задачи по физике. Вариант 9 24

Название	Вариант 9 24
Анкор	задачи по физике
Дата	02.03.2023
Размер	112.86 Kb.
Формат файла
Имя файла	задачи по физике.docx
Тип	Решение #964744

Вариант № 9

1.24

С покоящимся шаром массой m = 4 кг сталкивается такой же шар,

движущийся со скоростью υ = 1 м/с. Вычислить работу, совершенную

вследствие деформации при прямом центральном неупругом ударе.

Дано: Решение:

(m1+m2)*V

m2V2

m1V1
m1=m2=4 кг

V1=1 м/с

V2=0 м/с

Неупругий удар По закону сохранения импульса:

А-? m1V1+m2V2=(m1+m2)*V

mV1+m*0=(m+m)*V

mV1=2mV V=

=0,5 м/с

A= ΔEk=Ek1-Ek2=

=0,5 Дж

Ответ: А=0,5 Дж

1.34

Стержень вращается вокруг оси, проходящей через его середину согласно уравнению

, где А =2 рад/с; В =0,2 рад/с. Определить вращающий момент М, действующий на стержень в момент времени t = 2 с, если момент инерции стержня I = 0,048 кг⋅м.

Дано: Решение:

φ=At+B

Из 2-го закона Ньютона, применяемого к

A=2 рад/с вращающимся телам находим:

В=0,2 рад/с М= ε*J, где М – вращающий момент, ε - угловое

t= 2 с ускорение, J- момент инерции стержня.

J=0,048 кг/

ω=

ω(t)=

=A+3B

М-? ε=

ε(t)=

=6Bt=6*0,2*2=2,4 рад/

М= ε*J=2,4*0,048=0,1152 Нм

Ответ: М=0,1152 Нм

2.29

Определить, какое количество теплоты необходимо сообщить аргону

массой т = 400 г, чтобы нагреть его на ΔТ = 100 К: а) при постоянном объеме; б) при постоянном давлении.

Дано:

m=400 г =0,4 кг

ΔT=100 K

M(Ar)=0,04 кг/моль

А) V=const

B) P=const

A) Q1-?

B) Q2-?

Решение:

А) Количество теплоты, необходимое для нагревания газа на ΔT при постоянном объеме:

Q1=V*Cv* ΔT=

* ΔT, где Cv=

– молярная теплоемкость газа при постоянном объеме.

R=8,31 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная

Аргон – одноатомный газ i=3 степени свободы

Q1=

* 100=12465=1.2465 *

≈1.25 кДж

В) Количество теплоты, необходимое для нагревания на ΔT при постоянном давлении:

Q2=V*Cp *ΔT=

* ΔT, где Cp- молярная теплоемкость при постоянном давлении

Q2=

* 100=20775=2,0775 *

≈2,08 *

≈20,8кДж

Ответ: Q1=1,25 кДж; Q2=20,8 кДж

2.59

Совершая цикл Карно, газ получил от нагревателя теплоту Q1 = 500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Температура нагревателя T1 = 400 К. Определить температуру Т2 охладителя.

Дано: Решение:

Q1=500Дж КПД тепловой машины равен отношению производимой

А=100 Дж работы к количеству тепла, полученному от нагревателя:

Т1=400 К η=

Т2-? Также η=

=1-

, где Т1 – температура нагревателя,

Т2 – температура охладителя

Т2=Т1*(1- η)=Т1*(1-

)=400*(1-

)=320 К

Ответ: Т2=320 К

3.15

Поверхностная плотность заряда σ бесконечно протяженной плоскости равна 400 мкКл/м. К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой m = 10 г. Определить заряд Q шарика, если нить образует с плоскостью угол α = 30°.

Дано:

σ=400 мкКл/

=4*

Кл/

α=30°

m=10 г =

кг

q-?

Решение:

Y
σ>0

X
α E

F

mg

Напряженность поля бесконечной равномерно заряженной плоскости:

Е=

, где σ – поверхностная плотность заряда плоскости; ε0=8,85 *

ф/м – электрическая постоянная.

На шарик действуют 3 силы:

- сила со стороны электрического поля плоскости F:

F=qE=

-сила тяжести mg, где m – масса шарика, g=9,81 м/

– ускорение свободного падения

- сила натяжения нити Т.

По 2-му закону Ньютона для шарика, находящегося в равновесии:

F + mg + T=0

В проекции на оси X и Y:

tg α=

≈2,5*

Кл=2,5 нКл

Ответ: q=2,5 нКл

3.56

Внешняя цепь источника тока потребляет мощность Р = 0,75 Вт. Определить силу тока в цепи, если ЭДС источника тока ε = 2 В и внутреннее сопротивление r = 1 Ом.