Вход

Движение тел

Реферат по физике
Дата добавления: 29 августа 2009
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 3.1 Мб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
БИЛЕТ № 3 1. Движение материальной точки в поле тяжести земли описывается уравнениями . Нарисовать траекторию движения тела . РЕШЕНИЕ: Выразим время через х T ( x )= x /10 Подставим во второе уравнение: Y ( x )=20-4.9*( x /10) 2 X 10 20 30 40 0 Y 1.51 0.4 20 2. Диск радиуса вращается относительно оси, проходящей через центр масс, с угловой скоростью . К ободу диска прикладывают касательную тормозящую силу . Масса диска . Через какой промежуток времени диск остановится? РЕШЕНИЕ: Вычислим угловое ускорение В, создаваемое касательной тормозящей силой F k . Для чего нам необходимо вычислить момент силы Fk: М= Fk * R И момент инерции диска: I =0.5* m * R 2 Тогда выведем ускорение (угловое) : M = I * Выразим время до остановки t2: W2= *t2+W0 3. Определить ускорение тел, связанных нерастяжимой, невесомой нитью, перекинутой через невесомый блок, , , , внешняя сила . (см.рисунок). РЕШЕНИЕ: Рассмотрим силы, действующие на каждое тело, беря за положительное направление – направление движения. На тело 3: Т 2-F t3 =m 3 a T2= m 3 a+ m 3 g= m 3 (a+g) На тело 2: F t 2 + T 1- T 2= m 2 a m 2 g+T1-T2= m 2 a T1= m 2 (a-g)+ m 3 (a+g) На тело 1: F t 1 + F - T 1= m 1 a m 3 a+F-T1= m 1 a m 1 a+F- m 2 a+ m 2 g- m 3 a- m 3 g= m 1 a m 1 a+ m 2 a+ m 3 a= m 1 a+F+ m 2 g+ m 3 g 4. Тело массой соскальзывает без трения с наклонной плоскости, имеющей высоту . Какую скорость будет иметь тело у подножия наклонной плоскости? РЕШЕНИЕ: Так как м 0 =0, то на оси ОХ на тело действует лишь проекция силы F Т на ось ОХ. m a = F T * sin a = Путь S пройденный телом до конца наклонной плоскости: S = h / sin Зная выражение пути равноускоренного движения: Выразим V: так как V 0 =0 5. Полная энергия тела возросла на . На сколько при этом изменилась его масса? РЕШЕНИЕ: Согласно теории относительности полная энергия тела определяется выражением: E = m * c 2 (1) Где m – релятивистская масса тела, с – скорость света в вакууме (с=3*10 8 м/c) Из выражения (1) получаем: (2) При увеличении полной энергии тела на Е масса тела, согласно (2), возрастает на величину: Проверим размерность: Подставим численные значения и произведем вычисления: 6. Одинаковые по величине заряды q 1 , q 2 и q 3 находятся в трех вершинах квадрата. Как направлена сила, действующая на з а ряд q 2 со стороны двух других зарядов? Ответ обосновать. РЕШЕНИЕ: Из закона Кулона следует, что разноименные заряды притягиваются. Следовательно F R 1,2 , действующая со стороны первого заряда на второй заряд, направлена по линии, соединяющей эти два заряда от второго к первому. Аналогично и сила F R 2,3 направлена от второго к третьему. Так как заряды q1=q3 и расстояния Sq 1 q 2= Sq 2 q 3, то по закону Кулона следует, что F R 1,2 по модулю равна F R 2,3 Используя принцип суперпозиции сил проведем векторное сложение F R 1,2 и F R 2,3 F = F R 1,2 + F R 2,3 Таким образом, сила F будет направлена по диагонали квадрата, как показано на рисунке. 7. Незаряженное металлическое тело М, смотри рисунок, внесли в электрическое поле положительного заряда , а затем ра з делили на две части и . Каким зарядом обладают части тела и после их ра з деления? РЕШЕНИЕ: После внесения незаряженного металлического тела М в электрическое поле положительного заряда q, в зону I согласно закону Кулона начнут притягиваться свободные отрицательно заряженные частицы тела М (электроны), а в зону II – положительно заряженные частицы (условно «дырки»). Таким образом после разделения тела М в его I части скопится отрицательный заряд, равный по модулю положительному заряду, скопившемуся в части II. 8. Электростатическое поле создается равномерно заряженной бесконечной плоскостью. Покажите, что это поле является однородным. РЕШЕНИЕ: Пусть поверхностная плотность заряда равна . Очевидно что вектор Е может быть только перпендикулярным заряженной плоскости. Кроме того очевидно, что в симметричных относительно этой плоскости точках вектор Е одинаков по модулю и противоположен по направлению. Такая конфигурация поля подсказывает, что в качестве замкнутой поверхности следует выбрать прямой цилиндр, где предполагается что больше нуля. Поток сквозь боковую поверхность этого цилиндра равен нулю, и поэтому полный поток через всю поверхность цилиндра будет равным 2*Е* S , где S – площадь каждого торца. Согласно теореме Гаусса 2*Е* S = * S , где * S – заряд заключенный внутри цилиндра. Откуда Е= /2*Ео. Точнее это выражение следует записать так: Еn= /2* Eo , где Е n – проекция вектора Е на нормаль n к заряженной плоскости, причем вектор n направлен от этой плоскости. Тот факт, что Е не зависит от расстояния до плоскости, означает, что соответствующее электрическое поле является однородным. 