контрольная по физике. парфенов. Министерство науки и высшего образования российской федерации федеральное государственное бюджетное

• Название: Министерство науки и высшего образования российской федерации федеральное государственное бюджетное
• Анкор: контрольная по физике
• Дата: 16.03.2022
• Размер: 117.29 Kb.
• Имя файла: парфенов.docx
• Тип: Документы; #399953

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ»

Вариант 5

Выполнил: Парфенов И.А.

Новосибирск 2022
125. Пушка, стоящая на очень гладкой горизонтальной площадке, стреляет под углом 30 к горизонту. Масса снаряда – 20 кг, начальная скорость – 200 м/с. Какую скорость приобретает пушка при выстреле, если ее масса 500 кг.

Дано:

α=30∘,

m=20 кг,

υ0=200 м/с,

M=500 кг,

μ=0,8,

Найти:

S−?

Решение:

На систему “пушка – снаряд” вдоль оси x не действуют никакие внешние силы, то есть система замкнута. Воспользуемся законом сохранения импульса в проекции на ось x:

0=mυ0cosα–Mu

u=mυ0cosαM(1)

Приобретя после выстрела скорость u, пушка начнет свое движение, но поскольку поверхность не гладкая, то рано или поздно она остановится из-за силы трения. Согласно теореме об изменении кинетической энергии, работа силы трения равна изменению кинетической энергии:

Aтр=ΔEк(2)

Силу трения можно найти по следующей формуле:

Fтр=μN=μMg

Заметим, что коэффициент сопротивления движению и коэффициент трения – это одно и то же.

Сила трения совершает отрицательную работу, поскольку вектор силы трения противоположен вектору перемещения пушки.

Aтр=–Fтр⋅S=–μMgS

Изменение кинетической энергии, очевидно, равно:

ΔEк=0–Mu22=–Mu22

Тогда равенство (2) примет такой вид:

–μMgS=–Mu22

S=Mu22μMg=u22μg

Учитывая выражение (1) для скорости пушки после выстрела, получим:

S=m2υ20cos2α2M2μg

Все данные задачи приведены в системе СИ, поэтому можно приступать к расчету численного ответа.

S=202⋅2002⋅cos230∘2⋅5002⋅0,8⋅10=3м

Ответ: 3 м.

145.Маховое колесо, имеющее момент инерции 245 , вращается, делая 20 об/с. Через минуту после того, как на колесо перестал действовать вращающий момент, оно остановилось. Найти: 1) момент сил трения; 2) число оборотов, которое сделало колесо до полной остановки после прекращения действия сил.

Дано:

J= 245 кг·м²

n=20 об/с

t=1 мин = 60 с

Найти: М_тр-? N-?

Решение:

Момент сил диска

Угловая скорость



Угловое ускорение





Момент сил трения М_тр



Число оборотов N, которое сделало колесо до полной остановки после прекращения действия сил



Ответ: М=512,87 Н*м; N=600 об

215. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость м/с. Расстояние между пластинами d = 8 мм. Найти: 1) разность потенциалов между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда на пластинах.

Дано:

v= 10⁵м/с

d=8 мм=8·10^-3  м

m_е= 9,1·10⁻³¹кг

е= 1,6·10⁻¹⁹Кл

Найти:

U- ?

Е- ?

σ- ?

Решение

(m*u^2)/2 - (m*u0^2)/2 = A = F0*d = E*q*d

u0 = 0

(m*u^2)=2* E*q*d => E=(m*u^2)/ 2* q*d = (9^(-31) * 10^10)/(1.6*8*10^(-21)) = 0.7 Дж

Разность потенциалов U = E*d = 5.6 * 10^(-3) B

E= 6.2 * 10^(-12)

Ответ: E= 6.2 * 10^(-12); U =5.6 * 10^(-3) B

245. Заряженная частица движется по окружности радиуса 2 см в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. Параллельно магнитному полю возбуждено электрическое поле напряженностью 200 В/м. Вычислить промежуток времени, в течение которого должно действовать электрическое поле, для того, чтобы кинетическая энергия частицы возросла вдвое.

Дано:

R=0,02 m

B=0,4 Tл

E=200

Найти: t-?

Решение: Сначала на заряженную частицу действовала сила Лоренца:





Скорость частицы была , а начальная кинетическая энергия



Под действием электрического поля частица начнет развивать скорость, которая будет направлена перпендикулярно, ускорение равно

=> => =>

=> =>

Ответ: t= 0,4мкс

315. Частица одновременно участвует в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, выражаемых уравнениями: x = 0,50sint и y = 1,5cost. Найти уравнение движения частицы y(x). Изобразить траекторию и указать на ней направление движения частицы

Дано:





Найти: y(x)=?

Решение: по условию задачи:



=> или

– это уравнение эллипса с полуосями, а=0,5м; b=1,5м



355. Волна распространяется в упругой среде со скоростью 100 м/с. Наименьшее расстояние между точками среды, фазы колебаний которых противоположны, равно 1 м. Определить: 1) частоту колебаний: 2) максимальное значение скорости колебаний частиц среды, если амплитуда колебаний равна 5 см.

Дано:

v= 100 м/с

х=1 м

Найти:

v-?

Решение:

Наименьшее расстояние между противоположными фазами (длина полуволны) a=1 м, волна равна двум полуволнам, точки волны на этом расстоянии находятся в одинаковых фазах

L=2*a=2 м,

зная длину волны найдём период

,

теперь найдем частоту



Ответ: 50 Гц