Главная страница
Навигация по странице:

  • Основная литература по курсу физики

  • Дополнительная литература по курсу физики

  • Методические указания к лабораторным работам,находящиеся на кафедре физики

  • 7. Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя

  • 8. Выписка из учебного распорядка и правил поведения студентов

  • 9. Общие методические указания по самостоятельной работе и выполнению контрольных работ для студентов  заочников

  • Умение решать задачи – это основной критерий усвоения учебного материала.

  • 10. Таблицы вариантов и задачи для студентов –заочников инженерных специальностей 10.1. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 Таблица вариантов для студентов

  • 10.2. Задачи контрольной работы № 1

  • КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 Таблица вариантов контрольных работ для студентов–заочников инженерных специальностей

  • Рекомендации. 2006.Рекомендации по сам.работе А4. Руководство по организации самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины Физика Методическая разработка для студентов


    Скачать 0.57 Mb.
    НазваниеРуководство по организации самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины Физика Методическая разработка для студентов
    АнкорРекомендации
    Дата26.12.2022
    Размер0.57 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файла2006.Рекомендации по сам.работе А4.doc
    ТипРуководство
    #865457
    страница2 из 6
    1   2   3   4   5   6

    6. Изучение дисциплины «Физика»



    Физика является фундаментальной основой всех естественных и технических наук. В связи с этим дисциплина «Физика» является общепрофессиональной дисциплиной факультетов энергетики и электрификации, механизации, инженерно-строительного, инженерно-архитектурного, инженерно-землеустроительного, земельного кадастра, водного хозяйства и мелиорации, водоснабжения и водоотведения, зооинженерного, перерабатывающих технологий, агротехнологического, ветеринарной медицины, агрономического, экологического, агрохимии и почвоведения, защиты растений, плодоовощеводства и виноградарства, экономического, а также факультета заочного обучения.

    При изучении физики используются знания, полученные при изучении курса высшей математики, особенно следующих ее разделов: системы координат, векторная алгебра, линии и поверхности первого и второго порядка, элементы дифференциального и интегрального исчисления, числовые и функциональные ряды, теория вероятностей.

    Объем курса физики различен для разных факультетов: двух–, трехсеместровый для инженерных факультетов, односеместровый для естественных факультетов.

    Содержание курса физики: лекции, практические занятия по решению задач, лабораторные работы – для инженерных факультетов; лекции и лабораторные занятия  для естественных факультетов.

    Отчетность: зачет на естественных факультетах, зачетэкзамен или экзамен-экзамен – на инженерных.
    Основная литература по курсу физики

    для инженерных факультетов



    Название, год издания

    1.

    2.

    Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высш. шк., 2004. – 542 с.

    Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высш. шк., 2002.



    Основная литература по курсу физики

    для естественных факультетов



    Название, год издания

    1.

    2.

    Грабовский Р. И. Курс физики. С.-Пб.: Лань, 2004. –608 с.

    Грибов Л. А., Прокофьева Н. И. Основы физики. Изд. 3. М.: Гардарика, 1998. –564 с.


    Дополнительная литература по курсу физики




    Название, год издания

    1.

    2.

    Сивухин Д. В. Общий курс физики. В 5-и т. М.: Наука, 1998.

    Пригожин И. От существующего к возникающему, М.: Наука, 1985.


    Необходимая литература имеется в библиотеке университета.

    Методические указания к лабораторным работам,
    находящиеся на кафедре физики


    1. Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики. Механика. Краснодар: КГАУ, 2005. – 67 с.

    2. Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики. Молекулярная физика и теплота. Краснодар: КГАУ, 1998. - 65 с.

    3. Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики. Электричество. Краснодар: КГАУ, 2006. -56 с.

    4. Руководство к лабораторным работам по курсу общей физики. Оптика. Краснодар: КГАУ, 2006. – 79 с.
    Необходимое количество методических указаний имеется на кафедре физики.
    7. Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя
    Целью самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя является: углубленное изучение основных физических законов и применение их для решения конкретных задач, развитие аналитического мышления (умения рассуждать), усиление познавательной и творческой активности, выработка методов и навыков самостоятельного обучения.

    Задачи профессорско-преподавательского состава: ознакомить студентов с методами и привить навыки самостоятельной работы с учебным материалом, который не рассматривается на аудиторных занятиях. Направляющая работа преподавателя в процессе самостоятельной работы студентов заключается в индивидуальных и групповых консультациях по методам работы с учебными пособиями, по осуществлению библиографического и патентного поиска по тематике реферата, доклада, студенческой научной работы, по работе с реферативными, периодическими научно-техническими изданиями, с поисковыми системами в Интернете.

    На самостоятельную работу под руководством преподавателя выносится следующий учебный материал курса физики:

    1. Контрольные работы, рефераты и подготовка докладов на семинары и конференции.

    2. Разделы, темы и отдельные вопросы рабочей программы.
    8. Выписка из учебного распорядка и правил поведения студентов
    1. О начале учебного занятия студенты извещаются двумя звонками. Вход студентов в аудиторию после второго звонка запрещается.

    2. Студенты обязаны выполнять лабораторные, контрольные и др. работы в сроки, установленные календарным планом. Задания, выполненные студентами с опозданием, сдаются с разрешения заведующего кафедрой или декана факультета.

