Задачи для выполнения контрольной работы:

1. Зависимость пройденного телом пути от времени задается уравнением S = A + Bt + Ct² + Dt³ (где С = 0,1 м/с², D = 0,03м/с ³). Определите через сколько времени после начала движения ускорение a тела будет 2 м/с².

2. Уравнения движения двух материальных точек имеют вид S₁ = t + 8t² - 3t³ и S₂ = t - 4t² + t³. Определите момент времени, для которого ускорения этих точек будут равны.

3. Материальная точка массой 1 г движется по окружности радиусом 1 м согласно уравнению S = 8t - 0,2t³. Определите скорость, тангенциальное ускорение, нормальное ускорение в момент времени t = 2 с.

4. Движение двух тел описывается уравнениями S₁ = 0,75t³ + 2,25t² + t и S₂ = 0,25t³ + 3t² + 1,5t. Определите величину скоростей этих тел в момент времени, когда ускорения их будут одинаковы. Определите также значения ускорения в этот момент времени.

5. Колесо радиусом R=30 см. начинает вращаться с постоянным угловым ускорением = 1,5 рад/c². Найти для точек на ободе колеса к концу первой секунды после начала движения: 1) угловую скорость; 2) линейную скорость; 3) тангенциальное ускорение; 4) нормальное ускорение; 5) полное ускорение.

6. Уравнение вращения твердого тела описывается уравнением = 3t² + t. Определите угловую скорость, угловое ускорение и частоту вращения тела через 10 с после начала движения.

7. Маховик вращается с постоянным угловым ускорением = 150 рад/c². Определите угловую скорость маховика через N = 20 полных оборотов. Начальная ₀ = 0.

8. Снаряд массой 10 кг, вылетевший из орудия, в верхней точке траектории имел скорость 300 м/с. В этой точке он разорвался на два осколка, при этом большой осколок массой m = 7 кг полетел в обратном направлении со скоростью V₁=120 м/c. Определите скорость V₂ второго осколка.

9. Орудие, жестко закрепленное на железнодорожной платформе, производит выстрел вдоль полотна железной дороги под углом α =30º к линии горизонта. Определите скорость V₂ отката платформы, если снаряд вылетел со скоростью 500 м/с. Масса платформы с орудием и снарядом m = 20 m, а масса снаряда m₁= 80 кг.

10. Тело массой 100 кг поднимается по наклонной плоскости с углом у основания 20º под действием силы 800H и направленной параллельно плоскости. С каким ускорением будет двигаться тело, если коэффициент трения тела о плоскость равен k = 0,1.

11. К нити подвешен груз массой m = 500 г. Определите силу натянутой нити, если нить с грузом: 1) поднимать с ускорением 2 м/с²; 2) опускать с ускорением 2 м/с².

12. Движение тела массой 0,5 кг задано уравнением S = 2 + 3t + 6t³ (S-метрах, t- в секундах). Определите силы, действующие на тело в конце второй и пятой секунд.

13. Определите скорость V, угловую скорость ω и центростремительное ускорение _ц.с для движущейся Земли вокруг Солнца. Расстояние между ними r = 1,5×10¹¹ м.

14. Велосипедист массой 70 кг движется со скоростью 10 м/с по выпуклому мосту радиусом 25 м. Определите силу упругости действующую на велосипедиста в верхней точке моста.

15. Искусственный спутник Земли движется по круговой орбите на высоте h = 500 км. Определите скорость его движения.

16. Молотильный барабан вращается с частотой соответствующей 900 об/мин. Под действием постоянного тормозного момента M_т = 20 Н барабан останавливается в течение 2,5 минут. Определите момент инерции барабана.

17. Маховик массой 50 кг и радиусом r = 30 см был раскручен до частоты вращения 600 об/мин. и затем предоставлен самому себе. Под влиянием трения он остановился через 1 мин. Определите момент силы трения.

18. Тонкостенный цилиндр с диаметром основания d = 30 см и массой 2кг вращается согласно уравнению φ =4-2t+0,2t³. Определите действующий на цилиндр момент сил спустя 3 секунды после начала движения.

19. Тело массой 10кг поднимается с ускорением α =2м/с². Определите работу силы, совершённой за первые пять минут подъёма.

20. Автомобиль массой m=3000кг останавливается за t = 6 с, пройдя расстояние S = 24 м. Определите: 1)начальную скорость автомобиля; 2)силу торможения.

21. Диск массой m = 2 кг катится без скольжения по горизонтальной плоскости со скоростью 3 м/с. Определите кинетическую энергию диска.

22. Тело массой m = 5 кг падает с высоты h = 10 м. Определите суммарную потенциальную и кинетическую энергию тела в точке, находящейся от поверхности Земли на высоте h₁ = 5 м.

23. Определите скорость поступательного движения сплошного цилиндра, скатывающегося с наклонной плоскости высотой h = 1 м.

24. Шар массой 1 кг и диаметром 10 см катится без скольжения по горизонтальной плоскости, делая 6 об/сек. Определите кинетическую энергию шара.

25. Тело массой 1 кг под действием постоянной силы движется прямолинейно по закону S = 2t² + 8t. Определите его кинетическую энергию через 10 с.

26. Определите скорость поступательного движения сплошного цилиндра, скатившегося с наклонной плоскости высотой h = 1 м.

