Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна» Кафедра физики ФИЗИКА Методические указания для выполнения контрольных работ для студентов заочной формы обучения всех направлений подготовки Составитель В. В. Лурье Санкт-Петербург 2024
1.МЕХАНИКА. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ Контрольная работа №1 2.МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Контрольная работа №2 3.ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ Контрольная работа №3 4. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Контрольная работа №4 Готовы следующие варианты задач:
Контрольная работа 1, Вариант 6 Задача 1. Частица движется в положительном направлении оси x так, что ее скорость меняется по закону v=α√x, где α- положительная постоянная. Имея в виду, что в момент времени t=0 она находилась в точке x=0, найти зависимость от времени ускорения частицы a(t).
Контрольная работа 1, Вариант 6 Задача 2. К ободу однородного сплошного диска радиусом R приложена постоянная касательная сила F, и, кроме того, действует момент сил трения Mтр. Определить массу диска m, если известно, что он вращается с постоянным угловым ускорением ε.
Контрольная работа 1, Вариант 6 Задача 3. На полу стоит тележка в виде длинной доски, снабженной легкими колесами. На одном конце доски стоит человек. Масса человека M=60 кг, масса доски m=20 кг. Найти, на какое расстояние d передвинется тележка, если человек перейдет на другой конец доски. Длина доски l=2 м. Массой колес пренебречь. Трение не учитывать.
Контрольная работа 1, Вариант 6 Задача 4. Уравнение плоской бегущей волны имеет вид ξ(x,t)=60 cos(1800t-6x) (ξ- в микрометрах, t- в секундах, x- в метрах). Определить отношение амплитуды колебаний скорости частиц среды к скорости распространения волны.
Контрольная работа 1, Вариант 9 Задача 1. Частица движется вдоль оси x, причем координата x изменяется по закону x=A cos2π/T· t. Найти путь S, пройденный частицей за промежуток времени от t=0 до t=T.
Контрольная работа 1, Вариант 9 Задача 2. Найти момент инерции тонкого однородного диска массой m и радиусом R относительно оси, проходящей через центр диска перпендикулярно его плоскости.
Контрольная работа 1, Вариант 9 Задача 3. Карандаш длинной l=10 см, поставленный вертикально, падает на стол. Какую угловую ω и линейную v скорости будет иметь в конце падения середина карандаша? Считать трение настолько велико, что нижний конец карандаша не проскальзывает.
Контрольная работа 1, Вариант 9 Задача 4. Плоская волна вида ξ(x,t)=cos(1200t-5x) (ξ- в микрометрах, t- в секундах, x- в метрах) распространяется в воде (плотность воды ρ=1000 кг/м3), причем источник волны находится в плоскости x=0. Найти среднюю объемную плотность энергии волны.
Контрольная работа 2, Вариант 6 Задача 1. При изотермическом расширении некоторого газа массой m = 28 г объем увеличился в n = 2,1 раза, а работа газа составила A=847 Дж. Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа при этом процессе.
Контрольная работа 2, Вариант 6 Задача 2. Углекислый газ массой m = 48 г, находившийся под давлением p1= 327 кПа и занимавший объем V=2,2∙10-2 м3, изотермически расширился, причем работа, совершаемая газом при расширении, равна A=4000 Дж. Во сколько раз при этом уменьшилось давление газа?
Контрольная работа 2, Вариант 6 Задача 3. Чему равно приращение энтропии при изотермическом расширении кислорода массой m = 18 г от объема V1=38 л до объема V2=128 л?
Контрольная работа 2, Вариант 6 Задача 4. При изотермическом расширении некоторого газа массой m = 28 г объем увеличился в n = 2,1 раза, а работа газа составила A=847 Дж. Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа при этом процессе.
Контрольная работа 2, Вариант 9 Задача 1. Определить, под каким давлением находится в сосуде объемом V =7,1∙10-2 м3 смесь аргона и водорода при температуре T = 380 К, если масса аргона m1 = 29 г, масса водорода m2 = 14 г.
Контрольная работа 2, Вариант 9 Задача 2. Углекислый газ массой m = 16 г, находившийся при температуре T =420 К, адиабатически расширился, причем объем увеличился в 1,9 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в 1,15 раза. Определить полную работу, совершенную газом.
Контрольная работа 2, Вариант 9 Задача 3. Водород совершает цикл Карно. Найти КПД цикла, если при адиабатическом расширении давление газа уменьшается в 2 раза.
Контрольная работа 2, Вариант 9 Задача 4. Найти приращение энтропии при переходе олова в твердом состоянии при температуре t = 00C в расплав при температуре плавления. Масса олова m = 0,9 кг.
Контрольная работа 3, Вариант 9 Задача 1. На двух бесконечных параллельных плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями соответственно σ1 и σ2. Используя теорему Гаусса, определить модуль и направление напряженности электрического поля E в точке, расположенной слева от плоскости. Принять σ1=-4σ, σ2=2σ, σ=0,4 мкКл/м2. Ответ представить в кВ/м.
Контрольная работа 3, Вариант 9 Задача 2. Потенциал некоторого поля зависит от координат: φ=ax2+by3+cz2, где a,b,c- заданные коэффициенты. Найти вектор напряженности E этого поля.
Контрольная работа 3, Вариант 9 Задача 3. Медный диск радиусом r1=3 см с концентрическим вырезом радиусом r0=3 мм плотно насажен на стальной цилиндрический стержень и также плотно вставлен в алюминиевую трубку. Между трубкой и стержнем через диск идет ток. Определить сопротивление диска, если его толщина d=1 мм, а температура t=20 °С. Ответ дать в Ом.
Контрольная работа 3, Вариант 9 Задача 4. Проводник длиной l=1 м, по которому проходит ток силой I=2 А, согнут в форме полукольца и расположен в плоскости, перпендикулярной направлению индукции магнитного поля B ⃗. Найти силу F ⃗, действующую на этот проводник в магнитном поле. Ответ представить в мкН.
Контрольная работа 4, Вариант 9 Задача 1. Температура черного тела изменилась при его нагревании от T1=1000 К до T2=3000 К. Во сколько раз увеличилась при этом энергетическая светимость тела?
Контрольная работа 4, Вариант 9 Задача 2. До какого максимального потенциала φ зарядится удаленный от других тел медный шарик при облучении его электромагнитным излучением с длиной волны λ=140 нм?
Контрольная работа 4, Вариант 9 Задача 3. При какой скорости v частицы ее комптоновская длина волны равна длине волны де Бройля? Ответ представить в м/с
Контрольная работа 4, Вариант 9 Задача 4. Найти активность A радона, образовавшегося из массы m=1 г радия за время t=1 ч.
Контрольная работа 4, Вариант 27 Задача 1. Пренебрегая потерями тепла на теплопроводность, подсчитать мощность P электрического тока, необходимую для накаливания нити диаметром d=1 мм и длиной l=20 см до температуры T=3500 К. Считать, что нить излучает, подчиняясь закону Стефана-Больцмана.