    3. Посещение студентами всех видов аудиторных учебных занятий является обязательным. При пропуске занятия в первый день явки представить в деканат справку о причинах пропуска.

    4. Студент обязан бережно и аккуратно относиться к университетской собственности. Запрещается без разрешения администрации выносить принадлежности и различное оборудование из лабораторий, учебных и других помещений.

    5. Студенты должны быть дисциплинированными и опрятными как в учебном заведении, так и на улице и в общественных местах. Чистота и порядок в учебных помещениях обеспечивается техническим персоналом и студентами на началах самообслуживания. Курение в помещениях университета запрещается.

    6. Недопустимо применение ненормативной лексики в учебных аудиториях, учебных корпусах и на всей территории университета.

    7. Студенты допускаются к экзаменационной сессии при условии сдачи всех зачетов, а также выполнении и сдаче установленных учебной программой лабораторных и контрольных работ.

    8. При явке на зачеты и экзамены студенты обязаны иметь при себе зачетную книжку.

    9. В случае неявки студента на экзамен в экзаменационной ведомости делается пометка «не явился». Студент, получивший на сессии более двух неудовлетворительных оценок, а также не ликвидировавший академическую задолженность в установленные сроки, отчисляется из университета.

    10. Студент обязан бережно обращаться с книгами и другими учебными пособиями, предоставляемыми ему в читальном зале библиотеки и учебном абонементе.

    11. Перед уходом на летние каникулы студенты обязаны сдать все числящиеся за ними книги.

    12. За хорошую успеваемость, участие в научно-исследовательской работе и активную общественную работу для студентов устанавливаются следующие меры поощрения: благодарность, награждение именным подарком, денежная премия.

    За нарушение учебной дисциплины, правил внутреннего распорядка и правил проживания в общежитии к студентам может быть применено одно из следующих дисциплинарных взысканий: замечание, выговор, строгий выговор с предупреждением и, как крайняя мера, исключение из университета.
    9. Общие методические указания по самостоятельной работе и выполнению контрольных работ для студентовзаочников
    Основной формой подготовки студентовзаочников является самостоятельная подготовка. Она должна предшествовать выполнению контрольных работ. Основная работа по изучению курса должна быть проделана студентами до лабораторно-экзаменационной сессии. Большую ошибку допускают те студенты, которые откладывают изучение физики до сессии. В период сессии, ввиду ее непродолжительности, студент не имеет возможности для серьезной самостоятельной работы, так как все его время в этот период занято выполнением лабораторных работ, сдачей зачетов и экзаменов. Изучая курс физики, необходимо руководствоваться программой. Нельзя ограничиваться изучением лишь тех вопросов теории, которые непосредственно связаны с выполнением контрольных работ. Предусмотренные планом лекции носят обзорный характер и вместе с лабораторными занятиями и консультациями завершают подготовку студента-заочника к экзамену. Допуском к экзамену является зачет по соответствующей части курса. Он выставляется при условии зачтения контрольных работ после самостоятельного выполнения и усвоения теоретической части лабораторных работ. Зачет по контрольным работам, прорецензированным до начала лабораторно-экзаменационной сессии, выставляется по результату устного собеседования, подтверждающего усвоение студентом вопросов учебной программы, соответствующих тематике задач.

    Для успешного овладения вопросами учебной программы при подготовке к экзамену, зачету, выполнению контрольной или лабораторной работы необходимо придерживаться определенной методики этой работы. Одна из простейших заключается в систематическом ведении компактного по формату и объему конспекта. Важнейшим элементом этой методики является принцип: запись в конспекте делается при закрытом учебнике, без заглядывания в него и без переписывания. В конспекте в предельно краткой форме записываются (после прочтения параграфов, касающихся данного физического явления) ответы на три вопроса:

    1) краткое описание явления, поясняемое схемой, если это уместно;

    2) определение физических величин и понятий, связанных с изучаемым явлением;

    3) словесная и математическая формулировка законов или закономерностей, устанавливающих взаимосвязь физических величин в изучаемом явлении.

    Очевидно, что настрой на ведение конспекта по изложенному принципу ориентирует уже при первом чтении учебного материала на четкое выделение и уяснение главного существа вопроса, сформулированного в приведенных трех пунктах. Это обстоятельство и обеспечивает экономию времени на учебную работу, несмотря на затраты времени при ведении записей в конспекте. Очень полезно периодически перечитывать эти краткие записи и проводить «мысленный эксперимент» с аналитическими зависимостями, выписанными в конспект. Для этого нужно задаться вопросом о том, как изменится та или иная зависимая величина при изменении в то или иное количество раз каких-либо независимых (или относительно независимых) величин. Разумеется, для данной величины необходимо знать численное значение (а для векторных величин необходимо знать и направление). Для такой работы не нужно выбирать специальное время. Следует использовать каждую свободную минуту, вплоть до поездок в городском транспорте и т.п. В конспект можно также записать вопросы, по которым нужно проконсультироваться в университете у преподавателя.

    Предложенная методика самостоятельной работы в сочетании с изучением примеров решения задач позволит вам самостоятельно применить законы и закономерности физики практически, в решении задач контрольных работ. Умение решать задачи – это основной критерий усвоения учебного материала.

    Решение любой задачи целесообразно выполнять в следующем порядке:

    1. Уяснить существо физического процесса, составить схему или нарисовать ри-

    сунок.

    2. Уяснить (и указать в решении), какие законы или закономерности следует использовать в решении задач.

