Расчетно-графическая работа 1 страница

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА

Указания к выполнению контрольных работ

Каждый студент выполняет одну контрольную работу, в которой должен решить 10 задач. Номер варианта определяется по последней цифре номер зачетной книжки. Работа должна быть выполнена в отдельной ученической тетради, на обложке которой нужно указать фамилию, инициалы, полный шифр, номер контрольной работы. бланк задания приклеивается к внутренней стороне обложки. Задачи контрольной работы должны иметь те номера, под которыми они стоят в бланке задания. Условия задач необходимо переписывать полностью и каждую задачу начинать с новой страницы. Контрольные работы выполнять чернилами синего цвета. Решение задач должно быть кратко обосновано с использованием законов и положений физики. При необходимости решение следует пояснять чертежом, выполненным карандашом с помощью циркуля и линейки. Обозначения на чертеже и в решении должны соответствовать и подробно поясняться.

Как правило, задачи решаются в общем виде, числовые значения подставляются только в окончательную формулу. Если расчетная формула не выражает общеизвестный физический закон, ее необходимо вывести, поясняя все физические величины. Вычисления необходимо производить в системе СИ. В конце работы перечисляется используемая литература с обязательным указанием авторов учебников и год их издания.

Во время экзаменационной сессии при собеседовании по контрольной работе вам предложат пояснить ход решения задач, физический смысл встречающихся в решениях величин, применяемые при вычислениях единицы и пр. Неудовлетворительные ответы на вопросы влияют на исход зачета и допуск к экзамену. Получив проверенную работу (как допущенную, так и не допущенную к собеседованию), студент обязан тщательно изучить все замечания и внести исправления. Тетрадь с выполненной контрольной работой остается на кафедре и уничтожается согласно акту на списание.

ФГБОУ ВПО

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Вариант № 9

Выполнил: студент ___ группы ___ курса

________________________ факультета

__________________________________

__________________________________

^Ф.И.О.

____ __________________ 2013 г.

Проверил: ________________________

Ставрополь 2013 г.

ВАРИАНТЫ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

ВАРИАНТ 1

1. Длина разбега при взлете самолета равна S₁ = 1 км, а скорость отрыва от земли ₁ = 240 км/ч. Длина пробега при посадке этого самолета S₂ = 800 м., посадочная скорость ₀₂ = 210 км/ч. Во сколько раз ускорение при взлете а₁ больше ускорения а₂ (по модулю)? На сколько различаются время разбега t₁ и время посадки t₂?

2. Тело, привязанное к нити, уравновесили на весах. Затем его на 0,3 объема v погрузили в масло. При этом равновесие нарушилось и для его восстановления пришлось снять с чашки весов гирьку, масса которой составила шестую часть массы m тела. Найти плотность ρ ₁ тела. Плотность масла ρ₂ = 900 кг/м³.

3. Показатель поглощения ультразвука в воде (при частоте 100 кГц) равен 2,5·10^-6 см^-1. На каком расстоянии от источника интенсивность ультразвука уменьшится вдвое.

4. Определить средний диаметр капилляра почвы, если вода поднимается в

ней на h = 49 мм. Смачивание стенок считать полным.

5. Сколько теплоты нужно затратить, чтобы нагреть кислород от 27 ⁰С до 47 ⁰С при нормальном давлении, если при начальной температуре объем газа был 5 л.

6. При сжатии газа его объем уменьшился на 2 л, а давление увеличилось в 2 раза. Найти первоначальный объем v₁.

7. Определить напряженность E электрического поля в серебряном проводнике с радиусом поперечного сечения r = 0,5 мм при силе тока I = 2 А. Удельное сопротивление серебра ρ = 1,6·10^-8 Ом·м.

8. Определить индукцию магнитного поля на расстоянии r = 10 см от бесконечно длинного прямолинейного проводника с током. Диаметр проводника d = 0,5 мм плотность тока в проводнике j = 1 А/мм². Среда – воздух.

9. Луч падает на поверхность стекла под углом = 60⁰. Под каким углом ₂ он должен упасть на поверхность воды, чтобы угол преломления в стекле ₁ был равен углу преломления в воде ₂? Показатель преломления стекла n = 1,5, показатель преломления воды n₂ = 1,33.

10. Для уничтожения вредителей зерна в зернохранилищах используют радиоактивный кобальт в виде поволоки массой 1г. Содержание радиоактивного кобальта в проволоке составляет 0,01% от массы проволоки. Определить активность радиоактивного кобальта.

ВАРИАНТ 2

1. Для направленного роста растений в космосе предполагается применить вращающиеся оранжереи. Вычислить частоту и период вращения оранжереи, необходимые для получения центробежной силы инерции

F = 1,2 mg на расстоянии R = 16 м от оси.

2. Вычислить какая энергия выделится, если период вращения Земли увеличился вдвое. Масса Земли m = 5,98 · 10²⁴ кг, радиус R = 6370 км.

3. Работающая в помещении животноводческого комплекса электродойка

создает уровень шума в 75 дБ. Определить уровень шума, когда в помещении будут включены сразу три таких установки?

4. Глицерин в капиллярной трубке диаметром d = 1 мм поднялся на высоту h = 20 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения глицерина. Смачивание считать полным.

5. При уменьшении объема одноатомного газа вдвое его давление увеличилось на 25%. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия этого газа?

6. В цилиндрическом сосуде под поршнем с площадью основания S = 8 см² налита вода при температуре t = 18 ⁰С. Основание поршня касается поверхности воды. Какая масса воды m испарится, если поршень поднять на высоту h=5 см над водой. Плотность насыщенного пара _нас = 15,4 г/м³.

7. С какой силой взаимодействовали бы в воздухе 2 капли воды массами по m = 1 г, расположенные на расстоянии r = 50 см друг от друга, если бы одной из них передали 10% всех электронов, содержащихся в другой капле.

8. Самолет, имеющий размах крыльев l = 40 м, летит горизонтально со скоростью 900 км/ч. Определите разность потенциалов на концах крыльев, если вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли Н = 40 А/м.

9. На некоторой высоте над круглым столом радиусом R = 1м, висит лампа с силой света I = 100 кД. На какой высоте h она должна висеть, чтобы освещенность края стола была максимальной.

10. Для агробиологических исследований в питательную смесь введен 1мг радиоактивного изотопа P, период полураспада которого равен Т_1/2 = 14,28 сут. Определить постоянную распада и активность фосфора.

ВАРИАНТ 3

1. Представляя тело человека в виде цилиндра, радиус которого R = 20 см, высота h = 1,7 м, и масса m = 70 кг, определите момент инерции человека в положении стоя и лежа относительно вертикальной оси, проходящей через центр цилиндра (приблизительно через центр масс человека).

2. Груз массой m равноускоренно поднимается лебедкой. На некотором участке пути длиной h груз двигался со средней скоростью , причем его скорость возросла на . Определите работу силы натяжения троса на этом пути.

3. Сплошной цилиндр высотой h = 32 см плавает в вертикальном положении в жидкости, на 2/3 погрузившись в нее. Определите период его вертикальных колебаний около положения равновесия.

4. Определить высоту поднятия воды в стеблях растений с внутренним диаметром d = 0,4 мм под действием капиллярных сил. Смачивание стенок считать полным.

5. 100 г воды испарили, и полученный пар нагрели до 120 ⁰С. Найти полную кинетическую энергию поступательного движения молекул воды, находящихся в этом паре.

6. При адиабатном расширении углекислого газа с количеством вещества равным 2 моль его температура возросла на t = 20 ⁰С. Какую работу совершил газ.

7. Два одинаковых шарика зарядили так, что заряд одного из них оказался по модулю в n раз больше другого. Шарики привели в соприкосновение и развели на вдвое большее, чем прежде, расстояние. Во сколько раз изменилась сила их кулоновского взаимодействия, если их заряды до соприкосновения были разноименными.

8. Два кольцевых проводника с точками I₁ = 1 А и I₂ = 2 А расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Радиусы колец R₁ = 4 см и R₂ = 4 см. Определить индукцию B результирующего магнитного поля в центре этих колец. среда - воздух.

9. Два точечных источника света S₁ и S₂ с силами света I₁ = 100 кд и I₂ = 160 кд расположены на расстоянии r = 4м друг от друга. На каком расстоянии от источника S₁ надо расположить экран Э, чтобы его освещенность с обеих сторон была одинакова?

10. При захвате ядром Li медленного нейтрона n образуется изотоп

водорода – тритий H. Реакция экзотермическая с выделением энергии

Е = 5,6 МэВ. Какая еще частица образуется в результате этой реакции? Какая энергия Е₁ приходится на ядро трития, а какая Е₂ на эту частицу? Кинетическими энергиями ядра лития и нейтрона до реакции можно пренебречь.

ВАРИАНТ 4

1. Вал зерномолотилки МСА-100 начал вращаться равноускоренно с угловым ускорением 80 рад/с². Какой частоты вращения достигнет вал через 12 полных оборотов?

2. Пластинка массой m лежит на горизонтальном столе. В центре пластинки укреплена легкая пружина с жесткостью k. Какую работу нужно совершить, чтобы на пружине поднять пластинку на высоту h над поверхностью стола.

3. Ареометр массой m = 50 г, имеющий в верхней цилиндрической части цилиндрическую трубку диаметром D = 1 см, плавает в воде. Определите частоту свободных вертикальных колебаний ареометра около его положения равновесия.

4. Из горизонтально расположенного медицинского шприца диаметром 1,5 см выдавливается физиологический раствор силой F = 10 Н. Найдите скорость вытекания жидкости из иглы шприца. Плотность физиологического раствора ρ = 1,03 г/см³. Сечение поршня значительно больше сечения иглы. Почему скорость вытекания раствора не зависит от сечения иглы?

5. Найти изменение внутренней энергии U воды массой m = 1 кг, взятой при t₁ =0 ⁰с, при превращении ее в пар с температурой t₂ = 100 ⁰С. Удельная теплоемкость воды с = 4,2 · 10³. кДж/(кг К), удельная теплота парообразования воды r = 2,3 · 10⁶ Дж/кг.

6. В цилиндре под поршнем находится кислород массой m = 2 кг. Поршень закреплен. Какое количество теплоты Q нужно передать кислороду, чтобы его температура повысилась на Т = 5 К. Найти увеличение внутренней энергии кислорода U и работу газа А. Молярная масса кислорода М = 0,032 кг/моль, молярная газовая постоянная R = 8,31 удельная теплоемкость кислорода при постоянном объеме с_v = 0,657 .

7. Два маленьких заряженных шарика взаимодействуют в вакууме с некоторой силой, находясь на расстоянии r₁, друг от друга. На каком расстоянии r₂, друг от друга они будут взаимодействовать в среде с диэлектрической проницаемостью Е₂, если сила их взаимодействия останется прежней. Решить в общем виде.

8. По катушке протекает ток I = 1 A, который создает в ней магнитный поток Ф = 0,6 Вб. Сколько витков имеет катушка, если длина катушки l = 40 см, радиус l = 5 см и относительная магнитная проницаемость железного сердечника при этом токе μ_r = 100?

9. На расстоянии r₁ = 1 м от экрана Э расположен точечный источник света S с силой I = 80 кд. По другую сторону от этого источника на расстоянии r = 50 см от него расположено плоское зеркало. Чему равна освещенность экрана Е напротив источника света?

10. В периодической системе элементов Менделеева расположены последовательно элементы X, Y, Z. Радиоактивный изотоп элемента X превращается в соседний изотоп элемента Y, а изотоп элемента Y в соседний изотоп элемента Z. Изотоп элемента Z в свою очередь превращается в изотоп элемента X. Испусканием каких частиц сопровождаются эти ядерные реакции.

ВАРИАНТ 5

1. Два одинаковых маховика были раскручены до частоты вращения

n = 480 мин^-1 и предоставлены самим себе. Под действием трения валов о подшипники первый маховик остановился через t₁ = 1 мин 20с, второй маховик до полной остановки сделал N₂ = 240 оборотов. Считая, что момент силы трения в обоих случаях постоянен, определите, во сколько раз момент сил трения одного маховика больше другого.

2. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы вынуть пробку из бутылки, если сила трения между пробкой и горлышком бутылки равна F? Радиус горлышка бутылки r, х – длина выдвинутой из горлышка части пробки, а – часть пробки, находящаяся в горлышке бутылки.

3. Длина столба ртути в сообщающихся трубках манометра равна l = 50 см. Определите период собственных колебаний ртути в манометре.

4. Скорость течения воды во всех сечениях наклонной трубы одинакова.

Найдите разность давлений в двух точках, высоты которых над уровнем Земли различаются на м. Чему равно , если система: а) находится в состоянии невесомости, б) испытывает трехкратные перегрузки.

5. Определить полную кинетическую энергию молекул, содержащихся в 1 кмоль азота при температуре 7 ⁰С.

6. 2 моля идеального газа, взятого при температуре T₁ = 350 К, изобарно расширились, совершив при этом работу А = 10 кДж. Во сколько раз увеличился при этом объем газа?

7. Два металлических шарика имеют массу m = 10 г каждый. Какое число электронов надо удалить с каждого шарика, чтобы сила их кулоновского

отталкивания стала равна силе их гравитационного тяготения друг к

к другу? е = 1,6 ·10^-19 Кл: G = 6,67 ·10^-11 , Е₀ = 8,85·10^-12

8. При изменении силы тока в катушке на А за с в другой замкнутой катушке, расположенной рядом с первой, возникает ЭДС индукции ε=2В. Определить взаимную индуктивность катушек.

9. Свет с длиной волны = 700 нм нормально падает на зеркальную поверхность и производит на нее давление p = 0,1 мкПа. Определить число фотонов, падающих за время t = 1с на площадь S = 1 см² этой поверхности.

10. Изотоп урана U , испытав ряд радиоактивных превращений, превратился в свинец Pb. Сколько - и - распадов произошло при этом?

ВАРИАНТ 6

1. Определить массу прицепа, который трактор ведет с ускорением = 0,2 м/с². Сила сопротивления движению F_тр = 4 кН, сила тяги на крюке трактора F = 4,8 кН.

2. Поезд, отходя от станции, за 5 мин развивает скорость 64,8 км/ч. Масса поезда 600 т, коэффициент трения 0,004. Определите среднюю мощность локомотива за время равноускоренного движения. Какова должна быть минимальная мощность локомотива, чтобы за указанное время поезд набрал такую скорость?

3. Приведенной длиной физического маятника называется длина такого математического маятника, период колебаний которого одинаков с периодом физического маятника. Определите частоту собственных колебаний ноги человека, рассматривая ее как физический маятник с приведенной длиной l = 40 см.

4. В широкой части горизонтальной трубы вода течет со скоростью см/с. Определите скорость течения воды в узкой части трубы, если разность давлений в широкой и узкой ее частях кПа.

5. Двухатомный газ занимает объем V=10 см³ и находится под давлением p=40 мм рт. ст. Найти внутреннюю энергию этого газа u. Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного, а какая на долю вращательного движения молекул?

6. 5 моль идеального газа изобарно сжимают от объема V₁ = 50 дм³ до объема V₂=10 дм³ и одновременно охлаждают до температуры Т = 300 К. Найти работу А_, совершенную при этом сжатии.

7. На заряд Q₁ = 1 нКл, находящийся в поле точечного заряда Q на расстоянии r =10 см от него, поле действует с силой F = 3 мкН. Определить напряженность и потенциал в точке, где находится заряд Q₁. Найти также значение заряда Q.

8. Какова частота электромагнитной волны, излучаемой атомом водорода, при переходе электрона с четвертого энергетического уровня на третий.

9. Над полом зернохранилища на высоте h = 2,8 м находятся 2 лампы с одинаковой силой света I = 100 кд. Расстояние между ними l = 3 м. Найти освещенности Е₁ пола под каждой лампой и Е₂ в точке пола, равноудаленной от каждой лампы.

10. Вычислить дефект массы ядра изотопа Ne и энергию связи его нуклонов.

ВАРИАНТ 7

1. Пассажир первого вагона поезда длиной l = 50 м прогуливается по перрону. Когда он был рядом с концом последнего вагона, поезд тронулся. Пассажир сразу же побежал очень быстро со скоростью = 8 м/с. Через какое время t он догонит свой вагон? Движение поезда равноускоренное, движение пассажира равномерное. Поезд двигался с ускорением = 0,2 м/с², дверь в вагон открыта со стороны тепловоза.

2. Веревка массой М = 30 кг связана своими концами и переброшена через неподвижный блок. Обезьяна массой m = 12 кг прыгает на веревку и начинает карабкаться вверх. Некоторое время она находится на одной и той же высоте. Сколько времени она сможет продержаться на этой высоте, если максимальная мощность, развиваемая обезьяной, равна N_max = 360 Вт. Какую работу совершит обезьяна за это время? Трением на блоке пренебречь.

3. Два одинаково направленных колебания заданы уравнениями: , . Запишите уравнение результирующего колебания.

4. Во сколько раз высота подъема воды в стеблях риса со средним диаметром капилляров 0,02 мм больше, чем в почве с капиллярами диаметром 300 мкм.

5. Сколько теплоты пройдет через площадь поверхности S = 1 м² песка за время t = 1 ч, если температура на его поверхности t₁ = 20 ⁰С, а на глубине Х = 0,5 м – t₂ = 10⁰ С.

6. Во сколько раз количество теплоты Q, передаваемое газу при изобарном нагревании, больше совершаемой им работы А? Молярная масса газа и его удельная теплоемкость при постоянном давлении известна. Решить в общем виде.

7. Два заряда Q₁ = -1 нКл и Q₂ = -30 нКл расположены на расстоянии

r = 25 см друг от друга. Вычислить напряженность поля в точке, лежащей посередине между зарядами.

8. По первичной обмотке трансформатора течет ток, сила которого изменяется по закону . Найдите максимальное значение ЭДС, индуцируемой во вторичной обмотке, если взаимная индуктивность обмоток трансформатора Гн.

9. Некоторые фотобиологические реакции связаны с диссоциацией молекул воды под действием света. для диссоциации молекул воды необходима энергия 12,6 ЭВ. какова длина волны света, вызывающая эту диссоциацию?

10. В результате захвата нейтрона ядром изотопа N образовался неизвестный элемент и частица. Напишите реакцию и укажите неизвестный элемент.

ВАРИАНТ 8

1. Масса руки человека равна m = 4,2 кг, длина l = 83 см, ее центр масс расположен на расстоянии r = 34 см от плечевого сустава, момент инерции руки относительно этого сустава равен I = 0,3 кг·м². Рука свободно, без мышечных усилий «падает» из горизонтального положения в вертикальное.

Найдите кинетическую энергию руки и линейную скорость нижней части кисти в конце «падения».

2. На столе лежат карманные часы с цепочкой. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы часы оторвать от стола, поднимая их за цепочку? Цепочка имеет длину L и массу m, масса часов M, диаметр часов D.

3. На горизонтальный и вертикальный входы осциллографа подают соответственно напряжения . Определите уравнение траектории, которая описывается электронным лучом на экране осциллографа при: а) ; б) .

4. Определить радиус капиллярной трубки, в которой вода поднялась на высоту 14,7 см.

5. Два моля азота находятся в закрытом сосуде при температуре t₁ = 27 ⁰С. Какое количество теплоты Q надо сообщить азоту, чтобы повысить его давление в 4 раза.

