Контрольная работа по Физике. ТОНЯ. Решение задачи Две

• Название: Решение задачи Две
• Анкор: Контрольная работа по Физике
• Дата: 03.02.2023
• Размер: 0.93 Mb.
• Имя файла: ТОНЯ.docx
• Тип: Решение; #918419

1. Две материальные точки движутся вдоль оси x согласно уравнениям x₁=A₁₊B₁t+C₁t² и x₂=A₂₊B₂t+C₂t², где A₁=10 м; В₁=2 м/с; С₁=-2 м/с; А₂=3 м; В₂=1 м/с; С₂=0,2 м/с². Определить скорости υ₁ и υ₂ и ускорения а₁ и а₂ этих точек: а) в момент времени, когда их скорости будут одинаковы; б) в момент времени, когда займут на оси x одинаковое положение.

Решение задачи:



2.Две одинаковые лодки массами m=200 кг (вмести с людьми и грузами) движутся по неподвижной воде встречными курсами со скоростями υ=1 м/с относительно воды и проходят на небольшом расстоянии друг от друга. В момент когда лодки поравнялись, с каждой из них на другую был переброшен груз массой m₁₌₃₀ кг со скоростью m₁=0,5 м/с в перпендикуляром курсу лодки направлении. Определить скорость лодки после переброски грузов и угловое изменение курса каждой лодки.

Решение задачи:

3. 
   Определить работу по растяжению двух соединенных последовательно пружин жесткостями k₁=400Р/м и k₂=250Р/м, если первая пружина при этом растянулась на ∆ι=2 см.
   

Решение задачи:

3. 
   Человеку, стоящему на оси неподвижной платформы, в виде диска передали на легкой вертикальной оси колесо радиусом 40 см массой 4 кг, распределенной по ободу колеса Ј=8 кг·м². Суммарный момент инерции человека с колесом лежит на оси платформы. Образовав осью колеса угол α=30° с осью платформы, человек привел ее во вращение. Определить частоту вращения платформы с человеком, если колесо раскручивалось с силой натяжения шнура F=500 Н, действовавшей на обод колеса по касательной в течении t=1,5 с.
   

3. По круговой оси вокруг Земли вращается спутник массой m=2 т с периодом T=105 мин. Определить полную механическую энергию спутника относительно Земли.

3. Груз массой m=200 г подвешенный на пружине, удлиняет ее на ∆ι=8 см. Определить ее кинетическую, потенциальную энергии в фазе колебания в момент времени t=1 с, отсчитывая от момента прохождения маятником положения равновесия. Предположить альтернативным способом вычисление энергии.

3. 
   Средняя энергия вращательного движения молекулы кислорода равна ε_вр=2,76·10^-20Дж. Давление газа ρ=0,5 Мпа. Вычислить двумя способами плотность газа и концентрацию его молекул.
   

Дано:

εвр=2,76⋅10-20 Дж кислород O2

μ=32⋅10-3 кгмоль

p=0,5 МПа=5⋅105 Па

Решение

1. Используем уравнение состояния идеального газа:
pV=mμRT (1)
Из уравнения (1) определяем плотность газа:
ρ=mV=μpRT 2
Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа:
ε=i2kT
Кислород является двухатомным газом с числом степеней свободы i=5. Из них три степени приписывают поступательному движению и две степени вращательному движению молекулы . Таким образом, средняя кинетическая энергия вращательного движения молекулы равна:
εвр=kT
Отсюда температура газа:
T=εврk 3
Подставляем (3) в (2):
ρ=μkpRεвр=μpNAεвр,
где NA=Rk=6,02⋅1023 1моль- число Авогадро

ОТВЕТ

ρ=0,963 кгм³ n=1,81⋅1025 1м³

3. 
   Определить количество теплоты, проходящей через 1 м² поверхности суглинистой почвы за 1 час, если температура поверхности почвы t₁=18°С, а на глубине h=0,5 м t₂=10°С. Во сколько раз процесс теплопроводности через почву интенсивнее, чем через воздух?
   

3. 
   Определить молекулярную теплоемкость C_p и С_v и показатель адиабаты для смеси, образованной m₁=7 г азота и m₂=12 г водорода и m₃=18 г углекислого газа.
   

3. 
   Водяной пар совершил цикл Карно, получил теплоту Q1=84 кДж. Определить количество газа и его работу за один цикл, если температура нагревателя в три раза больше температуры охладителя T2=300К, а объем газа уменьшился в 4 раза в процессе потери им теплоты в охладителе.
   

Дано:

Дано: Q1=84 кДж T1=3T2 T2=300 К V3=4V4

Решение;

Цикл Карно состоит из двух изотерм 1 – 2 и 3 – 4 и двух адиабат 2 – 3 и 3 – 4 (рис. 1). Термический КПД цикла Карно вычисляется по формуле:

η=T1-T2T1=Q1-Q2Q1 1

С другой стороны, КПД тепловой машины по определению равен:

η=AQ1 2

Приравнивая правые части (1) и (2), получим:

AQ1=T1-T2T1

Отсюда определяем работу газа за цикл:

A=Q11-T2T1

Вычисляем:

A=84⋅1-13=56 кДж

Теплота отводится от газа в изотермическом процессе 3 – 4

Ответ

ν=8,1 моль, A=56 кДж

3. 
   Какая энергия Е выделяется при слиянии двух капель ртути диаметром d₁=0,8 мм и d₂=1,2 мм в одну каплю?
   

3. 
   Расстояние между точечными зарядами q₁=32·10^-6 Кл и q₂=- 32·10^-6 Кл равно 12 см. Определить напряженность и потенциал поля в точке, удаленного на 8 см от первого и от второго зарядов.
   

3. 
   Пылинка массой m=20 мгк, несущая на себе заряд q=40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов U=300 В пылинка имела скорость υ=10 м/с. Определить скорость пылинки до того ка она влетела в поле.
   

3. 
   Плоский конденсатор стоит на двух круглых пластинах радиусом R=12 см каждая. Расстояние между пластинами d=3 мм. Конденсатор присоединили к источнику напряжения U=100 В. Определить заряд q и напряжение E поля конденсатора в двух случаях: а) диэлектрик-воздух; б) диэлектрик-стекло.
   

3. 
   Определить силу тока I₃ в проводнике R₃(рис. 3) и напряжение U₃ на концах этого проводника, если ξ₁=8 В, ξ₂=10 В, R₁=2 Ом, R₂=4 Ом, R₃=3 Ом. Внутренним сопротивлением пренебречь.
   

3. Объем газа заключенного между электродами ионизационной камеры, 0,5 л. Газ ионизируется рентгеновскими лучами. Сила тока насыщения 4·10^-9 А.Сколько пар ионов образуется в 1с в 1 см³ газа? Заряд каждого иона равен элементарному заряду.