Механика и молекулярная физика.
Кафедра физики
Механика и молекулярная физика.
Контрольные задания.
Физика
Вариант №1
Задача 1.
Точка движется по окружности радиусом R = 10 см с постоянным тангенциальным ускорением аτ . Найти нормальное ускорение аn точки через 20 с после начала движения, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения линейная скорость точки равна 10 см/с.
Задача 2.
Движущееся тело массой M ударяется о неподвижное тело массой m. Считая удар неупругим и центральным, найти, какая часть первоначальной кинетической энергии переходит при ударе в тепло. Задачу решить сначала в общем виде, а затем рассмотреть случаи: 1) M = m, 2) M=9m.
Задача 3.
Канат лежит на столе так, что часть его свешивается со стола, и начинает скользить тогда, когда длина свешивающейся части составляет 25% всей его длины. Чему равен коэффициент трения каната о стол?
Задача 4.
Автомобиль весит 9,8 Кн. Во время движения на автомобиль действует сила трения, равная 0,1 его веса. Чему должна быть равна сила тяги, развиваемая мотором автомобиля, чтобы автомобиль двигался: 1) равномерно, 2) с ускорением, равным 2 м/с2 ?
Задача 5.
Считая, что в воздухе содержится 23,6 % кислорода и 76,4 % азота (по массе), найти плотность воздуха при давлении 750 мм рт. ст. и температуре 13 °С. Найти парциальные давления кислорода и азота при этих условиях.
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики./ Волькенштейн В.С. .-СпецЛит, СПб, 2002.- 327 с.
Физика
Вариант №2
Задача 1.
Точка движется по окружности радиусом R = 10 см с постоянным тангенциальным ускорением aτ . Найти тангенциальное ускорение точки, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения скорость точки стала V = 79,2 см/с.
Задача 2.
Стальной шарик массой т = 20 г, падая с высоты h1 = 1 м на стальную плиту, отскакивает от нее на высоту h2 = 81 см. Найти: 1) импульс силы, полученный плитой за время удара, 2) количество тепла, выделившегося при ударе.
Задача 3.
Автомобиль весит 9,8 Кн. Во время движения на автомобиль действует сила трения, равная 0,1 его веса. Чему должна быть равна сила тяги, развиваемая мотором автомобиля, чтобы автомобиль двигался: 1) равномерно, 2) с ускорением, равным 2 м/с2 ?
Задача 4.
В сосуде находится 14 г азота и 9 г водорода при температуре 10 °С и давлении 106 н/м2. Найти: 1) массу одного киломоля смеси, 2) объем сосуда.
Задача 5.
Гелий находится в закрытом сосуде объемом 2 л при температуре 20 °С и давлении 105 н/м2. 1) Какое количество тепла надо сообщить гелию, чтобы повысить его температуру на 100° С? 2) Какова будет средняя квадратичная скорость его молекул при новой температуре? 3) Какое установится давление? 4) Какова будет плотность гелия? 5) Какова будет энергия теплового движения его молекул?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики./ Волькенштейн В.С. .-СпецЛит, СПб, 2002.- 327 с.
Физика
Вариант №3
Задача 1.
Точка движется по окружности радиусом R = 20 см с постоянным тангенциальным ускорением аτ= 5 см/с2. Через сколько времени после начала движения нормальное ускорение аn точки будет: 1) равно тангенциальному, 2) вдвое больше тангенциального?
Задача 2.
Стальной шарик, упавший с высоты 1,5 м на стальную плиту, отскакивает от нее со скоростью V2 = 0,75V1 , где V1 - скорость, с которой он подлетел к плите. На какую высоту он поднимается?
Задача 3.
Трамвай, трогаясь с места, движется с постоянным ускорением а = 0,5 м/с2. Через t = 12 с после начала движения мотор трамвая выключается и трамвай движется до остановки равнозамедленно. На всем пути движения трамвая коэффициент трения равен μ = 0,01. Найти: 1) наибольшую скорость движения трамвая, 2) общую продолжительность движения, 3) отрицательное ускорение трамвая при равнозамедленном движении, 4)общее расстояние, пройденное трамваем.
Задача 4.
6 г углекислого газа (СО2) н 5 г окиси азота (NО) заполняют сосуд объемом V = 2 .10-3м3. Какое общее давление в сосуде при температуре 137 °С ?
