Методические указания. К контрольной работе по дисциплине «физика»

к контрольной работе по дисциплине «Физика»

для студентов технических специальностей,

заочной формы обучения

Рудный 2006 г

ББК 22.3

Авторы: Гагарина А.Н., Ерсултанова З.С., Улжагулова Г.А.

Методические указания к контрольной работе по дисциплине «Физика»

для студентов технических специальностей, заочной формы обучения - Рудный, РИИ, 2005.90с.

Рецензенты: Хабдуллина З.К., к.т.н., профессор

Рекомендовано к изданию УМС РИИ

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программы дисциплины «Физика» и включает сведения необходимые для выполнения следующих тем практических занятий: физические основы механики, молекулярная физика, элементы термодинамики, электричество и магнетизм, колебания и волны.

Методические указания предназначены для студентов технических специальностей 050718 ЗЭЭ-04, 050702 ЗАУ-04, 050731 ЗБЖ-04, 050713 ЗТТиТ-04, 050724 ЗТМиО-04, 050901 ЗОПД-04, 050707 ЗГД-04, 050726 ЗТиТЛ-04, 050730 ЗПСМ-04, 050709 ЗМеТ-04, 050729 ЗСт-04, 050703 ЗИс-04 заочной формы обучения.

Ил.1, Табл 3, Список лит.5 назв.

Для внутрикафедрального использования

© Рудненский индустриальный институт 2006

СОДЕРЖАНИЕ

1 Общие методические указания……………………………………………………..4

2 Указания к выполнению контрольных работ………………………………….......4

3 Контрольная работа №1 «Механика»……………………………………………..5

4 Контрольная работа №2 «Молекулярная физика. Термодинамика»…………...14

5 Контрольная работа №3 «Электричество и магнетизм»………………………...20

6 Контрольная работа №4 «Волновая и квантовая оптика»……………………….28

7 Основные расчетные формулы……………………………………………. 35 Список литературы………………………………………………………………........43

1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Изучение курса физики студентами-заочниками делится на два этапа:

1. Участие в установочных сессиях или занятиях, самостоятельное изучение физики по учебникам и учебным пособиям, выполнение контрольных работ, получение по ним зачета, проработка вопросов, поставленных рецензентом, для последующего собеседования по контрольным работам во время лабораторно – экзаменационной сессии.

2. Участие в лабораторно – экзаменационной сессии, выполнение лабораторных работ, сдача зачетов и экзаменов.

Основная работа по изучению курса должна быть проделана студентами до лабораторно-экзаменационной сессии. Большую ошибку допускают те студенты, которые откладывают изучение физики до сессии. В период сессии, ввиду ее непродолжительности, студент не имеет возможности для самостоятельной работы, так как все его время занято выполнением лабораторных работ, сдачей зачетов и экзаменов.

Изучая курс физики, необходимо руководствоваться программой. Нельзя ограничиваться изучением лишь тех вопросов теории, которые непосредственно связаны с выполнением контрольных работ.

Самостоятельная работа по учебным пособиям должна обязательно сопровождаться составлением конспекта, в котором кратко должны быть описаны формулировки законов и формул, выражающие законы, определения физических величин и их единиц, выполнены типовые задачи.

При необходимости студент может получить (устно или письменно) консультацию на кафедре Физики и ТМ.

2. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

1. Каждый студент выполняет контрольную работу, состоящая из16 задач которые находятся, в таблицах 1, 2, 3, 4. Номер варианта определяется по последней цифре шифра. Например, номер шифра (номер зачетной книжки)-0283 значит 3 вариант. Дополнительно верхней строке таблицы указывается предпоследняя цифра зачетной книжки по которым можно определить номер задания – это 8. В этом примере студент решает задачи контрольной работы: 14, 34, 54, 74, т.е. 4 задачи. Аналогично выбираются задания из таблиц 2-4. Таким образом, выполняется 16 задач.

2. Каждая работа, присланная на рецензию, должна быть выполнена в отдельной тетради, на обложке которой нужно указать фамилию, инициалы, полный шифр, номер контрольной работы, дату ее отправки в институт и адрес студента.

3. Задачи контрольной работы должны иметь те номера, под которыми они стоят в методических указаниях. Условия задач необходимо переписывать полностью и каждую задачу начинать с новой страницы. Для замечаний рецензента следует составлять поля шириной 4-5см. Контрольные работы выполнять чернилами.

4. Решение задачи должно быть кратко обосновано с использованием законов и положений физики. При необходимости решение следует пояснить чертежом, выполненным карандашом с помощью циркуля и линейки. Обозначения на чертеже и в решении должны соответствовать и подробно поясняться. Не следует обозначать одну и ту же величину разными символами, а также различные величины одинаковыми символами.

5. На каждую контрольную работу требуется 20-30 ч интенсивного труда. Если, несмотря на собственные усилия и полученные консультации, отдельные задачи не решаются, оформите работу, приведя в соответствующих местах ваши попытки решения, изложив кратко ваши соображения и затруднения. Пусть такая работа не будет зачтена, но критические замечания рецензента, его пояснения, ссылки на литературу, или письменные консультации по решению конкретных задач помогут вам найти правильное решение.

Во время лабораторно-экзаменационной сессии при собеседовании по контрольным работам вам предложат пояснить ход решения задач, физический смысл встречающихся в решениях величин, применяемые при вычислениях единицы и т.п. Неудовлетворительные ответы на вопросы по контрольным работам могут повлиять на исход зачета или экзамена.

6. Как правило, задачи решаются в общем, виде, т.е. в буквенных выражениях без вычисления промежуточных величин. Числовые значения подставляются только в окончательную (расчетную) формулу. Если расчетная формула не выражает общеизвестный физический закон, то ее следует вывести, поясняя все физические величины. После получения расчетной формулы необходимо:

-проверить расчетную формулу, для чего подставить в нее обозначения единиц входящих в формулу величин и, выполнив преобразования, убедиться, что единицы правой и левой части формулы совпадают;

-выписать в единицах СИ числовые значения, используемые при вычислении физических постоянных, а также тех величин, которые даны в условии в единицах, кратных или дольных от единиц СИ, или в единицах, отличных от единиц СИ;

-вычислить искомую величину, подставив в расчетную формулу числовые значения входящих в нее величин.

При этом студентам рекомендуется делать одну - две промежуточные записи между подстановкой и конечным результатом вычислений, несмотря на то что в примерах решения задач записи не приведены.

Для удобства контроля за правильностью вычислений необходимо предварительно еще раз переписать выражение, полученное после подстановки числовых значений величин, нормализовав эти значения, т.е. превратив число в число, близкое к единиц, умноженное на соответствующую степень 10 (например, 8780=0, 878*10⁴). В этом случае при использовании указанных инструментов вычисляется значащаяся часть результата. Правильность этого вычисления легко контролируется. Результат вычислений будет иметь вид двух сомножителей: значащей части и результирующей степени по основанию 10, легко вычисляемой устно. Только после получения такого результата (в единицах СИ) можно преобразовать его, переведя в единицы иной степени или единицы, кратные или дольные от единиц СИ.

