Контрольная работа по дисциплине/междисциплинарному курсу/модулю Физика
Download 127.53 Kb.
|
Sultonmurod 2020
- Bu sahifa navigatsiya:
- «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»
- КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
- ЗАДАЧИ Вариант №3
- Решение
- Список использованных источников
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» ВЫСШАЯ ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК И ТЕХНОЛОГИЙ (наименование высшей школы / филиала / института / колледжа) КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По дисциплине/междисциплинарному курсу/модулю Физика
Архангельск 2020 Лист для замечаний ОГЛАВЛЕНИЕ Задачи…………………………………………………………….......................4 Решение…………………………………………………………………………..6 Список использованных источников………………………………………………….12 ЗАДАЧИ Вариант №3 Материальная точка движется вдоль оси X согласно закону ,X=A+Bt+Ct², где A= –3 м, B= 2 м/с, С= 4 м/с2 . Определите: а) среднюю скорость движения точки за первые три секунды; б) среднее ускорение движения точки за первые три секунды; в) путь, пройденный точкой за три секунды; г) скорость точки в конце пути. С наклонной плоскости, имеющей угол наклона α=60о , с высоты 1 м начинает соскальзывать металлическая шайба массой 1 кг. Сразу после плоскости она выходит на горизонтальный участок и сталкивается с такой же шайбой, имеющей массу 2 кг. Приняв коэффициент трения между плоскостями и шайбами за µ=0,2, определить расстояние, которое пройдет вторая шайба от своего начального положения. Колесо, собранное из обода в виде кольца массой m= 1 кг и радиусом R= 0,5 м и двух скрещенных тонких стержней m= 0,5 кг каждый, начинает вращаться относительно оси, проходящей через скрещенные спицы, под действием касательной силы F= 20 Н. Определить: момент импульса, кинетическую энергию, угловые скорость и ускорение колеса через t= 3 с после начала вращения. На рисунке изображен график изменения состояния углекислого газа, массой m= 22 г. Определить параметры состояния газа в точке 3. Изобразить графики процессов, происходящих с газом, в координатах (PT) и (VT). P1 = 400 кПа, V1 = 5 л, V2 = 15 л. 
Ориентируясь на условия предыдущей задачи, определить изменение внутренней энергии, работу и количество теплоты на каждом участке графика. Решение: Задача № 1 Дано: Решение: X=A+Bt+Ct² Скорость есть первая производная от уравнения движения A=-3м по времени: B=2м/с 𝜐(𝑡) = 𝑑𝑥/ 𝑑𝑡 =(A+Bt+Ct²)´=B+2*Bt C=42м/с³ Ускорение есть первая производная от скорости по времени: t2=3c 𝑎(𝑡) = 𝑑𝜐(𝑡) /𝑑𝑡 =(B+2*B*t)´=2*B vср=? aср=? l=? v(3)=? Средняя скорость движения точки за первые три секунды: 𝜐ср = 𝑥(𝑡2 ) − 𝑥(𝑡1 ) /𝑡2 − 𝑡1 =(-3+2*3+4*9+3)/(3-0)=42/3=14 [м/с] Среднее ускорение движения точки за первые три секунды: 𝑎ср =( 𝜐(𝑡2 ) − 𝜐(𝑡1 ))/ (𝑡2 − 𝑡1) =(2+2*4*3-2) / (3-0) =24/3=8 [м/с²] Путь, пройденный точкой за три секунды: 𝑙 = 𝑥(𝑡2 ) − 𝑥(𝑡1 ) =-3+2*3+4*9+3=42 [м] Скорость точки в конце пути: 𝜐(3)=B+2*C*t(3)=B+2*C*3=2+2*4*3=26 [м/c] Ответ: 𝜐ср = 14 [ м/с ] ; 𝑎ср =8 [ м/с² ]; ; 𝑙 = 42 [м]; 𝜐(3) = 26[ м/ с ] Задача № 2 Дано: Решение: α=60º m1*g/ sinα-Fтр=F h=1м m1*g/ sinα-µm1g=m1a→g/sinα-µg=a m2=2кг l=h*sinα l=v1²-v0² / 2a=v1²/2a v0=0 µ=0,2 v1=√2*h*sinα*a g=9,81[м/с²] S=(v´)²-v0² / 2a==(v´)² / 2a v0=0 S=? Fтр2=ma где m= m1+m2 µg=a m1v1 +m2 v2= (m1+m2)*v´ v´=(m1v1+m2v2) / (m1+m2)=m1v1 /(m1+m2) S=(m1*v1v /(m1+m2))² / 2µg V1=√2*1*1.7*(9,81/1,7-0,2*9,81)=5,7 [м/с] S=(m1*v1v /(m1+m2))² / 2µg=((1*5,7) / (1+2))² / 2*0,2*9,81=0,92 [м] Ответ: 0,92 [м] 