27. Насос мощностью N = 2 кВт поднимает воду на высоту h = 16 м определите массу жидкости, поднятой за время t = 30 сек, если КПД насоса = 0,8.

28. Автомобиль на горизонтальном участке дороги развивает скорость V = 144 км/ч. Определите тяговое усилие автомобиля, если мощность двигателя 70 л.с.

29. Автомобиль массой m = 3 т двигался в гору с углом у основания 10º. Определите: 1) работу, совершаемую двигателем автомобиля на пути 5 км, если коэффициент трения равен 0,1; 2) развиваемую двигателем мощность, если известно, что этот путь был пройден за 8 минут.

30. Трактор с сельскохозяйственной машиной испытывает тяговое сопротивление 32,5 КН. При работе трактор развил скорость 4,5 км/ч. Определите работу, совершаемую им за 8 ч.

31. Платформа в виде диска радиусом 1,2 м вращается по инерции, делая 6 об/мин. На краю платформы стоит человек массой 75 кг. Определите частоту вращения платформы, если человек перейдет в её центр. Момент инерции платформы 120 кг м². Момент инерции человека на краю платформы рассчитать как для материальной точки.

32. Материальная точка массой m=10 г совершает гармонические колебания по закону x = 0,1 cos(4 t+ /4) м. Определите полную энергию этой точки.

33. Материальная точка совершает гармонические колебания с амплитудой 10 см. и периодом T = 5 c. Определите для точки: 1) максимальную скорость; 2) максимальное ускорение.

34. Определите период колебаний T стержня длинной 0,5 м. относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его конец.

35. Определите число N атомов в 1 кг азота и массу одного атома азота.

36. Чему равна плотность водорода при температуре 27º С и давлении 10⁶ Па.

37. В сосуде объёмом V = 4 л находится 18 г газа при температуре 27º С. После нагревания газа при постоянном давлении (P = const) его плотность стала 0,9 кг/м³. Определите, до какой температуры нагрели газ.

38. При температуре 7º С и давлении P = 2 10⁵ Па плотность газа 0,005 г/см³. Определите молярную массу газа.

39. В закрытом сосуде емкостью 10 л находится водород массой 8 г и гелий массой 10 г. Определите давление смеси газов, если температура смеси 27⁰С.

40. Определите среднюю квадратную скорость молекул газа, плотность которого при давлении = 2 10⁵Па равна = 6 10^-4 г/см³.

41. Определите среднюю квадратичную скорость U_кв молекул газа, заключенного в сосуде объемом V = 4л под давлением P = 200кПа. Масса газа 0,6 г.

42. Под каким давлением находится кислород, если средняя арифметическая скорость его молекул 550 м/с, а их концентрация n = 10²⁵ м^-3?

43. Найти число молекул водорода в 1 м³, если давление P = 4атм, а средняя квадратичная скорость молекул равна 1800 м/сек.

44. Найти молярные и удельные теплоёмкости аргона при постоянном давлении и при постоянном объёме.

45. Найти удельные теплоёмкости кислорода и их отношение.

46. Определите молярные и удельные теплоёмкости азота.

47. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 4,14 10^-21 Дж?

48. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного и вращательного движения молекул, содержащихся в 1 кг водорода при температуре 127º С.

49. Воздух массой 100 кг нагревается от 10º С до 30º С. Определите изменение внутренней энергии воздуха. Молярную массу воздуха следует принять за 2,9 10^-2 кг/моль, а воздух считать многоатомным газом.

50. Кислород массой 160 г нагревается при постоянном давлении (Р=соnst) от 300 до 320⁰К. Определите: 1) количество теплоты, поглощенное газом; 2) изменение внутренней энергии.

51. Газ в объёме 10 л, находящийся под давлением 3 атм изотермически расширился до объёма 30 л. Определите работу расширения газа.

52. Кислород массой 160 г нагрели при постоянном давлении (Р=const) от 37º С до 57º С. Определите работу по расширению газа.

53. Определите среднюю длину свободного пробега <е> молекул кислорода при температуре 27º С и давление Р = 1∙ 10⁵ Па. Диаметр молекулы кислорода d = 2,7∙10^-10 м.

54. В сосуде с воздухом давление Р = 0,13 Па, а температура 300 К. Определите плотность воздуха в сосуде и среднюю длину свободного пробега молекул. Диаметр молекул воздуха принять d = 2,7 ∙10^-10 м.

55. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул водорода равна 0,5 см, если температура газа равна 27º С? Диаметр молекулы водорода принимают равный 2,8∙10^-10 м.

56. Кислород находится под давлением Р = 1,4 10^-5 Па, при температура спала до 300 К. Вычислите среднее число столкновений < z > в единицу времени молекулы кислорода при этих условиях. Эффективный диаметр молекулы кислорода d = 2,7 ∙10^-10 м.

57. Совершая цикл Карно, газ получил от нагревателя теплоту 1000 Дж. Температура нагревателя при этом оказалась в 1,2 раза больше температуры охладителя. Определите работу совершенную газом.

58. Совершая цикл Карно, газ получил от нагревателя теплоту Q₁= 1 кДж и совершил работу А = 200 Дж. Определите температуру охладителя, если температура нагревателя Т₁ = 380 К.

59. Совершая цикл Карно, газ отдал охладителю Q₂= 4900 Дж. Работа газа за цикл А = 900 Дж. Определите температуру нагревателя, если температура охладителя 7º С.

