Расчетное задание. Физика_Raschetnoe zadanie (вар-1). Решение Дано 32t t 3, рад t о 2 с r 0,1 м

• Название: Решение Дано 32t t 3, рад t о 2 с r 0,1 м
• Анкор: Расчетное задание
• Дата: 19.06.2022
• Размер: 107.5 Kb.
• Имя файла: Физика_Raschetnoe zadanie (вар-1).doc
• Тип: Решение; #604013

Титульный лист

ВАРИАНТ 1

1. 
   Колесо радиусом 0,1 м вращается так, что зависимость угла поворота радиуса колеса от времени дается выражением =А+Bt+Ct³, где А=3 рад, В=2 рад/с, С=1 рад/с³. Для точек, лежащих на ободе колеса, найти через время 2 сек после начала движения: угловую скорость, линейную скорость, угловое ускорение, тангенциальное и нормальное ускорения.
   

Решение:

Дано:

φ =3+2t+ t³, рад

t_о = 2 с

R = 0,1 м
Найти: ω(t_о), V(t_о), ε(t_о), a_n(t_о), a_τ(t_о)
Ответ:

2. 
   По ободу шкива, насаженного на общую ось с колесом, намотана нить, к концу которой подвешен груз массой 1 кг. На какое расстояние должен опуститься груз, чтобы колесо со шкивом получило скорость 60 рад/мин, если момент инерции колеса со шкивом 0,42 кг·м², а радиус шкива 0,1 м?
   

Решение:

Сила, приложенная к системе, постоянная, следовательно, движение будет равноускоренным:

← ; mg = a_m *m+ ε J /R;

m g = m*ω R/t + (ω / t) J /R → t = ( m*ω *R + m J/R)/(m g) ;
t = ( 1*1*0,1 +1*0,42/0,1)/9,81 = 0,438 c — за такое время угловая скорость шкива достигнет ω = 1 с^-1.

— груз опустится на 22 мм
Ответ: груз опустится на 0,022 м = 22 мм

3. 
   Человек, бегущий со скоростью 8 км/ч, догоняет тележку массой 80 кг, движущуюся со скоростью 2,9 км/ч, и вскакивает на нее. Масса человека 60 кг. С какой скоростью станет двигаться тележка? С какой скоростью стала бы двигаться тележка, если бы человек бежал навстречу тележке?
   

Найти: V_т+ч; V_т-ч
Решение:

По закону сохранения импульса, V_т+ч*( m_т+ m_ч) = V_т * m_т +V_ч* m_ч →



Ответ: 5,08 км/час (1,41 м/с) и 1,77 км/час (0,49 м/с)

4. 
   Кислород массой 250 г, имеющий температуру 200 К, был адиабатически сжат. При этом была совершена работа 25 кДж. Найти конечную температуру газа.
   

Найти Т₁
Решение:

Работа при адиабатическом сжатии (расширении) описывается формулой:

А = C_V (m/μ)*(T₀- T₁) → (T₀- T₁) = A/ (C_V (m/μ) ) ;

T₁ = T₀- A/ (C_V (m/μ) ) = 200 -(-25000)/(20,95*(0,25/0,032) ) = 215.27 K

Ответ: T₁ = 215.27 K

5. 
   К источнику тока с ЭДС 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением R=0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную I₁=0,5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, сила тока I в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления r₁ и r₂ первого и второго источников тока.
   

Решение:

Составим систему уравнений:

→

Ответ:

6. 
   П о бесконечно длинному проводу, изогнутому так, как показано на рисунке, течет ток I=200 А. Определить магнитную индукцию в точке О. Радиус дуги R=10 см.
   

Решение:
B_1 = 0 ;




Ответ:

7. 
   Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=400 В, попал в однородное магнитное поле с индукцией В=1,5 мТл. Определить: 1) радиус кривизны траектории; 2) частоту n вращения электрона в магнитном поле. Вектор скорости электрона перпендикулярен линиям индукции.
   

Найти: R; n. Q/m =1,759×10^11 Кл/кг
Решение:

Из равенства сил F_L = Q*V*B и F_ц = m V²/ R → R = m V/ ( Q* B)

Q*U = m V²/ 2 →




Ответ: ;

8. 
   П учок монохроматических (l=0,6 мкм) световых волн падает под углом 30⁰ на находящуюся в воздухе мыльную пленку (n=1,3). При какой наименьшей толщине пленки отраженные световые волны будут максимально ослаблены интерференцией? максимально усилены?
   

Решение:

Отраженные световые волны будут максимально ослаблены интерференцией в том случае, когда 2L = λ_c/2; L = λ_c/4.

L= h/cos 30⁰ ; λ_c = λ /n → h= λ cos 30⁰ /(4n) ;

h= 0,6* cos 30⁰ /(4*1,3) = 0.1 мкм — условие максимального ослабления.

Для максимального усиления отраженные световыех волн условием будет 2L = λ_c; L = λ_c/2 →

h= 0,6* cos 30⁰ /(2*1,3) = 0.2 мкм
Ответ: h_min= 0.1 мкм; 0.2 мкм

9. 
   Рентгеновское излучение (l=1 нм) рассеивается электронами, которые можно считать практически свободными. Определить максимальную длину волны l_max рентгеновского излучения в рассеянном пучке.
   

Дано:

=1 нм = 1 * 10^-9 м

Найти: λ_max

Решение:

По формуле Комптона, длина волны после рассеяния λ“ равна

λ“ = λ+2* λ_c* sin² (φ/2), где λ_c = 2.43* 10^-12 м.

λ_max = λ“ ( φ=180^о) = λ+2* λ_c* 1 = 1 * 10^-9 + 2*2.43* 10^-12 = 1,005* 10^-9 м

Ответ: λ_max = 1,005 нм