7. В конце работы необходимо перечислить использованную литератур, обязательно указывая авторов учебников и год их издания. Это позволит рецензенту при необходимости дать ссылку на определенную страницу того пособия, которое имеется у вас.

8. Не следует направлять на рецензию обе работы вместе. Вторая работа посылается только после получения рецензии на первую с целью исключения ошибок, допущенных при оформлении первой работы.

9. Получив проверенную работу (как зачетную, так и незачетную), студент обязан тщательно изучить все замечания рецензента, уяснить свои ошибки и внести исправления. Повторно оформленная работа высылается на рецензию обязательно вместе с тетрадью, в которой была выполнена незачетная работа, и с рецензией на нее. Замечания и рекомендации, сделанные преподавателем, следует рассматривать как руководство для подготовки к беседе по решениям задач. Все тетради с контрольными работами нужно сохранять, так как на экзамен студент допускается только при их предъявлении.

3.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1 «МЕХАНИКА»

Таблица 1

1. Материальная точка движется под действием силы согласно уравнению Х=A+Bt+Ct²+Dt³, где С=1 м/с²; D=-0, 2 м/с³.Определить в какой момент времени сила равна нулю.

2. Движение материальной точки задано уравнением Х=A+Bt², где А=4м/с²; В=-0, 05м/с². Определить момент времени, в которой скорость точки равна нулю. Найти координату и ускорение в этот момент.

3. Прямолинейное движение материальной точки описывается уравнением Х=A+Bt³, где А=2, 0 м/с, В=0, 04 м/с³. Определить величину средней скорости и среднего ускорения за первые 4сдвижения.

4. Зависимость скорости тела от времени при прямолинейном движении дана уравнением v=0, 3t². Найти величину ускорения тела в момент времени 2 с и путь, пройденный телом за интервал времени от 0 до 2с.

5. Прямолинейное движение двух материальных точек описывается уравнениями Х=A+Bt+Ct² и Х₂=A₂+B₂t+C₂t², где А₁=20м, В₁=-2м/с, С₁=4м/с², А₂=2м, В₂=2м/с, С₂=0, 5м/с². В какой момент времени скорости этих точек будут одинаковыми? Чему равны скорости ускорения в этот момент времени?

6. Точка движется по окружности согласно уравнению φ =A+Bt+Ct² где А=2 рад, В=3 рад/с, С=1 рад/с³. Определить угол поворота, угловую скорость и угловое ускорение точки в момент времени 1с.

7. Колесо вращается с постоянным угловым ускорением 2рад/с². Через 0, 5 с после начала движения полное ускорение точек на ободе колеса стало равным 0, 136 м/с². Найти радиус колеса.

8. Колесо радиусом 0, 3 м вращается согласно уравнению φ =5-2t+0, 2t². Найти нормальное тангенциальное и полное ускорение точек на ободе колеса через 5 с после начала движения.

9. Колесо, вращаясь равноускоренно, достигает угловой скорости 2π рад/с² через 10 оборотов после начала вращения. Найти угловое ускорение колеса.

10. По дуге окружности радиусом 10м движется точка. В некоторый момент времени нормальное ускорение точки равно 4, 9 м/с², вектор полного ускорения составляет в этот момент угол 60⁰ с вектором нормального ускорения. Определить мгновенную скорость и тангенциальное ускорение точки в этот момент.

11. Автомобиль массой 1, 5 т мчится по шоссе со скоростью 150 км/ч. Если отпустить педаль газа, то в течение 5 секунд его скорость снизится до 120 км/ч. Чему равна средняя сила сопротивления? Какую часть она составляет от веса автомобиля.

12. Какую силу надо приложить к вагону, чтобы он стал двигаться равноускоренно и за время 30 секунд прошел путь 11м? Масса вагона равна 16т. Во время движения на вагон действует сила трения, равная 0, 05 от веса вагона.

13. Тело массой 0, 5 кг движется прямолинейно согласно уравнению Х=A+Bt+Ct²+Dt³, где С=5 м/с², Д=1м/с³. Найти величину силы, действующей на тело в конце первой секунды движения.

14. Ракета массой 1т, запущенная с поверхности Земли вертикально вверх, поднимается с ускорением, в два раза большим ускорения свободного падения. Скорость струи газов, вырывающихся из сопла, равна 1200 м/с. Определить расход горючего за одну секунду.

15. Молот массой 1т падает с высоты 1, 77м наковальню. Длительность удара равна 0, 01с. Определить среднюю силу удара.

16. Масса поезда равна 3000т. Коэффициент трения равен 0, 02. Какова должна быть сила тяги локомотива, чтобы поезд набрал скорость 60 км/ч через две минуты после начала движения.

17. Вагон массой 11т движется со скоростью 18 км/ч. Какова должна быть сила торможения, чтобы остановить вагона расстоянии 250м?

18. Ракета массой 4 кг движется вверх под действием силы тяги струи газов. Горение топлива прекращается на высоте 100м. Средняя сила давления газов при горении топлива равна 2 кН. На какую высоту поднимется ракета после прекращения горения?

19. Шарик массой 100г упал с высоты 2, 5м на горизонтальную плиту, масса которой на много больше массы шарика, и отскочил от нее вверх. Считая удар абсолютно упругим, определить импульс, полученной плитой.

20. Тело массой 0, 5 кг движется так, что зависимость пройденного телом пути от времени задается уравнением , где А=5*10^-2 м, рад/с. Найти силу, действующую на тело через 1/6секунды после начала движения.

21. Мальчик стоит на абсолютно гладком льду и бросает мяч массой 0, 5 кг. С какой скоростью после броска начнет скользить мальчик, если горизонтальная составляющая скорости мяча равна 5 м/с, а масса мальчика равна 20 кг.

22. Какую скорость приобретает ракета массой 0, 6 кг, если продукты горения массой 1, 5 · 10^-2 кг вылетают из ее сопла со скоростью 800 м/с?

23. Вагон массой 3 т, движущийся по горизонтальному пути со скоростью 1, 5 м/с, автоматически на ходу сцепляются с неподвижным вагоном массой 2 т. С какой скоростью движутся вагоны после сцепки?

24. Человек и тележка движутся на встречу друг другу. Масса тележки 32 кг масса человека 64 кг. Скорость тележки 1, 8 км/ч, скорость человека 5, 4 км/ч. Человек прыгает на тележку. С какой скоростью и в каком направлении будет двигаться тележка с человеком?

