Задачи по физике Механика, молекулярная физика и термодинамика

(Расчетно-графическая работа)

Вариант 24

1. Движение точки описывается уравнениями

x =A sin w t ; y = B sin w t.

При расчетах принять A = 2 см, В = 5 см, w = p с^-1.

1. Вывести и записать уравнение траектории движения точки.

1. В интервале времени от 0 до 2,0 с шагом 0,2 с рассчитать координаты точки; результаты расчетов занести в таблицу и построить по ним график траектории.

2. Для момента времени t₀ = 1,0 с рассчитать координаты, скорость, ускорение, а также радиус кривизны траектории.

3. На графике траектории изобразить в масштабе векторы скорости, нормального, тангенциального и полного ускорений в момент времени t0.

2. Масса груза В (см. рис. 8) равна 200 г , масса каждого из одинаковых грузов А и С равны 100 г. Грузы связаны между собой невесомыми нерастяжимыми нитями, подвешены на пружине и находятся в равновесии. С каким ускорением начнет двигаться груз А, если перерезать нить АВ? Известно, что, когда после этого груз А придет в новое положение равновесия, его центр тяжести станет выше на 3 см. Определить коэффициент жесткости пружины.

3. Спортсмен прыгает с высоты h = 4 м на сетку (батут ). Каков будет максимальный прогиб сетки, если в состоянии покоя под действием силы тяжести спортсмена сетка прогибается на х₁ = 2 см?

4. Человек массой m₁ = 60 кг стоит на краю горизонтальной платформы в виде диска. На какой угол повернется платформа, если человек пойдет по краю платформы и вернется в исходную точку? Масса платформы m₂ = 240 кг. Момент инерции человека считать как для материальной точки.

5. Начальная фаза колебаний точки, происходящих по синусоидальному закону, j_о = p /3. Период колебаний Т = 0,06 с. Определить ближайшие моменты времени, в которые скорость и ускорение будут в два раза меньше амплитудных значений.

6. Идеальный газ меняет свое состояние по циклу ABCD, состоящему из четырех последовательных процессов AB, BC, CD, DA . В таблице приведены: химическая формула молекулы газа; количество вещества (число молей); процессы, составляющие цикл; некоторые из параметров состояния газа (объем V, давление P, абсолютная температура T) .

Пользуясь этими данными, необходимо выполнить следующее задание:

а) Рассчитать недостающие значения P, V и T для точек

A, B, C, D .

б) Нарисовать цикл в координатах, указанных в 5-ой колонке.

в) Для состояния газа в точке А рассчитать среднюю арифметическую v_ср., среднюю квадратичную v_ср.кв. и наивероятнейшую v_н скорости молекул. Определить средние значения полной кинетической энергии w, кинетической энергии поступательного w_п и кинетической энергии вращательного w_вр. движения молекулы.

г) Для заданного в 6-ой колонке процесса записать первое начало термодинамики и рассчитать: теплоту Q, подведенную к газу; изменение внутренней энергии газа ΔU; совершенную газом работу A.

Таблица данных:

Газ	Кол-во ве-щества (моль)	Процессы	Параметры состояния P, кПа; V, л; T, К	Коор-динаты	Процесс
1	2	3	4	5	6
H2	1	AB-изохора, BC-изотерма, CA-адиабата	PA=195; VA=16,8; VC=14	P-V	CA