Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

Подписываем
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 10
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ
Кафедра фізики
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання модульних завдань з курсу фізики для студентів
денної форми навчання
Дніпропетровськ 2009
Методичні вказівки до виконання модульних завдань з курсу фізики для студентів денної форми навчання всіх спеціальностей. / Укладачі: Романець Р.Г, Карасьов Г.Г., Подолинський В.В., Волнянська І.П., Побединська М.П. Дніпропетровськ: ПДАБА. 2009р. 15с.
Пропоновані методичні вказівки призначені для використання в умовах упровадження кредитно-модульної системи навчання. Він включає матеріали для вивчення курсу фізики в першому семестрі двосеместрового курсу фізики. Ці матеріали розбиті на три навчальні модулі. Відмітна особливість даних методичних вказівок полягає в тому, що основну увагу приділено конкретній модульно-рейтинговій навчальній технології проведення занять з курсу фізики для інженерних спеціальностей. Методичні вказівки дають змогу використовувати їх студентами як в аудиторній, так і в самостійній роботі.
Укладачі: Р.Г.Романець, кандидат фізико-математичних наук, доцент,
професор кафедри фізики ПДАБА;
Г.Г.Карасьов, кандидат фізико-математичних наук, доцент,
кафедри фізики ПДАБА;
В.В.Подолінський, кандидат фізико-математичних наук, доцент,
кафедри фізики ПДАБА;
І.П.Волнянська, асистент кафедри фізики ПДАБА.
М.П.Побединська, асистент кафедри фізики ПДАБА.
Відповідальний за випуск: Б.М.Дікарев, кандидат фізико-математичних
наук, професор, зав. кафедри фізики ПДАБА.
Рецензент: І.П.Гаркуша, професор, зав. кафедри фізики НГУ.
Затверджено
на засіданні кафедри фізики ПДАБА.
Протокол № 8 від 16.04.2009р.
Зав. кафедри фізики Дикарев Б.М.
Затверджено
на засіданні Президії методичної ради ПДАБА.
Протокол № від 2009р.
Пропоновані методичні вказівки призначені для використання в умовах упровадження кредитно-модульної системи навчання. Він включає матеріали для вивчення курсу фізики в першому семестрі двосеместрового курсу фізики. Вивчення курсу фізики відбувається на протязі 18 тижнів і розподіляється на три модулі.
Першому модулю відповідає розділ „Фізичні основи механіки” і він розрахований на 6 учбових тижнів. На протязі цього відрізку навчання студенти розвязують задачі циклу 1 на розділ курсу фізики „Кінематика поступального і обертального рухів”; циклу 2 на розділ „Динаміка”, циклу 3 „Обертальний рух. Деформація твердих тіл”. На останньому тижні першого модуля за результатами поточної успішності і контрольної роботи студенту виставляється модульна рейтингова оцінка.
Другому модулю відповідають розділи „Молекулярна фізика” і „Термодинаміка” і цей модуль теж розрахований на 6 учбових тижнів. На протязі цього відрізку навчання студенти розвязують задачі циклу 4 на розділ курсу фізики „Молекулярна фізика” і циклу 5 на розділ „Термодинаміка”. На останньому тижні другого модуля за результатами поточної успішності і контрольної роботи студенту виставляється модульна рейтингова оцінка.
Третьому модулю відповідають розділи „Електростатика” , „Постійний струм” , „Магнітне поле” і цей модуль розрахований на 6 тижнів. На протязі цього відрізку навчання студенти розвязують задачі циклу 6 на розділ „Електростатика”, циклу 7 на розділ „Постійний струм”, задачі циклу 8 на розділ „Магнітне поле” і циклу 9 на розділ „Електромагнітна індукція”. На останньому тижні третього модуля за результатами поточної успішності і контрольної роботи студенту виставляється модульна рейтингова оцінка.
Данні методичні вказівки дають змогу студентам планувати свій навчальний процес, орієнтуватися у різних розділах курсу фізики. Перед використанням задач з відповідних циклів студентам пропонуються основні фізичні формули, які вони можуть застосовувати при розвязанні задач як в аудиторній, так і в самостійній роботі.
