Практикум по курсу физики (первый семестр) (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО РОССИИ

по связи и информатизации

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики

Т. Ю. ПИНЕГИНА И. В. ГРИЩЕНКО Ю. В. АКУЛОВА

ПРАКТИКУМ по КУРСУ ФИЗИКИ

(первый СЕМЕСТР)

механика

электростатика

законы постоянного тока

электромагнетизм

КОЛЕБАНИЯ

ВОЛНЫ

молекулярная физика

НОВОСИБИРСК

2016

УДК 53(076)

К. ф.–м. н., доцент

Ст. преп.

К. п.н., доцент

ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ ФИЗИКИ (ПЕРВЫЙ СЕМЕСТР)

Аннотация.

Настоящий практикум предназначен для практических занятий первого семестра по курсу физики на всех факультетах. В работе содержатся основные формулы и набор задач для аудиторных и самостоятельных практических занятий по всем темам курса физики, изучаемого в первом семестре по системе бакалавриата для технических ВУЗов.

Кафедра физики

Рисунков 49, список литературы – 7 названий

Рецензент:

Зав. кафедрой физики СГУПС доцент, к. т.н.

Доцент кафедры прикладной и теоретической физики НГТУ

Утверждено редакционным издательским Советом СибГУТИ в качестве

практикума

© Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики, 2016

оглавление

1.1. кинематика.. 4

Тема 1. кинематика поступательного движения.. 4

Ответы к задачам по теме 1 «Кинематика поступательного движения». 7

тема 2. кинематика криволинейного и вращательного движения.. 8

ОТВЕТЫ К задачам по ТЕМЕ 2 «ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ». 10

1.2. динамика.. 11

темА 3. динамика поступательного движения.. 11

Ответы к задачам по теме 3 «динамика поступательного движения». 14

1.3. работа и энергия. законы сохранения.. 15

тема 4. Работа. энергия. законы сохранения.. 15

ответы к задачам по теме 4. «работа. энергия. законы сохранения». 19

2. электродинамика.. 19

2.1. электростатика.. 19

темА 5. характеристика электрического поля системы точечных зарядов.. 19

ответы по теме 5 «характеристика электрического поля системы точечных зарядов» 22

темА 6. характеристика электрического поля пРОТЯЖЕННЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ТЕЛ.. 22

Ответы к задачам по теме 6 «электрическоЕ поле протяженных заряженных тел» 24

темА 7. «РАБОТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ. движение заряженных частиц в электрических полях». 24

ответы к задачам темы 7. «РАБОТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ. движение заряженных частиц в электрических полях». 26

тема 8. электроёмкость. энергия электрических полей.. 26

Ответы к задачам по теме 8. «электроёмкость. энергия электрических полей» 29

2.2. постоянный ток.. 29

ТЕМА 9. законы постоянного тока.. 29

Ответы к задачам по теме 9. «законы постоянного тока». 31

2.3. электромагнетизм... 32

ТЕМА 10. магнитная индукция магнитных полей проводников с током и движущихся зарядов 32

Ответы к задачам по теме 10. «магнитная индукция магнитного поля проводников с током и движущихся зарядов». 33

ТЕМА 11.действие электрических и магнитных полей на движущиеся заряды и проводники с током... 33

Движение заряженных частиц в электрических полях. 33

Действие магнитного поля на проводники с током и движущиеся частицы. 34

Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. 35

Ответы к задачам по теме 11«действие магнитных и электрических полей на заряды и проводников с током». 35

ТЕМА 12.магнитный поток. электромагнитная индукция.. 36

Ответы к задачам по теме 12 «магнитный поток. электромагнитная индукция» 37

3. колебания и волны... 38

тема 13. Собственные незатухающие колебания.. 38

Ответы по теме 12. «Собственные незатухающие колебания». 40

тема 14. затухающие колебания.. 41

Ответы по тема 14. «затухающие колебания». 43

тема 15. сложение колебаний.. 44

ответы к задачам по теме 15. «сложение колебаний». 46

тема 16. упругие волны... 47

ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ ПО ТЕМЕ 16 «ВОЛНЫ». 48

тема 17. электромагнитные волны... 49

4. молекулярная и статистическая физика.. 49

тема 18. термодинамика.. 49

ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ ПО ТЕМЕ 18 «термодинамика». 52