    3. Составить и решить уравнение (или систему уравнений) в общем виде.

    4. Перевести известные числовые данные в систему СИ.

    5. Проверить расчетную формулу искомой величины анализом размерности единиц, подставляемых для ее вычисления.

    6. Выполнить подстановку числовых значений физических величин и вычислить искомую величину.

    Изложенные методические принципы не исключают возможности консультации студентов по решениям тех или иных задач, если такая необходимость возникает. График консультаций в предсессионный период составляется факультетом заочного обучения КубГАУ и объявляется студентам заранее. Возможны также письменные запросы, адресованные кафедре физики. В последнем случае на кафедру вместе с письмом, содержащим просьбу о консультации по задаче, следует приложить листок с выписанным полностью условием задачи.

    Контрольная работа, представляемая на рецензию, должна быть написана в ученической тетрадке школьного образца. На титульном листе (обложке) слева указывается номер зачетной книжки, номер варианта, номер контрольной работы, номера задач, справа - специальность, курс, номер группы, фамилия имя отчество студента, подробный адрес студента с указанием почтового индекса.

    Контрольная работа сдается на заочный факультет, где ставится штамп заочного факультета, дата сдачи контрольной работы, номер регистрации. После этого тетрадь с контрольной работой на руки студенту не выдается, а передается непосредственно на кафедру физики. Ниже приведен пример оформления титульного листа.

    Вариант 01 Контрольная работа по физике №1

    Задачи: Специальность:

    1, 37, 45, 58, 84, 111, 123, 138 электрификация и автоматизация с.х.,

    1 курс, группа 1

    Дорошенко Александр Сергеевич
    Штамп заочного факультета

    (дата сдачи, номер регистрации),

    ставится после сдачи тетради

    350075, г. Краснодар,

    ул. Селезнева, 154/4, кв. 155

    Каждая задача должна начинаться с новой страницы. Указывается номер задачи, затем переписывается условие задачи полностью, без сокращений. Далее переписывается краткое условие задачи с переводом исходных данных в систему СИ и дается решение (чертеж, решение задачи в буквенном виде, проверка размерности), окончательное решение задачи в буквенном виде обводится рамкой и только после этого приводятся численные вычисления. Решение задачи должно сопровождаться словесными пояснениями подобно тому, как это сделано в примерах решений. Для замечаний преподавателя при оформлении задач необходимо оставлять поля. Ниже дан пример оформления задачи.

    Задача

    Т ело массой m1 = 1 кг вращается на тонком стержне в вертикальной плоскости. Частота вращения равна n = 2 с-1, длина стержня R = 12,5 см. Определить силу натяжения стержня: 1) в верхней и 2) в нижней точках.

    Дано: СИ 1) Решение

    m = 1 кг 1кг

    n = 2 с –1 2 с-1 T1

    R = 12,5 см 0,125 м P

    maц




    T1 - ?, T2 - ?

    На тело в верхней точке действует сила тяжести Р = mg и сила натяжения Т стержня. В результате действия двух сил тело движется по окружности, т.е. с центро­стремительным ускорением

    aц = w2R, (1)

    где w - угловая скорость; R – радиус траектории. Учитывая, что w = 2pn , можем записать

    aц = 4p2n2R. (2)

    Направление сил Т1 и Р совпадает с вектором ацс, поэтому второй закон Ньютона запишем в скалярной форме:

    T1 + mg = maц (3)

    или с учётом (2)

    T1 + mg = 4mp2n2R, (4)

    откуда
    Т1 = m(4π2n2 R – g). (5)

    Проверим размерность:

    Н = кг  м/с2 = кг (м/с2 – м/с2) = кг  м/с2 = Н.

    Вычислим по формуле (5) искомую силу натяжения стержня в верхней точке траектории: Т1 = 1 (4  3,142  22  0,125 – 9,81) Н = 9,91 Н.

    2 ) Т2



    maц

    P
    В нижней точке траектории на тело действуют те же силы Р = mg и Т2. Однако сила Р в данном случае направлена противоположно вектору ац.. В связи с этим второй закон Ньютона имеет вид:

    T2mg = 4mp2n2R,

    откуда

    T2 = m(g + 4p2n2R).

    После подстановки имеем

    Т2 = 1 (9,81 + 4  3,142  22  0,125) Н = 29,53 Н.

    Ответ: Т1 = 9,91 Н; Т2 = 29,53 Н.

    При подстановке числовых значений величин необходимо пользоваться преимущественно системой СИ. Допускается в отдельных случаях и другие (внесистемные) единицы, если проверка расчетной формулы подставкой наименований единиц показывает, что применение внесистемных единиц не отразится на результате вычислений.

    При подстановке, в ходе вычислений и при записи окончательного результата следует числа записывать, как правило, в виде единиц, умноженных на соответствующие степени основания 10, используя три значащие цифры с учетом правил округления. Например, число 0,0012873 следует записать 1,29 · 10-3, а число 78336000 следует записать 7,83 · 107. Такая запись упрощает вычисления, т.к. степенные сомножители, определяющие порядок величины, легко отдельно привести к результирующей степени, а вычисления вести только с числовыми сомножителями.

    Например: .

    Результирующая степень при основании 10

    10-3 · 10+7 · 10-2 · 10+4 = 10-3+7-2+4 = 106.

