Физика

Министерство культуры Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения
Кафедра физики и оптики
ФИЗИКА
Методические указания по решению задач и контрольные задания
для студентов заочного обучения
ФАВТ, ФПСКиТ, ФФиТРМ
ЧАСТЬ 1
Санкт-Петербург
2008

Стоимость решения одной задачи по физике ... руб.
Стоимость одной готовой задачи составляет ... руб
Выполнены следующие задачи:

Вариант 2

Контрольная работа 1
Задача 1.1.2
Под каким углом к горизонту следует направить ствол орудия, чтобы поразить цель, находящуюся на расстоянии 6км от него? Начальная скорость снаряда 600м/с.
Задача 1.4.2
Обруч массой 2кг катится без скольжения по горизонтальной поверхности со скоростью 4м/с. Найти кинетическую энергию вращательного и поступательного движения обруча.
Задача 1.6.2
Вычислить импульс электрона с кинетической энергией 5,1МэВ.

Контрольная работа 2
Задача 2.1.2
Какой объём при нормальных условиях занимает смесь 2кг кислорода и 1кг азота?
Задача 2.3.2
Определить, какая часть молекул азота при температуре 270С обладает скоростями, модули которых лежат в интервале от 210 до 215м/с.
Задача 2.6.2
Определить изменение энтропии при изотермическом сжатии 1 моля кислорода от объёма V до объёма V/3

Вариант 4

Контрольная работа 1
Задача 1.1.4
Тело брошено со скоростью 20м/с под углом 600 к горизонту. Определить радиус кривизны траектории в верхней точке.
Задача 1.2.4
На гладком столе лежит брусок массой 4кг. К бруску привязан шнур, перекинутый через неподвижный блок, привязанный к краю стола. К концу шнура подвешена гиря массой 1кг. Найти ускорение, с которым движется брусок, и силу натяжения шнура.
Задача 1.3.4
Тело брошено вертикально вверх со скоростью 10м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить, на какой высоте кинетическая энергия тела будет равна его потенциальной энергии.
Задача 1.4.4
На барабан радиусом 0,2м, момент инерции которого 0,1кгм2, намотан шнур, к которому привязан груз массой 0,5кг. До начала вращения барабана высота груза над полом 1м. Через какое время груз опустится до пола и какова будет при этом его кинетическая энергия?
Задача 1.5.4
В лабораторной системе отсчета мюон, движущийся со скоростью ν = 0,99 с, пролетел от места своего рождения до точки распада l = 3 км. Определить: а) собственное время жизни этого мюона; б) расстояние, которое пролетел мюон в K-системе отсчета с “его точки зрения”.
Задача 1.6.4
Кинетическая энергия некоторой частицы в 2 раза превышает её энергию покоя. Во сколько раз собственное время частицы отличается от лабораторного?

Контрольная работа 2
Задача 2.1.4
В баллоне ёмкостью 5л находится 2кг водорода и 1кг кислорода. Определить давление смеси, если температура окружающей среды 70С
Задача 2.2.4
Сосуд ёмкостью 4л содержит 0,6г некоторого газа под давлением 0,2МПа. Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа.
Задача 2.3.4
Температура водорода составляет 550К. Определить отношение числа молекул этого газа, скорости которых лежат в интервале от 3000 до 3010м/с, к числу молекул, скорости которых лежат в интервале от 1500 до 1510м/с.
Задача 2.4.4
Моль идеального газа, имевшего первоначально температуру 290К, расширяется изобарно так, что его объём возрастает вдвое. Затем газ охлаждается изохорно до первоначальной температуры. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершённую газом и количество теплоты, полученной газом.
Задача 2.5.4
Газ совершает цикл Карно. Работа изотермического расширения газа 5 Дж. Определить работу изотермического сжатия, если к.п.д. цикла 0,2.
Задача 2.6.4
Определить изменение энтропии, происходящее при смешивании 2 кг воды, находящейся при температуре 250 К, и 4 кг воды при температуре 300 К

