Физика

Институт биомедицинских систем и биотехнологий (ИБСиБ)

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский Торгово-Экономический институт
Кафедра физики
Методические указания и контрольные задания по
ФИЗИКЕ
для студентов заочного обучения
специальностей 2711, 2712, 2810
Санкт-Петербург
2006

Стоимость решения одной задачи по физике ... руб.

Контрольная работа 1 состоит из 6 задач следующих тем - механики, молекулярной физики, электростатики и постоянного тока.

Контрольная работа 2 состоит из 6 задач следующих тем - электромагнетизм, оптика, элементы атомной и ядерной физики.

Каждый студент выбирает задачи для контрольных работ по двум последним цифрам номера зачетной книжки.
Задачи из подпунктов:
(а) по предпоследней цифре
(б) по последней цифре.

Готовы следующие задачи:

Механика

Подраздел (а)

Задача 0
Найти ускорение а центра однородного шара, скатывающегося без скольжения по наклонной плоскости, образующей угол 30 с горизонтом. Чему равна сила трения сцепления шара и плоскости, если его масса 0,5кг? Изобразить графически зависимость ускорения а центра однородного шара от угла наклона плоскости в пределах 60>=а>=20.

Задача 1
Однородный диск радиуса 0,5м раскрутили вокруг его оси до угловой скорости 20 рад/с и положили плашмя на горизонтальную поверхность. Полагая коэффициент трения между поверхностью и диском 0.2, определить время вращения до полной остановки. Сколько оборотов сделает диск? Изобразить графически зависимость времени вращения от частоты вращения в пределах от 10 до 30об/с

Задача 2
Обруч, вся масса которого сосредоточена в ободе, раскрутили до угловой скорости 15 рад/с и поставили на шероховатую наклонную плоскость, составляющую угол 30 с горизонтом. Найти время, в течение которого обруч будет подниматься вверх по плоскости. Радиус обруча равен 0,2м . Построить график зависимости времени движения от угла наклона плоскости в пределах от 20 до 60 .

Задача 3
Диск массой m=5кг и R=0.7м вращается вокруг своей оси с угловой скоростью w=20 рад/с . С диском жестко связан тормозной барабан радиусом r=0,3м , к которому прижимается тормозная колодка. Определите, сколько сделает оборотов диск до полной остановки, если колодку прижимать силой, изменяющейся по закону: а) F=const , б)F=k*t , коэффициент трения скольжения между барабаном и колодкой k=0,3 .

Задача 4
Найти уравнение траектории, скорости и ускорения некоторого тела, координаты которого следующим образом зависят от времени: x=c*t^2 , y=b*t^2 . Построить траекторию движения тела. Изобразить графически зависимость скорости и ускорения от времени.

Задача 5
Тело массой m=1кг движется так, чтобы его координаты x и y изменяются от времени следующим образом: x=a-bt+ct^2, y=dt^3, где с=1м/c^2,d=2 м/с^2. Определить скорость, ускорение, силу, действующую на тело. Импульс к концу 5-й секунды. Построить график зависимости скорости и ускорения тела от времени.

Задача 7
В некоторый момент времени вращение одного диска описывается уравнением f=2wt+0.1t^2 , а второго f=wt-0.1t^2. Через время 5с первый диск обгоняет второй на 5 оборотов. На сколько оборотов первый диск будет опережать второй к моменту, когда второй диск остановится? Построить графики зависимости скорости вращения от времени.

Задача 8
Вытащенное из колодца ведро с водой уронили, и оно стало опускаться вниз, раскручивая ворот. Трение в подшипниках ворота создает постоянный вращательный момент М=0,170нм. Масса ведра с водой m=13.2, масса ворота m=43.1 , радиус ворота r=12.8. Расстояние от края сруба до поверхности воды в колодце h=7м . Определить: а) по какому закону изменяется со временем угловая скорость вращения ворота и построить график зависимости w(t); б) натяжение веревки во время спуска ведра; в) через сколько времени ведро коснется воды в колодце; г) какую скорость будет иметь ведро в конце падения?

Задача 9
Траектория движения точки задана уравнениями: x=A*t ,y=B*t+C*t^2 , где A=1 м/с ,В=1 м/с , С=0,2 м/с^2 . Найти для точки скорость v(t) , ускорение a(t) , тангенциальное и нормальное ускорения как функции времени t , рассчитать их значения для t=5c .

