Физика. Контрольная работа №1. Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики (УрТИСИ СибГУТИ)

в каталог

Варианты заданий для контрольной работы № 1.

Номер варианта	Номера задач
1	1	11	21	31	41	51	61	71
2	2	12	22	32	42	52	62	72
3	3	13	23	33	43	53	63	73
4	4	14	24	34	44	54	64	74
5	5	15	25	35	45	55	65	75
6	6	16	26	36	46	56	66	76
7	7	17	27	37	47	57	67	77
8	8	18	28	38	48	58	68	78
9	9	19	29	39	49	59	69	79
0	10	20	30	40	50	60	70	80

 

 

Задачи для выполнения домашней контрольной работы №1

1.   Материальная точка движется прямолинейно с ускорением a = 5 см/c². Определить, насколько путь, пойденный точкой в n - ю секунду, будет больше пути, пройденного в предыдущую секунду. Принять v₀ = 0.

2.   Точка движется по окружности радиусом R = 4 м. Закон ее движения задается уравнением: S = A + Bt², где А = 6 м, В = -2 м/c². Найти момент времени t, когда нормальное ускорение точки a_n = 9 м/c², а также скорость v, тангенциальное ускорение a_t и полное ускорение точки a для этого момента времени.

3.   Материальная точка движется вдоль прямой так, что ее ускорение линейно растет и за первые 10 с достигает значения 5 м/с². Определить в конце десятой секунды: 1) скорость точки; 2) пройденный точкой путь.

4.   Точка движется по окружности радиусом R = 30 см с постоянным угловым ускорением e. Определить тангенциальное ускорение a_t точки, если известно, что за время t = 4c она совершила 3 оборота и в конце третьего оборота ее нормальное ускорение a_n = 2.7 м/с². Рассмотреть два случая: e>0 и e<0.

5.  Зависимость пройденного пути от времени задается уравнением:

s = 2 + 0.4 t + 0.1 t² + 0.03 t³.

Определите: 1) Через сколько времени после начала движения ускорение тела будет равно 2 м/с². 2) Среднее ускорение за этот промежуток времени.

6.   Точка движется по окружности радиусом R = 10 см с постоянным тангенциальным ускорением a_t. Найти нормальное ускорение a_n точки через t = 20 с после начала движения, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения линейная скорость точки v = 10 см/c.

7.   Камень брошен с высоты h = 28 м вертикально вверх с начальной скоростью v₀ = 8 м/с. Найдите скорость падения v камня на землю.

8.   Диск радиусом R = 10 см вращается вокруг неподвижной оси так, что зависимость угла поворота диска от времени задается уравнением:

j = A + Bt + Ct2 + Dt³ ( В = 1 рад/с, С = 1 рад/с², D = 1 рад/с³).

Определите для точек на ободе диска к концу второй секунды после начала движения: 1) тангенциальное ускорение a_t; 2) нормальное ускорение a_n; 3) полное ускорение а.

9.   Тело 1 бросают вертикально вверх со скоростью v₀ = 10 м/c с поверхности Земли, а тело 2 начинает одновременно с первым падать без начальной скорости с высоты h₁ = 11 м. Найдите: 1) время t, через которое тела встретятся; 2) их относительную скорость v₁₂ в момент встречи.

10. Колесо радиусом R = 10 см вращается с угловым ускорением e = 3.14 рад/с². Найти для точек на ободе колеса к концу первой секунды:

1) угловую скорость w; 2) линейную скорость v; 3) тангенциальное a_t и нормальное a_n ускорения; 4) полное ускорение а.

11. Камень брошен в горизонтальном направлении и через t₁ = 0.5 c численное значение скорости камня v₁ стало в n = 1.5 раза больше начального. Чему была равна начальная скорость камня v₀? Сопротивлением воздуха пренебречь.

12. Через сколько времени снаряд, выпущенный из ствола орудия под углом a=45º к горизонту, окажется на высоте h = 40 м, если скорость снаряда при вылете из ствола v₀ = 200 м/с? Сопротивлением воздуха пренебречь.