60. Газ, совершающий цикл Карно, 80 % теплоты, полученной от нагревателя, отдаёт холодильнику. Количество теплоты, получаемое от нагревателя равно 5 кДж. Определите коэффициент полезного действия цикла и работу, совершаемую за один цикл.

61. Наружная поверхность парниковой бетонной стены имеет температуру t₁ = - 10ºС, а внутренней t₂ = 20º С. Толщина стены 25 см. Какое количество теплоты проходит через 1 м² поверхности за 1 час. Коэффициент теплопроводности бетона  = 0, 817 Дж/м∙с∙К.

62. Средняя длина свободного пробега атомов гелия при нормальных условиях <L> = 1,8 10^-5 см. Определите коэффициент диффузии гелия.

63. Найти коэффициент внутреннего трения при нормальных условиях, если коэффициент диффузии азота при этих условиях 1,42 10^-5 м²/с.

64. Определите массу азота прошедшего вследствие диффузии через площадку 50 см² за 20 с, если градиент плотности в направлении, перпендикулярном, равен 1 кг/м⁴. Температура азота 290 К, а средняя длина свободного пробега молекул равна 1 мкм.

65. Какой наибольшей скорости может достичь дождевая капля диаметром d = 0,3 мм, если коэффициент внутреннего трения воздуха равен 1,2∙10^-4 г/см∙с. Считать, что, для дождевой капли применим закон Стокса.

66. Глицерин поднялся в капиллярной трубке на высоту h = 20 мм. Определите коэффициент поверхностного натяжения глицерина, если, диаметр капилляра трубки d = 1 мм.

67. В стебле пшеницы вода по капиллярам поднимается на высоту 1 м. Определите средний диаметр капилляров. Коэффициент поверхностного натяжения воды (из таблиц).

68. В капиллярах песчаных почв вода поднимается на высоту h = 1,5 м. Температура воды равна 18º С, а её плотность ρ = 1000 кг/м³. Определите диаметр почвенных капилляров. Смачивание считать полным.

69. Определите средний диаметр капилляра почвы, если вода поднимается в ней на высоту h = 60 мм. Смачивание стенок считать полным.

70. На какую высоту поднимется вода в стеклянном капилляре радиусом 0,001 см, если коэффициент поверхностного натяжения воды равен 70 дн/м.

71. Вертикальный стеклянный капилляр погружен в воду. Определите радиус кривизны мениска, если высота столба воды в трубке h = 30 мм. Плотность воды ρ = 1 г/см³, а коэффициент поверхностного натяжения α = 72∙10^-3 н/м.

72. На двух одинаковых капельках воды находится по десять отрицательных зарядов. Определите массу капельки, если электрическая сила отталкивания капелек уравновешивает силу из взаимного тяготения.

73. Два точечных заряда, находясь в воздухе, на расстоянии 22,36 см друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой. Определить на каком расстоянии, нужно поместить, чтобы получить эту же силу взаимодействия. Диэлектрическая проницаемость масла Е = 5.

74. Два точечных заряда по 10^-8 Кл каждый расположены на расстоянии 10 см друг от друга. Определите напряженность поля в точке, удаленной на 10 см от каждого заряда.

75. Расстояние между зарядами Q₁= +2 нКл и Q₂ = - 2 нКл равно 10 см. Определите напряженность поля, созданного зарядами в точке А, находящейся на расстоянии L₁ = 6 см от положительного заряда и на расстоянии L₂ = 8 см от отрицательного заряда.

76. Два точечных заряда Q₁= 4 нКл и Q₂= - 3 нКл находятся на расстоянии 50 см друг от друга. Определите напряженность Е поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Определите также напряженность в этой точке, если второй заряд будет положительным.

77. Расстояние между двумя точечными зарядами Q₁= 2 нКл и Q₂= 5 нКл равно 10 см. На каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля зарядов равна 0?

78. Свинцовый шарик (ρ = 11,3 г/см³) диаметром 0,5 см помещен в глицерин (ρ₁ = 1,26 г/см³). Определите заряд шарика, если в однородном электрическом поле шарик оказался взвешенным в глицерине и электрическое поле направлено вверх и его напряженность Е = 4 кв/см.

79. Отрицательно заряженная пылинка находится в равновесии между двумя пластинами конденсатора, расположенного горизонтально. Расстояние между пластинами 3 см, разность потенциалов 306 В. Масса пылинки m = 2 ∙ 10^-15 кг. Сколько электронов несет на себе пылинка?

80. Пылинка массой 10^-9 г, несущая на себе 5 электронов прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов 3 10⁶ В. Какова кинетическая энергия пылинки, и какую скорость она приобрела?

81. Определите расстояние между пластинами плоского конденсатора, если между ними приложена разность потенциалов U = 200 В. Площадь пластин S = 100 см², заряд пластины Q = 8∙10^-9 Кл, диэлектрическая проницаемость Е = 7.

82. Во сколько раз общая емкость двух конденсаторов С₁ = 5 мкф и С₂ = 10 мкф, соединенных параллельно, больше ёмкости этих конденсаторов, соединенных последовательно?

83. Шарик радиусом r = 4 см заряжается отрицательным зарядом, до потенциала  = 100 В. Определите число электронов, составляющих заряд шарика.

