Л.Г. Антошина, С.В. Павлов, Л.А. Скипетрова - Общая физика (сборник задач) (1109674)
Текст из файла
·´¡¡ª¬£ª©¤¡ÍÁÌÄÛÊÍÉʾ¼É¼¾¿§©®ª´¤©«§ª§¦¤«¡®¬ªªµ»°¤£¤¦ª¬©¤¦£ ³«ÊÀÌÁÀËÌÊЮ¬¯¦ª¯³¡©ª¡«ªª¤¡ ÊËÏÕÁÉÊ©¼ÏÓÉÊÈÁÎÊÀÄÓÁÍÆÄÈÍʾÁÎÊÈËÊÐÄÃÄÆÁ¨ÄÉÄÍÎÁÌÍξ¼Ê½Ì¼Ãʾ¼ÉÄÛÄɼÏÆĬÊÍÍÄÅÍÆÊÅ°ÁÀÁ̼ÒÄľƼÓÁÍξÁÏÓÁ½ÉÊ¿ÊËÊÍʽÄÛËÊÐÄÃÄÆÁÀÇÛÍÎÏÀÁÉÎʾ¾×ÍÔÄÑÏÓÁ½É×Ñü¾ÁÀÁÉÄÅʽÏÓ¼ÚÕÄÑÍÛËÊɼË̼¾ÇÁÉÄÛÈÄÊÇÊ¿ÄÛÁÊÇÊ¿ÄÛÁʿ̼ÐÄÛ«ÊӾʾÁÀÁÉÄÁ¨ÊÍƾ¼¤©°¬¨²£© ©ÞÌÑÍ×ÇÌ¿ ª¢ ®¿ÁÊÍÁ °¡ °ÉÇÎÄÑÏÍÁ¿ ª ÀØ¿Þ ÓÇÆÇÉ¿°ÀƿÿֲÖÄÀÎÍÐÍÀÇÄ®ÍÃÏÄÃÎÏÍÓ °ÑÏÒÉÍÁ¿w«§¬³¯«wÐw¡ÚÐ×ÄÄÍÀÏ¿ÆÍÁ¿ÌÇÄ*4#/°ÀÍÏÌÇÉ Æ¿Ã¿Ö ÎÍ ÓÇÆÇÉÄ ÎÏÄÃÌ¿ÆÌ¿ÖÄÌ ÃÊÞ ÐÑÒÃÄÌÑÍÁ ÄÐÑÄÐÑÁÄÌÌÍÌ¿ÒÖÌÚÔ ÐÎÄÕÇ¿ÊÛÌÍÐÑÄÈ ÒÌÇÁÄÏÐÇÑÄÑÍÁ ÃÊÞ ÉÍÑÍÏÚÔÓÇÆÇÉ¿ÌÄÞÁÊÞÄÑÐÞÎÏÍÓÇÊÇÏÒÝØÄÈÃÇÐÕÇÎÊÇÌÍÈÀÇÍÊÍÂÇÂÄÍÊÍÂÇÂÄÍÂÏ¿ÓÚÇÃϦ¿Ã¿ÖÌÇÉÍÔÁ¿ÑÚÁ¿ÄÑÎÍÐÊÄÃÍÁ¿ÑÄÊÛÌÍÏ¿ÆÃÄÊÚÍÀØÄÈÓÇÆÇÉÇwËÄÔ¿ÌÇÉÒËÍÊÄÉÒÊÞÏÌÒÝÓÇÆÇÉÒÇÑÄÏËÍÃÇÌ¿ËÇÉÒÜÊÄÉÑÏÍË¿ÂÌÄÑÇÆËÇÍÎÑÇÉÒ©¿ÅÃÍËÒÏ¿ÆÃÄÊÒÎÏÄÃ×ÄÐÑÁÒÄÑ ÉÏ¿ÑÉÍÄ ÑÄÍÏÄÑÇÖÄÐÉÍÄ ÁÁÄÃÄÌÇÄ ÎÍ É¿ÅÃÍÈ ÑÄËÄ ÁÌ¿Ö¿ÊÄÎÏÄÃʿ¿ÝÑÐÞÎÏÍÐÑÚÄÉ¿ÖÄÐÑÁÄÌÌÚÄƿÿÖÇÿÊÄÄÐÊÄÃÒÝÑÑÇÎÍÁÚÄƿÿÖÇÐÏÄ×ÄÌÇÞËÇÆ¿ÑÄËƿÿÖÇÃÊÞпËÍÐÑÍÞÑÄÊÛÌÍÂÍÏÄ×ÄÌÇÞ¡ÉÍÌÕÄÐÀÍÏÌÇÉ¿ÎÏÇÁÄÃÄÌÚÍÑÁÄÑÚÉÍÁÐÄËÆ¿Ã¿Ö¿Ë ©*4#/ ª¢ÌÑÍ×ÇÌ¿°¡®¿ÁÊÍÁª°ÉÇÎÄÑÏÍÁ¿ÏÇÂÇÌ¿ÊË¿ÉÄÑÇÆÂÍÑÍÁÊÄÌÁ§ÆÿÑÄÊÛÐÉÍË£ÍËħ¬³¯«ª¯ÍÑ°ÿÌÍÁÌ¿ÀÍÏ®ÍÃÎÇпÌÍÁÎÄÖ¿ÑÛ³ÍÏË¿ÑÔ Ò˿¿ÍÓÐÄÑÌ¿Þ¢¿ÏÌÇÑÒÏ¿/FXUPO²ÐÊÎÄÖʲÖÇÆÃʱÇÏ¿ÅÜÉƦ¿É¿Æ§ÆÿÑÄÊÛÐÉÇÈ£Í˧¬³¯««ÍÐÉÁ¿ÒÊ®ÍÊÞÏÌ¿ÞÃÁ±Äʳ¿ÉÐ&NBJMCPPLT!JOGSBNSVIUUQXXXJOGSBNSVÑÃÄÊ©ÌÇ¿wÎÍÖÑÍÈÃÍÀПРЕДИСЛОВИЕПредлагаемый сборник задач по физике предназначен для студентов естественно-научных специальностей университетов, длякоторых физика не является профилирующей дисциплиной.Рекомендованная Министерством образования и науки РФ примерная программа дисциплины «Физика» для студентов биологических, геологических, географических и почвенных факультетовохватывает последовательно изучаемые разделы физики — классическую механику, молекулярную физику и термодинамику, электромагнетизм, геометрическую, волновую и квантовую оптику.Этот весьма значительный объем материала изучается, как правило, в течение двух семестров, один из которых (весенний) укорочен в связи с производственной (полевой) практикой студентов.Поэтому семинарские занятия проходят в условиях жесткого лимита времени — 32 часа (16 занятий) в осенний семестр и 16 часов(8 занятий) в весенний семестр.