13. C вышки бросили камень в горизонтальном направлении. Через t = 2 с камень упал на Землю на расстоянии S = 40 м от основания вышки. Определить: 1) начальную скорость камня v₀; 2) конечную скорость камня v; 3) угол j, который составляет вектор скорости v с плоскостью горизонта. Сопротивлением воздуха пренебречь.

14. Пуля выпущена с начальной скоростью v₀ = 200 м/с под углом a=60º к плоскости горизонта. Определить: 1) уравнение траектории пули y= y(x); 2) максимальную высоту подъема h_max; 3) дальность полета s. Сопротивлением воздуха пренебречь.

15. Камень брошен горизонтально с начальной скоростью v₀ = 15 м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите: 1) дальность полета камня S; 2) нормальное a_n и тангенциальное a_t ускорения камня через t = 1с после начала движения.

16. Тело брошено с башни высотой H = 50 м с начальной скоростью v₀=20м/с под углом a = 60º к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите: 1) на каком расстоянии s от основания башни тело упадет на Землю; 2) скорость v падения тела на Землю; 3) угол j, который составит траектория тела с горизонтом в точке падения.

17. Тело брошено горизонтально с начальной скоростью v₀ = 15 м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите: 1) уравнение траектории y=y(x); 2) радиус кривизны траектории R тела через t = 2 с после начала падения.

18. Тело брошено с начальной скоростью v₀ = 30 м/с под углом a = 45º к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите для момента времени t = 1 с после начала движения: 1) тангенциальное ускорение a_t; 2) нормальное ускорение a_n; 3) радиус кривизны траектории.

19. Тело брошено горизонтально с башни высотой H = 25 м с начальной скоростью v₀ = 15 м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите: 1) на каком расстоянии s от основания башни тело упадет на Землю; 2) скорость v падения тела на Землю; 3) угол j, который составит траектория тела с горизонтом в точке падения.

20. Тело брошено под углом a к горизонту с начальной скоростью v₀. Продолжительность полета t = 2.2 c. Определите максимальную высоту, на которую поднимется это тело.

21. С каким ускорением a будет двигаться по горизонтальной поверхности тело массой m = 4 кг, если на него будет действовать сила F = 20 Н, направленная под углом a = 30⁰ к горизонту? Коэффициент трения тела о поверхность равен m  = 0.2.

22. Груз массой m = 50 кг придавливается к вертикальной стене с силой F₁=100 Н. Какая необходима сила F₂, чтобы равномерно тянуть груз вертикально вверх, если коэффициент трения μ = 0.3?

23. Тело А массой M = 2 кг (см. рис.) находится на горизонтальном столе и соединено нитями посредством блоков с телами B (m₁=0.5 кг) и C(m₂ = 0.3 кг). Считая нити и блоки невесомыми и пренебрегая силами трения, определить:

1) ускорение a, с которым будут двигаться эти тела;

2) разность сил натяжения нитей.

24. По наклонной плоскости с углом наклона к горизонту  = 30°, скользит тело. Определить скорость тела в конце третьей секунды после начала скольжения, если коэффициент трения между телом и плоскостью m=0.1.

25. Два груза массами m₁ и m₂ связаны нитью, перекинутой через неподвижный невесомый блок (m₁ = 400 г, m₂ = 600 г). Какое расстояние пройдет груз m₂ за первую секунду после начала движения?

26. Тело массой m = 1 кг движется так, что зависимость пройденного расстояния S от времени задается уравнением: S = Asin(wt), где А = 5 см, w= p рад/с. Найти ускорение, силу и импульс тела через t = 1/6 с после начала движения.

27. Тело массой m = 0.5 кг движется прямолинейно, причем координаты тела изменяются с течением времени по закону: x = A - Bt + Ct² и y = Dt³, где С=1м/c², D = 2 м/c³. Определить ускорение тела а и действующую на тело силу F в конце третьей секунды движения.

28. Тело массой m = 1 кг движется так, что его координата x изменяется с течением времени следующим образом: x = A - Bt + Ct² – Dt³, где С=5м/c², D = 1 м/c³. Определить ускорение тела а и действующую на тело силу F в конце третьей секунды движения.