84. Три проводника, соединены по схеме . Напряжение между точками А и В равно U = 36 В. Определите общее сопротивление цепи и тока, протекающие через R₁ = 4 Ом, R₂ = 6 Ом, R₃ = 2,6 Ом.

85. Определите внутреннее сопротивление r источника тока и ЭДС, если, при внешнем сопротивлении R₁ = 50 Ом ток в цепи J₁ = 0,02 А, а при R₂ = 100 Ом, ток J₂ = 0,012 А.

86. Два источника тока с одинаковыми ЭДС и внутренними сопротивлениями r₁ = 0,6 Ом и r₂ = 0,8 Ом соединены параллельно и включены во внешнюю цепь, сопротивление которой R = 1,57 Ом. Определите силу тока в цепи.

87. Определите напряжение на выходе источника постоянного тока с ЭДС = 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом при параллельном подключении двух проводников с электрическим сопротивлением 16 Ом.

88. ЭДС аккумулятора автомобиля Е = 12 В. При силе тока 2 А КПД равен 0,7. Определите внутреннее сопротивление аккумулятора.

89. Внутреннее сопротивление аккумулятора 1 Ом. При силе тока J = 0,5 А его КПД равен 0,8. Определите ЭДС аккумулятора.

90. Какой длины нужно взять никелиновую проволоку сечением S = 0,1 мм² для устройства кипятильника, в котором за время t = 60º С, можно вскипятить воду объемом V = 1 л, взятую при температуре t = 10º С. Напряжение в сети U = 220 В, КПД кипятильника  = 0,93. Удельная теплоёмкость воды С = 4,2 10³ Дж /кг∙К.

91. Сколько времени потребуется для нагревания воды массой 1 кг от начальной температуры 20ºС до кипячения, в электрическом чайнике с нагревателем, мощностью 1,5 кВт, если его КПД равен 95%? Какова сила тока в электрической спирали, если напряжение сети U = 220 В.

92. При электролизе медного корпуса за 1 г выделилось 0,5 г меди. Площадь электродов, опущенных в электролит, равна 75 см². Найти плотность тока.

93. Рассчитайте массу алюминия, выделившегося за 8 ч при силе тока 10 А. Молярная масса алюминия М = 27 10^-3 кг/моль, валентность 3.

94. По прямому бесконечному длинному проводу течет ток 5 А. Определите напряженность и индукцию магнитного поля в точках удалённых от провода: 1) на 20 см; 2) на 50 см.

95. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводам, находящимся на расстоянии r = 20 см друг от друга в вакууме текут токи J₁ = 10 А и J₂ = 20 А одинакового направления. Определите магнитную индукцию В поля, создаваемого точками:

1. в точке, лежащей посредине между проводами;

1. в точке, лежащей правее правого провода на 5 см.

96. По двум бесконечно длинным прямолинейным проводам, находящимся на расстоянии r = 20 см друг от друга, текут токи J₁ = 20 А и J₂ = 30 А. Определите индукцию магнитного поля, создаваемого точками, в точке лежащей посредине между проводами в случаях:

1. токи текут в одном направлении;

2. токи текут в противоположных направлениях.

97. По двум бесконечно длинным прямолинейным проводам текут токи J₁ = 3 А и J₂ = 6 А. Расстояние между проводами 18 см. Найдите на прямой, соединяющей эти провода точку, в которой индукция магнитного поля равна нулю.

98. Катушка длиной 50 см состоит из 1000 витков. Определите напряженность и индукцию магнитного поля внутри катушки, если по ней пропустить ток J = 2 А.

99. Соленоид длиной 50 см и сопротивлением R = 12 Ом содержит N = 500 витков. Определите индукцию магнитного поля соленоида, если разность потенциалов на его концах обмотки U = 24 В.

100. В центре проволочного кольца радиусом r = 30 см индукция магнитного поля равна В = 6,28 Гн. Определите разность потенциалов на концах кольца, если его сопротивление R = 6 Ом.

101. Проволочное кольцо сопротивлением R = 1,25 0м включено в электрическую цепь так, что разность потенциалов на кольцах U = 24 В, индукция магнитного поля в центре кольца B = 4 10 Тл. Определите радиус кольца?

102. Определить длину провода, из которого изготовлен соленоид диаметром d = 0,08 м и длинной l = 0,5 м, если напряженность магнитного поля внутри соленоида H=2∙10 и по нему течет ток 2 А.

103. Луч света, проходя слой стекла падает на алмазную пластинку, частично отражается, частично преломляется. Определите, каким должен быть угол падения, чтобы отраженный луч был максимально поляризован. Показатели преломления стекла и алмаза принять соответственно n = 1,31 и n = 2,42.

104.Определите, во сколько раз уменьшается интенсивность естественного света, прошедшего через два николя, плоскости, поляризации которых составляют угол 45 градусов. Каждый никель поглощает 8 % света, падающего на него.

105.Во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света при прохождении его через два николя, плоскости, поляризации которых составляют 60 градусов.

106.Определите угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, прошедшего через поляризатор и анализатор уменьшалась в четыре раза.

107.Солнечные лучи приносят в 1 с на поверхность 1 м почвы энергию 6,9 Дж/м ∙с. Какова должна быть температура почвы, чтобы она излучала такую же энергию обратно в мировое пространство?