    Номера задач, которые студент должен включить в свою контрольную работу, определяются по таблицам (см. ниже). Необходимо особо подчеркнуть: относитесь очень внимательно к выбору своего варианта. Если решены задачи неправильного варианта, то контрольная работа не принимается к рассмотрению.
    10. Таблицы вариантов и задачи для студентовзаочников инженерных

    специальностей
    10.1. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
    Таблица вариантов для студентовзаочников инженерных специальностей:

    электрификация с/х, механизация с/х, промышленно-гражданское строительство, вод-

    ное хозяйство и земельный кадастр

    Последняя
    цифра шифра

    Предпоследняя цифра шифра

    нечетная

    четная

    НОМЕРА ЗАДАЧ

    1

    1, 12, 17, 24, 35, 46, 57, 68, 74, 80

    1, 11, 15, 21, 31, 41, 51, 61, 65, 71

    2

    2, 13, 18, 25, 36, 47, 58, 69, 75, 79

    2, 12, 16, 22, 32, 42, 52, 62, 66, 72

    3

    3, 14, 19, 26, 37, 48, 59, 65, 70, 78

    3, 13, 17, 23, 33, 43, 53, 63, 67, 73

    4

    4, 15, 21, 27, 38, 49, 60, 61, 73, 77

    4, 14, 18, 24, 34, 44, 54, 64, 68, 74

    5

    5, 16, 22, 28, 39, 50, 51, 62, 72, 76

    5, 15, 19, 25, 35, 45, 55, 65, 69, 75

    6

    6, 17, 23, 29, 40, 41, 52, 60, 67, 75

    6, 16, 21, 26, 36, 46, 56, 66, 71, 76

    7

    7, 18, 24, 30, 34, 42, 53, 61, 69, 74

    7, 17, 22, 27, 37, 47, 57, 67, 72, 77

    8

    8, 15, 19, 25, 33, 43, 56, 65, 68, 73

    8, 18, 23, 28, 38, 48, 58, 68, 73, 78

    9

    9, 20, 24, 28, 37, 46, 55, 64, 67, 72

    9, 19, 24, 29, 39, 49, 59, 69, 74, 79

    0

    10, 19, 23, 27, 36, 45, 54, 63, 66, 71

    10, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 75, 80

    Пример: шифр зачетной книжки МХ – 02 – 34; последняя цифра – 4, следовательно, 4-й вариант, предпоследняя цифра – 3 (нечетная), следовательно, левый столбец.

    Необходимо решить следующие задачи: 4, 15, 21, 27, 38, 49, 60, 61, 73, 77.

    10.2. Задачи контрольной работы № 1


    1. Уравнение прямолинейного движения материальной точки x = At+Bt3, где А = 2,5 м/с; В=0,05 м/с3. Определить средние значения скорости <vх> и ускорения <ах> за первые 3 с движения и сравнить их с мгновенными значениями этих величин в начальный и конечный моменты этого отрезка времени.

    2. Барабан сепаратора радиусом R = 0,25 м вращается согласно уравнению φ = A+Bt+Ct3, где А = 2,5 рад, В = 0,8 рад/с; С=0,15рад/с3. Определить тангенциальное аτ, нормальное аn и полное а ускорения точек на поверхности барабана в момент времени t=10 с.

    3. Точка движется по окружности радиусом R=0,8 м согласно уравнению ξ=At+Bt3, где ξ  криволинейная координата, отсчитанная вдоль окружности от некоторой начальной точки; А = 9 м/с; В= -0,1 м/с3. Определить скорость v, полное линейное а и угловое ускорение ε точки через t=3 с после начала движения.

    4. Движение точки по окружности радиусом R = 1,3 м описывается уравнением φ = =At+Bt3, где А = 0,6 рад/с, В = 0,25 рад/с3. Определить угловую скорость ω, угловое ускорение ε и полное линейное ускорение а точки через t= 4 c после начала движения.

    5. Две материальные точки движутся вдоль оси х согласно уравнениям x1 = =A1+B1t+C1t2 и x2=A2+B2t+C2t2, где A1 = 10 м; В1 = 2 м/с; С1 = - 2 м/с2; А2 = 3 м; B2 = l м/с; С2 = 0,2 м/с2. Определить скорости v1 и v2 и ускорения а1 и а2 этих точек: а) в момент времени, когда их скорости будут одинаковы; б) в момент времени, когда точки займут на оси х одинаковое положение.

    6. Направление ствола орудия, жестко закрепленного на железнодорожной платформе, составляет угол 30° с линией горизонта. Проекция направления ствола на плоскость земли отклонена на такой же угол от направления рельсов. Определить, на какое расстояние откатится платформа при выстреле снарядом массой m1 = 60 кг, вылетающим со скоростью v1=480 м/с. Масса платформы с орудием m 2=18 т, коэффициент трения f=0,03.

    7. Снаряд массой m = 8 кг разорвался на 2 осколка на высоте h = 30 м в горизонтальном полете со скоростью v =250 м/с Больший осколок массой т1 = 6 кг получил скорость v1 = 400 м/с в направлении полета снаряда. На каком расстоянии друг от друга упали осколки? Сопротивлением воздуха пренебречь.

    8. Снаряд массой 8 кг в горизонтальном полете со скоростью v = 250 м/с на высоте h= =30 м разорвался на 2 осколка. Меньший из них массой m1 = 2 кг полетел вертикально вверх со скоростью v1 = 100 м/с. На каком расстоянии друг от друга упадут осколки? Сопротивлением воздуха пренебречь.

