Зачетная контрольная работа № 1 по Общей физике.

Данная контрольная работа включает материал первой части курса общей физики для студентов – заочников. Работа состоит из двух частей: часть 1 «Механика» и часть 2 «Термодинамика».

Контрольная работа содержит 10 вариантов задач, которые задаются таблицей. Каждая строчка таблицы содержит номера задач, входящих в вариант задания. Вам следует выбрать вариант с номером, совпадающим с последней цифрой номера вашей зачетной книжки. Условия задач приведены ниже .

Часть 1 «Механика» т а б л и ц а в а р и а н т о в

Вариант	Номера задач
1	1.1	2.1	3.1	4.1	5.1
2	1.2	2.2	3.2	4.2	5.2
3	1.3	2.3	3.3	4.3	5.3
4	1.4	2.4	3.4	4.4	5.4
5	1.5	2.5	3.5	4.5	5.5
6	1.6	2.6	3.6	4.6	5.6
7	1.7	2.7	3.7	4.7	5.7
8	1.8	2.8	3.8	4.8	5.8
9	1.9	2.9	3.9	4.9	5.9
10	1.10	2.10	3.10	4.10	5.10

1. Зависимость пройденного телом пути sот времениt дается уравнениемs=A+Bt+Ct²+Dt³, гдеС = 0,14 м/с²иD = 0,01 м/с³. Через какое времяt после начала движения тело будет иметь ускорениеa= 1 м/с²? Найти среднее ускорениеaтела за этот промежуток времени.

2. Камень, брошенный горизонтально, через время t = 0,50c после начала движения имел скоростьυ, в 1,5 раза большую скоростиυ_xв момент бросания. С какой скоростьюυ_xброшен камень?

3. Найти радиус R вращающегося колеса, если известно, что линейная скоростьυ₁точки, лежащей на ободе, в 2,5 раза больше линейной скоростиυ₂точки, лежащей на расстоянииr = 5 см ближе к оси колеса.

4. Вентилятор вращается с частотой n= 900 об/мин. После выключения вентилятор, вращаясь равнозамедленно, сделал до остановкиN= 75 об. Какое времяtпрошло с момента выключения вентилятора до полной его остановки?

5. Точка движется по окружности радиусом R= 10 см с постоянным тангенциальным ускорениемa_τ.Найти нормальное ускорениеa_nточки через времяt = 20 с после начала движения, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения линейная скорость точкиυ= 10 см/с.

6. Точка движется по окружности так, что зависимость пути от времени дается уравнением s = A – Bt + Ct², гдеВ= 2 м/с иС = 1 м/с². Найти линейную скоростьυточки, ее тангенциальноеа_τ, нормальноеа_nи полноеа ускорения через времяt= 3 с после начала движения, если известно, что приt′= 2 с нормальное ускорение точкиa′_n= 0,500 м/с².

7. Колесо радиусом R= 0,1 м вращается так, что зависимость угла поворота радиуса колеса от времени дается уравнениемφ = A+Bt+Ct³, гдеВ= 2 рад/с иС= 1 рад/с³. Для точек, лежащих на ободе колеса, найти через времяt= 2 с после начала движения: а) угловую скоростьω ; б) линейную скоростьυ ; в) угловое ускорениеε; д) тангенциальноеa_τи нормальноеa_n ускорения.

8. Колесо вращается так, что зависимость угла поворота радиуса колеса от времени дается уравнением φ = A+Bt+Ct²+Dt³,гдеВ= 1 рад/с,С= =1 рад/с²иD = 1 рад/с³. Найти радиусRколеса, если известно, что к концу второй секунды движения для точек, лежащих на ободе колеса, нормальное ускорениеа_n= 3,46∙10²м/с².

9. Во сколько раз нормальное ускорение a_n точки, лежащей на ободе вращающегося колеса, больше ее тангенциального ускоренияa_τдля того момента, когда вектор полного ускорения точки составляет уголφ= 30˚ с вектором ее линейной скорости?

