- •Практические занятия по физике
- •Часть 1
- •Учебное пособие
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Величина полного ускорения
- •Поступательное движение
- •В случае равномерного вращательного движения угловая скорость
- •Алгоритм решения задач
- •Вращательное движение
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Уравнение движения при равноускоренном движении имеет вид
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Выражение (2.5) можно записать в виде
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Подставив это выражение в уравнение (2), найдём
- •Решение
- •Подставляя численные значения, получаем
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 3
- •Законы сохранения импульса и момента
- •Импульса. Энергия. Работа. Мощность
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Потенциальная энергия упруго деформированного тела
- •Полная механическая энергия:
- •Для переменного момента силы:
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Перепишем векторное уравнение (1) в скалярном виде
- •Кинетическая энергия начального положения тела
- •Решение
- •Подставив числовые значения, получим
- •Решение
- •Решение
- •Кинетическая энергия диска, вращающегося вокруг своей оси
- •Решение
- •Решение По закону сохранения энергии
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 4
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Тогда – плотность газа равна произведению массы одной молекулы на концентрацию молекул. Получим
- •Отсюда получаем изменение давления при утечке газа
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 5
- •Явления переноса. Распределение молекул
- •По энергиям.
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение Барометрическая формула
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 6 первое и второе начала термодинамики Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы Первое начало (закон) термодинамики выражает закон сохранения энергии:
- •На основании первого начала термодинамики
- •Адиабатный процесс
- •Работа, совершаемая газом при адиабатном процессе:
- •Теплоемкость одного моля и удельная теплоемкость при постоянном давлении:
- •Методика решения задач
- •I часть Примеры решения задач
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •II часть Примеры решения задач
- •Решение
- •Тогда работа
- •Вычислим
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие 7 закон кулона. Теорема остроградского – гаусса Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
Решение
В течение всего времени, пока камень движется, его движение совершается по одному и тому же закону. Действительно, ускорение камня равное ускорению свободного падения, если пренебречь сопротивлением воздуха, все время остается неизменным, следовательно, движение камня является равнопеременным движением с отличной от нуля начальной скоростью. Закон движения не меняется в тот момент, когда скорость изменяет свое направление на противоположное первоначальному.
Движение камня проходит по закону
(1.16)
его скорость
(1.17)
Знаки начальной скорости и ускорения и численное значение определяются выбором положительного направления оси и начала отсчета.
Рассмотрим эту задачу в трех случаях.
1 ) Ось OY направлена вверх, начало отсчета помещается на уровне земли (рис. 1.5) Тогда при .
Уравнения (1.16) и (1.17) примут вид
при t = τ, y = -h
2) Ось OY направлена вниз, начало отсчета на
уровне земли (рис 1.5). Тогда при .
Уравнения имеют вид
при t = τ y = + h
3) Ось OY направлена вверх, начало отсчета на уровне дна колодца (рис. 1.6). Тогда при
Уравнение движения имеет вид
при t = τ, y = 0, тогда
Все три варианта дают одинаковые уравнения движения при t = τ
Для определения решим квадратное уравнение
Корень его не учитываем, так как он не имеет физического смысла.
а) Можно найти максимальную высоту подъема камня, исходя из того, что дискриминант
Тогда а максимальное значение
м;
б) Найти время, по истечении которого камень находится в любой промежуточной точке своего пути.
При , имеет два значения, так как в каждой точке камень бывает дважды за время движения.
Задача 5. Найти максимальную высоту подъема и дальность полета снаряда, выпущенного со скоростью 200 м/с под углом 450 к горизонту. Через какое время ( ) снаряд окажется на высоте 40 м?
Дано: Решение
= 200 м/с Выполним чертеж (рис. 1.7).
= 450
g = 9,8 м/с2
h = 40 м
Нт - ? Sm - ?
- ?
Снаряд участвует в двух движениях: равномерном движении вдоль оси ox со скоростью и равнопеременном вдоль оси oy с начальной скоростью .
Уравнения движения снаряда: , ( = 0, по горизонтали);
, ( = 0, по вертикали).
Следовательно,
.
Так как а ,
(1.18)
где t – время движения снаряда до падения;
, (1.19)
где tв – время взлета снаряда.
Найдем время взлета снаряда.
Очевидно, что время взлета равно времени падения, т.е. .
Так как вдоль оси OY движение равнопеременное, то в верхней точке траектории проекция скорости на ось OY равна нулю, следовательно, .
Откуда
.
Подставим время взлета во второе равенство:
;
; м.
Определим дальность полета, для этого общее время движения подставим в равенство (1.18):
.
м.
Чтобы ответить, когда тело окажется на высоте h, запишем уравнение движения тела вдоль оси OY:
.
Решим это уравнение относительно t:
;
;
;
,
где t1 – время взлета тела на высоту h; t2 – время, когда тело вновь оказалось на высоте h, уже начав спускаться после прохождения максимальной высоты подъема.
с;
с.
Ответ: Нт = 1020 м; Sт = 16327 м; t1 = 0,3 с; t2 = 29 с.
Задача 6. Тело вращается вокруг неподвижной оси по закону φ = 10 + 20 t – 2 t2 рад. Найти: 1) Угловую скорость, угловое ускорение и полное ускорение точки, находящейся на расстоянии R = 0,1 м от оси вращения, для момента времени = 4 с (рис. 1.8). 2) Через сколько времени тело остановится? 3) Сколько оборотов сделает до остановки?
Дано: φ = 10 + 20 t –2 t2, рад R = 0,1 м = 4 c = 0 |
Рис. 1.8 |
- ? ε - ? a -? t - ? N - ? |