Задача 5.
10 г азота находятся в закрытом сосуде при температуре 7 °С. 1) Какое количество тепла надо сообщить азоту, чтобы увеличить среднюю квадратичную скорость его молекул вдвое? 2) Во сколько раз при этом изменится температура газа? 3) Во сколько раз при этом изменится давление газа на стенки сосуда?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №4
Задача 1.
Камень, брошенный горизонтально, упал на землю через 0,5 с. на расстоянии 5 м по горизонтали от места бросания. 1) С какой высоты был брошен камень, 2) с какой начальной скоростьюон был брошен, 3) с какой скоростью он упал на землю, 4) какой угол φ составляет траектория камня с горизонтом. Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 2.
Пуля, летящая горизонтально, попадает в шар, подвешенный на легком жестком стержне, и застревает в нем. Масса пули в 1000 раз меньше масса шара. Расстояние от точки подвеса стержня до центра шара равно 1 м. Найти скорость пули, если известно, что стержень с шаром отклонился от удара пули на угол 10°.
Задача 3.
Струя воды сечением S = 6 см2 ударяет о стенку под углом α = 600 к нормали и упруго отскакивает от нее без потери скорости. Найти силу, действующую на стенку, если известно, что скорость течения воды в струе V = 12 м/с.
Задача 4.
В сосуде А емкостью V1 = 3 л находится газ под давлением P1 = 2 атм. В сосуде В емкостью V2 = 4 л находится тот же газ под давлением Р2 = 1 атм. Температура в обоих сосудах одинакова. Под каким давлением будет находиться газ, если, соединить сосуды А и В трубкой?
Задача 5.
Для нагревания некоторого количества газа на 50 °С при постоянном давлении необходимо затратить 160калорий тепла.Если это же количество газа охладить на 100 °С припостоянном объеме, то выделяется 240 калорий тепла. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №5
Задача 1.
С башни высотой H=25 м горизонтально брошен камень со скоростью V0 =15 м/c. Найти: 1) сколько времени камень будет в движении, 2) на каком расстоянии S от основания башни он упадет на землю, 3) с какой скоростью он упадет на землю, 4) какой угол φ составит траектория камня с горизонтом в точке его падения на землю. Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 2.
Два шара подвешены на параллельных нитях одинаковой длины так, что они соприкасаются. Масса первого шара 0,2 кг, масса второго 100 г. Первый шар отклоняют так, что его центр тяжести поднимается на высоту 4,5 см, и отпускают. На какую высоту поднимутся шары после соударения, если удар неупругий?
Задача 3.
Вагон массой 20Т движется с постоянным отрицательным ускорением, численно равным 0,3 м/сек2. Начальная скорость вагона равна 54 км/ч. 1)Какая сила торможения действует на вагон? 2) Через сколько времени вагон остановится? 3) Какое расстояние вагон пройдет до остановки?
Задача 4.
10 г кислорода находятся под давлением 3 атм при температуре 10 °С. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объем 10 л. Найти: 1) объем газа до расширения, 2) температуру газа после расширения, 3) плотность газа до расширения, 4) плотность газа после расширения.
Задача 5.
Азот находится в закрытом сосуде объемом 3л при температуре 27 °С и давлении 3 атм. После нагревания давление в сосуде повысилось до 25 атм. Определить: 1) температуру азота после нагревания, 2) количество сообщенного азоту тепла.
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №6
Задача 1.
Вагон движется равнозамедленно с отрицательным ускорением 0,5 м/с2. Начальнаяскорость вагона 54 км/ч. Через сколько времени и на каком расстоянии от начальной точки вагон остановится?
Задача 2.
Тело весом 3 кг движется со скоростью 4 м/с и ударяется с неподвижным телом такого же веса. Считая удар центральным и неупругим, найти количество тепла, выделившееся при ударе.
Задача 3.
Автомобиль весом в 104 Н останавливается при торможении за 5 с, пройдя при этом равнозамедленно расстояние 25 м. Найти: 1) начальную скорость автомобиля, 2) силу торможения.
Задача 4.
12 г газа занимают объем 4 .10-3 м3при температуре 7 °С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равна 6 . 10-4 г/см3. До какой температуры нагрели газ?
Задача 5.
