Физика

Министерство транспорта Российской Федерации
(МИНТРАНС РОССИИ)
Федеральное агентство воздушного транспорта
(РОСАВИАЦИЯ)
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации
ФИЗИКА
Методические указания
к выполнению контрольных работ
Для студентов ЗФ
Санкт–Петербург
2016

Выполняем контрольные работы по физике на заказ.
Стоимость решения задач по физике уточняйте при заказе.

Задачи выполняются из Сборника задач по физике:
Глава 1 Физические основы механики
Глава 2 Молекулярная физика и термодинамика
Глава 3 Электричество
Глава 4 Магнетизм
Глава 5 Оптика
Глава 6 Физика атома и атомного ядра

Есть готовые работы, стоимость готового уточняйте.
Выполнены следующие задачи:

Контрольная работа 1

Задачи по теме: Физические основы механики. Молекулярная физика и термодинамика.
Задача 1.02
Велосипедист проезжает 200 м равномерно, а затем до остановки равнозамедленно с ускорением 0,5 м/с². При какой скорости равномерного движения на первом участке общее время его движения будет минимально?

Задача 1.10
С вышки брошен камень в горизонтальном направлении со скоростью 20 м/с. Через сколько секунд скорость камня увеличиться в два раза? Какой угол с вертикалью будет составлять вектор скорости в этот момент?

Задача 1.11
Ось с двумя дисками, расположенными на расстоянии 1 м друг от друга, вращается с частотой 1800 об/мин. Пуля, летящая вдоль оси, пробивает оба диска. Отверстие во втором диске смещено относительно отверстия на первом диске на 30 градусов. Определить скорость пули.

Задача 1.15
Велосипедное колесо радиусом 30 см вращается с постоянным угловым ускорением 0,3 р/с². Определить угловую скорость и полное ускорение для точек, лежащих на ободе колеса, через 10 с после начала движения. Найти полное число оборотов колеса

Задача 1.21
К концам нити, перекинутой через блок, подвешены грузы массами 50 и 100 гр. Найти показания динамометра, на котором висит блок. Массой блока и трением пренебречь

Задача 1.22
Два тела массами по 25 г подвешены на нити, перекинутой через невесомый блок. На одно из тел положен груз массой 50 г. Определить силу давления груза на тело. Трением в оси блока пренебречь

Задача 1.30
С высоты 25 м предмет падал в течение 2,5 с. Какую часть составляет средняя сила сопротивления воздуха от силы тяжести?

Задача 1.31
Пуля, летящая горизонтально со скоростью 500 м/с, попадает в шар, подвешенный на невесомой и нерастяжимой нити, и застревает в нём. Масса пули 5 г, масса шара 0,5 кг. При какой длине нити шар после столкновения опишет четверть окружности?

Задача 1.42
На поверхность Земли из бесконечности падает метеорит массой 10 кг. Определить совершённую при этом работу сил гравитационного поля Земли.

Задача 1.51
На скамье Жуковского стоит человек и держит в руке за ось велосипедное колесо. Ось колеса совпадает с осью скамьи. Частота вращения колеса 10 об/с. Момент инерции человека со скамьей 5 кг∙м², момент инерции колеса 1 кг∙м². Найти угловую скорость скамьи после поворота оси колеса вокруг горизонтальной оси на 90⁰.

Задача 1.52
Однородный стержень верхним концом закреплен на горизонтальной оси. В нижний конец стержня попадает пуля, летящая горизонтально со скоростью 500 м/с. После абсолютно неупругого удара стержень отклонился на угол 60⁰. Определить массу стержня. Длинна стержня 1 м, масса пули 9 г.

Задача 1.58
Груз массой 120 г висит на нити, намотанной на диск массой 0,8 кг и радиусом 5 см. Через какое время после отпускания груз пройдет расстояние 2 м ?

Задача 1.69
С какой минимальной высоты можно скатить шарик радиусом 0,5 см, чтобы он описал в вертикальной плоскости “мертвую петлю” радиусом 10 см?

