- •Б2.Б.2 физика
- •Направление подготовки 110800 Агроинженерия
- •Введение
- •1. Методические рекомендации по решению задач
- •2. Общие требования к оформлению ргр
- •1. Ргр выполняется на листах бумаги формата а4 в соответствии с требованиями сто 0493582-003-2006 /1/.
- •3. Общие требования к оформлению контрольных работ
- •4. 1. Распределение расчетно-графических работ (ргр)
- •4. 2. Распределение задач контрольных работ
- •5. Физические основы механики. Механические колебания и волны. Примеры решения задач
- •6. Молекулярная физика и термодинамика Примеры решения задач
- •7. Электричество и магнетизм. Электромагнитные колебания и волны. Примеры решения задач
- •8. Оптика. Атомная и ядерная физика. Примеры решения задач
- •Библиографический список
4. 1. Распределение расчетно-графических работ (ргр)
Для выполнения расчетно-графических работ (РГР) №1, 2, 3 используется задачник /2/:
Номера задач выбираются студентом по таблицам вариантов заданий в зависимости от двух последних цифр учебного шифра студента (Таблицы 1.1, 2.1, 3):
Задачи РГР №1-Физические основы механики. Механические колебания и волны. Таблица 1.1 (стр. 14-15).
Задачи РГР №2-Молекулярная физика и термодинамика. Электричество и магнетизм. Таблица 2.1 (стр. 30-32).
Задачи РГР №3-Электромагнитные колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. Таблица 3 (стр. 41-42).
4. 2. Распределение задач контрольных работ
Для выполнения контрольных работ №1, 2, 3 используется задачник /2/:
Номера задач выбираются студентом по таблицам вариантов заданий в зависимости от двух последних цифр учебного шифра студента (Таблицы 1.2, 2.2, 3):
Задачи контрольной работы №1 - Физические основы механики. Механические колебания и волны. Таблица 1.2 (стр. 19-21).
Задачи контрольная работа №2 - Молекулярная физика и термодинамика. Электричество и магнетизм. Таблица 2.2 (стр. 33-34).
Задачи контрольной работы №3 - Электромагнитные колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. Таблица 3 (стр. 41-42).
5. Физические основы механики. Механические колебания и волны. Примеры решения задач
Задача №1
Тело брошено горизонтально со скоростью . Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите: 1) уравнение траектории тела; 2) радиус кривизны траектории тела черезпосле начала движения.
Дано: Решение:
1) Кинематические уравнения движения вдоль
осей x, y (см. рисунок 1):
, ,
_______________________ откуда выражая :, получим
2) Уравнения движения для проекций скорости на оси координат x, y:
, .
Модуль скорости:
.
Рисунок 1
Из рисунка 1:
, ,
, ,
, .
Ответ:
Задача №2.
Диск вращается вокруг неподвижной оси так, что зависимость угла поворота радиуса диска от времени задается уравнением (). Определите полное ускорение точки на ободе диска к концу второй секунды после начала движения, если линейная скорость этой точки равна
Дано: Решение:
Определим круговую (циклическую) частоту
и угловое ускорение:
,
Далее учтем,
_____________________ ,
где - скорость точки на ободе колеса
радиуса в момент времени. Откуда выразим:
.
Далее учитывая, что нормальное и тангенциальное ускорения точки на ободе колеса в момент времени равны:
,
.
Полное ускорение точки на ободе колеса в момент времени :
.
Ответ: .
Задача №3
В установке (см. рисунок 2) известна масса однородного сплошного цилиндра , его радиуси массы тел,. Скольжения нити и трения в оси цилиндра нет. Найти угловое ускорение цилиндра, вращающий момент действующий на цилиндр и натяжения нити.
Рисунок 2
Дано: Решение:
m, Для определенности положим, чтои
, тело массойподнимается вверх с ускорением
____________________ , а тело с массойопускается вниз с тем же ускорением (см. рисунок 3). Направим
ось вверх, тогда второй закон Ньютона впроекциях на осьдля тел массами
, запишется в виде (см. рисунок 3.):
, (1)
, (2)
где ,- натяжения нити.
Запишем основной закон динамики вращательного движения:
, (4)
Вращающий момент действующий на цилиндр равен:
, (5)
таким образом, будем считать его положительным, если вращение цилиндра происходит по часовой стрелке.
Момент инерции сплошного цилиндра относительно оси вращения:
(6)
Рисунок 3
Далее умножим уравнения (1) и (2) на , и вычтем из второго уравнения первое:
. (7)
Так как , а так же учитывая выражение (5), тогда (7) перепишется в виде:
. (8)
С учетом выражений (4) и (6), уравнение (8) можно переписать виде:
,
откуда получим
. (9)
С другой стороны, с учетом тех же выражений (4) и (6), (8) можно переписать виде:
,
.
