Контрольная работа по "Физике"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра физики и прикладной информатики

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине:

«ФИЗИКА»

Выполнил: студент 1 курса заочного отделения РГАЗУ направления 230700 «Прикладная информатика»

ФИО

Шифр: 3742

Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

Скопин, 2015г

Задача 2

Угловая скорость вращающегося тела изменяется по закону ω=At+Bt2 , где А=1,2 рад/с2, В=2 рад/с3. На какой угол повернулось тело за время t1=1c, t2=4c.

Дано ω = 1,2t + 2t2 t1 = 1 с t2 = 4 с	Решение: Угловая скорость равна Угол поворота находим интегрированием:
φ ― ?

 

Ответ: φ = 51 рад.

 

 

Задача 22

Лебедка экскаватора за t=10с поднимает ковш с землей массой m=2т на высоту 15 м. найти мощность двигателя, приводящего в движение лебедку, если его КПД η=80%

Дано t=10с  m=2т=2000кг h=15v η=80%	Решение: КПД двигателя экскаватора:   где А – полезная работа, Азатр – затраченная работа   Отсюда   Полезная работа равна работе по подъему тела на высоту h.   Поэтому:   Проверим правильность расчетной формулы анализом единиц измерения:   Расчетная формула верна, так как единицы измерения левой и правой частей одинаковы. Произведем вычисления:
N― ?

 

Ответ: 36,75КВт

 

Задача 42

Определить количество теплоты, необходимой для нагревания m=100г водяного пара на ΔТ=10К при постоянном давлении.

 

Дано m=100г=0,1кг ΔТ=10К p - const

Решение: Так как p – const, то процесс изобарный. При изобарном нагревании:   Где Ср – удельная теплоемкость пара при постоянном давлении Как известно,   Где i – число степеней свободы, газа (i=6, так как молекула водного пара трехатомная) R – универсальная газовая постоянная (R=8.31 Дж/(К*моль)) М – молярная масса газа (М=10*10-3кг/моль) Таким образом, получаем:   Проверим правильность расчетной формулы анализом единиц измерения:   Расчетная формула верна, так как единицы измерения левой и правой частей одинаковы. Произведем вычисления:

Q ― ?

 

Ответ: 3,324 КДж

 

Задача 62

Два заряда q1=1нКл и q2=-1.5нКл находится на расстоянии d=10 см друг от друга. Найти напряженность Е и потенциал φ поля, созданного этими зарядами, в точке поля, расположенной на продолжении линии, соединяющей заряды, на расстоянии r=5 см от первого заряда.

Дано q1=1нКл q2=-1.5нКл d=10 см r=5 см	Решение:
φ ― ? Е-?

 

По принципу суперпозиции полей, каждый заряд создает собственное электрическое поле независимо от других зарядов. Поэтому напряженность результирующего электрического поля равна геометрической сумме напряженностей полей.

Так как и сонаправлены, то Е=Е1+Е2,

Напряженность электрических полей, создаваемых в вакууме равны:

, где 

 
r1 и r2 – расстояние от зарядов  до точки А соответственно. (r2=d- r1=10-5=5= r1)

Итак  
потенциал электрического поля в точке А определяется алгебраической суммой потенциалов полей, созданных зарядами  
 
Поскольку потенциалы в точке А полей, созданных в вакууме точечными зарядами соответственно равны:

 

Потенциал результирующего поля в точке А равен

 

Выпишем численные значения величин, выразив их в СИ:

 

Проверим правильность расчетных формул:

 

 

Расчетные формулы верны, т.к. единицы левой и правой частей формул одинаковы.

Подставив числовые значения в расчетные формулы получаем:

 

 

Ответ: ,

 

 

Задача 82.

По двум бесконечно длинным прямолинейным проводникам, находящимся на расстоянии d=20 см друг от друга, текут в одном направлении токи I1=3 A, I2=5A. найти индукцию магнитного поля в точке, расположенной между проводниками на расстоянии r1=8см от первого из них.

Дано d=20 см I1=3 A I2=5A r1=8см	Решение:
В ― ?

 

 

На рисунке провода расположены перпендикулярно к плоскости чертежа. Маленькими кружочками изображены сечения проводов. Условимся, что оба тока текут от нас.

Общая индукция в точке А равна геометрической сумме  индукций 1 и 2 магнитных полей, создаваемых токами I1 и I2.

Так как векторы магнитной индукции 1 и 2 направлены вдоль одной прямой и в одном направлении, то векторное равенство можно заменить скалярным:

В=В1+В2

Индукция магнитного поля прямолинейного проводника с током I в вакууме равна

 

Где – магнитная постоянная, r- расстояние от проводника до точки, в которой определяется индукция.

Поэтому результирующая индукция в точке А:

 

Выпишем численные значения величин в СИ:

 

Проверим правильность расчетной формулы анализом единиц измерения

 

Расчетная формула верна, т.к. единицы левой и правой частей формулы одинаковы.

Подставив числовые значения в расчетные формулы получаем:

 

Ответ:

 

Задача 102

Частота колебаний света не изменяется на границе раздела сред. Определить длину волны света λ в стекле с абсолютным показателем преломления n=1,50, если в воздухе свет распространяется в виде волны с длиной λв = 0,56 мкм.

Дано n=1,50 λв = 0,56 мкм

Решение: В данном случае показатель преломления - это отношение скорости света в воздухе к скорости света в стекле.   Скорость света в воздухе - это произведение длины волны в воздухе на частоту, скорость света в стекле - произведение длины волны в стекле на частоту.   Так как при переходе света из одной среды в другую частота не изменяется, то показатель преломления будет равен отношению длины волны в воздухе к длине волны в стекле   . Отсюда  длина световой волны в алмазе  равна отношению длины волны  в воздухе к показателю преломления.

λ ― ?

 

Ответ: 0,37мкм

 

Задача 122

Какую энергию должен иметь фотон, чтобы его масса была равна массе покоя электрона

Дано	Решение: Согласно формуле Эйнштейна:
ε ― ?

 

Ответ:

 

Задача 139

Вычислить дефект массы и энергию связи ядра атома азота

Решение:

Дефект массы атомного ядра представляет собой разность массы нуклонов (протонов и нейтронов), составляющих ядро, и массы ядра атома и определяется по формуле:

 

Где Z зарядное число, – масса протона, – масса нейтрона, А – число нуклонов, – масса ядра.

В данном случае для азота Z=7, A=14

Масса ядра mя=mа-Zme

Где mа – масса нейтрального атома; me  - масса электрона, а mp+me=

С учетом этого формула примет вид

 

Где масса нейтрального атома водорода

Выпишем табличные данные:

 

Получаем

 

Энергия связи ядра – это энергия, выделяющаяся при образовании ядра в виде электромагнитного излучения; она определяется по формуле:

, где с – скорость света в вакууме.

Если энергию связи ядра выразить в МэВ, а дефект массы в а.е.м, то

, где 931 МэВ/а.е.м. – коэффициет, показывающий, какая энергия в МэВ соответствует массе в 1 а.е.м.

Произведем вычисления энергии связи ядра атома: