Физика Севастопольський факультет морського транспорту

Нет ответов
admin
Аватар пользователя admin
Offline
Создано: 20/08/2012

КИЇВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТУ  імені гетьмана П. Конашевича-Сагайдачного

Севастопольський факультет морського транспорту

кафедра гуманітарних та природничих і технічних дисциплін

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

 

ТА ТЕМАТИКА КОНТРОЛЬНИХ РОБІТ

 

з дисципліни

«ФІЗИКА»

 

для студентів 2 курсу заочної форм навчання

 

за напрямом 6.070104 Морський та річковий транспорт

спеціальність  судноводіння

 

 

 

Склав: к.ф.-м.н., доцент Рогова О.В.

 

Розглянуто на засіданні кафедри гуманітарних та

 природничих і технічних дисциплін СФМТ,

протокол № 2 від 10 вересня 2012 р.

 

           

 

 

 

 

 

 

Севастополь – 2012

 

ВАРИАНТ 01

 

ЗАДАЧА 1. Треть пути автомобиль двигался со скоростью υ = 36 км/ч. Остальную часть пути L = 300 м автомобиль проехал за t = 60 с. Определить среднюю скорость движения автомобиля.

 

ЗАДАЧА 2. Два тела, скорости которых взаимно перпендикулярны и равны υ1 = 4 м/с и υ2 = 3 м/с, а масса каждого m = 0,4 кг, сталкиваются, образуя тело массой М = 0,8 кг. Какое количество теплоты выделится в результате абсолютно неупругого удара?

 

ЗАДАЧА 3. Из пружинного пистолета с жёсткостью пружины k = 150 Н/м был выполнен выстрел пулей массой  m = 8 г. Определить скорость v пули  при вылете из пистолета, если пружина была сжата на Dх = 4 см.

 

ЗАДАЧА 4. Шарик массой m = 60 г, привязанный к концу нитки длиной L1 = 1,2 м, вращается с частотой n1 = 2 с-1, опирась на горизонтальную поверхность. Нитка укорачивается, приближая шарик к оси вращения на расстояние L2 = 0,6 м. С какой частотой n2 будет при этом вращаться шарик? Какую  работу А выполнит внешняя сила, укорачивая нитку? Трением шарика о плоскость пренебречь.

 

ЗАДАЧА 5. Каково ускорение свободного падения на поверхности Солнца, если радиус Солнца в 108 раз больше радиуса Земли, а плотность относится к плотности Земли как 1:4?

 

ЗАДАЧА 6.До какой температуры при нормальном атмосферном давлении надо нагреть кислород, чтобы его плотность стала равна плотности азота при нормальных условиях?

 

ЗАДАЧА 7. Два сосуда, наполненных воздухом при давлениях р1 = 0,8 МПа и р2 = 0,6 МПа, имеют объемы  V1 = 3 л и V2 = 6 л. Сосуды соединяют трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с обемами сосудов. Найти установившееся давление с сосудах, если считать процесс изотермическим.

 

ЗАДАЧА 8. Чему равна энергия теплового движения 20 г кислорода при температуре 100С? Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения и какая на долю вращательного?.

 

ЗАДАЧА 9. Во сколько раз увеличился объем водорода  (n = 0,4 моль) при изотермическом расширении если при этом газ получает теплоту Q = 800 Дж? Температура водорода Т = 300 К.

 

ЗАДАЧА 10. Газ, который совершает цикл Карно, получает количество теплоты Q1 = 84 кДж. Какую работу А совершает газ, если температура Т1 нагревателя в три рази выше температуры T2 холодильника?

 

ЗАДАЧА 11. Определить напряженность электрического поля на расстоянии 2·10-8 см от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным.

 

ЗАДАЧА 12. Два заряда по 0,1 мкКл каждый находятся на расстоянии 50 см друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до 5,0 см?

 

ЗАДАЧА 13. Максимальная мощность во внешней цепи равна 12 Вт при силе тока 2 А. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

 

ЗАДАЧА 14. Три сопротивления r1 = 6 Ом, r2 = 3 Ом и r3 = 2 Ом, а также источник с ξ1 = 2,2 В соединены, как показано на рис. Определить ЭДС ξ источника, которое требуется подключить между точками А и В, так, чтобы по проводнику с сопротивлением  r3 шел ток силой І3 = 1 А в направлении, показанном на рисунке стрелкой. Сопротивлением источников тока пренебречь.

 

 

 

 

ВАРИАНТ 02

 

ЗАДАЧА 1. Двое играют в мяч, бросая его друг другу. Какой наибольшей высоты достигает мяч во время игры, если он от одного игрока к другому летит в течение времени 3 с.

 

ЗАДАЧА 2. Ящик с песком массой 5 кг подвешен на нити длиной 4 м. На какой угол отклонится нить, если в ящик ударит пуля массой 9 г, летящая со скоростью 400 м/с?

 

ЗАДАЧА 3. Налетевши на пружинный буфер, вагон массой m = 16 т, который двигался со скоростью υ = 0,6 м/с, остановился, сжав пружины на DL = 8 см. Найти общую жёсткость k пружин буфера.

 

ЗАДАЧА 4. Блок, который имеет форму диска массой m = 0,4 кг, вращается под действием сил натяжения нити, к концам которой подвешены грузики массами m1 = 0,3 кг и m2 = 0,7 кг. Определить силы Т1 и T2 натяжения нити по обе стороны блока.

 

ЗАДАЧА 5. Определить радиус R планеты, у которой на экваторе вес тела на h=20% меньше чем на полюсе. Масса планеты М=6·1024 кг, сутки на ней составляют Т=24 часа..

 

ЗАДАЧА 6. В баллоне находится газ при температуре T1=350 К. До какой температуры T2 надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза?

 

ЗАДАЧА 7. Определить плотность r водяного пара, который находится под давлением р = 2,5 кПа при температуре Т = 250 К.

 

ЗАДАЧА 8. Одноатомный газ при нормальних условиях занимает объем V = 5 л. Вычислить теплоемкость СV этого газа при постянном объеме.

 

ЗАДАЧА 9. В баллоне при температуре Т1 = 145 К и давлении р1 = 2 МПа находится кислород. Определить температуру Т2 и давление р2 кислорода после того, как из баллона была очень быстро выпущена половина газу.

 

ЗАДАЧА 10. Совершая прямой цикл Карно, газ отдал холодильнику 0,25 теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру Тх холодильника, если температура нагревателя Tн=500 К.

 

ЗАДАЧА 11. Два положительных точечных заряда Q і 9Q закреплены на расстоянии L = 100 см один от другого. Определить, в какой точке на прямой, которая проходит через заряди, следует поместить третий заряд так, чтобы от находился в равновесии.

 

ЗАДАЧА 12. Протон, начальная скорость которого = 2×105 м/с, влетает в однородное электрическое поле (Е = 300 В/см) так, что вектор скорости совпал с направлением линий напряженности. Какой путь должен пройти протон в направлении линий поля, чтобы его скорость удвоилась?

 

ЗАДАЧА 13. В проводнике за время τ = 10 с при равномерно возрастании силы тока от I1 = 1,5 А до I2 = 3 А выделилось количество теплоты Q = 15 кДж. Найти сопротивление R проводника.

 

ЗАДАЧА 14. Определить разность потенциалов между точками А и В (см. рис.), если ξ1 = 8 В, ξ2 = 6 В, r1 = 4 Ом, r2 = 6 Ом, r3 = 8 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 03

 

ЗАДАЧА 1. Тело массой 2 кг движется прямолинейно со скоростью, зависимость которой от времени выражается уравнением =6t2+10t. Определить путь, пройденный телом за 5 секунд, и силу, действующую на тело в конце пятой секунды.

 

ЗАДАЧА 2. На железнодорожной платформе, движущейся по инерции со скоростью o=3 км/ч, укреплено орудие. Масса платформы с орудием M=10 т. Ствол орудия направлен в сторону движения платформы. Снаряд массой m=10 кг вылетает из ствола под углом a=60° к горизонту. Определить скорость  снаряда (относительно Земли), если после выстрела скорость платформы уменьшилась в n=2 раза.

 

ЗАДАЧА 3. Определить импульс , полученный стенкой при ударе о нее шарика массой m=300 г, если шарик двигался со скоростью =90 м/с под углом a=60° к плоскости стенки. Удар о стенку считать упругим.

 

ЗАДАЧА 4. Горизонтальная платформа массой m1=150 кг вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через центр платформы с частотой n = 8 мин -1. Человек массой m2=70 кг стоит при этом на краю платформы. С какой угловой скоростью w начнет вращаться платформа, если человек перейдет от края платформы к ее центру? Считать платформу круглым, однородным диском, а человека – материальной точкой.

 

ЗАДАЧА 5. Шар катится без скольжения по горизонтальной поверхности. Полная кинетическая энергия шара T=14 Дж. Определить кинетическую энергию поступательного и вращательного движения.

 

ЗАДАЧА 6. Материальная точка массой m=5 г совершает гармонические колебания с частотой n=0,5 c-1. Амплитуда колебаний А=0,03 м. Определить скорость точки в момент, когда смещение ее равно х=1,5 см.

 

ЗАДАЧА 7. Найти кинетическую энергию Ек вращательного движения всех молекул кислорода массой m=5 г при температуре t=65°C..

 

ЗАДАЧА 8. В закрытом сосуде находится смесь азота массой m1=56 г и кислорода массой m2=64 г. Определить изменение внутренней энергии смеси, если ее охладили на Dt=20°С.

 

ЗАДАЧА 9. Определить работу A, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты Q = 21 кДж. Найти также изменение DU внутренней энергии газа.

 

ЗАДАЧА 10. Определить изменение энтропии при изобарном нагревании азота массой m=0,1 кг от температуры t1=17°С до t2=100°С.

 

ЗАДАЧА 11. Три одинаковых точечных заряда q1=q2=q3=2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со сторонами a=10 см. Определить модуль и направление силы , действующей на один из зарядов со стороны двух других.

 

ЗАДАЧА 12. Точечный заряд q = 10-8 Кл находится на расстоянии l = 50 см от поверхности шара радиусом R = 9 см  и  заряженного до потенциала φш = 25 кВ. Какую работу надо совершить для уменьшения расстояния между шаром и зарядом до l2 = 20 см?

 

ЗАДАЧА 13. Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I=I0sinwt. Найти заряд q, проходящий через поперечное сечение проводника за время t, равное половине периода T, если начальная сила тока I0 = 10 А, циклическая частота  ω=50p с-1.

 

ЗАДАЧА 14. ЗАДАЧА 14. Определить силу тока в каждом элементе и напряжение на зажимах реостата  (см.рис.), если  ξ1 = 2 В,  r1 = 1 Ом,  ξ2 = 6 В, r2 = 1 Ом, r = 200 м.

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 04

 

ЗАДАЧА 1. Тело брошено под углом a=30° к горизонту со скоростью о=30 м/с. Каковы будут нормальное аn и тангенциальное at ускорения тела через время t=1 с после начала движения? Сопротивление воздуха не учитывать.

 

ЗАДАЧА 2. . На сколько переместится относительно берега лодка длиной l=3,5 м и массой m1=200 кг, если стоящий на корме человек массой m2=80 кг переместится на нос лодки? Считать лодку расположенной перпендикулярно берегу.

 

ЗАДАЧА 3. С тележки, свободно движущейся по горизонтальному пути со скоростью 1=3 м/с, в сторону, противоположную движению тележки, прыгает человек, после чего скорость тележки изменилась и стала равной u1=4 м/с. Определить горизонтальную составляющую скорости человека при прыжке относительно тележки. Масса тележки m1=210 кг, масса человека m2=70 кг.

 

ЗАДАЧА 4. Горизонтальная платформа массой m=25 кг и радиусом R=0.8 м вращается с частотой n1=18 мин -1 В центре платформы стоит человек и держит в расставленных руках гири. Считая платформу диском, определить частоту вращения платформы, если человек, опустив руки, уменьшит свой момент инерции от I1=3,5 кгּм2 до I2= 1 кгּм2.

 

ЗАДАЧА 5. Из бесконечности на поверхность Земли падает метеорит массой m=30 кг. Определить работу А сил гравитационного поля Земли при этом. Ускорение свободного падения g у поверхности Земли и ее радиус R считать известными.

 

ЗАДАЧА 6. Тело массой m=0,02 кг совершает гармонические колебания с амплитудой А=0,05 м и частотой n = 10 c-1, начальная фаза колебания равна нулю. Определить полную энергию колеблющегося тела и максимальную силу, действующую на тело. Написать уравнение гармонического колебания.?

 

ЗАДАЧА 7. В пустой сосуд, объем которого V=5 л, впустили V1=3 дм3 азота под давлением p1=250 кПа и V2=4 дм3 водорода под давлением p2=50кПа. Найти давление образовавшейся смеси.

 

ЗАДАЧА 8. Идеальный газ при давлении p=0,4 МПа и температуре Т=350 К занимает объем V=300 л. Определить показатель адиабаты g идеального газа, если теплоемкость этого газа при постоянном объеме СV=857 Дж/К.

 

ЗАДАЧА 9. Определить работу, совершенную кислородом в результате изобарического расширения, если при этом затрачена теплота Q = 35 кДж.

 

ЗАДАЧА 10. Совершая прямой цикл Карно, газ отдал холодильнику 0,25 теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру Тх холодильника, если температура нагревателя Tн=500 К.

