Программа по физике механика I. Кинематика



Скачать 336.79 Kb.
страница1/2
Дата09.05.2013
Размер336.79 Kb.
ТипПрограмма
  1   2
ПРОГРАММА ПО ФИЗИКЕ
МЕХАНИКА
I. Кинематика
Механическое движение. Система отсчета. Относительность движения. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение. Сложение скоростей.

Графики зависимости кинематических величин от времени при равномерном и равноускоренном движении.

Свободное падение тел. Ускорение свободного падения.

Равномерное движение по окружности. Ускорение при равномерном движении тела по окружности (центростремительное ускорение).

2. Основы динамики
Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчета. Принцип относительности Галилея.

Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил. Момент силы. Условия равновесия тел. (Центр тяжести).

Третий закон Ньютона.

Силы упругости. Закон Гука. Силы трения, коэффициент трения скольжения.

Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Движение тела под действием силы тяжести. Движение искусственных спутников. Невесомость. Первая космическая скорость.
3. Законы сохранения в механике
Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Значение работ К.Э. Циолковского для космонавтики.

Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике.
4. Жидкости и газы
Давление. Закон Паскаля для жидкостей и газов.

Сообщающиеся сосуды. Принцип устройства гидравлического пресса.

Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой.

Архимедова сила для жидкостей и газов. Условия плавления тел.

Зависимость давления жидкости от скорости ее течения.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА, ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение.

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температурная шкала. Скорость молекул газа.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона). Универсальная газовая постоянная. Изотермический, изохорный и изобарный процессы.

Внутренняя энергия. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Работа в термодинамике. Закон сохранения энергии в тепловых процессах (первый закон термодинамики). Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Адиабатный процесс. Необратимость тепловых процессов.

Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение. Тепловые двигатели и охрана природы.

Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Зависимость температуры кипения жидкости от давления. Влажность воздуха.

Кристаллические и аморфные тела.
Механические свойства твердых тел. Упругие деформации.
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
I. Электростатика
Электрический заряд. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.

Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Проводники в электрическом поле.

Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость.

Работа электрического поля при перемещении заряда. Потенциал и разность потенциалов.

Электроемкость. Конденсаторы.

Энергия электрического поля.
2. Законы постоянного тока
Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное соединение проводников. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Работа и мощность тока.

Электронная проводимость металлов. Сверхпроводимость. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряды. Понятие о плазме. Ток в вакууме. Электронная эмиссия. Диод.

Полупроводники. Электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковый диод.
3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера.

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость. Ферромагнетизм.

Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
I. Механические колебания и волны
Гармонические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний. Математический маятник. Период колебаний математического маятника. Колебания груза на пружине.

Превращение энергии при гармонических колебаниях. Вынужденные колебания. Резонанс.

Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Связь длины волны со скоростью ее распространения.

Звуковые волны. Скорость звука. Громкость звука и высота тона.
2. Электромагнитные колебания и волны
Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре.

Вынужденные электрические колебания. Переменный электрический ток. Генератор переменного тока. Действующие значения силы тока и напряжения. Резонанс в электрической цепи.

Трансформатор. Передача электроэнергии.

Электромагнитные волны. Скорость их распространения. Свойства электромагнитных волн. Излучение и прием электромагнитных волн. Принципы радиосвязи. Изобретение радио А.С. Поповым.

ОПТИКА

Прямолинейное распространение света. Скорость света. Законы отражения и преломления света. Полное отражение. Линза. Фокусное расстояние линзы. Построение изображений в плоском зеркале и линзах.

Когерентность. Интерференция света и ее применение в технике. Дифракция света. Дифракционная решетка. Дисперсия света.

Поляризация света.

Шкала электромагнитных волн.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Принцип относительности Эйнштейна. Скорость света в вакууме как предельная скорость передачи сигнала.

Связь между массой и энергией.

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
I. Световые кванты
Фотоэффект и его законы. Кванты света. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике.
2. Атом и атомное ядро
Опыт Резерфорда по рассеянию  - частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомом. Непрерывный и линейчатый спектры. Спектральный анализ. Лазер.

Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции. Радиоактивность. Альфа - и бета - частицы, гамма - излучение. Методы регистрации ионизирующих излучений. Деление ядер урана. Ядерный реактор. Термоядерная реакция. Биологическое действие радиоактивных излучений.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ
На вступительных экзаменах по физике к абитуриенту предъявляются требования, определяемые программой вступительных экзаменов для поступающих в ВУЗы, которая издается ежегодно Министерством высшего и среднего специального образования РФ.

