Главная страница
Навигация по странице:

  • КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

    		•

    физика Му к контрольным 2016. Методические указания к контрольным работам для студентов направления подготовки 21. 05. 04 Горное дело


    Скачать 453.28 Kb.
    НазваниеМетодические указания к контрольным работам для студентов направления подготовки 21. 05. 04 Горное дело
    Дата14.06.2022
    Размер453.28 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлафизика Му к контрольным 2016.doc
    ТипМетодические указания
    #591357
    страница3 из 5
    1   2   3   4   5

      1. Тело массой ударяется о неподвижное тело массой , которое после удара начинает двигаться с кинетической энергией . Считая удар центральным и упругим, найти кинетическую энергию первого тела до и после удара.

      2. Человек массой , бегущий со скоростью , догоняет тележку массой , движущуюся со скоростью , и вскакивает на неё. Найти кинетическую энергию тележки с человеком и время движения до полной остановки, если коэффициент трения при движении тележки  = 0,04.

      3. Шар массой сталкивается с шаром массой . Скорость первого шара , второго – . Найти скорость шаров после удара и их кинетическую энергию, если шары движутся навстречу друг другу. Удар считать прямым, центральным, неупругим.

      4. На железной платформе установлено орудие. Масса платформы с орудием . Орудие стреляет под углом  = 60 к горизонту в направлении железнодорожного пути. Какую кинетическую энергию получает орудие с платформой вследствие отдачи, если масса снаряда 30 кг, и он вылетает со скоростью 500 м/с?

      5. Масса снаряда , масса ствола орудия  600 кг. При выстреле снаряд получает кинетическую энергию 1,8·106 Дж. Определить кинетическую энергию, получаемую стволом орудия вследствие отдачи?

      6. Стержень длиной 1,5 м и массой 10 кг может вращаться вокруг неподвижной оси, проходящей через верхний конец стержня. В середине стержня застревает пуля массой  10 г, летевшая в горизонтальном направлении со скоростью  500 м/с. На какой угол  отклонится стержень после удара?

      7. Человек стоит на скамье Жуковского и ловит рукой мяч массой 0,4 кг, летящий в горизонтальном направлении со скоростью 20 м/с. Траектория мяча проходит на расстоянии 0,8 м от вертикальной оси Z вращения скамьи. С какой угловой скоростью ω начнет вращаться скамья Жуковского с человеком, поймавшим мяч? Считать, что суммарный момент инерции человека и скамьи 6 кг·м2.

      8. На краю горизонтальной платформы, имеющей форму диска радиусом , стоит человек. Масса платформы
        200 кг, масса человека 80 кг. Платформа может вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через её центр. Найти угловую скорость ω вращения платформы, если человек будет идти вдоль её края со скоростью  2 м/с относительно Земли? Трением пренебречь.

      9. Определить момент инерции проволочного равностороннего треугольника со стороной 0,1 м относительно оси, совпадающей с одной из сторон. Масса треугольника 12 г равномерно распределена по длине проволоки.

      10. Три маленьких шарика массой m = 10 г каждый расположены в вершинах равностороннего треугольника и скреплены между собой. Сторона треугольника а = 20 см. Определить момент инерции относительно оси: 1) перпендикулярной плоскости треугольника и проходящей через центр описанной окружности;
        2) лежащей в плоскости треугольника и проходящей через центр описанной окружности и одну из вершин треугольника. Массой стержней, соединяющих шары, пренебречь.

      11. Вычислить момент инерции проволочного прямоугольника со сторонами а = 12 см, b = 16 см относительно оси, лежащей в плоскости прямоугольника и проходящей через середины малых сторон. Масса равномерно распределена по длине проволоки с линейной плотностью  = 0,15 кг/м.

      12. Диаметр диска 20 см, масса 800 г. Определить момент инерции I диска относительно оси, проходящей через середину одного из радиусов перпендикулярно к плоскости диска.

      13. Длина одной стороны плоской однородной прямоугольной пластины а = 40 см, масса m = 800 г. Найти момент инерции пластины относительно оси, совпадающей со второй её стороной.

      14. Определить момент инерции тонкой плоской пластины со сторонами а = 10 см, b = 20 см относительно оси, проходящей через центр тяжести пластины параллельно большей стороне. Масса пластины равномерно распределена по её площади с поверхностной плотностью  = 0,1 кг/м2.




      1. На конце тонкого стержня длиной = 60 см укреплен шарик массой m = 50 г. Пренебрегая размерами шарика, определить момент инерции системы относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его середину. Масса распределена вдоль стержня равномерно с линейной плотностью = 0,1 кг/м.

