Физика Мурманск МГТУ КР1-3 Вариант 1

Физика Мурманск МГТУ КР1-3 Вариант 1




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 1 (8 задач)

Файл 2 - Контрольная работа №2 Вариант 1 (8 задач)

Файл 3 - Контрольная работа №3 Вариант 1 (8 задач)



Файл 1
    101. Маховик начал вращаться равноускоренно и за промежуток времени Dt = 10 c достиг частоты вращения n = 300 мин-1. Определить угловое ускорение e маховика и число N оборотов, которое он сделал за это время.

    111. Ядро атома распадается на два осколка массами m1 = 1,6•10-25 кг и m2 = 2,4•10-25 кг. Определить кинетическую энергию T2 второго осколка, если кинетическая энергия T1 первого осколка равна 18 нДж.

    121. Масса Земли в n = 81,6 раза больше массы Луны. Расстояние l между центрами масс Земли и Луны равно 60,3R (R – радиус Земли). На каком расстоянии r от центра Земли находится точка, в которой суммарная напряжённость g гравитационного поля Земли и Луны равна нулю?

    131. В центре скамьи Жуковского стоит человек и держит в руках за середину стержень длиной l = 2,4 м и массой m = 8 кг, расположенный вертикально по оси вращения скамьи. Скамья с человеком вращается с частотой n1 = 1 с-1. С какой частотой n2 будет вращаться скамья с человеком, если он повернёт стержень в горизонтальное положение? Суммарный момент инерции J человека и скамьи равен 6 кг•м2.

    141. Найти скорость u течения углекислого газа по трубе, если известно, что за время t = 30 мин через поперечное сечение трубы протекает масса газа m = 0,51 кг. Плотность газа r = 7,5 кг/м3. Диаметр трубы D = 2 см.

    151. Собственное время t0 жизни частицы отличается на k = 1 % от времени t жизни по неподвижным часам. Определить относительную скорость u движения этой частицы.

    161. Точка участвует в двух одинаково направленных колебаниях:
x1 = A1 sinwt  и  x2 = A2 coswt,
где A1 = 1 см, A2 = 2 см, w = 1 с-1.
    Определить амплитуду A результирующего колебания, его частоту v и начальную фазу j0. Написать уравнение этого движения.

    171. Найти частоту v основного тона струны, натянутой с силой F = 6 кН. Длина струны l = 0,8 м, её масса m = 30 г.




Файл 2

    201. В колбе вместимостью V = 100 см3 содержится некоторый газ при температуре T = 300 К. На сколько понизится давление p газа в колбе, если вследствие утечки из колбы выйдет N = 1020 молекул?

    211. На какой высоте h над поверхностью Земли атмосферное давление вдвое меньше, чем на её поверхности? Температуру T воздуха, равную 290 К, и ускорение g свободного падения считать независящими от высоты.

    221. Найти среднюю продолжительность <t> свободного пробега молекул кислорода при температуре T = 250 К и давлении p = 100 Па.

    231. Газовая смесь состоит из азота массой m1 = 3 кг и водяного пара массой m2 = 1 кг. Определить удельные теплоёмкости cV и cp газовой смеси.

    241. Водород занимает объём V = 10 м3 при давлении p1 = 100 кПа. Газ нагрели при постоянном объёме до давления p2 = 300 кПа. Определить:
1) изменение DU внутренней энергии газа;
2) работу A, совершённую газом;
3) количество теплоты Q, сообщённое газу.

    251. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, получив от нагревателя количество теплоты Q1 = 4,2 кДж, совершил работу A = 590 Дж. Найти термический КПД h этого цикла. Во сколько раз температура T1 нагревателя больше температуры T2 охладителя?

    261. Какую работу A нужно совершить, чтобы, выдувая мыльный пузырь, увеличить его диаметр от d1 = 1 см до d2 = 11 см? Процесс считать изотермическим.

    271. Вычислить постоянные a и b в уравнении Ван-дер-Ваальса для ксенона. Критическую температуру Tкр и критическое давление pкр для ксенона считать известными.




Файл 3

    301. Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины: При этом нити разошлись на угол a. Шарики погружаются в керосин. Определить диэлектрическую проницаемость e керосина, если угол расхождения нитей при погружении шариков в керосин остаётся неизменным. Плотность материала шариков r = 1600 кг/м3.

    311. На двух концентрических сферах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями s1 = 120 нКл/м2 и s2 = 30 нКл/м2 (рис.). Используя теорему Остроградского-Гаусса, найти зависимость E(r) напряжённости электрического поля от координаты для трёх областей: I, II и III. Вычислить напряжённость E электрического поля в точке, удалённой от центра на расстояние r = 1,5R, и указать направление вектора E. Построить график зависимости E(r).

    321. Сто одинаковых капель ртути, заряженных до потенциала j0 = 20 В, сливаются в одну большую каплю. Каков потенциал j образовавшейся капли?

    331. В плоский воздушный конденсатор вдвинули плитку парафина толщиной h = 1 см, которая вплотную прилегает к его пластинам. На сколько нужно увеличить расстояние d между пластинами, чтобы получить прежнюю ёмкость?

    341. При силе тока I1 = 3 А во внешней цепи батареи аккумуляторов выделяется мощность P1 = 18 Вт, при силе тока I2 = 1 А – соответственно P2 = 10 Вт. Определить ЭДС e и внутреннее сопротивление r батареи.

    351. Две батареи аккумуляторов с ЭДС e1 = e2 = 100 В и четыре резистора с сопротивлениями R1 = 20 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 40 Ом и R4 = 30 Ом соединены, как показано на рис. Найти показание IA амперметра. Внутренними сопротивлениями r батарей аккумуляторов пренебречь.

    361. Определить суммарный импульс p электронов в прямом проводе длиной l = 500 м, по которому течёт ток I = 20 А.

    371. При электролизе медного купороса (CuSO4) в течение времени t = 1 ч при силе тока I = 1 А на катоде выделилась медь массой m = 1,66 г. Определить коэффициент полезного действия h установки.