Министерство образования и науки Российской Федерации

Северный (Арктический) федеральный университет Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Электродинамика.

Методические указания к выполнению контрольных работ № 1и №2

по курсу общей физики для студентов института теоретической и прикладной химии

Архангельск

2011

Рассмотрены и рекомендованы к изданию

методической комиссией института энергетики и транспорта Северного (Арктического) федерального университета

…………… г.

Составитель:

В.В. Аксенов, доц., канд. техн. наук;

………………………………………………..

УДК 531

АксёновВ.В. Механика. Молекулярная физика и термодинамика. Электродинамика: Методические указания к выполнению контрольной работ №1 и №2 по физике для бакалавров направлений подготовки 240700.62 «Биотехнология», 221700.62 “Стандартизация и метрология”, 24100.62 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», 240100.62 «Химическая технология» института теоретической и прикладной химии / сост. В.В. Аксёнов. – Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, - с.

Подготовлены кафедрой физики АГТУ.

В методических указаниях приведены основные понятия и формулы классической механики, молекулярной физики и термодинамики и электродинамики, имеются примеры решения задач, варианты контрольных заданий, а также необходимый справочный материал.

Ил. . Табл. . Библиогр. назв.

© Северный (Арктический)

Федеральный университет, 2011

РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Для успешного решения задач необходимо:

1. тщательно проработать конспект лекций и учебник соответствующего раздела курса физики, теоретические сведения, и примеры решения задач, приведённые в данной работе,

2. внимательно прочитать и уяснить условие и произвести краткую запись исходных данных задачи в одной и той же системе единиц;

3. при необходимости выполнить рисунок, поясняющий решение;

4. математически (с помощью системы уравнений) описать происходящий в задаче процесс, решение которых с использованием начальных условий и будет являться решением в общем виде;

5. проверить размерность (помните, что неверная размерность величины, определяемой расчетной формулой, указывает на ошибочность решения задачи);

6. произвести числовой расчет искомой величины, используя правила действий с приближенными числами;

7. критически оценить полученный результат (это поможет обнаружить возможную ошибку).

Основные законы и формулы

1. Кинематика движения материальной точки

1.1 Средние векторы скорости и ускорения точки:

; ,

где - перемещение точки за время Δt, - изменение вектора скорости за время Δt.

1.2 Векторы мгновенных скорости и ускорения:

;.

где - первая производная радиус-вектора по времени, - производная вектора скорости по времени.

1.3 Модуль мгновенной скорости:

.

1.4 Путь, пройденный точкой за промежуток времени Δt = t₂ – t₁:

_,

где - модуль скорости точки.

1.5 Ускорение точки в проекциях на нормаль и касательную к траектории:

• касательное ускорение, которое характеризует быстроту изменения скорости по величине,

; ;

• нормальное ускорение, которое характеризует быстроту изменения скорости по направлению,

,

где R – радиус кривизны траектории в данной точке.

1.6. Полное ускорение при криволинейном движении (рис 1):

,

модуль ускорения:

.

Рис. 1

1.7. Кинематические уравнения равномерного движения для скорости и радиус–вектора:

; ,

в проекциях на координатную ось х:

; ,

где x₀ - начальная координата, t – время движения, - проекция скорости на ось х.

1.8. Кинематические уравнения равноускоренного движения () для скорости и радиус – вектора:

; ,

в проекциях на координатную ось х:

; ,

где -проекция начальной скорости на ось х, -проекция ускорения на ось х.

1.9. Путь при прямолинейном движении с постоянным ускорением (),

• если скорость тела (точки) не меняет своего направления:

,

• если же скорость меняет свое направление, то путь складывается из пути до момента изменения скорости и пути после этого момента.

1.10. Средние значения угловой скорости и углового ускорения:

, ,

где - угол, на который тело повернулось за время , - изменение угловой скорости за время .

1.11. Мгновенные значения угловой скорости и углового ускорения:

, ,

где - производная от угла поворота  радиуса-вектора материальной точки по времени, - производная от угловой скорости  по времени.

1.12. Кинематические уравнения равнопеременного вращения () для угловой скорости и угла поворота:

,,

где - начальная угловая скорость.

1.13. Связь между линейными и угловыми величинами:

;;,

где R – радиус окружности, по которой точка вращается вокруг оси.