- •Индивидуальные задания Вариант №1
- •Индивидуальные задания Вариант №2
- •Индивидуальные задания Вариант №3
- •Индивидуальные задания Вариант №4
- •Индивидуальные задания Вариант №5
- •Индивидуальные задания Вариант №6
- •Индивидуальные задания Вариант №7
- •Индивидуальные задания Вариант №8
- •Индивидуальные задания Вариант №9
- •Индивидуальные задания Вариант №10
Индивидуальные задания Вариант №9
По курсу «Математические методы компьютерного моделирования физических процессов»
Для студентов КТАС, МИППС
Задача №1
С
помощью теории размерностей получить
формулу для скорости звука в газе (P,
)
и в упругой среде
(Е,
).
Пользуясь этими формулами оценить
скорость звука в воздухе и в стали.
Задача№2
Под каким углом к
горизонту следует бросить камень массой
200 г со скоростью 20 м/с, чтобы дальность
полета была наибольшей, если сила
сопротивления воздуха равна
,
(А=0.1 Нс/м;
В=2·10-4
Нс2/м2)?
Построить оптимальную траекторию и две
близкие к ней. Сравните со случаем, когда
сопротивление воздуха не учитывается.
Указание: использовать функцию fmin.
Задача№3
Привести уравнение движения спутника планеты к безразмерному виду. Составить функцию, которая бы выводила анимацию спутника его траекторию и текущее время движения . Предусмотрите вызов диалога для выхода из функции по нажатию клавиши мыши (questdlg).
Проверьте экспериментально третий закон Кеплера.
Задача№4
При наезде на
неровность дороги колесо мотоцикла
подскакивает, сжимая пружинную рессору
на 3 см. Что будет дальше с этим отклонением
в двух случаях: 1) есть только пружина
такой жесткости, что при нагрузке 10 кг,
она сжимается на 2см; 2)кроме пружины,
есть масляный демпфер (телескопическая
подвеска, в которой изменение длины
пружины сопровождается перетеканием
жидкости из одной емкости в другую),
причем сила вязкого трения равна
.
Нарисуйте графики смещения и скорости
и фазовые траектории. Масса колеса 20
кг, а=102
кг·с/м, b=105
кг/м
Задача№5
Одна из моделей, описывающих отношения между популяциями «хищник-жертва», , имеет следующий вид:
г
де:
x
– численность
жертв; y
– численность хищников; A
–
прирост
жертв в отсутствии хищников; a
–
убыль жертв,
поедаемых хищниками; с
– учитывает внутривидовую конкуренцию
B
–
убыль хищников
в отсутствии питания (жертв);
b
– прирост хищников при наличии питания.
Построить зависимости от времени численностей популяций и фазовую траекторию системы для различных начальных значений. Каков характер динамики популяций? Зависит ли дальнейший рост численности жертв от начальной численности хищников? Как изменится динамика популяций при отсутствии внутривидовой конкуренции.
Задача№6
Найдите напряженность магнитного поля плоского витка радиусом R с силой тока I=1A в центре и на расстоянии a от центра в плоскости витка. Постройте график H(a) .
Задача№7
В световоде типа
«Градан» луч света искривляется и
возвращается обратно к оси, благодаря
тому, что показатель преломления убывает
от оси к краям по закону
,
где
=1.5,
g=0.5
мм-1
Пусть луч света входит в торец световода
под углом
.
На каком расстоянии от оси будет
находиться точка внутреннего отражения
луча? Как зависит это расстояние от
угла?
Указание: Согласно
принципу Ферма, луч света выбирает путь,
для которого время распространения
между двумя точками минимально. Если
показатель преломления
,
то данный принцип приводит к следующему
дифференциальному уравнению:
,
позволяющему определить траекторию
луча.
