Главная страница
Навигация по странице:

  • ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ по дисциплине «Физика»

  • Физика задачи. Индивидуальное домашнее задание 1 семестр. Механика, молекулярная физика и термодинамика


    Скачать 406.5 Kb.
    НазваниеМеханика, молекулярная физика и термодинамика
    АнкорФизика задачи
    Дата02.02.2021
    Размер406.5 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаИндивидуальное домашнее задание 1 семестр.doc
    ТипДокументы
    #173249

    Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего образования

    «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
    Кафедра физики

    ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

    по дисциплине «Физика»
    «МЕХАНИКА, МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА»


    Выполнил: Митин Алексей Витальевич

    гр. ЗИВТ-201

    Вариант № 13


    Проверил: Постников Денис Васильевич


    Омск - 2020
    3

    Движение материальной точки задано уравнением x=at+bt2+ct3, где

    a=5 м/с, b=0,2 м/с2, с=0,1 м/с3. Определить скорость точки в момент времени t1=2 с, t2=4 с, а также среднюю скорость в интервале времени от t1 до t2.


    Дано:

    х= at+bt2+ct3

    а=5м/с

    b=0,2м/с2

    с=0,1м/с3

    t1=2c

    t2=4 с

    Решение: Дано уравнение движения материальной точки:

    х= at+bt2+ct3

    ʋ(t)= хʹ (t)

    Первая производная даст функцию скорости

    ʋ(t)=а+2bt+3ct2

    Подставив значения t1=2c, t2=4 с, рассчитаем скорости ʋ(t1)=5+2·0,2·2+3·0,1·22=7м/с

    Найти:
    ʋ1-?, ʋ2-?, ʋcр-?

    ʋ(t2)=5+2·0,2·4+3·0,1·42=11,4м/с

    ʋср = х(t2)-х(t1)/( t2-t1)=(29,6-11,6)/(4-2)=9м/с

    ʋср= 9м/с

    Ответ: ʋ(t1)=7м/с, ʋ(t2)=11,4м/с, ʋср= 9м/с

    14

    Однородный стержень длиной 1м и весом 0,5 Н вращается в вер­ти­кальной плоскости вокруг горизонтальной оси, проходящей через середину стержня. С каким угловым ускорением вращается стержень, если вращающий момент равен 9,810-2 Нм?


    Дано:

    l=1м

    m=0,5кг

    М=9,8·102Н·м=

    =98,1·103Н·м

    Решение:



    Найти:
    ɛ-?

    Момент сил по основному закону динамики вращательного движения: М=J·ɛ


    Момент инерции стержня


    Тогда угловое ускорение стержня



    Ответ: 


    25

    Диск массой 1 кг и диаметром 0,6 м вращается вокруг оси, проходящей че­рез центр перпендикулярно его плоскости, делая 20 об/с. Какую работу надо со­вер­шить, чтобы остановить диск ?


    Дано:

    D=0,6м

    m=1кг

    n=20об/с

    Решение:

    Работа пойдет на уменьшение кинетической энергии вращающегося диска



    Найти:
    А-?

    Угловая скорость




    Момент инерции диска      



    Работа будет равна

     

     

    Ответ:

    36

    Абсолютно упругий шар массой 1,8 кг сталкивается с покоящимся упругим шаром большей массы. В результате центрального прямого удара шар потерял 36 % своей кинетической энергии. Определить массу большего шара.




    Дано:

    ω=0,36

    m1=1,8кг

    Решение: кинетическая энергия каждого шара определяется по формуле:

    Т = mʋ2/2

    Найти:
    M2-?

    По условию Т2=(1-ω)Т1 или


      = (1-ω)  →ʋ2 = ʋ1  (1)
    По закону сохранения импульса:

    m1 ʋ1 = -m1 ʋ11 + Mʋ2

    m11 + ʋ11) = Mʋ2 → М=  (2)

    Подставим (1) в (2)
    М=   (3)

    Так как удар упругий, то выполняется закон сохранения энергии и энергия ωТ1 передается шару 2 с массой М.

      = ω   →ʋ2 =   ·ʋ1 (4)

    Подставим (4) в (3)
    М=  

    Возведя обе части в квадрат и преобразовав, получаем:
    M=  →M=  
    M=   =16,2 кг.

    Ответ: масса большого шара 16,2 кг.

    47

    Мезон движется со скоростью 0,96с, где с – скорость света в вакууме. Какой промежуток времени по часам наблюдателя соответствует одной секунде “собственного” времени мезона?

    Дано:

    Δt0 = 1c

    c=0,95 c

    Решение: Промежуток времени Δt в системе, движущейся со скоростью по отношению к наблюдателю, связан с промежутком времени Δt0 в неподвижной для наблюдателя системе соотношением

    Найти:
    Δt -?


    Δt = Δt =  =   =3,571c


    Ответ: Δt =3,571 с.

    58

    Определить температуру кислорода, для которой функция распределения молекул по скоростям будет иметь максимум при скорости =420 м/с.


    Дано:

    =420 м/с

    Решение: молярная масса кислорода

    М(О2) = 32 г/моль

    Найти:
    Т-?

    Масса молекулы кислорода равна

    m= М(О2)/NA= 5,314·10-23 =5,314·10-26 кг ,

    где NA- число Авогадро, 6,022·1023 1/моль

    Нам задана максимальная скорость

    ʋ =   → T=   = 10-3·   =339,6К.

    Ответ: Т=339,6К.

    69

    В колбе вместимостью V=240 см3 находится газ при температуре Т=290 К и давлении 50 кПа. Определить количество вещества газа  и число его молекул N.



    80

    Коэффициент диффузии кислорода при температуре t=00С равен D = 0,19 см2/c. Определить среднюю длину свободного пробега молекул газа.


    Дано:

    t=00С

    D = 0,19 см2/c=

    =0,19·10-4м2

    Решение: коэффициент диффузии D определяется по формуле:

    D=1/3υl, (1)

    где     ʋ-средняя арифметическая скорость молекул кислорода.

    Найти:
    l-?

    Средняя арифметическая скорость молекул кислорода определяется по формуле:


    ʋ=   (2)

    Подставим (2) в (1) и выведем формулу для нахождения l:
    l=3·D·  = 3·0,19·10-4·  =0,1337·10-6м
    где М-молярная масса кислорода, М=32·10-3 кг/моль, R=8,31 ЖД/моль·К – универсальная газовая постоянная, Т=273К.

    Ответ: l=0,1337·10-6 м

    81

    Каковы удельные теплоемкости сv и сp смеси газов, содержащей кислород массой m1=10 г и углекислый газ массой m2=20 г?


    92

    Водород массой m=100 г был изобарически нагрет так, что его объем увеличился в 3 раза, затем водород был изохорически охлажден так, что давление его уменьшилось в 3 раза. Найти изменение энтропии в ходе указанных процессов.



    написать администратору сайта