25. Снаряд массой 20 кг, летящий горизонтально со скоростью 500 м/с, попадает в платформу с песком массой 10 т, движущуюся со скоростью 36 км/ч на встречу снаряду и застревает в песке. Определить скорость, которую получит платформа.

26. С тележки, свободно движущейся по горизонтальному пути со скоростью 3 м/с, в сторону, противоположную ее движению прыгает человек, после чего скорость тележки изменилась и стала равной 4 м/с. Определить горизонтальную составляющую скорости человека при прыжке относительно тележки. Масса тележки 210 кг, масса человека 70 кг.

27. От двухступенчатой ракеты массой 1 т при скорости 1710 м/с отделилась ее вторая ступень массой 0, 4 т. Скорость второй ступени при этом увеличилась до 1860 м/с. Определить, с какой скоростью стала двигаться первая ступень ракеты.

28. При горизонтальном полете со скоростью 300 м/с снаряд массой 9 кг разорвался на две части. Большая часть массой 7 кг получила скорость 450 м/с в направлении полета снаряда. Определить величину и направление скорости меньшей части заряда.

29. С судна массой 750 т произведен выстрел из пушки в сторону противоположную его движению, под углом 60º к горизонту. На сколько изменилась скорость судна, если снаряд массой 30 кг вылетел со скоростью 1 км/с относительно судна?

30. Ракета, масса которой вместе с зарядом равна 250 г, взлетает вертикально вверх и достигает высоты 150 м. Определить скорость истечения газов из ракеты, считая, что сгорание заряда происходит мгновенно. Масса заряда равна 50 г.

31. Теннисный мяч, летящий со скоростью 10 м/с, отброшен ударом ракетки в противоположном направлении со скоростью 8 м/с. При этом его кинетическая энергия изменилась на 5 Дж. Найти изменение количества движения мяча.

32. Движущийся шар массой 5 кг ударяется о неподвижный шар массой 0, 5 кг. Кинетическая энергия обоих шаров непосредственно после удара равна 6 Дж. Определить кинетическую энергию первого шара до удара. Удар считать центральным, неупругим.

33. В деревянный шар массой 5 кг, подвешенный на нити, попадает горизонтально летящая пуля массой 5 г и застревает в нем. Найти скорость пули, если шар с застрявшей в нем пулей поднялся на высоту 10 см.

34. Два шара массами 2 кг и 3 кг, движутся по одной прямой навстречу друг другу со скоростями 8 м/с и 4 м/с, соответственно, неупруго сталкиваются и движутся после ударов совместно. Определить работу деформации шаров после удара.

35. Шар массой 1, 8 кг упруго сталкивается с покоящимся шаром большей массы. В результате прямого удара шар потерял 36% своей кинетической энергии. Определить массу покоящегося шара.

36. Молотком, масса которого 1 кг, забивают в стену гвоздь массой 75 г. Определить КПД удара.

37. По небольшому куску металла, лежащему на наковальне, масса которой 300 кг, ударяет, молот массой 8 кг. Определить КПД удара, считая удар неупругим. Полезной энергией считать энергию, затраченную на деформацию металла.

38. Из орудия массой 5 т вылетает снаряд массой 100 кг. Кинетическая энергия снаряда при вылете 7, 5· 10⁶ Дж. Какую кинетическую энергию получает орудие вследствие отдачи?

39. Движущееся тело ударяется о неподвижное тело. Удар считать упругим и центральным. Чему должно равняться отношение масс тел, чтобы при ударе скорость первого тела уменьшилась в 1, 5 раза? сложно

40. Тело массой 990 г лежит на горизонтальной поверхности. В него попадает пуля массой 10 г и застревает в нем. Скорость пули направлена горизонтально и равна 700 м/с. Какой путь пройдет тело до остановки, если коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0, 05?

41. Пуля, имеющая массу 10 г, подлетает к доске толщиной 4 см со скоростью 600 м/с и, пробив доску, вылетает со скоростью 400 м/с. Найти среднюю силу сопротивления доски.

42. Тело, брошенное с высоты 250 м вертикально вниз с начальной скоростью 20 м/с, погрузилось в землю на глубину 20 см. Определить среднюю силу сопротивления почвы, если масса тела равна 2 кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.

43. На горизонтальном участке пути длинной 3 км скорость автомобиля увеличилась от 36 км/ч до 72 км/ч. Масса автомобиля 3 т, коэффициент трения 0, 01. Чему равна работа, совершаемая двигателем автомобиля?

44. В пружинном ружье пружина сжата на 10 см. При взводе ее сжали до 20 см. С какой скоростью вылетит из ружья стрела массой 30 г, если жесткость пружины 144 Н/м.

45. Две пружины жесткостью 310 Н/м и 510 Н/м соединены последовательно. Определить работу по растяжению обеих пружин, если вторая пружина растянута на 3 см.

46. Пружина жесткостью 10⁴ Н/м сжата силой 2· 10² Н. Определить работу внешней силы, дополнительно сжимающей эту пружину еще на 1 см.

47. Две пружины жесткостью 0, 5 кН/м и 1 кН/м скреплены последовательно. Определить потенциальную энергию данной системы при внешней силе 10 Н.

48. Определить работу, которую совершат силы гравитационного поля Земли, если тело массой 1 кг упадет на поверхность Земли с высоты равной радиусу Земли.

49. Найти значение второй космической скорости для Луны, т.е. скорости которую нужно сообщить телу, чтобы удалить ее с поверхности Луны за пределы гравитационного поля Луны (масса Луны 7, 33· 10²² кг, радиус Луны 1, 74· 10⁶ м).

50. Какова будет скорость ракеты на высоте, равной радиусу Земли, если ракета пущена с Земли с начальной скоростью 10 км/с? Сопротивление воздуха не учитывать.

51. Два различных груза подвешены на невесомой нити, перекинутой через блок радиусом 0, 4 м, момент инерции которого равен 0, 2 кг· м². Блок вращается с трением, причем момент сил трения равен 4 Н· м, с постоянным угловым ускорением 2, 5 рад/с². Найти разность натяжений нити с обеих сторон блока.

52. Стержень массой 6 кг и длиной 40 см вращается вокруг оси, проходящей через его середину, перпендикулярно длине стержня. Угол поворота стержня меняется во времени по закону: . Определить вращающий момент, действующий на стержень через 2 с после начала вращения.

53. Колесо, вращаясь равнозамедленно, при торможении уменьшило за 1 минуту частоту вращения от 300 до 180 об/мин. Момент инерции колеса равен 2 кг· м². Найти: 1) угловое ускорение колеса; 2) тормозящий момент; 3) работу сил торможения; 4) число оборотов, сделанных колесом за эту минуту.

54. Двум одинаковым маховикам, находящимся в покое, сообщили одинаковую угловую скорость 53 рад/с и предоставили самим себе. Под действием сил трения один маховик остановился через одну минуту, а второй сделал до полной остановки 360 оборотов. У какого маховика тормозящий момент больше и во сколько раз?

