*t), где А=0. 5м, w=5рад/с. Начертить траекторию точки. Определить модуль скорости и модуль нормального ускорения.

Ответ: 2. 5м/с; 12. 5м/с**2 Рисунок: нет.

5. По окружности радиусом 5м равномерно движется материальная точка со скоростью 5м/с. Построить графики зависимости длины пути и модуля перемещения от времени. В момент времени, принятый за начальный (t=0), s(0)и [r(0)] считать равным нулю.

Ответ: Рисунок: нет.

6. Радиус малой планеты равен 250 км, средняя плотность 3 г/см**3. Определить ускорение свободного падения на поверхности планеты.

Ответ: g=4/3*pi*ro*G*R=0,21 м/с**2. Рисунок: нет.

7. Уравнение движения точки дано в виде x=sin(Пи*t/6). Найти моменты времени t, в которые достигаются максимальная скорость и ускорение.

Ответ: t1=0,6,12 с.; t2=3,9,15 с. Рисунок: нет.

8. Якорь мотора вращается с частотой n = 1500 мин**(-1). Определить вращающий момент, если мотор развивает мощность N = 500 Вт.

Ответ: 3, 18 Н*м. Рисунок: нет.

9. Заряженный шар А радиусом 2 см приводится в соприкосновение с незаряженным шаром В, радиус которого 3 см. После того как шары разъединили, энергия шара В оказалась равной 0.4 Дж. Какой заряд был на шаре А до их соприкосновения?

Ответ: g=2.7*10**-6 Кл. Рисунок:нет.

10. Бесконечная плоскость заряжена отрицательно с поверхностной плотностью 35,4 нКл/м**2. По направлению силовой линии поля, созданного плоскостью, летит электрон. Определить минимальное расстояние, на которое может подойти к плоскости электрон, если на расстоянии 5 см он имел кинетическую энергию 80 эВ.

Ответ: 1 см. Рисунок: нет.

11. Сила тока I в проводнике меняется со временем t по уравнению i=4+2t, I выражено в амперах и t - в секундах.1)Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника за время от t1=2 с до t2=6 с? 2)При какой силе постоянного тока через поперечное сечение проводника за это же время проходит такое же количество электричества?

Ответ: 1) g=48 Кл; 2) I=12 А. Рисунок:нет.

12. Найти потенциал ФИ точки поля, находящейся на расстоянии r=10 см от центра заряженного шара радиусом R=1 см. Задачу решить, если: а) задана поверхностная плотность заряда на шаре СИГМА=0.1 мкКл/м**2; б) задан потенциал шара ФИ(0)=300 В.

Ответ: a) ФИ=11.3 В; б) ФИ=30 В. Рисунок: нет


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 17.

1. 10 г кислорода находятся под давлением 3 атм при температуре 10 С. После расширения впоследствии нагревания при постоянном давлении кислород занял объём 10 л. Найти:1)объём газа до расширения, 2)температуру газа после расширения,3)плотность газа до расширения,4)плотность газа после расширения.

Ответ: 1)V1=2.4*10**-3 м**3, 2)T2=1170 K, 3)p1=4.14 кг/м**3, 4)p2=1 кг/м**3. Рисунок: нет.

2. Пистолетная пуля пробила два вертикально закрепленных листа бумаги, расстояния между которыми равно 30м. Пробоина во втором листе оказалась на 10 см. ниже, чем в первом. Определить скорость пули, если к первому она подлетела, двигаясь горизонтально. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ответ: 210м/с. Рисунок: нет.

3. Нейтрон (массой m0) ударяется о неподвижное ядро атома углерода (m=12m0). Считать удар центральным и упругим, найти во сколько раз уменьшится кинетическая энергия нейтрона при ударе.

Ответ: В 1.4 раза. Рисунок: нет.

4. Амплитуда гармонических колебаний 50 мм, период 4 с и начальная фаза Пи/4. 1)Написать уравнение этого колебания. 2)Найти смещение колеблющейся точки от положения равновесия при t=0 и t=1.5 c. 3)Начертить график этого движения.

Ответ: x=50*sin((пи/2)*t+(пи/4)) мм; x1=35.2 мм, x2=0 Рисунок: нет. Рисунок: нет.

5. Двигатель внутреннего сгорания Дизеля имеет степень адиабатического сжатия, равную 16, и степень адиабатического расширения, равную 6,4. Какую минимальную массу нефти потребляет двигатель в час, если мощность двигал. с., показатель политропы 1,3 и удельная теплота сгорания топлива 46 MДж/кг?

Ответ: m=5,9 кг Рисунок: нет

6. 7,5 л кислорода адиабатически сжимаются до объема 1 л, причем в конце сжатия установилось давление 1,6 МПа. Под каким. давлением находился газ до сжатия?

Ответ: р1=95 кПа Рисунок: Нет

7. К потолку трамвайного вагона подвешен на нити шар. Вагон тормозится, и его скорость равномерно изменяется за время дельта t=3 с от v1=18 км/ч до v2=6 км/ч. На какой угол альфа отклонится при этом нить с шаром?

Ответ: альфа=6 град 30 мин. Рисунок: нет.

8. Двухатомный газ, имеющий массу m=1 кг и плотность РО=4 кг/м**3, находится под давлением Р=80 кПа. Найти энергию теплового движения U молекул газа при этих условиях.

Ответ: U=i*m*P/(2*PO)=50 кДж. Рисунок:нет.

