Литература

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М, Курс физики: Уч. пос. для втузов. Изд. 4-е, испр. - 607 с. М: Высшая Школа, 1989г.

2. Трофимова Т.И. Краткий курс физики: Уч. пос. для вузов. Изд. 2-е, испр. – 352 с, М: Высшая Школа, 2002 г.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Механика. Молекулярная физика. 350с, т. М.Наука. 1989.

4. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для инженерно-технических специальностей ВУЗов, Изд. 6-е/ 7-е - 542 с. М: Высшая Школа, 1999 г.

Методические указания к практическим занятиям

Одна из важнейших задач, стоящих перед курсом общей физики в вузе, состоит в том, чтобы студенты усвоили основные принципы и законы физики и их математическое выражение, познакомились с основными объектами физического исследования (физическими свойствами предметов, физическими процессами и явлениями) и характеризующими их физическими понятиями и величинами. Успех ее решения во многом определяется качеством проведения практических занятий со студентами по решению физических задач.

Практические занятия по общей физике призваны обеспечить студентов личным опытом по применению полученных на лекции теоретических знаний. Однако это становится возможным лишь при условии первоначального знакомства студентов с методами и приемами решения типовых задач, особенностями практического использования физических понятий, терминов и законов, своеобразием практического воплощения теоретических выводов и следствий и др.

Основные этапы решения физической задачи

1. Прочтение и анализ условия задачи.

2. Запись данных с учетом используемых (принятых) обозначений.

3. Установление взаимосвязей между данными и искомыми величинами на основе определений физических величин, физических законов, принципов, теорем и др. Запись равенств (формул) отражающих эти взаимосвязи с учетом выбранных в пункте 2 обозначений.

4. Обсуждение возможности нахождения всех искомых величин на основе подсчета числа неизвестных и количества независимых равенств.

5. Получение решения задачи в общем виде.

6. Проверка размерности.

7. Вычисление значений физических величин и указание единиц их измерения.

8. Формулирование ответа (полного) на вопрос задачи.

Анализ условия задачи

1. Уяснить смысл всех слов и научных терминов, встречающихся в условии задачи (не следует пытаться решать задачу, пока не понятно, о чем в ней идет речь!);

2. Пересказать условие задачи в последовательности, отражающей причинно-следственную связь явлений;

3. Выделить основные взаимосвязи между данными и искомыми величинами.

Перечень задач для самостоятельного решения

1. Первую половину времени своего движения автомобиль двигался со скоростью v₁=80 км/ч, а вторую половину времени — со скоростью v₂=40 км/ч. Какова средняя скорость v движения автомобиля?

2. Первую половину своего пути автомобиль двигался со скоростью v₁=80 км/ч, а вторую половину пути — со скоростью v₂=40 км/ч. Какова средняя скорость v движения автомобиля?

3. Пароход идет по реке от пункта А до пункта В со скоростью v₁=10 км/ч, а обратно — со скоростью v₂ = 16 км/ч. Найти среднюю скорость v парохода и скорость и течения реки.

4. Найти скорость v относительно берега реки: а) лодки идущей по течению; б) лодки, идущей против течения; в) лодки, идущей под углом а=90° к течению. Скорость течения реки u=1 м/с, скорость лодки относительно воды v_o=2 м/с.

5. Лодка движется перпендикулярно к берегу со скоростью v=7,2 км/ч. Течение относит ее на расстояние l = 150 м вниз по реке. Найти скорость и течения реки и время t, затраченное на переправу через реку. Ширина реки L = 0,5 км.

6. Тело, брошенное вертикально вверх, вернулось на землю через время t=3 с. Какова была начальная скорость v₀ тела и на какую высоту h оно поднялось?

7. Камень бросили вертикально вверх на высоту h_o =10 м. Через какое время t он упадет на землю? На какую высоту h поднимется камень, если начальную скорость камня увеличить вдвое?

8. Поезд движется со скоростью v_о=36 км/ч. Если выключить ток, то поезд, двигаясь равнозамедленно, останавливается через время t=20 с. Каково ускорение а поезда? На каком расстоянии s до остановки надо выключить ток?

9. Поезд, двигаясь равнозамедленно, в течение времени 1 мин уменьшает свою скорость от v₁ =40 км/ч до v₂=28 км/ч. Найти ускорение а поезда и расстояние s, пройденное им за время торможения.

10. Зависимость пройденного телом пути s от времени t дается уравнением s=At—Bt² +Ct³, где А=2 м/с, В=3 м/с² и С=4 м/с³. Найти: а) зависимость скорости v и ускорения а от времени t; б) расстояние s, пройденное телом, скорость v и ускорение а тела через время t=2 с после начала движения.

11. Зависимость пройденного телом пути s от времени t дается уравнением s=A+Bt+Ct²+Dt³, где С=0,14 м/с² и D=0,01 м/с³. Через какое время t после начала движения тело будет иметь ускорение а=1 м/с²? Найти среднее ускорение а тела за этот промежуток времени.

12. Найти угловую скорость щ: а) суточного вращения Земли, б) часовой стрелки на часах; в) минутной стрелки на часах; г) искусственного спутника Земли, движущегося по круговой орбите с периодом вращения Т=88 мин. Какова линейная скорость v движения этого искусственного спутника, если известно, что его орбита расположена на расстоянии h=200 км от поверхности Земли?

