Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Коломенский институт филиал МГМУ

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Задачник по физике

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

17.03.2016

Размер:

2.49 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2220 21 22 > Следующая >>>

t0 – ?				нахождения				искомой
		(1)		величины t0 :
		(1)	S = cTc ,


			S =υT ,
		(2)	S =υT ,
		(3)	T =	t0		2	.
				1 −	υ	2
				1 −	υ
					c2
Система трех уравнений (1) – (3) замкнута, так как
содержит три неизвестные величины: S,					T , t0 .
9*. Ответ:		t0 ≈1,7 108c = 1,94 года.
		***************
		Задача139
Идеальный двухатомный газ (количество степеней свободы i = 5) в количестве
ν = 3 моль,		занимающий объем V1 = 10		л и	находящийся			под давлением
p1 = 1 МПа,		подвергли изохорному нагреванию до температуры T2 = 500 К.
Затем газ подвергли изотермическому расширению до начального давления, а
после этого в результате изобарного сжатия газ был возвращен в первоначальное
состояние. Определить термический коэффициент полезного действия η .
1*. Дано:		pp.	.2	Решение.
i = 5,		pp.	.2				2*.
ν = 3 моль,		2					2*.
V = 10 л = 10−2м3 ,
1
p = 1 МПа = 106 Па,
1
T2 = 500 К.
η – ?		p1 .	.1					3.
		p1 .	.1					3.
		0 .	V					V3	V
			1
4*.	Составим полную систему уравнений для нахождения
искомой зависимости η :

- 191 -

			Q12 + Q23 − Q31 = 1 −															Q31
(1)		η =																Q31	,
(1)		η =																	,
				Q12 + Q23														Q12 + Q23
					i								p V
	(2)	Q	=ν			R T				−				1	1		,
	(2)	Q	=ν			R T				−							,
		12			2				2					νR
					2									νR
(3)		Q23 = A23,
									V
									V
(4)		A23	=νRT2 ln							3	,
(4)		A23	=νRT2 ln								,
									V2
		V =		νRT2
(5)				νRT2			,
(5)							,
		3		p1
				p1
					i	+ 2									p V
(6)		Q	=ν					R T						−		1 1		,
(6)		Q	=ν			2		R T						−	νR			,
		31				2						2			νR
(7)		V =V .
		3	1

Система семи уравнений (1) – (7) является замкнутой, так как содержит семь неизвестных величин:

η, Q12 ,Q23 ,Q31, A23 ,V3 ,V2 .

9*. Ответ:	η ≈ 1,3 10−1 = 0,13.
	***************

Задача140

Идеальный газ, рабочее тело теплового двигателя, совершает замкнутый цикл, состоящий из последовательности процессов: изобарного, адиабатного и изотермического. Известно, что в результате изобарного процесса газ нагревается

от Т1 = 300 К до Т2 = 700		К. Определить термический коэффициент
полезного действия η .
1*. Дано:		Решение.
Т1 = 300 К,
Т2 = 500 К.

η – ?

4*. Составим полную систему уравнений для нахождения искомой величины η :

- 192 -

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

η =		Q12 − Q31			= 1	− Q31	,
		Q				Q
		12				12
Q		=ν	i + 2	R(T		−T ),
Q		=ν		R(T		−T ),
12		2			2	1
		2
Q		=νRT lnV3 ,
31		1			V1
					V1
V2	= T2 ,
V		T
1		1

T2V2γ −1 = T1V3γ −1 ,

γ = i +i 2 .

Система шести уравнений (1) – (6) является замкнутой, так
как	содержит		шесть	неизвестных			величин:
η, (νQ31 νQ12 ), (V3 V1 ), (V2 V1 ), γ , i .
9*. Ответ:			η ≈ 3,1 10−1 = 0,31..
			***************
			Задача141
Диск радиусом R = 0,1 м вращается так,				что зависимость линейной скорости
точек, лежащих на ободе			диска, от времени		имеет	вид υ = 3t + t 2 (м/c).
Определитьr		угол α , который образует вектор полного ускорения с радиус-
вектором	r ,	направленным из центра диска			O в точку наблюдения через
T = 0,2	с после начала движения.
1*. Дано:					Решение.		2*.
R = 0,1 м,				α	r(T)	(π−α)	2*.
υ = 3t + t 2 (м/c),				α	aτ .
υ = 3t + t 2 (м/c),
T = 0,2	с.			v
T = 0,2	с.					r(t)0
α – ?					a	r(t)0
					a	an
						an
						.O
						.O
						R
					ω
			Z
4*. Составим полную систему уравнений для нахождения
искомой величины α :

