Вышка кр 2

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЛЕКТРОНИКИ

Факультет заочного и дистанционного обучения

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ФИЗИКЕ № 2

Вариант № 4

Качанович Сергей Викторович

Группа 702421

Зачётная книжка 702421-44

Электронный адрес [e-mail]

202. Сколько времени от начала движения точка, совершающая колебательное движение, согласно уравнению х = 7sin0,5p t, проходит путь от положения равновесия до максимального смещения.

Дано: Решение:

x=7sin 0.5πt В начальный момент времени t=0

t - ? x₀=7sin(0.5π*0)=0

В момент t, по условию, x=7 =>

0.5πt=π/2 =>

t=1 c

Ответ: t=1с

218. Полная энергия тела, совершающего гармонические колебания, равна 3-10 ^-5 Дж. Максимальная сила, действующая на тело, равна 1,5-10 ^-3 Н. Написать уравнение движения этого тела, если период колебаний равен 2 с и начальная фаза 60°.

Дано: Решение:

E=30*10^-5 Дж Уравнение гармонических колебаний:

F_мех=1.5*10^-3 мH x=A*sin(ωt+ φ₀)

T=2c Отсюда скорость частицы

φ₀=π/3 υ=dx/dt= Aω*cos(ωt+ φ₀)

x(t) - ? В момент, когда скорость точки максимальна, частица

проходит положение равновесия => её потенциальная

энергия равна нулю, и полная энергия

Ускорение точки

Запишем для точки II закон Ньтона:

Ответ:

225. На стержне длиной 40 см укреплены два одинаковых грузика: один в середине стержня, другой на одном из его концов. Определить период колебаний стержня относительно горизонтальной оси, проходящей через свободный конец стержня. Масса стержня М, а грузиков - m.

Дано: Решение:

L=40 см

M

m

L/2

T - ?

Период колебаний физического маятника:

Где - момент инерции относительно оси вращения;

Q – расстояние от центра маятника до оси вращения;

M_м – масса маятникаю.

Получим:

Ответ:

235. Две точки находятся на расстоянии 50 см друг от друга на прямой, вдоль которой распространяется волна со скоростью V = 50 м/с. Период колебаний Т равен 0,05 с. Найти разность фаз D j колебаний в этих точках.

Дано: Решение:

V = 50 м/с Длина волны λ=υТ

Т=0,05 с Волновое число

Δх= 0,5 м

Δφ- ? Круговая частота колебаний

Уравнение плоской волны:

где А – амплитуда волны.

Фазы колебаний в точках с координатами х₁ и х₂:

Разность фаз:

Ответ:

246. 12 г газа занимают объем 4-10 ^-3 м³ при температуре 7°С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равна 6-10 ^-4 г/см³. До какой температуры нагрели газ?

Дано: Решение:

Т₁ = 280 К Запишем уравнение Менделеева- Клайперона для

m=12 г начального и конечного состояния:

V₁=4*10^-4 м³

ρ₂ = 6*10^-4 г/см³

(1)

Δφ- ?

(2)

Из уравнения (1)получаем:

Из уравнения (2) находим плотность газа:

подставляя р получим:

Ответ:

258. При какой температуре средняя кинетическая энергия теплового движения атомов гелия окажется достаточной для того, чтобы атомы гелия покинули атмосферу Земли?

Дано: Решение:

На одну степень свободы молекулы приходиться средняя

Т-? энергия ½ к Т. Т.к. в одноатомной молекулы гелия три степени

свободы, то средняя энергия молекулы:

Потенциальная энергия молекулы в поле силы тяжести на поверхности Земли:

На бесконечности потенциальная энергия молекулы:

П₂=0.

Запишем закон сохранения энергии:

Т.к. ускорение свободного падения на поверхности земли

то получим:

Ответ:

262. Определить показатель адиабаты газа, если 2 моля при температуре 300°К имеют такую же внутреннюю энергию, как 50 кг гелия при температуре 400°К

Дано: Решение:

υ = 10⁴ моль Внетренняя энергия массы m гелия:

m=50 кг U_г=m* С_{v г}*T₂

Т₂=400 К Внутренняя энергия газа

С_{v г} =3140 Дж/кг*К U=υ*C_v^м*Т

Т=300 К Молярная теплоёмкость газа при постоянном обьёме:

C_v^м=i/2*R , где i - число степеней свободы молекулы

газа. Получим:

γ- ? U= i/2υRT

По условию U=U_г=>

i/2υRT=m С_{v г}*T₂=>

Ответ:

274. Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту 75 Дж и совершает работу 50 Дж. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя t₁ = 300°К.

Дано: Решение:

Q = 75 Дж К.п.д. цикла, по определению

А=50 Дж

Т_н=300 К К.п.д. цикла Карно

Т_х-?

получим:

Ответ: Т_х=100 К