Механика

Механика

ЗАНЯТИЕ 1 Кинематика материальной точки

Вопросы для подготовки к семинару.

Скорость и ускорение МТ при векторном, координатном и естественном способах описания движения. Нормальное и тангенциальное ускорение, радиус кривизны траектории. Кинематические характеристики равномерного прямолинейного движения (РПД) и равноускоренного движения (РУД).

ЗАДАЧА 1

1. 2. где b,w,c – const.

ЗАДАЧА 4

Камень брошен со скоростью v₀= 20 м/с под углом 60⁰ к горизонту. Определите радиус кривизны его траектории: 1) в верхней точке; 2) в момент падения на Землю.

ЗАДАЧА 5

10 м/с. ЗАДАЧА 6

Вопросы для подготовки к семинару.

Кинематические характеристики вращательного движения: угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение. Равномерное вращение. Период и частота вращения. Связь между линейными и угловыми характеристиками движения МТ.

ЗАДАЧА 1

Колесо радиусом R=0,1 м вращается так что зависимость угловой скорости от времени имеет вид ω = 2Аt +5Вt⁴( А=2 рад/c²,

В= 1 рад/c⁵ ). Определите полное ускорение точек обода колеса через t =1 с после начала вращения и число оборотов колеса за это время.

ЗАДАЧА 2

Диск радиусом R= 10 см вращается вокруг неподвижной оси так, что зависимость угла поворота радиуса диска от времени задается уравнением φ= А+Вt+Сt²+Dt³ ( В =1 рад/с , С=1 рад/с² , D=1 рад/с³ ). Определите для точек на ободе колеса к концу второй секунды после начала движения: 1) тангенциальное ускорение; 2) нормальное ускорение; 3) полное ускорение.

ЗАДАЧА 3

Маховое колесо, спустя t = 1мин после начала вращения, приобретает скорость соответствующую частоте n = 720 мин ^–1.

Найдите угловое ускорение и число оборотов колеса за это время.

ЗАДАЧА 4

Вал вращается с постоянной скоростью, соответствующей частоте 180 мин ^–1. С некоторого момента времени вал тормозится и вращается с угловым ускорением численно равным 3 рад/с². Найдите промежуток времени через который вал остановится. Сколько оборотов вал сделает до остановки?

ЗАДАЧА 5

Колесо радиусом R =10 см вращается с постоянным угловым ускорением ε =3,14 рад/c² . Найдите для точек на ободе колеса к концу первой секунды после начала движения: 1) угловую скорость; 2) линейную скорость; 3) полное ускорение.

ЗАНЯТИЕ 3 Динамика материальной точки

Вопросы для подготовки к семинару.

Основная задача динамики. Законы Ньютона. Силы в механике: сила всемирного тяготения, сила тяжести, сила упругости, сила реакции опоры, вес тела, сила трения, сила Архимеда.

ЗАДАЧА 1

ЗАДАЧА 2 Определите ускорение тела, соскальзывающего с наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол α = 300 .…

ЗАДАЧА 4

α =300 m1 = 1,2 кг m1 m2 = 2 кг

ЗАДАЧА 6

ЗАДАЧА 7 На горизонтально вращающейся платформе на расстоянии 50 см от оси вращения лежит груз. При какой частоте вращения…

ЗАДАЧА 3

Человек массой 60 кг переходит с носа лодки на ее корму. Определите на какое расстояние переместится лодка длины 3 м, если ее масса 120 кг.

ЗАДАЧА 4

ЗАДАЧА 5 Тело скользит с наклонной плоскости высотой h и углом наклона α к горизонту и движется далее по горизонтальному…

ЗАДАЧА 7

ЗАДАЧА 8 Автомобиль массой 2 т трогается с места и движется равноускоренно в гору, угол наклона которой 60. На расстоянии 100 м…

Вопросы для подготовки к семинару.

