Контрольная работа по "Механике"

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Ноября 2012 в 05:51, задача

Описание

Задача :
1. Определить период обращения спутника Земли, движущегося на высоте 10000 км. Радиус Земли 6370 км, масса Земли 5,98∙1024 кг.
2. Максимальная скорость колебаний точки 10 м/с амплитуда колебаний 0,002 м. Определить максимальное ускорение точки.
3. Какой газ при давлении 0,808 МПа и температуре 240 К имеет плотность 0,81 кг/м3.
....

Работа состоит из  1 файл

22 ноября Физика 10 задач.doc

— 89.00 Кб (Скачать документ)

Задача  12

Определить период обращения  спутника Земли, движущегося на высоте 10000 км. Радиус Земли 6370 км, масса Земли 5,98∙1024 кг.

h =1∙107 м

rз = 6,37∙106 м

mз = 5,98∙1024

Вычислим скорость спутника: м/с

Вычислим период обращения спутника:

 с

Т-?

Ответ: Т = 5240 с


 

Задача 27

Максимальная скорость колебаний точки 10 м/с амплитуда  колебаний 0,002 м. Определить максимальное ускорение точки.

мах =10 м/с

А =0,002 м

Максимальное ускорение: ,

где:  А – амплитуда колебаний; - частота колебаний.

, где Т – число полных  колебаний.

, где  - максимальная скорость колебаний.

; ; м/с2

амах-?

Ответ: амах- 0,000366 м/с2


 

Задача 42

Какой газ при давлении 0,808 МПа и температуре 240 К имеет  плотность 0,81 кг/м3.

ρ =0,808МПа

Т =240К 

Воспользуемся уравнением Клапейрона – Менделеева:

p⋅V=m /M ⋅R⋅T.

Где: V – объём газа, m – масса, R = 8,31 Дж/ (Моль∙К) – универсальная  газовая постоянная, M – молярная масса газа. 

Перенесём объём в  правую часть и учтём, что плотность  определяется как отношение массы  к объёму:

p = m/ V⋅R⋅TM, p = ρ⋅(R⋅T/M) ,

M = ρ⋅R⋅T / p.

М = 2∙10-3 кг/моль. - молекулярный водород.

M -?

Ответ: 2∙10-3 кг/моль - молекулярный водород.


 

Задача 57

Определить средний  диаметр капилляра почвы, если вода поднимается в ней на 49 мм. Смачивание стенок считать полным.

h =4,9 см

= 0o

Воспользуемся Формулой Жюрена. Формула Жюрена — формула, определяющая высоту поднятия жидкости в капиллярах.

Формула имеет следующий  вид: , где

 — коэффициент поверхностного натяжения жидкостей

h — высота поднятия  столба жидкости

— угол смачивания жидкостью стенки капилляра

g — ускорение свободного  падения

— плотность жидкости

r0 — радиус капилляра

Плотность воды: 0,9982 г/см³

Коэффициент поверхностного натяжения воды – 73 мН/м.

см

d0 = 0,61 см

d0 -?

Ответ: d0 = 0,61 см


 

Задача 72

Расстояние между двумя  точечными зарядами 10 нКл и 3 нКл  равно 30 см. Определить работу, которую надо совершить, чтобы сблизить заряды до расстояния 10 см

r1=30 см

r2=10 см 

q1 = 10 нКл

q2 = 3 нКл

Потраченная энергия  взаимодействия данных зарядов для  расстояний r1 и r2:

W1 = (kq1q2)/r1

W2 = (kq1q2)/r2

Приращение потраченной  энергии равно работе внешней силы, которую(то есть работу) и надо найти:

A = W2 - W1 = kq1q2(1/r2  -  1/r1) = 9 ∙10 ∙3 ∙ (1/3 – 1/10)  = 62,1 мкДж.

А -?

Ответ: A = 62,1 мкДж.


