Главная страница
Навигация по странице:


    		•

    Вариант 13. Решение Уравнение гармонических колебаний Модуль максимального ускорения


    Скачать 250 Kb.
    НазваниеРешение Уравнение гармонических колебаний Модуль максимального ускорения
    Дата23.01.2022
    Размер250 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаВариант 13.doc
    ТипРешение
    #339264

    Вариант №13

    1. Напишите уравнение гармонического колебания, если максимальное ускорение точки , частота колебаний , смещение точки от положения равновесия в начальный момент времени . Найдите амплитуду скорости.

    Решение:

    Уравнение гармонических колебаний



    Модуль максимального ускорения



    Циклическая частота связана с периодом колебаний

    ,

    А период колебаний с частотой .

     Тогда амплитуда колебаний равна

    м = 8,45 см.

    Начальную фазу φ0 найдем, зная х0





    Уравнение гармонических колебаний запишется в виде

    м

    Ответ: м.

    2. Определите среднюю силу, действующую на барабанную перепонку человека для двух случаев:

    а) порог слышимости;

    б) порог болевого ощущения.

    Решение:

    Звуковые давления, соответствующие порогам слышимости и болевого ощущения равны ΔΡ0 = 310-5 Па и ΔPm = 100 Па, соответственно.

    F = ΔΡ*S.

    Подставив пороговые значения получим: F0= 310-56610-6 = 1,9610-9 H; Fm= 100 6610-6 = 6,610-3 H.

    Ответ: а) F0= 1,96 нН; б) Fm= 6,6 мН.

    3. На какой глубине в пресной воде гидростатическое давление в 2 раза больше атмосферного ? Чему равно полное давление на этой глубине?

    Решение:

    Давление столба жидкости   

    Т.к. р  = 2 ра, то

    м.

    Ответ: м.

    4. Рассчитайте изменение внутренней энергии в результате испарения воды при кипячении инструментов в стерилизаторе, если давление при этом было постоянным и равным , а испарилось 17 г воды.

    Решение:

    Величину ΔU можно определить, зная массу газа m, удельную теплоемкость при постоянном объеме сV и изменение температуры ΔТ

    .

    Однако удобнее изменение внутренней энергии ΔU определять через молярную теплоемкость сV, которая может быть выражена через число степеней свободы:



    Подставляя величину получаем:



    Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для начального и конечного состояния газа:

    ,

    Или .

    Подставив последнее уравнение в формулу , получим

    Дж.

    Ответ: Дж.

    5. Бислойная липидная мембрана (БЛМ) толщиной 10 нм разделяет камеру на две части. Поток метиленового синего через БЛМ постоянен и равен , причем концентрация его с одной стороны мембраны равна , а с другой . Чему равен коэффициент диффузии этого вещества через БЛМ?

    Решение:

    Уравнение Фика:


    J = - D ,

    где J – плотность потока диффундирующего вещества, D – коэффициент диффузии, – производная от концентрации диффундирующего вещества по направлению х (проекция градиента концентраций на направление х).

    м3/с.

    Ответ: м3/с.

    6. Виток проволоки площадью и сопротивлением находится в однородном поле с индукцией . Плоскость витка составляет угол с линиями индукции. Определите количество электричества, которое потечет по витку, если его выдернуть из поля.

    Решение:

    По закону Фарадея ЭДС равно отношению изменения магнитного потока к времени . Откуда .

    С другой стороны по закону Ома ε=R×I, где I – проходящий ток. Ток по определению равен отношения проходящего заряда к времени: , поэтому . И тогда .

    Откуда .

    Магнитный поток равен Ф=B×S×cosα, где α – угол между нормалью к рамке и линиями индукции. Нам известен угол между плоскостью витка и полем φ, поэтому α=90º–φ. Откуда Ф=B×S×cos(90º–φ)= B×S×sinφ.

    Так как поле через время полностью выключили, то конечное значение потока Ф2=0, тогда изменение потока ΔФ=Ф=B×S×sinφ.

    Поэтому заряд: .

    Подставляем числа (переводя одновременно все величины в систему СИ). .

    Ответ: = 8 мкКл.
    7. Интенсивность света, прошедшего через раствор, уменьшилась в 10 раз. Известно, что данное вещество имеет молярный показатель поглощения на данной длине волны, равный 500 л/(м*моль). Длина кюветы с раствором 1 см. Найдите концентрацию вещества в растворе.

    Решение:

    Запишем логарифмический вид закона Бугера – Ламберта – Бера

    .

    Отсюда, концентрация вещества

    моль/л.

    Ответ: концентрация вещества в растворе моль/л.

    8. Определите диапазон энергии квантов для лазеров. применяемых в медицине, учитывая, что диапазон длин волн лазерного излучения, лежит в пределах от до . Ответ выразить в электрон-вольтах.

    Решение:

    при повышении энергии кванта или уменьшения длины волны

    или .

    Тогда, диапазон длин волн лазерного излучения, лежит в пределах от до , то диапазон энергии квантов для лазеров

    От до .

    9. Человек весом 60 кг в течение 6 ч подвергался - излучению, мощность которого составляла 30 мкр/ч. Считая, что основным поглощающим элементом являются мягкие ткани, найти экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы облучения. Найти поглощенную энергию излучения в единицах СИ.



    Литература


    1. Волькенштейн B.C. Сборник задач по общему курсу физики. - М.: Наука,1979.

    2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1989.

    3. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. - М.: Наука, 1974. -Т.1-3.

    4. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. - М.: Наука, 1987.

    5. Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами : учеб. пособие / В.Н. Федорова, Е.В. Фаустов. - 2008. - 592 с.

    6. Савельев И.В. Курс физики. - М.: Наука, 1989. - Т ..1-3.

    7. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая шкода, 1985.

    8. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. - М.: Высшая школа,1988.

    написать администратору сайта