55. На барабан диаметром 0, 8 м намотан трос с закрепленным на конце грузом массой 3 кг. Вращаясь равноускоренно под действием силы натяжения троса, барабан за 4 секунды приобрел угловую скорость 16 рад/с. Определить момент инерции барабана.

56. К ободу диска радиусом 0, 2 м приложена постоянная касательная сила 98, 1 Н. При вращении на диск действует момент сил трения, равный 0, 5 Н· м. Найти массу диска, если известно, что диск вращается с постоянным угловым ускорением 100 рад/с².

57. Маховик в виде диска радиусом 40 см и массой 20 кг вращается с частотой 60 об/с. Определить угловое ускорение и частоту вращения маховика через 3, 14 секунды после того, как к ободу маховика с силой 1 кН была прижата тормозная колодка, коэффициент трения которой о диск равен 0, 4.

58. Шар массой 10 кг и радиусом 20 см вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Угол поворота изменяется во времени по закону , где А = 5 рад; В = 4 рад/с²; С = - 1 рад/с³. Определить величину момента сил, приложенных к шару в момент времени 2 с.

59. Однородный диск массой 10 кг и радиусом 0, 2 м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Зависимость угловой скорости вращения диска от времени заданна уравнением , где В = 8 рад/с². Найти величину касательной силы, приложенной к ободу диска. Трением пренебречь.

60. Маховик массой 10 кг и радиусом 0, 2 м соединен с мотором при помощи приводного ремня. Натяжение ремня, идущего без скольжения, постоянно и равно 14, 7 Н. Какое число оборотов в секунду буде делать маховик через 10 секунд после начала движения? Маховик считать однородным диском. Трением пренебречь.

61. Стержень длинной 1, 2 м и массой 1 кг закреплен на вертикальной оси, проходящей через его центр перпендикулярно длине стержня. В конец стержня попадает пуля массой 8 г, летящая горизонтально со скоростью 100 м/с, и застревает в стержне. С какой угловой скоростью начнет вращаться стержень?

62. На скамье Жуковского стоит человек и держит на вытянутых руках гантели массой 6 кг каждая. Длина руки человека 60 см. Скамья с человеком вращается с угловой скоростью 4 рад/с. С какой угловой скоростью будет вращаться скамья с человеком, если он опустит руки с гантелями вниз вдоль оси вращения? Суммарный момент инерции человека и скамьи 5 кг· м². Гантели считать материальными точками.

63. На краю горизонтальной платформу стоит человек массой 80 кг. Платформа представляет собой круглый однородный диск массой 160 кг, вращающийся вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр, с частотой 6 об/мин. Сколько оборотов в минуту будет делать платформа, если человек перейдет от края платформы к ее центру? Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки.

64. Шарик массой 50 г, привязанный к концу нити длинной 1 м, вращается с угловой скоростью 6, 28 рад/с. Нить укорачивают до длины 50 см. С какой угловой скоростью будет теперь вращаться шарик? Какую работу необходимо совершить для укорочения нити? Трением шарика о плоскость можно пренебречь.

65. На скамье Жуковского стоит человек и держит в руках стержень вертикально по оси вращения скамьи. Скамья с человеком вращается с угловой скоростью 4 рад/с. С какой угловой скоростью начнет вращаться скамья с человеком, если повернуть стержень так, чтобы он занял горизонтальное положение? Суммарный момент инерции человека и скамьи 5 кг· м². Длина стержня 1, 8 м, его масса 6 кг. Считать, что центр тяжести стержня с человеком находиться на оси вращения скамьи.

66. К ободу диска массой 5 кг приложена постоянная касательная сила 2 Н. Какую кинетическую энергию будет иметь диск через 5 секунд после начала действия силы?

67. Маховик вращается по закону, который задан уравнением , где - угол поворота, А = 2 рад; В = 32 рад/с²; С = - 4 рад/с³. Найти среднюю мощность, развиваемую силами, действующими на маховик при его вращении, до остановки. Момент инерции маховика 100 кг· м².

68. Кинетическая энергия вращающегося маховика равна 1 кДж. Под действием постоянного тормозящего момента маховик начал вращаться равнозамедленно и, сделав 80 оборотов, остановился. Определить момент сил торможения.

69. С наклонной плоскости скатывается без скольжения диск. Высота наклонной плоскости 5 м. Найти скорость центра тяжести диска у основания наклонной плоскости, если его начальная скорость равна нулю.

70. Найти кинетическую энергию велосипедиста едущего со скоростью 9 км/ч. Масса вместе с велосипедом составляет 90 кг. Колеса велосипедиста считать обручами, вес которых по 3 кг.

71. Точка совершает гармонические колебания с периодом 2с. Амплитуда колебания 10 см. Найти смещение, скорость и ускорение точки спустя 0, 2 с после ее прохождения через положение равновесия. Начало колебания связанно с положением равновесия.

72. Спиральная пружина под действием подвешенного к ней груза растянулась на 6, 5 см. Если груз оттянуть вниз, а затем отпустить, то он начнет колебаться вдоль вертикальной линии. Определить период колебания груза.

73. Пружинный маятник совершает гармонические колебания с амплитудой смещения 0, 04 м. При смещении 0, 03 м сила упругости равна 9· 10^-5Н. Определить потенциальную и кинетическую энергию соответствующие данному смещению и полную энергию маятника.

74. Груз массой 200 г подвешен к пружине с коэффициентом упругости 1 Н/м. Найти длину математического маятника, имеющего такой же период колебаний, как и данный пружинный маятник.

75. Маятник совершает гармонические колебания по закону . Через сколько времени при первом колебании он отклониться от положения равновесия на расстояние равное ½ амплитуды, если период колебаний 4с, начальная фаза .

76. Два одинаково направленных гармонических колебания с одинаковой частотой и амплитудами 3 см и 5 см складываются в одно колебание с амплитудой 7 см. Найти разность фаз складываемых колебаний.

77. Два гармонических колебания с одинаковыми периодами с амплитудами 0, 05 м и 0, 02 м происходят вдоль одной прямой. Период колебаний 1, 2 с. Каков период результирующего колебания? Каковы максимальная и минимально возможные амплитуды результирующей колебания, и каким наименьшим разностями фаз они соответствуют.

78. Точка участвует в двух колебаниях одинакового периода с одинаковыми начальными фазами. Амплитуда колебаний 3 см и 4 см. Найти амплитуду результирующего колебания, если 1) колебания совершаются в одном направлении; 2) колебания взаимно перпендикулярны.

79. Материальная точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных гармонических колебаниях, уравнения которых имеют вид: . Найти уравнение траектории точки. Построить траекторию с соблюдением масштаба и указать направление движения: точки.

