1. Физические основы классической механики

  2. Молекулярная физика. Термодинамика

  3. Электростатика. Постоянный электрический ток

  4. Электромагнетизм

  5. Оптика

  6. Элементы атомной физики и квантовой механики. Физика твёрдого тела

















ФИЗИКА.

Методические указания и контрольные задания

для студентов-заочников инженерно-технических специальностей высших учебных заведений (включая сельскохозяйтвенные ВУЗЫ)

под редакцией А.Г. Чертова.


ВАРИАНТ 6


106
Тело брошено под углом α=30o к горизонту со скоростью v0=30м/с. Каковы будут нормальное an  и тангенциальное aτ   ускорения тела через время t=1c после начала движения?

116
На полу стоит тележка в виде длинной доски, снабженной легкими колесами. На одном конце доски стоит человек. Масса его m1 = 60 кг, масса тележки m2 = 20 кг. С какой скоростью (относительно пола) будет двигаться тележка, если человек пойдет вдоль неё со скоростью (относительно доски) v = 1 м/с? Массой колес и трением пренебречь.

126
Шар массой m1= 4 кг движется со скоростью v1= 5 м/c и сталкивается с шаром массой m2=6кг, который движется ему навстречу со скоростью v2 = 2 м/с. Определить скорости u1 и u2 шаров после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.

136
Если на верхний конец вертикально расположенной спиральной пружины положить груз, то пружина сожмется на Δl = 3 мм. На сколько сожмет пружину тот же груз, упавший на конец пружины с высоты h = 8 см?

146
По горизонтальной плоскости катится диск со скоростью v = 8 м/с. Определить коэффициент сопротивления, если диск, будучи предоставленным самому себе, остановился, пройдя путь s = 18 м.

156
Однородный стержень длиной l = 1,0 м может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через один из его концов. В другой конец абсолютно неупруго ударяет пуля массой m = 7 г, летящая перпендикулярно стержню и его оси. Определить массу М стержня, если в результате попадания пули он отклонится на угол α = 60o. Принять скорость пули v = 360 м/с.

166
На каком расстоянии от центра Земли находится точка, в которой напряженность суммарного гравитационного поля Земли и Луны равна нулю? Принять, что масса Земли в 81 раз больше массы Луны и что расстояние от центра Земли до центра Луны равно 60 радиусам Земли.

176
Определить период Т колебаний математического маятника, если его модуль максимального перемещения Δr = 18 см и максимальная скорость vmax = 16 см/с.

206
Определить концентрацию n молекул кислорода, находящегося в сосуде вместимостью V=2 л. Количество вещества ν кислорода равно 0,2 моль.

216
Вычислить плотность ρ азота, находящегося в баллоне под давлением р = 2 МПа и имеющего температуру Т = 400 К.

226
Определить среднюю квадратичную скорость <vкв> молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V = 2 л под давлением р = 200 кПа. Масса газа m = 0,3 г.

236
Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости cV=10,4кДж/(кг·К), cр=14,6кДж/(кг·К).

246
Кислород находится под давлением р = 133 нПа при температуре Т = 200 К. вычислить среднее число <z> столкновений молекулы кислорода при этих условиях за время τ = 1 с.

256
Азот массой m = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры T1 = 300 K до температуры T2 = 400 К. Определить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение ΔU внутренней энергии азота.

266
Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 67% теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру T2 теплоприемника, если температура теплоотдатчика T1 = 430 К.

276
Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала d = 1 мм на высоту h = 20 см. Определить поверхностное натяжение α глицерина. Считать смачивание полным.

306
Точечные заряды Q1 = 30 мкКл, Q2 = –20 мкКл находятся на расстоянии d = 20 см друг от друга. Определить напряженность поля Е в точке, удаленной на r1 = 30 см от первого и на r2 = 15 см от второго заряда.

316
По тонкому кольцу радиусом R = 20 см равномерно распределен с линейной плотностью τ = 0,2 мкКл/м заряд. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке А, находящейся на оси кольца на расстоянии h = 2R от его центра.

326
На двух бесконечных параллельных плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями σ1 и σ2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса и принцип суперпозиции электрических полей, найти выражение Е(х) напряженности электрического поля в трёх областях: I, II, III. Принять σ1=-4σ, σ2=2σ; 2) вычислить напряженность Е поля в точке, расположенной между плоскостями, и указать направление вектора Е, принять σ=40 нКл/м2; 3) построить график Е(х).

336
Четыре одинаковых капли ртути, заряженных до потенциала φ= 10 В, сливаются в одну каплю. Каков потенциал φ1 образовавшей капли?

346
Пылинка массой m = 5 нг, несущая на себе N = 10 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов U = 1 МВ. Какова кинетическая энергия Т пылинки? Какую скорость v приобрела пылинка?

356
Два конденсатора емкостями C1 = 5 мкФ и C2 = 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС Е = 80 В. Определить заряды Q1 и Q2 конденсаторов и разности потенциалов U1 и U2 между их обкладками.

366
Аккумулятор с ЭДС Е = 12 В заряжается от сети постоянного тока с напряжением U = 15 В. Определить напряжение на клеммах аккумулятора, если его внутреннее сопротивление Ri = 10 Ом.

376
За время t = 10 c при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике выделилось количество теплоты Q = 40 кДж. Определить среднюю силу тока I в проводнике, если его сопротивление R = 25 Ом.

406
По двум бесконечно длинным проводам, скрещенным под прямым углом, текут токи I1 и I2=2I1 (I1 = 100 A). Определить магнитную индукцию В в точке А, равноудаленной от проводов на расстояние d = 10 см.