108.Принимая солнце за черное тело с температурой на поверхности 5800 К, определите 1) энергию, излучаемую Солнцем в виде электромагнитных волн за 1 час; 2) массу, теряемую за это время за счет излучения.

109.Абсолютно черное тело было нагрето от 127⁰ С до 327⁰ С . Определите, во сколько раз изменилась мощность суммарного излучения при этом.

110.Определите длину волны, отвечающую максимуму испускательной способности черного тела температуре 37⁰ С и энергетическую светимость тела.

111.Принимая солнце за черное тело и учитывая, что его максимальной плотности энергетической светимости соответствует длина волны 500 нм, определить: 1) температуру поверхности Солнца; 2) энергию, излучаемую Солнцем в виде электромагнитных волн за 1 мин.

112.Энергетическая светимость черного тела Rе = 10 кВт/м . Определите длину волны, соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости.

113.Пучок параллельных лучей света падает нормально на плоскую зеркальную поверхность. Определите силу давления, испытываемую этой поверхностью, если её 2 м и энергетическая освещенность поверхности 0,6 Вт/м .

114.На поверхность площадью 100 см ежеминутно падает 60 Дж световой энергии. Определите величину светового давления в случаях, когда поверхность: 1) полностью отражает все лучи; 2) полностью получает все падающие на неё лучи.

115.Фотоактивирование семян производят излучением гелий – неоновым лазером мощностью 25 мВт. Какое количество фотонов падает на поверхность семян в одну минуту. Длина волны излучений = 630 нм.

116.Определите энергию, массу и импульс фотона, длина волны которого =5 10 см.

117.Для фотокатода, выполненного из вольфрама, работа выхода равна 4,5 эв. Определите, при какой максимальной длине волны происходит фотоэффект.

118.Красная граница фотоэффекта для некоторого металла 275 нм. Определите: 1) работу выхода электрона из металла; 2) максимальную кинетическую энергию вырванных электронов под действием света длиной волны 180 нм.

119.Определите энергию одного фотона для красного света ( = 600 нм). Определите также температуру, при которой средняя энергия теплового движения молекул равна энергии найденного фотона.

120.Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, если фототок прекращается при приложении напряжения U = 4,2 В.

121.Определите массу и импульс фотона, соответствующему переходу электрона с третьей орбиты на вторую.

122.Электрон в атоме водорода перешел с четвертого энергетического уровня на второй. Определите длину и частоту волны.

123.Какую минимальную энергию необходимо сообщить электрону в атоме водорода, чтобы перевести его из основного состояния на второе возбужденное?

124.Кинетическая энергия электрона равна 1 кэВ.

Определите длину волны де Бройля.

125.Определите энергию связи ядра изотопа Li.

126.Определите энергию связи ядро дейтерия H.

127.Определите энергию связи атома гелия He.

128.Вычислить энергию ядерной реакции H + Li 2 He + n.

129.Вычислить энергию ядерной реакции Н + Н Н + Н.

130.Вычислить энергию, поглощенную при реакции N + He Н + О.

131.Вычислить энергию, освобождающуюся при ядерной реакции Li + H He + He.

132.Вычислите энергию, освобождающуюся при ядерной реакции

Li + H Hе + Hе

133.Определите удельную энергию связи, приходящейся на один нуклон в ядре N.

134.Определите дефект массы, полную и удельную энергию связи ядра изотопа кислорода О.

135.Определите дефект массы, полную и удельную энергию связи ядра изотопа кальция Са.

136.Поглощается или выделяется энергия при ядерной реакции

Н + Не Н + Не.

137.Пройдя ускоренную разность потенциалов 3,52 кВ, электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Индукция поля 0,01 Тл, радиус траектории 2 см. Определить удельный заряд электрона (отношение заряда к его массе).

138.Протон движения в магнитном поле напряженностью 10 А/м по окружности радиусом 2 см. Определите кинетическую энергию протона.

139.В однородном магнитном поле B = 0,4 Тл, равномерно с частотой 600 мин вращается рамка, содержащая N = 1000 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S = 100 см . Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определите максимальную ЭДС, возникающую в рамке.

140.По катушке, индуктивность которой L = 5 мкГн течет ток J = 2А, при выключении тока он изменяется практически до нуля за время t = 4с. Определите среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре.

141.По длинному соленоиду с немагнитным сердечником, сечением S= 50 см , содержащему N = 1200 витков, течет ток силой J= 2 А, индукция магнитного поля в центре соленоида B=100 мТл. Определите индуктивность соленоида.

142.По соленоиду длинной 0,3 м, имеющему 500 витков, течет ток J = 1 А. Площадь поперечного сечения 18 см . Определите энергию магнитного поля соленоида.

143.Катушка длинной L = 40 см и диаметром 6 см содержит 200 витков. По катушке течет ток J = 1,5 А. Определите индуктивность катушки.

144.Площадь пластин плоского конденсатора S = 1,2 см , расстояние между пластинами d = 2,5 мм. При разряде конденсатора выделилась энергия 1,2 мкДЖ. Определите, до какой разности потенциалов был заряжен конденсатор.

145.Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 4 мГн и плоского воздушного конденсатора. Площадь пластин конденсатора S = 10 см, расстояние между ними d = 1 мм. Определите период колебаний в контуре.