Экзамен по физике проводится в письменной форме, экзаменационный билет содержит один теоретический вопрос, одну качественную и три расчетных задачи. Задачи и вопрос предлагаются из разных разделов программы.

Первый вопрос – теоретический. Этот вопрос должен быть достаточно подробно освещен. При ответе экзаменующийся должен хорошо знать сущность основных физических явлений, их законы (их формулировку, математическое выражение и физический смысл каждой величины, входящей в формулу) в объеме программы для поступающих в ВУЗ, единицы измерения всех физических величин в СИ.

Построение ответа на вопрос билета на экзамене может быть произвольным. Однако надо иметь в виду, что ценность ответа существенным образом зависит от умения делать ссылки на опытные данные (в том числе опыты, которые показывались на уроках или выполнялись на лабораторных занятиях), примеры из жизненного опыта, из техники.

Второй вопрос – качественная задача. Ответ на этот вопрос не требует сложного математического аппарата, но требует глубокого знания теории, понимания сущности физического явления, лежащего в основе задачи.

Третий, четвертый и пятый вопросы билета – задачи разной степени трудности.

I. Подготовка к экзамену включает в себя:

-постановку задачи и психологический настрой на ее качественное выполнение;

- составление конкретного плана, т.е распределение всего учебного программного материала по дням и на каждый рабочий день в отдельности;

- умелую организацию рабочего времени и обеспечения себя необходимой учебной литературой.

При планировании необходимо предусмотреть некоторый резерв времени, который необходим для окончательной шлифовки знаний в последний день подготовки и на всякий случай, если в дни подготовки придется выполнять не предусмотренные ранее работы.

2. Нужно помнить, что “учить” и “выучить” - это разные понятия. Для содержательного ответа необходимо выучить программный материал.

Поэтому, приступив к изучению, необходимо прочесть очередной вопрос и вдуматься в него. Внимательно прочесть в учебнике текст, непосредственно относящийся к этому вопросу и отвечающий на него. Потом воспроизвести изученный материал, составить краткий конспект изученного вопроса, в который должны войти необходимые формулы, выводы, графики. При воспроизведении изучаемого материала, необходимо сформулировать физические понятия, законы, дать четкое и полное объяснение явлений. Если что-то не удалось воспроизвести сразу, необходимо повторить этот фрагмент еще раз.

Проследите, правильно ли вы понимаете все термины и действия, знакомы ли они вам. Если нет, вернитесь назад и повторите их. Помните: без ясного знания терминологии и основных понятий нельзя изучать никакой предмет.

3. К вступительному экзамену по физике лучше всего готовиться по тому учебнику, по которому учился в среднем учебном заведении. Можно пользоваться и учебными пособиями для поступающих в ВУЗы, рекомендуемый список которых приводится ниже:

I. Мясников С.М., Осанова Т.Н. Пособие по физике для поступающих в ВУЗы. М. “Высшая школа”.

2. Милковская Л.Б. Повторим физику. М. “Высшая школа”.

3. Пособие по физике для поступающих в ВУЗы. Под ред. Николаева В.Н., Шушурина С.Ф. МГУ.

4. Михайлов Г.Д., Захаров В.И. Физика. Пособие для поступающих в ВУЗы. М. “Высшая школа”.

5. Б.М. Яворский. Справочное руководство по физике для поступающих в ВУЗы и самообразования. М. “Наука”, 1984.

6. В.А. Балаш. Задачи по физике и методы их решения. М. “Просвещение”, 1974.

7. В.К. Кобушкин. Методика решения задач по физике. Издательство Ленинградского университета, 1972.

8. И.П. Гурский. Элементарная физика с примерами решения задач. М., “Наука”, 1984.

9. В.П. Демкович. Сборник задач по физике. М., “Просвещение”, 1981.

10. Л.В. Тарасов. Вопросы и задачи по физике .“Высшая школа”, 1990.

11. Бендриков Г.А., Буховцев Б.Б., Керженцев В.В., Микаива Г.Я. Задачи по физике для поступающих в ВУЗы. М. “Наука”, 1984.

12. Гольдфарб А.Е. Сборник вопросов и задач по физике. М. “Высшая школа”, 1993.

13. Рымкевич А.П. Физика. Сборник задач. М. "Дрофа", 1998.