 

Задача 87

Сила тока в цепи, состоящей  из термопары с сопротивлением 4 Ом и гальванометра с сопротивлением 80 Ом, равны 26 мкА при разности температур спаев 50о. Определить постоянную термопары.

r1=14 Ом r2=80 Ом

I=26 мкА

T=50о

Термопара является одним  из средств измерения температуры  в широком интервале температур, действие её основано на эффекте Зеебека. Термопара представляет собой два проводника из различных металлов или их сплавов, с одной стороны концы проводников соединены в точке, которая имеет термический контакт с объектом, температура которого измеряется, вторые два конца независимы и подключены в измерительную схему. Разность температур, в данной задаче равная T=50о между точкой спая проводников и их свободными концами обеспечивает термоэдс E, которая определяется по формуле:

E=S × T, где S - искомая постоянная термопары, ещё её называют коэффициент Зеебека

В общем случае, S является функцией температуры.

Запишем закон Ома:

I=E/(r1+r2)

где I=26 мкА, r1=14 Ом, r2=80 Ом

Выражаем S:

S=I×(r1+r2)/ T=26×10-6×(14+80)/50=48,8×10-6 В/К

S -?

Ответ: A = S =48,8×10-6 В/К


 

Задача 1

Велосипедист преодолевает ряд холмов. На подъемах его скорость v1=28,8 км/ч, на спусках v2 = 43,2 км/ч. Вычислить среднюю скорость велосипедиста, считая длины подъемов и спусков одинаковыми.

v1=28,8 км/ч, v2 = 43,2 км/ч

t1+t2=t

t1=(1/2)S/V1

t2=(1/2)S/V2

t=S/Vср

V1=28,8

V2=43,2

S/2×28,8 +S/2×43,2=S/Vср

Vср=2×28,8×43,2/(28,8 +43,2)=34,56 км/час

Vср -?

Ответ: Vср=34,56 км/час


 

Задача 33

Сколько молекул газа содержится при нормальных условиях в колбе с объемом 0,5 л (нормальные условия: Т=273К, Р=105Па)

Т=273К, Р=105Па

v=0,5 л

Запишем основное уравнение  МКТ р=n×k×T,

Где: p-давление =105Па ,

T-абсолютная температура  =273К ( это нормальные условия),

k -постоянная Больцмана =1,38*10^(-23)Дж/K,

n - концентрация молекул:

n=N/v (N - число молекул, v-объем=5×10-4куб.м. (в системе СИ)

Подставим и выразим  число атомов.

р=N×k×T/v, N=p×v/k×T.

N=105×5×10-4/1,38×10-23×273=1,345×1022.

N=1,345×1022 молекул.

N -?

Ответ: Vср=34,56 км/час


 

Задача 48

Определить изменение  внутренней энергии водяного пара массой 100 г при повышении его температуры  на 20К при постоянном объеме.

m=100г,

ΔT=20К

Изменение внутренней энергии водяного пара вычислим по формуле:

ΔU = miΔT/2μ, где

i - число степеней свободы. Молекулы водяного пара состоят из трех атомов и имеет 3 поступательные и 2 вращательные степени свободы, таким образом, число степеней свободы 5.

μ - молярная масса. Молярная масса любого вещества не зависит от его агрегатного состояния - она одинакова для твёрдого, жидкого и газообразного состояния. Водяной пар - это газообразное состояние Н2О, молярная масса которой 18 г/моль.

ΔU=100×5×20/2×18=625

ΔU -?

Ответ: ΔU = 625


 

Задача 83

Электродвигатель, потребляющий ток 10А расположен на расстоянии 2 км от генератора, дающего напряжение 220 В. Двигатель соединен с генератором  медными проводами. Найти сечение  подводящих проводов, если потеря напряжения в проводах 8%.

I =10 А

U = 220 В

L = 2000 м

ΔU = 8%

Вычисляем сечение подводящих проводов по формуле: S =p·L/ R,

Где:

R - сопротивление провода  (Ом)

p - удельное сопротивление  (Ом·мм2/м)

L - длина провода или  кабеля (м)

S - площадь сечения  (мм2)

Удельное сопротивление меди 0,0175 Ом×мм2

R=U/I, где

U – напряжение, В

I – сила тока, А.

R= 220 · 0,92 / 10 = 20,24 Ом

S = 0,0175 ·2000 / 20,24 = 1,73 мм2

S -?

Ответ: S = 1,73 мм2



Информация о работе Контрольная работа по "Механике"