146.Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью C = 62,5 Пф и катушки индуктивности L = 4 мГн. На какую длину волны настроен контур?

147.Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью C=200 пФ и катушки индуктивности L = 0,5 мкГн (без сердечника). Определите период собственных электромагнитных колебаний контура.

148.Какую индуктивность нужно включить в колебательный контур. Чтобы при емкости в 2 мкФ получить звуковую частоту 1000 с . Сопротивлением контура можно пренебречь.

149.Луч света падает из воздуха в воду под углом 60 градусов. Найдите угол между отраженным и преломленным лучами.

150.Определить предельный угол внутреннего отражения для поверхностей раздела: 1) стекло – вода,2) стекло – воздух. Показатели преломления стекла и воды принять соответственно 1,5 и 1,33.

151.Вычислить длину волны зеленого света в стекле, если его длина волны воздухе = 5,5 см. Показатели преломления стекла принять 1,5.

152.В помещении подвешен светильник из молочного стекла, имеющей форму шара диаметром 20 см. Определите световой поток и светимость светильника, если сила света светильника J=80 кд.

153.При выращивании ранней капусты выбирается площадка квадратной формы со стороной 1,2 м. Над центром площадки на высоте 2,2 м подвешивается лампа силой света 400 кд. Определите максимальную и минимальную освещенности площадки.

154.Какую минимальную силу света должна иметь лампа, подвешенная на высоте 2 м от поверхности рабочего стола, чтобы освещенность была 40 лк? Какой световой поток будет давать эта лампа?

155.Определите число штрихов на 1 мм дифракционной решетки, если углу 30 градусов соответствует максимум четвертого порядка для монохроматического света с длиной волны 0,4 мкм.

156.Постоянная дифракционной решетки 2,5 мкм. Определите наибольшей порядок спектра, общее число главных максимумов в дифракционной картине и угол дифракции в спектре второго порядка при нормальном падении монохроматического света с длиной волны 0,6 мкм.

157.Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 100 кВ влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции. Определите радиус траектории электрона, если индукция поля равна 0,01 Тл.

158.На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет, период решетки d = 2 мкм. Определите наибольший порядок дифракционного максимума, который дает эта решетка в случае красного ( = 7 ∙10 м) и в случае фиолетового ( = 4,1 ∙ 10 м) света.

159.Сколько штрихов на 1 мм должна иметь дифракционная решетка. чтобы углу 90 градусов соответствовал максимум пятого порядка для света с длинной волны 500 нм?

160.Колебательный контур состоит из двух одинаковых конденсаторов, включенных последовательно, и катушки индуктивности. Период колебаний контура 50 мкс. Определите, чему будет равен период колебаний контура, если равен период колебаний контура, если конденсаторы включить параллельно?

161.Средняя длина свободного пробега молекул углекислого газа при нормальных условиях равна <L> = 4∙10^-6см. Определите среднюю арифметическую скорость молекул и число столкновений в единицу времени.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Основные физические понятия (значения округленные)

Физические понятия	Обозначе­ние	Числовые значения
Ускорение свободного падения	g	9,81 м/с2
Гравитационная постоянная	G	6,67∙10-11 м3/(кг∙с2)
Постоянная Авогадро	NA	6,02∙1023 моль-1
Молярная газовая постоян­ная	R	8,31 Дж/(К∙моль)
Постоянная Больцмана	k	1,38 ∙1023 Дж/К
Заряд электрона, протона	е	1,60∙10-19Кл
Масса электрона	mе	9,11∙10-31 Кл
Масса протона	mp	1,67∙10-27 кг
Постоянная Фарадея	F	9,65∙104 Кл/(кг∙моль)
Скорость света в вакууме	с	3-108 м/с
Постоянная Стефана-Больцмана	σ	5,67∙10-8 Вт/(м2∙К4)
Постоянная Вина	С	2,9∙10-3м∙К
Постоянная Планка	h	6,63 ∙1034Дж∙с
Постоянная Ридберга	R	1,1∙107 м-1
Молярный объем газа при нормальных условиях	Vm	22,4∙10-3 м3/моль
Электрическая постоянная	εо	8,85∙10-12 Ф/м
Магнитная постоянная	μо	4π∙10-7 Гн/м

2. Некоторые астрономические величины

Наименование величины	Числовые значения
Радиус Земли	6,37∙106м
Масса Земли	5,98∙1024 кг
Радиус Солнца	6,95∙108 м
Масса Солнца	1,98∙1030кг
Радиус Луны	1,74∙106 м
Масса Луны	7,33∙1022 кг
Расстояние от центра Земли до центра Солнца	1,49∙1011 м
Расстояние от центра Земли до центра Луны	3,84∙108м

3. Плотность жидкостей при 20°С, кг/м³

Вода........................................10³ Касторовое масло....................9,6∙10²

Ртуть.............................1,36∙1 0⁴ Спирт.......................................8,0∙10²

Глицерин........................1,26∙10³

4. Удельная (массовая) теплота сгорания топлива, 10⁷ Дж/кг

Бензин..........4,6 Керосин........4,6 Спирт.........2,9

5. Молярная масса и относительная молекулярная масса газов

Газ	Молярная масса М, 10-3 кг/моль	Относительная молеку­лярная масса, Мr
Азот	28	28
Водород	2	2
Воздух	29	29
Гелий	4	4
Кислород	32	32
Углекислый газ	44	44