- 193 -

(1)	υ(t) = 3t + t2 ,
		dυ
(2)	a =	dυ	,
(2)	a =		,
	τ	dt
		υ2
	an =	υ2	,
(3)	an =	R	,
		R		a
	tg(π −α)=			a
(4)	tg(π −α)=			τ ,
	t = T.			an
(5)	t = T.

Система пяти уравнений (1) – (5) замкнута, так как содержит пять неизвестных величин: υ, aτ , an , α, t .

9*. Ответ:

α ≈ 0,8π рад ≈ 2,5 рад.

***************

Задача142

При

нагревании

двухатомного

идеального газа (количество степеней

свободы

i =

5) в

количестве ν = 3

моль

его

термодинамическая

температура

увеличилась

θ = 2

раза. Определить изменение энтропии

S , если

нагревание происходило изобарно.

1*. Дано:

Решение.

i = 5,

2*.--------

4*.

полную

ν = 3 моль,

Составим

θ = 2.

систему

уравнений

для

нахождения

искомой

величины

S – ? R = 8,31 Дж (моль К).

S :

(1)

S = C ν ln T2

+ Rν lnV2

CV = iR 2,

(2)

(3)

θ = T

T ,

T2 = V2 .

(4)

Система четырех уравнений (1) – (4) является замкнутой,

так как	содержит четыре неизвестные величины:
S, CV , (T2 T1 ), (V2 V1 ).
9*. Ответ:	S ≈ 6,0 101 Дж К = 60 Дж К.

***************

- 194 -

Задача143

С балкона дома бросили маленький красный мяч в горизонтальном направлении со скоростью υ1 = 10 м/с. В этот же момент с земли из точки, отстоящей на расстоянии S =15 м от стены дома, бросили синий мяч под углом α = 60° к горизонту со скоростью υ2 =12 м/с навстречу красному мячу. С какой высоты

h над поверхностью земли бросили красный мяч, если мячи столкнулись в воздухе? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1*. Дано:

υ1 = 10 м/с,

S=15 м,

α= 60°,

υ2 =12 м/с.

h–?

Y.		Решение.
Y.	v1	g	2*.
A
h
YC .		.C	v2	v0y2
		.XC	v2

O			α	B	X
.			v0x2 .
		S

4*. Составим полную систему уравнений для нахождения искомой величины h:

(1)

(2)

(3)

(4)

Y	= h −		gT 2
Y	= h −			C ,
C				2
				2
Y	=υ T			gT 2	,
Y	=υ T			sinα − C	,
C	2	C

XC =υ1TC ,

XC = S −υ2TC cosα.

Система четырех уравнений (1) – (4) является замкнутой, так как содержит четыре неизвестные величины: YC , TC , XC , h .

9*. Ответ:	h ≈ 9,7 м..
	***************
	Задача144	ν = 3 моль
Идеальный газ (число	степеней свободы i = 6) в количестве	ν = 3 моль
сначала изобарно нагрели, так что объем газа увеличился в θ =		2 раза, затем

изохорно охладили, в результате чего давление его уменьшилось в β = 3 раза.

- 195 -

Определить изменение энтропии			S в ходе указанных процессов.
1*. Дано:			.	Решение.
i = 6,	pp.		.		.2	2*.
i = 6,	pp.		1		.2	2*.
ν = 3 моль,	1
ν = 3 моль,
θ = 2,
β = 3.
S – ?
	p3 .				.3
	0	.					V
	0		V1	V2
			V1	V2

4*. Составим полную систему уравнений для нахождения искомой величины S :

(1)(2)

(3)(4)

(5)

(6)(7)

(8)

S = S12 − S23 ,

S12 = CVν ln(T2 T1 )+ Rν ln(V2 V1 ), V2 V1 =θ,

V2 V1 = T2 T1 ,

S23 = CVν lnT3 T1 ,

p3 p1 = T3 T1 , p3 p1 = β, CV = Ri 2.