В закрытом сосуде объемом V=2л находится азот, плотность которого ρ = 1,4 кг/м3. Какое количество тепла надо сообщить азоту, чтобы нагреть его в этих условиях на ΔТ= 100 °С?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №7
Задача 1.
Скорость поезда, при торможении двигающегося равнозамедленно, уменьшается в течение 1 мин от 40 км/ч до 28 км/ч. Найти: 1) отрицательное ускорение поезда, 2) расстояние, пройденное им за время торможения.
Задача 2.
Из орудия массой 5000 кг вылетает снаряд массой 100 кг. Кинетическая энергия снаряда при вылете равна 7500 кДж. Какую кинетическую энергию получает орудие вследствие отдачи?
Задача 3.
К нити подвешена гиря. Если поднимать эту гирю с ускорением а = 2м/с2 , натяжение Т нити будет вдвое меньше того натяжения, при котором нить разрывается. С каким ускорениемнадо поднимать эту гирю, чтобы нить разорвалась?
Задача 4.
Плотность некоторого газа при температуре 10°С и давлении 2.106 н/м2 равна 0,34 кг/м3. Чему равна масса одного киломоля этого газа?
Задача 5.
Какое количество углекислого газа можно нагреть от 20 °С до 100 °С количеством тепла 53 калорий? 2) На сколько при этом изменится кинетическая энергия одной молекулы? Во время нагревания газ расширяется при Р = const.
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №8
Задача 1.
Поезд движется со скоростью 36 км/ч. Если прекратить подачу пара, то поезд, двигаясь равнозамедленно, останавливается через 20с. Найти 1)отрицательное ускорение поезда, 2) на каком расстоянии до остановки надо прекратить подачу пара?
Задача 2.
На рельсах стоит платформа массой M=10000кг. На платформе укреплено орудие массой m=5000кг, из которого производится выстрел вдоль рельсов. Масса снаряда m1=100 кг, его начальная скорость относительно орудия V1 = 500 м/с. На какое расстояние откатится платформа при выстреле, если: 1) платформа стояла неподвижно, 2) платформа двигалась со скоростью V0 = 18 км/ч и выстрел был произведен в направлении ее движения, 3) платформа двигалась с той же скоростью и выстрел был произведен в направлении, противоположном направлению ее движения. Коэффициент трения платформы о рельсы равен 0,002.
Задача 3.
Канат лежит на столе так, что часть его свешивается со стола, и начинает скользить тогда, когда длина свешивающейся части составляет 25% всей его длины. Чему равен коэффициент трения каната о стол?
Задача 4.
Найти плотность водорода при температуре 15° С и давлении в 730 мм рт. ст.
Задача 5.
В закрытом сосуде объемом 10 л находится воздух при давлении 106 н/м2. Какое количество тепла надо сообщить воздуху, чтобы повысить давление в сосуде в 5 раз?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №9
Задача 1.
Расстояние между двумя станциями метрополитена 1,5 км. Первую половину этого расстояния поезд проходит равноускоренно, вторую - равнозамедленно. Максимальная скорость поезда 50 км/ч. Найти: 1) величину ускорения, считая его численно равным замедлению, 2) время движения поезда между станциями.
Задача 2.
Автомат выпускает 600 пуль в минуту. Масса каждой пули 4 г, ее начальная скорость 500 м/с. Найти среднюю силу отдачи при стрельбе.
Задача 3.
Автомобиль весит 1 Т. Во время движения на автомобиль действует сила трения, равная 0,1 его веса. Найти силу тяги, развиваемую мотором автомобиля, если автомобиль движется с постоянной скоростью: 1) в гору с уклоном 1 м на каждые 25 м пути, 2) под гору с тем же уклоном.
Задача 4.
5 г азота, находящегося в закрытом сосуде объемом 4 л при температуре 20 °С, нагреваются до температуры 40 °С. Найти давление газа до и после нагревания.
Задача 5.
Нанагревание 40 г кислорода от 16 °С до 40 °С затрачено 150 калорий тепла.При каких условиях нагревался газ? (При постоянном объеме или при постоянном давлении)?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №10
Задача 1.
Тело падает вертикально с высоты Н=19,6 м с нулевой начальной скоростью. За какое время тело пройдет: 1) первый 1 м своего пути, 2) последний 1 м своего пути? Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 2.
