Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНБАССКАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра «Математики, физики и информационных технологий»

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ И СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

«Физика»

 

для студентов направления подготовки: 36.03.02 Зоотехния

35.03.04 Агрономия 35.03.05 Садоводство 35.03.03 Агрохимия и  

агропочвоведение

Профиль:  Зоотехния, Агрономия, Садоводство, Агрохимия и  

агропочвоведение

 

Макеевка, 2017 г.

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНБАССКАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра «Математики, физики и информационных технологий»

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ И СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

«Физика»

 

для студентов направления подготовки: 36.03.02 Зоотехния

35.03.04 Агрономия 35.03.05 Садоводство 35.03.03 Агрохимия и  

агропочвоведение

Профиль:  Зоотехния, Агрономия, Садоводство, Агрохимия и  

агропочвоведение

 

 

Макеевка, 2017 г.

УДК 657

 

Дулин М. А. Методические рекомендации для проведения практических и семинарских занятий по учебной дисциплине «Физика»» для студентов направления подготовки: 36.03.02 Зоотехния 35.03.04 Агрономия 35.03.05 Садоводство 35.03.03 Агрохимия и агропочвоведение образовательного уровня бакалавриат всех форм обучения –Дулин М. А  Макеевка: ДОНАГРА, 2017. –  с.

 

Рецензенты:

Александрова О. В. , кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры «Математики, физики и информационных технологий»

Маевская Н. В.., кандидат  наук по гос. управлению, доцент, доцент кафедры

Финансов и бухгалтерского учета

 

Методические рекомендации составлены с целью организации практических и семинарских занятий по учебной дисциплине «Физика». Содержат теоретические вопросы для обсуждения, практические задания, задачи, кейсы, а также методики проведения занятий по дисциплине с помощью интерактивных методов обучения. Предложенные задания закрепляют полученные студентами теоретические знания, позволяют им освоить навыки проведения аудиторской проверки и изучить аудиторские процедуры, применяемые на каждом участке учета. Предназначены для студентов всех профилей направления подготовки 36.03.02 Зоотехния

35.03.04 Агрономия 35.03.05 Садоводство 35.03.03 Агрохимия и  

агропочвоведение.

Рассмотрено на заседании предметно-методической комиссии кафедры

Математики, физики и информационных технологий

Протокол № от “ ”        2017 года

Утверждено на заседании кафедры

Математики, физики и информационных технологий

Протокол № от “ ”        2017 года

Рекомендовано к использованию в учебном процессе Решением Учебно-методического совета ДОНАГРА

Протокол № 5 от “15” октября 2017 года

 

© ДОНАГРА, 2017
Темы семинарских занятий и их содержание

Раздел 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика

Практическое занятие Тема 1.1. Кинематика поступательного и вращательного движения.

Вопросы к обсуждению:

1. Материальная точка, система отчета, виды механического движения, пространство и время .

2. Скорость и ускорение.

3. Кинематика вращательного движения.

4. Связь между линейными и угловыми величинами.

Практическое занятие Тема 1.2. Динамика поступательного и вращательного движения.

Вопросы к обсуждению:

1. Первый закон Ньютона. Принцип относительности Галилея

2. Второй закон Ньютона.

3. Третий закон Ньютона.

4.  Динамика вращательного движения. Момент силы. Момент инерции .

 

Практическое занятие Тема 1.3. Законы сохранения в механике

Вопросы к обсуждению:

1. Силы внутренние и внешние. Закон сохранения им­пульса.

2. Закон сохранения полной механической энергии.

Раздел 2. Электромагнитное взаимодействие и волны.

 

Примеры решения  задач.

Пример 1

Точка двигалась в течение времени: t₁=15с - со скоростью V₁=5м/с; t₂=10с - со скоростью V₂=8м/с и t₃=6с - со скоростью V₃=20м/с. Определить среднюю путевую скорость точки.

 

Дано:                                                   Решение:

t1=15с V1=5м/с t2=10с V2=8м/c t3=6с V3=20м/с	Средняя скорость движения на всем пути равна: где:  - путь, пройденный материальной точкой за все время движения . Определим расстояния, пройденные за каждый промежуток
Vср=?

времени:            ;

Время всего движения будет равно:

Подставим в формулу средней скорости:

Выведем единицу измерения:

Рассчитаем численное значение:

Ответ: Средняя путевая скорость движения материальной точки равна V_ср=8,87 .

