 |
Список использованных источников
|
|
|
|
ЗАДАЧА 3
Найти угловое ускорение В вала зерномолотилки МСА – 1100, если через N=15 оборотов после начала вращения вал достиг скорости, соответствующей частоте вращения n= 30 c-1
Решение:
N=15
n= 30 c-1
e -?
w2-w02=2eф
e= w2-w02/2eф, ф=2πN
w=2πn, e=π*n/N= π(30 c-1)2/15=3.14рад/с2
Задача 13
Спутник обращается вокруг Земли по круговой орбите на высоте h=3200 км. Над поверхностью Земли. Определить линейную скорость спутника.
Решение:
Радиус земли 6370 км
спутник летает на расстоянии 6370+3200=9570 км от центра земли
v = R*sqrt(g/(R+h)). Подставляем величины (радиус и высоту необходимо перевести в метры)
Ускорение свободного падения q=9,80665 м/с²
Скорость спутника = 6370000*sqrt(9.8/(9570000))=6446м/с=6,44 км/с
Задача 23
В закрытом баллоне находится газ при нормальном атмосферном давлении и температуре t=23 C. Каково будет давление газа, если нагреть до температуры t=123 C?
Решение:
Для газа справедливо уравнение состояния идеального газа:
pV = nRT, где p — давление (Па), V — объем (м3), n — число моль газа, R — газовая постоянная (8,31 для размерностей системы СИ), T — температура в Кельвинах.
при нагревании баллона у нас меняется только температура и давление, а число моль постоянно.
n = pV/RT. Приравниваем число моль при разных температурах:
p1V/RT1 = p2V/RT2
V и R сокращаются.
получаем p1/T1 = p2/T2
отсюда p2 = p1T2/T1. Подставляем (Т1 = 23°С = 296К, Т2 = 123°С = 396К, p1 = p(атм) = 101325(норм. атм. давление) Па)
p2 = 101325*396/296 = 133749 Па = 1,33*10^5 Па
Задача 33
Одноатомному газу сообщена теплота Q = 32 Дж. Найти работу А расширения этого газа при постоянном давлении.
Решение:
Так как по условию давление постоянное, то количество тепла, сообщенное газу Q=cpmDT, где cp=i+2R/2u и i=3, так как газ одноатомный.
Тогда cp=5R/2u и Q=(5m/2u)*RDT. Изменение внутренней энергии DW= (3m/2u)*RDT. Из первого закона термодинамики следует, что A=Q-DW=(5m/2u)RDT-(3m/2u)*RDT.
|
|
|
Так как Q==(5m/2u)*RDT, то (m/u)RDT=2Q/5, следовательно работа расширения газа A = 2Q/5 = 12,8 Дж.
Задача 43
Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала d=1 мм на высоту h=20 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения a глицерина. Смачивание считать полным.
Решение:
Дано
d=1мм = 0.001 м
h=20мм= 0.020 м
g=9,8 Н/м (ускорение силы тяжести)
р=1260 кг/м3 (плотность жидкости для глицерина)
а -? коэффициент поверхности натяжения
а=d*h*p*g /4= 0.001*0.020*9,8*1260/4=0.063 Н/м
Задача 53
Пространство между пластинами плоского конденсатора, находящимися на расстоянии d=2 см друг от друга, заполнено парафином. Площадь каждой пластины S = 200 см2. Определить энергию поля конденсатора при разности потенциалов на них ф1 и ф2 = 2 кВ. Относительная диэлектрическая проницаемость парафина е = 2,1.
Решение:
U=2кВ=2000В
S=200см2=0,02м2
d=2 см=0,02м
e (парафина)=2,1
C= 
- емкость конденсатора
Энергия конденсатора - W= 
= 
=2.1*0,02*20002/2*0.02=42 мкДж
Задача 63
На концах проволочного кольца сопротивлением R =5 Ом разность потенциалов U = 3 В. Определить радиус r, если индукция магнитного поля в центре кольца В = 3 мкТл.
Решение:
Cделаем вывод, что кольцо это не замкнутое, то есть имеет начало конец
Сила тока определится по закону Ома:
Индукция магнитного поля в центре кругового тока:
u- Магнитная постоянная равна 12.56 x 10-7 Г/м.
Отсюда R
R= 125.7.
Задача 73
Источник тока замкнули на катушку с индуктивностью L = 0,4 Гн. Определить сопротивление R катушки, если сила тока I в катушке достигает 20% ее максимального значения за время Dt = 0,1 с после замыкания цепи.
Решение:
Дано: L= 0,4 Гн, I= 0,2 I0, t= 0,1 с.
При замыкании цепи сила тока определяется по формуле
, где 
, тогда 
или 
, получаем 
=1,25 или 
.
Искомое сопротивление 
.
Вычисление: 
Ом.
Задача 83
Угол падения луча на поверхность стекла равен 60о. При этом отраженный луч оказался максимально поляризованным. Определить угол преломления луча.
|
|
|
Решение:
Так как отраженный луч максимально поляризован то: i1 = iб – угол Брюстера.
По закону Брюстера:
tg (iб) = n
По закону преломления:
sin (i1) / sin (iб) = n
Выведем sin (i2):
sin (i2) = sin (i1) / n
Так как i1 = iб, а tg (i1) = sin (i1) / cos (i1):
sin (i2) = sin (i1) / sin (i1) / cos (i1)
sin (i2) = cos (i1)
Выведем i2:
i2 = arcsin (cos (i1))
Подставим значение косинуса:
arcsin(cos60)
i2 = arcsin (0,5) = 30 ˚
Задача 93
Источник монохроматического света волны λ = 0,6 мкм движется по направлению к наблюдателю со скоростью 0,1 с. (с – скорость света в вакууме). Определить доплеровское смещение Dλ длины волны, регистрируемое приемником наблюдения.
Решение:
В системе отсчета, связанной с наблюдателем, спектральный прибор зарегистрирует электромагнитное излучение частоты
v=v0 
2/(1+B cosU), где
v0- собственная частота монохроматического излучения источника; B=v/c; U- угол между вектором v и направлением наблюдения, измеренный в системе отсчета, связанной с наблюдением.
Выразим частоты v и v0 через длины волн λ и λ0: v=c/λ и v0=с/λ0 В нашем случае U = π(cosU=-1), перепишем формулу с учетом последних соотношений 1/ λ=1/ λ0 2/1-B. Откуда D λ= λ0 
Подставим В (В=v/c=0.1) и λ0 в выражение и получим 600нм* 
=542Нм
Список использованных источников
1. Грабовский Р. И. Курс физики – СПб.: Лань, 2009.
2. Дмитриева В. Ф. Физика: программа, метод. указания и контрольные задания для вузов/ В. Ф. Дмитриева, В. А. Рябов, В. М. Гладской. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2007.
|
|
|