13 Найти радиус R вращающегося колеса, если известно; что линейная скорость v₁ точки, лежащей на ободе, в 2,5 раза больше линейной скорости v₂ точки, лежащей на расстоянии r=5 см ближе к оси колеса.

14. Тело массой т=0,5 кг движется прямолинейно, причет зависимость пройденного телом пути s от времени t дается уравнением s=A—Bt+Ct²-Dt³, где С=5 м/с² D = 1 м/с. Найти силу F, действующую на тело в конце первой секунды движения.

15. К нити подвешен груз массой т=1 кг. Найти силу натяжения нити Т, если нить с грузом: а) поднимать с ускорением а = 5 м/с², б) опускать с тем же ускорением а = 5 м/с².

16. Масса лифта с пассажирами т =800 кг. С каким ускорением а и в каком направлении движется лифт, если известно, что сила натяжения троса, поддерживающего лифт: а) Т =12 кН, б) Т = 6 кН?

17. Под действием силы F = 10 Н тело движется прямолинейно так, что зависимость пройденного телом пути s от времени t дается уравнением s=A—Bt+Ct², где С = 1 м/с². Найти массу т тела.

18. Тело массой т=0,5 кг движется так, что зависимость пройденного телом пути s от времени t дается уравнением s= Asinщt, где А= 5 см и щ=р рад/с. Найти силу F, действующую на тело через время t = 1/6 с после начала движения.

19. Самолет поднимается и на высоте h=5 км скорости v=360 км/ч. Во сколько раз работа А₁ совершаемая при подъеме против силы тяжести, больше работы А₂ идущей на увеличение скорости самолета

20 Какую работу А надо совершить, чтобы заставить движущееся тело массой т=2 кг: а) увеличить скорость от v₁==2 м/с до v₂=5 м/с; б) остановиться при начальной скорости v_о=8 м/с?

21. Из ружья массой m₁=5 кг вылетает пуля массой m₂= 5 г со скоростью v₂=600 м/с. Найти скорость v₁ отдачи ружья.

22. Человек массой m₁=60 кг, бегущий со скоростью v₁=8 км/ч, догоняет тележку массой m₂=80 кг, движущуюся со скоростью v₂=2,9 км/ч и вскакивает на нее. С какой скоростью и будет двигаться тележка? С какой скоростью и' будет двигаться тележка, если человек бежал ей навстречу?

23. Мальчик стрелял из рогатки, натянул резиновый шнур так, что его длина стала больше на Дl=10 см. С какой скоростью v полетит камень массой m=20 г? Жесткость шнура k = 1кН/м.

24. Найти линейную скорость v движения Земли по круговой орбите.

25. Какую температуру t имеет масса т=2 г азота, занимающего объем V=820 см³ при давлении р=0,2 МПа? 26. Какой объем V занимает масса т=10 г кислорода при давлении р=100 кПа и температуре t=20 °С?

27. Давление воздуха внутри плотно закупоренной бутыки при температуре t₁=7 °C было p₁= 100 кПа. При нагревании бутылки пробка вылетела. До какой температры t₂ нагрели бутылку, если известно, что пробка вылетела, при давлении воздуха в бутылке р = 130 кПа?

28. Каким должен быть наименьший объем V баллона, вмещающего массу т=6,4 кг кислорода, если его стенки при температуре t=20 °С выдерживают давление р= 15,7 МПа?

29. В баллоне находилась масса т₁=10 кг газа при давлении р₁=10 МПа. Какую массу Дm газа взяли из

баллона, если давление стало равным р₂=2,5 МПа? Температуру газа считать постоянной.

30. Найти массу m воздуха, заполняющего аудиторию высотой h=5 м и площадью пола S=200 м². Давление

воздуха р = 100 кПа, температура помещения t=17 С. Молярная масса воздуха м=0,029 кг/моль.

31. Во сколько раз плотность с₁ воздуха, заполняющего помещение зимой (t₁=7 °С), больше его плотности с₂ летом t₂=37°С. Давление газа считать постоянным.

32. Какое количество v газа находится в баллоне объемом V=10 м³ при давлении р=96 кПа и температуре t=17°С.

33. Массу т=5 г азота, находящуюся в закрытом, сосуде объемом V=4 л при температуре t₁=20 °С, нагревают до температуры t₂=40 °С. Найти давления р₁ и р₂ газа до и после нагревания.

34 Найти плотность р водорода при температур t=15 °С и давлении р=97,3 кПа.

35. Некоторый газ при температуре t=10 °С и давлении р=200 кПа имеет плотность р=0,34 кг/м³. Найти молярную массу м газа.

36. Найти массу т₀ атома: а) водорода; б) гелия.

37. Молекула азота летит со скоростью v=430 м/с, Найти импульс mv этой молекулы.

38. В сосуде объемом V=4 л находится масса т= 1 г; водорода. Какое число молекул п содержит единица объема сосуда?

39. Какое число молекул N находится в комнате объемом V=80 м³ при температуре t=17 °С и давлении р=100 кПа?

40. Найти энергию W_вр вращательного движения; молекул, содержащихся в массе т=1 кг азота при температуре t=7 °С.