29. C вершины наклонной плоскости длина которой l = 2 м и высота h = 1 м начинает скользить небольшое тело. Коэффициент трения между телом и плоскостью m = 0.15. Определите: 1) ускорение, с которым движется тело; 2) время движения тела от вершины наклонной плоскости до ее основания; 3) скорость тела у основания наклонной плоскости.

30. Тело, брошенное вертикально вверх со скоростью v₀ = 10.8 м/с, достигло высшей точки подъема через t = 1 с. Каково было среднее значение силы сопротивления воздуха, действовавшей на тело во время подъема? Масса тела m = 108 г.

31. Шар массой m₁ = 10 кг, движущийся со скоростью v₁ = 4 м/с, сталкивается с шаром массой m₂ = 4 кг, со скорость которого v₂ = 12 м/с. Cчитая удар прямым, неупругим, найти скорость u шаров после удара в двух случаях: 1) малый шар нагоняет большой шар, движущийся в том же направлении; 2) шары движутся навстречу друг другу.

32. Определите работу, совершаемую при подъеме груза массой m = 50 кг по наклонной плоскости с углом наклона a = 30° к горизону на расстояние l= 4 м, если время подъема t = 2 с, а коэффициент трения m = 0.06.

33. Шар массой m₁, летящий со скоростью v₁ = 5 м/с, ударяет неподвижный шар массой m₂. Удар прямой, неупругий. Определить скорость u шаров после удара, а также долю кинетической энергии DЕ летящего шара, израсходованной на увеличение внутренней энергии этих шаров. Рассмотреть два случая: 1) m₁ = 2 кг, m₂ = 8 кг; 2) m₁ = 8 кг, m₂ = 8 кг.

34. На полу стоит тележка в виде длинной доски, снабженной легкими колесами. На одном конце доски стоит человек. Масса его m₁ = 60 кг, масса доски m₂ = 20 кг. С какой скоростью (относительно пола) будет двигаться тележка, если человек пойдет вдоль нее со скоростью (относительно доски) v = 1 м/с? На какое расстояние передвинется тележка, если человек перейдет на другой конец доски? Массой колес и трением пренебречь.

35. Автомобиль массой m = 1.8 т спускается при выключенном двигателе с постоянной скоростью v = 54 км/ч по уклону дороги (угол к горизонту a= 3°). Определить, какой должна быть мощность автомобиля, чтобы он смог подниматься на такой же подъем с такой же скоростью.

36. Тело массой m = 1 кг бросают со скоростью v₀ = 10 м/c под углом a = 30° к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить кинетическую Е_к, потенциальную Е_п и полную Е энергии тела: 1) через t= 0.3 с после начала движения; 2) в высшей точке траектории.

37. В лодке массой m₁ = 240 кг стоит человек массой m₂ = 60 кг. Лодка плывет со скоростью v₁ = 2 м/с. Человек прыгает с лодки в горизонтальном направлении со скоростью v= 4 м/с (относительно лодки). Найти скорость u движения лодки после прыжка человека в двух случаях: 1) человек прыгает вперед по движению лодки; 2) в сторону, противоположную движению лодки.

38. Шар массой m₁ = 2 кг налетает на покоящийся шар массой m₂ = 8 кг. Импульс Р₁ движущегося шара равен 10 кг∙м/c. Удар шаров центральный, абсолютно упругий. Определить непосредственно после удара: 1) импульсы первого и второго шаров; 2) кинетические энергии шаров; 3) долю кинетической энергии, переданной первым шаром второму.

39. Пуля массой m = 12 г, летящая с горизонтальной скоростью v = 0.6 км/с, попадает в мешок с песком массой М = 10 кг, висящий на длинной нити, и застревает в нем. Определите: 1) высоту, на которую поднимется мешок, отклонившись после удара; 2) долю кинетической энергии, израсходованной на пробивание песка.

40. На железнодорожной платформе установлено орудие. Масса платформы с орудием М = 15 т. Орудие стреляет вверх под углом a = 60° к горизонту в направлении движения платформы. С какой скоростью v₁ покатится платформа вследствие отдачи, если масса снаряда m = 20 кг и он вылетает со скоростью v₂ = 600 м/с?

41. Колесо радиусом R = 30 см и массой m = 3 кг скатывается по наклонной плоскости длиной l = 5 м и углом наклона α = 25°. Определить момент инерции J колеса, если его скорость в конце движения составляла v=4.6м/с.