6. При изотермическом расширении газ совершил работу А₁ = 2 кДж. На какую величину U увеличится внутренняя энергия этого газа, если ему сообщить количество теплоты втрое больше, чем в первом случае? Во втором случае процесс был изохорном.

7. Электрическое поле создано двумя точечными зарядами Q₁ = 50 нКл, Q₂ = 100 нКл. Расстояние между зарядами r = 100 см. Где и на каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля равна нулю.

8. Вычислите среднюю ЭДС самоиндукции, получающуюся при размыкании тока в электромагните. Число витков N = 1000, поперечное сечение соленоида S = 10 см², индукция В = 1,5 Тл, время размыкания с.

9. При прохождении света через слой 10% сахарного раствора толщиной 15 см плоскость поляризации поворачивается на угол 13⁰. В другом растворе в слое толщиной 12 см плоскость поляризации повернулась на 7,2⁰. Найти концентрацию второго раствора сахара.

10. Определить период полураспада радона, если за 1 сутки из 10⁶ атомов распадаются 175000 атомов.

ВАРИАНТ 9

1. Определить период обращения спутника Земли, движущегося на высоте h = 10⁴ км. Радиус Земли R = 6370 км, масса Земли m = 5,98 · 10²⁴кг.

2. Хоккейная шайба, имеющая начальную скорость 5 м/с, проходит по льду до удара о бортик расстояние 10 м и после удара отскакивает от него. Определите, на какое расстояние отлетит шайба. Если коэффициент трения о лед в обоих случаях равен 0,036.

3. Логарифмический декремент затухания камертона, колеблющегося с частотой ν = 100 Гц, равен λ = 0,002. Через какой промежуток времени амплитуда колебаний камертона уменьшится в 100 раз?

4. На какую высоту поднимается вода в почве, если диаметр почвенного капилляра 800 мкм.

5. Определить толщину слоя суглинистой почвы, если за время = 5 ч через площадь поверхности S = 1 м² проходит теплота Q = 250 кДж. Температура на поверхности почвы t₁ = 25 ⁰С, в нижнем слое почвы t₂ = 15 ⁰С.

6. Некоторая масса газа, занимающего объем v₁ = 0,01 м³, находится под давлением p₁ = 0,1 МПа и при температуре Т₁ = 300 К. Газ нагревается вначале при постоянном объеме до температуры Т₂ = 320 К, а затем при постоянном давлении до температуры 350 К. Найти работу А, совершенную газом при переходе из состояния 1 в состояние 3.

7. На расстоянии r = 3 см от поверхности шара радиусом R = 2 см находится точечный отрицательный заряд q =-2 нКл. Шар заряжен положительно с поверхностной плотностью зарядов σ = 2 нКл/м². Найти напряженность поля Е, созданного заряженным шариком и точечным зарядом в точке, расположенной на расстоянии r₁ = 4 см от центра шара и r₂ = 3 см от заряда q. Среда - воздух.

8. Чему равна индукция В магнитного поля внутри длинной катушки, изготовленной из медной проволоки диаметром d = 0,5 мм? Длина катушки L = 40 см, диаметр витка Д = 4 см. На концах проводника, из которого изготовлена катушка, поддерживается разность потенциалов U = 10 В. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7·10^-8 Ом·м.

9. Оптическая сила объектива D = 2,1 дптр. Расстояние от объектива до экрана S = 10 м. Каково увеличение объектива?

10. При прохождении слоя защитного покрытия толщиной h гамма излучение ослабевает в два раза. Доказать, что при прохождении слоя толщиной nh излучение ослабевает в 2ⁿ раз. Здесь n –целое число. Чему будет при этом равна энергия излучения Е, если до прохождения покрытия она была равна Е₀.

ВАРИАНТ 10

1. Какую среднюю мощность развивает человек при ходьбе, если продолжительность шага с? Считать, что работа затрачивается на ускорение и замедление нижних конечностей. Угловое перемещение около ног около . Момент инерции нижней конечности кг·м². Движение ног рассматривать как равнопеременное вращательное.

Дата добавления: 2014-11-16