Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
РГЗ №1 Механики, молекулярная физика и термодинамикаСтр 1 из 4Следующая ⇒
РГЗ №1 Механики, молекулярная физика и термодинамика Кинематика материальной точки 1. Движение материальной точки задано уравнениями: x = At 2 + B, м; y = Ct 2 D, м; Z = 0: 1) определить модули скорости и ускорения точки в момент времени t = E, c; 2) определить путь, пройдённый точкой за промежуток времени t 1 = F, c до t 2 = K, c; 3) определить среднюю скорость точки в промежуток времени t 1 = F, c до t 2 = K, c; 4) построить графики зависимости скорости, ускорения и пути, пройдённого точкой, от времени; Определить траекторию движения точки. Числовые значения параметров задачи
2. Радиус-вектор материальной точки относительно начала координат изменяется со временем по закону: = b t + c . 1) получить уравнение траектории точки; 2) построить график траектории точки в промежуток времени от t 0 = 0 до t = 5 c; 3) определить модуль скорости точки в начале координат ( x 0, y 0 ); 4) определить модули тангенциального, нормального и полного ускорений точки в начале координат ( x 0 = 0, y 0 = 0); 5) определить радиус кривизны траектории точки в начале координат ( x 0, y 0 ).
Числовые значения параметров задачи
3. Твёрдое тело вращается вокруг неподвижной оси Z по закону: = at bt 2: Каков характер движения этого тела? 2) определить модули угловой скорости и углового ускорения тела, полное число оборотов N, совершённых телом за время t 1 = 5 с; 3) определить момент времени t 2, когда направление вращения тела изменяется на противоположное; 4) построить график зависимости угловой скорости и углового ускорения тела от времени; 5) указать относительное направление векторов угловой скорости и углового ускорения . Числовые значения параметров задачи
Динамика материальной точки 4. Имеется длинный тонкий однородный стержень массой М и длиной l. Материальная частица массой m ( m М ) в начальный момент времени находится на оси стержня на расстоянии x o = l от одного из его концов (точка А на рис. 1.) и имеет начальную скорость, равную нулю ( = 0). Определить: 1) напряжённость гравитационного поля и силу (модуль F и вектор ), действующую на материальную частицу в точке А; 2) потенциалы гравитационного поля в точках А ( x o = l ) и B ( x 1 = b ) и значения её потенциальной энергии в этих точках; 3) скорость, ускорение и значение кинетической энергии материальной частицы в точке В; 4) работу, совершённую силами гравитационного поля при перемещении материальной частицы из точки А ( x o = l ) в точку В ( x 1 = b ); 5) построить графики зависимости напряжённости и потенциала гравитационного поля от расстояния: = ( и = . Примечание: при решении задания учесть, что напряжённость G и потенциал гравитационного поля, созданного материальной точкой массы m, удалённой на расстояние r от этой массы, выражаются формулами: G = ; = , где = 6, 67 10-11 ‑ гравитационная постоянная.
Рис. 1. Числовые значения параметров задачи
5. На обод маховика в форме однородного сплошного диска массой m 1 и радиусом R намотана лёгкая нить, к концу которой прикреплён груз массой m 2. Уравнение вращения маховика: До начала вращения маховика высота груза над полом составляла h (рис. 2.). Определить: 1) тангенциальное ускорение и линейную скорость, нормальное и полное ускорения точек обода маховика; время опускания груза до пола; кинетическую энергию груза в момент удара о пол; 2) угловую скорость и угловое ускорение маховика; 3) силу натяжения нити с грузом; работу силы натяжения по опусканию груза на пол; Основы молекулярной физики 1. В закрытом резервуаре объёмом V находится газ Х. Начальное состояние газа (состояние 1) характеризуется термодинамическими параметрами: масса газа m 1 , давление газа Р 1, температура газа Т 1. После того, как в резервуар впустили некоторое количество такого же газа, его состояние (состояние 2) стало характеризоваться следующими термодинамическими параметрами: масса газа m 2, давление газа Р 2, температура газа Т 2. Затем газ изохорно перевели в состояние 3 с термодинамическими параметрами: Р 3 и Т 3 = Т 1. Считая газ идеальным, а значения термодинамических параметров V; m 1; Т 1; m 2 и Т 2 известными, найти: 1) значения термодинамических параметров газа в состоянии 1: P 1; в состоянии 2: Р 2 и в состоянии 3: Р 3; массу m 0 молекулы газа, количество молей газа, общее число N и концентрацию n молекул газа и плотности газа в состояниях 1 и 2; 2) наиболее вероятную , среднюю < >, среднюю квадратичную < > скорости молекул газа в состояниях 1 и 2; среднюю кинетическую энергии поступательного < , вращательного < движения молекул газа и среднее значение их полной кинетической энергии < в состояниях 1 и 2; 3) молярные С v, С р и удельные с v, c p теплоёмкости газа, показатель адиабаты и внутреннюю энергию U газа в состояниях 1 и 2; 4) среднюю длину свободного пробега < l > молекул газа в состояниях 1 и 2, динамическую вязкость и коэффициент теплопроводности газа; 5) изобразить термодинамическую диаграмму рассматриваемого изохорного процесса в координатах ( P, V ), ( P, T ) и ( V, T ).
Числовые значения параметров задачи
2. Газ Х нагревают от температуры Т 1 до температуры Т 2. Полагая, что функция Максвелла имеет вид f ( , T ) = 4 ( )3/2 : 1) используя закон, выражающий распределение молекул идеального газа по скоростям f ( , T ): 1.1). вывести формулы средней арифметической < , средней квадратичной < > наиболее вероятной скоростей и определить их числовые значения для температур Т 1 и Т 2; 1.2). рассчитать для каждой из указанных температур значения функции Максвелла при скоростях: а) = б). = в ). ; 1.3) по полученным данным построить график функции f ( , T ) для каждой из температур; 2) используя закон, выражающий распределение молекул идеального газа по скоростям f ( , T ): 2.1) получит функцию распределения молекул газа по значениям кинетической энергии поступательного движения 2.2) используя функцию распределения молекул газа по энергиям вывести формулы средней кинетической энергии < > молекул и наиболее вероятное значение энергии молекул и рассчитать их числовые значения для температур Т 1 и Т 2; 3) найти закон, выражающий распределение молекул идеального газа по относительным скоростям f ( u, T ), где u = ; 4) для указанных температур определить долю молекул, скорость которых лежит в интервале от до ; 5). ответить на следующие вопросы: а ). Что собой представляет абсцисса максимума графика функции f ( , T ) (рис. 3)?
Рис. 3. б ). От чего зависит положение максимума кривой (рис. 3)? в ). Чему численно равна площадь, ограниченная всей кривой (рис. 3)? г ). В какую сторону вдоль оси абсцисс сместится максимум графика функции f ( , T ) (рис. 3.), как изменится высота максимума и площадь под кривой с увеличением температуры газа? д ). В какую сторону вдоль оси абсцисс сместится максимум графика функции f ( , T ) (рис. 3.) и как изменится площадь под кривой, если взять другой газ с меньшей молярной массой и таким же числом молекул? е ). как изменится площадь под кривой (рис. 16) с увеличением числа молекул газа? Газ Х считать идеальным; независимо от характера процесса начальное и конечное состояния газа считать равновесными. Числовые значения параметров задачи
3. молей газа Х, занимающего объём V 1 и находящегося под давлением Р1, подвергается изохорному нагреванию до температуры Т2 = 2Т1. После этого газ подвергли изотермическому расширению до начального давления, а затем он в результате изобарного сжатия возвращён в первоначальное состояние. 1) построить график цикла и определить: 2) изменение внутренней энергии газа в каждом из рассматриваемых термодинамических процессов и в целом за цикл; 3) работу газа в рассматриваемых термодинамических процессах и в целом за цикл; РГЗ №1 Механики, молекулярная физика и термодинамика |
Последнее изменение этой страницы: 2019-06-18; Просмотров: 110; Нарушение авторского права страницы