[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 16,7
Содержание:
1. Мяч брошен со скоростью v = 10 м/с под углом ? =45o к горизонту. На какую высоту h поднимется мяч? На каком расстоянии l от места бросания он упадет на землю? Какое время t он будет в движении? Определить скорость, ускорение и радиус кривизны в 2-х любых точках траектории.
2. Гладкий диск радиуса R, плоскость которого горизонтальна, вращается вокруг своей оси с частотой n = 40 об/мин. От поверхности на расстоянии R/2 от оси вращения отрывается небольшое тело, которое без трения скользит по диску. Через какое время оно соскользнет с диска?
3. К пружине, жесткость которой равна 0,2 кН/м, подвешена гиря массой 0,5 кг. Найти удлинение пружины, если: а) пружина покоится: б) поднимается вверх с ускорением 5 м/с2: в) Опускается вниз с ускорением 5 м/с2.
4 Гирька, привязанная к нити длиной 30 см, описывает в горизонтальной плоскости окружность радиуса 15 см. С какой частотой вращается гирька? Чему равна сила натяжения нити, если масса гирьки 50 г.
5 На автомобиль массой 1 т во время движения действует сила трения, равная 0,1 действующей на него силы тяжести. Какую массу бензина расходует двигатель автомобиля на то, чтобы на пути 0,5 км увеличить скорость движения автомобиля от 10 км/ч до 40 км/ч? К.п.д. двигателя 0,2, удельная теплота сгорания бензина 46 МДж/кг.
6 Тело массой 2 кг движется со скоростью 3 м/с и нагоняет тело массой 8 кг, движущееся со скоростью 1 м/с. Считая удар центральным, найти скорости тел после удара, если удар: а) неупругий; б) упругий.
7 К ободу колеса, радиусом 0,5 м и массой 50 кг, приложена касательная сила 98,1 Н. Найти угловое ускорение колеса. Через какое время после начала действия силы колесо будет иметь частоту вращения в 100 об/с? Колесо считать однородным диском. Трением пренебречь. [7,8 рад/с2; 80 с
8 Кинетическая энергия вала, вращающегося с частотой 5 об/с, равна 60 Дж. Найти момент импульса L вала.
9 Горизонтальная платформа массой 100 кг вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через центр платформы, с частотой 10 об/мин. Человек массой 60 кг стоит при этом на краю платформы. С какой частотой начнет вращаться платформа, если человек перейдет от края платформы к ее центру? Считать платформу однородным диском, а человека – точечной массой
[n2 = 22 об/мин ]
10 Уравнение движения точки дано в виде x=sin(?t/6). Найти моменты времени, в которые достигаются максимальная скорость и максимальное ускорение.
[t = 0 , 6, 12, 18, …,… c; t = 3, 9, 15, …, …. c
11 Найти амплитуду и начальную фазу гармонического колебания, полученного от сложения одинаково направленных колебаний, данных уравнениями х = 4sin ?t см и x = 3 sin (?t +?/2) см. Написать уравнение результирующего колебания. Дать векторную диаграмму сложения амплитуд. [A = 5 cм; ?0 ? 0,2? рад; см
12 Найти разность фаз колебаний двух точек, отстоящих от источника колебаний на расстояниях 10 м и 16 м. Период колебаний равен 0,04с; скорость распространения равна 300 м/с. [?? = ?]
13 Шарик всплывает с постоянной скоростью в жидкости. Плотность жидкости в 4 раза больше плотности материала шарика. Во сколько раз сила трения, действующая на всплывающий шарик, больше силы тяжести, действующей на этот шарик.
14 5 г азота, находящиеся в закрытом сосуде объемом 4 л при температуре 20оC, нагревают до температуры 40оС. Найти давления газа до и после нагревания.
[108 кПа; 116 кПа
15 Какое число молекул находится в комнате объемом 80 м3 при 17оС и давлении 100 кПа? [2•1027]
16 Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул некоторого газа, если средняя длина свободного пробега 5 мкм, а средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с. [9,2•107 с-1]
17 10 г кислорода находится при давлении 300 кПа и температуре 10оС. После нагревания при постоянном давлении газ занял объем 10 л. Найти количество теплоты, полученной газом, изменение внутренней энергии газа и работу, совершенную газом при расширении.