80. Материальная точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых: . Найти траекторию точки, построить ее и указать направление движения точки.

4.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2 «МОЛЕКУЛЯРНАЯФИЗИКА.ТЕРМОДИНАМИКА».

Таблица 2

81. За неделю из стакана испарилось 50 г воды. Сколько в среднем молекул вылетало с поверхности за 1 с.

82. В баллоне емкостью 15 л находиться смесь, содержащая 10 г водорода, 54 г водяного пара и 60 г окиси углерода. Температура смеси 27º С. Определить давление.

83. Смесь водорода и гелия находиться в баллоне объемом 30 л при температуре 300 К и давлении 830 кПа. Масса смеси равна 24 г. Определите массу водорода и гелия.

84. Сосуд объемом 10л содержит гелий под давлением 1 МПа и при температуре 300 К. После того как из баллона было выпущено 10 г гелия, температура в баллоне понизилась до 290 К. Определите давление гелия оставшегося в баллоне.

85. Определить плотность смеси, состоящей из 4 г гелия и 28 г азота при температуре 27º С и давлении 1 МПа.

86. В дизеле в начале такта сжатия температура воздуха 40º С, а давление 78, 4 кПа. Во время сжатия объем уменьшается в15раз, а давление возрастает до 3, 5МПа. Определить температуру воздуха в конце такта сжатия.

87. Найти относительную молекулярную массу некоторого газа, если его плотность составляет 12, 2 кг/м³ при температуре 300 К и давлении 700 кПа.

88. Альпинист при каждом вдохе поглощает 5г воздуха, находящегося при нормальных условиях. Найти объем воздуха, который должен вдыхать за тоже время альпинист в горах, где давление равно 79, 8 кПа, а температура – 13º С.

89. В сосуде объемом 20 л при температуре 27º С находиться смесь кислорода массой 6г и углекислого газа массой 66 г. Определить давление смеси.

90. В сосуде объемом 2л находиться углекислый газ массой 6 г и закись азота (N ₂ О) массой 4 г при температуре 400 К. Найти давление смеси в сосуде.

91. Баллон, содержащий 1 кг азот, при испытании взорвался при температуре 350º С. Какое количество водорода можно хранить в этом баллоне при 20º С, имея пятикратный запас прочности.

92. Определить молярную массу газа, свойства которого соответствуют свойствам смеси 160г кислорода и 120 г азота.

93. Определить плотность смеси 4г водорода и 32г кислорода при температуре 7º С и давлении 100 кПа.

94. До какой температуры при нормальном давлении можно нагреть кислород, чтобы его плотность стала равной плотности азота при нормальных условиях.

95. Современная техника позволяет создать вакуум до 0, 01 нПа. Сколько молекул газа остается при таком вакууме в 1 см³ при температуре 300 К?

96. Котел содержит перегретый водяной пар массой 5 кг при температуре 450 К. Определить давление пара в котле, если его емкость равна5л.

97. Некоторый газ находиться под давлением 126, 7 кПа при температуре 305 К. Определить молярную массу газа, если плотность газа равна 0, 1кг/м³.

98. Сколько молекул газа содержится в колбе объемом 1л, если давление газа составляет300 кПа, а температура газа 400 К.

99. Два сосуда, содержащие одинаковые массы одного газа, соединены трубкой с краном. В первом сосуде давление 5000 Па, во втором 8000 Па. Какое давление установиться после открытия крана, если температура останется неизменной?

100. Определить температуру газа, находящегося в закрытом баллоне, если его давление увеличилось на 0, 4 % первоначального при нагревании на 1 К.

101. В сосуде объемом 200 см³ содержится 40 г неона при давлении 20 кПа. Определить концентрацию атомов неона и среднюю кинетическую энергию одного атома.

102. Сколько молекул кислорода содержится в сосуде объемом 10 см³, если при тепловом хаотическом движении со средней скоростью 400 м/с они производят на стенки сосуда давление 1 кПа.

103. Найти число молекул водорода в 1 см³, если давление равно 0, 266 МПа, а средняя квадратичная скорость при данных условиях равна 1400 м/с.

104. Газ занимает объем 4л под давлением 500 Па. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения молекул.

105. При какой температуре средняя энергия теплового движения молекул аргона будет в 3 раза больше, чем средняя энергия вращательного движения молекулы метана при нормальных условиях.

106. 1 кг двухатомного газа находиться по давлением 80 к Па и имеет плотность 4 кг/м³. Найти энергию теплового движения молекул газа в этих условиях.

107. Найти полную кинетическую энергию моля аммиака NН ₃, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы аммиака при температуре 27º С.

108. Газ занимает объем 1 л под давлением 2 кПа. Определить кинетическую энергию поступательного движения всех молекул, находящихся в данном объеме.

109. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы двухатомного газа, если суммарная кинетическая энергия молекул одного киломоля этого газа равна 3, 01 МДж.

110. Какое число молекул двухатомного газа занимает объем 1см³ при давлении 5, 32 кПа и температуре 27º С? Какой суммарной энергией теплового движения обладают эти молекулы?

111. На сколько измениться атмосферное давление при подъеме на высоту 100 м над уровнем моря, если давление на уровне моря равно 100 кПа. Считать, что температура равна 290 К и не изменяется с высотой.

112. На какой высоте над поверхностью Земли атмосферное давление вдвое меньше, чем на поверхности? Считать, что температура воздуха равна 290 К и не изменяется с высотой.

113. На сколько процентов отличается давление воздуха в шахте глубиной 1 км от давления на поверхности. Температуры считать одинаковыми и равными - 27º С.

114. Во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинок, взвешенных в воздухе, меньше средней квадратичной скорости молекул воздуха?; масса пылинки 10^-8 г. Воздух считать однородным газом, для которого μ = 29 г/моль.

115. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул азота больше их наиболее вероятной скорости на 150 м/с. (эффективный диаметр молекулы азота принять равной 3· 10^-23м).

116. Определить среднюю длину свободного пробега молекул водорода при температуре 27º С и давлении 3· 10^-8 Па (эффективный диаметр молекулы водорода принять равной 2, 3· 10^-23 м).

117. Баллон емкостью 10 л содержит азот массой 1 г. Определить среднюю длину свободного пробега молекул (эффективный диаметр молекулы азота принять равной 0, 38· 10^-9м).

118. Найти эффективный диаметр молекул водорода, если для водорода при нормальных условиях длина свободного пробега молекул 1, 12· 10^-5 см.

119. Найти время свободного пробега молекул водорода при давлении 0, 1 Па и температуре 100 К(эффективный диаметр молекулы водорода принять равным 0, 28· 10^-9м).

120. Какое предельное число молекул газа должно находиться в 1 см сферического сосуда, диаметр которого 15 см, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом? Принять эффективный диаметр молекул равным 3· 10^-10м.