 

Пример 2

из одного и того же места начали равноускоренно двигаться в одном направлении две точки, причем вторая начала свое движение через Δt=2с после первой. Первая точка двигалась с начальной скоростью V₀₁=1м/с и ускорением а₁=2 м/с²,вторая - с начальной скоростью V₂=10м/с и ускорением а₂=1 м/с². через сколько времени и на каком расстоянии от исходного положения вторая точка догонит первую?

 

Дано:                                                   Решение:

V01=1м/с а1=2 м/с2 Δt=2с V02=10м/с а2=1 м/с2	Запишем уравнение движения материальной точки в векторном виде:   Т.к. точки движутся вдоль одной прямой, векторное уравнение можно спроектировать на направление этой прямой, и для каждой
t=? S=?

точки будем иметь:            

В момент встречи точек координаты x₁= x₂ . Время движения первой точки t₁, второй - t₂= t₁- Δt.

Преобразуем это уравнение

Для удобства решения этого уравнения подставим численные значения, получим:

Решая это уравнение, определим значения времени встречи:

t₁=3,4c;  t₂=10,6c.

Определим координаты места встречи:

S₁=

S₂=

Проверим единицу измерения:

Ответ: встреча двух точек произойдет дважды: в момент времени t₁=3,4c, S₁=15м и в момент времени t₂=10,6c, S₂=123м.

 

Пример 3.

С балкона бросили мячик вертикально вверх с начальной скоростью 5м/с. Через время t=2с мячик упал на землю. Определить высоту балкона над землей и скорость мячика в момент удара о землю.

 

Дано:                                                   Решение:

5м/с t =2с 10м/с2	Будем рассматривать движение мячика как движение материальной точки. Запишем уравнение движения и формулу изменения скорости в векторном виде:     (1)
=? V1=?

                                              (2)

Изобразим движение материальной точки на рис.1. Так как точка  движется в гравитационном поле, на нее действует ускорение силы тяжести . Спроектируем уравнения (1) и (2) на ось Оу:

                       (3)

                          (4)

Эти уравнения описывают движение в любой точке траектории, значит и в точке В. Здесь будут выполняться следующие граничные условия: момент времени = t,    ,   ,

 Подставим в уравнения (3) и (4).

                     

Решая эти уравнения, получим:

Рис.1               Знак «-» обозначает, что вектор скорости в т.в направлен противоположно оси Оу.

Проверим единицу измерения:

           

Ответ: высота балкона над землей =10м; скорость мяча в момент удара о землю

V₁= -15м/с.

 

Пример 4

Движение двух материальных точек выражаются уравнениями     и , где А₁=20м; А₂=2м; В₁= В₂ =2м/с; С₁= -4м/с² и С₂= 0,5м/с². В какой момент времени скорости этих точек будут одинаковыми? Определить скорости и ускорения точек в этот момент.

 

Дано:                                                   Решение:

А1=20м А2=2м В1= 20м/с В2 =2м/с С1= -4м/с2 С2= 0,5м/с2 V1= V2	Мгновенная скорость движения точки определяется как производная от х по времени: или с соответствующими коэффициентами: ; . Используем условие V1= V2 и определим момент времени, для которого это условие выполняется: . (1) Отсюда    9t=18,    то есть     t=2 с. Проверим единицу измерения, для этого в полученную формулу (1) подставим соответствующие единицы измерения:
=? V1=? V2=? а1=? а2=?

м/с -м/с²∙[t]= м/с+м/с²∙[t]      м/с= м/с²∙[t]

Подставим значение времени в формулу скорости и проведем вычисления, тогда

   .

Выведем единицу измерения: .

Чтобы определить ускорения точек в этот момент времени, возьмем вторую производную от х по времени: . Подставим соответствующие значения, получим:

а₁= -4м/с²;      а₂=0,5м/с².

Ответ: скорости точек будут одинаковыми и равными V₁=V₂=4м/с в момент времени t=2с, ускорения точек для этого момента равны: а₁= -4м/ с²; а₂=0,5м/с².

 

Пример 5

Одно тело свободно падает с высоты м. Одновременно с ним другое тело брошено вертикально вверх с высоты м над землей. Какой должна быть начальная скорость второго тела, чтобы оба тела упали одновременно?

 

Дано:                                                   Решение:

м м 0 g=10м/с2	Запишем уравнение движения и формулу изменения скорости в векторном виде: (1)                (2) Изобразим движение тел на рис.2. Так как тела движутся в
?