Система восьми уравнений (1) – (8) замкнута, так как

содержит	восемь	неизвестных			величин:
S, S12 ,	S23 , CV , (T2 T1 ), (V2 V1 ), (p3 p1 ), (T3 T1 ) .
9*. Ответ:	S ≈ −1,3 101 Дж К = −13 Дж К.
	***************
	Задача145
Поперечная	волна распространяется вдоль упруго шнура со скоростью
υ = 10 м/c.	Амплитуда колебаний точек		шнура	A = 20 cм,	а период
колебаний T =1c . Определить		смещение	точки	s1, расположенной на

расстоянии x1 = 10 м от источника колебаний в момент времени t1 = 3 c .

- 196 -

1*. Дано:						Решение.
υ = 10 м/c,				Y						2*.
A = 20 cм= 0,2м,				As ..			λ			.C .
A = 20 cм= 0,2м,		амплитуда
T =1c ,		A-волны
x1 = 10 м,				1
x1 = 10 м,						.			.
t1 = 3 c .		.		O		.			.	X.1	.X
s1 – ?						B			B
4*. Составим полную систему уравнений для нахождения
искомой величины s1:				ω = 2π T ,
		(1)		ω = 2π T ,
		(2)		s = Acosω(t − x					υ).
				1			1	1
Система двух уравнений (1) – (2) замкнута, так как содержит
две неизвестные величины: s1, ω .
9*. Ответ:		s1 = 0,2cos(4π )= 0,2 м.
		***************
			Задача146
Поперечная	волна	распространяется				вдоль	упруго		шнура	со	скоростью
υ = 10 м/c.	Амплитуда колебаний				точек		шнура		A = 20 cм,		а период
						&		dt точки s1, расположенной
колебаний T =1c . Определить скорость s1 = ds1								dt точки s1, расположенной
на расстоянии x1 = 2,5 м от источника колебаний в момент времени t1 = 3 c .
1*. Дано:		2*.--------				Решение.
υ = 10 м/c,		2*.--------
υ = 10 м/c,		4*. Составим полную систему уравнений
A = 20 cм= 0,2м,		4*. Составим полную систему уравнений
T =1c ,		для	нахождения					искомой		величины
x1 = 2,5 м,		s&1 = ds1		dt :
t1 = 3 c .
&
s1 = ds1 dt – ?		(1)		ω = 2π T ,
				s = Acosω(t − x υ),
		(2)		s = Acosω(t − x υ),
				&
		(3)		s1 = ds dt ,
		(4)		t = t		,
				1
				x = x1.
		(5)		x = x1.
				- 197 -

Система	пяти уравнений			(1) –	(5)	замкнута,					так как
					&	,t, x .
содержит пять неизвестных величин: ω, s, s1						,t, x .
9*. Ответ:		&
9*. Ответ:		s1 ≈1,3 м/c.
		***************
		Задача147
Во сколько раз θ необходимо увеличить объем идеального газа в количестве
ν = 3 моль при изотермическом расширении,					чтобы произошло приращение
энтропии на величину		S =100 Дж/К?
1*. Дано:					Решение.
ν = 3 моль,				2*.--------
ν = 3 моль,				4*. Составим полную
S =100 Дж/К.				4*. Составим полную
θ – ?				систему		уравнений					для
θ – ?	(моль К).			нахождения						искомой
R = 8,31 Дж	(моль К).			величины θ :
		(1)	S = Rν ln(V2 V1 ),
			V2	V1 =θ.
		(2)	V2	V1 =θ.
Система двух уравнений (1) – (2) замкнута, так как содержит
две неизвестные величины:			(V2	V1 ), θ .
9*. Ответ:		θ ≈ 5,5 101 = 55.
		***************
		Задача148
Однородная тонкая балка АВ массой m1 =100 кг опирается одним концом A
на гладкий горизонтальный пол, образуя угол α = 20o						с ним,				а другим концом B
– на гладкую плоскость, наклоненную под углом β = 30°										к горизонту. Конец
балки B поддерживается веревкой с грузом m2 , перекинутой через блок.
Определить массу груза m2 . Трением в блоке пренебречь.
1*. Дано:			Y	Решение.						2*.
m1 = 100 кг,			Y							2*.
m1 = 100 кг,			T.
α = 20o,				T B	N2
β = 30°.				T B	длинаба				N1
		m2g .O			.	л
							к
m2 – ?								иL		A X
m2 – ?					β		α			A X
					m1g
			- 198 -

4*. Составим полную систему уравнений для нахождения

искомой зависимости S :

(1)

T′ = m2 g,

T′ = T ,

(2)

N2 sin β −T cos β = 0,

(3)

(4)

− m g + N

+ N

cos β

+ T sin β

= 0,

B : L(N1 cosα − (m1g 2)cosα)= 0.