10. Зависимость пройденного телом пути s от времениt дается уравнениемs = A+Bt+Ct², гдеА = 3 м,В= 2 м/с иС= 1 м/с². Найти ускорениеаи среднюю скорость‹υ›тела за первую, вторую и третью секунды его движений.

2.1. Поезд массой m = 500 т, двигаясь равнозамедленно, в течение времениt = 1 мин уменьшил свою скорость отυ₁= 40 км/ч доυ₂= 28 км/ч. Найти силу торможенияF.

2.2. На автомобиль массой m = 1 т во время движения действует сила тренияF_тр,равная 0,1 действующей на него силы тяжестиmg. Найти силу тяги F, развиваемую мотором автомобиля, если автомобиль движется с ускорениемa = 1 м/с²в гору с уклоном 1 м на каждые 25 м пути.

2.3. Тело скользит по наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол α= 45˚. Пройдя путь s= 40 см, тело приобретает скоростьυ = 2 м/с. Найти коэффициент тренияk тела о плоскость.

2.4. Трамвай, трогаясь с места, движется с ускорением a= 0,5 м/с². Через времяt = 12 с после начала движения мотор выключается, и трамвай движется до остановки равнозамедленно. Коэффициент трения на всем путиk= 0,01. Найти наибольшую скоростьυи времяtдвижения трамвая. Каково его ускорениеaпри равнозамедленном движении? Какое расстояниеsпройдет трамвай за время движения?

2.5. Под действием силы F= 10 Н тело движется прямолинейно так, что зависимость пройденного телом путиsот времениtдается уравнениемs = A – Bt + Ct², гдеС= 1 м/с². Найти массуm тела.

2.6. Вагон массой m= 20 т движется равнозамедленно, имея начальную скоростьυ₀= 54 км/ч и ускорениеa= 0,3 м/с². Какая сила торможенияFдействует на вагон? Через какое времяtвагон остановится? Какое расстояниеs вагон пройдет до остановки?

2.7. Тело лежит на наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол α=4˚. При каком предельном коэффициенте тренияk тело начнет скользить по наклонной плоскости? С каким ускорениемaбудет скользить тело по плоскости, если коэффициент тренияk= 0,03? Какое времяt потребуется для прохождения при этих условиях путиs= 100 м? Какую скоростьυтело будет иметь в конце пути?

2.8. На автомобиль массой m = 1 т во время движения действует сила тренияF_тр, равная 0,1 действующей на него силы тяжестиmg. Какова должна быть сила тягиF, развиваемая мотором автомобиля, чтобы автомобиль двигался: а) равнозамедленно; б) с ускорениемa= 2 м/с²?

2.9. Вагон массой m= 20 т движется равнозамедленно, имея начальную скоростьυ₀= 54 км/ч и ускорениеa= 0,3 м/с². Какая сила торможения действует на вагон? Через какое времяtвагон остановится? Какое расстояниеs вагон пройдет до остановки?

2.10. Тело скользит по наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол α= 45˚. Зависимость пройденного телом путиsот времениtдается уравнениемs = Ct², гдеС= 1,73 м/с². Найти коэффициент тренияkтела о плоскость.

3.1. Камень массой m = 1 кг брошен вертикально вверх с начальной скоростьюυ= 10 м/с. Построить график зависимости от расстоянияh кинетическойЕ_к,потенциальнойE_p и полнойE энергий камня.

3.2. Из орудия массой m₁= 5 т вылетает снаряд массойm₂= 100 кг. Кинетическая энергия снаряда при вылетеE_к2 = 7,5 МДж. Какую кинетическую энергиюE_к1 получает орудие вследствие отдачи?

3.3. Тело массой m₁ = 1 кг, движущееся горизонтально со скоростьюυ₀ = 1м/с, догоняет второе тело массойm₂ = 0,5 кг и абсолютно неупруго соударяется с ним. Какую скоростьuполучат тела, если: а) второе тело стояло неподвижно; б) второе тело двигалось со скоростьюυ₂ = 0,5 м/с в том же направлении, что и первое тело; в) второе тело двигалось со скоростьюυ₂= 0,5 м/с в направлении, противоположном направлению движения первого тела.