121. Вычислить удельные теплоемкости при постоянном давлении р и постоянном объеме V неона и водорода, принимая эти газы за идеальные. Молярная масса неона 20· 10^-3 кг/моль, водорода 2· 10^-3 кг/моль.

122. Баллон с азотом двигался со скоростью 50 м/с. На сколько градусов Кельвинов нагреется газ при внезапной остановке баллона?

123. Трехатомный газ под давлением 240 кПа при температуре 20º С занимает объем 10л. Определить теплоемкость этого газа при постоянном давлении.

124. При температуре 207º С масса 2, 5 кг некоторого газа занимает объем 0, 3 м³. Определить давление газа, если удельная теплоемкость при постоянном давлении равна 519 Дж/(кг· К) и =1, 67.

125. Вычислить удельные теплоемкости газа зная, что его молярная масса 44· 10^-3 кг/моль и отношение теплоемкостей =1, 33.

126. Известны удельные теплоемкости газа: = 912 Дж/(кг· К) и = 649 Дж/(кг· К). Найти молярную массу газа и число степеней свободы его молекул.

127. Относительная молекулярная масса газа 4. Отношение теплоемкостей =1, 67. Вычислить удельные теплоемкости газа.

128. Разность удельных теплоемкостей некоторого газа 2, 08 кДж/(кг· К). Определить относительную молярную массу газа.

129. Некоторый газ находиться при температуре 350 К в баллоне емкостью 100 л под давлением 200 кПа. Теплоемкость этого газа при постоянном объеме 140 Дж/К. Определить отношение теплоемкостей .

130. Вычислить теплоемкость (при постоянном объеме) газа, заключенного в сосуд емкостью 20 л при нормальных условиях. Газ одноатомный.

131. При адиабатическом расширении азот массой 10 г совершает работу, равную 321 Дж. На сколько уменьшилась внутренняя энергия и понизилась температура азота, если его удельная теплоемкость при постоянном объеме 742 Дж/(кг· К).

132. В закрытом сосуде объемом 2 л находиться азот, плотность которого 1, 4 кг/м³. Какое количество теплоты необходимо сообщить азоту, чтобы нагреть его на 100 К? На сколько увеличиться внутренняя энергия азота?

133. При адиабатическом расширении кислорода с начальной температурой 320 к внутренняя энергия уменьшилась на 8, 4 кДж, а его объем увеличился в 10 раз. Определить массу кислорода.

134. Во сколько раз увеличился объем 0, 4моля водорода при изотермическом расширении, если при этом газ получил количество теплоты 800 Дж? Температура водорода 27º С. какую работу совершил газ при своем расширении?

135. Водород массой 6, 5 г, находящийся при температуре 27º С, расширяется в двое при постоянном давлении за счет притока тепла извне. Найти работу расширения газа, изменение внутренней энергии газа и количество теплоты, сообщенное газу.

136. При адиабатическом сжатии одного киломоля двухатомного газа была совершенна работа 146 кДж. На сколько увеличилась внутренняя энергия газа и температура газа при сжатии?

137. Объем азота уменьшают в 2 раза: а) изотермически; б) адиабатически. Определить работу, затраченную на сжатие газа, в обоих случаях масса газа 2 кг, начальная температура 15º С.

138. Кислород массой 10 г находиться под давлением 0, 3 МПа при температуре 10º С. После нагревания при постоянном давлении объем газа 10л. Найти количество теплоты, полученное газом, изменение внутренней энергии и работы, совершенной газом.

139. Закрытый баллон емкостью 10 л, содержащий кислород при давлении 2 МПа и температуре 7º С, нагревается до температуры 27º С. какое количество теплоты передано газу? На сколько увеличилась внутренняя энергия газа?

140. В цилиндре под поршнем находиться воздух. На его нагревание при постоянном давлении затрачено 5 кДж теплоты. Определить работу, совершаемую при этом газом. Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении 1 к Дж/(кг· К); молярная масса воздуха 29 г/моль.

141. В топке паровой турбины расходуется 0, 35 кг дизельного топлива на 1 кВт· ч энергии. Температура поступающего в турбину пара 250º С, температура теплоприемника 30º С. вычислить КПД турбины. Найти КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурных условиях. Удельная теплота сгорания топлива 42 МДж/кг.

142. В ходе цикла Карно рабочее вещество получает от теплоотдатчика количество теплоты 300 кДж. Температуры теплоотдатчика и теплоприемника равны соответственно 480 К и 280 К. Определить термический КПД цикла Карно и работу, совершаемое рабочим веществом за цикл.

143. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, термический КПД которого 40%. Температура теплоприемника 0º С. Найти температуру теплоотдатчика и работу изотермического сжатия, если работа изотермического расширения 8 Дж.

144. Идеальной тепловой машиной за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от теплоотдатчика, за цикл совершается работа 300 Дж. Определить изотермический КПД машины и температуру теплоотдатчика, если температура теплоприемника 280 К.

145. У тепловой машины, работающей по циклу Карно, температура теплоотдатчика в 1, 6 раза больше температуры теплоприемника. За цикл машина совершает работу 123 к Дж. Найти термический КПД цикла и работу, затраченную на изотермическое сжатие рабочего вещества за цикл.

146. Газ совершает цикл Карно. Температура теплоотдатчика в два раза меньше температуры теплоприемника. Определить КПД цикла и количество теплоты, отдаваемое теплоприемнику, если работа, совершаемая за цикл 1, 2 Дж.

147. Во сколько раз увеличить КПД идеальной тепловой машины при повышении температуры теплоприемника с 260 до 300 К. Температура теплоотдатчика 540 К.

148. Температура теплоотдатчика идеальной тепловой машины 480 К, а ее КПД составляет 40 %. Чему равна температура теплоприемника? Какую долю количества теплоты, полученного от теплоотдатчика, газ отдает теплоприемнику?

149. Идеальная тепловая машина за цикл совершает работу 4 кДж, отдавая при этом холодильнику 6, 4 кДж теплоты. Определить КПД цикла, а также температуру теплоотдатчика, если температура теплоприемника 280 К.

150. Тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за цикл работу 8 кДж, отдавая теплоприемнику 12 кДж. Определить КПД цикла и температуру теплоприемника, если температура теплоотдатчика 600 К.

151. Воду массой 1 г нагрели от температуры 10º С до температуры 100º С, при которой она вся превратилась в пар. Найти приращение энтропии системы.

152. Кусок льда массой 200 г, взятый при температуре - 10º С, был нагрет до 0º С и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры 10º С. Определить изменение энтропии в ходе указанных процессов.

153. Кислород массой 10 г нагревается от температуры 50º С до температуры 150º С. Найти приращение энтропии, если нагревание происходит: а) изохорически; б) изобарически.

154. Во сколько раз при изотермическом процессе надо увеличить объем газа в количестве 4 молей, чтобы его энтропия увеличилась на 23 Дж/К?

