Физика, билеты. Что называют энергией Какие формы энергии вы знаете, и какими символами они обозначаются

• Название: Что называют энергией Какие формы энергии вы знаете, и какими символами они обозначаются
• Анкор: Физика, билеты
• Дата: 23.11.2021
• Размер: 68.07 Kb.
• Имя файла: -1931321399(1).docx
• Тип: Документы; #279565

Билет №9

1. 
   
   Что называют энергией? Какие формы энергии вы знаете, и какими символами они обозначаются?
   

Механической энергией тела называется скалярная величина, равная максимальной работе, которая может быть совершена в данных условиях.

Различают два вида механической энергии – кинетическая Е_к и потенциальная Е_p энергия.

2. 
   Какова единица измерения энергии в системе СИ? Сформулируете определение этой единице измерения.
   

Джоуль - единица измерения работы и энергии в системе СИ.

Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы.

3. 
   
   Что такое кинетическая энергия? Какая формула выражает смысл этого понятия? Скалярная это величина или векторная?
   

Энергия тела, обусловленная его движением (скоростью), называется кинетической Е_к.

Е_к= mv²/2

Кинетическая энергия – это скалярная величина.

4. 
   Как изменится кинетическая энергия тела, если сила, приложенная к телу, совершает положительную работу? Как изменится кинетическая энергия тела, если сила, приложенная к телу, совершает отрицательную работу?
   

Когда равнодействующая приложенных к телу сил совершает положительную работу, кинетическая энергия тела увеличивается, и уменьшается, если сила совершает отрицательную работу.

5. 
   Какую энергию называют потенциальной? Какая формула выражает смысл потенциальной энергии тела, находящимся на некоторой высоте над землёй?
   

Энергию тела, обусловленную взаимным расположением взаимодействующих между собой тел, называют потенциальной Е_p.

Е_p = mgh

6. 
   
   Как изменится потенциальная энергия при движении тела вверх и вниз?
   

При движении тела вверх, энергия увеличивается. При движении тела вниз, уменьшается.

7. 
   
   По какой формуле определяют потенциальную энергию упруго деформированного тела?
   

Е_p = kx²/2

k – жесткость пружины, x – удлинение пружины.

8. 
   Что такое полная механическая энергия? Сформулируйте и запишите закон сохранения полной механической энергии.
   

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой только консервативными силами, при любых движениях этих тел не изменяется. Происходят лишь взаимные превращения потенциальной энергии тел в их кинетическую энергию, и наоборот.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил упругости, остается неизменной.

Задачи

1. 
   Груз массой 1 кг под действием силы 30 Н, направленной вертикально вверх, поднимается на высоту 5 м. Чему равно изменение механической энергии груза?
   

Дано: m = 1кг, F = 30H, h = 5м, q = 9.8м/c

Найти: : ΔЕ - ?

полная энергия Е= Е_к +Е_п
так как в начале h1=0  V1=0  то E1=0
E₂=E₁+A нп    Анп=F*h   Анп - работе не потенциальных сил.
ΔЕ=E₂-E₁=F*h=30*5=150 Дж

Ответ: ΔЕ =150 Дж

2. 
   С какой скоростью груз пружинного маятника, имеющий массу 0,1 кг, проходит положение равновесия, если жесткость пружины 40 Н/м, а амплитуда колебаний 2 см?
   

Дано: m = 0,1 кг, k = 40H/м, x = 2см=0,02м

Найти: V₀-?

kx²/2 = mv₀²/2
kx² =mv₀²
v₀²=kx²/m
v₀=√(kx²/m) = √(40 Н/м · (0,02 см)² : 0,1 кг) = 0,4 м/с
Ответ: V₀=0,4 м/с

3. 
   Скорость брошенного мяча непосредственно перед ударом о стену была вдвое больше его скорости сразу после удара. Какое количество теплоты выделилось при ударе, если перед ударом кинетическая энергия мяча была равна 20 Дж?
   

Дано: Е_к = 20Дж


Найти: Q-?

Если скорость после удара уменьшилась в 2 раза, тогда Е_к:

m(V/2)²/2=mv²/2*4

Тогда Е_к, уменьшается в 4 раза.