 

ЗАДАЧА 11. Пылинка, заряд которой q = 6,4×10-18 Кл, масса m = 10-14 кг, удерживается в равновесии в плоском конденсаторе с расстоянием между обкладками d = 4 мм. Определить разность потенциалов U между обкладками.

 

ЗАДАЧА 12. Найти количество теплоты Q, выделившееся при соединении одноименно заряженных обкладок конденсаторов С1 с зарядом q = 40ּ10-8 Кл и С2 емкостью 0,05 мкФ. Разности потенциалов между обкладками конденсаторов U1 = 120 В и U2 = 50 В.

 

ЗАДАЧА 13. Определите силу тока Iк.з. короткого замыкания источника ЭДС, если при внешнем сопротивлении R1 = 10 Ом сила тока в цепи I1 = 0,4 A, а при внешнем сопротивлении R2 = 25 Ом сила тока в цепи I2 = 0,2 A.

 

ЗАДАЧА 14. Три сопротивления r1 = 6 Ом, r2 = 3 Ом и r3 = 2 Ом, а также источник с ξ1 = 2,2 В соединены, как показано на рис. Определить ЭДС ξ источника, которое требуется подключить между точками А и В, так, чтобы по проводнику с сопротивлением  r3 шел ток силой І3 = 1 А в направлении, показанном на рисунке стрелкой. Сопротивлением источников тока пренебречь.

 

 

 

 

ВАРИАНТ 05

 

ЗАДАЧА 1.Точка вращается по окружности радиусом R = 1,2 м. Уравнение движения точки имеет вид j = Аt + Вt3, де А = 0,5 рад/с; В = 0,2 рад/с3. Определить тангенциальное  аt, нормальное an и полное а ускорения точки в момент времени і = 4 с.

 

ЗАДАЧА 2. В деревянный шар массой m1 = 8 кг, который подвешен на нити длиной L = 1,8 м, попадает пуля массой m2 = 4 г, которая летит горизонтально. Найти начальную скорость пули, если после соударения нить отклонилась от вертикали на угол  a = 3°? Размером шара пренебречь. Удар считать прямым, центральным.

 

ЗАДАЧА 3. Определить работу, совершаемую при растяжении двух соединенных последовательно пружин жесткостями k1 = 400 Н/м и k2 = 250 Н/м, если первая пружина при этом растянулась на DL = 2 см.

 

ЗАДАЧА 4. Определить скорость поступательного движения сплошного цилиндра, который скатился с наклонной плоскости высотой h = 20 см.

 

ЗАДАЧА 5. На краю платформы в виде диска диаметром D = 2 м, которая вращается по инерции вокруг вертикальной оси с частотой  n1 = 8 мин-1, стоит человек массой m1 = 70 кг. Когда человек перешел в центр платформы, она стала вращаться с частотой n2 = 10мин-1. Определить массу m2 платформы. Момент инерции человека рассчитывать, как для материальной точки.

 

ЗАДАЧА 6. Определить количество вещества υ и число молекул  N кислорода массой m = 0,5 кг.

 

ЗАДАЧА 7. Баллон объемом V = 20 л заполнен азотом. Температура азоту равна  400 К. После использования части азота, давление в баллоне понизилось на  Dр = 200 кПа. Найти массу использованного азота. Процесс считать изотермическим.

 

ЗАДАЧА 8. Определить показатель адиабаты  g  идеального газа, который при температуре  Т = 350 К и давлении р = 0,4 МПа занимает объем V = 300 л и имеет теплоёмкость СV = 857 Дж/К.

 

ЗАДАЧА 9. При адиабатическом сжатии давление кислорода было увеличено от  р1 = 50 кПа до р2 = 0,5 МПа. Потом при неизменном объеме температура кислорода была снижена до начальной. Определить давление газа  р3 в конце процесса.

 

ЗАДАЧА 10. Определить работу А2 изотермического сжатия газа, который выполняет  цикл Карнo, к.п.д. которого h = 0,4, если работа изотермического расширения равна  А1 = 8 Дж.

 

ЗАДАЧА 11. Точечные заряды Q1 = 20 мкКл и Q2 = -10 мкКл находятся на расстоянии d = 5 см один от другого. Определить напряженность поля в точке, которая находится на расстоянии  r1 = 3 см от первого и r2 = 4 см от второго заряда. Определить также силу F, которая действует в этой точке на точечный заряд  Q = 1 мкКл.

 

ЗАДАЧА 12. Пылинка массой m = 20 мкг, которая несет на себе заряд  Q = 40 нКл, влетела в электрическое поле по направлению силовых линий. После прохождения разности потенциалов U = 200 В пылинка имела скорость  υ = 10 м/с. Определить скорость  υ0 пылинки до того, как она  влетела в поле.

 

ЗАДАЧА 13. Катушка и амперметр соединены последовательно и подключены к сопротивлению r = 4 кОм. Амперметр показывает силу тока І = 0,3 А, вольтметр – напряжение U = 120 В. Определить сопротивление катушки. Сколько процентов составляет ошибка, если при определении сопротивления катушки не учитывать сопротивление вольтметра?

 

ЗАДАЧА 14. Прибор с сопротивлением  r = 6 Ом подключен к двум параллельно соединенным источникам тока с ЭДС ξ1 = 2,2 В и  ξ2 = 2,4 В и внутренним сопротивлением r1 = 0,8 Ом и r2 = 0,2 Ом. Определить силу тока в этом приборе и напряжение на зажимах второго источника тока.

 

ВАРИАНТ 06

 

ЗАДАЧА 1. Определить скорость v  и полное ускорение а точки в момент времени  t = 2с,если она движется по кругу радиусом R = 1 м соответственно уравнению движения  ξ = Аt + Вt3, где    А = 8 м/с; В = -1 м/с3ξ – криволинейная  координата, которая остчитывается от некоторой точки, принятой за начало отсчета вдоль по окружности.

 

ЗАДАЧА 2. По небольшому куску мягкого железа, который лежит на наковальне массою       m1 = 300 кг, бьет молот массой m2 = 8 кг. Определить КПД η удара, если удар неупругий. Полезной считать энергию, которая пошла на деформация железа.

 

ЗАДАЧА 3. Из ствола автоматического пистолета вылетела пуля массой m1 = 10 г со скоростью υ = 300 м/с. Затвор пистолета массой т2 = 200 г прижимается к стволу пружиной, жесткость которой k = 25 кН/м. На какое расстояние отойдет затвор после выстрела? Считать, что пистолет жёстко закреплен.

 

ЗАДАЧА 4. Тонкостенный цилиндр диаметром основания D = 30 см и массой  m = 12 кг вращается соответственно уравнению  φ = А + Вt + Сt, где А = 4 рад; В = -2 рад/с; С = 0,2 рад/с3. Определить действующий на цилиндр момент сил М в момент времени t = 3 с.

 

ЗАДАЧА 5. На конце неподвижной скамьи  Жуковского диаметром D = 0,8 м и массой m1 = 6 кг стоит человек массой m2 = 60 кг. С какой угловой скоростью начнет вращаться скамья, если человек поймает мяч, который летит со скоростью υ = 5 м/с на расстоянии r = 0,4 м от оси. Масса мяча m = 0,5 кг? Траекторию мяча считать горизонтальной.

 

ЗАДАЧА 6. Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества n = 0,2 моль; 2) массой m = 1 г?

 

ЗАДАЧА 7. В баллоне объёмом V = 15 л находится аргон под давлением р1 = 600 кПа при температуре Т1 = 300 К. Когда из баллона взяли некоторое количество аргона, давление в баллоне снизилось до р2 = 400 кПа, а температура стала Т2 = 260 К. Определить массу m аргона, взятого из баллона.

 

ЗАДАЧА 8. Определить относительную молекулярную массу Мr и молярную массу m  газу, если разница его удельных теплоемкостей СP – С= 2,08 кДж/(кг × К).

 

ЗАДАЧА 9. Кислород массой m = 200 г занимает объём V1 = 100 л и находится под давлением  р1 = 200 кПа. При нагревании газ расширился при постоянному давлении до объём V2 = 300 л, а потом его давление возросло до р3 = 500 кПа при неизменному объёме. Найти изменение внутренней энергии DU газа, Совершенную газом  работу А, и теплоту Q, которая передана газу. Построить график процесса.

 

ЗАДАЧА 10. Газ, который совершает цикл Карнo, отдал холодильнику количество теплоты Q2 = 14 кДж. Определить температуру Т1 нагревателя, если температура холодильника  T2 = 280 К, а полезная работа, совершаемая за цикл А = 6 кДж.

 

ЗАДАЧА 11. Три одинаковых точечных заряда Q1 = Q2 = Q3 = 2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а = 10 см. Определить величину и направление силы F, которая действует на один из зарядов со стороны двух других.

 

ЗАДАЧА 12. Электрон, который имеет кинетическую энергию Т = 10 еВ, влетает в  однородное электрическое поле по направлению силовых линий поля. Какую скорость будет иметь электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов U = 8 В?

 

ЗАДАЧА 13. ЭДС батареи ξ = 80 В, внутреннее сопротивление r1 = 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р = 100 Вт. Определить силу тока I  в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепи, и сопротивление внешней цепи r.

 

ЗАДАЧА 14. Определить силу тока в каждом элементе и напряжение на зажимах реостата  (см.рис.), если  ξ1 = 2 В,  r1 = 1 Ом,  ξ2 = 6 В, r2 = 1 Ом, r = 200 м.

 

 

 

 

ВАРИАНТ 07

 

ЗАДАЧА 1. По прямой линии движутся две материальные точки согласно уравнениям: х1 = А1 + В1t + С1t2 и x2 = А2 + В2t + С2t2, где А1 = 10 м; В1 = 1 м/с; С1 = -2 м/с2; А2 =3 м; В2 = 2 м/с; С2 = 0,2 м/с2. Определить, в какой момент времени скорости этих точекбудут одинаковы? Найти ускорения  а1 и а2 этих точек в момент t = 3 с.

 

ЗАДАЧА 2. На тележке, которая свободно двигается по горизонтали со скоростью υ1 = 3 м/с, находится человек. Человек прыгает в сторону, противоположную движению тележки под углом 300 к горизонтали. После прыжка скорость возка изменилась и стала равна  u1 = 4 м/с. Определить скорость u2 человека при прыжке относительно тележки. Масса тележки m1 = 210 кг, масса человека m2 = 70 кг.

 

ЗАДАЧА 3. Шар массой m1 = 1 кг, движущийся со скоростью  υ1 = 4 м/с, сталкивается с шаром массой m2 = 2 кг, который движется навстречу со скоростью υ2 = 3 м/с. Найти скорость шаров  u1 и u2 после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.

 

ЗАДАЧА 4. Пружина жёсткостью k = 500 Н/м сжата силой F = 100 Н. Определить работу А внешней силы, дополнительно сжимающей эту пружину еще на Δl = 2 см.

 

ЗАДАЧА 5. Человек стоит на скамье Жуковского и держит в руках стержень вертикально вдоль оси вращения скамьи. Стержень служит осью вращения колеса, расположенного на его верхнем конце. Скамья неподвижна, колесо вращается с частотой n1 = 15 с-1.  С какой угловой скоростью ω2 будет вращаться скамья, если человек повернет стержень на угол  φ = 180° и колесо окажется внизу? Суммарный момент инерции человека и скамьи J = 8 кг ּ м2, радиус колеса R = 25 см. Массу колеса m = 2,5 кг можно считать равномерно распределенной по ободу. Считать, что центр масс человека с колесом находятся на оси платформы.

 

ЗАДАЧА 6. Вода при температуре t = 4°С занимает объём V = 1 см3. Определить количество жидкости ν и число N молекул воды.

 

ЗАДАЧА 7. Два сосуда одинакового объёма содержат кислород. В одном сосуде давление  р1 = 2 МПа и температура Т1 = 800 К, в другом р2 = 2,5 МПа, температура Т2 = 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили содержащийся в них кислород до температури Т = 200 К. Определить установившееся в сосудах давление  тиск р.

 

ЗАДАЧА 8. Определить относительную молекулярную массу Мк и молярную массу μ газа, если разнице его удельных теплоемкостей СP – СV = 2,08 кДж/(кг ּК).

 

ЗАДАЧА 9. Объём водорода при изотермичном расширении увеличился в n = 3 раза. Определить роботу А, которая выполнена газом, и теплоту Q полученную им при этом.

 

ЗАДАЧА 10. Газ, который служит рабочим телом в цикле Карнo, получил от нагревателя  теплоту Q1 = 4,38 кДж и выполнил работу А = 2,4 кДж. Определить температуру нагревателя, если температура холодильника  T2 = 273 К.

 

ЗАДАЧА 11. Точечные заряды Q1 = -20 мкКл и Q2 = -10 мкКл находятся на расстоянии d = 5 см один от другого. Определить напряженность поля в точке, которая находится на расстоянии  r1 = 3 см от первого и r2 = 4 см от второго заряда. Определить также силу F, которая действует в этой точке на точечный заряд  Q = 1 мкКл.

 

ЗАДАЧА 12. Найти соотношения скоростей ионов Сu++ и К+. , которые прошли одинаковую ускоряющую разницу потенциалов.

                          

ЗАДАЧА 13. От батареи, ЭДС которой ξ = 600 В необходимо передать энергию на расстояние L = 1 км. Мощность потребителя Р = 5 кВт. Найти минимальные потери мощности в передающих проводах, если они изготовлены из медного двойного провода диаметром d = 0,5 см.

 

ЗАДАЧА 14. Определить силу тока на всех участках электрической цепи (см. рис.), если ξ1 = 8 В,  ξ2 = 12 В, r1 = 1 Ом, r2 = 1 Ом, r3 = 4 Ом, r4 = 2 Ом. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.