поле сил притяжения Земли, на них действует ускорение силы тяжести . Спроектируем уравнения (1) и (2) на ось Оу для первого и второго тел:

первое тело свободно падает с высоты  и его начальная скорость равна нулю

                            (3)

Второе тело подброшено вертикально вверх с начальной скоростью    

                       (4)

Эти уравнения описывают движение в любой точке траектории, значит, и в точке с. Здесь будут выполняться следующие граничные условия:

момент времени , .   

 Подставим в уравнения (3) и (4).

 

              Рис.2.                                Решая эти уравнения, получим:

=

              (5)

Момент времени определим из соотношения:

Подставим в (5)                        

Рассчитаем численное значение:

Проверим единицу измерения:

Ответ: начальная скорость второго тела должна быть равна 15м/с.

 

Контрольная работа 1

101. Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью υ_о = 4 м/с. Когда оно достигло верхней точки полета, из того же начального пункта, с той же начальной скоростью υ_о вертикально вверх брошено второе тело. На каком расстоянии h от начального пункта встретятся тела? Сопротивление воздуха не учитывать.

102. Материальная точка движется прямолинейно с ускорением а = 5 см/с². Определить, на сколько путь, пройденный точкой в n – ю секунду, будет больше пути, пройденного в предыдущую секунду. Принять υ_о =0.

103. Две автомашины движутся по дорогам, угол между которыми - α = 60^о. Скорость автомашин υ₁= 54 км/ч и υ₂ = 72 км/ч . С какой скоростью υ удаляются машины одна от другой?

104. Материальная точка движется прямолинейно с начальной скоростью υ_о =10м/с и постоянным ускорением а = -5 м/с ².Определить, во сколько раз путь ∆s, пройденный материальной точкой, будет превышать модуль ее перемещения ∆r спустя t = 5 с после начала отсчета времени.

105. Велосипедист ехал из одного пункта в другой. Первую треть пути он проехал со скоростью υ₁= 18 км/ч. Далее половину оставшегося времени он ехал со скоростью υ₂ = 22 км/ч, после чего до конечного пункта он шел пешком со скоростью υ₃= 5 км/ч . Определить среднюю скорость  велосипедиста.

106. Тело брошено под углом α = 30^о к горизонту со скоростью υ_о = 20 м/с. Каковы будут нормальное a_n и тангенциальное а_τ ускорения тела через время t = 1 с после начала движения ?

107. Материальная точка движется по окружности с постоянной угловой скоростью ω = π/6 рад/с. Во сколько раз путь ∆s, пройденный точкой за время t = 4 с, будет больше модуля ее перемещения ∆r? Принять, что в момент начала отсчета времени радиус-вектор r ,задающий положение точки на окружности, относительно исходного положения был повернут на угол φ _о = π/3 рад.

108. Материальная точка движется в плоскости ху согласно уравнениям х =А₁ +B₁t+ C₁t² и у =А₂ +B₂t+ C₂t² , где В₁ = 7 м/с, C₁= -2 м/с² , В₂ =-1 м/с, C₂= 0,2 м/с².Найти модули скорости и ускорения точки в момент времени t = 4 с.

109. По краю равномерно вращающейся с угловой скоростью ω = 1рад/с платформы идет человек и обходит платформу за время t = 9,9 с. Каково наибольшее ускорение а движения человека относительно Земли? Принять радиус платформы R=2 м.

110. Точка движется по окружности радиусом R=30 см с постоянным угловым ускорением ε. Определить тангенциальное ускорение а_τ точки, если известно, что за время t = 4 с она совершила три оборота и в конце третьего оборота ее нормальное ускорение a_n = 2,7 м/с ².

111. При горизонтальном полете со скоростью υ = 250 м/с снаряд массой m = 10 кг разорвался на две части. Большая часть массой m₁= 7 кг получила скорость u₁= 400 м/с в направлении полета снаряда. Определить модуль и направление скорости u₂меньшей части снаряда.

112. С тележки, свободно движущейся по горизонтальному пути со скоростью υ₁= 3 м/с, в сторону, противоположную движению тележки, прыгает человек, после чего скорость тележки изменилась и стала равной u₁= 4 м/с. Определить горизонтальную составляющую скорости u_2х человека при прыжке относительно тележки. Масса тележки m₁= 210 кг, масса человека m₂= 70 кг.