42. Платформа, имеющая форму сплошного однородного диска, может вращаться по инерции вокруг неподвижной вертикальной оси. На краю платформы стоит человек, масса которого в 3 раза меньше массы платформы. Определить, как и во сколько раз изменится угловая скорость вращения платформы, если человек перейдет ближе к центру на расстояние, равное половине радиуса платформы.

43. Шар радиусом R = 10 см и массой m = 5 кг вращается вокруг оси симметрии согласно уравнению φ = A+Bt²+Ct³ (В = 2 рад/ c², С = 0,5 рад/c³). Определить момент сил М для t = 3 с.

44. Три маленьких шарика массой m = 10 г каждый расположены в вершинах равностороннего треугольника со стороной a = 20 см и скреплены между собой. Определить момент инерции относительно оси, перпендикулярной плоскости треугольника и проходящей через центр описанной окружности. Массой стержней, соединяющих шары, пренебречь.

45. Тонкий однородный стержень длиной l = 50 см и массой m = 400 г вращается с угловым ускорением ε = 3 рад/c² около оси, проходящей перпендикулярно стержню через его середину. Определить вращающий момент М.

46. На краю горизонтальной платформы, имеющей форму диска радиусом R=2 м, стоит человек массой m₁ = 80 кг. Масса платформы m₂ = 240 кг. Платформа может вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр. Пренебрегая трением, найти, с какой угловой скоростью будет вращаться платформа, если человек будет идти вдоль ее края со скоростью v = 2 м/с относительно платформы.

47. Пуля массой m = 10 г летит со скоростью v = 800 м/с, вращаясь около продольной оси с частотой n = 3000 c^-1. Принимая пулю за цилиндрик диаметром  d = 8 мм, определить полную кинетическую энергию пули.

48. Сплошной цилиндр массой m = 4 кг катится без скольжения по горизонтальной поверхности. Линейная скорость оси цилиндра v = 1 м/c. Определить полную кинетическую энергию цилиндра

49. В центре скамьи Жуковского стоит человек и держит в руках стержень длиной  l = 2.4 м и массой m = 8 кг, расположенный вертикально по оси вращения скамьи. Скамья с человеком вращается с частотой n₁ = 1 c^{-1. C} какой частотой n₂  будет вращаться скамья с человеком, если он повернет стержень в горизонтальное положение? Суммарный момент инерции скамьи и человека равен J = 6 кг∙м².

50. Маховик начинает вращаться из состояния покоя с постоянным угловым ускорением ε = 0.4 рад/c². Определите кинетическую энергию маховика через время t₂ = 25 с после начала движения, если через t₁ = 10 с момент импульса L₁ маховика составлял 60 кг∙м²/c.

51. Определите скорость, при которой релятивистский импульс частицы превышает ее ньютоновский импульс в 3 раза.

52. Во сколько раз релятивистская масса протона превышает релятивистскую массу электрона, если обе частицы имеют одинаковую кинетическую энергию Е_к = 1 ГэВ?

53. Какую скорость должно иметь движущееся тело, чтобы его продольные размеры уменьшились в три раза?

54. Определите, какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его продольные размеры уменьшились в два раза.

55. Две ракеты движутся навстречу друг другу относительно неподвижного наблюдателя с одинаковой скоростью, равной 0.5с (с – скорость света в вакууме). Определите скорость сближения ракет, исходя из закона сложения скоростей: 1) в классической механике; 2) в специальной теории относительности.

56. Во сколько раз увеличивается продолжительность жизни нестабильной частицы (по часам неподвижного наблюдателя), если она начинает двигаться со скоростью, составляющей 90% скорости света?

57. При какой скорости кинетическая энергия частицы T равна ее энергии покоя Е₀?

58. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы его скорость составила 99% скорости света?

59. Кинетическая энергия релятивистской частицы равна ее энергии покоя. Во сколько раз изменится импульс частицы, если ее кинетическая энергия увеличится в n = 4 раза?

60. Космический корабль пролетает мимо Вас со скоростью v = 0.8с (с – скорость света в вакууме). По Вашим измерениям его длина равна l = 90 м. Чему равна длина корабля в состоянии покоя?