Из (1) выразим , при этом учитывая, чтои выражение (9):
.
Аналогично из (2):
.
Задача №4
Пуля массой 15 г, летящая горизонтально со скоростью 200 м/с, попадает в баллистический маятник длинной 1 м и массой 1,5 кг и застревает в нем. Определите высоту на которую поднимется маятник и угол отклонения маятника.
Дано: Решение:
=15 г= 0,015 кг Согласно закону сохранения импульса:
=200 м/с ,
=1 м где -скорость маятника с застрявшей пулей,
=1,5 кг после попадания пули в маягник:
____________________ (1)
Согласно закону сохранения механической
энергии:
, (2)
где
- кинетическая энергия маятника с пулей в точке 1 (см. рисунок 4),
- потенциальная энергия маятника на максимальной высоте на которую поднимается маятник, в точке 2.
Из (1) и (2), находим:
.
Рисунок 4
Из рисунка 4
,
.
Задача №5
Точка совершает гармонические колебания с амплитудой 10 см и периодом 5 с. Определите для точки: 1) максимальную скорость; 2) максимальное ускорение.
Дано: Решение:
=10 см=0,1 м Запишем выражение для гармонических
=5 с колебаний в общем виде:
_____________________ ,
где
.
Скорость точки с течением времени изменяется по закону:
,
откуда
.
Ускорение материальной точки:
,
.
Таблица 1. 1. Варианты заданий РГР №1
(в первой строке указаны последняя цифра, а в первом столбце
предпоследняя цифра зачетной книжки)
Пред-послед-няя цифра |
Последняя цифра шифра
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 | |||||||||||
1
|
1.1 2.1 2.101 3.1 4.1 12.1 13.1
|
1.2 2.2 2.102 3.2 4.2 12.2 13.2
|
1.3 2.3 2.103 3.3 4.3 12.3 13.3
|
1.4 2.4 2.104 3.4 4.4 12.4 13.4
|
1.5 2.5 2.105 3.5 4.5 12.5 13.5
|
1.6 2.6 2.106 3.6 4.6 12.6 13.6
|
1.7 2.7 2.107 3.7 4.7 12.7 13.7
|
1.8 2.8 2.108 3.8 4.8 12.8 13.8
|
1.9 2.9 2.109 3.9 4.9 12.9 13.9
|
1.10 2.10 2.110 3.10 4.10 12.10 13.60
| ||
2 |
1.11 2.11 2.111 3.11 4.11 12.11 13.11
|
1.12 2.12 2.112 3.12 4.12 12.12 13.12
|
1.13 2.13 2.113 3.13 4.13 12.13 13.13
|
1.14 2.14 2.114 3.14 4.14 12.14 13.14
|
1.15 2.15 2.115 3.15 4.15 12.15 13.15
|
1.16 2.16 2.116 3.16 4.16 12.16 13.16
|
1.17 2.17 2.117 3.17 4.17 12.17 13.17
|
1.18 2.18 2.118 3.18 4.18 12.18 13.18
|
1.19 2.19 2.119 3.19 4.19 12.19 13.19
|
1.20 2.20 2.120 3.20 4.20 12.20 5.70
|
Продолжение таблицы №1.1
3 |
1.21 2.21 2.121 3.21 4.21 12.21 13.21
|
1.22 2.22 2.122 3.22 4.22 12.22 13.22
|
1.23 2.23 2.123 3.23 4.23 12.23 13.23
|
1.24 2.24 2.124 3.24 4.24 12.24 13.24
|
1.25 2.25 2.125 3.25 4.25 12.25 13.25
|
1.26 2.26 2.126 3.26 4.26 12.26 13.26
|
1.27 2.27 2.127 3.27 4.27 12.27 13.27
|
1.28 2.28 2.128 3.28 4.28 12.28 13.28
|
1.29 2.29 2.129 3.29 4.29 12.29 13.29
|
1.30 2.30 2.130 3.30 4.30 12.30 13.30
| ||
4 |
1.31 2.31 2.131 3.31 4.30 12.31 13.31
|
1.32 2.32 2.132 3.32 4.1 12.32 13.32
|