Задача 1.71
Через ручей переброшена длинная упругая доска. Когда мальчик стоит на ней неподвижно, она прогибается на 10 см. Определить длину шага мальчика, если при ходьбе по доске со скоростью 3,6 км/ч она наиболее сильно раскачивается

Задача 1.74
Определить частоту колебаний диска радиусом 0,5 м около горизонтальной оси, проходящей через образующую диска.

Задача 1.79
Через какое время (в долях периода) после начала движения кинетическая энергия пружинного маятника станет равной его потенциальной энергии?

Задача 2.06
Свинец и пробку взвешивают при стандартных атмосферных условиях. Масса пробки равна массе свинца. Определить с точностью до третьего знака отношение веса пробки к весу свинца.

Задача 2.08
В сосуд, наполненный сухим воздухом при нормальных условиях, вводят 18 г воды. Затем содержимое сосуда нагревают до 100⁰С. Объем сосуда 10 л. Определить давление влажного воздуха.

Задача 2.11
В сосуд емкостью 25 л, где давление измеряется U – образным водяным манометром, накачивают воздух с помощью велосипедного насоса. Ход поршня насоса 15 см, диаметр поршня 2 см. Определить, какую массу воздуха накачали в сосуд, если разность уровней манометра равна 12 см. Начальная разность уровней была равна нулю. Атмосферное давление 760 мм.рт.ст. Найти число порции воздуха, которое было отправлено в сосуд с помощью насоса.

Задача 2.14
При уменьшении объёма газа в 2 раза давление увеличилось на 120 кПа, а абсолютная температура возросла на 10%. Каким было первоначальное давление?

Задача 2.24
Определить кинетическую энергию теплового движения молекул 1 г воздуха при температуре 17⁰С. Воздух считать однородным газом с молярной массой, равной 0,029 кг/моль.

Задача 2.28
Найти кинетическую энергию поступательного и вращательно движения молекул воздуха (для азота и кислорода отдельно), находящегося в объеме спичечного коробка при нормальных условиях

Задача 2.32
При проведении опыта Штерна большой цилиндр радиусом 10 см вращается с частотой 50 об/с. Это вращение обусловило смещение полоски серебра на 6 мм относительно полоски при неподвижном цилиндре (при температуре испарения серебра 1200). Найти скорость большей части атомов серебра при этой температуре. Радиусом малого цилиндра пренебречь.

Задача 2.34
Находившаяся в стакане вода массой 200 г полностью испарилась за 20 суток. Сколько в среднем молекул воды вылетало с её поверхности за 1 с?

Задача 2.45
Кастрюлю с водой при температуре 10⁰С поставили на электроплитку. Через 10 мин вода закипела. Через какое время она полностью испарится?

Задача 2.46
Вычислить удельные теплоемкости с_р и с_v, смеси неона и водорода. Массовая доля неона составляет 80%, массовая доля водорода 20%

Задача 2.48
Вычислить удельные теплоёмкости газа, зная, что его молярная масса M = 0,03 кг/моль и отношение удельных теплоёмкостей равно 1,4.

Задача 2.54
Определить молярную массу М двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность с_p–c_v удельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж(кг∙К)

Задача 2.60
Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем 5 л. Вычислить теплоемкость этого газа при постоянном объеме.

Задача 2.68
Одноатомный и двухатомный газы находятся при одинаковой температуре и занимают одинаковый объем. Газы сжимают адиабатно так, что их объем уменьшиться в 2 раза. Во сколько раз температура одноатомного газа отличается от температуры двухатомного газа?

Задача 2.74
Какую работу совершил расширяющийся воздух массой 290 г при его изобарном нагревании на 20 К и какое количество теплоты ему при этом сообщили?

