Задачи по разделу «Законы сохранения»

1. Какую работу необходимо совершить, чтобы тело массой 5 т отправить в межпланетное пространство с поверхности Земли.

2. Груз массой m=10 кг поднимают по наклонной плоскости с углом наклона . Найдите работу, совершаемую при подъеме на расстояние S=2 м, если время подъема t=2 c, а коэффициент трения k = 0, 15.

3. При движении тела массой m=1 кг действует постоянная сила трения 0, 2 кгс. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить скорость движения тела от 2 до 6 м/с на пути 11 м?

4. Какой кинетической энергией обладало тело массой 2 кг, если оно поднялось по наклонной плоскости с углом наклона 30⁰ на высоту 1 м. Коэффициент трения между телом и наклонной плоскостью 0, 1.

5. Определите мощность двигателя подъемного крана, поднимающего груз массой m=3, 1 т с постоянной скоростью 7 м/мин, если КПД крана 85 %.

6. Кинетическая энергия снаряда при вылете из орудия равна 7 МДж. Масса орудия 5 т, масса снаряда 95 кг. Какая кинетическая энергия сообщается орудию вследствие отдачи?

7. На подножку вагонетки, которая движется прямолинейно со скоростью 1 м/с, прыгает человек массой m₂=65 кг в направлении, перпендикулярном ходу вагонетки. Масса вагонетки m₁=250 кг. Определите скорость вагонетки вместе с человеком.

8. На какое расстояние сместится неподвижно стоящая на воде лодка, если человек массой m₁=75 кг пройдет с носовой части лодки на корму? Длина лодки 2, 5 м, ее масса m₂=110 кг. Сопротивлением воды пренебречь.

9. Тело массой 4 кг движется со скоростью 5 м/с и ударяется о неподвижное тело такой же массы. Считая удар центральным и упругим, определите количество теплоты, выделившееся при ударе.

10. Во сколько раз уменьшится кинетическая энергия нейтрона при ударе, если нейтрон массой m₀ ударяется о неподвижное ядро атома углерода (m=12 m₀). Удар считать центральным и упругим.

11. Мяч массой 140 г, движущийся со скоростью 5 м/с, ударяется о стенку так, что угол между вектором скорости до и после удара равен 60⁰. Считая удар упругим, определите продолжительность удара, если сила удара равна 20 Н.

12. Определите момент инерции шара радиусом 0, 15 м и массой 5 кг относительно оси, совпадающей с касательной к его поверхности.

13. Найдите момент инерции Земли относительно оси вращения, приняв ее за шар радиусом 6400 км с массой ²⁴кг.

14. Чему равен момент инерции тонкого прямого стержня длиной 0, 6 м и массой 0, 3 г относительно оси, перпендикулярной его длине и проходящей через точку стержня, которая удалена на 0, 2 м от одного из его концов?

15. Зависимость скорости вращения однородного диска от времени задается уравнением , где В = 4, 5 рад/с². Радиус диска R = 0, 3 м, а масса m = 4 кг. Диск вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Найдите величину касательной силы, приложенной к ободу диска. Трением пренебречь.

16. На барабан радиусом R=0, 5 м намотан шнур, к концу которого привязан груз массой m₁=10 кг. Найдите момент инерции барабана, если известно, что груз опускается с ускорением а=2, 04 м /с².

17. Найдите кинетическую энергию диска массой 2 кг, который катится без скольжения по горизонтальной плоскости со скоростью 4, 5 м/с.

18. Найдите кинетическую энергию шара диаметром 6 см и массой 0, 3 кг, который катится без скольжения по горизонтальной плоскости, делая 4 об/с.

19. Человек массой 75 кг, стоящий на краю горизонтальной платформы массой 100 кг, вращающейся по инерции вокруг неподвижной вертикальной оси с частотой п₁=12 1/мин, переходит к его центру. Считая платформу круглым однородным диском, а человека – точечной массой, определите, с какой частотой п₁будет вращаться платформа.

20. На неподвижной платформе массой 150 кг находится человек массой 80 кг. Какое число оборотов в минуту будет совершать платформа, если человек будет двигаться по окружности радиусом 6 м вокруг оси вращения? Скорость движения человека относительно платформы 5 км/ч. Радиус платформы 10 м. Считать платформу однородным диском, а человека – точечной массой.

Тепловые процессы

Уравнение состояния идеальных газов Менделеева – Клапейрона имеет вид

где – объем газа; – молярная масса; – давление газа; – масса газа; .

Основное уравнение кинетической теории газов – ,

где – средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы; – масса молекулы; – число молекул в единице объеме; – средняя квадратичная скорость молекул.

Число молекул в единице объеме ; – постоянная Больцмана; моль – число Авогадро; Дж/к.

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул

Средняя квадратичная скорость молекул ,

где .

Внутренняя энергия идеального газа, т.е. энергия теплового движения молекул

где – число степеней свободы молекул (для одноатомного газа =3, двухатомного – =5, многоатомного – =6).

Из соотношения следует связь между молярной теплоемкостью и удельной . Молярная теплоемкость газа при постоянном объеме , при постоянном давлении .

Первое начало термодинамики имеет вид

где – количество теплоты, которое сообщается термодинамической системе; – работа, совершаемая системой при изменений ее объема; – изменение внутренней энергии системы.

Изменение внутренней энергии системы в виде идеального газа

где – изменение температуры.

При сгорании топлива массой выделяется количество теплоты , где – удельная теплота сгорания топлива.

Коэффициент полезного действия нагревателя , где – количество полезной теплоты, поглощенное телом, которому оно сообщается от нагревателя; – полезное количество теплоты сгорания топлива.

Коэффициент полезного действия тепловой машины, совершающей идеальный цикл Карно,

где – количество теплоты, переданное рабочему телу и – количество теплоты, отданное холодильнику

Для идеального цикла Карно, , где – температура нагревателя; – температура холодильника.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 Следующая ⇒