Задачи по физике Механика, молекулярная физика и термодинамика

(Расчетно-графическая работа)

Вариант 22

1. Движение точки описывается уравнениями

x = A t + B t² ; y = C t.

При расчетах принять A = С = 10 м/с, В = 5   м/с².

1. Вывести и записать уравнение траектории движения точки.

1. В интервале времени от 0 до 2,0 с шагом 0,2 с рассчитать координаты точки; результаты расчетов занести в таблицу и построить по ним график траектории.

2. Для момента времени t₀ = 1,0 с рассчитать координаты, скорость, ускорение, а также радиус кривизны траектории.

3. На графике траектории изобразить в масштабе векторы скорости, нормального, тангенциального и полного ускорений в момент времени t0.

2. Два одинаковых бруска А и В , а также два одинаковых груза С и D связаны между собой невесомыми нерастяжимыми нитями (рис. 7). Наклонная плоскость составляет с горизонтом угол a = 30^о. Нить ВС перекинута через блок. Трение в блоке, его масса, а также трение брусков А и В о плоскость пренебрежимо малы. Массы всех брусков и грузов одинаковы. С каким ускорением будет двигаться груз D, если нить АВ перерезать? Как и во сколько раз изменится при этом сила натяжения нити ВС?

3. Движущееся тело массой m₁ ударяется о неподвижное тело массой m₂. Какую часть своей кинетической энергии первое тело передает второму при неупругом ударе?

4. На барабан массой m₁ = 5 кг и радиусом R = 20 см намотан шнур, к которому привязан груз массой m₂ = 0,5 кг. До начала вращения барабана высота груза над полом Н = 1 м. Определить через какое время груз опустится до пола и силу натяжения нити.

5. Груз массой 2 кг совершает гармонические колебания по закону х =50 sin (p t /3), мм . Определить амплитуды смещения, скорости, ускорения, силы и полную энергию колебаний груза.

6. Идеальный газ меняет свое состояние по циклу ABCD, состоящему из четырех последовательных процессов AB, BC, CD, DA . В таблице приведены: химическая формула молекулы газа; количество вещества (число молей); процессы, составляющие цикл; некоторые из параметров состояния газа (объем V, давление P, абсолютная температура T) .

Пользуясь этими данными, необходимо выполнить следующее задание:

а) Рассчитать недостающие значения P, V и T для точек

A, B, C, D .

б) Нарисовать цикл в координатах, указанных в 5-ой колонке.

в) Для состояния газа в точке А рассчитать среднюю арифметическую v_ср., среднюю квадратичную v_ср.кв. и наивероятнейшую v_н скорости молекул. Определить средние значения полной кинетической энергии w, кинетической энергии поступательного w_п и кинетической энергии вращательного w_вр. движения молекулы.

г) Для заданного в 6-ой колонке процесса записать первое начало термодинамики и рассчитать: теплоту Q, подведенную к газу; изменение внутренней энергии газа ΔU; совершенную газом работу A.

Таблица данных:

Газ	Кол-во ве-щества (моль)	Процессы	Параметры состояния P, кПа; V, л; T, К	Коор-динаты	Процесс
1	2	3	4	5	6
CO2	0,4	AB-адиабата, BC-изобара, CA-изохора	PA=400; VA=5; VB=6	P-V	CA