Контрольная работа 2

Задачи по теме: Электричество и магнетизм.
Задача 3.05
Три небольших шара с зарядами q₁ = q₂ = q₃ = 5 мкКл расположены так, как показано на рисунке. Расстояния между шарами равны: r₁₂ = (2/√3)см, r₂₃ = 1см. Чему равна сила, действующая на первый шар?

Задача 3.09
На тонком стержне длинной 20 см находиться равномерно распределенный электрический заряд. На продолжении оси стержня на расстоянии 10 см от ближайшего конца находиться точечный заряд 40 нКл. Сила взаимодействия точечного заряда со стержнем 6 мкН. Определить линейную плотность заряда на стержне.

Задача 3.14
Поле создано заряженной пластиной с поверхностной плотностью заряда 40 мкКл/см² и точечным зарядом 5 мКл, отстоящим от пластины на расстоянии 10 см. Определить напряжённость и направление силовых линий поля в точках, удалённых от точечного заряда на расстояние 5 см. Точки лежат на силовой линии поля пластины, проходящей через заряд, и на перпендикуляре к данной силовой линии.

Задача 3.15
На нити висит шарик массой 25 мг и зарядом 7 мкКл. Его помещают в горизонтальное электрическое поле с напряженностью 35 В/м. Определить силу натяжения нити, когда шарик отклонился от вертикали на максимальный угол.

Задача 3.20
Электрическое поле создано бесконечно длинным цилиндром радиусом 1 см, равномерно заряженным с линейной плотностью 20 нКл/м. Определить разность потенциалов двух точек этого поля, находящихся на расстоянии 1 см и 4 см от поверхности цилиндра.

Задача 3.22
С поверхности бесконечно длинного цилиндра радиуса R без начальной скорости вылетает α-частица. Линейная плотность заряда цилиндра 50 нКл/м. Определить кинетическую энергию α-частицы в точке, удаленной от поверхности цилиндра на расстояние 8R

Задача 3.25
Имеется два плоских проволочных кольца радиуса 30 см каждое, оси которых совпадают. Заряды колец равны 0,4 мКл и –0,4 мкКл. Найти разность потенциалов между центром колец, отстоящими друг от друга на расстоянии 52 см

Задача 3.34
Конденсатор ёмкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 300 В, а конденсатор ёмкостью 3 мкФ – до напряжение 180 В. После зарядки конденсаторы соединили между собой: а) одноименными, б) разноименными полюсами. Какая разность потенциалов установится между обкладками конденсаторов в первом и втором случаях?

Задача 3.42
Резистор и амперметр соединены последовательно и подключены к источнику тока. Параллельно резистору присоединен вольтметр с сопротивлением 4 кОм. Показания амперметра 0,3 А, вольтметра 120 В. Определить относительную погрешность, которая может быть допущена при определении сопротивления резистора, если пренебречь силой тока, текущего через вольтметр

Задача 3.45
Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение на зажимах лампочки 40 В, сопротивление реостата 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 120 Вт. Найдите силу тока в цепи.

Задача 3.50
В замкнутой цепи ЭДС источника равна 20 В. Одно из двух последовательных сопротивлений постоянно, а другое является реостатом. При полностью выведенном реостате амперметр, включенный в цепь, показывает 8 А, при полностью введенном 5 А. Найти значения обоих сопротивлений

Задача 3.54
Два источника тока и четыре сопротивления образуют цепь, показанную на схеме. Известно: ε₁ = 4В, ε₂ = 3В, R₁ = 4 Ом, R₂ = 2Ом, R₃ = 1 Ом, R₄ = 5 Ом. Определить напряжение на третьем сопротивлении

Задача 3.74
За время 20 с при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике выделилось количество теплоты, равное 50 кДж. Определить среднюю силу тока в проводнике, если его сопротивление равно 50 Ом.