ЗАДАЧА 1 Определите момент инерции сплошного однородного диска радиусом 40 см и массой 1 кг относительно оси, проходящей через…

ЗАДАЧА 3

ЗАДАЧА 4 К ободу однородного сплошного диска массой 10 кг, насаженного на ось, приложена постоянная касательная сила 30 Н.…

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА

ЗАНЯТИЕ 6 МКТ идеальных газов

Вопросы для подготовки к семинару.

ЗАДАЧА 1 Определенная масса идеального газа испытывает сначала изобарное повышение температуры, а затем после изотермического…

Найдите температуру азота, при которой скоростям молекул

ЗАДАЧА 10 Определите на какой высоте давление воздуха составляет 60% от давления на уровне моря. Считайте, что температура…

Задачи для самостоятельного решения.

1. Газ массой 16 г при давлении 1 МПа и температуре 112 0С занимает объем 1,6 л. Определите, какой это газ. 2. Найдите массу 20 моль серной кислоты (H2SO4).

Вопросы для подготовки к семинару.

Число степеней свободы молекулы. Закон о равномерном распределении кинетической энергии по степеням свободы молекул.

Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия ИГ. Работа газа

при изменении его объема. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Адиабатный процесс. Круговые процессы. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Теоремы Карно. Энтропия системы. Основное уравнение термодинамики.

ЗАДАЧА 1

ЗАДАЧА 2 Определите удельные теплоемкости сv и cp смеси углекислого газа массой 3 г и азота массой 4 г.

Задачи для самостоятельного решения.

1. Определите удельную изохорную теплоемкость сероводорода H2S. 2. Определите удельную изобарную теплоемкость диоксида азота NO2 .

ЗАНЯТИЕ 8 Реальные газы. Явления переноса в газах.

Вопросы для подготовки к семинару.

Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Внутренняя энергия реального газа.

Средняя длина свободного пробега молекул. Эффективный диаметр молекулы. Явления переноса: теплопроводность, диффузия, внутреннее трение.

ЗАДАЧА 1

а и b примите равными соответственно 0,361 Н ·м4/моль2 и 4,28 ·10-5 м3/моль.

Задачи для самостоятельного решения.

1. Азот массой 28 г расширяется от объема 2 л до объема 4 л. Определите работу межмолекулярных сил притяжения при этом расширении. Считайте, что а… 2. Найдите внутреннее давление 4 моль хлороводорода Hcl, находящегося в сосуде объемом 9 л. Поправку а считайте…

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

ЗАНЯТИЕ 9 Электростатика. Теорема Гаусса.

Вопросы для подготовки к семинару.

ЗАДАЧА 1

Шар радиусом 10 см заряжен равномерно с объемной плотностью

1) на расстоянии 5 см от центра шара; 2) на расстоянии 15 см от центра шара. ЗАДАЧА 6

Задачи для самостоятельного решения.

1. Сила гравитационного притяжения двух водяных одинаково заряженных капель радиусами 0,1 мм уравновешивается кулоновской силой отталкивания.… 2. Два точечных заряда 4 нКл и -2 нКл находятся на расстоянии 60 см друг от друга. Определите напряженность поля в…

Вопросы для подготовки к семинару.

Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Соединение проводников. Зависимость сопротивления проводников от температуры. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа.

ЗАДАЧА 1

ЗАДАЧА 2 R2 R1 R3 В цепи на…

ЗАДАЧА 5

Определите силу тока через это сопротивление. ЗАДАЧА 6

ЗАДАЧА 7

ЗАДАЧА 8

Задачи для самостоятельного решения.

1. ЭДС батареи равна 1,55 В. При замыкании ее на нагрузку сопротивлением 3 Ом напряжение на полюсах батареи становится равным 0,95 В. Найдите… 2. Ток в цепи батареи, ЭДС которой 30 В, равен 3 А. Напряжение на зажимах батареи 18 В. Найдите сопротивление внешней…

Вопросы для подготовки к семинару.

ЗАДАЧА 1 На рисунке изображены сечения двух прямолинейных бесконечно длинных… АВ=10 см, сила токов I1=20 A, I2=30 A. Найдите индукцию магнитного поля этих токов в точках М1,М2 ,М3 . Расстояния…

Задачи для самостоятельного решения.

2. Определите индукцию магнитного поля в центре кругового проволочного витка…

Вопросы для подготовки к семинару.

Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Самоиндукция. Индуктивность контура. Взаимная индукция. Энергия магнитного поля.

Токи при замыкании и размыкании цепи.

ЗАДАЧА 1

В магнитное поле, изменяющееся по закону B=B₀ cos wt ( B₀ = 0,1 Тл,

w = 4 с^-1), помещена квадратная рамка со стороной 50 см, причем нормаль к рамке образует с направлением поля угол α= 45⁰. Определите ЭДС индукции, возникающую в рамке в момент времени 5 с.

ЗАДАЧА 2

ЗАДАЧА 3 Две гладкие замкнутые металлические шины, расстояние между которыми 30 см, со скользящей перемычкой, которая может…

Задачи для самостоятельного решения.

1. В магнитном поле, индукция которого 0,05 Тл, вращается стержень длиной 1 м с угловой скоростью 20 рад/с. Ось вращения параллельна магнитному… 2. Прямоугольная проволочная рамка со стороной L находится в магнитном поле с индукцией В, перпендикулярном плоскости…

МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ

ЗАНЯТИЕ 13 Гармонические колебания.

Вопросы для подготовки к семинару.

Волновой процесс. Уравнение плоской бегущей волны. Дисперсия волны. Фазовая и групповая скорости. Энергия волны. ЗАДАЧА 1

Задачи для самостоятельного решения.

1. Определите полную энергию материальной точки массой m, колеблющейся по закону x=Acos(ωt+φ). 2. Напряжение на обкладках конденсатора емкостью 1 мкФ

ОПТИКА

ЗАНЯТИЕ 14 Геометрическая оптика

Вопросы для подготовки к семинару.

Закон прямолинейного распространения света в однородной среде. Закон отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Линзы. Построение изображения в линзах.

ЗАДАЧА 1

ЗАДАЧА 2 На плоскопараллельную стеклянную (n=1,5) пластину толщиной 5 см падает под углом 300 луч света. Определите смещение…

Задачи для самостоятельного решения.

1. На рисунках показаны положения главной оптической оси MN тонкой линзы, светящейся точки S и ее изображения S1. Определите построением положения… S1 S

Вопросы для подготовки к семинару.

ЗАДАЧА 1

ЗАДАЧА 4

ЗАДАЧА 5 На щель шириной 0,1 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,5 мкм. Дифракционная картина…

Задачи для самостоятельного решения.

1. Оранжевые лучи с длиной волны 650 нм от двух когерентных источников, расстояние между которыми 120 мкм, попадают на экран. Расстояние от… 2. Когерентные источники белого света , расстояние между которыми 0,32 мм, имеют вид узких щелей. Экран, на котором…

Вопросы для подготовки к семинару.

Фотоэлектрический эффект. Законы Столетова. Уравнение Эйнштейна. Красная граница фотоэффекта

ЗАДАЧА 1

ЗАДАЧА 2 Фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла полностью задерживаются напряжением 3 В. Фотоэффект для этого металла…

Задачи для самостоятельного решения.

1. Определите, до какого потенциала зарядится уединенный серебряный шарик при облучении его ультрафиолетовым светом длиной 208 нм. Работа выхода… 2. Наибольшая длина волны света, при которой еще может наблюдаться фотоэффект на калии, равна 450 нм. Найдите…

Вопросы для подготовки к семинару.

Постулаты Бора. Линейчатый спектр атома водорода. Заряд, размер и масса атомного ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Дефект массы. Энергия связи ядра. Законы сохранения в ядерных реакциях. Ядерные силы.

ЗАДАЧА 1

ЗАДАЧА 2 Определите длины волн, соответствующие границе видимой серии спектра водорода ( серии Бальмера ).

Задачи для самостоятельного решения.

1. Определите длины волн, соответствующие: 1) границе серии Лаймана; 2) границе серии Бальмера; 3) границе серии Пашена. Проанализируйте… 2. Определите: 1) скорость; 2) частоту вращения электрона на третьей орбите. Найдите длину волны, соответствующую…