- •Математика для студентов в задачах и упражнениях по физике
- •1. Системы линейных уравнений
- •1.3.2. Комментарии к методу Жордана – Гаусса
- •1.4. Однородная система линейных уравнений
- •1.5. Применение теории систем линейных уравнений
- •1.5.1. Применение в аналитической геометрии
- •1.5.2. Расчет электрических цепей
- •1.5.3. Расчет потоков транспорта на развилках дорог
- •1.5.4. Описание системы сил, действующих на упругую статическую систему s закрепленную на краях
- •1.5.5. Применение метода наименьших квадратов для обработки результатов измерений
- •1.6. Учебная литература
- •2. Векторная алгебра и её приложения
- •2.1. Понятие вектора. Линейные операции над векторами
- •2.2. Линейная зависимость векторов. Базис системы векторов
- •2.3. Понятие системы координат. Координаты точки
- •2.4. Задачи и упражнения
- •2.7. Физические приложения векторной алгебры
- •2.7.1. Равнодействующая сил. Теорема сложения скоростей
- •2.7.2. Простейшие задачи статики
- •2.7.3. Центр масс системы материальных точек
- •2.7.4. Вычисление работы, моментов инерции и угловых скоростей
- •2.7.5. Уравнение траектории движущейся точки
- •2.8. Учебная литература
- •3. Векторное описание канала связи
- •3.1. Построение ансамбля сигналов размерности 2
- •3.2. Построение многомерных сигналов
- •3.3. Процедура детектирования сигналов
- •4. Векторный анализ
- •4.1. Криволинейные интегралы и их физические приложения
- •4.1.1 Криволинейный интеграл I рода от скалярной функции вдоль кривой
- •4.1.2. Физические приложения криволинейного интеграла I рода
- •4.1.3. Криволинейный интеграл II рода
- •4.1.4. Физические приложения криволинейного интеграла II рода
- •4.2. Поверхностные интегралы и их физические приложения
- •4.2.1. Поверхностный интеграл I рода
- •4.2.2. Физические приложения поверхностного интеграла I рода
- •4.2.3. Поверхностный интеграл II рода
- •4.2.4. Физические приложения поверхностного интеграла II рода
- •4.3. Некоторые соотношения между характеристиками скалярных и векторных полей
- •4.3.1. Основные характеристики полей
- •4.3.2. Специальные виды векторных полей – потенциальное и соленоидальное
- •4.3.3. Некоторые физические задачи из теории поля
- •4.4. Учебная литература
- •Ответы и указания Глава 1
- •Глава 2
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Содержание
- •1. Системы линейных уравнений 5
- •2. Векторная алгебра и её приложения 30
- •3. Векторное описание канала связи 75
- •4. Векторный анализ 91
- •Математика для студентов в задачах и упражнениях по физике
- •150000 Ярославль, ул. Советская, 14.
1.5.3. Расчет потоков транспорта на развилках дорог
Задача 3. На рис. 5 изображена схема движения транспорта в районе некоторой площади.
Рис. 5
Потоки машин на улицах M, N, P указаны в следующей таблице:
Направление движения |
M |
N |
P |
Найти потоки машин в узлах развязки. |
На улицу |
25 |
100 |
150 |
|
С улицы |
50 |
75 |
150 |
Решение. Обозначим число машин на участке символом x, на участке – символом y, на участке – символом z, на участке – символом q, на участке – символом r, на участке – символом t. Тогда, применяя первый закон Кирхгофа к узлам развязки, получим систему:
Решая систему уравнений, найдём – любое натуральное, удовлетворяющее условию
Следующую задачу предлагаем решить самостоятельно.
Задача 4. Найти число автомашин, движущихся по указанным участкам дорог.
Рис. 6
Ответ: где x и z натуральные, удовлетворяющие системе неравенств: .
Упражнения
5. В схеме рис. 7. – элемент с э.д.с., равной 2,1 в, =1,9 в, Ом, Ом, Ом. Найти силу тока во всех участках цепи. Внутренним сопротивлением элементов пренебречь.
|
|
Рис. 7 |
Рис. 8 |
6. В цепи рис. 8 и – два элемента с равными э.д.с. в 2 в. Внутренние сопротивление этих элементов равны соответственно , . Чему равно внешнее сопротивление если сила тока , текущего через , равна ? Найти силу тока , идущего через Найти силу тока идущего через сопротивление
7. Решите предыдущую задачу, если
8. В схеме рис. 9 Определить показание амперметра. Внутренним сопротивлением батареи и амперметра пренебречь.
9. В схеме рис. 9 и падение напряжения на сопротивлении равно Найти показание амперметра. Внутренним сопротивлением элементов и амперметра пренебречь.
|
|
Рис. 9 |
Рис. 10 |
10. В схеме рис. 10 Найти силу тока во всех участках цепи. Сопротивлением элементов пренебречь.
11. Для цепи рис. 10 падение напряжения на сопротивлении равное , равно падению напряжения на сопротивлении и вдвое больше падения напряжения на сопротивлении Найти величины и Сопротивлением батарей пренебречь.
12. В цепи рис. 10 и падение напряжения на сопротивлении равно Найти силу тока во всех участках цепи и сопротивление Внутренним сопротивлением элементов пренебречь.
13. Два элемента с э.д.с. и и внутренними сопротивлениями и соединены по схеме, изображенной на рис. 8. Найти ток, текущий через резистор с сопротивлением
14. Сопротивления резисторов и и э.д.с. и источников тока в схеме, изображенной на рис. 10, известны. При какой э.д.с. второго источника ток через резистор не течет?
15. Источник тока с э.д.с. включен в схему, параметры которой даны на рис. 11. Найти э.д.с. источника тока и направление его подключения и выводам и при которых ток через не идет.
|
|
Рис. 11 |
Рис. 12 |
16. Найти токи, протекающие в каждой ветви цепи, изображенной на рис. 12. Э.д.с. источников тока Сопротивления резисторов