9. Электрон, летевший горизонтально со скоростью 1,6 Мм/с, влетел в однородное электрическое поле с напряженностью 90 В/см, направленное вертикально вверх. Какова будет по модулю и направлению скорость электрона через 1 нс?

Ответ: 2,24 Мм/с.; отклонится на 45 град. от первоначального направления. Рисунок: нет.

10. При радиоактивном распаде из ядра атома полония вылетает АЛЬФА - частица со скоростью v=1.6*10**7 м/с. Найти кинетическую энергию Wk АЛЬФА - частицы и разность потенциалов U поля, в котором можно разогнать покоящуюся АЛЬФА- частицу до такой же скорости.

Ответ: Wk=8.5*10**(-13) Дж; U=2.56 МВ. Рисунок: нет

11. По данным кривой рис. 34 построить график зависимости от внешнего сопротивления цепи R следующих величин: 1) КПД данного элемента, 2) полной мощности P1, 3) полезной мощности P2. Кривые построить для значения внешнего сопротивления R, равных: 0, r, 2r, 3r, 4r и 5r, где r - внутреннее сопротивление элемента.

Ответ: Рисунок : N34.

12. Две бесконечно длинные равномерно заряженные тонкие нити (1мкКл/м) скрещены под прямым углом друг к другу. Определить силу их взаимодействия.

Ответ: 56,5 мН. Рисунок: нет.


Расчетно-графическое задание № 1

Группа:

Студент: 18.

1. Мяч, брошенный со скоростью V0=10 м/с под углом альфа=45град. к горизонту, ударяется о стенку, находящуюся на расстоянии l=3 м от места бросания. Когда происходит удар мяча о стенку (при подъеме мяча или при его опускании)? На какой высоте h мяч ударит о стенку (считая от высоты, с которой брошен мяч)? Найти скорость V мяча в момент удара.

Ответ: V=7.6м/c. Рисунок:нет

2. К вертикальной проволоке длиной 5 м и площадью поперечного сечения 2 мм**2 подвешен груз массой 5.1 кг. В результате проволока удлинилась на 0.6 мм. Найти модуль Юнга материала проволоки.

Ответ: E=mgl/(Sx)=208 ГПа. Рисунок: нет.

3. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т1 нагревателя равна 470 К, температура Т2 охладителя = 280 К. При изотермическом расширении газ совершает работу 100 Дж. Определить термический КПД цикла, а также количество теплоты Q 2,которое газ отдает охладителю при изотермическом сжатии.

Ответ: 0,404;59,6 Дж. Рисунок: нет.

4. Найти относительную ошибку, которая получается при вычислении кинетической энергии катящегося шара, если не учитывать вращения шара.

Ответ: S=(W1-W2)/W2=40%. Рисунок: нет.

5. Молярная масса некоторого газа М=0.03 кг/моль, отношение Ср/Сv=1.4. Найти удельные теплоемкости Сv и Ср этого газа.

Ответ: Сv=693 Дж/(кг*К); Cр=970 Дж/(кг*К). Рисунок:нет.

6. Какое количество теплоты Q надо сообщить массе m=12 г кислорода, чтобы нагреть его на (дельтаТ)=50 С при Р=const?

Ответ: Q=545 Дж. Рисунок:нет.

7. Первую половину времени своего движения автомобиль двигался со скоростью V1=80 км/ч, а вторую половину времени - со скоростью V2=40 км/ч. Какова средняя скорость Vср движения автомобиля?

Ответ: Vср=60 км/ч. Рисунок:нет

8. На двух параллельных пружинах одинаковой длины висит стержень, весом которого можно пренебречь. Коэффициенты деформации пружин равны соответственно k1=2 кгс/см и k2=3 кгс/см. Длина стержня равна расстоянию между пружинами L=10 см. В каком месте стержня надо подвесить груз, чтобы стержень оставался горизонтальным?

Ответ: l=6*10**-2 м, т. е. груз надо подвесить на расстоянии 6 см от первой пружины. Рисунок: нет.

9. Соосно с бесконечной прямой равномерно заряженной линией (0,5 мкКл/м) расположено полукольцо с равномерно распределенным зарядом (20 нКл/м). Определить силу взаимодействия нити с полукольцом.

Ответ: 36 мН. Рисунок: нет.

10. Длинный парафиновый цилиндр радиусом 2 см несет заряд, равномерно распределенный по объему с объемной плотностью 10 нКл/м**3. Определить напряженность и смещение электрического поля в точках, находящихся от оси цилиндра на расстоянии: 1) 1см; 2)3 см. Обе точки равноудалены от концов цилиндра.

Ответ: 1) 2,83 В/м; 50 пКл/м**2; 2)7,55 В/м; 66,7 пКл/м**2. Рисунок: нет.

11. Плоская стеклянная пластинка толщиной 2 см заряжена равномерно с объемной плотностью 10 мкКл/м**3. Найти разность потенциалов между точкой, лежащей на поверхности пластины, и точкой, находящейся внутри пластины в ее середине. Считать, что размеры пластины велики по сравнению с ее толщиной.

Ответ: 8,07 В. Рисунок: нет.

12. Найти показания амперметра А в схеме рис. 50, если E1=E2= =1.5 В, r1=r2=0.5 Ом, R1=R2=2 Ом и R3=1 Ом. Сопротивление амперметра 3 Ом.

Ответ: 75 мА. Рисунок : N50.