Вологодский государственный университет»

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Вологодский государственный университет»

Институт машиностроения энергетики и транспорта

Кафедра «Электрооборудование»

(наименование кафедры)

Дисциплина: «Физика»

Наименование темы:

Шифр работы КР ____________________________________________

код специальности/направления код кафедры регистрационный номер по журналу год

Руководитель	ст.пр. Мелконян Ш. Р
	(уч. степень, звание, должность. Ф.И.О)
Выполнил (а) студент	Цыпилев М. В.
	(Ф.И.О)
Группа, курс	5Б13-ЭО 15/зу
Дата сдачи
Дата защиты
Оценка по защите
	(подпись преподавателя)

Вологда

2020 г.

7. Тело брошено с начальной скоростью с высоты h=2,4 м вверх под углом =35⁰ к горизонту и упало на расстоянии l=37 м от места бросания. Найти начальную скорость тела.

Дано:

Найти:

Решение:

Дальность полета тела: .

Уравнение движения тела: .

Тогда .

Находим числовое значение:

м/с.

Ответ: м/с.

17. Автомобиль массой m=5000 кг движется со скоростью 10 м/с по выпуклому мосту. Определить силу давления автомобиля на мост в его верхней точке, если радиус кривизны моста R=50 м.

Дано:

кг

м/с

Найти:

Решение:

Согласно второму закону Ньютона: .

Тогда .

Откуда .

Находим числовое значение:

кН.

Ответ: кН.

27. В деревянный шар массой m₁=8 кг, подвешенный на нити длиной l=1,8 м, попадает горизонтально летящая пуля m₂=4 г. С какой скоростью летела пуля, если нить с шаром и застрявшей в ней пулей отклонилась от вертикали на угол 3⁰? Размером шара пренебречь. Удар пули считать прямым, центральным.

Дано:

кг

Найти:

Решение:

По закону сохранения импульса: .

Согласно закону сохранения энергии: . Тогда .

Учитывая, что , запишем итоговое выражение .

Находим числовое значение:

м/с.

Ответ: м/с.

37. Из шахты глубиной h=600 м поднимают клеть массой m=3 т на канате, каждый метр которого имеет массу m₁=1,5 кг. Какая работа совершается при поднятии клети на поверхность Земли? Каков КПД подъемного устройства?

Дано:

кг

Найти: ,

Решение:

Работа по подъему клети: .

Работа по подъему каната: .

Тогда полная работа .

Коэффициент полезного действия: .

Находим числовые значения:

МДж,

Ответ: МДж, .

87. В сосуд льется вода, причем за секунду наливается объем воды 0,2 л. Каким должен быть диаметр отверстия в дне сосуда, чтобы вода в нем держалась на постоянном уровне h=8,3 см.

Дано:

л/с

Найти:

Решение:

Согласно формуле Торричелли: .

Учитывая, что , запишем .

Находим числовое значение:

см.

Ответ: см.

97. При движении шарика радиусом r=3 мм в глицерине ламинарное обтекание наблюдается при скорости шарика, не превышающей 23 см/с. При какой минимальной скорости шара радиусом r=5,5 мм в воде обтекание примет турбулентный характер?

Дано:

м/с

Па·с

Найти:

Решение:

Число Рейнольдса для турбулентного потока больше, чем для ламинарного: .

Тогда и .

Коэффициенты динамической вязкости глицерина и воды равны: Па·с и Па·с.

Откуда .

Находим числовое значение:

мм/с.

Ответ: мм/с.

107. Определить относительное удлинение медного стержня, если при его растяжении затрачена работа А=0,12 Дж. Длина стержня l=2 м, площадь поперечного сечения S=1 мм².

Дано:

м²

Дж

Найти:

Решение:

Относительное удлинение .

Работа растяжения .

Тогда .

Находим числовое значение:

Ответ: .

117. В цилиндре под невесомым поршнем находился воздух в объеме V₁=2,4 л при температуре t₁=26⁰C и атмосферном давлении p₁=730 мм. рт. ст. После погружения цилиндра в воду с температурой t₂=12⁰C на глубину h объем воздуха уменьшился до V₂=1,9 л. Определить глубину h.

Дано:

м³

Па

Найти:

Решение:

Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона:

– для первого состояния ;

– для второго состояния .

Тогда .

Находим числовое значение:

м.

Ответ: м.

167. Тонкий очень длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью заряда τ=10 мкКл/м. На перпендикуляре к оси стержня, идущем из его середины, находится точечный заряд нКл. Расстояние от конца стержня до заряда d=20 см. Определить силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заряда.

Дано:

Кл/м

Кл

Найти:

Решение:

или .

По закону Кулона сила взаимодействия между q и : .

; . Откуда . Тогда .

Проекция на ось Y: .

Откуда .

Находим числовое значение: мН.

Ответ: мН.

187. На двух бесконечных параллельных плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями σ₁ и σ₂. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса и принцип суперпозиций полей, найти зависимость напряженности электрического поля от расстояния для областей: I, II и III. Принять σ₁= σ, σ₂= -2σ; 2) вычислить напряженность поля в точке, расположенной справа от плоскостей, и указать направление вектора напряженности. Принять σ=20 нКл/м²; 3) построить график .

Дано:

Кл/м²

Найти:

Решение:

Напряженности однородных электрических полей, создаваемых первой и второй плоскостями, соответственно равны и .

Напряженности суммарных полей:

кВ/м.

Ответ: , , кВ/м.

197. Тонкий стержень согнут в полукольцо. Стержень заряжен с линейной плотностью τ=133 нКл/м. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд Q=6,7 нКл из центра полукольца в бесконечность?

Дано:

Кл

Кл/м

Найти:

Решение:

Работа сил поля по перемещению заряда .

Электрический потенциал полукольца ,

где электрическая постоянная Ф/м.

Тогда, учитывая, что (в бесконечности электрическое поле отсутствует), Запишем итоговое выражение .

Находим числовое выражение:

мкДж.

Ответ: мкДж.

177. По тонкому полукольцу равномерно распределен заряд Q=31,4 нКл с линейной плотностью τ=0,1 мкКл/м. Определить напряженность электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке, совпадающей с центром кривизны полукольца.

Дано:

Кл/м