Таким образом, на 21 тему семинаров приходится 24 занятия; с учетом времени, необходимого дляконтрольных работ, тестов, коллоквиумов, оказывается, что каждая тема может быть рассмотрена не более, чем на одном семинаре, и весьма существенную роль приобретает самостоятельнаяработа студентов.Основной упор на семинарских занятиях делается на углублении и закреплении материала, излагаемого на лекциях; практические занятия не ставят целью научить студента решению задачповышенной сложности. Их целью является освоение основныхпонятий физики, связей между ними в виде фундаментальныхфизических законов, применение этих законов для моделированияи количественного описания различных конкретных ситуаций.Предлагаются для решения, как правило, типовые задачи, требующие в ряде случаев применения высшей математики.Каждому разделу предшествует краткое теоретическое введение,позволяющее студенту представить объем необходимого для решения задач раздела теоретического материала.
Разделы разбитыпо темам; по каждой теме вначале предлагаются простые качественные задачи, не требующие для решения математических выкладок. Далее следуют типовые задачи с решениями, демонстри3рующие методические приемы, знание которых необходимо дляформализации и математического описания предлагаемых моделей. Затем материал по каждой теме закрепляется самостоятельным решением задач. Ответы к задачам приведены в конце сборника.Мы полагаем, что уже имеющиеся пособия подобного рода,предназначенные, в основном, для специальностей с физическойи технической ориентацией, не соответствуют в полной мере программе изучения физики на факультетах естественно-научногопрофиля в классических университетах. Целью данного изданияявляется создание учебного пособия, соответствующего реальнореализуемой программе по физике в той ее части, которую можносчитать «инвариантной» и общей для всех указанных факультетов,и достаточно глубокое освоение которой будет являться основойдля последующих специальных курсов — биофизики, геофизики,физики почв и т.д.Материал, содержащийся в сборнике, может быть использовандля реализации индивидуальных учебных планов, организациисамостоятельной работы студентов, при проведении контрольныхработ и коллоквиумов.Раздел «Механика» написан Л.А.
Скипетровой, «Электричествои магнетизм» (кроме темы 3.4) — Л.Г. Антошиной, «Молекулярнаяфизика и термодинамика», тема 3.4 раздела «Электричество и магнетизм» и «Оптика» — С.В. Павловым.Б.А. Струков4Раздел 1МЕХАНИКАТЕМА 1.1КИНЕМАТИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИКинематика описывает движения тел (материальных точек)независимо от вызвавшей их причины.
