Задачи по физике Механика, молекулярная физика и термодинамика

(Расчетно-графическая работа)

Вариант 26

1. Дано уравнение движения точки

x = A t + B t² + C t³.

При расчетах принять A = 1 м/с, В = - 0,2 м/с², С = 0,01 м/с³.

1. Построить графики зависимости координаты, скорости и ускорения точки от времени в интервале от 0 до 20 с шагом 0,2 с. Расчетные данные занести в таблицу.

1. Определить среднюю скорость и среднее ускорение в этом интервале.

2. Описать характер движения точки на различных участках движения.

2. К шнуру подвешена гиря массой m = 1 кг. Гирю отклонили на угол 90^о и отпустили. Найти силу натяжения шнура в тот момент, когда гиря проходит положение равновесия.

3. Конькобежец, стоя на льду, бросил вперед гирю массой m = 5 кг и покатился назад со скоростью v = 1 м/с. Масса конькобежца М = 60 кг. Определить работу при бросании гири.

4. С какой наименьшей высоты Н должен съехать велосипедист, чтобы по инерции (без трения) проехать дорожку, имеющую форму мертвой петли радиусом R = 4 м, и не оторваться от дорожки в верхней точке петли. Масса велосипедиста вместе с велосипедом m₁ = 90 кг , причем на массу колес приходится m₂ = 6  кг. Колеса считать обручами.

5. Тело движется под действием силы F =f cos  t по закону х = с sin  t. Найти работу силы F за время одного периода и среднюю мощность за этот же период.

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
N2	0,2	AB-изотерма, BC-адиабата, CA-изохора	VB=16,8; VC=14; TC=380	V-T	BC