3.4. Пуля, летящая горизонтально, попадает в шар, подвешенный на невесомом жестком стержне, и застревает в нем. Масса пули m₁= 5 г, масса шараm₂ = 0,5 кг. Скорость пулиυ₁= 500 м/с. При каком предельном расстоянииl от центра шара до точки подвеса стержня шар от удара пули поднимется до верхней точки окружности?

3.5. Мяч, летящий со скоростью υ₁ = 15 м/с, отбрасывается ударом ракетки в противоположном направлении со скоростьюυ₂= 20 м/с. Найти модуль изменения импульса мяча │∆p│, если известно, что изменение его кинетической энергии∆Е_к= 8,75 Дж.

3.6. Трамвайный вагон массой m = 5 т идет по закруглению радиусомR= 128 м. Найти силу бокового давленияF колес на рельсы при скорости движенияυ = 9 км/ч.

3.7. Снаряд массой m₁=100 кг, летящий горизонтально вдоль железнодорожного пути со скоростьюυ₁= 500 м/с, попадает в вагон с песком, масса которогоm₂= 10 т, и застревает в нем. Какую скоростьu получит вагон, если: а) вагон стоял неподвижно; б) вагон двигался со скоростьюυ₂= 36 км/ч в том же направлении, что и снаряд; в) вагон двигался со скоростьюυ₂= 36 км/ч в направлении, противоположном движению снаряда?

3.8. Шар массой m₁= 3 кг движется со скоростьюυ= 4 м/с и ударяется о неподвижный шар такой же массы. Считая удар центральным и абсолютно неупругим, найти количество теплотыQ, выделившееся при ударе.

3.9. Шар движется со скоростью υ₁= 3 м/с и нагоняет другой шар, движущийся со скоростьюυ₂ = 1 м/с. Каково должно быть соотношение между массамиm₁иm₂шаров, чтобы при абсолютно упругом ударе первый шар остановился?

3.10. Шар массой m₁ = 2 кг движется со скоростьюυ₁= 3 м/с и нагоняет шар массойm₂= 8 кг движущийся со скоростьюυ₂= 1 м/с. Считая удар центральным, найти скоростиu₁иu₂шаров после удара, если удар: а) абсолютно неупругий; б) абсолютно упругий.

4.1. Обруч и диск одинаковой массы m₁ = m₂катятся без скольжения с одной и той же скоростьюυ. Кинетическая энергия обручаE_к1= 40 Дж. Найти кинетическую энергиюE_к2диска.

4.2. Шкив радиусом R= 0,2 м и массойm= 10 кг соединен с мотором при помощи приводного ремня. Сила натяжения ремня, идущего без скольжения,Т= 15 Н. Какую частоту вращенияnбудет иметь шкив через времяt = 10 с после начала движения? Шкив считать однородным диском. Трением пренебречь.

4.3. К ободу колеса радиусом 0,5 м и массой m = 50 кг приложена касательная силаF= 100 Н. Найти угловое ускорениеколеса. Через какое времяtпосле начала действия силы колесо будет иметь частоту вращенияn= 100 об/с? Колесо считать однородным диском. Трением пренебречь.

4.4. Однородный диск радиусом R= 0,2 м и массойm= 5 кг вращается вокруг оси, проходящей через его центр перпендикулярно к его плоскости. Зависимость угловой скоростиωвращения диска от времениtдается уравнениемω = A + Bt, гдеВ= 8 рад/с². Найти касательную силуF, приложенную к ободу диска. Трением пренебречь.

4.5. На барабан радиусом R = 0,5 м намотан шнур, к концу которого привязан груз массойm= 10 кг. Найти момент инерцииJ барабана, если известно, что груз опускается с ускорениемa= 2 м/с².

4.6. Маховое колесо, момент инерции которого J = 245 кг∙м², вращается с частотойn= 20 об/с. Через времяt= 1 мин после того, как на колесо перестал действовать момент силМ, оно остановилось. Найти момент сил тренияМ_три число оборотовN,которое сделало колесо до полной остановки после прекращения действия сил. Колесо считать однородным диском.