9. Из медной проволоки изготовлена четверть окружности радиусом 56 см. По провол о ке равномерно распределен заряд с линейной плотностью 0,36 нКл/м. Найдите поте н циал в центре окружности. РЕШЕНИЕ: Так как заряд линейно распределен по проволоке для нахождения потенциала в центре воспользуемся формулой: Где - линейная плотность заряда, dL – элемент проволоки. 10. В электрическом поле, созданном точечным зарядом Q , по силовой линии из точки расположенной на расстоянии r 1 от заряда Q в точку, расположенную на расстоянии r 2 , перемещается отрицательный заряд - q . Найдите приращение потенциальной эне р гии заряда - q на этом перемещении. РЕШЕНИЕ: По определению потенциал – это величина, численно равная потенциальной энергии единичного положительного заряда в данной точке поля. Следовательно потенциальная энергия заряда q 2 : Отсюда 11. Два одинаковых элемента с э.д.с. 1,2 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом соед и нены параллельно. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление 3,5 Ом. Найдите силу тока во внешней цепи. РЕШЕНИЕ: Согласно закону Ома для всей цепи сила тока во внешней цепи: Где E ` - ЭДС батареи элементов, r` - внутреннее сопротивление батареи, которое равно: ЭДС батареи равна сумме ЭДС трех последовательно соединенных элементов: E `= E + E + E =3 E Следовательно: 12 В электрическую цепь включены последовательно медная и стальная проволоки ра в ной длины и диаметра. Найдите отношение количеств тепла выделяющегося в этих проволоках. РЕШЕНИЕ: Рассмотрим проволоку длиной L и диаметром d , изготовленную из материала с удельным сопротивление p. Сопротивление проволоки R можно найти по формуле Где s= – площадь поперечного сечения проволоки. При силе тока I за время t в проводнике выделяется количество теплоты Q: При этом, падение напряжения на проволоке равно: Удельное сопротивление меди: p 1=0.017 мкОм*м=1.7*10 -8 Ом*м удельное сопротивление стали: p 2=10 -7 Ом*м так как проволоки включены последовательно, то силы тока в них одинаковы и за время t в них выделяются количества теплоты Q1 и Q2: Отсюда: 12. В однородном магнитном поле находится круговой виток с током. Плоскость витка перпендикулярна силовым линиям поля. Докажите, что результирующая сил, дейс т вующих со стороны магнитного поля на контур, равна нулю. РЕШЕНИЕ: Так как круговой виток с током находится в однородном магнитном поле, на него действует сила Ампера. В соответствии с формулой dF = I [ dL , B ] результирующая амперова сила, действующая на виток с током определяется: Где интегрирование проводится по данному контуру с током I. Так как магнитное поле однородно, то вектор В можно вынести из-под интеграла и задача сволится к вычислению векторного интеграла . Этот интеграл представляет замкнутую цепочку элементарных векторов dL, поэтому он равен нулю. Значит и F=0, то есть результирующая амперова сила равна нулю в однородном магнитном поле. 13. По короткой катушке , содер жащей 90 витков диаметром 3 см , идет ток . Напряже н ность магнитного поля , созданного током на оси катушки на расстоянии 3 см от нее равна 40 А /м . Определите силу тока в катушке. РЕШЕНИЕ: Считая, что магнитная индукция в точке А есть суперпозиция магнитных индукций, создаваемых каждым витком катушки в отдельности: Для нахождения В витка воспользуемся законом Био-Савара-Лапласа. Где, dBвитка – магнитная индукция поля, создаваемая элементом тока IDL в точке, определяемой радиус-вектором r Выделим на конце элемент dL и от него в точку А проведем радиус-вектор r . Вектор dBвитка направим в соответствие с правилом буравчика. Согласно принципу суперпозиции: Где интегрирование ведется по всем элементам d L витка. Разложим dBвитка на две составляющие dBвитка(II) – параллельную плоскости кольца и dBвитка( I ) – перпендикулярную плоскости кольца. Тогда Заметив, что из соображений симметрии и что векторы dBвитка( I ) сонаправленные, заменим векторное интегрирование скалярным: Где dBвитка( I ) = dB витка* cos и Поскольку dl перпендикулярен r Сократим на 2 и заменим cos на R / r 1 Выразим отсюда I зная что R=D/2 согласно формуле связывающей магнитную индукцию и напряженность магнитного поля: В=Мо*Н, тогда по теореме Пифагора из чертежа: 14. В однородное магнитное поле в направлении перпендикулярном силовым линиям влетает электрон со скоростью 10
© Рефератбанк, 2002 - 2018