61. Предельно допустимая концентрация молекул паров ртути в воздухе равна 3·10¹⁶ м^-3, а хлора – 8.5·10¹⁶ м^-3. Найти, при какой массе каждого из веществ в 1 м³ воздуха возникает опасность отравления?

62. В баллоне объемом 0.2 м³ находится газ под давлением 10⁵ Па при температуре 290 К. После подкачивания газа давление повысилось до 3·10⁵ Па, а температура увеличилась до 320 К. Насколько увеличилось число молекул газа?

63. Во сколько раз средняя квадратичная скорость <v_кв> молекул кислорода больше средней квадратичной скорости пылинки массой m = 10^{-8 г}, находящейся среди молекул кислорода?

64. В баллоне емкостью 40 литров находится углекислый газ массой 1.98 кг. Баллон выдерживает давление не более 3·10⁶ Па. При какой температуре возникает опасность разрыва баллона?

65. Некоторый газ массой  7 г, находящийся в баллоне при температуре 27°С, создает давление 50 кПа. Водород массой 4 г в этом же баллоне при температуре 60°С создает давление 444 кПа. Какова молярная масс неизвестного газа?

66. Водород находится при температуре Т = 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию <ε_вр> вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию Е_к всех молекул этого газа, если количество водорода n = 0.5 моль.

67. Найти плотность r газовой смеси, состоящей из одной части водорода и восьми частей кислорода при давлении Р = 100 кПа и температуре Т=300 К.

68. На какой высоте давление воздуха составляет 50% от давления на уровне моря? Считайте, что температура воздуха постоянна и равна 10°С.

69. Объем, занимаемый газом, уменьшился на 45%, давление при этом повысилось на 40%. Насколько изменилась температура газа, если начальная температура была равна Т = 280 К?

70. Азот массой m = 0.1 кг был изобарно нагрет до температуры Т₁ = 200 К до температуры Т₂ = 400 К. Определить работу А, совершенную газом, и теплоту Q, полученную им, а также изменение внутренней энергии DU.

71. Определите удельные теплоемкости c_p и c_v некоторого двухатомного газа, если известно, что молярная масса этого газа равна m = 0.03 кг/моль и отношение c_p/c_v = 1.4.

72. При адиабатном сжатии 1 кмоль двухатомного газа была совершена работа 146 Дж. Насколько увеличилась температура при сжатии?

73. В закрытом сосуде объемом V = 2 л находится азот, плотность которого r= 1.4 кг/м³. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить газу, чтобы нагреть его на DТ = 100 К?

74. Ванну вместимостью 100 л необходимо заполнить водой, имеющей температуру 30°С. Для этого используют воду температурой 80°С и лед, взятый при температуре  -2°С. Определить массу льда, которую надо положить в ванну. Удельная теплоемкость воды с_в = 4.19 кДж/(кг×К), льда с_л = 2.1 кДж/(кг×К), удельная теплота плавления льда l = 330 кДж/кг.

75. Газ, совершающий цикл Карно, 2/3 теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Температура холодильника Т₂ = 280 К. Определить: 1) термический к.п.д. h цикла; 2) температуру нагревателя Т₁.

76. Работа изотермического расширения массы m = 10 г некоторого газа от объема V₁ до объема V₂ = 2V₁ равна А = 575 Дж. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа при этой температуре.

77. Во сколько раз необходимо увеличить объем идеального газа (n = 5 моль) при изотермическом расширении, если его энтропия увеличилась на DS=57.6 кДж/моль?

78. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно. При этом в процессе адиабатного расширения объем газа увеличивается в n = 4 раза. Определите термический к.п.д. цикла.

79. В воду массой 0.86 кг при температуре 48°С опустили оловянную деталь массой 370 г при температуре 14°С. Какая температура установится после достижения теплового равновесия? Удельная теплоемкость воды с_в=4.19 кДж/(кг×К), олова с_о = 0.23 кДж/(кг×К).

80. При нагревании n = 1 кмоль двухатомного газа его абсолютная температура увеличивается в 1.5 раза. Найти изменение энтропии, если нагревание происходит: 1) изохорически; 2) изобарически.

Автор страницы: Лев Васильев