Задача 3
Дано: Решение: m=1кг Wk =J * ω /2= m*R²/4*ω²=m*R²*ε²*t²/4 R=0,5м ω=ε*t; J=m*R²/2 F=20H L=J*ω=m*R²*ω/2=m*R²*ε*t/2 t=3c M=J*ε=F*R L=? ε=? 1) M=J*ε=20*0,5=10 Wk=?ω=? 2) J=mR²/2=1*(0,5)²/2=0,125 ε*0,125=10 ε=8 [рад/с²] 3) ω=ε*t=8*3=24[рад/с] 4) Wk=J*ω²/2=0,125*24²/2=36 [Дж] 5) L=J*ω=0,125*24=3 [кг*м²/с] Ответ: L=3 [кг*м²/с]; Wk=36 [Дж]; ω=24[рад/с]; ε=8 [рад/с²] Задача №4 
Дано:
m=22г=22*10־³кг M=44*10־³кг/моль P1=400к.па V1=5л=5*10־³м³ V2=15л=15*10־³м³ V3=? P3=? T=? (PT)-? (VT)-? Решение:
Из уравнения Менделеева-Клайперона найдем давление в точке 1: 𝑝1 ∙ 𝑉1 =( 𝑚 /𝑀) ∙ 𝑅 ∙ 𝑇1, где 𝑅 = 8,31 [ Дж/ моль∙К ] – универсальная газовая постоянная, 𝑀 = 44 ∙ 10−3 [ кг моль] – молярная масса водорода. T1=(P1*V1*M)/m*R=(400*10³*5*10־³*44*10־³)/(22*10־³*8,31)=481K Процесс 1 → 2 изотермический, поэтому 𝑇2 = 𝑇1 = 481 [К]. Давление в точке 2: P2=(m*R*T2)/(M*V2)=(22*10־³*8,31*481)/(44*10־³*15*10־³)= =133,237 [k.па] Процесс 2 → 3 изохорный, поэтому V3=V2.=15*10־³[м³]. P3=P1=400 [К.па] Температура в точке 3: T3=(P3*V3*M) / (m*R)=(400*10³*15*10־³*44*10־³) / (22*10־³*8,31)= =1444К Ответ: P3=400[К.па]; V3=15л; T3=1444 [K] График в координатах в 𝑝, T: График в координатах в V, 𝑇: Задача 5 Дано: Решение: m=22*10־³кг Процессе 1 → 2 изотермический. M=44*10־³кг/моль На основании первого начала термодинамики: i=3 Q12=∆𝑈12+A12 𝑄𝑖−? 𝐴𝑝𝑖−? ∆𝑈𝑖−? Где ∆𝑈12 =0 изменение внутренней энергии, A𝑝12 = 𝑚/ 𝑀 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇2 ∙ ln ( 𝑉2 /𝑉1 ) -работа расширения. ∆𝑈12=0 A𝑝12 = 𝑚/ 𝑀 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇2 ∙ ln ( 𝑉2 /𝑉1 )=(22*10־³/44*10־³)*8,31*481*ln(15/5)= =2,2[к.Дж] Q12=A12=2,2[к.Дж] Процесс 2 → 3 изохорный, В ходе данного процесса газ не совершает работу и количество теплоты, подведенное к газу, идет на изменение его внутренней энергии: 𝑄23 = ∆𝑈23 = 𝑖 /2 ∙ 𝑚/ 𝑀 ∙ 𝑅 ∙ (𝑇3 – 𝑇2); Ap23=0 [к.дж] 𝑄23 = ∆𝑈23 = 3 /2 *22*10־³/44*10־³*8,31*(1444-481)= 6 [к.Дж] Ответ: Ap12=2,2[к.Дж]; ∆𝑈12=0; Q12=2,2[к.Дж]; Ap23=0 ; ∆𝑈23=6 [к.Дж]; 𝑄23= 6 [к.Дж] Список использованных источников 1. Антошина, Л.Г. Общая физика: Сборник задач: Учебное пособие / Л.Г. Антошина, С.В. Павлов, Л.А. Скипетрова; под ред. Б.А. Струкова. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 336 c. 2. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / В.С. Волькенштейн. - М.: Наука, 2018.-265 с. 3. Т.И. Трофимова. Курс Физики 2007 - 225 c 4. Курс общей физики, т.т. 1-2. Механика / под ред. Гершензон. - М.: Академия, 2018. - 123 с. 5. Матвеев, А.Н. Курс физики. т.т. 1-4 / А.Н. Матвеев. - М.: Высшая школа, 2016. - 146 с. 6. Сивухин, Д.В. Общий курс физики, т.т. 1-5 / Д.В. Сивухин. - М.: Высшая школа, 2018. - 325 с. Download 127.53 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||