тема 19. распределение максвелла и больцмана.. 52

ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ ПО ТЕМЕ «распределение максвелла и больцмана». 55

приложениЯ.. 56

ФОРМУЛЫ И СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ.. 56

1. механика.. 56

КИНЕМАТИКА.. 56

ДИНАМИКА.. 61

РАБОТА И ЭНЕРГИЯ. 65

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ.. 67

2. электродинамика.. 67

3. колебания и волны... 78

4. молекулярная и статистическая физика.. 85

литература.. 90

1. механика

1.1. кинематика

Тема 1. кинематика поступательного движения

УКАЗАНИЯ:

·  Звёздочкой * отмечены задачи повышенной трудности.

·  Если в задаче отдельно не указано, то ускорение свободного падения для расчетов брать .

1.  Три четверти пути автомобиль прошел со скоростью 60 , остальную часть пути – со скоростью 80 . Определить среднюю путевую скорость.

2.  Тело брошено вертикально вверх со скоростью. Определить, на какой высоте и через сколько времени скорость тела будет в 3 раза меньше, чем в начале подъёма.

3.  При равноускоренном движении тело проходит в первые два равных промежутка времени, по 4 с каждый, расстояния равные 24 м и 64 м. Определить начальную скорость и ускорение движущегося тела.

4.  Тело падает с высоты 2 км без начальной скорости. Определить путь, пройденный телом: 1) за первую секунду движения, 2) за последнюю секунду движения.

5.  Зависимость пройденного телом пути от времени: S=2t ̶ 3t2 + 4t3 , м

Определить: 1) зависимость от времени скорости и ускорения, 2) скорость, ускорение и путь, пройденный телом через 2 с после начала движения.

6.  Начальная координата тела: . Тело двигается с ускорением . Начальная скорость . Определить координаты тела и скорость тела через

7.  Тело двигается из состояния покоя равноускоренно. Определить, во сколько раз путь, пройденный телом за восьмую секунду, больше пути, пройденного за третью секунду.

8.  С крыши здания высотой 16 м через одинаковые промежутки времени падают капли воды, причем, первая ударяется о землю в тот момент, когда пятая отделяется от крыши. Определить расстояния между отдельными каплями в воздухе в момент удара первой капли о Землю.

9.  Два тела свободно падают с разной высоты и достигают земли одновременно. Время падения первого тела 2 с, второго – 1 с. Определить, на какой высоте находилось первое тело, когда второе начало падать, и какова была скорость первого тела в этот момент.

10.  Два тела падают с одной и той же высоты одно вслед за другим через 2 с. Определить, через какое время, считая от начала падения первого тела, расстояние между телами будет равно 30 м.

11.  Мяч, брошенный со скоростью 10 под углом 450 к горизонту, ударяется о вертикальную стенку, находящуюся на расстоянии 3 м от места бросания. Определите модуль и направление скорости мяча после удара. Удар считать абсолютно упругим.

12.  Точка двигается по некоторой траектории согласно закону . Определить время, когда скорость точки приобретёт максимальное значение.

13.  Тело, свободно падая с некоторой высоты, последние 196 м пролетело за 4 с. Определить, сколько времени падало тело и чему равна начальная высота, с которой падало тело.

14.  Радиус-вектор материальной точки изменяется со временем по закону:

= 4t2+ 3t + 2 , м. Определить: 1) зависимость от времени векторов скорости и ускорения, 2) величину скорости через 2 с после начала движения.

15.  Два тела падают с высоты h. Одно тело падает свободно. Другое тело на половине высоты упруго ударяется о площадку, поставленную под углом 450 к горизонту. Сравнить времена падения обоих тел до Земли.