 

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 08

 

ЗАДАЧА 1. Определить полное ускорение а в момент t = 3 с точки, которая находится на ободе колеса радиусом R = 0,5 м. Колесо вращается соответственно уравнению j = Аt + Вt3 , где  А = 2 рад/с; В = 0,2 рад/с3.

 

ЗАДАЧА 2. Пушка, жестко закрепленная на железнодорожной платформе, совершает выстрел вдоль полотна железной дороги под углом a = 30° к горизонту. Определить скорость u2 отката платформы, если снаряд вылетает со скоростью  u1 = 480 м/с. Масса платформы с пушкой и снарядом m = 18 т, масса снаряда m1 = 60 кг.

 

ЗАДАЧА 3. Две пружины жёсткостью k1 = 0,5 кН/м и k2 = 1 кН/м закреплены параллельно. Определить потенциальную энергию П данной системы при абсолютной деформации DL = 4 см.

 

ЗАДАЧА 4. Нитка и привязанными к ее концам грузами массами m1 = 50 г и m2 = 60 г перекинута через блок диаметром D = 4 см. Определить момент инерции блока, если под действием силы тяжести он приобрел угловое ускорение e = 1,5 рад/с2.

 

ЗАДАЧА 5. На скамье Жуковского стоит человек и держит в руках стержень вертикально. Скамья с человеком вращается с угловой скоростью w1 = 4 рад/с. С какой угловой скоростью w2 будет вращаться скамья с человеком, если повернуть стержень так, чтобы он занял горизонтальное положение? Суммарный момент инерции человека и скамьи J =5 кг × м2. Длина стержня L = 1,8 м, его масса т = 6 кг. Считать, что центр масс стержня с человеком находятся на оси платформы.

 

ЗАДАЧА 6. Найти молярную массу m и массу mм одной молекулы кухонной соли.

 

ЗАДАЧА 7. Рассчитать плотность r азота, который находится в баллоне под давлением р = 2 МПа при температуре Т = 400 К.

 

ЗАДАЧА 8. В сосуде объёмом V = 6 л находится при нормальних условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость СV этого газа при постоянном объёме.

 

ЗАДАЧА 9. Водород массой 40 г при температуре Т = 300 К, адиабатично расширился, увеличив объём в n1 = 3 раза. Потом при изотермическом сжатии объём  газа уменьшился в n2 = 2 раза. Определить полную работу А, которая выполнена газом, и конечную температуру газу.

 

ЗАДАЧА 10. Газ, который выполняет цикл Карно, отдал холодильнику 67% теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру Т2 холодильника, если температура нагревателя Т1 = 430 К.

 

ЗАДАЧА 11. Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол a. Шарики опускают в масло. Какова плотность r0 масла, если угол расхождения ниток при опускании шариков в масло остается неизменным? Плотность материала шариков r = 1,5 × 103 кг/м3,  диэлектрическая проницаемость масла e = 2,2.

 

ЗАДАЧА 12. Электрон с энергией Т = 400 эВ (в бесконечности) движется вдоль силовых линий в направлении поверхности металлической заряженной сферы радиусом R = 10 см. Определить минимальное расстояние а, на которое приблизится электрон к поверхности  сферы, если ее заряд Q = -10 нКл.

 

ЗАДАЧА 13. Определить число электронов, которые проходят за секунду через единицу площади поперечного сечения железного стержня длиной l = 20 м при напряжении на его концах U = 16 В.

 

ЗАДАЧА 14. Два источника тока с ξ1 = 12 В и внутренним сопротивлением r1 = 4 Ом и ξ2 = 8 В и внутренним сопротивлением r2 = 2 Ом соединены, как показано на рисунке. Определить силу тока в проводнике и источниках тока.

 

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 09

 

ЗАДАЧА 1. Диск радиусом R = 0,2 м вращается соответственно уравнению j = А + Вt + Сt3, где А = 3 рад; В = -1 рад/с; С = 0,1 рад/с3. Определить тангенциальное аt , нормальное an и полное а ускорения точек на ободе диска для момента времени t = 10 c.

 

ЗАДАЧА 2. На полу стоит тележка в виде длинной доски, которая снабжена легкими колесами. На одном конце доски стоит человек.  Масса человека m1 = 60 кг, масса доски   m2 = 20 кг. С какой скоростью u (относительно пола) будет двигаться тележка, если человек пойдет вдоль нее со скоростью (относительно доски) υ = 1 м/с? Массою колес пренебречь, трение не учитывать.

 

ЗАДАЧА 3. Какую необходимо выполнить работу А, чтобы пружину жёсткостью  k = 800 Н/м, сжатую на х = 6 см, дополнительно сжать на Dх = 8 см?

 

ЗАДАЧА 4. Определить скорость поступательного движения сплошного цилиндра, который скатился с наклонной площади высотой h = 20 см.

 

ЗАДАЧА 5. На конце неподвижной скамьи Жуковского диаметром D = 1 м и массою m1 = 5 кг стоит человек массою т2 = 70 кг. С какой угловой скоростью начнет вращаться скамья, если человек поймает мяч массою m = 0,8 кг? Траектория мяча горизонтальна и проходит на расстоянии r  = 0,3 м от оси скамьи. Скорость мяча υ = 6 м/с.

 

ЗАДАЧА 6. В баллоне объёмом V = 3 л содержится кислород массой m = 10 г. Определить концентрацию n молекул газа.

 

ЗАДАЧА 7. В баллоне объёмом V = 40 л содержится кислород. Температура кислорода Т = 300 К. После того, как истратили часть кислорода, давление в баллоне снизилось на Dр = 100 кПа. Определить массу потраченного кислорода. Процесс считать изотермическим.

 

ЗАДАЧА 8. Трехатомный газ под давлением р = 240 кПа при температуре 20°С занимает объём V = 5 л. Определить теплоемкость СР этого газа при постоянном давлении.

 

ЗАДАЧА 9. Кислород массою m = 250 г при  температуре Т1 = 200 К, был адиабатически сжат. При этом была совершена работа А = 25 кДж. Определить конечную температуру Т газа.

 

ЗАДАЧА 10. Газ, который является рабочим телом в цикле Карно, получил от нагревателя количество теплоты Q1 = 4,38 кДж и совершил работу А = 2,4 кДж. Определить температуру нагревателя, если температура холодильника Т2  = 273 К.

 

ЗАДАЧА 11. Четыре одинаковых заряда Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = 40 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см. Найти силу F, которая действует на один из этих зарядов со стороны трех остальных.

 

ЗАДАЧА 12. Электрон, прошедший в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость v = 10 м/с. Расстояние между пластинами d = 8 мм. Найти: 1) разницу потенциалов между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда s на пластинах.

 

ЗАДАЧА 13. ЭДС батареи, ξ  = 24 В. Hаибольшая сила тока, которую может дать батарея Imax = 10 А. Определить максимальную мощность Рmах, которая может быть выделена на внешнем участке цепи.

 

ЗАДАЧА 14. Две батареи (ξ1 = 12 В, r1 = 2 Ом, ξ2 = 24 В, r2 = 6 Ом) и проводник сопротивлением r = 16 Ом соединены, как показано на рис. Определить силу тока в батареях и проводнике.

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 10

 

ЗАДАЧА 1. Материальная точка движется прямолинейно. Уравнение движения имеет вид X = Аt + Вt3 где А = 3 м/с; В = 0,06 м/с3. Найти скорость v и ускорение а точки в моменты времени  t1 = 0 и t2 = 3 с. Каково среднее значение скорости  < υx > и ускорения  < ax > за первые 5 с движения?

 

ЗАДАЧА 2. Шар массою m1 = 5 кг движется со скоростью υ1 = 1 м/с и сталкивается с другим шаром, который находился в состоянии покоя массою m2 = 2 кг. Определить скорости u1 и u2 шаров после удара. Шары считать однородными, абсолютно упругими, удар – прямым, центральным.

 

ЗАДАЧА 3. Из ствола автоматического пистолета вылетела пуля массою m1 = 10 г со скоростью υ = 400 м/с. Затвор пистолета массою m2 = 350 г прижимается к стволу пружиной, коэффициент упругости которой  k = 50 кНм. На какое расстояние отойдет затвор после выстрела? Считать, что пистолет жестко закреплен на опоре.

 

ЗАДАЧА 4. На обод маховика диаметром D = 50 см намотан шнур, к концу которого привязан груз массою m = 1,5 кг. Определить момент инерции J маховика, если он, вращаясь равноускоренно по действием веса груза за время t = 3 с приобрел угловую скорость ω = 12 рад/с.

 

ЗАДАЧА 5. На краю дископодобной платформы диаметром D = 2 м, которая вращается по инерции вокруг вертикальной оси с частотой n1 = 8 мин-1, стоит человек массой m1 = 70 кг. Когда человек перешел в центр платформы, последняя стала вращаться с частотой n2 = 10 мин-1. Найти массу т2 платформы. Момент инерции человека рассчитать как для материальной точки.

 

ЗАДАЧА 6. Определить количество вещества n  водорода, который заполняет сосуд объёмом V = 3 л, если концентрация молекул газу в сосуде n = 2 × 1018 м-3.

 

ЗАДАЧА 7. Найти плотность r  углекислого газа при температуре Т = 400 К и давлении р = 2МПа.

 

ЗАДАЧА 8. Рассчитать удельные теплоемкости газа, если его молярная масса m = 4 × 10-3 кг/моль и отношение теплоемкостей СРV = 1,67.

 

ЗАДАЧА 9. Водород массою m = 40 г, который имел температуру Т=300 К, адиабатически расширился, увеличив объем в  n1 = 2 раза. Потом, при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в n2 = 3 рази. Изобразить графики процессов, определить полную работу А, которая совершена газом, и его конечную температуру Т .

 

ЗАДАЧА 10. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура Т1 нагревателя равна 500 К, температура холодильника Т2 = 250 К. Определить термический КПД h цикла, а также работу А1, которая выполняется рабочим веществом  при  изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершается работа А2 = 70 Дж.

 

ЗАДАЧА 11. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряди Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = 8 ×   10-10 Кл. Какой отрицательный заряд Q треба поместить в центр квадрата, для того, чтобы система находилась в равновесии?

 

ЗАДАЧА 12. Пылинка массою m = 5 нг, которая несет на себе  N = 10 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов U = 1 МВ. Какова кинетическая энергия Т пылинки? Какую скорость V  приобрела пылинка?

 

ЗАДАЧА 13. При внешнем сопротивлении R1 = 8 Ом сила тока в цепи I1 = 0,8 А, при сопротивлении R2 = 15 Ом сила тока  І2 = 0,5 А. Определить силу тока Ік.з., короткого замыкания источника тока.

 

ЗАДАЧА 14. Три сопротивления r1 = 6 Ом, r2 = 3 Ом и r3 = 2 Ом, а также источник с  ξ1 = 2,2 В соединены, как показано на рис. Определить ЭДС ξ источника, который необходимо подключить в цепь между точками А и В, так чтобы в проводнике сопротивлением r3 шел ток силой І3 = 1 А в направлении, показанном стрелкой. Сопротивлением источников тока пренебречь.

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 11

 

ЗАДАЧА 1. Точка вращается по окружности радиусом R = 8 м. В некоторый момент времени нормальное ускорение точки an = 4 м/с2, вектор полного ускорения  составляет в этот момент с вектором нормального ускорения  угол a = 600. Найти скорость v и  тангенциальное ускорения аt точки.

 

ЗАДАЧА 2. Две одинаковых лодки массами m = 200 кг каждая (вместе с человеком и грузами, которые находятся в лодках) движутся параллельными курсами  один на встречу другому с одинаковыми скоростями υ = 1 м/с. Когда лодки поравнялись, то с первой лодки на вторую, и со второй на первую одновременно перекидывают груз массой m1 = 20 кг. Определить скорости u1 и u2 лодок после перекидывания грузов.

 

ЗАДАЧА 3.   Пружина жесткостью k = 800 Н/м массой m =400 г падает на землю с высоты h = 5,0 м. На сколько сожмется пружина, если при ударе ее ось остается вертикальной?

 

ЗАДАЧА 4. Платформа в виде диска диаметром D = 3 м и массой m1 = 180 кг может вращаться вокруг вертикальной оси. С какой угловой скоростью w1 будет вращаться эта платформа, если по ее краю пойдет человек массой m2 = 70 кг со скоростью υ = 1,8 м/с относительно платформы?

 

ЗАДАЧА 5. При какой продолжительности суток теля на экваторе Земли весили бы в два раза меньше, чем на полюсе?

 

ЗАДАЧА 6. Определить массу mм одной молекулы углекислого газа.

 

ЗАДАЧА 7. Определить относительную молекулярную массу Мг газа, если при температуре Т = 154 К и давлении р = 2,8 МПа он имеет плотность r = 2,8 кг/м3.

 

ЗАДАЧА 8. Определить молярные теплоёмкости газа, если его удельные теплоёмкости СV = 10,4 кДж/(кг × К) і СP = 14,6 кДж/(кг × К).

 

ЗАДАЧА 9. Азот массой m = 0,1 кг был изобарнo нагрет от  температуры Т1 = 200 К до температуры T2 = 400 К. Определить работу А, которая выполнена газом, полученную им теплоту Q и изменение внутренней энергии DU.

 

ЗАДАЧА 10. Во сколько раз увеличится КПД  h цикла Карнo при повышении температури нагревателя от  Т1 = 380 К до T2 = 560 К? Температура холодильника Т3 = 280 К.