155. В результате изохорического нагревания воздуха массой 1 г давление газа увеличилось в 2 раза. Определить изменение энтропии газа.

156. Найти изменение энтропии при изобарическом расширении гелия массой 8 г объема 10 л до объема 25 л.

157. Объем кислорода массой 2 кг увеличился в 5 раз. Один раз в изотермическом процессе, другой раз в адиабатическом процессе. Найти изменение энтропии в каждом из указанных процессов.

158. Кусок льда массой1 кг с начальной температурой – 13º С в результате нагревания расплавлен. Найти приращение энтропии системы.

159. Найти изменение энтропии при изотермическом расширении азота массой 10 г от давления 0, 1 до 0, 05 МПа.

160. При изотермическом процессе объем некоторого идеального газа увеличился в 2 раза, а энтропия возросла на 4, 6 Дж/К. Какое количество газа участвовало в указанном процессе?

5. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №3 «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ»

Таблица 3

161. Три одинаковых заряда 50 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной 6 см. Найти силу, действующую на один из зарядов со стороны двух остальных.

162. На продолжении оси тонкого прямого стержня, равномерно заряженного с линейной плотностью заряда 400 пКл/см, на расстоянии 30 см от конца стержня находиться точечный заряд 20 мкКл. Второй конец стержня уходит в бесконечность. Определить силу взаимодействия стержня и точечного заряда.

163. Четыре одинаковых точечных заряда 20 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной 10 см. Найти силу, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных.

164. На продолжении оси тонкого прямого равномерно заряженного стержня длиной 20 см на расстоянии 10 см от его ближайшего конца находиться точечный заряд 10 нКл. Определить линейную плотность заряда на стержне, если сила взаимодействия стержня и точечного заряда 6 мкН.

165. Поверхностная плотность заряда бесконечно протяженной вертикальной плоскости 200 мкКл/м². К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой 15 г. Определить заряд шарика, если нить образует с плоскостью угол 30º.

166. Две длинные прямые параллельные нити находятся на расстоянии 10 см друг от друга. На нитях равномерно распределены заряды с линейными плотностями 0, 4 и 0, 3 нКл/см. Определить напряженность электрического поля в точке, удаленной от первой нити на расстояние 6см и от второй – на расстояние 8 см.

167. В вершинах правильного шестиугольника со стороной 10 см находятся одинаковые точечные заряды величиной 5 нКл. Найти напряженность и потенциал электростатического поля в центре шестиугольника.

168. Определить напряженность и потенциал электростатического поля, создаваемого зарядом – 3 нКл, равномерно распределенным по тонкому прямому стержню длиной 10 см, в точке лежащей на продолжении оси стержня на расстоянии 10 см от его конца.

169. Две концентрические металлические заряженные сферы радиусами 5 и 10 см несут соответственно заряды 3 и – 1 нКл. Найти напряженность электростатического поля в точках, лежащих от центра сфер на расстояниях 3, 6 и 12 м. Построить график зависимости напряженности и потенциала от расстояния.

170. Два точечных заряда величиной 1 и – 1 нКл находятся на расстоянии 2 см друг от друга. Определить напряженность и потенциал электростатического поля в точке, удаленной от первого и второго заряда на расстояние 3 см.

171. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, равномерно заряженными с поверхностными плотностями заряда 0, 3 и 0, 7 мкКл/м². Определить напряженность поля между пластинами и вне пластин. Найти разность потенциалов между пластинами, если расстояние между ними 4см. Построить график изменения напряженности вдоль линии, перпендикулярной пластинам.

172. Решить предыдущую задачу при условии, что заряд второй пластины отрицательный.

173. На расстоянии 2 см от бесконечно длинной равномерно заряженной нити находить точечный заряд 0, 4 нКл. Под действием сил поля заряд переместился до расстояния 4 см; при этом совершается работа 0, 5 мкДж. Найти линейную плотность заряда нити.

174. Определить работу сил электростатического поля при перемещении точечного заряда -20 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 4 см от сферы радиусом 1см, равномерно заряженной с поверхностной плотностью заряда 3 нКл/см².

175. Под действием сил электростатического поля точечный заряд переместился из точки, находящейся на расстоянии 8 см от бесконечно длинной равномерно заряженной нити в точку, находящуюся на расстоянии 2 см; при этом совершается работа 52 мкДж. Найти величину заряда, если линейная плотность заряда нити 50 нКл/см.

176. Протон влетел в однородное электрическое поле с напряженностью 300 В/см а направлении силовых линий со скоростью 100 км/с. Какой путь должен пройти протон, чтобы его скорость удвоилась?

177. В центре сферы радиусом 30 см находится точечный заряд 10 нКл. Определить поток напряженности через часть сферической поверхности площадью 20 см².

178. Прямоугольная плоская площадка со сторонами 3 и 2 см находится на расстоянии 1 м от точечного заряда 2 мкКл. Площадка ориентирована так, что линии напряженности составляют угол 30⁰ с ее поверхностно. Найти поток через эту площадку.

179. На некотором расстоянии от бесконечной равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 0, 5 нКл/см² расположена круглая пластинка так, что ее плоскость составляет угол 300с силовыми линиями электрического поля. Определить поток напряженности и электрического смещения (индукции) через пластинку, если ее радиус 10 см.

180. Бесконечная плоскость, равномерно заряженная с поверхностной плотностью заряда 5 нКл/см², пересекает сферу по диаметру. Найти поток электрического смещения через сферическую поверхность, если диаметр сферы 4см.

181. Конденсатор электроемкостью 0, 5 мкФ был заряжен до напряжения 350 В. После того как его соединили параллельно со вторым конденсатором, заряженным до напряжения 500 В, напряжение на нем изменилось до 400 В. Вычислить электроемкость второго конденсатора.

182. Коаксиальный электрический кабель состоит из центральной жилы радиусом 1 см и цилиндрической оболочки радиусом 1, 5 см, между которыми находиться изоляция. Вывести формулу для емкости такого кабеля и вычислить электроемкость кабеля длиной 10м, если изоляционным материалом служит резина.

183. Сферический конденсатор состоит из двух тонких концентрических сферических оболочек радиусом 1, 5 и 3см. В пространстве между оболочками находится диэлектрик с диэлектрической проницаемостью 3, 2. Вывести формулу для электроемкости такого конденсатора и вычислить его электроемкость.

184. Определить поверхностную плотность зарядов на пластинах плоского слюдяного конденсатора, заряженного до разности потенциалов 100В, если расстояние между его пластинами 0, 3мм.

185. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 100см² заряжен до разности потенциалов 300В. Определить поверхностную плотность заряда на пластинах, электроемкость и энергию поля конденсатора, если напряженность поля в зазоре между пластинами 60 кВ/м.