1.33 2.33 2.133 3.33 4.2 12.33 13.33
|
1.34 2.34 2.134 3.34 4.3 12.34 13.34
|
1.35 2.35 2.135 3.35 4.4 12.35 13.35
|
1.36 2.36 2.136 3.36 4.5 12.36 13.36
|
1.37 2.37 2.137 3.37 4.6 12.37 13.37
|
1.38 2.38 2.138 3.38 4.7 12.38 13.38
|
1.39 2.39 2.139 3.39 4.8 12.39 13.39
|
1.40 2.40 2.140 3.40 4.9 12.40 12.39
| ||
5 |
1.41 2.41 2.141 3.41 4.10 12.41 13.1 |
1.42 2.42 2.142 3.42 4.11 12.42 13.2 |
1.43 2.43 2.143 3.43 4.12 12.43 13.3 |
1.44 2.44 2.144 3.44 4.13 12.44 13.4 |
1.45 2.45 2.145 3.45 4.14 12.45 13.5 |
1.46 2.46 2.146 3.46 4.15 12.46 13.6 |
1.47 2.47 2.147 3.47 4.16 12.47 13.7 |
1.48 2.48 2.148 3.48 4.17 12.48 13.8 |
1.49 2.49 2.149 3.49 4.18 12.49 13.9 |
1.50 2.50 2.150 3.50 4.19 12.50 13.10 | ||
6 |
1.1 2.51 2.151 3.51 4.20 12.51 13.11 |
1.2 2.52 2.152 3.52 4.21 12.53 13.12 |
1.3 2.53 2.154 3.50 4.22 12.54 13.13 |
1.4 2.54 2.153 3.49 4.23 12.55 13.14 |
1.5 2.55 2.154 3.48 4.24 12.56 13.15 |
1.6 2.56 1.155 3.47 4.25 12.57 13.16 |
1.7 2.57 2.150 3.46 4.26 12.58 13.17 |
1.8 2.58 2.149 3.45 4.27 12.59 13.18 |
1.9 2.59 2.148 3.44 4.28 12.60 13.19 |
1.10 2.60 2.147 3.43 4.29 12.61 13.20 | ||
7
|
1.11 2.61 2.146 3.42 4.29 12.62 13.21 |
1.12 2.62 2.145 3.41 4.30 12.63 13.22 |
1.13 2.63 2.144 3.40 4.1 12.64 13.23 |
1.14 2.64 2.143 3.39 4.2 12.65 13.24 |
1.15 2.65 2.142 3.38 4.3 12.66 13.25 |
1.16 2.66 2.141 3.37 4.4 12.67 13.26 |
1.17 2.67 2.140 3.36 4.5 12.68 13.27 |
1.18 2.68 2.139 3.35 4.6 12.69 13.28 |
1.19 2.69 2.138 3.34 4.7 12.70 13.29 |
1.20 2.70 2.137 3.33 4.8 12.71 13.30 | ||
8 |
1.21 2.71 2.136 3.32 4.9 12.72 13.31 |
1.22 2.72 2.135 3.31 4.10 12.73 13.32 |
1.23 2.73 2.134 3.30 4.11 12.74 13.33 |
1.24 2.74 2..133 3.29 4.12 12.75 13.34 |
1.25 2.75 2.132 3.28 4.13 12.76 13.35 |
1.26 2.76 2.131 3.27 4.14 12.77 13.36 |
1.27 2.77 2.130 3.26 4.15 12.78 13.37 |
1.28 2.78 2.129 3.25 4.16 12.79 13.38 |
1.29 2.79 2.128 3.24 4.17 12.80 13.39 |
1.30 2.80 2.127 3.23 4.18 12.81 13.1 | ||
9 |
1.31 2.81 2.126 3.22 4.19 12.82 13.2 |
1.32 2.82 2.125 3.21 4.20 12.1 13.3 |
1.33 2.83 2.124 3.20 4.21 12.2 13.4 |
1.34 2.84 2.123 3.19 4.22 12.3 13.5
|
1.35 2.85 2.122 3.18 4.23 12.4 13.6 |
1.36 2.86 2.121 3.17 4.24 12.5 13.7 |
1.37 2.87 2.120 3.16 4.25 12.6 13.8 |
1.38 2.88 2.119 3.15 4.26 12.7 13.9 |
1.39 2.89 2.118 3.14 4.27 12.8 13.10 |
1.40 2.90 2.117 3.13 4.28 12.9 13.11 | ||
0 |
1.41 2.91 2.116 3.12 4.28 12.10 13.12 |
1.42 2.92 2.115 3.11 4.29 12.11 13.13 |
1.43 2.93 2.114 3.10 4.30 12.12 13.14 |
1.44 2.94 2.113 3.9 4.1 12.13 13.15 |
1.45 2.95 2.112 3.8 4.2 12.14 13.16 |
1.46 2.96 2.111 3.7 4.3 12.15 13.17
|
1.47 2.97 2.110 3.6 4.4 12.16 13.18 |
1.48 2.98 2.109 3.5 4.5 12.17 13.19 |
1.49 2.99 2.108 3.4 4.6 12.18 13.20 |
1.50 2.100 2.107 3.3 4.7 12.19 13.21 |