416
Шины генератора длиной l=4 м находятся на расстоянии d=10 см друг от друга. Найти силу взаимного отталкивания шин при коротком замыкании, если ток Iкз короткого замыкания равен 5кА.

426
Заряд q= 0,1 мкКл равномерно распределен по стержню длиной l= 50 см. стержень вращается с угловой скоростью ω=20 рад/с относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его середину. Найти магнитный момент рm, обусловленный вращением стержня.

436
Электрон влетел в однородное магнитное поле (В=200 мТл) перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определить силу эквивалентного кругового тока Iэкв, создаваемого движением электрона в магнитном поле.

446
Однозарядный ион лития m=7 а.е.м. прошел ускоряющую разность потенциалов U= 300 В и влетел в скрещенные под прямым углом магнитное и электрическое поля. Определить магнитную индукцию В поля, если траектория иона в скрещенных полях прямолинейна. Напряженность Е электрического поля равна 2 кВ/м.

456
Плоский контур с током I= 5 А свободно установился в однородном магнитном поле (В=0,4 Тл). Площадь контура S= 200 см2. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол α=40o. Определить совершенную при этом работу А.

466
Проволочный виток диаметром D= 5 см и сопротивлением R=0,02 Ом находится в однородном магнитном поле (В=0,3 Тл). Плоскость витка составляет угол φ=40o с линиями индукции. Какой заряд Q протечет по витку при выключении магнитного поля?

476
По катушке индуктивностью L=8 мкГн течет ток I= 6 A. Определить среднее значение ЭДС Es самоиндукции, возникающей в контуре, если сила тока изменится практически до нуля за время Δt=5 мс.

506
На стеклянную пластину нанесен тонкий слой прозрачного вещества с показателем преломления n=1,3. Пластина освещена параллельным пучком монохроматического света с длиной волны λ=640 нм, падающий на пластину нормально. Какую минимальную толщину dmin должен иметь слой, чтобы отраженный пучок имел наименьшую яркость?

516
На непрозрачную пластину с узкой щелью падает нормально плоская монохроматическая световая волна ( λ = 600 нм). Угол отклонения лучей, соответствующих второму дифракционному максимуму, φ = 20o. Определить ширину а щели.

526
Угол падения ε луча на поверхность стекла равен 60o. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризованным. Определить угол ε'2 преломления луча.

536
Протон имеет импульс р=469 МэВ/с. Какую кинетическую энергию необходимо дополнительно сообщить протону, чтобы его релятивистский импульс возрос вдвое?

546
Поток излучения абсолютно черного тела Фе = 10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волны λm = 0,8 мкм. Определить площадь S излучающей поверхности.

556
На металлическую пластину направлен пучок ультрафиолетового излучения (λ = 0,25 мкм). Фототок прекращается при минимальной задерживающей разности потенциалов Umin = 0,96 В. Определить работу выхода А электронов из металла.

566
Фотон с энергией ε1 = 0,51 МэВ был рассеян при эффекте Комптона на свободном электроне на угол θ = 180o. Определить кинетическую энергию Т электрона отдачи.

576
На зеркальную поверхность под углом α=60o к нормали падает пучок монохроматического света (λ=590 нм). Плотность потока энергии светового пучка φ= 1 кВт/м2. Определить давление р, производимое светом на зеркальную поверхность.

606
На сколько изменилась кинетическая энергия электрона в атоме водорода при излучении атомом фотона с длиной волны λ=435 нм?

616
Из катодной трубки на диафрагму с узкой прямоугольной щелью нормально к плоскости диафрагмы направлен пучок моноэнергетических электронов. Определить анодное напряжение трубки, если известно, что на экране, отстоящем от щели на расстоянии l = 0,5 м, ширина центрального дифракционного максимума Δх = 10,0 мкм. Ширину b щели принять равной 0,10 мм.

626
Среднее время жизни атома в возбужденном состоянии составляет Δt = 10-8 с. При переходе атома в нормальное состояние испускается фотон, средняя длина волны <λ> которого равна 600 нм. Оценить ширину Δλ излучаемой спектральной линии, если не происходит её уширения за счет других процессов.

636
Волновая функция, описывающая движение электрона в основном состоянии атома водорода, имеет вид
ψ(r) = Ae-r/a0,
где А– некоторая постоянная; а0 – первый боровский радиус. Найти для основного состояния атома водорода наиболее вероятное расстояние электрона от ядра.


646
Счетчик α-частиц, установленный вблизи радиоактивного изотопа, при первом измерении регистрировал N1 = 1400 частиц в минуту, а через время t = 4 ч – только N2 = 400. Определить период полураспада Т1/2 изотопа.

656
Считая, что в одном акте деления ядра урана 235U освобождается энергия 200 МэВ, определить массу m этого изотопа, подвергшегося делению при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 30·106 кг, если тепловой эквивалент тротила q равен 4,19 МДж/кг.

666
Найти отношение средней энергии <εкв> линейного одномерного осциллятора, вычисленной по квантовой теории, к энергии <εкл> такого же осциллятора, вычисленной по классической теории. Вычисления произвести для двух температур: 1) Т = 0,1ΘE; 2) Т = ΘE, где ΘE – характеристическая температура Эйнштейна.

676
Сопротивление R1 p-n-перехода, находящегося под прямым напряжением U = 1 В, равно 10 Ом. Определить сопротивление R2 перехода при обратном напряжении.




Вариант 0     Вариант 1     Вариант 2     Вариант 3     Вариант 4


Вариант 5     Вариант 6     Вариант 7     Вариант 8     Вариант 9







Ссылки                   Контакты