Физика Мурманск МГТУ КР1-3 Вариант 7

Физика Мурманск МГТУ КР1-3 Вариант 7
МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФИЗИКА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
для студентов – заочников инженерно – технических направлений и специальностей МГТУ
Под редакцией А. А. Краева
Издание второе, переработанное и дополненное
Мурманск, 1998
Вихорев И.Б., Краев А.А. ФИЗИКА: Методические указания
и контрольные задания для студентов-заочников
инженерно-технических направлений и специальностей МГТУ/
Под ред. А. А. Краева. – 2-е изд., перераб. и доп. – Мурманск, 1998.
Файл 1 - Контрольная работа №1 Вариант 7 (8 задач)
Файл 2 - Контрольная работа №2 Вариант 7 (8 задач)
Файл 3 - Контрольная работа №3 Вариант 7 (8 задач)
Файл 1
107. Точка движется по окружности радиусом R = 10 см с постоянным тангенциальным at ускорением. Найти нормальное an ускорение точки через время t = 20 с после начала движения, если известно, что к концу N = 5 оборота после начала движения линейная скорость точки u = 10 см/с.
117. Два неупругих шара массами m1 = 2 кг и m2 = 3 кг движутся соответственно со скоростями u1 = 8 м/с и u2 = 4 м/с. Определить увеличение DU внутренней энергии шаров при их столкновении в случае, когда меньший шар нагоняет больший.
127. Определить работу A, которую совершат силы гравитационного поля Земли, если тело массой m = 1 кг упадёт на поверхность Земли:
1) с высоты h, равной радиусу Земли;
2) из бесконечности.
Радиус R Земли и ускорение g свободного падения на её поверхности считать известными.
137. В центре скамьи Жуковского стоит человек и держит в руках стержень, расположенный вертикально вдоль оси вращения скамьи. Стержень служит осью вращения колеса, расположенного на верхнем конце стержня. Скамья неподвижна, колесо вращается с частотой n = 10 с-1. Радиус R колеса равен 20 см, его масса m = 3 кг. Определить частоту n2 вращения скамьи, если человек повернёт стержень на угол j = 180 градусов. Суммарный момент инерции J человека и скамьи 6 кг•м2. Массу колеса считать равномерно распределённой по ободу.
147. Струя воды диаметром d = 2 см, движущаяся со скоростью u = 10 м/с, ударяется о неподвижную плоскую поверхность, поставленную перпендикулярно струе. Найти силу F давления струи на поверхность, считая, что после удара о поверхность скорость частиц воды равна нулю.
157. Определить относительную скорость u движения, при которой ре¬лятивистское сокращение линейных размеров Dl/l0 тела составляет 10 %.
167. Точка совершает одновременно два гармонических колебания, происходящих по взаимно перпендикулярным направлениям и выражаемым уравнениями:
x = A1 cos wt и y = A2 cos w(t + t),
где A1 = 4 см, A2 = 8 см, w = p с-1, t = 1 с.
Написать уравнение траектории точки и построить график её движения.
177. Для определения скорости звука в воздухе методом акустического резонанса используется труба с поршнем и звуковой мембраной, закрывающей один из её торцов. Расстояние l между соседними положениями поршня, при котором наблюдается резонанс на частоте v = 2500 Гц, составляет 6,8 см. Определить скорость u звука в воздухе.
Файл 2
207. В баллонах вместимостью V1 = 20 л и V2 = 44 л содержится газ. Давление в первом баллоне p1 = 2,4 МПа, во втором – p2 = 1,6 МПа. Определить общее давление p парциальные давления p`1 и p`2 после соединения баллонов, если температура T газа осталась прежней.
217. Определить отношение давления p1 воздуха на высоте h1 = 1 км к давлению p2 на дне скважины глубиной h2 = 1 км. Воздух у поверхности Земли находится при нормальных условиях, его температуру T и ускорение g свободного падения считать независящими от высоты.
227. В сферической колбе вместимостью V = 3 л, содержащей азот, создан вакуум с давлением p = 80 мкПа. Температура газа T = 250 К. Можно ли считать вакуум в колбе высоким?
Примечание. Вакуум считается высоким, если длина свободного пробега молекул в нём много больше линейных размеров сосуда.
237. Определить удельные теплоёмкости cV и cp смеси кислорода и азота, если количество вещества v1 первого компонента равно 2 моль, а количество вещества v2 второго компонента равно 4 моль.
247. Азот нагревался при постоянном давлении, причём ему было сообщено количество теплоты Q = 21 кДж. Определить работу A, которую совершил при этом газ, и изменение DU его внутренней энергии.
257. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, отдал охладителю количество теплоты Q2 = 14 кДж. Определить температуру T1 нагревателя, если при температуре охладителя T2 = 280 К работа цикла A = 6 кДж.
267. Трубка имеет внутренний диаметр d = 0,2 см. На нижнем конце трубки повисла капля воды, имеющая в момент отрыва вид шарика. Найти диаметр D этой капли.
277. Считая известными для аргона значения критической температуры Tкр и критического давления pкр, определить критический молярный объём Vm кр этого газа.
Файл 3
307. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды q = 0,3 нКл каждый. Какой отрицательный заряд q0 нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?
317. Длинный парафиновый цилиндр радиусом R = 2 см несёт заряд, равномерно распределённый с объёмной плотностью r = 10 нКл/м3. Определить напряжённость E электрического поля в точках, находящихся от оси цилиндра на расстоянии:
1) r1 = 1 см;
2) r2 = 2 см;
3) r3 = 3 см.
Все точки равноудалены от концов цилиндра. Построить график зависимости E(r).
327. Электростатическое поле создаётся шаром радиусом R = 8 см, равномерно заряженным с объёмной плотностью r = 10 нКл/м3. Определить разность потенциалов Dj между двумя точками этого поля, лежащими на расстояниях r1 = 10 см и r2. = 15 см от центра шара.
337. Между пластинами плоского конденсатора находится плотно прилегающая стеклянная пластинка. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U1 = 100 В. Какова будет разность потенциалов U2, если вытащить стеклянную пластинку из конденсатора?
347. В сеть с напряжением U = 100 В подключили катушку с сопротивлением R1 = 2 кОм и вольтметр, соединённые последовательно. Вольтметр показал напряжение U1 = 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал напряжение U2 = 60 В. Определить сопротивление R2 другой катушки.
357. Три батареи аккумуляторов с ЭДС e1 = 1 В, e2 = 3 В и e3 = 5 В и три резистора с сопротивлениями R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом и R3 = 2 Ом соединены, как показано на рис. Определить силу тока I в каждой ветви электрической цепи. Внутренними сопротивлениями r батарей аккумуляторов пренебречь.

367. Определить напряжённость E электрического поля в алюминиевом проводнике объёмом V = 10 см3, если при прохождении по нему постоянного тока за время t = 5 мин выделилось количество теплоты Q = 2,3 кДж.
377. Определить скорость u (в мкм/ч), с которой растёт слой меди на плоской поверхности металлической пластинки при электролизе медного купороса (CuSO4), если плотность тока j, протекающего через электролит, равна 80 А/м2.