Механіка
Лінійне прискорення ,- початкова швидкість. Кутове прискорення , де кутова швидкість , число обертів за одиницю часу, - початкова кутова швидкість.
Лінійний шлях . Кутовий шлях , де - загальне число обертів за час .
Другий закон Ньютона для поступального руху . Другий закон Ньютона для обертального руху , де момент сили , - плече сили.
Момент інерції диска відносно осі симетрії , -- маса і радіус диска. Момент інерції стержня відносно перпендикулярної осі, що проходить через середину стержня , де - довжина стержня.
Кінетична енергія диска, що котиться, складається з кінетичної енергії поступального руху і кінетичної енергії обертального руху .
Імпульс тіла , імпульс сили . Момент імпульсу .
Сила тяжіння , де =9.8 м/с. За законом всесвітнього тяжіння , де гравітаційна стала =6.67*10-Н*м/кг. Якщо на тіло діє сила тяжіння і сила натягу , рівняння динаміки для прискореного руху вниз має вигляд , а при русі вгору цим рівнянням буде .
Механічне напруження , де - модуль Юнга. Потенціальна енергія пружно деформованого тіла . Молекулярна фізика і термодинаміка
Рівняння Менделєєва-Клапейрона , універсальна газова стала 8.31 Дж/(моль*К).
Обєднаний газовий закон , для ізотермічного процесу const і ; для ізобарного процесу const і ; для ізохорного процесу const і . Густина речовини . Кількість молекул газу , де число Авогадро 6.02*101/кмоль. Середня енергія однієї молекули , число ступенів вільності 3 (поступальні) для одноатомної молекули, 5 (3 поступальні і 2 обертальні) для двоатомної молекули, ри. Больцмана 1.38*10Дж/К.
Перший закон термодинаміки , елементарна кількість теплоти при const, ; при const, , де - молярні теплоємності при сталих і
Зміна внутрішньої енергії, ,0 при const. Елементарна робота , 0 при const. В адіабатному процесі 0. К.к.д. ідеальної теплової машини .
Аналогія між величинами, які характеризують поступальний і обертальний рухи
Фізична величина |
Поступальний рух (I) |
Обертальний рух (II) |
Звязок |
Переміщення Шлях |
лінійне лінійний |
кутове кутовий |
|
Швидкість |
лінійна |
кутова |
|
Прискорення |
тангенціальне |
кутове нормальне |
|
Результуюча сила (I) Момент сили (II) |
|||
Швидкість (I) Швидкість (II) |
|||
Шлях (I) Шлях (II) |
|||
Швидкість (I) Швидкість (II) |
|||
Маса (I) Момент інерції (II) |
|||
Імпульс (I) Момент імпульсу (II) |
|||
Другий закон Ньютона |
|||
Імпульс сили (I) Момент імпульсу сили (II) |
|||
Робота (I) Робота (II) |
|||
Потужність (I) Потужність (II) |
|||
Кінетична енергія (I) Кінетична енергія (II) |
|||
Потенціальна енергія |
П П |
Цикл 1 задач з фізики на розділ „Кінематика поступального і обертального рухів”
Задача 1.1.
Першу половину часу свого руху автомобіль рухався зі швидкістю Відповідь (В):
км/год, а другу половину часу зі швидкістю км/год. = 60 км/год.
Яка середня швидкість руху автомобіля?
Задача 1.2.
Першу половину свого шляху автомобіль рухався зі швидкістю (В): =53,3 км/год км/год, а другу половину шляху зі швидкістю км/год.
Яка середня швидкість руху автомобіля?
Задача 1.3.
На висоті м тіло, що вільно падає, мало швидкість (В): м/с.
м/с. Чому дорівнює швидкість тіла на висоті м?
Задача 1.4.
Вільно падаюче тіло в останню секунду руху проходить половину (В): м,
всього шляху. З якої висоти падало тіло і який час його падіння. с.
Задача 1.5.
Рух матеріальної точки описується рівнянням , де (В): 40 с; 80 м;
м/с, м/с. Визначити момент часу, в який швидкість -0,1 м/с.