Основной прием описаниядвижения материальной точки состоит во введении зависящего отвремени радиус-вектора r (t ), т.е. вектора, проведенного из началакоординат в данную точку. Перемещение Δr точки есть вектор,проведенный из ее начального положения в конечное и равныйприращению радиус-вектора данной точки. Скорость определяетсякак производная от радиус-вектора движущейся точки по времени:v = dr / dt . Ускорение находится из соотношения a = dv / dt =22= d r / dt . В случае равномерного движения (v = const) выполняется соотношение Δr = vΔt. Формулы движения с постояннымускорением имеют вид (1.1.1)v = v0 + at,2 at(1.1.2),Δr = v0t +2где v 0 — начальная скорость.В криволинейном движении точки полное ускорение a естьвекторная сумма тангенциального aτ и нормального an ускорений.Модуль полного ускорения равен при этомa = aτ2 + an2 ,(1.1.3)v2 (1.1.4)n,an =Rdv v(1.1.5)aτ =τ, τ = ,vdtR — радиус кривизны траектории в данной точке, v — скоростьточки, n — единичный вектор, направленный перпендикулярно кскорости.Если материальная точка движется в одном измерении, то достаточно задать скалярную, зависящую от времени координату5x(t).
По известной зависимости x(t ) легко найти значения скорости vx = dx/dt и ускорения ax = dvx /dt = d2x/dt 2. В соответствии сосвоими определениями величины x(t ), vх(t) и aх(t ) связаны математически следующими соотношениями:τx(τ) = x0 + ∫ vx (t )dt,(1.1.6)v(τ) = v0 + ∫ ax (t ) dt,(1.1.7)0τ0где x0 и v0 — начальные координата и скорость, τ — время.В случае прямолинейного равнопеременного движения (движения с постоянным ускорением) формулы (1.1.1), (1.1.2) записываются в видеv = ± v0 ± at,(1.1.8)at 2(1.1.9).2Перед x0, v0 и a знак «плюс» берется, когда начальная скоростьv0, координата x0 и ускорение a направлены вдоль оси Х, а знак«минус», если их направление противоположно оси.x = ± x0 ± v0t ±Качественные задачи1.1.1. На рис.
1.1 представлены графики изменения координаттрех тел, движущихся прямолинейно. Написать законы движениякаждого из тел и определить, какое тело имело боJльшую скорость.Рис. 1.161.1.2. Зависит ли форма траектории от выбора системы отсчета? Свой ответ проиллюстрируйте примерами.1.1.3. Велосипедист движется со скоростью 10 м/с. Его обгоняет мотоциклист, движущийся со скоростью 54 км/ч.
Каковаскорость мотоциклиста относительно велосипедиста?1.1.4. Две материальные точки движутся со скоростями v1 == 4 м/с и v2 = 3 м/с, направленными под прямым углом друг кдругу. С какой скоростью удаляются материальные точки друг отдруга? На сколько переместится первая точка в системе координат,связанной со второй точкой, за время τ = 10 с?1.1.5. Какие из приведенных зависимостей описывают равномерное движение?а) s = 2t + 3; б) s = 5t 2; в) s = 3t; г) v = 4 – t; д) v = 7, где s — путь,v — скорость, t — время*.1.1.6.
Три тела брошены так: первое — вниз без начальной скорости, второе — вниз с начальной скоростью, третье — вертикально вверх. Тела движутся в поле сил тяжести. Что можно сказать обускорениях этих тел ? Сопротивление воздуха не учитывать.1.1.7. Из окна железнодорожного вагона свободно падает тело.Будут ли равны между собой времена падения тела, вычисленныедля случаев: а) вагон неподвижен, б) вагон движется с постояннойскоростью v, в) вагон движется с постоянным ускорением a?1.1.8. Какие из приведенных зависимостей описывают равнопеременное движение?Рис. 1.2* В подобных записях, если нет других указаний, числовым и буквеннымкоэффициентам следует приписывать такие размерности, чтобы при подстановке времени в секундах значения координаты, пройденного пути,перемещения получались в метрах, значение скорости — в метрах в секунду и т.д.7а) v = 3 + 2t ; б) s = 3 + 2t; в) s = 5t 2; г) s = 4t – t 2; д) s = 2 –– 3t + 4t 2, где s — путь, v — скорость, t — время.1.1.9.
Зависимость скорости движущегося тела от времениv = 5 + 4t. Какова зависимость от времени пройденного путиs(t )?1.1.10. Материальная точка движется вдоль оси х. На рис. 1.2приведена зависимость проекции ускорения ax на ось x от времени t. В какой момент времени скорость vx достигает наибольшегозначения? Начальная скорость движения равна нулю.1.1.11. Каковы направления нормального an и тангенциального aτ ускорений относительно траектории, чем определяются ихабсолютные значения, какова их роль в изменении скорости?1.1.12. Определить, во сколько раз численное значение нормального ускорения точки, лежащей на ободе вращающегося колеса, больше ее тангенциального ускорения для того момента,когда вектор полного ускорения составляет угол α = 30° с векторомее линейной скорости?1.1.13. Оказалось, что график зависимости скорости тела отвремени имеет вид полуокружности.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