      2. Тонкий стержень длиной  = 0,2 м и массой, равномерно распределённой с линейной плотностью  = 0,2 кг/м, согнут пополам под прямым углом. Определить момент инерции стержня относительно оси, проходящей через конец стержня и лежащей в плоскости изогнутого стержня.

      3. Длина тонкого стержня  = 0,6 м. Определить момент инерции стержня относительно оси, перпендикулярной к его длине и проходящей через точку стержня, удалённую на 0,2 м
        от одного из концов. Масса распределена равномерно с линейной плотностью  = 0,15 кг/м.

      4. Определить момент инерции проволочного равностороннего треугольника со стороной а = 10 см относительно оси, лежащей в плоскости треугольника и проходящей через его вершину параллельно стороне, противоположной этой вершине. Масса треугольника равна 12 г и равномерно распределена
        по длине проволоки.

      5. Платформа, имеющая форму диска, может вращаться около вертикальной оси. На краю платформы стоит человек массой  60 кг. На какой угол  повернется платформа массой   240 кг, если человек пойдет вдоль края платформы и, обойдя её, вернется в исходную точку на платформе?

      6. Тонкий прямой стержень длиной  1 м может вращаться вокруг неподвижной оси, проходящей через верхний конец стержня. Стержень отклонили на угол  = 60 от положения равновесия и отпустили. Определить линейную скорость нижнего конца стержня в момент прохождения его через положение равновесия.

      7. К стальному стержню длиной  = 3 м и диаметром
        d = 2 см подвешен груз массой m = 2,5·103 кг. Определить напряжение  в стержне, относительное  и абсолютное  удлинение стержня. Модуль Юнга для стали Е = 200 ГПа.

      8. Какой наибольший груз может выдержать стальная проволока диаметром 1 мм, если предел упругости 294 МПа? Какую долю первоначальной длины составляет удлинение проволоки при этом грузе?

      9. Пружина жёсткостью k = 500 Н/м сжата силой 100 Н. Определить работу внешней силы, дополнительно сжимающей пружину ещё на  = 2 см.

      10. Какую работу А нужно совершить, чтобы пружину жёсткостью k= 800 Н/м, сжатую на 1 = 6 см, дополнительно сжать на 2 = 8 см.

      11. К вертикальной проволоке длиной  = 5 м и площадью поперечного сечения S = 2 мм2 подвешен груз массой m = 5,1 кг. В результате проволока удлинилась на = 0,6 мм. Найти модуль Юнга E материала проволоки.

      12. Вода течёт в горизонтально расположенной трубе переменного сечения. Скорость 1 воды в широкой части трубы равна 20 см/с. Определить скорость 2 в узкой части трубы, диаметр d2 которой в 1,5 раза меньше диаметра d1 широкой части.

      13. Нижнее основание железного цилиндра диаметром
        d = 20 см и высотой h = 20 см закреплено неподвижно. На верхнее основание цилиндра действует горизонтальная сила F = 20 кН. Найти тангенциальное напряжение  в материале, угол  сдвига
        и смещение х верхнего основания цилиндра. Модуль сдвига
        для железа G =76 ГПа.

      14. Какой наибольший груз может выдержать стальная проволока диаметром d = 1 мм, если предел упругости упр = 294 МПа? Какую долю первоначальной длины составляет удлинение проволоки при этом грузе?

      15. Какая работа будет совершена силами гравитационного поля при падении на Землю из бесконечности тела массой m = 10 кг, если масса Земли МЗ = 5,98·1024 кг и её радиус RЗ = 6,37·106 м?

      16. С высоты h = 1000 км на поверхность Земли падает метеорит m = 30 кг. Определить работу А сил гравитационного поля Земли, если известны ускорение свободного падения у поверхности Земли g = 9,8 м/с2 и радиус Земли RЗ = 6,37·106 м.




      1. Определить импульс , полную и кинетическую энергию нейтрона, движущегося со скоростью 0,6 с.

      2. Какую работу необходимо совершить, чтобы увеличить скорость частицы массой m0 от до ? Сравнить полученный результат со значением, вычисленным
        по классической формуле.

      3. Масса движущегося электрона вдвое больше его массы покоя m0. Найти кинетическую энергию и импульс электрона.

      4. Найти скорость мезона, если его полная энергия
        в 10 раз больше энергии покоя .

      5. Какую долю  скорости света должна составлять скорость частицы, чтобы кинетическая энергия частицы была равна её энергии покоя ?

      6. Синхрофазотрон даёт пучок протонов с кинетической энергией = 10 ГэВ. Какую долю  скорости света в вакууме составляет скорость протонов в этом пучке?