точки дорівнює нулю. Знайти координату і прискорення в цей
момент.
Задача 1.6.
Залежність шляху , який пройшло тіло, від часу описується (В): с;
рівнянням , де м/сі м/с. м/с.
Через який час після початку руху тіло буде мати прискорення
м/с. Знайти середнє прискорення за цей проміжок часу.
Задача 1.7.
Тіло кинуто горизонтально зі швидкістю м/с. Знайти нормальне (В):м/с
і тангенціальне прискорення тіла через час с після початку руху. = 5,4м/с
Задача 1.8.
Тіло кинуто зі швидкістю м/с під кутом до горизонту. (В): м;
Не враховуючи опору повітря, знайти: 1) висоту підйому тіла; 2) м;
дальність польоту ; 3) час підйому і час спуску тіла. с.
Задача 1.9.
Тіло, що обертається, збільшило свою кутову швидкість з 2,0 до (В): с.
64,8 рад/с за час, протягом якого відбулося 100 повних обертів.
Знайти кутове прискорення тіла.
Задача 1.10.
Колесо радіуса м обертається так, що залежність кута повороту (В):
радіуса колеса від часу описується рівнянням , де рад/с;
рад, рад/с, рад/с. Для точок на ободі колеса знайти м/с;
через (с) після початку руху: а) кутову швидкість; б) лінійну с;
швидкість; в) кутове прискорення; г) тангенціальне прискорення; м/с;
д) нормальне прискорення. м/с.
Цикл 2 задач з фізики на розділ „Динаміка”
Задача 2.1.
На рівному столі лежить брусок масою =4 кг. До бруска Відповідь (В): = 1,4 м/ привязані два шнури, перекинуті через нерухомі блоки, що =11.2 Н, =16.8 Н
прикріплені до протилежних країв стола. До кінців шнурів
підвішені гирі, маси яких =1кг і = 2 кг. Знайти приско-
реня, з яким рухається брусок, і силу натягу кожного із
шнурів. Масою блоків і тертям знехтувати.
Задача 2.2.
Матеріальна точка масою =2 кг рухається під дією деякої (В): =-0.8 Н, =-8 Н
сили відповідно до рівняння , де =0 при = 1.67 с
=1 м/, =-0.2 м/. Знайти значення цієї сили в моме-
ти часу =2 с і =5 с. В який момент часу сила дорівнює
нулю.
Задача 2.3.
Тіло маси =2 кг падає вертикально з прискоренням = 5 м/. (В) =9.6 Н.
Визначити силу опору при русі цього тіла.
Задача 2.4.
З вершини клина, довжина якого =2 м і висота =1 м, почи- (В): =3.63 м/,
нає сковзати невелике тіло. Коефіцієнт тертя між тілом і кли- =1.05 с,
ном =0.15. Визначити: 1) прискорення, з яким рухається =3.81 м/с
тіло; 2) час проходження тіла вздовж клина; 3) швидкість тіла
у основи клина.
Задача 2.5.
Кулька масою = 300 г ударяється об стіну і відскакує від неї. (В): Р= 3 Н*с
Визначити імпульс Р, який одерже стіна, якщо в останній мо-
мент перед ударом кулька мала швидкість =10 м/с і ця швид-
кість була направлена під кутом до поверхні стіни. Удар
вважати абсолютно пружним.
Задача 2.6.
До шнура підвішено гирю маси . Гирю відвели у бік так, що (В): 3;
шнур прийняв горизонтальне положення, і відпустили. Визначи-
ти силу натягу шнура в момент, коли шнур проходить положен-
ня рівноваги. Який кут з вертикальною лінією складає шнур в
момент, коли сила натягу шнура дорівнює силІ тяжіння гирі?
Задача 2.7.
Автомобіль з масою =5 т рухається зі швидкістю 10 м/с по (В): 39 кН
опуклому мосту. Визначити силу тиску автомобіля на міст у
його верхній частині, якщо радіус кривизни моста дорівнює 50 м.
Задача 2.8.
Знайти роботу піднімання вантажу по похилій площині довжи- (В): 1.35 кДж