 

ЗАДАЧА 11. На расстоянии d1 = 20 см находятся два точечных заряда Q1 = -50 нКл и Q2 = 100 нКл. Определить силу F, которая действует на заряд Q3 = -10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние d2 = 30 см.

 

ЗАДАЧА 12. Ион атома лития Li+ прошел ускоряющую разность потенциалов U1 = 400 В, ион атому натрия Na+ – разницу потенциалов U2 = 300 В. Найти отношение скоростей этих ионов.

 

ЗАДАЧА 13. В сеть с напряжением U = 100 В включили катушку с сопротивлением r = 2 кОм и вольтметр, которые соединены последовательно. Показания вольтметра U1 = 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U2 = 60 В. Определить сопротивление второй катушки.

 

ЗАДАЧА 14. Определить разность потенциалов между точками А и В (см. рис.), если ξ1 = 8 В, ξ2 = 6 В, r1 = 4 Ом, r2 = 6 Ом, r3 = 8 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.

 

 

 

 

ВАРИАНТ 12

 

ЗАДАЧА 1. Точка движется по прямой соответственно уравнению  х = Аt + Вt3, где А = 6 м/с; В = -0,125 м/с3 . Определить середнюю скорость  < v > точки в интервале времени от t1 = 2 с до t2 = 6 с.

 

ЗАДАЧА 2. Шар массой m1 = 4 кг движется со скоростью  υ1 = 5 м/с и сталкивается с шаром массой m2= 6 кг, который движется навстречу со скоростью  υ = 2 м/с. Считая удар прямым, центральным, а шары однородными, абсолютно упругими, найти их скорости после удара.

 

ЗАДАЧА 3. Если на верхний конец вертикально расположенной спиральной пружины положить груз, то пружина сожмется на DL = 3 мм. На сколько сожмет пружину тот же самый груз, если упадет на конец пружины с высоты h = 8 см?

 

ЗАДАЧА 4. По горизонтальной плоской поверхности катится диск со скоростью υ = 8 м/с. Определить коэффициент сопротивление, если диск, будучи представленным самому себе, остановился, пройдя путь S = 18 м.

 

ЗАДАЧА 5. Платформа, которая имеет форму диска, может вращаться вокруг вертикальной оси. На краю платформы стоит человек. На какой угол повернется платформа, если человек пойдет вдоль края платформы и, обойдя её, вернется в исходную  (на платформе) точку? Масса платформы m1 = 280 кг, масса человека m2 = 80 кг. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки.

 

ЗАДАЧА 6. Определить концентрацию n молекул кислорода, который находится в сосуде  объёмом V = 2 л, количество вещества n  кислорода равно 0,2 моль.

 

ЗАДАЧА 7. Определить разность масс воздуха, заполняющего помещение, объёмом 50 м3 зимой и летом, если температура помещения достигает летом 40 0С, а зимой падает до 00С. Атмосферное давление считать нормальным.

 

ЗАДАЧА 8. Найти удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса  m = 4 × 10-3 кг/моль и отношение молярных теплоемкостей СP= 1,67.

 

ЗАДАЧА 9. Кислород массой m = 250 г, который имел  температуру Т1 = 200 К, был сжат адиабатически. При этом была совершена работа А = 25 кДж. Определить конечную температуру Т газа.

 

ЗАДАЧА 10. Идеальная холодильная машина , работающая по обратному циклу Карно, передает тепло от холодильника с водой при температуре 0 0С кипятильнику с водой при температуре 100 0С. Какое количество воды нужно заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар 1 кг воды в кипятильнике?.

 

ЗАДАЧА 11. Расстояние между двумя точечными зарядами Q1 = 2 нКл и Q2 = 4 нКл равно 60 см. Определить точку, в которую нужно поместить третий заряд Q3 так, чтоб система зарядов находилась в равновесии. Определить величину и знак заряда. Будет ли такое равновесие устойчивым?

 

 

ЗАДАЧА 12. При бомбардировании неподвижного ядра калия a-частицей сила отталкивания между ними достигла  F = 100 Н. На какое наименьшее расстояние приблизилась a-частица к ядру атома калия? Какую скорость имела a-частица далеко от ядра? Влиянием электронной оболочки атома калія пренебречь.

 

ЗАДАЧА 13. ЭДС батареи  ξ = 12 В. При силе тока  І = 4 А КПД  батареи h = 0,6. Определить внутреннее сопротивление r1 батареи.

 

ЗАДАЧА 14. Определить силу тока І3 в проводнике с сопротивлением r3 (см. рис.) и напряжение U3 на участке АВ, если ξ1 = 6 В,  ξ2 = 8 В, r1 = 4 Ом, r2 = 9 Ом, r3 = 6 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 13

 

ЗАДАЧА 1. Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью o=4м/с. Когда оно достигло верхней точки полета из того же начального пункта, с той же начальной скоростью о вертикально вверх брошено второе тело. На каком расстоянии h от начального пункта встретятся тела? Сопротивление воздуха не учитывать.

 

ЗАДАЧА 2. Конькобежец, стоя на коньках на льду, бросает камень массой m1=2,5 кг под углом a=30° к горизонту со скоростью =10 м/с. Какова будет начальная скорость о движения конькобежца, если масса его m2=60 кг? Перемещением конькобежца во время броска пренебречь.

 

ЗАДАЧА 3. На железнодорожной платформе установлено орудие. Масса платформы с орудием M=15 т. Орудие стреляет вверх под углом j=60° к горизонту в направлении пути. С какой скоростью 1 покатится платформа вследствие отдачи, если масса снаряда m=20 кг и он вылетает со скоростью 2=600 м/с?

 

ЗАДАЧА 4. Платформа в виде диска диаметром D=3 м и массой m1=180 кг может вращаться вокруг вертикальной оси. С какой угловой скоростью w будет вращаться эта платформа, если по ее краю пойдет человек массой m2=70 кг со скоростью =1,8 м/с относительно платформы?

 

ЗАДАЧА 5. Искусственный спутник, используемый в системе телесвязи, запущен в плоскости земного экватора так, что все время находится в зените одной и той же точки Земли. Во сколько раз радиус орбиты спутника больше радиуса Земли R3=6370 км?

 

ЗАДАЧА 6. В сосуде емкостью V=10 л находится m=2 г кислорода. Определить среднюю длину свободного пробега молекул. Диаметр молекулы кислорода d=0,27 нм.

 

ЗАДАЧА 7. Молярная внутренняя энергия кислорода Uμ=6,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию <εвр> вращательного движения одной молекулы кислорода.

 

ЗАДАЧА 8. Определить показатель адиабаты  g  идеального газа, который при температуре  Т = 350 К и давлении р = 0,4 МПа занимает объем V = 300 л и имеет теплоёмкость СV = 857 Дж/К.

 

ЗАДАЧА 9. При изотермическом расширении азота при температуре T=280К объем его увеличился в n=2 раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа работу A; 2) изменение внутренней энергии DU; 3) количество теплоты Q, полученное газом. Масса азота m=0,2 кг.

 

ЗАДАЧА 10. Водород массой m=10 г изобарно расширяется, при этом его объем увеличивается в 2 раза. Определить изменение энтропии водорода при этом процессе.

 

ЗАДАЧА 11. Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол a. Шарики погружают в масло. Найти плотность ρ масла, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным. Плотность материала шариков ρо=1,5×103 кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла ε = 2,2.

 

ЗАДАЧА 12. Обкладки плоского конденсатора площадью S = 100 см2, расстояние между которыми d = 3 мм, взаимодействуют с силой F = 120 мН. Определить разность потенциалов между обкладками.

 

ЗАДАЧА 13. Напряженность Е поля внутри плоского конденсатора с площадью обкладок по S = 100 см2 равна 120 кВ/м. Напряжение на конденсаторе U = 600 В. Определите энергию W, поверхностную плотность заряда s и электроемкость С конденсатора.

 

ЗАДАЧА 14. От источника с напряжением U = 800 В необходимо передать потребителю мощность P = 20 кВт на некоторое расстояние. Какое наибольшее сопротивление может иметь линия передач, чтобы потери энергии в ней не превышали 10% от передаваемой мощности?

 

 

ВАРИАНТ 14

 

ЗАДАЧА 1. Тело вращается вокруг неподвижной оси по закону j = A+Bt+Ct2, где А = 10 рад, В = 20 рад/с, С =  –2 рад/с2. Найти полное ускорение точки, находящейся на расстоянии r = 0,1 м от оси вращения, для момента времени t = 4 с.

 

ЗАДАЧА 2. При выстреле из пружинного пистолета вертикально вверх пуля массой m = 20 г поднялась на высоту h = 5 м. Определить жесткость k пружины пистолета, если она была сжата на x = 10 см. Массой пружины и силами трения пренебречь.

 

ЗАДАЧА 3. На горизонтальную ось насажен шкив радиуса R = 10 см. На шкив намотан шнур, к свободному концу которого подвесили гирю массой m = 0,5 кг. Масса шкива М = 2 кг. Считая массу шкива равномерно распределенной по ободу, определить ускорение a, с которым будет опускаться гиря, силу натяжения Т нити и силу давления N шкива на ось.

 

ЗАДАЧА 4. Платформа, имеющая форму диска, может вращаться около вертикальной оси. На краю платформы стоит человек. На какой угол j повернется платформа, если человек пойдет вдоль края платформы и, обойдя ее, вернется в исходную (на платформе) точку? Масса платформы m1 = 280 кг, масса человека m2 = 80 кг. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки.

 

ЗАДАЧА 5. Материальная точка массой 20 г совершает гармонические колебания с периодом 2 сек. Определить амплитуду колебаний, максимальные скорость и ускорение колеблющейся точки, если максимальная кинетическая энергия ее равна 0,05 Дж.

 

ЗАДАЧА 6. Определить для серной кислоты: относительную молекулярную массу Mr; молярную массу М.

 

ЗАДАЧА 7. В баллоне объемом 10 л находится гелий под давлением p1=1 MПа и при температуре Т1=300 К. После того, как из баллона было взято m=10 г гелия, температура в баллоне понизилась до T2=290 К. Определить давление p2 гелия, оставшегося в баллоне.

 

ЗАДАЧА 8. Кислород массой  m=2 кг занимает объем V1=1 м3 и находится под давлением p1=0,2 МПа. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объема V2=3 м3, а затем при постоянном объеме до давления p3=0,5 МПа. Найти изменение DU внутренней энергии газа, совершенную им работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.

 

ЗАДАЧА 9. Температура нагревателя тепловой машины 500 К. Температура холодильника 400 К. Определить КПД тепловой машины,  работающей по циклу Карно,  и полную мощность  машины, если нагреватель ежесекундно передает ей 1675 Дж теплоты.

 

ЗАДАЧА 10. Определить изменение энтропии при изохорическом нагревании двухатомного газа в количестве n=2 моля, если при этом его термодинамическая температура увеличилась в n=2 раза.

 

ЗАДАЧА 11 Точечные заряды q1=30 мкКл и q2= –20 мкКл находятся на расстоянии d=20 см друг от друга. Определить напряженность электрического поля  в точке, удаленной от первого заряда на расстояние r1=30 см, а от второго – на r2= 15 см.

 

 

ЗАДАЧА 12. Узкий пучок электронов, обладающих скоростью =2×104 км/с, проходит в вакууме посередине между обкладками плоского конденсатора. Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить к пластинам, чтобы электроны не вышли из конденсатора? Расстояние между пластинами d = 1 см, длина их l = 3 см.

 

ЗАДАЧА 13. Внешняя электрическая цепь потребляет мощность Р = 200 Вт. ЭДС батареи Е = 150 В, внутреннее сопротивление r = 5 Ом. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.

 

ЗАДАЧА 14. Определить силу тока І3 в проводнике с сопротивлением r3 (см. рис.) и напряжение U3 на участке АВ, если ξ1 = 6 В,  ξ2 = 8 В, r1 = 4 Ом, r2 = 9 Ом, r3 = 6 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.

 

 

 

 

ВАРИАНТ 15

 

ЗАДАЧА 1. . Колесо вращается с постоянным угловым ускорением e=2 рад/с. Через t=0,5 с после начала движения полное ускорение колеса стало равно a=13,6 см/с2. Найти радиус колеса

 

ЗАДАЧА 2. Канат лежит на столе так, что часть его свешивается со стола, и начинает скользить тогда, когда длина свешивающейся части составляет 25% всей его длины. Чему равен коэффициент трения каната об стол?

 

ЗАДАЧА 3 Молекула массой m=4,65×10-26 кг, летящая со скоростью =600 м/с, ударяется о стенку сосуда под углом 60° к нормали и под таким же углом упруго отскакивает от нее без потери скорости. Найти импульс силы, полученный стенкой за время удара.

 

ЗАДАЧА 4. Платформа, имеющая форму диска, вращается около вертикальной оси с частотой n1 = 5 мин-1. На краю платформы стоит человек. С какой частотой n2 будет вращаться платформа, если человек перейдет к ее центру? Масса платформы m1=250 кг, масса человека m2=70 кг. Платформу считать круглым однородным диском, а человека – точечной массой.

 

ЗАДАЧА 5. Шарик массой m=60 г колеблется с периодом Т=2 с. В начальный момент времени смещение шарика xo=8 см и он обладает энергией Е=0,02 Дж. Записать уравнение простого гармонического колебания шарика.?

 

ЗАДАЧА 6. При давлении p=705 кПа и температуре t=26°С плотность некоторого газа ρ=12,5 кг/м3. Определить относительную молекулярную массу Mr газа.