      7. Циклотрон даёт пучок электронов с кинетической энергией = 0,67 МэВ. Какова скорость электронов в этом пучке?

      8. Какую ускоряющую разность потенциалов  должен пройти электрон, чтобы его скорость составила 95 % скорости света в вакууме?

      9. Какую ускоряющую разность потенциалов  должен пройти протон, чтобы его продольные размеры стали меньше
        в два раза?

      10. Кинетическая энергия электрона = 0,8 МэВ. Определить импульс электрона.

      11. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы кислорода при температуре Т = 350 К, а также суммарную кинетическую энергию Wвр вращательного движения всех молекул, содержащихся вкислороде массой m = 4 г.

      12. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы водорода, а также суммарную кинетическую энергию Wвр всех молекул, содержащихся
        в одном моле водорода при температуре Т = 190 К.

      13. Газ занимает объем V = 2 л под давлением р = 5·105 Па. Определить суммарную кинетическую энергию Wп поступательного движения молекул газа.

      14. Определить наиболее вероятную скорость молекул газа при давлении р = 40 кПа, если при данных условиях его плотность = 0,35 кг/м3.

      15. Колба емкостью V = 4 л содержит некоторый газ массой m = 0,6 г под давлением р = 2·105 Па. Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа.

      16. Коэффициент диффузии водорода при нормальных условиях D = 0,91 см2/с. Определить коэффициент теплопроводности  водорода.

      17. Средняя длина свободного пробега атомов гелия при нормальных условиях равна 1,8·10–7 см. Определить коэффициент диффузии D гелия при этих условиях.

      18. При нормальных условиях динамическая вязкость азота  = 17 мкПа·с. Определить среднюю длину свободного пробега молекул газа.

      19. Азот находится под давлением p= 100 кПа при температуре T = 290 К. Определить коэффициент диффузии D и коэффициент внутреннего трения . Эффективный диаметр d молекул азота принять равным 0,38 нм.

      20. Определить плотность  кислорода, если средняя длина свободного пробега его молекул = 0,1 см.

      21. Водород занимает объем V = 10 м3 при давлении 105 Па. Газ нагрели при постоянном объёме до давления 3·105 Па. Определить изменение U внутренней энергии газа, работу А, совершаемую газом, и теплоту Q, сообщённую газу.

      22. Кислород нагревается при неизменном давлении
        р = 8·104 Па, при этом его объем увеличивается от V1 = 1 м3
        до V2 = 3 м3. Определить изменение U внутренней энергии кислорода, работу А, совершаемую им при расширении, а также теплоту Q, сообщенную газу.

      23. Азот нагревался при постоянном давлении, причем ему была сообщена теплота Q = 2,1·105 Дж. Какую работу А совершил при этом газ? Каково было изменение U внутренней энергии?

      24. Азот массой m = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры Т1 =200 К до температуры Т2 =400 К. Определить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение U внутренней энергии азота.

      25. Объем водорода при изотермическом расширении
        (Т = 300 К) увеличился в n = 3 раза. Определить работу А, совершенную газом, и теплоту Q, полученную им при этом. Масса водорода m = 200 г.

      26. При изотермическом расширении одного моля водорода, имевшего температуру Т = 300 К, затрачена теплота Q = 2 кДж.
        Во сколько раз увеличился объем газа?

      27. В цилиндре под поршнем находится азот массой 20 г. Газ был нагрет от температуры Т1 = 300 К до температуры 450 К при постоянном давлении. Определить теплоту Q, переданную газу, совершенную газом работу А и приращение U внутренней энергии.

      28. При изотермическом расширении водорода массой
        m = 1 г объем газа увеличился в два раза. Определить работу А расширения, совершенную газом, если температура газа 300 К. Определить теплоту Q, переданную при этом газу.

      29. 1 кмоль азота, находящегося при нормальных условиях, расширяется адиабатически от V1 до V2 = 5V1. Найти: 1) изменение внутренней энергии U газа; 2) работу A, совершенную при расширении.

      30. При адиабатическом расширении кислорода с начальной температурой t0 = 47 С внутренняя энергия уменьшилась
        на 8400 Дж. Определить массу m кислорода, если объем увеличился в 10 раз.


    КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2
    2.1–2.10. На рис. 3 показано распределение точечных зарядов . Для заданных значений зарядов (табл. 5) определить силу, действующую на точечный заряд , помещенный в точку, указанную в последнем столбце, напряженность и потенциал электростатического поля в этой точке.



    1






    2






    3









    Q2












    Q3



    10































    8












    Q1







































    4

    9



    Q5












    Q4


































    0,1 м




    7






    6










    0,1 м
    5



    1   2   3   4   5

    написать администратору сайта