    9. Две одинаковые лодки массами m = 200 кг (вместе людьми и грузами) движутся в неподвижной воде встречными курсами со скоростями v = 1 м/с относительно воды и пpoходят 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 v1 = 0,5 м/c в перпендикулярном курсу лодки направлении. Определить скорость лодки после переброски грузов и угловое изменение курса каждой лодки.

    1. По доске массой m1 = 20 кг и снабженной легкими колесиками пошел человек массой m2 = 60 кг со скоростью v2 = 1 м/с (относительно доски). С какой скоростью v (относительно пола) стала двигаться доска? Трением вращающихся колесиков пренебречь.

    2. Пружина жесткостью k = 500 Н/м сжата силой F = 100 Н. Определить работу внешней силы, дополнительно сжимающей эту пружину на Δl = 2 см.

    12. Две пружины жесткостью k1 = 0,5 кН/м иk2 = 1 кН/м скреплены параллельно. Определить потенциальную энергию этой системы при абсолютной деформации

    Δl =4 см.

    13. Определить работу по растяжению двух соединенных последовательно пружин с жесткостями k1 = 400 Н/м и k2 = 250 Н/м, если первая пружина при этом растянулась на Δl= 2 см.

    14. Из ствола автоматического пистолета вылетела пуля массой m1 = 10 г со скоростью v = 300 м/с. Затвор пистолета массой m2 = 200 г прижимается к стволу пружиной, жесткость которой k = 25 кН/м. На какое расстояние отойдет затвор после выстрела? Пистолет считать жестко закрепленным.

    15. Груз, положенный на верхний конец спиральной пружины, сжимает ее на Δl = 3 мм. Каково будет максимальное сжатие пружины при падении того же груза на верхний конец пружины с высоты h = 8 см?

    1. На барабан сепаратора диаметром 1 м с моментом инерции J = 15 кг·м2 в течение t = 0,5 мин действует вращающий момент М = 12 Н·м. По прекращении действия вращающего момента в барабан вылили V = 10 л молока плотностью ρ = 1028 кг/м3. Определить частоту вращения сепаратора.

    2. Человеку, стоящему на оси неподвижной платформы в виде диска, передали вращающееся на легкой вертикальной оси колесо радиусом 40 см и массой 4 кг, распределенной по ободу колеса. Суммарный момент инерции человека с платформой J = 8 кг·м2 . Центр 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 силой натяжения шнура F = 500 Н, действовавшей на обод колеса по касательной в течение t=1,5 с.

    3. Человек, стоящий в центре круглой платформы радиусом R=3 м и моментом инерции J = 10 кг·м2, вращающейся с частотой n1=1 с-1, перешел к краю платформы и нажал педаль тормоза, прижимающего деревянную тормозную колодку к деревянному ограждению платформы с силой F= 20 Н. Определить продолжительность торможения. Масса человека m = 80 кг, его момент инерции рассчитывать как для материальной точки. Коэффициент трения f=0,1.

    4. Скамья Жуковского с человеком, стоящим в центре ее и опирающимся на лом длиной 1,2 м и массой 12 кг, приведена во вращение натяжением шнура F = 20 H, действовавшим в течение t = 7 с на шкив R = 15 см. Момент инерции скамьи с человеком J = 10 кг·м2. Определить частоту вращения скамьи после того, как человек поднимет лом на грудь, повернув его горизонтально и держась за его середину.

    5. Человеку, стоящему на неподвижной скамье Жуковского, передали вращающееся на вертикальной легкой оси колесо массой m = 3 кг и радиусом R = 30 мм. Масса колеса распределена по его ободу. Момент инерции человека со скамьей J = 7,5 кгм2. Определить угловую скорость вращения платформы, если человек перевернет ось вращения колеса на угол α = 180°, оставив ее вертикальной. Колесо приводилось во вращение шнуром-пускателем длиной l = 1,5 м, намотанным на шкив диаметром d = 20 см в течение времени t = 1,5 с.

    1. По круговой орбите вокруг Земли обращается спутник массой m = 2 т с периодом T = 105 мин. Определить полную механическую энергию спутника относительно Земли.

    2. Спутник массой m = 3 т вращается вокруг Земли по круговой орбите на высоте

    h= 520 км. Определить полную механическую энергию спутника относительно Земли.

    23. Определить механическую энергию, которой обладает Луна, вращаясь в гравитационном поле Земли.

    1. Спортсмен мечет диск диаметром d=22 см и массой m = 2 кг под углом α = 45° к линии горизонта с начальной скоростью v = 24 м/с. Определить механическую энергию летящего диска в верхней точке траектории, если частота его вращения в полете n= 4 с-1.

    2. Во время игры в городки бита массой 1,3 кг была брошена горизонтально на высоте 1,6 м от земли со скоростью v = 7 м/с. В полете бита вращалась относительно оси, перпендикулярной бите и проходящей через ее середину вертикально с частотой n= 5 с-1. Определить полную механическую энергию биты.

    3. Маятник Фуко имеет длину l= 50 м и представляет собой железный шар диаметром d = 20 см. Амплитуда колебания маятника A = 2 м. Определить потенциальную, кинетическую и полную энергии маятника при фазе φ = 5/8 π и соответствующий этому условию момент времени, считая начало отсчета времени в середине траекторий качаний.