 

ЗАДАЧА 7. Определить удельные теплоемкости сV и сP газа, если известно, что при нормальных условиях его удельный объем V=0,7 м3/кг. Какой это газ?

 

ЗАДАЧА 8. В результате изобарического процесса при давлении p=2 МПа водород массой m=280 г совершил работу A=1,43 кДж. Определить конечный объем газа, если начальная температура водорода T1 = 290 К..

 

ЗАДАЧА 9. Во сколько раз увеличится КПД  h цикла Карнo при повышении температури нагревателя от  Т1 = 380 К до T2 = 560 К? Температура холодильника Т3 = 280 К.

 

ЗАДАЧА 10. Два одинаковых положительных заряда q1=q2=0,1 мкКл находятся в воздухе на расстоянии а=8 см друг от  друга. Определить напряженность поля в точке О, находящейся на середине отрезка, соединяющего заряды, и в точке A, расположенной на расстоянии r=5 см от зарядов

 

ЗАДАЧА 11. На расстоянии d1 = 20 см находятся два точечных заряда Q1 = -50 нКл и Q2 = 100 нКл. Определить силу F, которая действует на заряд Q3 = -10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние d2 = 30 см.

 

ЗАДАЧА 12. Пучок электронов  направлен параллельно пластинам плоского конденсатора длиной l = 5 см с расстоянием между пластинами d = 3 см. С какой скоростью влетели электроны в конденсатор, если известно, что они отклонились за время полета в конденсаторе на х = 3 мм? Разность потенциалов между пластинами U = 700 В. Определить кинетическую энергию электронов.

 

ЗАДАЧА 13. Обкладки плоского конденсатора, расстояние между которыми d = 2 мм, взаимодействуют с силой F = 100 мН. Найти заряд конденсатора, если разность потенциалов между обкладками U = 500 В..

 

ЗАДАЧА 14. При выключении источника тока сила тока в цепи убывает по закону , где I0 = 10 А, α = 5×102 с-1. Определите количество теплоты Q, которое выделяется в резисторе сопротивлением R=5 Ом после выключения источника тока.

 

 

ВАРИАНТ 16

 

ЗАДАЧА 1. По футбольному мячу ударяют таким образом, что он взлетает под углом 300 к горизонту со скоростью 20 м/с. Вычислить максимальную высоту полета мяча, время его полета и расстояние до места его падения на землю.

 

ЗАДАЧА 2. С какой скоростью должен двигаться мотоциклист по гладкому треку с углом наклона 300 и радиусом закругления 90 м? С какой максимальной скоростью может двигаться мотоциклист по треку с тем же углом наклона и тем же радиусом закругления, если коэффициент трения 0,4?

 

ЗАДАЧА 3. Если на верхний конец вертикально расположенной спиральной пружины положить груз, то пружина сожмется на lo=3 мм. На сколько сожмется пружина, если этот же груз упадет на верхний конец пружины с высоты h=9 см?

 

ЗАДАЧА 4. Пуля массой m=10 г летит со скоростью =800 м/с, вращаясь около продольной оси с угловой скоростью ω=3000 об/с. Принимая пулю за цилиндрик диаметром d=8 мм, определить полную кинетическую энергию Т пули.

 

ЗАДАЧА 5. Маховик в виде диска массой m=50 кг и радиусом R=20 см был раскручен до угловой скорости ω1=480 об/мин и затем предоставлен самому себе. Под влиянием трения маховик остановился. Найти момент М сил трения, считая его постоянным, если до полной остановки маховик сделал N=200 оборотов.

 

ЗАДАЧА 6. Материальная точка совершает простые гармонические колебаний так, что в начальный момент времени смещение xo=4 см, а скорость o=10 см/c. Определить амплитуду А и начальную фазу φo колебаний, если их период Т=2 с.

 

ЗАДАЧА 7. Сколько молекул водорода находится в сосуде емкостью V=2 л, если средняя квадратичная скорость движения молекул < кв>=500 м/c, а давление на стенки сосуда p=103 Па?

 

ЗАДАЧА 8. Средняя длина свободного пробега молекулы азота при некоторых условиях <l>=2 см. Найти плотность ρ азота при этих условиях. Эффективный диаметр молекул азота принять равным 0,38 нм.

 

ЗАДАЧА 9. Кислород массою m = 250 г при  температуре Т1 = 200 К, был адиабатически сжат. При этом была совершена работа А = 25 кДж. Определить конечную температуру Т газа.

 

ЗАДАЧА 10. Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V=50 л при его изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на Dp=0,5 МПа.

 

ЗАДАЧА 11. Точечные заряды q1= - 20 мкКл и q2= –10 мкКл находятся  на расстоянии d=5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на расстояние r1=3 см от первого и на расстояние r2= 4 см от второго заряда. Найти также силу , действующую в этой точке на точечный заряд q=1 мкКл.

 

ЗАДАЧА 12. Какой минимальной скоростью min должен обладать протон, находящийся на расстоянии l = 3R от поверхности металлического шара радиуса R и заряженного до потенциала j = 400 В, чтобы он мог достигнуть поверхности шара?

 

ЗАДАЧА 13. При включении электромотора в сеть напряжением U = 300 В он потребляет ток I = 5 А. Определить мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление обмотки мотора R = 10 Ом.

 

ЗАДАЧА 14. Два источника с различными ЭДС (e1 =1,0 В, e2=2 В) и внутренними сопротивлениями (r1 = 0,5 Ом и r2 = 0,1 Ом) включены параллельно с внешним сопротивлением R. Определите значение этого сопротивления, если амперметр, включенный в цепь первого элемента, показывает 1,5 А. Сопротивление амперметра RА = 0,05 Ом.

ВАРИАНТ 17

 

ЗАДАЧА 1. Определить начальную скорость о, с которой тело брошено вертикально вверх, если точку, находящуюся на высоте h=60 м, оно проходило два раза с промежутком времени Dt=4 с. Сопротивление воздуха не учитывать.

 

ЗАДАЧА 2. Автомат выпускает 600 пуль в минуту. Масса каждой пули 4 г, ее начальная скорость 500 м/с. Найти среднюю силу отдачи при стрельбе.

 

ЗАДАЧА 3. Тело массой m=0,5 кг бросают вертикально вверх со скоростью o=20 м/c. В момент падения на землю скорость тела равна 16 м/с. Определить силу сопротивления воздуха и время движения тела. В течение всего времени движения силу сопротивления воздуха считать постоянной.

 

ЗАДАЧА 4. . Маховик массой m=4 кг свободно вращается с частотой n =720 мин -1 вокруг горизонтальной оси, проходящей через его центр. Массу маховика считать равномерно распределенной по его ободу радиусом R=40 см. Через t=30 с под действием тормозящего момента маятник остановился. Найти тормозящий момент и число оборотов, которое сделает маховик до полной остановки.

 

ЗАДАЧА 5. Человек стоит в центре скамьи Жуковского и вместе с ней вращается по инерции с частотой n1=0,5 с-1. Момент инерции тела человека относительно оси вращения I=1,6 кгּм2. В вытянутых в стороны руках человек держит две гири массой m=2 кг каждая. Расстояние между гирями l1=1,6 м. Сколько оборотов в секунду будет делать скамья с человеком, если он опустит руки и расстояние l2 между гирями станет равным 0,4 м? Моментом инерции скамейки пренебречь.

 

ЗАДАЧА 6. Определить количество вещества n  водорода, который заполняет сосуд объёмом V = 3 л, если концентрация молекул газу в сосуде n = 2 × 1018 м-3.

 

ЗАДАЧА 7. В баллоне емкостью V=15 л находится смесь, содержащая m1=10 г водорода, m2=54 г водяного пара и m3=60 г окиси углерода. Определить давление смеси газов в баллоне при температуре t=27°С.

 

ЗАДАЧА 8. Углекислый газ при температуре t=40°С и под давлением p=350 кПа занимает объем V=10 л. Определить теплоемкость CP этого газа при постоянном давлении.

 

ЗАДАЧА 9. Азот массой m=200 г и температурой T1=250 К был адиабатически сжат. При этом была совершена работа A=30 кДж. Определить конечную температуру T2 газа.

 

ЗАДАЧА 10. При изотермическом расширении азота при температуре T=280К объем его увеличился в n=2 раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа работу A; 2) изменение внутренней энергии DU; 3) количество теплоты Q, полученное газом. Масса азота m=0,2 кг.

 

ЗАДАЧА 11. Электрическое поле образовано бесконечно длинной заряженной нитью, линейная плотность заряда которой τ =20 нКл/м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, отстоящих от нити на расстояние r1 = 10 см и r2 = 15 см.

 

ЗАДАЧА 12. Найти напряженность поля плоского конденсатора и объемную плотность энергии, если расстояние между обкладками конденсатора d = 0,05 м. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U = 600 В и обладает энергией W = 3,2 мкДж.

 

ЗАДАЧА 13. Определите заряд q, прошедший по резистору с сопротивлением  R = 1 Ом, при равномерном возрастании напряжения на концах резистора от U1 = 1 В до U2 = 5 В в течение времени  τ  = 10 с.

 

ЗАДАЧА 14. Три сопротивления r1 = 6 Ом, r2 = 3 Ом и r3 = 2 Ом, а также источник с  ξ1 = 2,2 В соединены, как показано на рис. Определить ЭДС ξ источника, который необходимо подключить в цепь между точками А и В, так чтобы в проводнике сопротивлением r3 шел ток силой І3 = 1 А в направлении, показанном стрелкой. Сопротивлением источников тока пренебречь.

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 18

 

ЗАДАЧА 1. Точка вращается по окружности радиусом R = 8 м. В некоторый момент времени нормальное ускорение точки an = 4 м/с2, вектор полного ускорения  составляет в этот момент с вектором нормального ускорения  угол a = 600. Найти скорость v и  тангенциальное ускорения аt точки.

 

ЗАДАЧА 2. Шарик массой m, подвешенный на ними, отклоняют от положения равновесия на угол 900 отпускают. Какова максимальная сила натяжения нити Т?

 

ЗАДАЧА 3. Молот массой m1=5 кг ударяет небольшой кусок железа, лежащий на наковальне. Масса наковальни m2=100 кг. Массой куска железа можно пренебречь. Удар абсолютно неупругий. Определить КПД удара.

 

ЗАДАЧА 4. Сплошной однородный диск катится по горизонтальной плоскости со скоростью =10 м/с. Какое расстояние S пройдет диск до остановки, если его предоставить самому себе? Коэффициент трения при движении диска μ=0,02.

 

ЗАДАЧА 5. Материальная точка совершает простые гармонические колебаний так, что в начальный момент времени смещение xo=4 см, а скорость o=10 см/c. Определить амплитуду А и начальную фазу φo колебаний, если их период Т=2 с.

 

ЗАДАЧА 6. В сосуде объемом V=2 м3 находится смесь m1=4 кг гелия и m2=2кг водорода при температуре t=27°С. Определить давление и молярную массу смеси газов.

 

ЗАДАЧА 7. Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию <ε> одной молекулы этого газа при температуре Т =300 К, если количество вещества водорода ν=0,5 моль.

 

ЗАДАЧА 8. Определить молярные теплоёмкости газа, если его удельные теплоёмкости СV = 10,4 кДж/(кг × К) і СP = 14,6 кДж/(кг × К).

 

ЗАДАЧА 9. Определить изменение энтропии свинца массой m=4 кг при охлаждении его от t1=327°С до t2=0°С. (Cуд.св.=126 Дж/кгК)

 

ЗАДАЧА 10. Азот объемом V1=5 л находится под давлением 1 МПа. Определить, какое количество теплоты Q необходимо сообщить газу, чтобы увеличить его давление вдвое в результате изохорного процесса.

 

ЗАДАЧА 11. Четыре одинаковых заряда q1=q2=q3=q4=40 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной а=10 см. Найти силу , действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных.

 

ЗАДАЧА 12. Электростатическое поле создано зарядами q1=2мкКл и q2 = –2 мкКл, находящимися на расстоянии а=10 см друг от друга. Определить работу сил поля, совершаемую при перемещении заряда q = 0,5 мкКл из точки 1 в точку 2 (рис.).

 

 

 

ЗАДАЧА 13. Два конденсатора одинаковой электроемкости С = 6 мкФ каждый заряжены один до U1 = 100 В, другой до U2 = 200 В. Затем конденсаторы соединили последовательно. Определить изменение энергии системы.

 

ЗАДАЧА 14. Источники тока с ЭДС (e1=4 В, e2=6 В) и одинаковыми внутренними сопротивлениями r1 = r2 = 1,2 Ом, включены параллельно с внешним сопротивлением R = 4 Ом. Определите токи, идущие через элементы и через внешнее сопротивление.

 

 

ВАРИАНТ 19

 

ЗАДАЧА 1. Диск радиусом R = 0,2 м вращается соответственно уравнению j = Аt + Вt2 + Сt3, где А = 2 рад; В = 6 рад/с; С = -0,5 рад/с3. Определить тангенциальное аt , нормальное an и полное а ускорения точек на ободе диска для момента времени t = 5 c.

 

ЗАДАЧА 2. Под действием постоянной силы F=10 H тело движется прямолинейно и зависимость пройденного пути от времени имеет вид S=10-5t+t2. Найти массу тела и импульс тела в конце шестой секунды.