113. Орудие, жестко закрепленное на железнодорожной платформе, производит выстрел вдоль полотна железной дороги под углом α = 30^о к линии горизонта. Определить скорость u₂ отката платформы, если снаряд вылетает со скоростью u₁= 480 м/с. Масса платформы с орудием и снарядами m₂= 18 т, масса снаряда m₁= 60 кг.

114. Человек массой m₁ = 70 кг, бегущий со скоростью υ₁ = 6 км/ч, догоняет тележку массой m₂ = 190 кг, движущуюся со скоростью υ₂ = 3,6 км/ч, и вскакивает на нее . С какой скоростью станет двигаться тележка с человеком? С какой скоростью будет двигаться тележка с человеком, если человек до прыжка бежал навстречу тележке?

115. Конькобежец, стоя на коньках на льду, бросает камень массой m₁= 2,5 кг под углом α = 30^о к горизонту со скоростью υ = 10 м/с. Какова будет начальная скорость υ_о движения конькобежца, если масса его m₂= 60 кг? Перемещением конькобежца во время броска пренебречь.

116. На полу стоит тележка в виде длинной доски, снабженной легкими колесами. На одном конце доски стоит человек. Масса его m₁= 70 кг, масса доски m₂= 20 кг. С какой скоростью (относительно пола) будет двигаться тележка, если человек пойдет вдоль нее со скоростью (относительно доски) υ = 1м/с? Массой колес и трением пренебречь.

117. Снаряд, летевший со скоростью υ = 400 м/с, в верхней точке траектории разорвался на два осколка. Меньший осколок, масса которого составляет30% от массы снаряда, полетел в противоположном направлении со скоростью u₁= 150 м/с. Определить скорость u₂ большего осколка.

118. Две одинаковые лодки массами m = 200 кг каждая (вместе с человеком и грузами, находящимися в лодках) движутся параллельными курсами навстречу друг другу с одинаковыми скоростями υ = 1 м/с. Когда лодки поравнялись, то с первой лодки на вторую и со второй на первую одновременно перебрасывают грузы массами m₁= 30 кг. Определить скорости u₁и u₂лодок после перебрасывания грузов.

119. На сколько переместится относительно берега лодка l = 3,5 м и массой m₁= 200 кг, если стоящий на корме человек массой m₂= 80 кг переместится на нос лодки? Считать лодку расположенной перпендикулярно берегу.

120. Лодка длиной l = 3 м и массой m = 120 кг стоит на спокойной воде. На носу и корме находятся два рыбака массами m₁= 60 кг и m₂= 90 кг. На сколько сдвинется лодка относительно воды, если рыбаки поменяются местами?

121. В деревянный шар массой m₁= 8 кг, подвешенный на нити длиной l = 1,8 м, попадает горизонтально летящая пуля массой m₂= 4 г. С какой скоростью летела пуля, если нить с шаром и застрявшей в нем пулей отклонилась от вертикали на угол α = 3^о? Размером шара пренебречь. Удар пули считать прямым, центральным.

122. По небольшому куску мягкого железа, лежащему на наковальне массой m₁= 300 кг, ударяет молот массойm₂= 8 кг. Определить к.п.д. η удара, если удар неупругий. Полезной считать энергию, затраченную на деформацию куска железа..

123. Шар массой m₁= 1 кг движется со скоростьюυ₁ = 4 м/с и сталкивается с шаром массой m₂= 2 кг , движущимся навстречу ему со скоростью υ₂ = 3 м/с. Каковы скорости u₁и u₂ шаров после удара? Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.

124. Шар массой m₁= 3 кг движется со скоростьюυ₁ = 2 м/с и сталкивается с покоящимся шаром массой m₂= 5 кг. Какая работа будет совершена при деформации шаров? Удар считать абсолютно неупругим, прямым, центральным.

125. Определить к.п.д. η неупругого удара бойка массой m₁= 0,5 т, падающего на сваю массой m₂= 120 кг. Полезной считать энергию, затраченную на вбивание сваи.

126. Шар массой m₁= 4 кг движется со скоростью υ₁ = 5 м/с и сталкивается с шаром массой m₂= 6 кг, который движется ему навстречу со скоростью υ₂ = 2 м/с. Определить скорости u₁ и u₂ шаров после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.

127. Из ствола автоматического пистолета вылетела пуля массой m₁= 10 г со скоростью υ = 300 м/с Затвор пистолета массой m₂= 200г прижимается к стволу пружиной, упругость которой k=25 кН/м. На какое расстояние отойдет затвор после выстрела? Считать, что пистолет жестко закреплен.

