физика Сухов.ЭС ЗИК17. Контрольная работа по дисциплине Физика Вариант 7 ИнститутФакультетДепартамент
 Скачать 153.98 Kb.
|
 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный экономический университет» КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Физика» Вариант 7
Екатеринбург 2018 г. 1.17. Стержень длиной 1 м и массой 1 кг может вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через его верхний конец. В другой конец стержня попадает летящая горизонтально пуля массой 5 г и застревает в нем. Найти первоначальную кинетическую энергию пули, если стержень отклонился на 30°.
Решение mv О ℓ О ℓ ω0 С h С α hП Система изолирована относительно внешних моментов относительно оси вращения О. Закон сохранения момента импульса относительно оси О.  (1)слева момент импульса налетающей пули, справа момент импульса сразу после удара системы стержень + пуля (после абсолютно неупругого удара они движутся вместе)  - моменты инерции стержня и пули относительно оси О. - начальная угловая скорость после удара.После удара система находится в потенциальном поле силы тяжести и выполняется закон сохранения механической энергии: начальная кинетическая энергия системы  равна потенциальной П при максимальном угле отклонения α. (2) - высота поднятия центра тяжести стержня, - высота поднятия застрявшей пули. Выражаем из (1) и подставляем (2) (3)Далее выражаем моменты инерции и высоты подъёма (из геометрии) через величины, заданные в условии  подставляем в (3) и производим упрощения  (4)Кинетическая энергия пули до удара  , тогда из (4) проверка размерности  вычисление  ДжОтвет: ЕК = 44,9 Дж 1.37. Идеальная тепловая машина, совершив один цикл Карно, произвела работу 8∙103 Дж, получив от нагревателя 30∙103 Дж тепла. Определить температуру нагревателя, если температура холодильника равна 27°С. Определить изменение энтропии в каждом из процессов и за 1 цикл.
Решение  На рисунке изображён цикл Карно в координатах рV, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. В изотермических процессах 1-2 (сжатие) и 3-4 (расширение) подводится (отводится) теплота и совершается положительная (отрицательная) работа, в адиабатных процессах система теплоизолирована и работа равна изменению внутренней энергии с обратным знаком. КПД цикла определяется по формуле:  (1)Т1– температура нагревателя, Т2– температура холодильника,  - теплота, полученная от нагревателя,А – работа цикла. Из (1) определяем Т1  КВ адиабатных процессах 2-3 и 4-1 Q= 0 и энтропия не изменяется. Нагреватель теплоту отдаёт, его энтропия уменьшается  Дж/Кхолодильник теплоту принимает, его энтропия увеличивается  Дж/К  Теоретически для идеального цикла Карно должно быть  В данном случае некоторое различие вызвано погрешностью приближённых вычислений. Ответ: Т1 = 604 К,  = -73,3 Дж/К,  = 73,3 Дж/К2.7. Два заряда взаимодействуют в вакууме на расстоянии 2,2∙10-2 м с такой же силой, как в трансформаторном масле на расстоянии 1,48 см. Какова диэлектрическая проницаемость трансформаторного масла?
Решение Сила электростатического взаимодействия точечных зарядов определяется законом Кулона. Запишем закон Кулона  (1) – величины зарядов,r – расстояние между ними, k =  - постоянная закона Кулона,  - электрическая постоянная, ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды.Запишем (1) для двух случаев согласно условию задачи и приравняем силы, при этом произведение зарядов и коэффициент сокращаются. Учтём также, что в первом случае ε = 1 (вакуум) Выразим из полученного уравнения искомую величину.  Ответ:  2.37. Имеется моток медной проволоки площадью поперечного сечения 0,1 мм2. Масса всей проволоки - 0,3 кг. Определить сопротивление проволоки. Плотность меди - 8,9∙103 кг/м3.
Решение Согласно определению плотности вещества  (1)  -плотность,m– масса, V – объём.Записываем формулу геометрии для объёма цилиндрического проводника и выражаем его длину.  (2)  - длина s– перечное сечение.Далее применяем формулу для сопротивления линейного проводника и подставляем в неё выражение для объёма из (1) и длины из (2)  (3) Проверяем размерность  Вычисление  ОмОтвет: R = 57,3 Ом 3.7. В однородном горизонтальном магнитном поле находится, в равновесии горизонтальный прямолинейный алюминиевый проводник с током силой 10 А, расположенный перпендикулярно полю. Определить индукцию поля, считая радиус проводника равным 2 мм. Плотность алюминия - 2,7∙103 кг/м3
Решение На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера (FA)  (1)ℓ - длина проводника, I – сила тока. Эта сила уравновешивает силу тяжести mg m– масса, g – ускорение силы тяжести. Выражаем массу проводника через плотность ρ и объём  , тогда (2)Проверка размерности  вычисление  Тл = 33,3 мТлОтвет: В = 33,3 мТл 4.7. На дифракционную решетку, содержащую 600 штрихов на 1 мм, падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,546 мкм. Определить изменение угла отклонения лучей второго дифракционного максимума, если взять решетку со 100 штрихами на 1 мм.
Решение  Дифракционная решётка-это периодическая совокупность прозрачных участков (щелей) и непрозрачных участков стеклянной пластины (щелевая решётка). Постоянная решётки d (период решётки) - расстояние между центрами соседних щелей. Проходя через решётку, свет образует когерентные вторичные источники, излучения которых в результате интерференции усиливаются в определённых направлениях. Эти направления определяются углом φ, входящим в формулу дифракционной решётки:  (1)d =1/n – период решётки, n – число штрихов на единицу длины. m – порядок максимума  λ - длина волны, φ – угол отклонения лучей, образующих максимум с данной длиной волны. Из (1) первая решётка  вторая решётка  изменение угла  Ответ: угол уменьшится на  Список использованных источников 1. Трофимова Т.И. Курс физики. М. Высшая школа 2010. 3. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями. – М.: Высш. шк., 1999. 3. Детлаф А.А., Яворский В.М. Курс физики. М. Высшая школа 2007. 4. Яворский В.М. Детлаф А.А. Справочник по физике. М. физматлит,1996. 5. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Интеграл-Пресс, 1981. |
-?, 
кг/м3,
Ом∙м
