Вариант 13. Решение Уравнение гармонических колебаний Модуль максимального ускорения
![]()
|
Вариант №13 1. Напишите уравнение гармонического колебания, если максимальное ускорение точки ![]() ![]() ![]() Решение: Уравнение гармонических колебаний ![]() Модуль максимального ускорения ![]() Циклическая частота связана с периодом колебаний ![]() А период колебаний с частотой ![]() Тогда амплитуда колебаний равна ![]() Начальную фазу φ0 найдем, зная х0 ![]() ![]() Уравнение гармонических колебаний запишется в виде ![]() Ответ: ![]() 2. Определите среднюю силу, действующую на барабанную перепонку человека ![]() а) порог слышимости; б) порог болевого ощущения. Решение: Звуковые давления, соответствующие порогам слышимости и болевого ощущения равны ΔΡ0 = 310-5 Па и ΔPm = 100 Па, соответственно. F = ΔΡ*S. Подставив пороговые значения получим: F0= 310-56610-6 = 1,9610-9 H; Fm= 100 6610-6 = 6,610-3 H. Ответ: а) F0= 1,96 нН; б) Fm= 6,6 мН. 3. На какой глубине в пресной воде ![]() ![]() ![]() Решение: Давление столба жидкости ![]() Т.к. р = 2 ра, то ![]() Ответ: ![]() 4. Рассчитайте изменение внутренней энергии в результате испарения воды при кипячении инструментов в стерилизаторе, если давление при этом было постоянным и равным ![]() 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 ![]() ![]() Ответ: ![]() 5. Бислойная липидная мембрана (БЛМ) толщиной 10 нм разделяет камеру на две части. Поток метиленового синего через БЛМ постоянен и равен ![]() ![]() ![]() Решение: Уравнение Фика:J = - D ![]() где J – плотность потока диффундирующего вещества, D – коэффициент диффузии, ![]() ![]() Ответ: ![]() 6. Виток проволоки площадью ![]() ![]() ![]() ![]() Решение: По закону Фарадея ЭДС равно отношению изменения магнитного потока к времени ![]() ![]() С другой стороны по закону Ома ε=R×I, где I – проходящий ток. Ток по определению равен отношения проходящего заряда к времени: ![]() ![]() ![]() 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: ![]() 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 ![]() Ответ: концентрация вещества в растворе ![]() 8. Определите диапазон энергии квантов для лазеров. применяемых в медицине, учитывая, что диапазон длин волн лазерного излучения, лежит в пределах от ![]() ![]() Решение: при повышении энергии кванта или уменьшения длины волны ![]() ![]() Тогда, диапазон длин волн лазерного излучения, лежит в пределах от ![]() ![]() От ![]() ![]() 9. Человек весом 60 кг в течение 6 ч подвергался ![]() ![]() Литература Волькенштейн B.C. Сборник задач по общему курсу физики. - М.: Наука,1979. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1989. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. - М.: Наука, 1974. -Т.1-3. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. - М.: Наука, 1987. Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами : учеб. пособие / В.Н. Федорова, Е.В. Фаустов. - 2008. - 592 с. Савельев И.В. Курс физики. - М.: Наука, 1989. - Т ..1-3. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая шкода, 1985. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. - М.: Высшая школа,1988. |