128. Шар массой m₁= 5 кг движется со скоростьюυ₁ = 1 м/с и сталкивается с покоящимся шаром массойm₂= 2 кг. Определить скорости u₁и u₂ шаров после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.

129. Из орудия, не имеющего противооткатного устройства, производилась стрельба в горизонтальном направлении. Когда орудие было неподвижно закреплено, снаряд вылетел со скоростью υ₁= 600 м/с, а когда орудию дали возможность свободно откатываться назад, снаряд вылетел со скоростью υ₂= 580 м/с. С какой скоростью откатилось при этом орудие?

130. Шар массой m₁= 2 кг сталкивается с покоящимся шаром большей массы и при этом теряет 40% кинетической энергии. Определить массуm₂ большего шара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.

131.Определить работу растяжения двух соединенных последовательно пружин упругостями k₁= 400 Н/м и k₂= 250 Н/м, если первая пружина при этом растянулась на ∆l=2 см.

132. Из шахты глубиной h = 600 м поднимают клеть массой m₁= 3,0 т на канате, каждый метр которого имеет массу m = 1,5 кг . Какая работа А совершается при поднятии клети на поверхность Земли? Каков коэффициент полезного действия η подъемного устройства?

133. Пружина упругостью k = 500 Н/м сжата силой F= 100 Н. Определить работу А внешней силы, дополнительно сжимающей пружину еще на ∆l = 2 см.

134. Две пружины упругостями k₁= 0,5 кН/м и k₂= 1 кН/м скреплены параллельно. Определить потенциальную энергию П данной системы при абсолютной деформации ∆l = =4 см..

135. Какую нужно совершить работу А, чтобы пружину упругостью k=800Н/м , сжатую на х = 6 см , дополнительно сжать на ∆х = 8 см.?

136. Если на верхний конец вертикально расположенной спиральной пружины положить груз, то пружина сожмется на ∆l = 3 см. На сколько сожмет пружину тот же груз, упавший на конец пружины с высоты h=8 см?

137. Из пружинного пистолета с пружиной упругостью k = 150 Н/м был произведен выстрел пулей массой m = 8 г. Определить скорость υ пули при вылете ее из пистолета, если пружина была сжата на ∆х = 4 см.

138. Налетев на пружинный буфер, вагон массой m = 16 т, двигавшийся со скоростью υ = 0,6 м/с, остановился, сжав пружину на ∆l = 8 см. Найти общую упругость k пружин буфера.

139. Цепь длиной l = 2 м лежит на столе, одним концом свисая со стола. Если длина свешивающейся части превышает ⅓l, то цепь соскальзывает со стола. Определить скорость υ цепи в момент отрыва ее от стола.

140. Какая работа А должна быть совершена при поднятии с земли материалов для постройки цилиндрической дымоходной трубы высотой h = 40 м , наружным диаметром D=3,0 м и внутренним диаметром d = 2,0м? Плотность материала ρ принять равной 2,8∙10³кг/м³.

Контрольная работа 2

201. Определить количество вещества ν и число N молекул кислорода массой m = 0,6 кг.

202. Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества ν=0,2 моль; 2) массой m=3 г?

203. Вода при температуре t = 4^оС занимает объем V= 1 см ^3. Определить количество вещества ν и число N молекул воды.

204. Найти молярную массу М  массу m одной молекулы поваренной соли.

205. Определить массу m_м одной молекулы углекислого газа.

206. Определить концентрацию n молекул кислорода, находящегося в сосуде вместимостью V= 2 л. Количество вещества ν кислорода равно 0,2 моль.

207. Определить количество вещества ν водорода, заполняющего сосуд объемом V= 5 л, если концентрация молекул газа в сосуде n = 4 ∙10 ¹⁸м ^-3.

208. В баллоне вместимостью V= 6 л содержится кислород массой m= 40 г. Определить концентрацию n молекул газа.

209. Определить относительную молекулярную массу М_r: 1) воды; 2) углекислого газа; 3) поваренной соли.

210. Определить количество вещества ν и число N молекул азота массой m=0,2 кг.

211. Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию молекулы этого газа при температуре Т=360 К, если количество вещества ν этого газа равно 0,6 моль.

212. Определить суммарную кинетическую энергию Е_к поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V= 4 л под давлением р = 540 кПа.

