НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“Київський політехнічний інститут”

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ПО ВИКОНАННЮ

КОМПЛЕКСНОЇ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ, ТЕСТОВИХ ЗАВДАНЬ

з навчальної дисципліни загальна фізика

^(назва)

для студентів спеціальності (напряму) 7.05070102, 8.05070102 електричні системи і мережі; (6.050701 Електротехніка та електротехнології)

^{(код та назва)}

КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ ВИКОНАННЯ

КОМПЛЕКСНОЇ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ З ФІЗИКИ

Комплексна контрольна робота з фізики складається з чотирьох практичних завдань (тестових завдань), що відповідають різним розділам загального курсу фізики для студентів технічних університетів. Кожне практичне завдання оцінюється максимально у 25 балів. Загальна максимальна оцінка за контрольну роботу складає 100 балів.

У випадку неповного, або невірного виконання завдання бали за нього знижуються згідно критеріїв, та на кількість балів, наведених у таблиці 1.

Таблиця 1. Критерії зниження оцінки та величина знижки.

Критерій зниження оцінки	Знижка (бали)
Задача розв’язана повністю, але не наведена, або неправильно наведена розмірність чисельної відповіді (якщо вона передбачена)	4
Задача розв’язана повністю, але не отримано чисельну відповідь (якщо вона передбачена)	6
Задача розв’язана повністю, але отримано невірну чисельну відповідь (якщо вона передбачена)	4
Задача розв’язана повністю, але отримано невірну формульну відповідь	9
Вихідні співвідношення та логіка розв’язання задачі правильні, але розв’язок не доведений до формульної та чисельної відповіді	13
Вихідні співвідношення правильні, але розв’язок та відповідь відсутні	19
Частина вихідних співвідношень правильні, але розв’язок та відповідь відсутні	22
Всі вихідні співвідношення неправильні, або розв’язок повністю відсутній	25

Оцінювання результатів виконання ККР здійснюється за 100-бальною шкалою, з подальшим переведенням балів у традиційну чотирьохбальну систему оцінок згідно з таблицею 2:

Таблиця 2. Переведення балів у традиційну чотирьохбальну систему оцінок

Кількість балів за виконання ККР	Оцінка за чотирьохбальною системою
100……….90	“відмінно”
89…….…75	“добре”
74…….…60	“задовільно”
59…….….0	“незадовільно”

Еталонна відповідь 1. Контрольне завдання № 36

1. Автомобіль рухається по заокругленню шосе, що має радіус кривини . Закон руху автомобіля дається рівнянням Знайти швидкість автомобіля (м/с), його тангенціальне (м/с²), нормальне та повне прискорення (м/с²) в момент часу , якщо , і .

А. 5; -1; 0,5; 1,12 Б. -0,8; 1; 2; 3 В. 0; 4; -2; 15

Розв’язання. Взявши похідну від шляху за часом, отримаємо вираз для швидкості

Значення швидкості в даний момент часу знайдеться, якщо в отриманий для швидкості вираз підставити числові значення

Тангенціальне прискорення знайдемо, взявши похідну від швидкості за часом

Отримане значення тангенціального прискорення вказує на те, що автомобіль рухається рівносповільнено.

Нормальне прискорення автомобіля дорівнює

Повне прискорення знаходимо як геометричну суму тангенціального та нормального прискорень; його величина дорівнює

Отже, правильна відповідь – варіант А. 5; -1; 0,5; 1,12

2. Маса кілограм-молекули газу дорівнює , відношення Знайти питомі теплоємності та (відповідь надати в дж/кг·град).

А. 44; 59 Б. 567; 756 В. 330; 440 Г. 660; 849

Розв’язання. Питомі теплоємності газів описуються формулами

де і – число ступенів вільності молекули газу; - маса кілограм-молекули;  - універсальна газова стала.

Відношення можна записати так:

За умовою задачі

Розв’язуючи це рівняння відносно і, знаходимо

Підставляючи знайдене значення і у формулу (1), отримаємо

Отже, правильна відповідь – варіант Б. 567; 756.

3. На кінцях залізного провідника з радіусом поперечного перерізу підтримується різниця потенціалів . Визначити:

а) потужність, що споживається провідником (Вт); б) кількість теплоти (кДж), яка виділяється провідником за 1 год; в) густину струму (а/м²); г) число електронів (с^-1), що проходять крізь поперечний переріз провідника за 1 с

А. 257; 865,2; 5,56·10¹⁰; 9,81·10¹⁵ Б. 157; 565,2; 5,56·10⁷; 9,81·10¹⁹

Розв’язання. а) Потужність, яку споживає провідник, визначаємо за формулою

де І – сила струму в провіднику; U – напруга на його кінцях. Силу струму знайдемо із закону Ома

де - питомий опір матеріалу провідника.

Підставивши в формулу (2) числові значення величин, дістанемо

Підставивши в формулу (1) числові значення I та U, знайдемо, що

б) Кількість теплоти, яку виділяє провідник, визначимо за законом Джоуля-Ленца

Підставивши в останню формулу числові значення величин, знаходимо

в) Густина струму визначається відношенням сили струму до площі поперечного перерізу провідника, тобто

г) Число електронів, що проходять за одну секунду крізь поперечний переріз провідника, знайдемо, якщо поділимо силу струму на заряд електрона

де - заряд електрона.

Підставивши в останню формулу числові значення величин, отримаємо

Отже, правильна відповідь – варіант Б. 157; 565,2; 5,56·10⁷; 9,81·10¹⁹

4. Дослідження спектра випромінювання Сонця, яке приймається за абсолютно чорне тіло, показує, що максимум випромінювальної здатності припадає на довжину хвилі 0,48 мкм. Прийнявши радіус Сонця за 6,5·10⁵ км, визначити: а) потужність (кВт) сумарного випромінювання; б) густину потоку енергії (Дж/с·м²) біля поверхні Землі (відстань від Землі до Сонця 1,5·10⁸ км); в) величину тиску (Н/м²) на земну поверхню, зумовлену цим потоком енергії (коефіцієнт відбивання прийняти рівним нулю).

А. 3,9·10²³; 1,4·10³; 4,7·10^-6 Б. 13,9·10²³; 1,4·10⁸; 4,7·10^-12

Розв’язання. а) Потужність сумарного або інтегрального випромінювання N дорівнює потужності, що випромінюється кожною одиницею поверхні Сонця Е, помноженій на площу поверхні Сонця

Величина енергії, яку випромінює кожна одиниця площі абсолютно чорного тіла за одиницю часу, може бути обчислена за законом Стефана-Больцмана

де - стала Стефана-Больцмана; Т – абсолютна температура випромінюючої поверхні.

Площа поверхні Сонця дорівнює

де r – радіус Сонця.

Таким чином, шукана величина дорівнюватиме

Температуру знайдемо за законом зміщення Віна

де довжина хвилі, на яку припадає максимум випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла; стала Віна.

Підставивши Т у формулу (1), отримаємо

Підставивши у формулу (2) числові значення величин, знайдемо

б) Густину потоку енергії І біля земної поверхні можна визначити, враховуючи, що енергія, яка випромінюється щосекунди Сонцем, проходить крізь сферичну поверхню з радіусом R, де R є відстань від Землі до Сонця. Знаючи, що густина потоку енергії є енергія, яка переноситься через одиницю площі за одиницю часу, запишемо

Підставляючи числові значення величин та обчислюючи, знаходимо

в) Величина світлового тиску р зв’язана з густиною потоку енергії І та коефіцієнтом відбивання співвідношенням

Згідно з умовою задачі коефіцієнт відбивання дорівнює нулю, і формула тиску набирає такого вигляду:

Підставляючи числові значення величин та обчислюючи, отримаємо

Отже, правильна відповідь – варіант А. 3,9·10²³; 1,4·10³; 4,7·10^-6