На рельсах стоит платформа массой М=10000кг. На платформе закреплено орудие массой m = 3000кг , из которого производится выстрел вдоль рельсов. Масса снаряда m0 = 100 кг, его начальная скорость относительно орудия V0 = 500 м/с. Определить скорость V платформы в первый момент после выстрела, если: 1) платформа стояла неподвижно, 2) платформа двигалась со скоростью V1=18 км/ч и выстрел был произведен в направлении ее движения, 3) платформа двигалась с той же скоростью и выстрел был произведен в направлении, противоположном направлению ее движения.
Задача 3.
Найти силу тяги, развиваемую мотором автомобиля, движущегося в гору с ускорением 1 м/с2 .Уклон горы равен 1 м на каждые 25 м пути.Вес автомобиля 9,8 Кн. Коэффициент трения равен μ = 0,1.
Задача 4.
Какое количество киломолей газа находится в баллоне объемом 10 м3 при давлении 720 мм рт. ст. и температуре 17° С?
Задача 5.
Какое количество тепла надо сообщить 12г кислорода, чтобы нагреть его на 50° при постоянном давлении?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №11
Задача 1.
С аэростата, находящегося на высоте 300 м, упал камень. Через сколько времени камень достигнет земли, если: 1) аэростат поднимается со скоростью 5 м/с, 2) аэростат опускается со скоростью 5 м/с, 3) аэростат неподвижен? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Задача 2.
Автомобиль массой 1000 кг движется под гору при выключенном моторе с постоянной скоростью 54 км/ч. Уклон горы равен 4 м на каждые 100 м пути. Какую мощность должен развивать двигатель этого автомобиля, чтобы автомобиль двигался с той же скоростью в гору с тем же уклоном?
Задача 3.
Тело лежит на наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол 4°. 1) При каком предельном значении коэффициента трения тело начнет скользить по наклонной плоскости? 2) С каким ускорением будет скользить тело по плоскости, если коэффициент трения равен μ= 0,03? 3) Сколько времени потребуется для прохождения при этих условиях 100 м пути? 4) Какую скорость тело будет иметь в конце этих 100м?
Задача 4.
Начертить изотермы 15,5 г кислорода для температур: 1) 29° С и 2) 180° С.
Задача 5.
В закрытом сосуде находится 14 г азота под давлением 105 н/м2 и при температуре 27 °С. После нагревания давление в сосуде повысилось в 5 раз. Найти: 1) до какой температуры был нагрет газ, 2)каков объем сосуда, 3) какое количество тепла сообщено газу?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №12
Задача 1.
Камень бросили вверх на высоту 10 м. 1) Через сколько времени он упадет на землю? 2) На какую высоту поднимется камень, если начальную скорость камня увеличить вдвое? Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 2.
Найти, какую мощность развивает двигатель автомобиля массой m=1000 кг, если известно, что автомобиль едет с постоянной скоростью 36 км/ч: 1) по горизонтальной дороге, 2) в гору с уклоном 5 м на каждые 100 м пути, 3) под гору с тем же уклоном. Коэффициент трения равен 0,07.
Задача 3.
Тело скользит по наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол α= 45°. Пройдя расстояние S = 36,4 см, тело приобретает скорость V = 2 м/с.Чему равен коэффициент трения тела о плоскость?
Задача 4.
Начертить изотермы 0,5 г водорода для температур: 1) 0° С, 2) 1000 С.
Задача 5.
2 л азота находятся под давлением 105 н/м2. Какое количество тепла надо сообщить азоту, чтобы: 1) при Р = const объем увеличить вдвое, 2) при V = const давление увеличить вдвое?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №13
Задача 1.
Тело, брошенное вертикально вверх, вернулось на землю через 3 с. 1) Какова была начальная скорость тела? 2) На какую высоту поднялось тело? Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 2.
Автомобиль массой 2Тдвижется в гору. Уклон горы равен 4 м на каждые 100 м пути. Коэффициент трения равен 0,08. Найти: 1) работу, совершенную двигателем автомобиля на пути 3 км, 2) мощность, развиваемую двигателем, если известно, что этот путь был пройден за 4 мин.
Задача 3.
Тело скользит по наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол 45°. Зависимость пройденного телом расстояния S от времени t дается уравнением S = Сt2 ,где С = 1,73 м/с2. Найти коэффициент трения тела о плоскость.