213. Количество вещества гелия ν =1,5моль, температура Т=120 К. Определить суммарную кинетическую энергию Е_к поступательного движения всех молекул этого газа.

214. Молярная внутренняя энергия U_m некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

215. Определить среднюю кинетическую энергию одной молекулы водяного пара при температуре Т= 600 К.

216. Определить среднюю квадратичную скорость молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V= 2л под давлением р = 200 кПа. Масса газа m = 0,3 г.

217. Водород находится при температуре Т =300 К. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию Е_к всех молекул этого газа; количество водорода ν =0,5моль.

218. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы газа равна 4,14∙10 ^{- 21} Дж?

209. Определить относительную молекулярную массу М_r: 1) воды; 2) углекислого газа; 3) поваренной соли.

210. Определить количество вещества ν и число N молекул азота массой m = 0,2 кг.

211. Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию молекулы этого газа при температуре Т=360 К, если количество вещества ν этого газа равно 0,6 моль.

212. Определить суммарную кинетическую энергию Е_к поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V= 4 л под давлением р = 540 кПа.

213. Количество вещества гелия ν =1,5моль, температура Т=120 К. Определить суммарную кинетическую энергию Е_к поступательного движения всех молекул этого газа.

214. Молярная внутренняя энергия U_m некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

215. Определить среднюю кинетическую энергию одной молекулы водяного пара при температуре Т = 600 К.

216. Определить среднюю квадратичную скорость молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V= 2л под давлением р = 200 кПа. Масса газа m = 0,3 г.

217. Водород находится при температуре Т = 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию Е_к всех молекул этого газа; количество водорода ν =0,5моль.

218. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы газа равна 4,14∙10 ^{- 21} Дж?

219. В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса каждой пылинки равна 6∙10^-10г. Газ находится при температуре Т= 400 К. Определить средние квадратичные скорости, также средние кинетические энергии поступательного движения молекулы азота и пылинки.

220. Определить среднюю кинетическую энергию поступательного движения и вращательного движения молекулы азота при температуре Т = 1 К. Определить также полную кинетическую энергию Е_к молекулы при тех же условиях.

221. Определить молярную массу М двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность с_р- с_V удельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж/(кг∙К).

222. Найти удельные с_р и с_V, а также молярные С_р и С_V теплоемкости углекислого газа.

223. Определить показатель адиабаты γ идеального газа, который при температуре Т =350 К и давлении р = 0,4 МПа занимает объем V= 300 л и имеет теплоемкость С_V= 857 Дж/К.

224. В сосуде вместимостью V= 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость С_V этого газа при постоянном объеме.

225. Определить относительную молекулярную массу М_r и молярную массу М газа , если разность его удельных теплоемкостей с_р- с_V =2,08 кДж/(кг∙К).

226. Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости с_V= 10,4 кДж/(кг∙К) и с_р= 14,6 кДж/(кг∙К).

227. Найти удельные с_р и с_V и молярные С_р и С_V теплоемкости азота и гелия.

228. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса М = 4 ∙10 ^{- 3} кг/моль и отношение теплоемкостей С_р/ С_V= 1,67.

229. Трехатомный газ под давлением р= 240 кПа и температуре t = 20 ^оС занимает объем V= 10 л . Определить теплоемкость С_р этого газа при постоянном давлении.

230. Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем V=5л. Вычислить теплоемкость С_V этого газа при постоянном объеме.

231. Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V= 50 л при его изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на ∆р = 0,5 МПа.

232. При изотермическом расширении азота при температуре Т=280К объем его увеличился в три раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа работу А; 2) изменение ∆U внутренней энергии; 3) количество теплоты Q, полученное газом. Масса азота m= 0,3 кг.

233. При адиабатном сжатии давление воздуха было увеличено от р₁= 50 кПа до р₂= 0,5 МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление р₃газа в конце процесса.

234. Кислород массой m=200 г занимает объем V₁= 100 л и находится под давлением р₁= 200 кПа . При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V₂= 300 л, а затем его давление возросло до р₃= 500 кПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии ∆U газа, совершенную газом работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.

235. Объем водорода при изотермическом расширении при температуре Т =300 К увеличился в n = 5 раз. Определить работу А, совершенную газом и теплоту Q, полученную при этом. Масса m водорода равна 200 г.