6. Коэффициент поверхностного натяжения жидкостей при 20°С, 10^-2 Н/м Вода.............7,2 Мыльная вода.......4,0 Спирт.........2,2

7. Теплопроводность, Дж/(м∙с∙К)

Бетон.............................0,817 Песок.............................0,671

Кирпич.......................... 0,71 Почва (суглинок)…………. 1,01

8. Удельное сопротивление веществ, 10^-8 Ом∙м

Алюминий.............................. 2,8 Медь......................1,7

Графит............................39,0 Никелин.................40,0

Железо.............................11,0 Нихром..................100,0

Константан.........................50,0

9. Диэлектрическая проницаемость

Вода...................................81 Воздух....................1,000

Керосин..........................2 Парафин.................2

Слюда......................7 Стекло....................6

Фарфор...................5 Эбонит...................3

10.Работа выхода электронов из металла, эВ

Вольфрам..............................................4,5

Платина.................................................6,3

Цезий....................................................1,8

Цинк......................................................4,0

11. Масса нейтральных атомов некоторых изотопов, а.е.м.

Электрон е	0,00055	Углерод 12С6	12,0000
Протон р	1,00728	Углерод 14С6	14,00324
Нейтрон n	1,00867	Азот 13N7	13,00574
Водород 1H1	1,00783	Азот 14N7	14,00307
Водород 2H1	2,01410	Кислород 16О8	15,99491
Водород 3H1	3,01605	Кислород 17О8	17,00453
Гелий 3Не2	3,01603	Фосфор 32F15	32,02609
Гелий 4Не2	4,00260	Сера 32S16	32,02793
Литий 6Li3	6,01513	Кальций 40К20	39,96263
Литий 7Li3	7,01601	Золото 197Au79	197,03346
Берилий 9Be4	9,01219	Уран 235U92	235,04392
Бор 10B5	10,01294
Бор 11B5	11,00930

12. Основные и дополнительные единицы Международной системы единиц

№	Наименование величины	Наименование единицы	Обозначение единицы
п\п
Основные единицы
1	Длина	метр	м
2	Масса	килограмм	кг
3	Время	секунда	с
4	Сила электрического тока	ампер	А
5	Термодинамическая температура	Кельвин	К
6	Сила света	кандела	кд
7	Количество вещества	моль	моль
Дополнительные единицы
8	Плоский угол	радиан	рад
9	Телесный угол	стерадиан	ср

13. Важнейшие производные единиц СИ

Наименование величи­ны	Наименование единицы	Обозначение единицы
Частота	Герц	Гц
Частота вращения	секунда в минус первой степени	с-1
Угловая скорость	радиан в секунду	рад/с
Угловое ускорение	радиан в секунду в квад­рате	рад/с2
Момент инерции	килограмм-метр в квадрате	Кг∙м2
Импульс (количество движения)	килограмм-метр в се­кунду	Кг∙м/с
Момент импульса (мо­мент количества движения)	килограмм-метр в квад­рате на секунду	Кг∙м2 /с
Момент силы, момент пары сил	Ньютон-метр	Н∙м
Импульс силы	Ньютон-секунда	Н∙c
Давление	Паскаль	Па
Напряжение (механиче­ское)	Паскаль	Па
Работа, энергия	Джоуль	Дж
Электромагнитная энер­гия	Джоуль	Дж
Мощность	Ватт	Вт
Температура Кельвина	Кельвин	К
Теплота	Джоуль	Дж
Теплоемкость	Джоуль на Кельвин	Дж/К
Удельная теплоемкость	Джоуль на килограмм-Кельвин	Дж/(кг∙К)
Вязкость (динамиче­ская)	Ньютон-секунда на квадратный метр	Н∙с/м2
Электрический заряд (количество электричества)	Кулон	Кл
Напряженность элек­трического поля	Вольт на метр	В/м
Потенциал, напряже­ние, ЭДС	Вольт	В
Момент электрического диполя	Кулон-метр	Кл∙м
Электрическая емкость	Фарад	Ф
Сопротивление электрическое	Ом	Ом
Удельное сопротивле­ние	Ом - метр	Ом∙м
Удельная проводимость	Сименс на метр	См/м
Магнитная индукция	Тесла	Тл
Магнитный поток	Вебер	Вб
Напряженность маг­нитного поля	Ампер на метр.	А/м
Индуктивность	Генри	Гн
Магнитная постоянная	Генри на метр	Гн/м
Магнитный момент	Ампер - квадратный метр	А∙м2
Намагниченность	Ампер на метр	А/м
Световой поток	люмен	лм
Освещенность	люкс	лк
Энергетическая свети­мость (излучаемость)	Ватт на квадратный метр	Вт/м2
Спектральная плотность энергетической светимости (излучательность)	Ватт на кубический метр	Вт/м3
Поглощенная доза из­лучения	Грей	Гр
Активность изотопа	Беккерель	Бк

14. Приставки для образования кратных и дольных единиц

Приставки квадратных единиц	Отношение к основной	Обозначение русское	Приставки дольных единиц	Отношение к основной единице	Обозначение русское
экса	1018	Э	деци	10-1	д
пэта	1015	П	санти	10-2	с
тера	1012	Т	милли	10-3	м
гига	109	Г	микро	10-6	мк
мега	106	М	нано	10-9	н
кило	103	к	пико	10-12	п
гекта	102	г	фемто	10-15	ф
дека	101	да	атто	10-18	а