Е_к1= Q + Е_к2

20 = Q + Е_к1/4

Q= 20 - 20/4

Q = 20 – 5=15 Дж

Ответ: Q = 15Дж

Билет №10

1. 
   
   В чём заключается основная задача молекулярной физики?
   

Молекулярно – кинетическая теория (МКТ) объясняет строение и свойства тел на основе закономерностей движения и взаимодействия молекул, из которых состоят тела.

2. 
   Сформулируйте три основных положения молекулярно – кинетической теории. Какие наблюдения и эксперименты подтверждают основные положения молекулярно - кинетической теории.
   

Все тела состоят из частиц – атомов, молекул, ионов.

Все частицы находятся в непрерывном, хаотическом тепловом движение.

Между частицами любого тела существуют силы взаимодействия – притяжения и отталкивания.

Молекулярное строение вещества подтверждается непосредственным наблюдением молекул в электронных микроскопах, а также растворением твердых веществ в жидкостях, сжимаемостью и проницаемостью вещества. Тепловое движение – броуновским движением и диффузией. Наличие межмолекулярного взаимодействия прочностью и упругостью твердых тел, поверхностным натяжением жидкостей.

3. 
   
   Что называют относительной молекулярной массой? Чему равна относительная молекулярная масса углекислого газа?
   

Относительной M_r молекулярной (атомной) массой вещества m_0, называют отношение массы молекулы (атома) m_{0c ,} данного вещества к 1/12 массы атома углерода.

Относительная молекулярная масса углекислого газа равна 44.

4. 
   
   Что называется количеством вещества? Какова единица количества вещества? Что называют постоянной Авогадро и чему она равна?
   

Количество вещества - это физическая величина, характеризующая количество однотипных единиц, содержащихся в веществе. Однотипные единицы: атомы, молекулы, ионы, электроны.

Единица количества вещества моль.

Постоянная Авогадро-это физическая величина, которая показывает, какое количество молекул, содержится в 1 моль любого вещества, обозначается N_A (число Авогадро) и численно равна 6*10(в 23-й).

5. 
   Что такое молярная масса вещества? Как молярная масса связана с относительной молекулярной массой? Чему равна молярная масса воды?
   

Молярная масса— характеристика вещества, отношение массы вещества к его количеству. Численно равна массе одного моля вещества, то есть массе вещества, содержащего число частиц, равное  числу Авогадро.

Молярная масса, выраженная в г/моль (кг/моль), численно равна относительной молекулярной массе M_r – безразмерная величина. Для отдельных химических элементов молярной массой является масса одного моля атомов этого элемента.

Молекулярная масса воды равна 18.

6. 
   Каков механизм возникновения давления газа с точки зрения молекулярно – кинетической теории? Запишите и объясните физический смысл основного уравнения МКТ.
   

Давление газа вызывается ударами молекул о стенки сосуда, т.к. молекулы хаотически движутся и постоянно соударяются друг с другом и со всеми встреченным препятствиями.

Физический смысл основного уравнения МКТ заключается в том, что давление идеального газа - это совокупность всех ударов молекул о стенки сосуда.

7. 
   Какой формулой связано давление идеального газа со средней кинетической энергией молекул? Какой формулой связано давление идеального газа с его концентрацией и абсолютной температурой?
   

p- давление идеального газа
m0- масса одной молекулы (частицы)
n- концентрация молекул (частиц)
v² -средне квадратичная скорость молекул (частиц).

- давление идеального газа равно двум третям средней кинетической энергии поступательного движения молекул, содержащихся в единице объема.

p=nkT - давление идеального газа с его концентрацией и абсолютной температурой.

p-давление, n-концентрация, k=коэффициент=1.38*10^(-23) Дж/K, T-температура.

Задачи

1. 
   В баллоне находится 3*10²⁵ молекул газа. Какое примерно количество вещества находится в баллоне?
   

Дано: N_A = 6*10^23, N = 3*10^25
Найти: v - ?

v=3*10^25/6*10^23 =50 моль

Ответ: v = 50 моль

2. 
   В результате нагревания давление газа увеличилось в 4 раза, причём концентрация молекул не изменилась. Как изменилась при этом средняя квадратичная скорость теплового движения молекул газа.
   