236. Азот массой m=0,2 кг был изобарно нагрет от температуры Т₁=200 К до температуры Т₂=500 К. Определить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение ∆U внутренней энергии азота.

 

237. Во сколько раз увеличится объем водорода, содержащий количество вещества ν =0,4 моль при изотермическом расширении, если при этом газ получит количество теплоты Q= 800 Дж? Температура водорода Т=300 К.

238. Какая работа А совершается при изотермическом расширении водорода массой m=10 г, взятого при температуреТ=290 К, если объем газа увеличивается в три раза?

239. Какая доля ω₁количества теплоты Q, подводимого к идеальному двухатомному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение ∆U внутренней энергии газа и какая доляω₂ –на работу А расширения? Рассмотреть три случая, если газ 1) одноатомный; 2) двухатомный; 3) трехатомный.

240. Определить работу А, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты Q=21кДж. Найти также изменение ∆U внутренней энергии газа.

241. Идеальный газ совершает цикл Карно при температурах теплоприемникаТ₂=290 К и теплоотдатчика Т₁= 400 К. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла, если температура теплоотдатчика возрастает до Т₁^'= 600 К ?

242. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т₁ теплоотдатчика в четыре раза (n=4) больше температуры теплоприемника. Какую долю ω количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст теплоприемнику?

243. Определить работу А₂ изотермического сжатия газа, совершающего цикл Карно, к.п.д. которого η = 0,4,если работа изотермического расширения равна А₁= 8Дж.

244. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту Q₂ = 14 кДж. Определить температуру Т₁теплоотдатчика, если при температуре теплоприемника Т₂=280 К работа цикла А = 6кДж.

 

245. Газ, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от теплоотдатчика Q₁= 4,38 кДж и совершил работу А= 2,4 кДж. Определить температуру теплоотдатчика, если температура теплоприемника Т₂ =273 К.

246. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 67% теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру Т₂ теплоприемника, если температура теплоотдатчика Т₁= 430 К.

247. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от Т₁= 380 К до Т₁^'=560 К? Температура теплоприемника Т₂ =280 К.

248. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура теплоотдатчика Т₁=500 К, температура теплоприемника Т₂ =250 К.Определить термический к.п.д. η цикла, а также работу А₁ рабочего вещества при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершена работа А₂=70 Дж.

249. Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q₁= 84 кДж. Определить работу А газа, если температура Т₁ теплоотдатчика в три раза выше температуры Т₂теплоприемника.

250. В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q₁=500 Дж и совершил работу А=100Дж. Температура теплоотдатчика Т₁ = 400 К.Определить температуру Т₂ теплоприемника.

251. Точечные заряды Q₁ = 10 мкКл, Q₂ = - 20 мкКл находятся на расстоянии d = 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на r₁= 3 см от первого и на r₂= 4 см от второго заряда. Определить также силу F, действующую в этой точке на точечный заряд Q= 1 мкКл.

252. Три одинаковых точечных заряда Q₁= Q₂= Q₃ = 3 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со сторонами а = 10 см. Определить модуль и направление силы , действующей на один из зарядов со стороны двух других.

 

253. Два положительных точечных заряда Q и 9Q закреплены на расстоянии d = 100 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения зарядов возможны только вдоль прямой, проходящей через закрепленные заряды.

254. Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α . Шарики погружают в масло. Какова плотность ρ масла, если угол расхождения нитей при погружении в масло остается неизменным? Плотность материала шариков ρ_о= 1,5∙10 ³кг/м³,диэлектрическая проницаемость масла ε = 2,2.

255. Четыре одинаковых заряда Q₁= Q₂= Q₃ = Q₄= 40 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см. Найти силу F, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных.

256. Точечные заряды Q₁ = 10 мкКл и Q₂ = - 20 мкКл находятся на расстоянии d = 20 см друг от друга. Определить напряженность электрического поля в точке, удаленной от первого заряда на расстояние r₁= 30 см, а от второго - на r₂= 15 см .

257. В вершинах правильного треугольника со стороной а = 10 см находятся заряды Q₁ = 10 мкКл, Q₂ = 20 мкКл и Q₃= 30 мкКл . Определить силу ,действующую на заряд Q₁со стороны двух других зарядов.

258. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q₁= Q₂= Q₃ = Q₄ = 8∙10 ^{– 10} Кл. Какой отрицательный заряд Q нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?

