Задачи для самостоятельного решения. 1.Закон движения груза, сброшенного геологам с вертолёта, имеет вид
1.Закон движения груза, сброшенного геологам с вертолёта, имеет вид
y = А - В×t - С×е -a×t,
где А = 1000 м, В = 22 м/с, С = 39 м, a = 0,5 с-1. Определитье высоту, скорость и ускорение груза в моментвремени t = 0. Постройте графики изменения модуля скорости и ускорения от времен: (t) и (t).
2. Скорость самолёта при разгоне на взлётной полосе изменяется по закону = 0(1 - е -a×t),
где 0 = 200 м/с, a = 0,1 с-1, t – время от начала движения. Как изменится ускорение самолёта к моменту взлёта по сравнению с первоначальным, если разгон длился 10 с? Постройте графики изменения модуля скорости и ускорения от времен: (t) и (t).
3.Закон движения тела, брошенного вертикально вверх, имеет вид
y = А(1 - е -b×t) - В×t,
где А = 350 м, В = 50 м/с,b = 0,2 с-1 .
4.Материальная точка движется согласно уравнениям х = 2t; y = 4t2. Получить уравнение траектории движущейся точки и изобразить её графически. Найти скорость точки в конце второй секунды от начала движения.
5.Движение точки по прямой задано уравнением , где A = 2 м/с, В = -0,5 м/с2 . Определить среднюю путевую скорость áuñ движения точки в интервале времени от t1 = 1 с до t2 = 3 с. Построить график зависимости модуля скорости от времени. = f(t).
6.Уравнение движений двух велосипедистов заданы выражениями х1 = 5t и х2 = 150 – 10t. Построить графики х = f(t). Установить место и время встречи.
7.Две материальные точки, расстояние между которыми в начальный момент времени равно 2 м, движутся навстречу друг другу со скоростью 0,2 м/с. Написать уравнение движения одной материальной точки для системы отсчета, связанной с другой точкой, и вычислить, через, сколько времени точки встретятся.
8.По окружности радиусом 20 см движется материальная точка. С течением времени путь изменяется по закону S = 2t2 + t. Определить величину тангенциального, нормального и полного ускорения точки в момент времени, равный 10 с? Построить график зависимости модуля полного ускорения от времени.
9.Легковой автомобиль движется по прямому шоссе со скоростью 1 = 14 м/c вслед за грузовым автомобилем, скорость которого 2 = 10 м/c. В начальный момент времени расстояние между автомобилями 400 м.
Написать уравнения движений х1 = f(t) и х2 = ψ(t), построить на одном графике кривые движения автомобилей в системе отсчета, связанной с Землей, расположив начало координат в месте нахождения легкового автомобиля в начальный момент времени. Выполнить те же графики в системе отсчета, связанной с легковым автомобилем, и написать уравнения движений х¢1 = f¢(t) и х¢2 = ψ¢(t).
Определить: а) через сколько времени легковой автомобиль догонит грузовой; б) каково будет расстояние между автомобилями через 30 с; в) когда расстояние между автомобилями сократится до 100 м.
10.Шар радиусом R = 10 см и массой m = 5 кг вращается вокруг оси симметрии согласно уравнению j = А+Вt2+Ct4(В = 2 рад/с2, С=-0,5 рад/с3). Определите величину момента сил М для t = 3 с. Построить график зависимости от времени модуля момента сил относительно центра шара и график зависимости момента сил относительно оси симметрии.