Дано: p₂ = 4p₁

Найти: v₂/v₁ - ?





Ответ: среднеквадратичная скорость увеличилась в 2 раза

3. 
   В результате нагревания идеального газа его давление увеличилось в 3 раза, причём концентрация молекул не изменилась. Изменилась ли абсолютная температура газа, и если изменилась, то как?
   

Абсолютная температура увеличилась в 3 раза
р=nkT

Билет№14

1. 
   
   Что такое электрический заряд?
   

Электрический заряд – физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.

2. 
   
   Как взаимодействуют одноимённые и разноимённые электрические заряды?
   

Одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные притягиваются.

3. 
   
   В чём состоит явление электризации?
   

Электризация — это процесс получения электрически заряженных макроскопических тел из электронейтральных. 

4. 
   Назовите три способа электризации. Объясните явление электризации с точки зрения электронной теории.
   

Три способа электризации тел. Электрически нейтральное тело можно наэлектризовать разными способами: трением; прикосновением; наведением (электростатической индукцией).

Явление электризации состоит в том, что тело или теряет электроны и тогда получает положительный заряд, или получает избыточные электроны и тогда заряжается отрицательно.

5. 
   
   Когда тело является электрически нейтральным?
   

Тело является электрически нейтральным, если суммарный заряд отрицательно заряженных частиц, входящих в состав тела, равен суммарному заряду положительно заряженных частиц.

6. 
   
   Когда тело является электрически заряженным?
   

Макроскопическое тело электрически заряжено в том случае, если оно содержит, избыточное количество элементарных частиц с одним знаком заряда. Отрицательный заряд тела обусловлен избытком электронов по сравнению с протонами, а положительный — недостатком электронов.

7. 
   Сформулируйте закон сохранения электрического заряда.
   

Суммарный приток зарядов в данную систему равен суммарному выходу зарядов из системы.

8. 
   
   Можно ли электрический заряд делить бесконечно? Какой заряд называют элементарным?
   

Нельзя электрический заряд делить бесконечно, поскольку существует заряженная частица — электрон, заряд которой разделить невозможно, у нее самый малый заряд.

Элементарным называется заряд элементарных частиц - электрона (отрицательный) или протона (положительный).

9. 
   
   Что определяет закон Кулона?
   

Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Она является силой притяжения, если знаки зарядов разные, и силой отталкивания, если эти знаки одинаковы.

10. 
    
    Как формулируют и записывают закон Кулона для взаимодействия зарядов в вакууме?
    

Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

11. 
    
    Какая величина характеризует влияние среды на силу взаимодействия между зарядами?
    

Относительная диэлектрическая проницаемость.

12. 
    Запишите закон Кулона для взаимодействия электрических зарядов с учётом среды.
    

Сила, с которой взаимодействуют заряды, напрямую зависит от произведения модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

13. 
    Какова единица измерения заряда в системе СИ? Сформулируйте её определение.
    

кулон – это точечный заряд, который действует в вакууме на равный ему точечный заряд, расположенный на расстоянии, равном 1 м, силой 9•10⁹ Н.

Задачи


1) Пылинка, имевшая отрицательный заряд -6е, при освещении потеряла четыре электрона. Каким стал заряд пылинки?

-6е -(-4е) = -2е

Ответ: q = -2e

2) Как, изменится сила электростатического взаимодействия двух электрических зарядов при перенесении их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью 81, если расстояние между ними останется прежним?

Ответ: Уменьшится в 81 раз. Ведь диэлектрическая проницаемость среды как раз и показывает, во сколько раз электрическое взаимодействие в среде, уменьшается по сравнении с вакуумом. F=k*q1*q2/εr

4. 
   Два неподвижных точечных заряда находятся на расстоянии 1 м друг от друга. Как нужно изменить это расстояние, чтобы сила взаимодействия между зарядами уменьшилась в 4 раза?
   

Сила взаимодействия определяется по силе Кулона
F=k|q1|*|q2|/r^2
F1/F2=4=(k|q1||q2|*r2^2)/(k|q1||q2|+r1^2)=r2^2/r1^2
r2^2/r1^2=4
r2^2/1=4
r2^2=4
r=2

Ответ: увеличить на 2 м.