Контрольная работа 3
Задача 3.1.4
Колебания материальной точки происходят согласно уравнению x=Acosωt , где А = 8 см, ω = π/6 с-1. В момент, когда возвращающая сила в первый раз достигла значения -5 мН, потенциальная энергия точки стала равной 100 мкДж. Найти этот момент времени и соответствующую ему фазу.
Задача 3.2.4
В результате сложения двух колебаний, период одного из которых 1,1с, получают биения с периодом 0,2с. Определить период второго колебания.
Задача 3.3.4
Математический маятник длиной l1 = 40 см и физический маятник в виде тонкого прямого стержня длиной l2 = 60 см синхронно колеблются около одной и той же горизонтальной оси. Определить расстояние а центра масс стержня от оси колебаний.
Задача 3.4.4
Амплитуды вынужденных гармонических колебаний при частота 400с-1 и 600с-1 равны между собой. Найти частоту, при которой амплитуда колебаний максимальна.
Задача 3.5.4
Звуковые колебания, имеющие частоту 450 Гц и амплитуду A = 0,3 м, распространяются в упругой среде. Длина волны 80 см. Найти: 1) скорость распространения волны, 2) максимальную скорость частиц среды.
Задача 3.6.4
Шум на улице с уровнем громкости 70 фон слышен в комнате, как шум с уровнем 40фон. Найти отношение интенсивностей звука на улице и в комнате.

Вариант 6

Контрольная работа 1
Задача 1.1.6
Тело брошено со скоростью 10м/с под углом 450 к горизонту. Найти радиус кривизны траектории тела через 1с после начала движения. Сопротивление воздуха не учитывать.
Задача 1.2.6
Движение материальной точки массой 3кг происходит по закону, (СИ). Определить силу, действующую на материальную точку в тот момент времени, когда она будет находиться в точке (-0,3; 0,4)
Задача 1.3.6
Ядро атома распадается на два осколка массами m1 = 1,6 ×10-20 кг и m2 = 2,4 ×10-20 кг. Определить кинетическую энергию T2 второго осколка, если энергия T1 первого осколка равна 18•10-18 Дж.
Задача 1.4.6
На диск радиусом 10см намотана нить, к концу которой привязан груз массой 0,5кг. Найдите момент инерции диска, если известно, что груз опускается с ускорением 1м/с2.
Задача 1.5.6
Найти собственное время жизни частицы, если её скорость отличается от скорости света в вакууме на 0,2%, а расстояние, пролетаемое до распада, равно 300км.
Задача 1.6.6
Солнце излучает ежеминутно энергию 6,6•1020кВт•ч. Считая излучение Солнца постоянным, найти за какое время масса Солнца уменьшится вдвое.

Контрольная работа 2
Задача 2.1.6
При температуре 270С и давлении 1,2МПа плотность смеси водорода и азота 10 г/дм3. Определить молярную массу смеси.
Задача 2.2.6
Найти среднюю кинетическую энергию вращательно движения одной молекулы углекислого газа при 300К и энергию вращательного движения всех молекул этого газа, если его масса 4,4г.
Задача 2.3.6
Определить отношение числа молекул газа, скорости которых отличаются от наиболее вероятной скорости не более чем на 5м/с при температуре Т1 к числу молекул того же газа, скорости которых отличаются на ту же величину от наиболее вероятной скорости, но при температуре Т2 = 2Т1.
Задача 2.4.6
В закрытом сосуде находится масса m1 = 20 г азота и масса m2 = 32 г кислорода. Найти изменение U внутренней энергии смеси газов при охлаждении на Т = 28 К.
Задача 2.5.6
Совершая цикл Карно, газ отдал холодильнику 25% теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя 400 К.
Задача 2.6.6
Определить изменение энтропии 2кг расплавленного свинца при охлаждении его от 3270С до 100С. Температура плавления свинца 3270С

Контрольная работа 3
Задача 3.1.6
Тело совершает колебания по гармоническому закону. Полная механическая энергия тела равна 100 мкДж, масса 1 кг, максимальная возвращающая сила, действующая на тело 100 мН. Написать уравнение колебаний с числовыми коэффициентами, если начальная фаза 45.
Задача 3.2.6
Материальная точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, происходящих согласно уравнениям, где А1 = 2 см, А2 = 4 см, w = 2 c-1. Определить траекторию точки. Построить траекторию с соблюдением масштаба, указать направление движения точки.
Задача 3.3.6
На концах стержня, массой 60 г и длиной 49 см, укреплены два шарика массами 70 г и 90 г. Стержень может совершать колебания около горизонтальной оси, проходящей через его середину. Определить период малых колебаний стержня.
Задача 3.4.6
Тело совершает вынужденные колебания в среде с коэффициентом сопротивления 1 г/с. Считая затухание малым, определить амплитудное значение вынуждающей силы, если резонансная амплитуда равна 0,5 см и частота собственных колебаний 10 Гц.
Задача 3.5.6
Определить длину бегущей волны, если в стоячей волне расстояние между: 1) первой и седьмой пучностями равно 15 см; 2) первым и четвертым узлами равно 15 см.
Задача 3.6.6
Звуковая волна прошла через перегородку, вследствие чего уровень интенсивности звука уменьшился на 30 дБ. Во сколько раз уменьшилась интенсивность звука?