Приложение
I. Справочные данные
Константы | |
число p | p = 3,14 |
ускорение свободного падения на Земле | g = 10 м/с2 |
гравитационная постоянная | G = 6,7·10–11 Н·м2/кг2 |
газовая постоянная | R = 8,31 Дж/(моль·К) |
постоянная Больцмана | k = 1,38·10–23 Дж/К |
постоянная Авогадро | NА = 6·1023 моль–1 |
скорость света в вакууме | с = 3·108 м/с |
коэффициент пропорциональности в законе Кулона | k = = 9·109 Н·м2 /Кл2 |
элементарный заряд | e = 1,6·10 – 19 Кл |
постоянная Планка | h = 6,6·10 – 34 Дж·с |
Соотношение между различными единицами | |
температура | 0 К = – 273,15°С |
атомная единица массы | 1 а.е.м. = 1,66×10 – 27 кг |
1 атомная единица массы эквивалентна | 931,5 МэВ |
1 электронвольт | 1 эВ = 1,6×10 – 19 Дж |
Масса частиц | |
электрона | 9,1×10 –31кг » 5,5×10 –4 а.е.м. |
протона | 1,673×10–27 кг » 1,007 а.е.м. |
нейтрона | 1,675×10–27 кг » 1,008 а.е.м. |
Плотность | |||
воды | 1000 кг/м3 | алюминия | 2700 кг/м3 |
древесины (сосна) | 400 кг/м3 | меди | 8900 кг/м3 |
парафина | 900 кг/м3 | ртути | 13600 кг/м3 |
Удельная | |
теплоемкость воды | 4,2×10 3 Дж/(кг×К) |
теплоемкость алюминия | 900 Дж/(кг×К) |
теплоемкость железа | 640 Дж/(кг×К) |
теплоемкость меди | 380 Дж/(кг×К) |
теплоемкость свинца | 130 Дж/(кг×К) |
теплота парообразования воды | 2,3×10 6 Дж/кг |
теплота плавления свинца | 2,5×10 4 Дж/кг |
теплота плавления льда | 3,3×10 5 Дж/кг |
Нормальные условия давление 105 Па, температура 0°С |
Молярная маcса | |||
азота | 28×10 – 3 кг/моль | кислорода | 32×10 – 3 кг/моль |
аргона | 40×10 – 3 кг/моль | лития | 6×10 – 3 кг/моль |
водорода | 2×10 – 3 кг/моль | молибдена | 96×10 – 3 кг/моль |
воздуха | 29×10 – 3 кг/моль | неона | 20×10 – 3 кг/моль |
гелия | 4×10 – 3 кг/моль | глекислого газа | 44×10 – 3 кг/моль |
Десятичные приставки
Наименование | Обозначение | Множитель |
гига | Г | 10 9 |
мега | М | 10 6 |
кило | к | 10 3 |
гекто | г | 10 2 |
деци | д | 10– 1 |
санти | с | 10– 2 |
милли | м | 10– 3 |
микро | мк | 10 – 6 |
нано | н | 10– 9 |
пико | п | 10– 12 |
санти | с | 10– 2 |
II. Рекомендации к решению задач и содержанию очёта по расчётно – графическому заданию.
При решении задач необходимо:
· выполнить рисунок или начертить схему (если это требуется для решения);
· сопровождать применяемые формулы и законы пояснениями, мотивирующими решение;
· представить результат в общем виде, т.е. преобразовать выражение для определяемой величины так, чтобы в него входили лишь буквенные обозначения величин, заданных в условии задачи, и необходимые физические константы;
· проверить размерность полученного результата;
· выполнить необходимые вычисления и представить результат в Международной системе единиц;
· построить графики (если необходимо);
· сформулировать полный ответ в соответствии с вопросом задачи.
При выполнениирасчётно-графических работ по общей физике рекомендуется оформить отчёт следующего содержания:
I. Титул в соответствии с требованиями вуза.
II. Задание в соответствии с вариантом.
III. Краткое теоретическое содержание:
1. Явление изучаемое в РГР.
2. Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин.
3. Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы.
4. Пояснение к физическим величинам, входящим в формулы, и единицы их измерения.
IV. Решение поставленных задач:
1. Рисунок (если необходимо для решения)
2. Обоснование применения законов, уравнений и соотношений, используемых при решении.
3. Вывод формул для определяемых физических величин.
4. Проверка размерности величин, полученных в результате решения.
5. Вычисления.
V.Графический материал:
1. Таблицы (если необходимо для построения графиков).
2. График полученной зависимости.
При этом следует указать аналитическое выражение функциональной зависимости, которую необходимо построить и на осях координат указать масштаб, физические величины и единицы измерения.
VI. Анализ и выводы по результатам работы.
библиографический список учебной литературы
1. Калашников Н.П. Основы физики. М.: Дрофа, 2004. Т. 1
2. Савельев И.В. Курс физики. М.: Наука, 1998. Т. 2.
3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 2000.
4. Иродов И.Е Электромагнетизм. М.: Бином, 2006.
5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1998.