Билет#15

1. 
   
   Что такое электрическое поле? Какое поле называют электростатическим? Назовите основные свойства электрического поля?
   

Электрическим полем называют вид материи, посредством которой происходит взаимодействие электрических зарядов.

Поле неподвижных зарядов называется электростатическим.

Свойства электрического поля:

• 
  Порождается электрическим зарядом;
  
• 
  Обнаруживается по действию на заряд;
  
• 
  Действует на заряды с некоторой силой.
  

2. 
   
   Что называют напряжённостью электрического поля? Чему равна напряжённость поля, создаваемого точечным зарядом?
   

Напряженностью электростатического поля называется физическая величина, равная отношению силы, действующей со стороны поля на пробный заряд к величине этого заряда.

Напряжённость поля равна

3. 
   Приведите примеры графического изображения электрических полей с помощью линий напряжённости.
   

4. 
   Что понимают под работой электрического поля? Запишите формулу работы по перемещению заряда в электрическом поле.
   

При перемещении пробного заряда q в электрическом поле электрические силы совершают работу. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

 W_p1 – W_p2 = qφ₁ – qφ₂ = q(φ₁ – φ₂).

5. 
   
   Чему равна работа по перемещению заряда в электрическом поле по замкнутому контуру?
   

Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

6. 
   
   Какие поля называют потенциальными? Чему равна потенциальная энергия заряженной частицы в однородном электрическом поле?
   

Если работа сил поля, действующих на перемещающуюся в нём пробную частицу, не зависит от траектории частицы, и определяется только её начальным и конечным положениями, то такое поле называется потенциальным.

W_п = qEd

7. 
   Что называют потенциалом электростатического поля? Какая формула выражает смысл этого понятия? Что называют равностью потенциалов, между двумя точками поля?
   

Электростатический потенциал — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля.

A = q(e₁ - е₂).

Разность потенциалов — между двумя точками электрического поля (электрическое напряжение), равна работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда из одной точки поля в другую.

8. 
   Какова единица измерения потенциала и разности потенциалов в системе СИ? Сформулируйте определение этой единицы.
   

В СИ за единицу разности потенциалов принимают вольт (В). Разность потенциалов между двумя точками поля равна одному вольту, если для перемещения между ними заряда в один кулон  нужно совершить работу в один джоуль: 1В = 1 Дж/Кл.

Задачи

1. 
   
   Какое направление в точке О (см. рисунок) имеет напряжённость электрического поля Е, созданного двумя равноименными зарядами?
   

Вектор напряженности электрического поля исходит из положительного заряда и входит в отрицательный заряд. Величина вектора напряженности пропорциональна заряду и обратно пропорциональна квадрату расстояния от заряда. В точке О величины векторов напряженности, создаваемые зарядами +q и –q будут равны, а результирующий вектор напряженности будет направлен вниз.

2. 
   Положительный электрический заряд 2*10^-5 Кл перемещается в электростатическом поле из точки с потенциалом 400 В в точку с потенциалом 100 В. Чему равна работа поля по перемещению заряда?
   

Дано: e₁ = 400 B e₂ = 100 B q=2*10^-5


Найти: A - ?

2*10^-5·(400-100) = 6*10^-3Дж

Ответ: A = 6*10^-3Дж

3. 
   В однородном электрическом поле напряжённостью Е = 8*10³ В/м находится заряженная частица (q = 10^-5 Кл) массой m = 10 г. Какую скорость приобретёт частица при прохождении расстояния r = 1 м, если вначале частица покоилась?
   

Дано: Е = 8*10³ В/м.

q =  10^-5 Кл.

m = 10 г = 0,01 кг.

V0 = 0 м/с.

r = 1 м.

Найти: V - ?

F = m *a.

q *E = m *a.

Ускорение тела а выразим по формуле: a = (V² - V0²)/2 *r. Так как начальная скорость V0 = 0 м/с, то формула примет вид: a = V²/2 *r.

q *E = m *V²/2 *r.

V² = q *E *2 *r/m.

V = √(q *E *2 *r/m). 

V = √( 10^-5 *8*10³ *2 *1 м/0,01 кг) = 2,82м/с. 

Ответ: V = 2,82 м/с.