 

ЗАДАЧА 3. На железнодорожной платформе, движущейся по инерции со скоростью o=3 км/ч, укреплено орудие. Масса платформы с орудием M=10 т. Ствол орудия направлен в сторону движения платформы. Снаряд массой m=10 кг вылетает из ствола под углом a=60° к горизонту. Определить скорость  снаряда (относительно Земли), если после выстрела скорость платформы уменьшилась в n=2 раза.

 

ЗАДАЧА 4. На краю платформы в виде диска диаметром D=2 м, вращающейся по инерции вокруг вертикальной оси с частотой n1=8 мин-1, стоит человек массой m1=70 кг. Когда человек перешел в центр платформы, она стала вращаться с частотой n2 =10 мин-1. Определить массу m2 платформы. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки.

 

ЗАДАЧА 5. Маховик массой m=4 кг свободно вращается с частотой n =720 мин -1 вокруг горизонтальной оси, проходящей через его центр. Массу маховика считать равномерно распределенной по его ободу радиусом R=40 см. Через t=30 с под действием тормозящего момента маятник остановился. Найти тормозящий момент и число оборотов, которое сделает маховик до полной остановки.

 

ЗАДАЧА 6. Материальная точка массой 10 г колеблется по закону х=5sin(πt/5+π/4) см. Найти максимальную силу, действующую на точку и полную энергию колеблющейся точки.

 

ЗАДАЧА 7. В баллоне находится газ при температуре T1=350 К. До какой температуры T2 надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза?

 

ЗАДАЧА 8. Определить суммарную кинетическую энергию Ек поступательного движения всех молекул гелия при температуре Т=120 К, содержащихся в количестве вещества ν=1,5 моля.

 

ЗАДАЧА 9. Кислород массою m = 250 г при  температуре Т1 = 200 К, был адиабатически сжат. При этом была совершена работа А = 25 кДж. Определить конечную температуру Т газа.

 

ЗАДАЧА 10. Совершая прямой цикл Карно, газ отдал холодильнику 0,25 теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру Тх холодильника, если температура нагревателя Tн=500 К.

 

ЗАДАЧА 11. На шелковой нити в воздухе висит неподвижно шарик массой 2 г, имеющий заряд 3·10-8 Кл. Определить силу натяжения нити, если под шариком на расстоянии 10 см от него поместить другой шарик с одноимённым зарядом 2,4 ·10-7  Кл.

 

ЗАДАЧА 12. Электрон, прошедший в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость v = 10 м/с. Расстояние между пластинами d = 8 мм. Найти: 1) разницу потенциалов между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда s на пластинах.

 

ЗАДАЧА 13. В электролитической ванне с раствором сульфата цинка (ZnSO4) сила тока изменяется по линейному закону I=2 + 0,02t. Сколько цинка выделится на катоде за 5 мин после начала изменения силы тока?

 

ЗАДАЧА 14. Две батареи (ξ1 = 12 В, r1 = 2 Ом, ξ2 = 24 В, r2 = 6 Ом) и проводник сопротивлением r = 16 Ом соединены, как показано на рис. Определить силу тока в батареях и проводнике.

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 20

 

ЗАДАЧА 1. Камень бросили с башни горизонтально. Через 2 с его скорость увеличилась в 2 раза. С какое начальной скоростью бросили тело?

 

ЗАДАЧА 2. За какое время тяжелое тело спуститься с вершины наклонной плоскости высотой 2 м и углом наклона 450, если предельный угол, при котором тело может находиться на наклонной плоскости в покое, равен 300?

 

ЗАДАЧА 3. С какой скоростью двигался вагон массой 20т. Если при ударе о стенку каждый буфер сжался на 10 см? Известна, что пружина каждого из двух буферов сжимается на 1 см под действием силы 10 кН.

 

ЗАДАЧА 4. На каком расстоянии от поверхности Земли ускорение силы тяжести равно 1 м/с2?

 

ЗАДАЧА 5. Для гироскопической стабилизации корабля используют в качестве гироскопа однородный диск массой 5•104 кг  и радиусом 2 м, который вращается с угловой  скоростью 94,2 рад/с. Найдите модуль момента импульса стабилизатора.

 

ЗАДАЧА 6. При какой температуре плотность газа в 2 раза больше, чем его плотность при 100 0С? Давление считайте неизменным

 

ЗАДАЧА 7. Найти для кислорода отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме.

 

ЗАДАЧА 8. Молекула азота при нормальных условиях испытывает за 1 с 7,55∙109  столкновений. Определить её эффективный диаметр.

 

ЗАДАЧА 9. Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V=50 л при его изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на Dp=0,5 МПа.

 

ЗАДАЧА 10. Газ, который выполняет цикл Карно, отдал холодильнику 67% теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру Т2 холодильника, если температура нагревателя Т1 = 430 К.

 

ЗАДАЧА 11. Определить диэлектрическую проницаемость среды, в которую помещён точечный электрический заряд 0,45  мкКл, если на расстоянии 5,0 см от него напряжённость поля равна 2,0 ∙104 Н/Кл.

 

ЗАДАЧА 12. Электрон с энергией Т = 400 эВ (в бесконечности) движется вдоль силовых линий в направлении поверхности металлической заряженной сферы радиусом R = 10 см. Определить минимальное расстояние а, на которое приблизится электрон к поверхности  сферы, если ее заряд Q = -10 нКл.

 

ЗАДАЧА 13. Сила тока I в проводнике меняется со временем по уравнению I=4+2t, где: I выражено в амперах и t- в секундах. 1). Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника за время от  t1=2 сек до t2=6 сек? 2). При какой силе постоянного тока через поперечное сечение проводника за это же время проходит такое же количество электричества?

 

ЗАДАЧА 14. Что покажет амперметр в схеме, показанной на рисунке? Внутренним сопротивлением источника и амперметра пренебречь. R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 6 Ом, e = 5 B.       

 

 

 

ВАРИАНТ 21

 

ЗАДАЧА 1. Кинематические уравнения двух материальных точек имеют вид  и   ( ). Определите: Момент времени, для которых скорости этих точек будут равны; Ускорения точек  для этого момента времени.

.

 

ЗАДАЧА 2. На железнодорожной платформе, движущейся по инерции со скоростью o=3 км/ч, укреплено орудие. Масса платформы с орудием M=10 т. Ствол орудия направлен в сторону движения платформы. Снаряд массой m=10 кг вылетает из ствола под углом a=60° к горизонту. Определить скорость  снаряда (относительно Земли), если после выстрела скорость платформы уменьшилась в n=2 раза.

 

ЗАДАЧА 3. Два шара подвешены на параллельных нитях одинаковой длины так, что они соприкасаются. Масса первого шара 0,2 кг, масса второго 100 гр. Первый шар отклоняют так, что его центр тяжести поднимается на высоту 4,5 см, и отпускают. На какую высоту поднимутся шары после соударения, если соударение неупругое?

 

ЗАДАЧА 4. Маховик в виде диска массой m=50 кг и радиусом R=20 см был раскручен до угловой скорости ω1=480 об/мин и затем предоставлен самому себе. Под влиянием трения маховик остановился. Найти момент М сил трения, считая его постоянным, если до полной остановки маховик сделал N=200 оборотов.

 

ЗАДАЧА 5. Шар диаметром 6 см катится без скольжения по горизонтальной плоскости, делая 300 об/мин. Масса шара 0,25 кг. Чему равна полная кинетическая энергия шара?

 

ЗАДАЧА 6. Амплитуда затухающих колебаний за время t1= 5 мин уменьшилась в 2 раза. За какое время t2 от начального момента амплитуда уменьшится в 8 раз?

 

ЗАДАЧА 7. Длины свободного пробега молекул углекислого газа и кислорода  при одинаковых условиях соответственно равны 4,2 ∙10-8 м  и 6,5 ∙10-8 м. Во сколько раз эффективный диаметр молекулы СОбольше, чем О2 ?

 

ЗАДАЧА 8. В сосуде емкостью V=200 см3 находится газ при температуре t=47°С. Из-за утечки газа из сосуда просочилось N=1021 молекул. На сколько снизилось давление газа в сосуде?

 

ЗАДАЧА 9. Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию <ε> одной молекулы этого газа при температуре Т =300 К, если количество вещества водорода ν=0,5 моль.

 

ЗАДАЧА 10. Определить изменение энтропии при изобарном нагревании азота массой m=0,1 кг от температуры t1=17°С до t2=100°С.

 

ЗАДАЧА 11. Два одинаковых шарика массой по 0,05 кг каждый подвешены в одной точке на шелковых нитях одинаковой длины. Получив одинаковые заряды, шарики разошлись так, что нити образовали между собой угол 900, а расстояние между шариками стало 30 см. Определить заряд каждого шарика.

 

ЗАДАЧА 12. Расстояние между зарядами q1=10-8 Кл и q2=-10-9 Кл равно 1,1 м. Определить напряженность поля в точке на прямой, соединяющей заряды, в которой потенциал равен нулю.

 

ЗАДАЧА 13. Два конденсатора электроемкостью С1 = 3 мкФ и С2 = 5 мкФ соединены последовательно и подсоединены к источнику постоянного напряжения U = 12 В. Определить заряд каждого конденсатора и разность потенциалов между его обкладками.

 

ЗАДАЧА 14. Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I=I0sinwt. Найти заряд q, проходящий через поперечное сечение проводника за время t, равное половине периода T, если начальная сила тока I0 = 10 А, циклическая частота  ω=50p с-1.

 

 

 

ВАРИАНТ 22

 

ЗАДАЧА 1. Шар массой 10 кг и радиусом  0,2 м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Закон движения шара имеет вид  j  =  А + Вt+ Ct3, где В = 4 рад/с2, С= - 1 рад/с3. Определить тангенциальное  аt, нормальное an и полное а ускорения точки в момент времени і = 4 с.

 

ЗАДАЧА 2. Тело брошено со скоростью о=10 м/с под углом a=45° к горизонту. Найти радиус R кривизны траектории тела через t=1 с после начала движения. Сопротивление воздуха не учитывать.

 

ЗАДАЧА 3. Акробат прыгает на сетку с высоты 8 м. На какой предельной высоте над полом необходимо натянуть сетку, чтобы акробат не ударился об пол при прыжке? Известно, что сетка прогибается на 0,5 м., если акробат прыгает в нее с высоты 1 м.

 

ЗАДАЧА 4. Маховик, момент инерции которого равен J=63,3 кг·м2, вращается в постоянной угловой скоростью w=31,4 рад/с. Найти тормозящий момент М, под действием которого маховик останавливается через t=20 с.

 

ЗАДАЧА 5. На скамье Жуковского стоит человек и держит в руках стержень вертикально по оси вращения скамьи. Скамья с человеком вращается с угловой скоростью w1=4 рад/с. С какой угловой скоростью w2 будет вращаться скамья с человеком, если повернуть стержень так, чтобы он занял горизонтальное положение? Суммарный момент инерции человека и скамьи I=5 кг×м2. Длина стержня l=1,8 м, его масса m=6 кг. Считать, что центр тяжести стержня с человеком находится на оси платформы.

 

ЗАДАЧА 6. Тело массой m=0,02 кг совершает гармонические колебания с амплитудой А=0,05 м и частотой n = 10 c-1, начальная фаза колебания равна нулю. Определить полную энергию колеблющегося тела и максимальную силу, действующую на тело. Написать уравнение гармонического колебания.

 

ЗАДАЧА 7. Баллон объемом V = 20 л заполнен азотом. Температура азоту равна  400 К. После использования части азота, давление в баллоне понизилось на  Dр = 200 кПа. Найти массу использованного азота. Процесс считать изотермическим.

 

ЗАДАЧА 8. Необходимо сжать 1·10-2 м3 воздуха до объема 2·10-3 м3. Как выгоднее его сжимать: адиабатически или изотермически?

 

ЗАДАЧА 9. Водород массой m=20 г находится при температуре t=37°С. Найти: 1) среднюю кинетическую энергию <e> одной молекулы водорода; 2) среднюю кинетическую энергию <Eвр> вращательного движения всех молекул водорода. Газ считать идеальным.

 

ЗАДАЧА 10. . Определить работу А1 изотермического расширения газа, совершающего цикл Карно, КПД которого h= 0,4, если работа изотермического сжатия А2=4,8 Дж.

 

ЗАДАЧА 11. Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол a. Шарики погружают в масло. Найти плотность ρ масла, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным. Плотность материала шариков ρо=1,5×103 кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла ε = 2,2.

 

ЗАДАЧА 12. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом r=5 см. Он равномерно заряжен с линейной плотностью τ =800 нКл/см. Определить потенциал φ в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии h=10см от его центра.

 

ЗАДАЧА 13. Определить энергию и силу притяжения обкладок плоского конденсатора при условии, что разность потенциалов между обкладками U = 5 кВ, заряд каждой обкладки q = 0,1 мкКл, расстояние между обкладками d = 1 см.

 

ЗАДАЧА 14. Через аккумулятор в конце зарядки течет ток I1=4 А. При этом напряжение на его клеммах U1=25 В. При разрядке того же аккумулятора током I2=6 А напряжение на его клеммах U2=20 В. Найти ток короткого замыкания.

 

 

ВАРИАНТ 23

 

ЗАДАЧА 1. Двое играют в мяч, бросая его друг другу. Какой наибольшей высоты hm достигнет мяч во время игры, если он от одного игрока к другому летит t=2 с?

 

ЗАДАЧА 2. Диск радиусом R=0,2 м вращается согласно уравнению j=A+Bt+Ct3, где A=3 рад, B= –1 рад/с, C=0,1 рад/с3 . Определить тангенциальное аt , нормальное аn и полное a ускорения точек на окружности диска для момента времени t=15 с.