    27. На стержне массой m1 = 0,1 кг и длинойl=30 см укреплены два одинаковых грузика массой m2 = 0,5 кг: один в середине стержня, другой - на одном из его концов. Стержень с грузиками колеблется около горизонтальной оси, проходящей через свободный конец стержня, достигая максимального углового отклонения α = 3°. Определить приведенную длину маятника, кинетическую и потенциальную энергии при фазе φ = π/3 и соответствующий этому условию момент времени, считая начало отсчета времени в положении равновесия.

    28. На невесомом стержне длиной l=1,5 м, качающемся с угловым размахом α = 2,5° относительно горизонтальной оси, перпендикулярной стержню и проходящей через верхний его конец, укреплены грузы m1 = l кг на расстоянии r1 = 1 м от оси и m2 = 2 кг на нижнем конце стержня. Определить приведенную длину маятника, его кинетическую и потенциальную энергии при фазе φ = π/4 и соответствующий этому условию момент времени, считая начало отсчета времени в положении равновесия.

    1. На концах невесомого стержня длиной l = 1,7 м, качающегося в вертикальной плоскости относительно горизонтальной оси, перпендикулярной стержню и проходящей на расстоянии r = 20 см от верхнего его конца, укреплены грузы m1 = 0,5 кг на верхнем и m2 = 1,5 кг на нижнем концах. Угловая амплитуда колебаний α = 2°. Определить приведенную длину физического маятника, его кинетическую, потенциальную энергии и фазу колебаний в момент времени t = 1,5 с, отсчитанный от момента прохождения маятником положения равновесия.

    2. Груз массой m = 200 г, подвешенный к пружине, удлиняет ее на Δl = 8 см. Определить кинетическую, потенциальную энергии и фазу колебаний в момент времени t = =1 с, отсчитанный от момента прохождения маятником положения равновесия. Предложить альтернативный способ вычисления энергий.

    3. Один баллон объемом V1 = 10 л содержит кислород под давлением p1 = l,5 МПа, другой баллон объемом V2 = 22 л содержит гелий под давлением р2 = 0,6 МПа при той же температуре. Баллоны соединили и газы образовали однородную смесь без изменения температуры. Определить парциальные давления, концентрации молекул и массы компонентов смеси, если на вращательное движение молекулы газа приходится энергия εвр = 4,14·10-21 Дж. Предложить варианты решения.

    1. Смесь водорода и азота общей массой m = 290 г при температуре T = 600 К и давлении р = 2,46 МПа занимает объем V = 30 л. Определить внутреннюю энергию смеси газов, а также массы и парциальные давления компонентов смеси.

    33. Некоторое количество молекул аммиака обладает энергией хаотического движения вдвое больше, чем такое же количество молекул азота. В каком соотношении находятся давления этих газов, если аммиак занимает объем вдвое больший, чем азот? Предложите два способа решения.

    1. Средняя энергия вращательного движения молекулы кислорода равна εвр = 2,76·

    ·10-20 Дж. Давление газа р = 0,5 МПа. Вычислить двумя способами плотность газа и

    концентрацию его молекул.

    1. Смесь состоит из азота с массовой долей w1 = 1/9 и аргона с массовой долей w2 = =8/9 при давлении р = 0,2 МПа. Определить плотность смеси и ее молярную внутреннюю энергию, если концентрация молекул смеси составила 4,83·1025 м-3.

    2. Определить массу углекислого газа, продиффундировавшего за 1 час через 1 м2 почвы, прогретой до температуры 27° C. Коэффициент диффузии через почву принять равным D = 0,05 см2/с. Плотность газа у поверхности почвы ρ2 = 1,0·10-2 г/см3, а на глубине h = 0,5 м ρ1 = 1,2·10-2 г/см3. Определить, во сколько раз почва ослабляет диффузию.

    3. Сколько теплоты пройдет за 1 час через 1 м2 поверхности льда толщиной 25 см, если температура воздуха 20°С, а температура воды у поверхности льда 0°С? Во сколько раз интенсивность передачи теплоты через лед выше, чем через воздух, при отсутствии теплопередачи конвекцией и излучением?

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

    1. Определить градиент плотности углекислого газа в почве, если через площадь

    S = 1 га за время t = 2 часа в атмосферу прошел газ массой m = 6 кг. Коэффициент

    диффузии D = 0,04 см2/с. Определить, во сколько раз почва ослабляет диффузию,

    если температура атмосферы tВ=17°С.

    1. Определить толщину слоя песчаной почвы, если за время t = 3 часа через площадь S = 1 га проходит теплота Q = 511 Дж. Температура у поверхности почвы t1 = =20°С, а в нижнем слое t2 = 7°С. Определить, во сколько раз процесс теплопроводности в песчаной почве интенсивнее, чем в воздухе.

    41. Определить показатель адиабаты γ идеального газа, который при температуре T=350 К и давлении p = 0,4 МПа занимает объем V==300 л и имеет теплоемкость <CV> = 857 Дж/К.

    42. Трехатомный газ под давлением р = 240 кПа и температуре t = 20° С занимает объем V= 10 л. Определить теплоемкости этого газа при постоянном объеме <Cv> и при постоянном давлении <СР>.

    1. Определить отношение показателя адиабаты cмеси газов, полученной при смешении m1= 5 г гелия и m2=2 г водорода, к показателям адиабаты чистых компонентов.

    2. Считая влажный воздух двухкомпонентной смесью газов, вычислить молярные изохорическую Сv и изобарическую Сp теплоемкости три температуре t=21°С и относительной влажности φ=89%.

    3. Определить молярные теплоемкости Ср и Cv и показатель адиабаты для смеси, образованной m1= 1 г азота, m2= 12 г кислорода и m3=18 г углекислого газа.

    46. Углекислый газ в количестве m = 200 г, являясь рабочим телом в цикле Карно, отдал охладителю теплоту Q2 = 14 кДж. Определить температуру Т1 нагревателя и отношение объемов газа при изотермическом расширении, если при температуре охладителя Т2 = 280 К работа цикла составила А = 6 кДж.

    1. . Гелий, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от нагревателя теплоту Q1 = 4,38 кДж и совершил за один цикл работу A = 2,4 кДж. Температура охладителя T2 = 273 К. Определить температуру нагревателя и отношение объемов газа в конце и начале адиабатического расширения.

    2. . Азот, совершая цикл Карно, отдал охладителю 67% теплоты, полученной от нагревателя. Определить массу газа и температуру охладителя, если температура нагревателя Т1 = 430 К, а объем газа в процессе изотермического расширения увеличился втрое при совершении им работы 18 кДж.

    3. . Водяной пар, совершая 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 = 300 К, а объем газа уменьшился в 4 раза в процессе потери им теплоты в охладителе.

    1. . Одноатомный газ в цикле Карно совершил работу А = 100 Дж, получив Q1 = 500 Дж теплоты от нагревателя, имеющего температуру T1 = 400 К. Определите температуру охладителя и количество рабочего вещества, совершившего цикл, если в процессе адиабатического расширения газ совершил работу 2 кДж.

    2. . Найти массу m воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала d= 0,8 мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным.

    3. . Какую работу А надо совершить при выдувании пузыря, чтобы увеличить его объем от V1 = 8 см3 до V2=16 см3? Считать процесс изотермическим.

    53. Какая энергия Е выделится при слиянии двух капель ртути диаметром d1=0,8 мм и d2 = l,2 мм в одну каплю?

    54. Глицерин поднимается в капиллярной трубке с диаметром канала d = l мм на высоту h = 20 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения α глицерина. Считать смачивание полным.

    55. Найти добавочное давление внутри мыльного пузыря диаметром d = 5 см. Какую работу нужно совершить, чтобы выдуть этот пузырь?

    56. На расстоянии d = 30 см находятся два точечных заряда q1 = - 20 нКл и q2 = 40 нКл. Определить силу F, действующую на заряд q3=12 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние а = 20 см.

    57. 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, удаленной на 8 см от первого и от второго зарядов.

    1. . Определить напряженность E поля, создаваемого тонким длинным стержнем с линейной плотностью заряда τ = 20 мкКл/м в точке, находящейся на расстоянии а = =4 см от стержня, вблизи от его середины.

    2. . Две параллельные заряженные плоскости бесконечной протяженности, поверхностные плотности зарядов которых σ1 = 4 мкКл/м2 и σ2 = -0,8 мкКл/м2, находятся на расстоянии d = 0,6 см. Определить разность потенциалов U между плоскостями.

    3. . С какой силой (на единицу длины) взаимодействуют две заряженные бесконечно длинные параллельные нити с одинаковой линейной плотностью заряда τ = 40 мкКл/м, находящиеся на расстоянии r = 8 см друг от друга?

    61. Пылинка массой m = 20 мкг, 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 v = 10 м/с. Определить скорость пылинки до того как она влетела в поле.

    1. . Электрон, обладавший кинетической энергией WK = 20 эВ, влетел в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов U=16 В?

    2. . Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость v = 105 м/с. Расстояние между пластинами d = 10 мм. Найти:

    1) разность потенциалов между пластинами, 2) поверхностную плотность заряда σ

    на пластинах.

    1. . Пылинка m = 3 нг, несущая на себе N= 10 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов U = 2 мВ. Какова кинетическая энергия пылинки? Какую скорость приобрела пылинка?

    1. Ион атома лития Li+ прошел разность потенциалов U1 = 300 В, ион атома натрия Na+ - разность потенциалов U2 = 400 В. Найти отношение скоростей этих ионов.

    66. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной d1 = 0,3 cм и слоем парафина d2 = 0,4 см. Разность потенциалов между обкладками U = 400 В. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.

    1. . Два одинаковых плоских воздушных конденсатора, соединены последовательно в батарею, которая подключена к источнику тока с ЭДС ε= 10 В. Определить, насколько изменится напряжение на одном из конденсаторов, если другой поместить в трансформаторное масло.

    2. . Плоский конденсатор с площадью пластин S = 100 см2 каждая, заряжен до разности потенциалов U = 3 кВ. Расстояние между пластинами d = 4 см. Диэлектрик - стекло. Определить энергию W поля конденсатора и плотность w энергии поля.

    69. Четыре одинаковые капли ртути, заряженных до потенциала φ1 = 20 В, сливаются в одну. Каков потенциал φ2 образовавшейся капли?

    70. Плоский конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом R =12 см каждая. Расстояние между пластинами d= 3 мм. Конденсатор присоединили к источнику напряжения U = 100 В. Определить заряд q и напряженность Е поля конденсатора в двух случаях: а) диэлектрик - воздух; б) диэлектрик - стекло.

    71. Определить силу токов на всех участках электрической цепи (рис. 16), если ε1 = =10 В, ε2= 12В, R1 = 2 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 8 Ом, R4 =4 Ом. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.


    Рисунок 16 Рисунок 17
    72. Два источника тока ε1 = 10 В с внутренним сопротивлением r1 = 4 Ом и ε2 = 6 В с внутренним сопротивлением r2=2 Ом соединены, как показано на рис. 17. Определить силы тока в проводнике и источниках тока. Сопротивление проводника R = 6 Ом.

    1. Две батареи (ε1= 10 B, r1 = 2 Ом, ε2= 24 В, r2 = 6 Ом) и проводник сопротивлением R = 16 Ом соединены как показано на рис. 17. Определить силу тока в батареях и проводнике.

    2. Определить силу тока I3 в проводнике R3 (рис. 18) и напряжение U3 на концах этого проводника, если ε1=8 В,ε2 = 10 В, R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 3 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.



    Рисунок 18 Рисунок 19


    1. Электрическая цепь состоит из двух гальванических элементов, трех сопротивлений и гальванометра (рис. 19). В этой цепи R1 = 50 Ом, R2 = 25 Ом, R3 = 5 Ом, ЭДС элемента ε1 = 4 В. Гальванометр регистрирует ток I3 = 40 мА, идущий в направлении, указанном стрелкой. Определить ЭДС второго элемента. Сопротивлением гальванометра и внутренним сопротивлением элементов пренебречь.

    76. Воздух между плоскими электродами ионизационной камеры ионизируется рентгеновскими лучами. Сила тока, текущего через камеру, 1,2·10-6 А. Площадь каждого электрода 300 см2, расстояние между ними 2 см, разность потенциалов 100 В. Определить концентрацию пар ионов между пластинами, если ток далек от насыщения. Подвижность положительных и отрицательных ионов равна соответственно 1,4 и 1,9 см2/В·с. Заряд каждого иона равен элементарному заряду.

    77. Газ, заключенный в ионизационной камере между плоскими пластинами, облучается рентгеновскими лучами. Определить плотность тока насыщения jнас, если ионизатор образует в объеме V = 3 см3 газа n = 5·106 пар ионов в секунду. Принять, что каждый ион несет на себе элементарный заряд. Расстояние между пластинами камеры d= 2 см.

    78. 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 1 с в 1 см3 газа? Заряд каждого иона равен элементарному заряду.

    79. Воздух ионизируется рентгеновскими лучами. Определить удельную проводимость σ воздуха, если в объеме V= 1 см3 газа находится в условиях равновесия n = =108 пар ионов.

    80. К электродам разрядной трубки, содержащей водород, приложена разность потенциалов U = 10 В. Расстояние между электродами равно 25 см. Ионизатор создает в объеме V = 1 см3 водорода n = 107 пар ионов в секунду. Найти плотность тока j в трубке.

    10.3. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

    Таблица вариантов контрольных работ для студентов–заочников инженерных специальностей: электрификация с/х, механизация с/х, промышленно– гражданское строительство, водное хозяйство и земельный кадастр

    Последняя
    цифра шифра

    Предпоследняя цифра шифра

    нечетная

    четная

    НОМЕРА ЗАДАЧ

    1

    81, 92, 98, 109, 120, 131, 143,

    148, 152, 156

    90, 94, 103, 112, 121,130, 139, 148,
    151, 156, 138,

    2

    82, 93, 99, 110, 121, 132, 142,

    149, 154, 157

    89, 93, 102, 111, 120, 129,

    147,152,157

    3

    83, 94, 100, 111, 122, 133, 144,

    150, 153, 160

    88, 92, 101, 110, 119, 128, 137,

    146, 153, 158

    4

    84, 95, 101,112, 124, 134, 145,

    147, 155, 159

    87, 91, 100, 109, 118, 127, 136,

    150, 154, 159

    5

    85, 91, 102, 114, 125, 135, 141,

    146, 151, 158

    86, 95, 99, 108, 117, 126, 145,

    149, 155, 160

    6

    86, 92, 103, 113, 119, 130, 140,

    148, 153, 159

    85, 94, 98, 107, 116, 131, 144,

    149, 151, 159

    7

    87, 93, 104, 115, 123, 129, 139,

    146, 155, 156

    84, 93, 97, 106, 125, 132, 143,

    150, 152, 160

    8

    88, 91, 105, 108, 118, 128, 138,
    150, 151, 157

    83, 92, 96, 113,124, 133, 140,
    146, 154, 156

    9

    89, 95, 97, 107, 117, 127, 137,

    149, 152, 158

    82, 91, 104, 114, 123, 134, 141,

    147, 153, 157

    0

    90, 94, 96, 106, 116, 126, 136,

    147, 154, 160

    81, 95, 105, 115, 122, 135, 142,

    148, 155, 158

    Пример: шифр зачетной книжки МХ – 02 – 34; последняя цифра – 4, следова-

    тельно, 4-й вариант, предпоследняя цифра – 3 (нечетная), следовательно, левый стол-

    бец.

    Необходимо решить следующие задачи: 84, 95, 101, 112, 124, 134, 145, 147, 55,

    159.

    1   2   3   4   5   6


    написать администратору сайта