Основы механики и молекулярная физика. 1. Тело брошено горизонтально с высоты 20 м

Вариант

1. Тело брошено горизонтально с высоты 20 м. Горизонтальная дальность броска оказалась тоже равной 20 м. Найдите начальную скорость тела. Сопротивление воздуха не учитывать.

2. На материальную точку массой 400 г действует сила (H). Найдите модуль скорости точки в момент времени 4 с. Начальная скорость была равна нулю.

3. Стальной шарик массой 20 г упал с высоты 1,25 м на стальную плиту и подскочил после удара на 0,8 м. Найдите модуль изменения импульса шарика при ударе.

4. Маленький шарик подвешен на конце легкой нити длиной 160 см. Нить с шариком отклоняют в горизонтальное положение и отпускают. Найдите скорость шарика в тот момент, когда нить образует с вертикалью угол 60°.

5. Обруч и диск имеют одинаковую массу и катятся без проскальзывания с одинаковой скоростью центра масс. Кинетическая энергия диска 24 Дж. Найдите кинетическую энергию обруча.

6. На поверхности Земли на космонавта действует гравитационная сила 700 Н. Найдите, какая гравитационная сила действует со стороны Земли на того же космонавта в космическом корабле, когда корабль находится на расстоянии от поверхности Земли, равном 0,04 ее радиуса.

7. Найдите температуру кислорода, при которой распределение молекул по абсолютной величине скорости имеет максимум при скорости 600 м/с. Молярная масса кислорода 32 г/моль. Универсальная газовая постоянная 8,3∙10³ Дж/кмоль∙К.

8. При адиабатическом сжатии 1 кг кислорода была затрачена работа 41,5 кДж. Найдите конечную температуру газа, если он вначале находился при температуре 300 К.

9. В баллоне емкостью 80 литров содержится 40 моль реального газа. Внутреннее давление газа, обусловленное силами взаимодействия молекул, составляет 150 кПа. Найдите постоянную Ван-дер-Ваальса для данного газа, определяющую это давление.

10. Идеальный газ совершает цикл Карно. При изотермическом сжатии газ отдает холодильнику 250 Дж тепла. Найдите работу, которую совершает газ за весь цикл, если абсолютная температура нагревателя в 1,4 раза больше абсолютной температуры холодильника.

Зачетная работа

Основы механики и молекулярная физика

Вариант

1. Частица движется по закону: x = 6t² – t³ (м). В момент t = 0 сила, действующая на частицу, равна 3 Н. Найдите значение силы в момент изменения направления движения.

2. Найдите отношение скоростей двух космических кораблей, вращающихся по круговым орбитам на расстояниях от поверхности Земли, равных одному и трем земным радиусам.

3. Материальная точка массой 20 г, двигаясь равномерно по окружности радиуса 0,5 м, за время 0,2 с прошла четверть окружности. Найдите модуль изменения импульса точки за это время.

4. Небольшое тело массой 0,04 кг, летевшее горизонтально со скоростью 5 м/с максимально сжало горизонтально расположенную закрепленную на одном конце пружину на 2 см. Найдите коэффициент упругости (жесткость) этой пружины. Потерями энергии на нагрев пренебречь.

5. К колесу с моментом инерции 0,2 кг∙м², вращающемуся с частотой 5 об/с, приложили тормозную колодку. Через некоторое время частота вращения снизилась до 4 об/с. Найдите, какая энергия выделилась за это время в виде тепла.

6.Камень брошен под углом 45° к горизонту. Горизонтальная дальность броска оказалась равной 40 м. Найдите начальную скорость камня. Сопротивление воздуха не учитывать.

7. Найдите отношение средней арифметической скорости молекул гелия к наиболее вероятной скорости молекул кислорода, если температуры этих газов одинаковы. Молярные массы газов: гелия – 4 кг/кмоль, кислорода – 32 кг/кмоль.

8. Углекислый газ массы 22 г был нагрет на 200 К при постоянном давлении. Найдите количество теплоты, полученное газом. Молекулы – жесткие, линейные, Универсальная газовая постоянная 8,3 Дж/моль∙К. Молярная масса углекислого газа 44 кг/кмоль.

9. Найдите, на какую высоту может подняться почвенная влага в стволе дерева, если диаметр каналов в нем составляет 1,5 мкм. Коэффициент поверхностного натяжения почвенной влаги 0,073 Дж/м². Плотность жидкость принять равной плотности воды. Смачивание считать полным.

10. В изотермическом процессе средняя длина свободного пробега молекул идеального газа увеличилась в 1,67 раза. Найдите, на сколько процентов при этом уменьшилось давление газа.