Санкт-Петербургский национальный исслед. университет информационных технологий, механики и оптики

Министерство образования и науки Российской Федерации
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики
Институт холода и биотехнологий
В.А. Самолетов
Физика
Контрольная работа №C2
Санкт-Петербург 2012

Стоимость решения одной задачи по физике от ... руб.
Выполнены следующие задачи:

201

Складываются два колебания одинакового направления: , где А1 = 30мм, А2 = 40мм, ω1 = ω2 = πс-1, τ = 600мс. В выбранном масштабе произвести сложение указанных колебаний методом векторных диаграмм в момент времени t = 0 . Определить амплитуду и начальную фазу результирующего колебания. Написать уравнение колебания с числовыми коэффициентами.

202

Складываются два колебания одинакового направления: , где А1 = 30мм, А2 = 40мм, ω1 = ω2 = πс-1, τ = 400мс. В выбранном масштабе произвести сложение указанных колебаний методом векторных диаграмм в момент времени t = 0 . Определить амплитуду и начальную фазу результирующего колебания. Написать уравнение колебания с числовыми коэффициентами.

203

Точка одновременно участвует в двух гармонических колебаниях одного направления с одинаковыми периодами 1,5с и амплитудами 30мм и 40мм. Начальная фаза колебаний π/2 и π/3. В выбранном масштабе произвести сложение указанных колебаний методом векторных диаграмм в момент времени равный нулю. Определить амплитуду и начальную фазу результирующего колебания. Написать уравнение результирующего колебания с числовыми коэффициентами.

204

Разложите гармоническое колебание, совершаемое по закону x=100cos(628t+0,2п) мм, на два одинаково направленных гармонических колебания с теми же частотами так, чтобы начальные фазы этих колебаний были равны ф01=0,1п и ф02=0,5п соответственно.

205

Два одинаково направленных гармонических колебания одинаковой частоты с амплитудами 30мм и 50мм складываются в одно колебание с амплитудой 70мм. Найти разность фаз складываемых колебаний.

208

Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых имеют вид , где А1 = 100мм, А2 = 50мм, ω1 = ω2 = 2с-1.Написать уравнение траектории движения точки и построить её с соблюдением масштаба. Показать направление движения точки.

210

Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых имеют вид x=A1sin(w1t) и y=A2cos(w2t), где А1=А2=20,0мм, w1=1,00c^-1, w2=2w1. Написать уравнение траектории движения точки и построить её с соблюдением масштаба. Показать направление движения точки.

211

Начальная амплитуда затухающих колебаний маятника 200мм, а после совершения им 10 полных колебаний амплитуда 10мм. Определить логарифмический декремент затуханий и коэффициент затухания, если период колебаний 5с.

212

Определить логарифмический декремент затухания математического маятника длиной 50см, если за время 400с он теряет 80% своей энергии.

213

Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 10мкФ, катушки индуктивностью 10мГн и резистора с сопротивлением 20 Ом. Определить период, циклическую частоту колебаний, логарифмический декремент колебаний

214

Математический маятник длиной 500мм, выведенный из положения равновесия, отклонился от него при первом колебании на 50мм, а при втором ( в ту же сторону) на 40мм. Определить логарифмический декремент колебаний и время релаксации.

215

Камертон колеблется с частотой 100Гц. Его логарифмический декремент затухания 0,002. Через какой промежуток времени амплитуда колебаний камертона уменьшится в n = 100 раз.

216

Логарифмический декремент колебания маятника Д=20*10^-3. Во сколько раз уменьшится амплитуда после совершения маятником N=50 полных колебаний?

217

Через время 10с амплитуда колебаний маятника уменьшилась в 3 раза. Через какое время она уменьшится в 10 раз по сравнению с первоначальной? Начальная амплитуда маятника, совершающего затухающие колебания, А0 = 3 см. Через t1 = 10 с амплитуда стала А1 = 1см. Через какое время t2 амплитуда станет равной А2 = 0,3 см? Ответ введите в с, округлив до целого числа.

218

За 10 колебаний амплитуда уменьшается на 1/10 своей первоначальной величины. Период колебаний равен 400мс. Определить коэффициент затухания и логарифмический декремент колебаний.

220

Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 2,00мкФ, катушки индуктивностью 100мГн и резистора сопротивлением 10,0 Ом. Определить логарифмический декремент колебаний контура

221

Источник звука совершает колебания по закону x = 1,00sin200πt (см). Скорость распространения звука 340м/с. Написать уравнение бегущей волны с числовыми коэффициентами. Определить длину волны. Потерями энергии пренебречь, волну считать плоской.

222

В упругой среде распространяется волна y=Asin(wt-kx+φ) . Точка, находящаяся на расстоянии 500мм от источника колебаний, в момент времени имеет смещение, равное половине амплитуды . Найти длину волны, если в начальный момент времени смещение точки равно нулю

223

Источник совершает колебания по закону синуса с амплитудой 5мм и частотой 500Гц . От этого источника распространяется плоская волна со скоростью 340м/с. Написать уравнение волны с числовыми коэффициентами. Определить смещение от положения равновесия и колебательную скорость точки, находящейся на расстоянии 7,85м от источника через время 45,6мс после начала колебаний.