Задача 3.77
Напряжение на зажимах проводника изменяется во времени по закону u=100sin50πt. Определить количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением 200 Ом за время, равное периоду

Задача 4.07
По длинному вертикальному проводнику сверху вниз течёт ток 10 А. На каком расстоянии от него напряжённость поля, созданного при сложении земного магнитно поля и поля тока, направлена вертикально вверх? Горизонтальная составляющая напряжённости земного магнитного поля 25 А/м.

Задача 4.10
По проводнику, согнутому в виде квадрата со стороной 10 см, течёт тока 2 А. Плоскость квадрата перпендикулярна силовым линиям магнитного поля. Определить напряжённость магнитного поля в двух точках: 1)Внутри квадрата на расстоянии 2 см от середины одной из сторон квадрата; 2)вне квадрата в зеркально симметричной точке.

Задача 4.17
Определить напряженность в центре круговой петли радиусом 12 см, подводящие провода к которой идут вдоль осей ОХ и OY. По проводнику течет ток 4 А

Задача 4.23
Ион, попав в магнитное поле с индукцией 0,01 Тл, стал двигаться по окружности. Определить кинетическую энергию иона, если магнитный момент эквивалентного тока равен 1,6*10-14 А*м².

Задача 4.27
Альфа частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов, стала двигаться в однородном магнитном поле (В = 50 мТл) по винтовой линии с шагом 5 см и радиусом 1 см. Определите ускоряющую разность потенциалов, которую прошла альфа - частица.

Задача 4.37
Тонкий провод длиной 20 см изогнут в виде полукольца и помещен в магнитное поле с индукцией 10 мТл так, что площадь полукольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. По проводу пропустили ток 50 А. Определить силу, действующую на провод. Подводящие провода направлены вдоль линий магнитной индукции

Задача 4.39
Квадратный контур со стороной 10 см, по которому течёт ток 6 А, находится в магнитном поле с индукцией 0,8 Тл под углом 50 градусов к линиям индукции. Какую работу надо совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре изменить его форму на окружность?

Задача 4.45
Медный обруч радиусом 0,5 м и сопротивлением 0,25 Ом расположен в плоскости магнитного меридиана. Какой заряд протечёт по обручу, если его повернуть вокруг вертикальной оси на 90 градусов?

Задача 4.47
Сила тока в контуре изменяется по закону, где t – время в секундах. Найти эдс самоиндукции, если при t = 0 поток магнитной индукции, пронизывающий контур, равен 0,5 Вб.

Задача 4.57
В однородном магнитном поле с индукцией 0.1 Тл вращается с частотой 5 с^-1 стержень длиной 50 см. Ось вращения параллельна линиям индукции и проходит через один из концов стержня перпендикулярно его оси. Найти разность потенциалов, индуцируемую на концах стержня.

Задача 4.58
Катушка диаметром 10 см, имеющая 500 витков, находится в магнитном поле. Чему будет равно среднее значение ЭДС индукции в катушке, если индукция магнитного поля в течение 0,1 с увеличится от нуля до 2 Тл?

Задача 4.67
К конденсатору, заряд которого 2 нКл, подключили катушку индуктивности. Определить максимальный ток, протекающий через катушку, если частота свободных колебаний контура 40 МГц.

Задача 4.77
Катушка с индуктивностью 3·10^-5 Гн присоединена к плоскому конденсатору с площадью пластин 100 см² и расстоянием между ними 0,1 мм. Найти диэлектрическую проницаемость среды между пластинами, если контур резонирует на длину волны 750 м.

Задача 4.79
Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 7 мкФ и катушки индуктивностью 0,23 Гн с сопротивлением 40 Ом. Найти период колебаний и логарифмический декремент

Контрольная работа 3

Задачи по теме: Оптика.
Задача 5.02
В очень тонкой клиновидной пластинке в отражённом свете при нормальном падении наблюдаются интерференционные полосы, причём расстояние между соседними тёмными полосами равно 5 мм. Найти угол между гранями пластинки, если её показатель преломления 1,5, а длина световой волны 580 нм.