Для полного закрепления материала по данной теме следует решить несколько задач. Решение задач нужно начинать с выяснений физической сущности явления, рассматриваемого в задаче. Затем, используя формулы, описывающие закономерности данного физического явления, произвести необходимые для решения задачи преобразования. Составить окончательную формулу, определяющую искомую величину через данные в условии задачи. По ней произвести расчет искомой в задаче величины. Расчет производить в системе СИ. Не обязательно, но желательно на экзамене произвести проверку единиц измерения по полученному выражению для неизвестной величины.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
ЗАДАЧА I.

За какое время скорость поезда при равноускоренном движении увеличилась с 12 км/ч до 60 км/ч, если поезд прошел при этом расстояние 800 м?

С каким ускорением двигался поезд?

Дано:

Решение

vо = 12 км/ч = 3,3м/с

I. Для нахождения ускорения используем

v = 60 км/ч = 16,7 м/с

формулу

S = 800 м

S = ,

Найти:

t, а

отсюда а =




а = м/с2

2. При равноускоренном прямолинейном движении скорость поезда меняется по закону v = v0 + at

Выразим t , t = , t = с

Ответ: а = 0,2 м / с2; t = 67с
ЗАДАЧА 2

Тело массой 10 кг находится на наклонной плоскости, составляющей угол 30о с горизонтом. Коэффициент трения скольжения 0,6. Какую силу, направленную вдоль плоскости, нужно приложить к телу, чтобы перемещать его вниз по плоскости с ускорением 2 см/с.

Решение:

1. Сделаем рисунок к задаче, на котором укажем все силы, действующие на тело






- сила тяжести;

- нормальная реакция опоры;

- сила трения скольжения;

- сила, приложенная к телу.

Выберем направление осей координат. Ось x направим по движению тела, ось y  перпендикулярно к этому направлению.




2. Запишем второй закон Ньютона в векторной форме.


Спроецируем левую и правую части этого уравнения на выбранные оси координат.

на ось х: mа = mg sin   Fтр+ F

на ось у: m0=  mg cos + N




Известно, что Fтр =  N.

Найдем N из второго уравнения системы,

0=  mg cos + N, N= mg cos 

Тогда, Fтр=  mg cos  .

Подставим это выражение в первое уравнение системы. Получим:

ma= mg sin    mg cos  + F

Выразим из этого уравнения F.

Вычислим значение F.

F= ma  mg sin  +  mg cos  =

= m(a  g sin +  g cos )
F= 10  (0,02  9,8  sin300 + 0,69,8  cоs 300)=

= 10  (0,02  4,9 +5,1) = 10  0,22=2,2 H
Ответ : F= 2,2 H
ЗАДАЧА 3
Пуля, летящая горизонтально с определенной скоростью, углубляется в дощатый барьер на 10 см. На сколько углубится в тот же барьер пуля, имеющая вдвое большую скорость?


Дано:

Решение

= 10 см = 0,1 м

I. Рассмотрим движение пули с начальной

v2 = 2 v1

Найти :


скоростью v1.

(1)


V1

V

Fсопр



Изменение кинетической энергии тела




равно сумме работ всех сил, действующих


l



на тело, при его перемещении.




v1 - начальная скорость пули при ее




движении в барьере.

v = 0, т.к, пуля останавли-

v - конечная скорость пули при ее

вается.

движении в барьере.

A = Fсопр  соs 1800 =

А - работа силы сопротивления, дей-

=  Fсопр

ствующей на пулю при ее движении.


Подставим выражение для работы и значение v в уравнение (1).

=  Fсопр

Fсопр ,(2), аналогично, Fсопр ,(3),

2. Разделим аналогичное уравнение (3) на уравнение (2).

Получим

Известно что, v2= 2v1 , Значит ; 4 = ;

Отсюда 2 = 41 ; 2 = 40,1 = 0,4 м
Ответ : 2 = 40 см.

Задача 4
Баллон емкостью 50 л содержит 2,2 кг углекислого газа. Баллон выдерживает давление не выше 4106 Па.При какой температуре баллон может взорваться? Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль К).


Дано:

Решение

V = 50 л = 50 10-3 м3

I. Запишем уравнение состояния

m = 2,2 кг

идеального газа.

P = 4 106 Па

P V = (1)

Найти t

- молярная масса газа;




=(12+216) 10-3=4410-3 кг/моль




T - абсолютная температура газа;

2. Выразим T из уравнения (1)

P- давление газа на стенки сосуда;

T =

V- объем газа (сосуда).

Вычислим значение T.