 

ЗАДАЧА 3. На краю неподвижной скамьи Жуковского диаметром D=0,8 м и массой m1=6 кг стоит человек массой m2=60 кг. С какой угловой скоростью w начнет вращаться скамья, если человек поймает летящий на него мяч массой m=0,5 кг? Траектория мяча горизонтальна и проходит на расстоянии r = 0,4 м от оси скамьи. Скорость мяча =5 м/с..

 

ЗАДАЧА 4. Шар катится без скольжения по горизонтальной поверхности. Полная кинетическая энергия шара T=14 Дж. Определить кинетическую энергию поступательного и вращательного движения.

 

ЗАДАЧА 5. Математический маятник длиной l1=20 см и физический маятник в виде тонкого прямого стержня длиной l2=30 см синхронно колеблются около одной и той же горизонтальной оси. Определить расстояние a центра тяжести стержня от оси колебаний.

 

ЗАДАЧА 6. В пустой сосуд, объем которого V=5 л, впустили V1=3 дм3 азота под давлением p1=250 кПа и V2=4 дм3 водорода под давлением p2=50кПа. Найти давление образовавшейся смеси.

 

ЗАДАЧА 7. В сосуде объемом V=10 л находится одноатомный газ при нормальных условиях. Определить теплоемкость CV этого газа при постоянном объеме.

 

ЗАДАЧА 8. Найти работу и изменение внутренней энергии при адиабатном расширении m=1 кг воздуха, если его объем увеличился в n=10 раз. Начальная температура воздуха t=15°С.

 

ЗАДАЧА 9. Водород, занимающий объем V1=5 л и находящийся под давлением P1=105 Па, адиабатно сжат до объема V2=1 л. Найти работу сжатия и изменение внутренней энергии водорода.

 

ЗАДАЧА 10. Определить изменение энтропии при изохорическом нагревании двухатомного газа в количестве n=2 моля, если при этом его термодинамическая температура увеличилась в n=2 раза.

 

ЗАДАЧА В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды q1=q2= q3=q4= 8×10-10 Кл. Какой отрицательный заряд q нужно поместить в центре квадрата, чтобы система находилась в равновесии?

 

ЗАДАЧА 12. Электрон, летевший горизонтально со скоростью = 1500 км/с, влетел в однородное электрическое поле с напряженностью Е = 100 В/см, направленное вертикально вверх. Какова будет по величине и направлению скорость электрона через t = 10-9 с?

 

ЗАДАЧА 13 От источника тока, ЭДС которого Е = 1500 В, требуется передать энергию на расстояние l =10 км. Потребляемая мощность P = 6 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр алюминиевых подводящих проводов d = 0,5 см.

 

ЗАДАЧА 14. Определить силу тока І3 в проводнике с сопротивлением r3 (см. рис.) и напряжение U3 на участке АВ, если ξ1 = 6 В,  ξ2 = 8 В, r1 = 4 Ом, r2 = 9 Ом, r3 = 6 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.

 

 

 

 

ВАРИАНТ 24

 

ЗАДАЧА 1. Два тела движутся так, что их координаты изменяются со временем согласно законам: х1=-3+2t+t2 и x2=7-8t+t2. Определить относительную скорость тел в момент их встречи.

 

ЗАДАЧА 2. Под каким углом α должна действовать сила на тело, находящееся на горизонтальной плоскости, чтобы его ускорение было максимальным? Коэффициент трения между плоскостью и телом равен µ=0,58

 

ЗАДАЧА 3. На чашку весов падает груз массой 1 кг с высоты10 см. Сколько покажут весы в момент удара? Известно, что под действием этого груза после успокоения качаний чашка весов опускается на 0,5 см.

 

ЗАДАЧА 4. Определить скорость поступательного движения сплошного цилиндра, который скатился с наклонной площади высотой h = 20 см.

 

ЗАДАЧА 5 На скамье Жуковского сидит человек и держит в вытянутых руках гири по 10 кг каждая. Расстояние от каждой гири до оси вращения скамьи l1=50 см. Скамья вращается с частотой n1=1 с-1. Как изменится частота вращения скамьи и какую работу произведет человек, если он сожмет руки так, что расстояние от каждой гири до оси уменьшится до l2= 20 см? Суммарный момент инерции человека и скамьи относительно оси вращения Io=2,5 кг×м2. Ось вращения проходит через центр масс человека и скамьи.

 

ЗАДАЧА 6. Материальная точка массой m=5 г совершает гармонические колебания с частотой n=0,5 c-1. Амплитуда колебаний А=0,03 м. Определить скорость точки в момент, когда смещение ее равно х=1,5 см.

 

ЗАДАЧА 7. Начертить изотермы 0,5 г водорода для температур: 1) 0 0С; 2) 100 0С.

 

ЗАДАЧА 8. В сосуде объемом V=2 м3 находится смесь m1=4 кг гелия и m2=2кг водорода при температуре t=27°С. Определить давление и молярную массу смеси газов.

 

ЗАДАЧА 9. Баллон ёмкостью 50 л содержит аргон при температуре 290 К и давлении 500 кПа. Каковы будут температура и давление аргона. Если ему сообщить 5,0 кДж теплоты?

 

ЗАДАЧА 10. Какую максимальную полезную мощность может развивать двигатель автомашины, если он расходует в течение ежечасно 5 кг бензина? Температура газов в цилиндре двигателя достигает 1200 К. Отработанные газы имеют температуру 370 К.

 

ЗАДАЧА 11. . Точечные заряды q1=-30 мкКл и q2= –20 мкКл находятся на расстоянии d=20 см друг от друга. Определить напряженность электрического поля  в точке, удаленной от первого заряда на расстояние r1=30 см, а от второго – на r2= 15 см.

 

ЗАДАЧА 12. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: парафина толщиной d1 = 0,3 см и стекла толщиной d2 = 0,25 см. Разность потенциалов между обкладками U = 200 В. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.

 

ЗАДАЧА 13. ЭДС батареи, ξ  = 24 В. Hаибольшая сила тока, которую может дать батарея Imax = 10 А. Определить максимальную мощность Рmах, которая может быть выделена на внешнем участке цепи.

 

ЗАДАЧА 14. Два источника с различными ЭДС (e1 =1,0 В, e2=2 В) и внутренними сопротивлениями (r1 = 0,5 Ом и r2 = 0,1 Ом) включены параллельно с внешним сопротивлением R. Определите значение этого сопротивления, если амперметр, включенный в цепь первого элемента, показывает 1,5 А. Сопротивление амперметра RА = 0,05 Ом

 

 

 

ВАРИАНТ 25

 

ЗАДАЧА 1. Движение тела массой 2 кг задано уравнением х = 6t3+3t+1 (м). Найти зависимость скорости и ускорения от времени. Вычислить силу, действующую на тело, и импульс тела в конце второй секунды

 

ЗАДАЧА 2. На железнодорожной платформе, движущейся со скоростью  = 36 км/ч, укреплено орудие, ствол которого направлен в сторону движения платформы и приподнят над горизонтом на угол a = 45о. Орудие произвело выстрел, в результате чего скорость платформы уменьшилась в n = 2 раза. Найти скорость u снаряда (относительно орудия) при вылете из ствола. Масса снаряда m = 40 кг, масса  платформы с орудием (без снаряда) M = 1,5 т.

 

ЗАДАЧА 3. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы забросить тело массой  = 1000 кг с поверхности Земли на Луну? Расстояние между центрами Земли и Луны равно 60 радиусам Земли. Масса М Земли больше массы m Луны в 81 раз. Считать, что при перемещении тела взаимное положение Луны и Земли не меняется. Сопротивление воздуха не учитывать.

 

ЗАДАЧА 4. Горизонтальная платформа массой m=25 кг и радиусом R=0.8 м вращается с частотой n1=18 мин -1 В центре платформы стоит человек и держит в расставленных руках гири. Считая платформу диском, определить частоту вращения платформы, если человек, опустив руки, уменьшит свой момент инерции от I1=3,5 кгּм2 до I2= 1 кгּм2.

 

ЗАДАЧА 5. Сплошной однородный диск катится по горизонтальной плоскости со скоростью =10 м/с. Какое расстояние S пройдет диск до остановки, если его предоставить самому себе? Коэффициент трения при движении диска μ=0,02.

 

ЗАДАЧА 6. В баллоне емкостью V=15 л находится смесь, содержащая m1=10 г водорода, m2=54 г водяного пара и m3=60 г окиси углерода. Определить давление смеси газов в баллоне при температуре t=27°С.

 

ЗАДАЧА 7. Найти среднюю кинетическую энергию <eвр> вращательного движения одной молекулы кислорода при температуре Т=350 К, а также кинетическую энергию Ек вращательного движения всех молекул кислорода массой m=4 г.

 

ЗАДАЧА 8 Вычислить удельные теплоемкости сV и сP газа, зная, что его молярная масса  М=4×10-3 кг/моль и показатель адиабаты γ=1,67.

 

ЗАДАЧА 9. . Во сколько раз увеличится объем v=1 моля водорода при изотермическом расширении при температуре t=27°С, если при этом была затрачена теплота Q=4 кДж?

 

ЗАДАЧА 10. Под давлением p1=3 МПа находится кислород объемом V1=2 л. Найти, какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы увеличить его объем в два раза в результате изобарического процесса.

 

ЗАДАЧА 11. Три точечных заряда q1 = q2 = q3 = 1 нКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. Какой заряд q4 нужно поместить в центре треугольника, чтобы указанная система зарядов находилась в равновесии.

 

 

ЗАДАЧА 12. Электрическое поле создается двумя зарядами q1= 4 мкКл и q2= –2 мкКл, находящимся на расстоянии a=0,1 м друг от друга. Определить работу А1-2 сил поля по перемещению заряда q=50 нКл из точки 1 в точку 2 (рис.).

 

 

ЗАДАЧА 13. При внешнем сопротивлении R1 = 8 Ом сила тока в цепи I1 = 0,8 А, при сопротивлении R2 = 15 Ом сила тока  І2 = 0,5 А. Определить силу тока Ік.з., короткого замыкания источника тока.

 

ЗАДАЧА 14. Определить ЭДС  второго элемента в цепи (рис.), если =2 В, R1=100 Ом, R2=50 Ом, R3=20 Ом. Гальванометр регистрирует силу тока I3=50 мА, идущего в направлении, указанном стрелкой. Сопротивлением гальванометра и внутренним сопротивлением элементов пренебречь.

 

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 26

 

ЗАДАЧА 1. Точка движется по прямой соответственно уравнению  х = Аt + Вt3, где А = 6 м/с; В = -0,125 м/с3 . Определить середнюю скорость  < v > и среднее ускорение < а >  точки в интервале времени от t1 = 2 с до t2 = 6 с.

 

ЗАДАЧА 2. Шар массой m1 = 4 кг движется со скоростью  υ1 = 5 м/с и сталкивается с шаром массой m2= 6 кг, который движется навстречу со скоростью  υ = 2 м/с. Считая удар прямым, центральным, а шары однородными, абсолютно упругими, найти их скорости после удара.

 

ЗАДАЧА 3. Если на верхний конец вертикально расположенной спиральной пружины положить груз, то пружина сожмется на lo=3 мм. На сколько сожмется пружина, если этот же груз упадет на верхний конец пружины с высоты h=9 см.

 

ЗАДАЧА 4. Маятник в виде однородного шара, жестко скрепленного с тонким стержнем, длина которого равна радиусу шара, может качаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через конец стержня. В шар нормально к его поверхности ударилась пуля массой m=10 г, летевшая горизонтально со скоростью =800 м/с, и застряла в шаре. Масса шара M=10 кг, его радиус R=15 см. На какой угол a отклонится маятник в результате удара пули? Массой стержня пренебречь.

 

ЗАДАЧА 5. Какова масса Земли, если известно, что Луна в течение года совершает 13 обращений вокруг Земли и расстояние от центра Земли до центра Луны равно 3,84·108 м?

 

ЗАДАЧА 6. Определить плотность кислорода при нормальных условиях.

 

ЗАДАЧА 7. Под каким давление нужно наполнить воздухом баллон, емкостью 10 л, чтобы, присоединяя его к баллону емкостью 30 л, содержащему воздух при давлении 100 кПа установилось общее давлении 200 кПа?

 

ЗАДАЧА 8. Определить давление воздуха в воздушном пузырьке диаметром 0,01 мм, находящемся на голубине 20 см под. поверхностью воды. Внешнее давление считать нормальным.

 

ЗАДАЧА 9. При изотермическом расширении 3м3 газа давление его меняется от 5 атм до 4 атм. Найти совершенную при этом работу.

 

ЗАДАЧА 10. Идеальная холодильная машина , работающая по обратному циклу Карно, передает тепло от холодильника с водой при температуре 0 0С кипятильнику с водой при температуре 100 0С. Какое количество воды нужно заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар 1 кг воды в кипятильнике?

 

ЗАДАЧА 11. В вершинах правильного шестиугольника расположены подряд три положительных и три отрицательных  заряда. Найти напряженность электрического поля в центре шестиугольника. Величина каждого заряда равна 4 нКл.

 

ЗАДАЧА 12 При разности потенциалов U1 = 900 В в середине между обкладками плоского конденсатора в равновесии находилась пылинка. Расстояние между обкладками конденсатора d = 10 мм. При уменьшении напряжения до U2 пылинка через время t = 0,5 с достигла нижней обкладки. Определить это напряжение.