Задача 5.10
От двух когерентных источников (длина волны равна 0,8 мкм) лучи попадают на экран. На экране наблюдается интерференционная картина. Когда на пути одного из лучей перпендикулярно ему поместили мыльную пленку с показателем преломления 1,33, интерференционная картина изменилась на противоположную. При какой наименьшей толщине пленки это возможно?

Задача 5.12
Расстояние от щелей до экрана в опыте Юнга равно 1 м. Определить расстояние между щелями, если на отрезке длиной 1 см укладывается 10 тёмных интерференционных полос. Длина волны λ = 0,7 мкм.

Задача 5.22
На дифракционную решетку нормально падает пучок света. При повороте гониометра на некоторый угол в поле зрения видна линия λ = 4,4·10^-4 мм в спектре третьего порядка. Будут ли видны под этим же углом какие-либо другие спектральные линии, соответствующие длинам волн, лежащим в пределах видимого спектра (от 0,400 до 0,700 мкм)?

Задача 5.32
На дифракционную решётку падает нормально параллельный пучок лучей. Спектры третьего и четвёртого порядка частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре четвертого порядка накладывается граница (λ = 780 нм) спектра третьего порядка?

Задача 5.42
Естественный свет падает на систему из трех последовательных поляризатора, причем углы между плоскостями пропускания поляризатора α_1-2 и α_2-3 равны по 45⁰. Во сколько раз уменьшится интенсивность падающего света?

Задача 5.52
Кварцевую пластину поместили между скрещенными николями. При какой наименьшей толщине кварцевой пластины поле зрения между николями будет максимально просветлено? Постоянная вращения кварца равна 27 град/мм.

Задача 5.62
Максимум излучательной способности Солнца приходится на длину волны 0,5 мкм. Оценить время, за которое масса Солнца уменьшится на 1%.

Задача 5.72
Найти какое количество энергии с 1 см² поверхности в 1 с излучает абсолютно чёрное тело, если известно, что максимальная спектральная плотность его энергетической светимости приходится на длину волны 4840 А.

Контрольная работа 4

Задачи по теме: Физика атома и атомного ядра.
Задача 6.01
Определить длину волны фотона с импульсом, равным импульсу электрона, прошедшего из состояния покоя ускоряющую разность потенциалов 5 В.

Задача 6.02
Тающая льдинка массой 0,1 г при освещении светом с длиной волны 0,1 мкм поглощает 1018 фотонов в секунду. Через какой промежуток времени льдинка растает?

Задача 6.12
Свет падает нормально на зеркальную поверхность, находящуюся на расстоянии 10 см от точечного изотропного излучателя. При какой мощности излучателя давление на зеркальную поверхность будет равным 1 мПа?

Задача 6.22
Фотон испытал комптоновское рассеяние на покоившемся свободном электроне. Найти импульс падающего фотона, если энергия рассеянного фотона равна кинетической энергии электрона отдачи при угле рассеяния 90⁰.

Задача 6.32
На атом водорода, находящийся в возбуждённом состоянии с квантовым числом 2, падает фотон и выбивает из атома электрон с кинетической энергией 4 эВ. Определите энергию фотона.

Задача 6.42
Определить длину волны релятивистских электронов, подлетающих к антикатоду рентгеновской трубки, если известно, что длина волны коротковолновой границы излучаемого при этом сплошного рентгеновского спектра равна 0,1 А.

Задача 6.45
На пути параллельного пучка атомов с кинетической энергией T поставлена цель шириной d и на расстоянии l от неё – экран. При какой ширине щели изображение будет минимальным?

Задача 6.52
Оценить с помощью соотношения неопределенностей минимально возможную энергию электрона в атоме водорода

Задача 6.62
Определить скорости продуктов реакции B¹⁰(n,α)Li⁷, протекающей в результате взаимодействия тепловых нейтронов с покоящимися ядрами бора.

Задача 6.72
Определить, какая доля радиоактивного изотопа ₈₉Ac²²⁵ распадается в течение 6 суток