T==481K




T = t + 273,

t - температура по шкале Цельсия

t = T - 273, t = 481 - 273 = 2080 C




Ответ: t = 2080 C





Задача 5


На какой глубине объем пузырька воздуха, поднимающегося со дна водоема, вдвое меньше, чем у поверхности? Атмосферное давление 760 мм рт.ст. Температуру воды считать постоянной.

Дано:

Решение

V2 = 2V1

1. Выразим атмосферное решение в Па

P0 = 760 мм рт.ст.

P0 = pmg h0 ; pm - плотность ртути;

T - const




Найти : h

P0=136009,80,76=

= 101292, 8 Па 

pm = 13600




 101293 Па

h0 = 760 мм =0,76м


2.


Давление воздуха внутри пузырька равно давлению на него снаружи. При подъёме пузырька увеличивается его объём из-за уменьшения давления.

1.

Процесс происходит изотермически, следовательно, можно использовать закон Бойля - Мариотта.

P1V1 = P2  V2 (1)

Найдем P1 и P2 .

P1 = воды gh + P0 - давление на глубине h складывается из давления столба воды ( водыgh ) и атмосферного давления Ро, которое передаётся без изменения в каждую точку воды.

P2 = P0  давление на поверхности воды равно атмосферному давлению.

Подставляем выражения для P1 и P2 в уравнение (1).

( водыgh+ P0 )  V1 = P0 V2

Решаем полученное уравнение.

водыgh+ P0 = , водыgh= - P0
h= ) , h = ;
воды = 1000 кг/ м3 , h = м
Ответ: h = 10,3 м
ЗАДАЧА 6

Азот нагревается при постоянном давлении 100 кПа. Объем азота изменяется на 1,5 м3.

Определить:

1) работу, совершенную газом при расширении;

2) количество теплоты, сообщенное газу;

3) изменение внутренней энергии газа.

Удельная теплоемкость азота при постоянном давлении 1000 Дж/(кгК). Молярная масса азота 2810-3 кг/ моль.

Дано:

Решение.

Р = 100 кПа =1105 Па

1. Работа газа при его изобарном расши-

V= 1,5 м3

рении вычисляется по формуле:

ср = 1000 Дж/ кгК

А=Р  V , (1)

 = 28 10-3 кг/ моль

А= 105 1,5 = 1,5105 Дж

Найти:




А, Q , U

2. Количество теплоты, переданное газу

при его изобарном расширении, вычисляется по формуле:

Q= cр m  t, (2) ; m- масса газа, t-изменение его температуры.

Чтобы найти неизвестное произведение m  t, запишем уравнение состояния идеального газа

P

При постоянном давлении и массе изменение объема будет пропорционально изменению температуры, т.е.,

P t = Т

Отсюда: m  t =

Подставляем полученное выражение в формулу (2)
Q = сp = Дж

3. Запишем первый закон термодинамики.

Q = А + U

Отсюда U = Q - А
U= 5,1  105 - 1,5  105 = 3,6  105 Дж
Ответ: А = 1,5  105 Дж, Q = 5,1  105 Дж, U = 3,6  105 Дж.
ЗАДАЧА 7

Два шара, один радиусом 0,05 м и с зарядом 0,66 10-8 Кл и другой, радиусом 0,15 и с зарядом 10-8 Кл расположены на расстоянии 1м между их центрами. С какой силой будут взаимодействовать шары Какой заряд и с какого шара переместится на другой, если шары соединить проводником До какого потенциала будут заряжены шары после перемещения заряда?

Дано:

Решение.

R1 = 0,05 м

1. По закону Кулона, сила электрического

R2 = 0,15 м

взаимодействия между двумя заряженны-

q1 = 0,66 10-8 Кл

ми телами(шарами) определяется форму-

q2 = 10-8 Кл

лой:

r = 1 м

F =

Найти:

где = 1 - диэлектрическая проницаемость

F, q3, 3

воздуха, r-расстояние между центрами шаров,

0= 8,8510-12 Ф/м - электрическая постоянная.
F = H
2. Если шары соединить проводником, заряды с шара, потенциал которого больше, переходят на шар с меньшим потенциалом.

Определим потенциалы этих шаров.

Из определения емкости проводника:

С = , найдем .

Емкость уединенного шара С = 40R, где R - радиус шара.

Потенциал первого шара до соединения равен:

1= , 1= В

Потенциал второго шара до соединения равен:

2 , 2= В

При соединении шаров проводником заряды будут перемещаться от меньшего шара с более высоким потенциалом к большему шару. Перемещение зарядов будет продолжаться до тех пор, пока потенциалы шаров не станут равными друг другу. Пусть заряд q3 перешел с меньшего шара на больший, тогда потенциалы шаров станут соответственно равны:

; ; = .

