Указания по выполнению заданий

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный университет

Филиал в г. Миассе

Кафедра «Естественные науки»

53(07)

К772

С.Н. Кравченко, Г.В. Яборов

ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ

Учебное пособие

Челябинск

Издательство ЮУрГУ

УДК 530(076.1)

Кравченко С.Н., Яборов Г.В. Задачи по физике: Учебное пособие. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. ­–62 с.

Данное учебное пособие предназначено для студентов всех специальностей и содержит задачи по основным разделам общего курса физики для самостоятельного решения при выполнении домашних заданий. В сборнике имеются также краткие методические указания по выполнению заданий. Приведен пример решения и оформления задач, задачи для самостоятельного решения. В приложении содержатся некоторые справочные данные.

Ил. 1, табл. 140.

Одобрено учебно-методической комиссией машиностроительного факультета.

Рецензенты: В.Л.Клейман, А.Э.Прутков.

ISBN 5-696-03529-9

©Издательство ЮУрГУ, 2006.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ ……………………………….…. ГЛАВА 1. МЕХАНИКА …………………………………………………………… ГЛАВА 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА ………………. ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ПОСТОЯННЫЙ ТОК ……………………… ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ …………………………………………….. ГЛАВА 5. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ …………………………………………….. ГЛАВА 6. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА ……………………. ГЛАВА 7. КВАНТОВО-ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ. АТОМНАЯ ФИЗИКА … ПРИЛОЖЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ ………………………………………………………………….

УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ

Решение физических задач является необходимой составной частью изучения курса физики. Знакомясь с основными физическими законами, нужно учиться применять их к решению конкретных задач.

При практическом исследовании из всей совокупности физических величин, характеризующих какой-либо процесс или объект, одни удается измерить непосредственно, другие вычисляются косвенным путем на основании известных зависимостей. При использовании различных методов исследования те величины, которые измерялись непосредственно в одном случае, оказываются неизвестными, искомыми в другом. Поэтому надо уметь подходить к анализу одного и того же явления с различных сторон, базируясь на различных совокупностях исходных данных.

Но нахождение аналитического выражения, определяющего искомую величину через исходные данные, решение задачи в общем виде – это только часть дела. Ни одна задача, с которой в своей практической деятельности встречается инженер или научный сотрудник, не может считаться полностью решенной, пока не получено численное значение искомой величины. Только тогда теоретический результат имеет практическую ценность, когда он может быть сопоставлен с экспериментальной. Поэтому умение вычислять результат с требуемой точностью по полученной формуле является совершенно необходимым. При подстановке исходных данных в вычислительную формулу необходимо следить за используемыми единицами измерения, уметь оценить порядок получаемого результата.

Помещенные в данном сборнике задачи сгруппированы по главам, охватывающим основные разделы общего курса физики. К каждой задаче, сформулированной в общем виде, дается в форме таблицы по 5 наборов числовых данных, обозначенных соответствующими номерами /шифрами/. Величина, числовое значение которой требуется определить в данном шифре, обозначается знаком “?”. Величины, обозначенные “–”, для решения данного шифра не требуются, определять их не нужно.

Единицы измерения, в которых необходимо выразить определяемую величину, указаны в заголовке соответствующей графы таблицы числовых данных. Во многих случаях используются дольные или кратные от единиц системы СИ, а также другие единицы, применяемые в науке и технике. Таблицы единиц измерения физических величин, соотношения между различными единицами, приставки для образования кратных и дольных единиц, а также значения основных физических и астрономических постоянных содержаться в приложении (табл.П1–П3).

В домашние задания, выполняемые студентами при изучении курса физики, включаются задачи из настоящего сборника. Сроки сдачи домашних заданий устанавливаются семестровым графиком учебных занятий студентов. Номер варианта и номер задач, входящих в каждое задание, определяются маршрутом выполнения домашних заданий в соответствии с порядковыми номерами студентов по списку группы. Номер шифра выбирается также в соответствии с номером студента по списку согласно табл.1.

Таблица 1

Шифр
№№ СТУДЕНТОВ	1, 6, 11, 16,21, 26	2, 7, 12, 17,22, 27	3,8,13, 18,23,28	4,9,14, 19,24,29	5,10,15, 20,25,30

Задание должно быть оформлено в отдельной тонкой тетради школьного типа, на обложке которой указываются: группа, фамилия, порядковый номер студента по списку группы, номер задания, номер варианта, номер задач по сборнику, шифр.

При решении каждой задачи необходимо записать условия, дать чертеж, поясняющий задачу. На чертеже указать все рассматриваемые объекты обозначения, векторы, систему координат. Разъяснить роль идеализации и допущений, сделанных в задаче.

Следует обосновать использование тех или иных физических законов и дать их математическую запись применительно к рассматриваемой задаче. Выбрать при этом наиболее удобную для решения систему единиц (желательно систему СИ). Решить полученную систему уравнений и записать ответ (если возможно) в аналитическом виде. Затем произвести проверку размерности результата, а также дать анализ полученного ответа.

Числовые данные следует подставлять в формулу только после того, как задача решена в общем виде. При этом их надо предварительно выразить в единицах одной системы – той же системы, в которой записаны все формулы. В случае, когда и в числитель, и в знаменатель формулы входят однородные величины (например длина) с одинаковыми показателями степени, их допускается выражать в любых, но обязательно одинаковых единицах.

После подстановки числовых данных производится вычисление значения неизвестной величины. При расчетах следует руководствоваться правилами приближенных вычислений, например, если сомножители содержат по 3 значащих цифры, то и произведение следует округлить до 3 значащих цифр, избегая лишних десятичных знаков.

Получив результат, необходимо указать сокращенное наименование или размерность единицы измерения искомой величины в той системе, в которой производилось вычисление. Затем, если нужно, выразить ответ в тех единицах, которые указаны в заголовке соответствующей графы таблицы числовых данных.