контрольная работа 1 Физика вариант 2

Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования

«СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет_Энергетики и машиностроения __

ФИЗИКА

Контрольная работа №1

Вариант 2

Ф.И.О. студента__Громов Алексей Андреевич

Направление подготовки:__Электроэнергетика и электротехника________ Шифр____140282

Дата выполнения работы___23.01.2015__

Проверил преподаватель__________________

Тихвин

2015 г.

103. Прямолинейное движение двух материальных точек описывается уравнениям х₁=A₁+ B₁t²+ C₁t³ и х₂ = A₂+ B₂t²+ C₂t³ _, где A1 =4 м/с; B1=8 м/с²; C1=-16 м/с³; A2=2 м/с; B2=-4 м/с²; C2=1 м/с³.

Дано: х1=A1+ B1t^2+ C1t^3 х2 = A2+ B2t^2+ C2t^3 A1 =4 м/с; B1=8 м/с^2; C1=-16 м/с^3 A2=2 м/с; B2=-4 м/с^2; C2=1 м/с^3	Решение: Так как требуется найти скорость и ускорение в момент времени, то нужно определить мгновенные значения скоростей и ускорений. Мгновенная скорость v есть первая производная ее координаты по времени.
=? (при v1=v2) a1=? a2=?
Получим выражения для : Определим момент времени , в который , для чего приравняем правые части выражений: Откуда Подставляя числовые значения в формулу, получим: Ускорение точек найдем, взяв производную от скорости по времени: Из выражений видно, что движение обеих точек происходит с постоянным ускорением: Ответ: t=0,3с; a1=-32, a2=1

113. Из орудия вылетает снаряд массой 10 кг со скоростью 600 м/с. Определить среднюю силу давления пороховых газов, если снаряд движется внутри ствола орудия в течение 0,005 с.

Дано: =10кг =600 м/с =0,005 с	Решение: Определим среднюю силу давления пороховых газов с помощью второго закона Ньютона для импульсов:
=?

Подставляя числовые значения в формулу, получим:

Ответ: 1,2 МН

123. С железнодорожной платформы, движущейся прямолинейно со скоростью 2,5 м/с, в направлении, противоположном ее движению, выстрелили из пушки. Масса платформы с пушкой 20 т, масса снаряда 20 кг, его начальная скорость 600 м/с. Определить скорость платформы после выстрела.

Дано: = 20т =2*10^4кг = 600 м/с = 20 кг =2,5 м/с	Решение:
Согласно закону сохранения импульса: импульс системы остается постоянным при любых взаимодействиях внутри, или импульс системы снаряд – орудие с платформой до выстрела равен импульсу этой системы после выстрела:

Проекция на ось

Исходя из формул следует, что

Подставим в полученную формулу числовые значения и получим:

Ответ:

133. Молотком массой 1 кг забивают в стену гвоздь массой 75 г. Определить КПД удара.

Дано: = 1кг = 75г=0,075 кг	Решение: Коэффициент полезного действия равен отношению кинетической энергии одного тела к кинетической энергии другого.

Кинетическая энергия одного тела:

Кинетическая энергия второго тела:

По закону сохранения импульса:

Откуда

Подставим найденное значение в формулу по нахождению КПД:

Подставим числовые выражения в полученную формулу:

Ответ:

143. Тонкий стержень длиной 50 см и массой 400 г вращается с угловым ускорением 3 рад/с² вокруг оси, проходящей через его середину, перпендикулярно длине стержня. Определить вращающий момент.

Дано: = 50 см=0,5м = 400г=0,4 кг =3 рад/с^2	Решение: Вращающий момент равен произведению момента инерции твердого тела на угловое ускорение.

Момент инерции для стержня

Отсюда

Подставив числовые значения в формулу, получим:

Ответ: = 0,025

153. Определить число молей и число молекул газа, содержащегося в колбе емкостью 10 л, если температура газа равна 17 0С, а давление 50 кПа.

Дано: = 10л=10^-2м^3 = 17^0С=290К =50кПа=5*10^4Па	Решение: Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона

Тогда число молей газа

Число молекул газа равно произведению количества вещества на постоянную Авогадро:

Ответ: n=0,21моль, N=1,26*10²³

163. 1 кг двухатомного газа находится под давлением 80 кПа и имеет плотность 4 кг/м3. Найти полную энергию теплового движения молекул в этих условиях.

Дано: = 80кПа=8*10^4Па = 4кг/м^3	Решение: Энергия теплового движения двухатомного газа определяется выражением:

Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона

Тогда энергию теплового движения двухатомного газа можно записать в виде

где =5 – число степеней свободы двухатомного газа.

Объем, занимаемый газом равен отношению массы газа к его плотности

Подставим уравнение объема в уравнение энергии теплового движения:

Подставим в выражение численные значения и найдем энергии. Теплового движения:

Ответ: =50кДж.

173. Вычислить удельные теплоемкости газа при постоянном давлении и при постоянном объеме, зная, что его молярная масса равна 44·10-3 кг/моль, а показатель адиабаты равен 1,33.

Дано: = 1,33 = 44*10^-3кг/моль	Решение: Показатель адиабаты равен отношению молярной теплоемкости при постоянном давлении к молярной теплоемкости при постоянном объеме:

Откуда число степеней свободы = 6

Найдем молярную теплоемкость газа при постоянном давлении:

Найдем молярную теплоемкость газа при постоянном объеме:

Ответ: =