Решая уравнение относительно q3, с учётом формулы С = 40R, получим:

q3= , q3 = Кл.

3. Общий потенциал шаров 3 можно вычислить по формуле:

или , 3=В

Ответ: F = 610-7 Н, q3=0,2510-8 Кл, 3= 750 В.
Задача 8

Электрическое поле создано двумя точечными зарядами q1=310-8 Кл и q2=110-8 Кл. Расстояние между зарядами r = 5 см. Определить напряженность Е электрического поля в точке, находящейся на расстоянии r1 = 3 см от первого и r2 = 4 см от второго заряда. ( = 1 ).

Решение.




Для определения напряжённости поля, созданного несколькими зарядами, следует пользоваться принципом суперпозиции электрических полей. Поэтому напряжённость электрического поля находится как геометрическая сумма и полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности, т.е. .

Напряжённость полей точечных зарядов q1 и q2 определяется по формулам:

Е1 = ; Е2 =

Учитывая, что стороны  АВС равны 3см, 4 см и 5 см, получаем прямоугольный треугольник. Следовательно, модуль Е находим по теореме Пифагора.

Е = ; .

Е = =

Подставляем числовые значения:

Е = В/м

Ответ: Е = 1,1 104 В/м.

Задача 9

Найти  источника тока и напряжение на клеммах источниках, если R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3= 20 Ом, внутреннее сопротивление источника r = 5 Ом. Амперметр показывает ток 1 А.



Дано: Решение:

R1 = 10 Ом

R
, r
2 = 20 Ом

R3 = 20 Ом

r = 5 Ом

I = 1 А
Найти: , U

Для решения задачи используем закон Ома для полной цепи:
I =

Сопротивления R2 и R3 соединены параллельно, следовательно, R R2,3=, а R1 и R2,3 - последовательно.

Rобщ = R1 + R2,3 = R1 + .

Тогда, =I (R1 + + r ), =1 B

Напряжение на клеммах источника тока равно:

U = I  Rобщ , U = 1 (10+10) = 20 B

Ответ:  = 25 В, U = 20 B
Задача 10

Электрон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 1000 В в электрическом поле, влетает в вакуум перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. Определить радиус окружности, по которой движется электрон в магнитном поле, если индукция поля 10-3 Тл.


Дано:

Решение.

U = 1000 B

Если электрон влетает в однородное маг-

B = 10-3 Тл

нитное поле перпендикулярно линиям ин-

е = 1,6 10-19 Кл

дукции,то на него действует сила Лоренца

mе = 9,1 10-31 кг

равная Fл = evB (т.к. sin 900 = 1)

Найти: R

Сила Лоренца сообщает электрону центростремительное ускорение ац, под ее действием электрон движется по окружности. Так как

F = mе a , Fл = maц, aц=, то

еvB = (1), еB = (2)

Определим скорость электрона. Работа сил электрического поля равна изменению кинетической энергии электрона:

= А, v0 = 0 , A = eU , = еU.

Отсюда: v = (3)

Подставляя выражение (3) в уравнение (2), находим радиус окружности. R = , R = м
Ответ: R = 0,1 м
Задача 11

В однородном магнитном поле перпендикулярно к направлению вектора индукции, модуль которого В = 0,1 Тл, движется равномерно со скоростью v = 5 м/с проводник длиной = 2 м. Чему равна индуцированная в проводнике э.д.с. ?

Дано: Решение:

В= 0,1 Тл

v = 5 м/с

= 2 м

Найти: i
При движении проводник пересекает линии индукции магнитного поля, и на его концах возникает разность потенциалов, равная индуцированной в проводнике э.д.с. Значение i определяется по закону электромагнитной индукции:

i =  ; i = ,

где - скорость изменения потока магнитной индукции через площадь контура, описываемого проводником при своем движении. При перемещении проводника площадь контура изменяется от S1= 0 до S2, при этом .
Пусть за время проводник перемещается на расстояние х=v. Тогда площадь описываемого прямоугольника равна

S2 = х = v , а .
Отсюда i = ; i = 0,125 = 1 В.

Ответ : i = 1 В.
Задача 12
За какое время пружинный маятник отклонится от положения равновесия на половину амплитуды, если период колебаний 1,2 с ? Начальная фаза равна 0. Какова полная энергия маятника с жесткостью k = 40 H/м при амплитуде колебаний 0,2 м.


Дано:

Решение.