4.7. Однородный стержень длиной l = 1 м и массойm= 0.5 кг вращается в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси, проходящей через середину стержня. С каким угловым ускорениемвращается стержень, если на него действует моментM= 100 мН∙м?

4.8. Кинетическая энергия вала, вращающегося с частотой n= 5 об/с,E_к=60 Дж. Найти момент импульсаLвала.

4.9. Маховик, момент инерции которого J = 63,6 кг∙м², вращается с угловой скоростью ω = 31,4 рад/с. Найти момент сил торможенияM, под действием которого маховик останавливается через времяt= 20 с. Маховик считать однородным диском.

4.10. На барабан радиусом R= 20 см, момент инерции которогоJ= 0,1 кг∙м², намотан шнур, к концу которого привязан груз массойm= 0,5 кг. До начала вращения барабана высота груза над поломh₀= 1 м. Через какое времяtгруз опустится до пола? Найти кинетическую энергиюЕ_кгруза в момент удара о пол и силу натяжения нитиT. Трением пренебречь.

5.1. Вентилятор вращается с частотой n = 900 об/мин. После выключения вентилятор, вращаясь равнозамедленно, сделал до остановкиN = 75 об. Работа сил торможенияA = 44,4 Дж. Найти момент инерцииJ вентилятора и момент сил торможенияM.

5.2. Мальчик катит обруч по горизонтальной дороге со скоростью υ= 7,2 км/ч. На какое расстояниеsможет вкатиться обруч на горку за счет его кинетической энергии? Уклон горки равен 10 м на каждые 100 м пути.

5.3. Маховое колесо начинает вращаться с угловым ускорением = 0,5 рад/с²и через времяt₁ = 15 с после начала движения приобретает момент импульсаL = 73,5 кг∙м²/с. Найти кинетическую энергиюE_кколеса через времяt₂= 20 с после начала движения.

5.4. Шар диаметром D= 6 см и массойm = 0,25 кг катится без скольжения по горизонтальной плоскости с частотой вращенияn= 4 об/с. Найти кинетическую энергиюЕ_кшара.

5.5. Человек массой m₀= 60 кг находится на неподвижной платформе массойm= 100 кг. С какой частотойnбудет вращаться платформа, если человек будет двигаться по окружности радиусомr= 5 м вокруг оси вращения? Скорость движения человека относительно платформыυ₀= = 4 км/ч. Радиус платформыR= 10 м. Считать платформу однородным диском, а человека – точечной массой.

5.6. Колесо, вращаясь равнозамедленно, уменьшило за время t = 1 мин частоту вращения отn₁= 300 об/мин доn₂ = 180 об/мин. Момент инерции колесаJ= 2 кг∙м². Найти угловое ускорениеколеса, момент сил торможенияM,работуАсил торможения и число оборотовN, сделанных колесом за времяt = 1 мин.

5.7. К ободу диска массой m = 5 кг приложена касательная силаF= 20 Н. Какую кинетическую энергиюЕ_к будет иметь диск через времяt= 5 с после начала действия силы?

5.8. Маховое колесо, момент инерции которого J= 245 кг∙м², вращается с частотойn= 20 об/с. После того как на колесо перестал действовать вращающий момент, оно остановилось, сделавN= 1000 об. Найти момент сил тренияМ_три времяt, прошедшее от момента прекращения действия вращающего момента до остановки колеса.

5.9. Горизонтальная платформа массой m= 80 кг и радиусомR= 1 м вращается с частотойn₁ = 20 об/мин. В центре платформы стоит человек и держит в расставленных руках гири. С какой частотойn₂будет вращаться платформа, если человек, опустив руки, уменьшит свой момент инерции отJ₁= 2,94 доJ₂ = 0,98 кг∙м²? Считать платформу однородным диском.

5.10. Карандаш длиной l = 15 см, поставленный вертикально, падает на стол. Какую угловую скоростьωи линейную скоростьυбудут иметь в конце падения середина и верхний конец карандаша?