Задача 4.
Во сколько раз вес воздуха, заполняющего помещение зимой (7°С), больше его веса летом (37°С)? Давление одинаково.
Задача 5.
12 г азота находятся в закрытом сосуде объемом 2 л при температуре 10 °С. После нагревания давление в сосуде стало равно 104 мм рт. ст. Какое количество тепла было сообщено газу при нагревании?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №14
Задача 1.
Скорость поезда, при торможении двигающегося равнозамедленно, уменьшается в течение 1 мин от 40 км/ч до 28 км/ч. Найти: 1) отрицательное ускорение поезда, 2) расстояние, пройденное им за время торможения.
Задача 2.
По наклонной плоскости высотой 0,5 м и длиной склона 1 м скользит тело массой 3 кг. Тело приходит к основанию наклонной плоскости со скоростью 2,45 м/с. Найти: 1) коэффициент трения тела о плоскость, 2) количество тепла, выделенного при трении. Начальная скорость тела равна нулю.
Задача 3.
Две гири весом Р1= 2 кГ и Р2 = 1 кГ соединены нитью и перекинуты через невесомый блок. Найти: 1) ускорение, с которым движутся гири; 2) натяжение нити. Трением пренебречь.
Задача 4.
Найти массу воздуха, заполняющую аудиторию высотой 5 м и площадью пола 200 м2. Давление воздуха 750 мм рт. ст., температура помещения 17° С. (Массу одного киломоля воздуха принять равной 29 кг1кмоль.)
Задача 5.
10г кислорода находятся под давлением 3 . 105 н/м2 при температуре 10 °С. После нагревания при постоянном давлении газ занял объем 10 л. Найти: 1) количество тепла, полученного газом, 2) энергию теплового движения молекул газа до и после нагревания.
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №15
Задача 1.
Вагон движется равнозамедленно с отрицательным ускорением 0,5 м/с2. Начальнаяскорость вагона 54 км/ч. Через сколько времени и на каком расстоянии от начальной точки вагон остановится?
Задача 2.
Тело скользит сначала по наклонной плоскости, составляющей угол α = 8° с горизонтом, а затем по горизонтальной поверхности. Найти коэффициент трения, если известно, что тело проходит по горизонтали такое же расстояние, как и по наклонной плоскости.
Задача 3.
Трамвай движется с ускорением а = 49,0 см/с2. Найти коэффициент трения, если известно, что 50% мощности мотора идет на преодоление сил трения и 50% - на увеличение скорости движения.
Задача 4.
Найти массу сернистого газа (SO2), занимающего объем 25 л при температуре 27° С и давлении 760 мм рт. ст.
Задача 5.
В закрытом сосуде объемом 2 л находится 6 молей азота и 160 г аргона при нормальных условиях. Какое количество тепла надо сообщить, чтобы нагреть эту газовую смесь на 100 °С при этих условиях.
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №16
Задача 1.
С башни высотой H=25 м горизонтально брошен камень со скоростью V0 =15 м/c. Найти: 1) сколько времени камень будет в движении, 2) на каком расстоянии S от основания башни он упадет на землю, 3) с какой скоростью с он упадет на землю, 4) какой угол φ составит траектория камня с горизонтом в точке его падения на землю. Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 2.
С наклонной плоскости высотой 1 м и длиной склона 10 м скользит тело массой 1 кг. Найти: 1) кинетическую энергию тела у основания плоскости, 2) скорость тела у основания плоскости, 3) расстояние, пройденное телом по горизонтальной части пути до остановки. Коэффициент трения на всем пути считать постоянным и равным 0,05.
Задача 3.
Найти работу, которую надо совершить, чтобы увеличить скорость движения тела от 2 м/с до 6 м/с на пути 10 м. На всем пути действует постоянная сила трения, равная 0,2 Н. Масса тела равна 1 кг.
Задача 4.
В баллоне находилось 10 кг газа при давлении 107 н/м2. Найти, какое количество газа взяли из баллона, если окончательное давление стало равно 2,5 .106 н/м2. Температуру газа считать постоянной.
Задача 5.