Подраздел (б)

Задача 0
Горизонтально расположенный деревянный стержень массой М=0,8 кг и длины l=1,8м может вращаться вокруг перпендикулярной к нему вертикальной оси, проходящей через его середину. В конец стержня попадает и застревает в нем пуля массой m=3,0г, летящая перпендикулярно к оси и к стержню со скоростью V=50м/с. Определить угловую скорость , с которой начнет вращаться стержень, и потерю энергии в результате удара. Построить график зависимости угловой скорости вращения стержня от массы пули.

Задача 1
Диск массой m=2 кг, длиной l=0.3 м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Уравнение вращения диска имеет вид f=5+12t-2t^2. По каким законам меняются угловая скорость w, угловое ускорение e, момент сил М, кинетическая энергия Wk? Чему равны w,e,М,Wk в момент времени t=3с? Какую работу А нужно совершить, чтобы изменить угловую скорость стержня за промежуток времени от 3-й до 4-й секунды?

Задача 2
Шар массой m=2кг и R=0.2м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Уравнение вращения шара имеет вид f=5+6*t^2+t^3 . По каким законам меняются угловая скорость w;, угловое ускорение e; , момент сил M и мощность N ? Чему равны w, e, M , N в момент времени t=3c ?

Задача 3
Диск массой m=0.7 кг и радиусом R=0.3 м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Уравнение вращения диска имеет вид f=3+16t-2t^3. По каким законам меняются угловая скорость w, угловое ускорение e, момент сил М, кинетическая энергия W? Чему равны w, e, М, N в момент времени t=4с?Какую работу А нужно совершить, чтобы изменить угловую скорость стержня за промежуток времени от 2-й до 4-й секунды? Построить графики f(t), w(t), e(t), M(t), W(t), t[0,4] через t=0.5c.

Задача 4
Тонкий стержень массой m=0.4кг , длиной l=0.6м вращается вокруг оси, проходящей через середину стержня. Уравнение вращения стержня имеет вид f=12+32*t-2*t^2 . По каким законам изменяется угловая скорость w; , угловое ускорение e; , момент сил M и мощность N ? Чему равны w, e, M и N в момент времени t=6c ? Какую работу A нужно совершить, чтобы изменить угловую скорость стержня за промежуток времени от 6-й до 8-й секунды?

Задача 5
Тонкий стержень массой m=0.3 кг, длиной l=0.5 м вращается вокруг оси, проходящей через середину стержня. Уравнение вращения стержня имеет вид f=10+32t-2t^2. По каким законам меняются угловая скорость w, угловое ускорение e, момент сил М и мощность N? Чему равны w, e, М, N в момент времени t=4с?

Задача 6
На конце стола укреплен невесомый блок. Тела m=1кг и m=1кг соединены нерастяжимой нитью, проходящей через блок. Коэффициент трения тела 2 о стол изменяется по закону: m=cx ; c=3/v . Чему равно натяжение нити в начале и в конце движения? Построить графики зависимости ускорения и скорости второго тела от координаты х.

Задача 7
Два тела m1=100г , m2=50г соединены нерастяжимыми нитями, намотанными на цилиндры невесомого блока R1=2см , R2=1см , который укреплен на конце стола. Коэффициент трения 0,1. Найти ускорение тел а1 , а2 силу натяжения нити Т1 . Построить зависимости а1(м) ,а2(м).

Задача 8
Наклонная плоскость составляет угол а=30 с горизонтом. Блок- сплошной цилиндр из стали, его радиус 2см, длина 2,5см. Масса тела m1=2кг. Масса тела m2=10кг. При каком значении коэффициента трения тела 1 тело 2 начнет опускаться? Построить зависимость ускорения от коэффициента трения.

Задача 9
Диск массой m=5кг и R=15см, вращающийся с частотой n=10об/мин, приводится в сцепление с неподвижным диском массой m=10 кг такого же радиуса. Определить энергию, которая пойдет на нагревание дисков, если после их сцепления скольжение отсутствует. Построить график зависимости энергии, идущей на нагревание дисков от частоты вращения в пределах