224

Две точки лежат на прямой, вдоль которой распространяется волна со скоростью 50м/с. Период колебаний 50мс, расстояние между точками 500мм. Найти разность фаз колебаний в этих точках

225

На каком минимальном расстоянии от источника гармонических колебаний, совершаемых по закону y=Asinωt , находится точка, у которой в момент времени t =Т/2 смещение от положения равновесия равно половине амплитуды? Скорость распространения колебаний 340м/с, период колебаний 1мс, амплитуда 2мм. Написать уравнение бегущей волны с числовыми коэффициентами

226

Найти скорость распространения звуковых колебаний в воздухе, если длина волны 340мм, а частота колебаний 1000Гц. Чему равна максимальная колебательная скорость частиц среды, если амплитуда колебаний 2мкм?

227

Волны в упругой среде распространяются со скоростью 1,5км/с. Амплитуда колебаний 2мкм, период колебаний 1мс. Чему равно смещение точки, находящейся на расстоянии 5м от источника колебаний, через 4мс после начала колебаний?

229

В металлическом стержне распространяется плоская звуковая волна y=Asin(6280t-1.57x) , где y - в сантиметрах , х – в метрах , t - в секундах. Определить скорость звука в этом металле и частоту колебаний источника.

231

Удельная теплоёмкость при постоянном давлении некоторого газа 970 Дж/кг·К, молярная масса его 30г/моль. Определить, каким числом степеней свободы обладают молекулы этого газа.

232

Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса μ = 4*10-3 кг/моль, а коэффициент Пуассона равен 1.67.

233

Плотность некоторого газа при нормальных условиях равна p = 1,25 кг/м3. Коэффициент Пуассона равен 1,4. Определить удельные теплоемкости cp и cv этого газа.

234

Определить коэффициент Пуассона для газовой смеси, состоящей из водорода массой 4г и аммиака массой 8,5г

235

Коэффициент Пуассона смеси 1,35. Смесь состоит из нескольких молей азота и 5 молей аммиака. Определить число молей азота в смеси

236

Найти молярные и удельные теплоёмкости кислорода. Колебательные степени свободы не учитывать

237

Трехатомный газ под давлением p = 240кПа и температуре t = 50C занимает объем V = 15 л. Определить теплоемкость Ср этого газа при постоянном давлении. Колебательные степени свободы не учитывать

238

Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объём 10л. Вычислить теплоёмкость CV этого газа при постоянном объёме.

239

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

240

Найти удельные, а также молярные теплоёмкости азота. Колебательные степени свободы не учитывать.

241

Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества 1,00 моль, совершает прямой цикл, состоящий из двух изобар и двух изохор. Наименьший объём 10,0л, наибольший 20,0л. наименьшее давление 246кПа, наибольшее 404кПа. Построить график цикла в координатах p,V. Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изобарного расширения.

242

1- Идеальный двухатомный газ в количестве v=1 моль ноходитсч под давлением p1=100 кПа при температуре Т1=300 К. Вначале газ изохорно нагревают до давления p2=200 кПа. После этого газ изотермически расширился до начального давления и затем изобарно был сжат до начального объёма V1. Построить график цикла в координатах p,V. Определить температуру Т газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического расширения.

243

Идеальный многоатомный газ, содержащий количество вещества 2 моль, совершает прямой цикл, состоящий из трёх изопроцессов. Начальная температура газа 280К, начальное давление 100кПа. Вначале изохорно давление газа увеличивают до 300кПа, а затем газ адиабатно расширяют до первоначального давления, после чего объём доводят до первоначального. Построить график цикла в координатах р,V . Определить температуры Т для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изохорного нагревания.

244

Идеальный двухатомный газ совершает прямой цикл, состоящий из изохоры, изотермы и изобары. Начальные параметры состояния: Т1 = 350К, р1 = 300кПа, V1 = 15л. При изохорном нагревании давление поднимается до р2 = 400кПа, а при изобарной расширении объём увеличивается в 2 раза. Построить график цикла в координатах p, V. Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического расширения

245

Идеальный одноатомный газ, содержащий количество вещества 0,1моль, совершает прямой цикл, состоящий из изохоры, изобары, а адиабаты и изобары. В начальном состоянии температура газа 250К, давление 150кПа. Температуру газа увеличивают изохорно на 100К, затем увеличивают изобарно ещё на 100К. После этого газ изобарно расширяется до начального давления, и изобарно возвращают в исходное состояние. Построить график цикла в координатах . Определить температуры газа для характерных точке цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изобарного сжатия

246

Кислород массой 16г совершает прямой цикл, состоящий из изотермы, изобары и адиабаты. В начальном состоянии газ занимает объём 10л при давлении 120кПа. Вначале давление газа изотермически уменьшалось в 2 раза, затем путём изобарного сжатия и адиабатного сжатия газ возвращается в начальное состояние. Построить график цикла в координатах р, V. Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического расширения.