 

ЗАДАЧА 13. Определите количество теплоты Q, выделяющейся в резисторе за первые две секунды, если сила тока в нем за это время возрастает по линейному закону от I1=0 до I2=4 А. Сопротивление резистора R=10 Ом.

 

ЗАДАЧА 14. Две электролитические ванны с растворами AgNO3 и CuSO4 соединены последовательно. Сколько меди выделится за время, в течении которого выделилось 180 мг серебра?

 

 

 

 

ВАРІАНТ 27

 

ЗАДАЧА 1. Тело брошено со скоростью 14,7 м/с под углом 300 к горизонту. Найти радиус кривизны траектории тела через 1 с после начала движения. Сопротивление воздуха не учитывать.

 

ЗАДАЧА 2. Железнодорожный вагон тормозится, и его скорость равномерно изменяется за время 3,3 с от 47,5 км/ч до 30 км/ч. При каком предельном значении коэффициента трения между чемоданом и полкой чемодан при торможении начинает скользить?

 

ЗАДАЧА 3. При вертикальном подъеме груза весом 2 кг на высоту 1 м постоянной силой F была совершена работа 8Дж. С каким ускорением поднимали груз?

 

ЗАДАЧА 4. Найти кинетическую энергию велосипедиста, едущего со скорогстью 9 км/ч. Масса велосипедиста вместе с велосипедом 78 кг, причем на вес колес приходится 3 кг. Колеса считать обручами.

 

ЗАДАЧА 5. Медный шар радиусом 10 см вращается со скоростью, соответствующей n=2об/с, вокруг оси, проходящей через его центр. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить угловую скорость вращения шара вдвое?.

 

ЗАДАЧА 6. Шарик всплывает с постоянной скоростью в жидкости, плотность которой в 4 раза больше плотности шарика. Во сколько раз сила трения, действующая на шарик, больше веса этого шарика?

 

ЗАДАЧА 7. 5 г азота, находящегося в закрытом сосуде объемом 4 л при температуре 200С, нагревают до температуры 400С. Найти давление газа до и после нагревания.

 

ЗАДАЧА 8. Плотность некоторого газа равна 6*10-2 кг/м3, средняя квадратичная скорость молекул этого газа равна 500 м/с. Найти давление, которое шаз оказывает на стенки сосуда..

 

ЗАДАЧА 9.10,5 г азота изотермически расширяются при температуре 20 0С от давления р1=2,5 атм до р2=1 атм. Найти работу, совершенную газом при расширении.

 

ЗАДАЧА 10. Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу, равную 3,7*104Дж. При этом она берет тепло от тела с температурой –10 0С и передает тепло телу с температурой +17 0С. Найти: 1) КПД цикла; 2) количество тепла, отнятого у холодного тела за один цикл; 3) количество тепла, переданного горячему телу за один цикл.

 

ЗАДАЧА 11. Построить график зависимости силы взаимодействия между двумя точечными зарядами от расстояния между ними в интервале от 2 см до 10 см через каждые 2 см. Заряды соответственно равны 2*10-8 Кл и 3*10-8 Кл.

 

ЗАДАЧА 12. Расстояние между пластинами плоского конденсатора d = 2,5 мм, площадь пластин S = 200 см2. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U = 2 кВ. Диэлектрик – слюда. Определить энергию W поля конденсатора и плотность энергии ω поля

 

ЗАДАЧА 13. Электрическая плитка мощностью P=2 кВт с нихромовой спиралью предназначена для включения в сеть напряжением U=220 В. Сколько метров проволоки диаметром d=0,5 мм надо взять для изготовления спирали, если температура нити накаливания t°=900°С? Удельное сопротивление нихрома при 0°С ρ0 = 1 мкОм×м, а температурный коэффициент сопротивления  α = 4·10-4 K-1.

 

ЗАДАЧА 14. Два источника с различными ЭДС (e1 =1,0 В, e2=2 В) и внутренними сопротивлениями (r1 = 0,5 Ом и r2 = 0,1 Ом) включены параллельно с внешним сопротивлением R. Определите значение этого сопротивления, если амперметр, включенный в цепь первого элемента, показывает 1,5 А. Сопротивление амперметра RА = 0,05 Ом..

 

ВАРІАНТ 28

 

ЗАДАЧА 1. Колесо радиусом 5 см вращается так, что зависимость угла поворота радиуса колеса от времени дается уравнением j=А+Bt+Ct2+Dt3, где D= 1 рад/с. Найти для точек, лежащих на ободе колеса, изменение тангенциального ускорения за каждую секунду движения.

 

ЗАДАЧА 2. тело скользит по наклонной плоскости, составляющей угол 450 с горизонтом. Зависимость пройденного телом расстояния S от времени t дается уравнением S=Ct2, где С=1,73 м/с2. Найти коэффициент трения тела о плоскость.

 

ЗАДАЧА 3.Тело массой 5 кг ударяется о неподвижное тело массой 2,5 кг, которое после удара начинает двигаться с кинетической энергией 5 Дж. Считая удар центральным и упругим, найти кинетическую энергию первого тела до и после удара.

 

ЗАДАЧА 4. Найти центростремительное ускорение , с которым движется по круговой орбите искусственный спутник Земли, находящийся на высоте 200 км от поверхности Земли.

 

ЗАДАЧА 5. Две гири разного веса соединены нитью и перекинуты через блок, момент инерции которого J=50 кг*м2 и радиус R=20 см. Блок вращается с трением и момент сил трения равен M=98,1 Н*м. Найти разность натяжения нитей Т12 по обе стороны блока, если известно, что блок вращается с постоянным ускорением e=2,36 рад/с2.. 

 

ЗАДАЧА 6. Кинетическая энергия вала, вращающегося с постоянной скоростью, соответствующей 5 об/с, равна 60 Дж. Найти момент количества движения этого вала.?

 

ЗАДАЧА 7. Чему равна энергия теплового движения молекул двухатомного газа, заключенного в сосуд объемом 2 л и находящегося под давлением 1,5*105 Н/м2?.

 

ЗАДАЧА 8. Найти отношение средних квадратичных скоростей молекул гелия и азота при одинаковых температурах.

 

ЗАДАЧА 9. При изотермическом расшарении 10 г азота, находящегося при температуре 17 0С, была совершена работа, равная 860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота при расширении?

 

ЗАДАЧА 10.Какую температуру имеют 2 г азота, занимающего объем 820 см3 при давлении 2 атм? Газ рассматривать как: 1) идеальный; 2) реальный.

 

ЗАДАЧА 11. С какой силой (на единицу площади) отталкиваются две одноименно заряженные бесконечные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда в 3*10-8 Кл/см2?

 

ЗАДАЧА 12. Найти силу притяжения F между пластинами плоского конденсатора, если площадь каждой пластины S = 100 см2, расстояние между ними d = 3 мм, диэлектрическая проницаемость среды между пластинами ε = 3,5. Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U = 250 В?

 

ЗАДАЧА 13. ЭДС батареи Е = 60 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, Imax = 15 А. Определить максимальную мощность Pmax , которая может выделяться во внешней цепи..

 

ЗАДАЧА 14. Визначити силу струму у кожному елементі та напругу на затисках реостата (див.рис.), якщо  ξ1 = 2 В,  r1 = 1 Ом,  ξ2 = 6 В, r2 = 1 Ом, r = 200 м.

 

 

 

 

ВАРИАНТ 29

 

ЗАДАЧА 1. Человек, который может плавать со скоростью в два раза меньшей скорости течения реки, хочет переплыть так, чтобы его снесло по течению как можно меньше. Под каким углом к берегу он должен плыть? На какое расстояние его снесет течением, если ширина реки 100 м?

 

ЗАДАЧА 2. На горизонтально вращающейся платформе на расстоянии R=50 см от оси вращения лежит груз. При какой частоте n вращения платформы груз начнет скользить? Коэффициент трения между грузом и платформой µ=0,05.

 

ЗАДАЧА 3. Льдина площадью поперечного сечения S=0,5 м2 и высотой H=40 см плавает в воде. Какую работу надо совершить, чтобы полностью погрузить льдину в вода?

 

ЗАДАЧА 4. Обруч и диск имеют одинаковый вес Р и катятся без скольжения с одинаковой линейной скоростью V. Кинетическая энергия обруча равна 4 Дж. Найти кинетическую энергию диска.

 

ЗАДАЧА 5. Для гироскопической стабилизации корабля используют в качестве гироскопа однородный диск массой 5•104 кг  и радиусом 2 м, который вращается с угловой  скоростью 94,2 рад/с. Найдите модуль момента импульса стабилизатора.

 

ЗАДАЧА 6. Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа при нормальных условиях равна 461 м/с. Какое количество молекул содержится в 1 г этого газа?

 

ЗАДАЧА 7. В колбе объемом 100 см3 находится 0,5 г азота. Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота при этих условиях.

 

ЗАДАЧА 8. 7 г углекислого газа было нагрето на 100С в условиях свободного расширения. Найти работу расширения газа и изменение его внутренней энергии.

 

ЗАДАЧА 9. Смешали 5 м3 воздуха с относительной влажностью 22% при температуре 150С и 3 м3 воздуха с относительной влажностью 46% при температуре 280С. Определить относительную влажность смеси, если ее объём 8 м3.

 

ЗАДАЧА 10. При нагревании 1кг неизвестного газа на 1 К при постоянном давлении требуется 912 Дж, а при нагревании при постоянном объеме требуется 649 Дж. Что это за газ?

 

ЗАДАЧА 11. Заряды 90 нКл и 10 нКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы он находился в равновесии? Определить величину третьего заряда.

 

ЗАДАЧА 12. Конденсатор, заряженный до напряжения U = 200В, соединен с незаряженным конденсатором такой же электроемкости: а) параллельно; б) последовательно. Какое напряжение установится между обкладками конденсатора в обоих случаях?

 

ЗАДАЧА 13. За время t=20 с при равномерно возрастающей  силе тока от нуля до некоторого максимума  в  проводнике  сопротивлением R=5 Ом выделилось количество теплоты Q = 4 кДж. Определите скорость нарастания силы тока.

 

ЗАДАЧА 14. Что покажет амперметр в схеме, показанной на рисунке? Внутренним сопротивлением источника и амперметра пренебречь. R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 6 Ом, e = 5 B.       

 

 

 

ВАРИАНТ 30

 

ЗАДАЧА 1. Материальная точка массой 2 кг движется под действием некоторой силы согласно закону х=A+Bt+Ct2+Dt3 , где С=1м/с2, D=-0,2 м/с3. Найти значение этой силы в моменты времени t1=2с и t2=5с. В какой момент сила равна нулю?

 

ЗАДАЧА 2.Определить, с какой максимальной скоростью может двигаться велосипедист по наклонному треку, если коэффициент трения между шинами и треком µ=0,2. Угол наклона трека α=450, радиус закругления R=30 м..

 

ЗАДАЧА 3.   Над Землей неподвижно висит ракета массой М. Скорость истечения газов равна u. Определить мощность двигателя.

 

ЗАДАЧА 4. Платформа в виде диска диаметром D = 3 м и массой m1 = 180 кг может вращаться вокруг вертикальной оси. С какой угловой скоростью w1 будет вращаться эта платформа, если по ее краю пойдет человек массой m2 = 70 кг со скоростью υ = 1,8 м/с относительно платформы?

 

ЗАДАЧА 5. Маховое колесо начинает вращаться с постоянным угловым ускорением ε=0,5 рад/с2 и через t1=15 с после начала движения приобретает момент импульса L=73,5 кг·м2/с. Найти кинетическую энергию колеса через t2=20 с после начала движения.

 

ЗАДАЧА 6. В воздухе взвешена пылинка массой 1,242·10-20 кг. Температура воздуха Т=300К. Подсчитать среднюю квадратичную скорость пылинки и ее кинетическую энергию.

 

ЗАДАЧА 7. В сосуде емкостью V=10 л находится m=2 г кислорода. Определить среднюю длину свободного пробега молекул. Диаметр молекулы кислорода d=0,27 нм.

 

ЗАДАЧА 8. В баллоне находится 5 кг аргона при температуре 300К. Чему равна внутренняя энергия газа?

 

ЗАДАЧА 9. В цилиндре объема 390 см3 под поршнем находится газ при температуре 323К. Найти работу расширения газа при нагревании его на 100К. Масса поршня 120 кг, его площадь 50 см2. Атмосферное давление нормальное.

 

ЗАДАЧА 10. Во сколько раз увеличится КПД  h цикла Карнo при повышении температури нагревателя от  Т1 = 380 К до T2 = 560 К? Температура холодильника Т3 = 280 К.

 

ЗАДАЧА 11. На расстоянии 3 м друг от друга расположены два точечных заряда -9·10-9Кл и -36·10-8Кл. Какой заряд и где нужно поместить, чтобы все три заряда оказались в равновесии.

 

ЗАДАЧА 12. Найти силу притяжения F между пластинами плоского конденсатора, если площадь каждой пластины S = 100 см2, расстояние между ними d = 3 мм, диэлектрическая проницаемость среды между пластинами ε = 3,5. Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U = 250 В.

 

ЗАДАЧА 13. Сила тока в проводнике сопротивлением 15 Ом изменяется со временем по закону  ,  где I0 = 20 А,  α = 102 с-1. Определите количество теплоты Q, выделившееся в проводнике за время   τ =10-2 с.

 

ЗАДАЧА 14. Определить разность потенциалов между точками А и В (см. рис.), если ξ1 = 8 В, ξ2 = 6 В, r1 = 4 Ом, r2 = 6 Ом, r3 = 8 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.