Гелий находится в закрытом сосуде объемом 2 л при температуре 20 °С и давлении 105 н/м2. 1) Какое количество тепла надо сообщить гелию, чтобы повысить его температуру на 100° С? 2) Какова будет средняя квадратичная скорость его молекул при новой температуре? 3) Какое установится давление? 4) Какова будет плотность гелия? 5) Какова будет энергия теплового движения его молекул?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №17
Задача 1.
Камень, брошенный горизонтально, упал на землю через 0,5 с. на расстоянии 5 м по горизонтали от места бросания. 1) С какой высоты был брошен камень, 2) с какой начальной скоростьюон был брошен, 3) с какой скоростью он упал на землю, 4) какой угол φ составляет траектория камня с горизонтом. Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 2.
Камень бросили под углом α = 60° к горизонту со скоростью V0 = 15 м/с. Найти кинетическую, потенциальную и полную энергию камня: 1) спустя одну секунду после начала движения, 2) в верхней точке траектории. Масса камня 0,2 кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Задача 3.
Автомобиль весит 9,81 Кн. Во время движения на автомобиль действует постоянная сила трения, равная 0,1 его веса. Какое количество бензина расходует двигатель автомобиля на то, чтобы на пути 0,5 км увеличить скорость движения автомобиля от 10 км/ч до 40 км/ч? Коэффициент полезного действия двигателя равен 20%, теплотворная способность бензина 46000 кДж/кг.
Задача 4.
В сосуде находится 14 г азота и 9 г водорода при температуре 10 °С и давлении 106 н/м2. Найти: 1) массу одного киломоля смеси, 2) объем сосуда.
Задача 5.
10 г азота находятся в закрытом сосуде при температуре 7 °С. 1) Какое количество тепла надо сообщить азоту, чтобы увеличить среднюю квадратичную скорость его молекул вдвое? 2) Во сколько раз при этом изменится температура газа? 3) Во сколько раз при этом изменится давление газа на стенки сосуда?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №18
Задача 1.
Точка движется по окружности радиусом R = 20 см с постоянным тангенциальным ускорением аτ= 5 см/с2. Через сколько времени после начала движения нормальное ускорение аn точки будет: 1) равно тангенциальному, 2) вдвое больше тангенциального?
Задача 2.
С башни высотой Н=25 м горизонтально брошен камень со скоростью Vо=15 м/с. Найти кинeтическую и потенциальную энергию камня спустя одну секунду после начала движения. Масса камня m = 0,2 кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Задача 3.
Какое количество бензина расходует двигатель автомобиля на пути 100 км, если при средней мощности двигателя 15 л. с. средняя скорость его движения была равна 30 км/ч? К. п. д. двигателя 22%. Теплотворная способность бензина 46000 кДж/кг.
Задача 4.
6 г углекислого газа (СО2) н 5 г окиси азота (NО) заполняют сосуд объемом V = 2 .10-3м3. Какое общее давление в сосуде при температуре 137 °С ?
Задача 5.
Для нагревания некоторого количества газа на 50 °С при постоянном давлении необходимо затратить 160калорий тепла.Если это же количество газа охладить на 100 °С припостоянном объеме, то выделяется 240 калорий тепла. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №19
Задача 1.
Точка движется по окружности радиусом R = 10 см с постоянным тангенциальным ускорением aτ . Найти тангенциальное ускорение точки, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения скорость точки стала V = 79,2 см/с.
Задача 2.
Камень весом в 2 кг упал с некоторой высоты. Падение продолжалось 1,43 с. Найти кинетическую и потенциальную энергию камня в средней точке пути. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Задача 3.
Движущееся тело массой M ударяется о неподвижное тело массой m. Считая удар неупругим и центральным, найти, какая часть первоначальной кинетической энергии переходит при ударе в тепло. Задачу решить сначала в общем виде, а затем рассмотреть случаи: 1) M = m, 2) M=9m.
Задача 4.
В сосуде А емкостью V1 = 3 л находится газ под давлением P1 = 2 атм. В сосуде В емкостью V2 = 4 л находится тот же газ под давлением Р2 = 1 атм. Температура в обоих сосудах одинакова. Под каким давлением будет находиться газ, если, соединить сосуды А и В трубкой?
Задача 5.
Азот находится в закрытом сосуде объемом 3л при температуре 27 °С и давлении 3 атм. После нагревания давление в сосуде повысилось до 25 атм. Определить: 1) температуру азота после нагревания, 2) количество сообщенного азоту тепла.