[7,9 кДж; 5,6 кДж; 2,3 кДж]
18 Двухатомный газ, находящийся при давлении 2 МПа и температуре 27оС, сжимается адиабатически от объема V1 до V2 = 0,5V1. Найти температуру и давление газа после сжатия. [396 К; 5,28 МПа]
19 Какую температуру имеют 2 г азота, занимающего объем 820 см3 при давлении 0,2 МПа? Газ рассматривать как: а) идеальный; б) реальный. [280 К; 280 К]
20 Вода по каплям вытекает из вертикальной трубки внутренним радиусом 1 мм. Найти радиус капли в момент отрыва. Каплю считать сферической. Диаметр шейки капли в момент отрыва считать равным внутреннему диаметру трубки. [2,2 мм]
21 Водомерка бегает по поверхности воды. Найти массу водомерки, если известно, что под каждой из шести лапок насекомого образуется ямка, в виде полусферы радиусом 0,1 мм. [27,5 мг]
Учебная работа № 188220. Контрольная Физика, 20 задач
Выдержка из похожей работы
Решение численными методами краевой задачи математической физики
…..аничные
условия
Так как на левом конце стержень защемлен, а к праву концу
стержня применяется растягивающая сила, то граничные условия имеют следующий
вид:
Начальные
условия
Так как колебания происходят под воздействием растягивающей
силы и в начальный момент стержень находится в покое, то начальные условия
можно записать следующим образом:
1.2
Вывод уравнения движения из основных законов физики
Стержень – упругое твёрдое тело, длина которого значительно
превышает его поперечные размеры.
Рассмотрим стержень цилиндрической формы, на который действует
вдоль оси стержня сила .
Исследуем такие колебания стержня, при которых поперечные сечения
площадью , перемещаясь вдоль оси стержня, остаются плоскими и параллельными
друг другу. Данные предположения оправдываются, если поперечные размеры стержня
малы по сравнению с его длиной.
Продольные колебания возникают тогда, стержень предварительно
немного растягивается (или сжимается), а затем предоставляется самому себе.
Рис. 1. Стержень
Направим ось вдоль оси стержня и будем считать, что в состоянии покоя концы
стержня имеют соответственно абсциссы и . Рассмотрим сечение ; его абсцисса в состоянии покоя. Смещение этого сечения в любой
момент времени будет характеризоваться функцией
Найдём относительное удлинение участка стержня, ограниченного
сечениями и .
Если абсцисса сечения в состоянии покоя , то смещение этого стержня в момент времени с точностью до бесконечно малых высшего порядка равно:
Отсюда ясно, что относительное удлинение стержня в сечении с
абсциссой в момент времени выражается производной:
Считая, что стержень совершает малые колебания, можно вычислить
натяжение, вызывающие это удлинение. Натяжение подчиняется закону Гука. Найдем
величину силы натяжения , действующей на сечение :
где – площадь поперечного сечения стержня, а модуль упругости (модуль Юнга) материала стержня.
Соответственно сила , действующая на сечение равна
Возьмем элемент стержня, заключённый между сечениями и . На этот элемент действуют силы и , приложенные в этих сечениях и направленные вдоль оси . Результирующая этих сил имеет величину
и направлена также вдоль оси .
С другой стороны, ускорение элемента равно , вследствие чего, используя второй закон Ньютона , мы можем написать равенство
(1)
где объёмная плотность стержня, масса выделенного участка стержня
Сокращая и вводя обозначение , для свободных продольных колебаний однородного стержня можно получить дифференциальное уравнение в частных производных:
(2)
Форма этого уравнения показывает, что продольные колебания стержня
носят волновой характер, причём скорость распространения продольных волн
определяется формулой
Если дополнительно предположить, что к стержню приложена внешняя
сила , рассчитанная на единицу объёма и действующая вдоль оси стержня,
то к правой части уравнения (1) добавится слагаемое и уравнение (1) примет вид:
(3)
(4)
это уравнение вынужденных продольных колебаний стержня.
1.3
Проверка задачи по критерию размерности
Вывод: размерности совпадают
1.4
Аналитическое решение задачи
Граничные условия:
Начальные условия:
Так как граничные условия ненулевые, использовать напрямую метод
Фурье нельзя. С помощью введения новой переменной , приведём граничные условия к нулю:
тогда: граничные условия:
начальные условия:
частные производные:
.
Таким образом, постановка задачи для новой функции имеет следующий вид:
граничные условия:
начальные условия:
В силу того, что задача неоднородна представим функцию в виде:
где функция будет описывать собственный колебаний стержня, а – вынужде…