186. Плоский слюдяной конденсатор, заряженный до разности потенциалов 600В, обладает энергией 40 мкДж. Площадь пластин состовлет 100см². Определить расстояние между пластинами, напряженность и объемную плотность энергии электрического поля конденсатора.

187. Плоский конденсатор заряжен до разности потенциалов 300В. Расстояние между пластинами 5мм, диэлектрик-стекло. Определить напряженность поля в стекле, поверхностную плотность заряда на пластинах и поверхностную плотность связанных поляризованных зарядов на стекле.

188. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено трансформаторным маслом. Расстояние между пластинами 3мм. Какое напряжение надо подать на пластины этого конденсатора, чтобы поверхностная плотность связанных поляризованных зарядов на масле была 0, 62 нКл/см²?

189. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: слоем слюды толщиной 0, 2 мм и слоем парафинированной бумаги толщиной 0, 1 мм. Определить напряженность поля и падение потенциала в каждом из слоев, если разность потенциалов между обкладками конденсатора 220В.

190. Плоский конденсатор, площадь каждой пластины которого 400см², заполнен двумя слоями диэлектрика: слоем парафинированной бумаги толщиной 0, 2 см и слоем стекла толщиной 0, 3см. Определить разность потенциалов для каждого слоя и электроемкость конденсатора, если разность потенциалов между его обкладками 600 В.

191. При каком внешнем сопротивлении потребляемая мощность будет максимальна, если два одинаковых источника с ЭДС 6В и внутренним сопротивлением 1 Ом каждый соединены последовательно? Чему равна эта мощность?

192. Решить предыдущую задачу для случая, когда источники тока соединены параллельно.

193. ЭДС аккумулятора автомобиля 12 В. При силе тока 3А его КПД 0, 8. Определить внутреннее сопротивление аккумулятора.

194. Два одинаковых источника тока соединены в одном случае последовательно, а в другом – параллельно и замкнуты на внешнее сопротивление 1 Ом. При каком внутреннем сопротивлении источника тока сила тока во внешней цепи будет в обоих случаях одинакова?

195. В проводнике за время 10с при равномерном возрастании силы тока от 0 до 2 А выделилось количество теплоты 6 кДж. Найти сопротивление проводника.

196. При замыкании аккумуляторной батареи на резистор сопротивлением 9 Ом в цепи идет ток силой 1 а. сила тока короткого замыкания равна 10А. какую наибольшую полезную мощность может дать батарея?

197. Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от нуля до некоторого максимального значения за 20с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 4 кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если его сопротивление 6 Ом.

198. По алюминиевому проводу сечением 0, 2 мм² течет ток силой 0, 3 А. Определить силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля.

199. В медном проводнике площадью поперечного сечения 4 мм² и длиной 6 м ежеминутно выделяется количество теплоты 18 Дж. Вычислить напряженность электрического поля, плотность и силу электрического тока в проводнике.

200. сила тока в проводнике сопротивлением 8 Ом за время 10 секунд равномерно возрастает от нуля до 12 А. Определить количество теплоты, выделившейся за это время в проводнике.

201. Мощность, выделяемая во внешней цепи, достигает наибольшего значения 10 Вт при силе тока 5 А. Найти ЭДС источника тока и его внутреннее сопротивление.

202. По двум одинаковым круговым виткам радиусом 6 см, плоскости которых взаимно перпендикулярны, а центры совпадают, текут одинаковые токи силой 3 А. Найти напряженность и индукцию магнитного поля в центре витков.

203. По двум бесконечно длинным параллельным проводам, находящимся на расстоянии 10 см друг от друга в воздухе текут в одном направлении токи силой 20 и 30 А. Определить индукцию магнитного поля в точке лежащей на прямой, соединяющей оба провода, и находящейся на расстоянии 2 см от первого провода.

204. Решить предыдущую задачу при условии, что токи в проводниках текут в противоположных направлениях.

205. По двум длинным параллельным проводам, находящимся на расстоянии 4 см в воздухе, текут в однородном направлении одинаковые токи силой 5А. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в точке удаленного от каждого провода на расстояние 4 см.

206. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в центре проволочной квадратной рамки со стороной 8см, если по рамке проходит ток силой 3А.

207. По двум тонким длинным параллельным проводам, расстояние между которыми 10 см, текут в одном направлении токи силой 3 и 2А. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в точке, удаленной на расстоянии 6 см от первого провода и на расстояние 8 см от второго провода, если провода находятся в воздухе.

208. По проводу, согнутому в виде правильного шестиугольника с длиной стороны 10 см течет ток силой 5 А. Найти напряженность и магнитную индукцию в центре шестиугольника.

209. Бесконечно длинный прямой проводник согнут под прямым углом. По проводнику течет ток силой 2 А. Найти напряженность и магнитную индукцию в точке, расположенной на биссектрисе угла на расстоянии 5 см от сторон проводника.

210. Два бесконечно длинных провода скрещены под прямым углом. Расстояние между проводами равно 10 см. По проводам текут одинаковые токи силой 10 А. Найти индукцию и напряженность магнитного поля в точке, находящейся на середине расстояния между проводами.

211. Прямой провод согнут виде квадрата со стороной 8 см. Какой силы ток надо пропустить по проводнику, чтобы напряженность магнитного поля в точке пересечения диагоналей была 20 А/м?

212. Бесконечно длинный провод образует круговой виток, касательный к проводу, по проводу идет ток силой 3 А. Найти радиус витка, если напряженность магнитного поля в центре витка 20 А/м.

213. В однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл находится прямоугольная рамка длиной 6 см и шириной 2 см, содержащая 100 витков проволоки. Сила тока в рамке 1 А. а плоскость рамки параллельна линиям магнитной индукции. Определить магнитный момент рамки и механический вращающий момент, действующий на рамку.

214. каким образом надо расположить прямой алюминиевый проводник в однородном магнитном горизонтальном магнитном поле с индукцией 50 мТл и какой силы ток надо пропустить по нему, чтобы он находился в равновесии. Радиус проводника 1 мм и плотность алюминия 2, 7-10³ кг/м³?

215. Контур из провода, изогнутый в виде квадрата со стороной 5 см, расположен в одной плоскости с бесконечным прямолинейным проводом с силой тока 4А так, что его две стороны параллельны проводу. Сила тока в контуре 0, 2 А. Определить силу, действующую на контур, если ближайшая к проводу сторона контура находится на расстоянии 5см.

216. Незакрепленный прямой проводник массой 1 г и длиной 8 см по которому течет ток, находится в равновесии в горизонтальном магнитном поле с напряженностью 100 кА/м. Определить силу тока в проводнике, если он перпендикулярен линиям индукции поля.

217. Проволочный виток радиусом 10 см, по которому течет ток силой 2 А, величина которого поддерживается неизменной, свободно установился в однородном магнитн