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №20
Задача 1.
Точка движется по окружности радиусом R = 10 см с постоянным тангенциальным ускорением аτ . Найти нормальное ускорение аn точки через 20 с после начала движения, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения линейная скорость точки равна 10 см/с.
Задача 2.
Найти к. п. д. двигателя автомобиля, если известно, что при скорости движения 40 км/ч двигатель потребляет 13,5 л бензина на каждые 100 км пути и что развиваемая двигателем мощность при этих условиях равна 16,3 л. с. Плотность бензина 0,8 г/см3. Теплотворная способность бензина 46000 кДж/кг.
Задача 3.
Стальной шарик массой т = 20 г, падая с высоты h1 = 1 м на стальную плиту, отскакивает от нее на высоту h2 = 81 см. Найти: 1) импульс силы, полученный плитой за время удара, 2) количество тепла, выделившегося при ударе.
Задача 4.
10 г кислорода находятся под давлением 3 атм при температуре 10 °С. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объем 10 л. Найти: 1) объем газа до расширения, 2) температуру газа после расширения, 3) плотность газа до расширения, 4) плотность газа после расширения.
Задача 5.
В закрытом сосуде объемом V=2л находится азот, плотность которого ρ = 1,4 кг/м3. Какое количество тепла надо сообщить азоту, чтобы нагреть его в этих условиях на ΔТ= 100 °С?
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №21
Задача 1.
Камень бросили вверх на высоту 10 м. 1) Через сколько времени он упадет на землю? 2) На какую высоту поднимется камень, если начальную скорость камня увеличить вдвое? Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 2.
Какое количество бензина расходует двигатель автомобиля на пути 100 км, если при средней мощности двигателя 15 л. с. средняя скорость его движения была равна 30 км/ч? К. п. д. двигателя 22%. Теплотворная способность бензина 46000 кДж/кг.
Задача 3.
Стальной шарик, упавший с высоты 1,5 м на стальную плиту, отскакивает от нее со скоростью V2 = 0,75V1 , где V1 - скорость, с которой он подлетел к плите. На какую высоту он поднимается?
Задача 4.
12 г газа занимают объем 4 .10-3 м3при температуре 7 °С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равна 6 . 10-4 г/см3. До какой температуры нагрели газ?
Задача 5.
Какое количество углекислого газа можно нагреть от 20 °С до 100 °С количеством тепла 53 калорий? 2) На сколько при этом изменится кинетическая энергия одной молекулы? Во время нагревания газ расширяется при Р = const.
Рекомендуемая литература
1. Вафин Д.Б. Физика, Часть 1: Учебное пособие.- 2-е изд., дополнен./ Д.Б.Вафин.- Казань:
Изд-во МОиН РТ, 2010.- 316 с.
Физика
Вариант №22
Задача 1.
С аэростата, находящегося на высоте 300 м, упал камень. Через сколько времени камень достигнет земли, если: 1) аэростат поднимается со скоростью 5 м/с, 2) аэростат опускается со скоростью 5 м/с, 3) аэростат неподвижен? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Задача 2.
Автомобиль весит 9,81 Кн. Во время движения на автомобиль действует постоянная сила трения, равная 0,1 его веса. Какое количество бензина расходует двигатель автомобиля на то, чтобы на пути 0,5 км увеличить скорость движения автомобиля от 10 км/ч до 40 км/ч? Коэффициент полезного действия двигателя равен 20%, теплотворная способность бензина 46000 кДж/кг.
Задача 3.
Пуля, летящая горизонтально, попадает в шар, подвешенный на легком жестком стержне, и застревает в нем. Масса пули в 1000 раз меньше масса шара. Расстояние от точки подвеса стержня до центра шара равно 1 м. Найти скорость пули, если известно, что стержень с шаром отклонился от удара пули на угол 10°.
Задача 4.
Плотность некоторого газа при температуре 10°С и давлении 2.106 н/м2 равна 0,34кг/м3.Чему равна масса одного киломоля этого газа?
Задача 5.
В закрытом сосуде объемом 10 л находится воздух при давлении 106 н/м2. Какое количество тепла надо сообщить воздуху, чтобы повысить давление в сосуде в 5 раз?
Рекомендуемая литература