259. На расстоянии d = 20 см находятся два точечных заряда.: Q₁ = - 50 нКл и Q₂ = 100 нКл. Определить силу , действующую на заряд Q₃= -10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние, равное d.

 

260. Расстояние d между двумя точечными зарядами Q₁ = 2 нКл и Q₂ = 4 нКл равно 60 см. Определить точку, в которую нужно поместить третий заряд Q₃так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить заряд Q₃и его знак. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?

261. Тонкий стержень длиной l = 20 см несет равномерно распределенный заряд τ =0,1 мкКл. Определить напряженность электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке А, лежащей на оси стержня на расстоянии а = 20 см от его конца.

262. Две параллельные заряженные плоскости, поверхностные плотности заряда которых σ₁= 2 мкКл/м²и σ₂ = - 0,8мкКл/м²,находятся на расстоянии d = 0,6 см друг от друга. Определить разность потенциалов U между плоскостями.

263. Электрон, обладавший кинетической энергией Т = 10 эВ, влетел в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов U = 8 В?

264. Электрон движется вдоль силовой линии однородного электрического поля. В некоторой точке поля с потенциалом φ₁ = 100 В электрон имел скорость υ₁= 6 Мм/с. Определить потенциал φ₂точки поля, дойдя до которой электрон потеряет половину своей скорости.

265. Пылинка массой m = 200 мкг, несущая на себе заряд Q=40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов U= 200 В пылинка имела скорость υ = 10 м/с.Определить скорость υ_о пылинки до того, как она влетела в поле.

266. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость υ = 10⁵ м/с. Расстояние между пластинами d = 8 мм. Найти: 1) разности потенциалов U между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда σ на пластинах.

267. Электрическое поле образовано бесконечно длинной заряженной нитью, линейная плотность заряда которой τ = 20 пКл/м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, отстоящих от нити на расстоянии r₁ = 8 см и r₂ = 12 см 268. Электрон с энергией  Т = 400 эВ (в бесконечности)движется вдоль силовой линии по направлению к поверхности металлической заряженной сферы радиусом R = 10 см. Определить минимальное расстояние а на которое приблизится электрон к поверхности сферы, если заряд ее Q= - 10 нКл.

269. Конденсаторы емкостью С₁= 5 мкФ и С₂= 10 мкФ заряжены до напряжений U₁= 60 В и U₂=100В соответственно. Определить напряжение на обкладках конденсаторов после их соединения обкладками, имеющими одноименные заряды.

270. Конденсатор емкостью С₁= 10 мкФ заряжен до напряжения U= 10 В. Определить заряд на обкладках этого конденсатора после того, как параллельно ему был подключен другой, незаряженный, конденсатор емкостью С₂= 20 мкФ.

271. Конденсаторы емкостямиС₁= 2 мкФ, С₂= 5 мкФ и С₃= 10 мкФ соединены последовательно и находятся под напряжением U= 850 В. Определить напряжение и заряд на каждом из конденсаторов.

272. Два конденсатора емкостями С₁=2 мкФ и С₂= 5 мкФ заряжены до напряжений U₁= 100 В и U₂=150В соответственно. Определить напряжение на обкладках конденсаторов после их соединения обкладками, имеющими разноименные заряды.

273. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью С = 100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определить, на сколько изменится емкость С батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином.

274. Два конденсатора емкостями С₁ = 5 мкФ и С₂ = 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС ε=80 В. Определить заряды Q₁ и Q₂ конденсаторов и разности потенциаловU₁ и U₂ между их обкладками.

275. Плоский конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом R= 10 см каждая. Расстояние между пластинами d = 2 мм. Конденсатор присоединен к источнику напряжения U= 80 В. Определить заряд Q и напряженность Е поля конденсатора в двух случаях: а) диэлектрик – воздух; б) диэлектрик– стекло.

276. Два металлических радиусами R₁= 5 см и R₂ = 10 см имеют заряды Q₁= 40 нКл и Q₂= - 20 нКл соответственно. Найти энергию W, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником.

277. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной d₁ = 0,2 см и слоем парафина толщиной d₂ = 0,3 см. Разность потенциалов между обкладками U= 300 В. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.

278. Плоский конденсатор с площадью пластин S= 200 см ² каждая заряжен до разности потенциалов U= 2 кВ. Расстояние между пластинами d = 2 см. Диэлектрик – стекло. Определить энергию W поля конденсатора и плотность энергии w поля.

.

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНБАССКАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ»