МУ к ИДЗ по физике 1 семестр специальности ИС, ПГ (1). Учебнометодическое пособие для выполнения индивидуальных домашних заданий студентами очной формы обучения по направлениям подготовки Информационные системы и технологии

• Название: Учебнометодическое пособие для выполнения индивидуальных домашних заданий студентами очной формы обучения по направлениям подготовки Информационные системы и технологии
• Дата: 23.12.2021
• Размер: 1.12 Mb.
• Имя файла: МУ к ИДЗ по физике 1 семестр специальности ИС, ПГ (1).doc
• Тип: Учебно-методическое пособие; #315560
• страница: 2 из 6

Раздел «Электростатика и постоянный ток»

Закон Кулона:
Напряженность электрического поля:
Напряженность поля: бесконечно длинной заряженной нити точечного заряда равномерно заряженной плоскости между двумя равномерно и разноименно заряженными бесконечными параллельными плоскостями
Работа перемещения заряда в электрическом поле:	;
Потенциал поля, создаваемого точечным зарядом:
Связь потенциала с напряженностью поля:	;
Сила притяжения между двумя разноименно заряженными обкладками конденсатора
Электроемкость:
уеденного проводника
плоского конденсатора	;
Электроемкость батареи конденсаторов соединенных: параллельно последовательно	С = С1+С2+…+Сn
Энергия поля: заряженного проводника
заряженного конденсатора
Сила тока:
Закон Ома для замкнутой (полной) цепи:
Закон Ома в дифференциальной форме:
Закон Джоуля-Ленца:
Сопротивление однородного проводника:
Зависимость удельного сопротивления от температуры:
Средняя скорость теплового движения электронов
Зависимость термоэлектронного тока вакуумного диода от анодного напряжения в области малых положительных значений напряжения	,
Зависимость плотности тока насыщения от абсолютной температуры Т ( формула Ричардсона – Дэшмена)
Закон Ома в дифференциальной форме для жидкостей Первый закон Фарадея:	m =K·Q,
Второй закон Фарадея
Объединенный закон Фарадея
Потенциал ионизации газа
Плотность тока насыщения ионизируемого газа	,

2. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача 1. Точка движется по окружности радиуса R = 20 см с постоянным тангенциальным ускорением а_ = 5 см/с². Через какое время t после начала движения нормальное ускорение а_n будет равно тангенциальному?

Дано:__m_=_45_кг_l_=_5,0_м_n_=_16,0_об/мин_СИ'>Дано: R = 20 см а = 5 см/с2 а = аn	СИ 0,2 м 5.10-2 м/ с2
t-?

Решение:

По условию задачи вращение является равноускоренным, поэтому справедливы следующие соотношения:

(1)

(2)

где υ – линейная скорость точки.

Из (1) получим: (3)

Из (2) выразим скорость точки: (4)

Подставим (4) в (3) и учтем, что а_n = а_:

.

Подставим в (5) числовые значения, выраженные в системе СИ:



Ответ: t = 2 с.
Задача 2. Груз массой m = 45 кг вращается на канате длиной l = 5,0 м в горизонтальной плоскости, совершая n = 16,0 об/мин. Какой угол  с вертикалью образует канат и какова сила его натяжения Т?

Дано: m = 45 кг l = 5,0 м n = 16,0 об/мин	СИ 0,27 об/с
 - ? Т - ?

Решение

На груз действуют сила тяжести mg и сила натяжения Т каната (рис. 1). По второму закону Ньютона:

mg + T = ma (1)




Рис. 1
Так как движение по окружности происходит с постоянной по модулю скоростью, то полное ускорение тела в данной задаче –это нормальное ускорение, направленное к центру окруж-ности радиуса R:

(2)

где n - частота вращения груза.
Введем систему координат таким образом, чтобы ось Ох была направлена в сторону направления нормального ускорения. Запишем уравнение (1) в проекциях на оси Ох и Оу:

(3)

(4)

Из рис. 1 видно, что

R = lsin. (5)

Решив совместно уравпения (3) и (4) с учетом (5), имеем



Подставив числовые значения величин в единицах СИ и выполнив вычисление, находим:

T = 45∙4∙3,14²∙0,267²∙5 = 0,63 кН,

.

Ответ: Т = 0,63 кН,  = 45°.
Задача 3. Вагон массой 20 т, двигавшийся равномерно, под действием силы трения в 6 кН через некоторое время остановился. Начальная скорость вагона равна 54 км/ч. Найти: 1) работу сил трения; 2) расстояние, которое вагон пройдёт до остановки.

Дано: m = 20 т Fтр = 6 кН v0 = 54 км/ч	СИ 2∙104 кг 6∙103 Н 15 м/с
Атр - ? S - ?

Решение:

Работа равна приращению кинетической энергии тела:

A_тр = 0 – = – ,

Знак «–» означает, что работа сил трения отрицательна, так как силы трения направлены против движения.

С другой стороны, работу силы трения можно рассчитать через произведение силы на путь:

A_тр = F_тр^. S,

отсюда S = =
Подставив числовые значения, получим:

A_тр = = 2,25^.10⁶ Дж = 2,25 МДж,

S = = 358 м.

_{Ответ: Aтр = 2,25 МДж, S = 358 м.}

Задача 4. Сплошной цилиндр массой 0,5 кг и радиусом 0,02 м вращается относительно оси, совпадающей с осью цилиндра, по закону . На цилиндр действует сила, касательная к поверхности. Определить эту силу и тормозящий момент.

Дано: m = 0,5 кг r = 0,02 м

М - ?

Решение:

Цилиндр вращается относительно оси, совпадающей с его осью, по закону . Угловое ускорение определяется как вторая производная от угла поворота по времени:

или ,

где ω – угловая скорость, равная первой производной от угла по времени: , т.е. , тогда рад/с².

Момент силы относительно оси вращения: , так как сила действует касательно к поверхности, то , тогда и

(1)

Тормозящий момент можно определить из основного уравнения динамики вращательного движения:

М = Jε, (2)

где J – момент инерции цилиндра относительно оси вращения; так как ось вращения совпадает с осью цилиндра, то момент инерции его равен:

(3)

Подставляя (2) в (3) имеем:



Сила равна:

_{Ответ: М = 10}^-4 _{Нм, F = 0,005 Н.}