15. Соотношение единиц СИ с единицами других систем и внесистемными единицами

Единицы длины
1 °А=10-10м			1 м=1010 оА
1 дюйм=2,54∙10-2 м			1 м=39,4 дюйм
1 фут=0,305 м			1 м=3,28 фут
1 фермин=10-15 м			1 м=1015 фермин
Единицы площади
1 а=100 м2			1 м2=10-2 а
1 га=104м2			1 м2=10-4га
1 барн (б)= 10-28 м2			1 м2=1028 барн (б)
Единицы объема
1 л=10-3м3			1 м3 = 103л
Единицы массы
1 г=10-3 кг	1 кг=103г
1 т=103 кг	1 кг=10-3 г
1 ц=102кг	1 кг=10-2ц
1 карат (кар)=2∙10-4 кг	1 кг=5∙103 кар
1 а.е.м =1,66∙10-27 кг	1 кг=6,02∙1026 а.е.м.
1 фунт=0,454 кг	1 кг=2,20 фунт
Единицы силы
1 дин=10-5Н	1 Н=105дин
1 кгс=9,81 Н	1 Н=0,102кгс
1 тс=9,81∙103Н	1 н=1,02∙10-4тс
1 фунт-сила=4,45 Н	1 Н=0,225 фунт-сила
Единицы работы, энергии, количества теплоты
1 эрг=10-7Дж	1 Дж=107 эрг
1 кгс∙м=9,81 Дж	1 Дж=0,102кгс∙м
1 кал=4,19 Дж	1 Дж=0,239 кал
1 Вт∙ч=3,6∙103 Дж	1 Дж=2,78∙10-4Вт∙ч
1 эВ=1,6010∙1019Дж	1 Дж=6,25∙1018Дж
1 л.с.∙ч=2,65∙106Дж	1 Дж=3,78∙10-7л.с.∙ч
Единицы мощности
1 эрг/с=10-7 Вт	1 Вт=107 эрг/с
1 кгс∙м/с=9,81 Вт	1 Вт=0,102кгс∙м/с
1 л.с.=736 Вт	1 Вт=1,36- 10-3л.с.
Единицы давления
1 дин/см2 = 0,1Па	1 Па=10 дин/см2
1 кгс/м2=9,81 Па	1 Па=0,102 кгс/м2
1 ат=1 кгс/см2 9,81∙104 Па	1 Па=1,02∙10-5 ат (кгс/м2)
1 кгс/мм2=9,81∙106Па	1 Па=1,02∙10-7 кгс/мм3
1 атм=760 мм рт.ст.=1,01∙105 Па	1 Па=9,87∙10-8атм
1 мм рт.ст.=133 Па	1 Па=7,50∙10-3мрт.ст.м
1 мм вод.ст.=9,81 Па	1 Па=0,102 мм вод.ст.
1 бар=105 Па	1Па=10-5 бар
1 пьеза=103 Па	1 Па=10-3пьеза
Единицы сила тока
1 един.СГС1= 1/(3∙109) А				1 А=3∙109 СГС1
1 ед.СГС1=10А				1 А=0,1 ед.СГС1
Единицы заряда
1 един.СГСQ= 1/(3∙109) Кл				1 Кл=3∙109СГСQ
1 ед.СГСМQ=10 Кл				1 Кл=0,1 ед.СГСМQ
1 А∙ч=3,6∙103Кл				1 Кл=2,78∙104А∙ч
Единицы напряженности электрического поля
1 ед.СГСЕ=3,6∙104В/м				1 В/м=1/3∙104ед.СГСЕ
Единицы электрического потенциала
1 ед.СГС=300 В				1 В=1/300 ед. СГС
Единицы электрической емкости
1 ед.СГСс=1/9∙10-11 Ф				1 Ф=9∙1011 ед.СГСс
Единицы магнитной индукции
1Гс=10-4Тл		1 Тл=104Гс
1Вб/см2=104Тл		1 Тл=10-4Вб/см2
Единицы магнитного потока
1 Мкс=10-8 Вб		1 Вб=108 Мкс
Единицы напряженности магнитного поля
1 Э=1/(4π)∙103 А/м		1 А/м=4π∙10-3 Э
Единицы активности нуклида в радиоактивном источнике
1Ки=3,7∙1010Бк		1Бк=2,7∙1011Kи
Единицы дозы излучения
1 рад=10-2Гр		1 Гр=100рад
1 эрг/г=10-4Гр		1 Гр=104эрг/г
Единицы мощности дозы излучения
1 рад/с=0,01 Гр/с		1 Гр/с= 100 рад/с
1 эрг/(с∙г)=10-4Гр/с		1 Гр/с=104эрг/(с∙г)

Составители: Алешкевич Марина Георгиевна

Дзю Искра Михайловна

Митина Лилия Анатольевна

Ф И З И К А

Методические указания по изучению дисциплины

и задания для контрольной работы.

Редактор Т.К.Коробкова

Компьютерная верстка И.Г.Шатрова

Подписано к печати 21.09. 2011 г.

Формат 60х84. Объем 4,6 печ.л.

Заказ № 322 Тираж 100 экз.

_________________________________________________________________

Отпечатано в издательстве НГАУ