Т = 1,2 с

Колебания маятника описываются уравне-

0 = 0

нием гармонического колебательного движения

k = 40 H/м

х = А/2

х =Аsin (

А = 0,2 м

По условию, х = ; 0 = 0

Найти: t, W




Поэтому , т.е. или

Отсюда t = ; t = = 0,1 с

Полная энергия маятника равна максимальной потенциальной энергии деформированной пружины при х=А.

W = , W = Дж

Ответ: t = 0,1 c, W = 0,8 Дж

Задача 13
Сколько штрихов на 1 мм имеет дифракционная решётка, если красная линия ( = 710-7 м) в спектре второго порядка видна под углом =30о.


Решение

По условию максимума дифракционного спектра d  sin = k  ,

d = ,

где d постоянная (период) дифракционной решётки,   угол, под которым наблюдается данный максимум , k порядок максимума,



Дано:

 = 710-7 м

 = 30о

k = 2

= 1 мм
Найти: N

  длина волны света.

Число штрихов на единицу длины связано с периодом дифракционной решётки следующим образом: N =.

Переведём d в мм: d = 2,810-3 мм.

Тогда: N = .
Ответ: N = 357 штрихов на 1 мм.
Задача 14

Определить энергию связи ядра атома Не.

Д
Решение

Энергия связи атома определяется по формуле:Есв = mc2. Дефект массы ядра m равен

m = Zmp+(A-Z)mn - mя,

где Z  порядковый номер элемента, А  массовое число, mя  масса ядра атома.
ано:

Не

Z = 2

А = 4
Найти: Есв
Так как mя = mа - Zmе, то m = Zmр + (A-Z)mn -(mа - Zmе),

m = Z(mр +mе)+(А - Z) mn  mа, mа  масса атома данного элемента (гелия).

mр +mе = mн  масса атома водорода.

mн = 1,00783 а.е.м., mn = 1,00867 а.е.м., mа = 4,00260 а.е.м.

Подставим значения масс, выраженных в а.е.м., получим

m = 21,00783 + (4-2) 1,00867 - 4,0026 = 0,0304 а.е.м.

1 а.е.м. = 931,5 Мэв

Тогда Есв = 0,0304 931,5 = 28,3 МэВ= 28,3106 эВ ;

1МэВ = 1,610-19 Дж

В СИ: Есв = 21,3106 1,610-19 = 0,45 10-11 Дж
Ответ: Есв = 28,3 МэВ = 0,45 10-11 Дж

  1   2

Похожие:

Программа по физике механика I. Кинематика iconВопросы к экзамену по физике. I. Механика и молекулярная физика
Кинематика материальной точки. Скорость. Ускорение. Кинематика вращательного движения
Программа по физике механика I. Кинематика iconФизике механика кинематика
Кинематика. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение....
Программа по физике механика I. Кинематика iconЭкзаменационные вопросы по физике для студентов инженерно-технических специальностей 1 курс (1,2 семестры) Физические основы механики
Ания: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль измерения в физике. Предмет механики. Классическая и квантовая механика. Нерелятивистская...
Программа по физике механика I. Кинематика iconПрограмма вступительных испытаний по физике (для поступающих на заочную форму обучения) Механика Кинематика
Механическое движение. Относительность механического движения. Материальная точка. Система отсчета. Траектория. Перемещение и путь....
Программа по физике механика I. Кинематика icon01. 02. 01 «Теоретическая механика» по физико-математическим и техническим наукам
Настоящая программа содержит следующие разделы: кинематика, динамика, устойчивость движения, колебания, вариационные принципы механики,...
Программа по физике механика I. Кинематика iconПрограмма подраздела «История механики»
С. И. Вавилова ран. В основу настоящей программы положены разделы: «Механика и ее роль в возникновении научного знания», «Механика...
Программа по физике механика I. Кинематика iconПрограмма по физике механика кинематика. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Скорость. Ускорение
Кинематика. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение....
Программа по физике механика I. Кинематика iconПрограмма по физике механика кинематика. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Скорость. Ускорение
Кинематика. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение....
Программа по физике механика I. Кинематика iconПрограмма курса «механика. Электромагнетизм»
Кинематика материальной точки. Основные понятия. Линейные и угловые характеристики движения
Программа по физике механика I. Кинематика iconПрограмма минимум кандидатского экзамена по курсу «История и философия науки»
С. И. Вавилова ран. В основу настоящей программы положены разделы: «Механика и ее роль в возникновении научного знания», «Механика...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org