(5)

Система пяти уравнений (1) – (5) замкнута, так как

содержит пять неизвестных величин: T, T′, N2, N1, m2 .

9*. Ответ:

m2 ≈ 2,5 101 кг = 25 кг, отα не зависит.

***************

Задача149

Однородная тонкая балка АВ массой m1 =100 кг опирается одним концом A

на гладкий горизонтальный пол,

образуя угол α = 20o

с ним, а другим концом B

– на гладкую плоскость, наклоненную под углом

β = 30°

к горизонту. Конец

балки B поддерживается веревкой с грузом m2 , перекинутой через блок.

Определить силу нормальной реакции пола N1 . Трением в блоке пренебречь.

1*. Дано:

Решение.

2*.

m1 = 100 кг,

α = 20o,

β = 30°.

длинаба

N1 – ?

m2g

иL

A X

m1g

4*.

Составим полную систему уравнений для нахождения

искомой величины N1 :

(1)	B : M1 − M2 = 0,
	M1 = LN1 cosαL,
(2)	M1 = LN1 cosαL,
	M2 = L(m1g 2)cosα.
(3)	M2 = L(m1g 2)cosα.

- 199 -

Система трех уравнений (1) – (3) не замкнута, так как содержит четыре неизвестные величины: M1, M2, N1, L. Однако

уравнения (1) – (3) линейно зависимы относительно величин

M1, M2, L.

9*. Ответ:

N1 ≈ 4,9 102 H = 490 H, отα иβ не зависит.

***************

Задача150

Поперечная

волна

распространяется

вдоль

упруго шнура

со

скоростью

= 10 м/c.

Амплитуда колебаний

точек

шнура

A = 20 cм,

а период

колебаний

T =1c .

Определить

ускорение

= d

точки s1,

расположенной

на расстоянии

x1 = 5 м от

источника

колебаний в момент

времени t1 = 3 c .

1*. Дано:

Решение.

υ = 10 м/c,

2*.--------

4*. Составим полную

A = 20 cм= 0,2м,

T =1c ,

систему

уравнений

для

x1 = 5 м,

нахождения

искомой

= 3 c .

величины

&& =

= d

–?

(1)

ω = 2π T ,

s = Acosω(t − x υ),

(2)

s dt

(3)

(4)

t = t

(5)

x = x .

Система пяти уравнений (1) – (5) замкнута, так как

			&&	,t, x .
содержит пять неизвестных величин: ω, s, s1				,t, x .
9*. Ответ:	&&	2	.
9*. Ответ:	s1	≈ 2,5 м/c	.
	***************
	Задача151				A = 1 мм
Звуковые колебания	с частотой	ν = 450 Гц и		амплитудой	A = 1 мм
распространяются в	упругой среде. Длина волны			составляет	λ = 80 cм.

Определить максимальную скорость s&max частиц среды.

- 200 -

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2220 21 22 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
24.09.2019234.97 Кб4естествознание экзамен.docx
#
06.11.201859.39 Кб1жаргон.doc
#
19.09.20193.05 Mб1Задание 1 часть_В1-В34.docx
#
17.03.201650.22 Кб11Задание1.docx
#
17.03.2016172.54 Кб37Задачи_БФО.doc
#
17.03.20162.49 Mб89Задачник по физике.pdf
#
27.11.201983.37 Кб7Западноевропейское общество и государство X-XI...docx
#
12.11.2019149.5 Кб2Зачетное задание по НИРс2.doc
#
06.05.201973.22 Кб3зернов.doc
#
17.07.20191.46 Mб2ИВТ_РГР3.doc
#
15.11.2019116.74 Кб3ИГПЗС (Огнев).doc