247

Идеальный многоатомный газ, содержащий количество вещества 2 моль совершает прямой цикл. В начальном состоянии газ занимает объём 20л при давлении 150кПа. Сначала объём газа изобарно увеличивается в 3 раза, а затем путем изохорного охлаждения и изотермического сжатия он возвращается в первоначальное состояние. Построить график цикла в координатах p, V. Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического сжатия.

248

Идеальный двухатомный газ в количестве 0,1моль совершает прямой цикл, состоящий из изобары, изохоры и адиабаты. В начальном состоянии газ занимает объём 4л при давлении 200кПа. Газ изобарно нагревают на 150К, а затем изохорно охлаждают и , наконец, адиабатно сжимают до начального состояния. Построить график цикла в координатах p, V. Определить температуру газа в характерных точках цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изобарного расширения.

249

Идеальный одноатомный газ в количестве 0,300 моль совершает прямой цикл, состоящий из изохоры, адиабаты и изотермы. В начальном состоянии газ занимает объём 3,00л при температуре 400К. Газ изохорно нагревают до давления 500кПа. Затем газ адиабатно расширяют до первоначальной температуры и изотермически сжимают до первоначального давления. Построить график цикла в координатах p, V . Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического сжатия

250

Идеальный многоатомный газ в количестве 0,4 моль совершает прямой цикл, состоящий из изобары, адиабаты и изотермы. В начальном состоянии газ занимает объём 10л при давлении 100кПа. При постоянном давлении объём газа увеличивается в 3 раза, и путём адиабатического расширения его температура уменьшается до первоначальной, затем изотермическим сжатием газ возвращается в первоначальное состояние. Построить график цикла в координатах p, V . Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изобарного нагревания

251

Фотон с длиной волны 5пм рассеялся на свободном электроне под углом 60. Определить, какую долю первоначальной энергии при этом теряет фотон?

252

Определить энергетическую освещённость зеркальной поверхности, если давление, производимое излучением 40мкПа. Излучение падает нормально к её поверхности. Произвести тот же расчёт для абсолютно чёрной поверхности

253

Красная граница фотоэффекта для цинка 293нм. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падают лучи с длиной волны 200нм.

254

Фотон с длиной волны 5пм рассеиваются электронами, которые можно считать практически свободными. Определить максимальную длину волны λmax рентгеновских лучей в рассеянном пучке.

255

На поверхность металла падают монохроматические лучи с длиной волны 100нм. Красная граница фотоэффекта 300нм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?

256

Определить коэффициент отражения p поверхности, если при энергетической освещенности Е = 120 Вт/м2 давление р света на нее оказалось равным 500нПа.

257

Фотон с энергией ε =0,51 МэВ при рассеянии на свободном электроне потерял половину своей энергии. Определить угол рассеяния θ.

258

Найти силу светового давления, действующего на солнечную батарею площадью 300м2, развёрнутую в околоземном космическом пространстве. Свет падает на поверхность нормально. Солнечная постоянная Ес = 1,35•103Дж/м2•с.

260

На фотоэлемент с катодом из лития падает свет с длиной волны 200нм. Найти наименьшее значение задерживающей разницы потенциалов, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототок.

261

Определить энергетическую светимость и температуру абсолютно чёрного тела, если максимум энергии излучения приходится на длину волны 650нм.

262

Земля вследствие излучения в среднем ежеминутно теряет с поверхности площадью 1м2 энергию 5,4кДж. При какой температуре АЧТ излучало бы такую же энергию?

263

Найти мощность , излучаемую абсолютно чёрным шаром радиусом 100мм, который находится в комнате при температуре 20С

264

Во сколько раз увеличатся мощность излучения абсолютно чёрного тела и его температура, если максимум спектральной плотности энергетической светимости переместится от 700нм до 600нм.

265

Мощность излучения абсолютно черного тела 100 Вт. Найти площадь S излучающей поверхности тела, если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны 2,00мкм.

266

Оценить температуру поверхности Солнца, если максимум спектральной плотности энергетической светимости его излучения приходится на зелёную область видимого диапазона спектра с длиной волны 550нм. Считать, что Солнце излучает как абсолютно чёрное тело.

267

Оценить температуру поверхности звезды, если максимум спектральной плотности энергетической светимости её излучения приходится на фиолетовую область видимого диапазона спектра с длиной волны 410нм. Считать, что звезда излучает как абсолютно чёрное тело.

268

Температура абсолютно чёрного тела изменилась при нагревании от 1330С до 1730С. На сколько изменилась при этом длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости?

269

Определить температуру в печи, если из маленького отверстия в её дверце излучается за время 1с энергия 27,5Дж. Площадь отверстия 1,44см2. Считать, что печь излучает как абсолютно чёрное тело.

270

При увеличении температуры абсолютно черного тела в два раза, длина волны, на которую приходится максимум испускательной способности этого тела, уменьшилась на 400 нм. Найдите начальную и конечную температуры тела.