Вариант 7

Контрольная работа 1
Задача 1.1.7
Тело, брошенное с башни в горизонтальном направлении со скоростью V0= 20 м/с, упало на землю на расстоянии S (от основания башни), вдвое большем высоты Н башни Найти высоту башни.
Задача 1.2.7
Телу сообщают начальный импульс, в результате чего оно начинает двигаться поступательно без трения вверх по наклонной плоскости со скоростью 3 м/с. Плоскость образует с горизонтом угол 30°. Определить: 1) высоту подъёма тела; 2) момент времени, когда тело достигнет указанной высоты; 3) расстояние, пройденное телом по плоскости.
Задача 1.3.7
Камень брошен вверх под углом а = 60° к плоскости горизонта. Кинетическая энергия Ek0 в начальный момент времени равна 20 Дж. Определить кинетическую и потенциальную энергии камня в высшей точке траектории. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Задача 1.4.7
Однородный диск обмотан тонкой нитью, конец которой закреплен неподвижно. Диск падает без начальной скорости, разматывая нить. Определить скорость оси диска после того, как он опустился на высоту 2 м.
Задача 1.5.7
Найти в системе отсчета, связанной с наблюдателем, угол между диагоналями квадрата, движущегося со скоростью 0,9с, если направление движения квадрата параллельно одной из его сторон.
Задача 1.6.7
Определить импульс р частицы (в единицах т0 с). если ее кинетическая энергия равна энергии покоя.

Контрольная работа 2
Задача 2.1.7
В сосуде объемом 20 л содержится 10 г азота и 20 г углекислого газа при температуре 300 К Определить: 1) молярную массу смеси; 2) давление в сосуде; 3) давление после нагревания смеси до 400 К.
Задача 2.2.7
Определить среднюю квадратичную скорость, vкв молекул газа, содержащегося в объеме 4 л под давлением 2 105Па. Масса газа 0,6 г.
Задача 2.3.7
Найти давление воздуха над поверхностью Земли на высоте 10 км. На поверхности Земли давление 100 кПа. температура 0 °С. Считать, что молярная масса и температура воздуха не зависят от высоты.
Задача 2.4.7
В сосуде под поршнем находится 1 г азота Какое количество теплоты надо затратить, чтобы нагреть азот на 10 К? На сколько при этом поднимется поршень? Масса поршня 1 кт, площадь его поперечного сечения 10 см2. Давление под поршнем 100 кПа.
Задача 2.5.7
Тепловая машина работает по циклу Карно КПД которого 0,2. Каким будет холодильный коэффициент этой машины, если она совершит тот же цикл в обратном направлении?
Задача 2.6.7
Найти изменение энтропии при нагревании 1 кг воды от 0°С до 100°С и последующем превращении ее в пар при той же температуре.

Контрольная работа 3
Задача 3.1.7
Определить амплитуду гармонических колебаний материальной точки, если ее полная колебательная энергия Е=40 мкДж,а действующая на нее сила при смещении, равном половине амплитуды 2 Н.
Задача 3.2.7
Материальная точка участвует в двух колебаниях происходящих по одной прямой и выражаемых уравнениями: x1=A1cosωt, x2=A2sinωt, где A1 = 3см, A2= 4 см, - ω= 2 с-1 Найти амплитуду А сложного движения, его частоту и начальную фазу φ0. Написать уравнение движения. Построить векторную диаграмму для момент времени t=0.
Задача 3.3.7
Определить период колебаний груза на пружинных весах, если в состоянии равновесия он смещает стрелку весов на 2 см от нулевого деления, соответствующего ненагруженной пружине.
Задача 3.4.7
Амплитуда затухающих колебаний за время t=1 мин уменьшилась вдвое. Во сколько раз уменьшится амплитуда за время t=3 мин.
Задача 3.5.7
Закон колебаний источника волн имеет вид S(0,t) = 4 cos πt. Написать формулу волны S(x,t), распространяющейся вдоль оси Х>0.
Задача 3.6.7
Уровень интенсивности L1, шума мотора равен 60Дб. Каков будет уровень интенсивности, если одновременно работают: 1) два таких мотора; 2) десять таких моторов?