Реферати українською » Физика » Фізика. Механіка


Реферат Фізика. Механіка

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Південний філія

«Кримськийагротехнологический університет»

Національного аграрного університету

Кафедра фізиків і математиків

Фізика. Механіка

Методичні вказівки і завдання для самостійної роботи очного і заочного відділень інженерних спеціальностей

(модуль I, частина 2)

Сімферополь, 2008


Методичні вказівки склали:

- доцент,к.т.н.Ю.Ф. Свириденко;

- старшого викладача В.П.Кунцов.

Рецензенти:

- доцент,к.т.н.Завалий А.А.;

- доцент,к.т.н. Іваненко В.В.

Методичні вказівки розглянуть схвалено на засіданні кафедри фізиків і математиків

« 24 » березня2008г., протокол № 7

Методичні вказівки розглянуть затверджені на засіданні методичного ради механічного факультету

« 31 » березня2008г., протокол № 7

Відповідальний за випуск:Ю.Ф. Свириденко


Зміст

>1.Тематический план.

>2.Литература

>3.Правила виконання та оформлення контрольних робіт

>4.Учебний матеріал у розділі «Механіка»

>5.Примери вирішення завдань

>6.Контрольная робота

>7.ТАБЛИЦЫВАРИАНТОВ


1.ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН.

Зміст програми Частина 1.

Лекції

№ тим

№воп-

>росов

Назва тим гаслам і їхній вміст

>Примеч.

1 курс

>МОДУЛЬ1.ФИЗИЧЕСКИЕОСНОВЫМЕХАНИКИ
1.1 ЗАПРОВАДЖЕННЯ.КИНЕМАТИКА.
1.1.1 >Кинематика поступального руху.
1.1.2 >Кинематика обертального руху.
1.1.3 >Криволинейное рух.
1.2 ДИНАМІКАПОСТУПАТЕЛЬНОГО РУХУ.
1.2.1 Закони Ньютона.
1.2.2 Сили в механіці. Закон збереження імпульсу.
1.2.3 Робота, потужність, енергія.
1.3 ДИНАМІКАВРАЩАТЕЛЬНОГО РУХУ.
1.3.1 Основне рівняння динамікивращ.движения.
1.3.2 Робота, потужність, енергія привращ. русі.
  1.3.3 Закон збереження моменту імпульсу.
 1.4   >РЕЛЯТИВИСТСКАЯМЕХАНИКА.
1.4.1 Перетворення Галілея.
1.4.2 Постулати СТО. ПеретворенняЛоренца.
1.4.3 Релятивістська динаміка.
 1.5   >МЕХАНИЧЕСКИЕКОЛЕБАНИЯ.
1.5.1 >Гармонические коливання.
1.5.2 >Затухающие і мусять коливання.
1.5.3 >Пружинний, фізичний і математичний маятники. Періоди їх коливань.

механіка сила рух імпульс

1.6 >МЕХАНИЧЕСКИЕ ХВИЛІ >Примеч.
1.6.1 Хвилі, механізм їх виникненню.Уравнение хвилі.
1.6.2 Звук, його характеристики.
1.6.3 Ефект Доплера.
>МОДУЛЬ 2.МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФІЗИКА ЙТЕРМОДИНАМИКА.
2.1 >МКТИДЕАЛЬНЫХГАЗОВ.
2.1.1 Основне рівнянняМКТ ідеальних газів.
2.1.2 Розподілу Максвелла іБольцмана.
2.1.3 Явища перенесення.
2.2 >ОСНОВЫТЕРМОДИНАМИКИ.
2.2.1 Перший закон термодинаміки і застосування.
2.2.2 >Адиабатний процес.Уравнение Пуассона.
2.2.3 Другий закон термодинаміки. ЦиклКарно.
2.3 РЕАЛЬНІ ГАЗИ.ЖИДКОСТИ.
2.3.1 >Уравнение стану реального газу.
2.3.2 ЕфектДжоуля-Томсона.
2.3.3 >Поверхностное натяг рідин.
>МОДУЛЬ3.ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.
3.1 >ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛІ УВАКУУМЕ.
3.1.1 >Электростатическое полі.Напряженность поля.
3.1.2 Теорему Гаусса і її застосування.
3.1.3 Праця уелектростатическом полі. Потенціал поля.
3.2 >ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛІ УВЕЩЕСТВЕ.
3.2.1 Електричне полі діелектриках
3.2.2 Провідники велектростатическом полі.
3.2.3 Енергія електричного поля.
3.3 >ПОСТОЯННЫЙТОК.
3.3.1 Закони постійного струму.
3.4 >КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРІЯЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ.
  3.4.1 Електричний розряд в газах.Пинч-еффект.

2. Література

1. ТрофімоваТ.И., Курс фізики. -М.:Висш.шк.,1990.

2.ДетлавА.А.,ЯворскийБ.М.Курсфизики.,1989.

3.ЧолпанП.П. Основифізики.-К.:Вищашк.,1995.

4.ФедишинЯ.І.Лабораторний практикум ізфізики.-Львів:Світ,2001.

5. ГрабовськийР.И. Курс фізики для сільськогосподарських інститутів. М., 1966 й наступні видання.

6. .Чертов О.Г. та інших. Задачника із фізики. М., 1973.

7.БурдунГ.Д. Довідник по Міжнародної системі одиниць. М., 1972

8. Чертов О.Г. Одиниці фізичних величин. М., 1977.


3. Правила виконання та оформлення контрольних робіт

1. Кожна робота, надіслана на рецензію, має бути виконане в окремої учнівської зошити, на обкладинці якої, варто вказати прізвище, ініціали, повний шифр, номер контрольної роботи, дату її відправки, до інституту й адреса студента.

2. Завдання контрольної роботи мають мати ті номери, під якими варті в в методичних вказівках. Умови завдань необхідно переписувати повністю. Кожну завдання починати з новою сторінки. Для зауважень рецензента слід залишати поля шириною 4-5 див. Контрольні роботи виконуються чорнилом синього чи фіолетового кольору.

3. Рішення завдання має бути коротко обгрунтоване з допомогою законів і положень фізики. За необхідності рішення варто пояснити кресленням, виконаним олівцем з допомогою циркуля і лінійки. позначення на кресленні та рішенні повинні відповідати і пояснюватися. Не слід позначати те ж величину різними літерами, і навіть позначати різні величини одними і. тими самими символами.

4. На кожну контрольну роботу потрібно 20-30 годин інтенсивного праці. Якщо, попри власні зусилля і діяти отримані консультації, окремі завдання хто не наважується, оформите роботу, привівши у місцях ваші зокрема спроби владнання, виклавши коротко ваші міркування і труднощі. Нехай така нічого очікувати зарахована, але критичні зауваження рецензента, його пояснення, посилання літературу чи письмові консультації з рішенню конкретних завдань допоможуть вам знайти правильне рішення.

Під часлабораторно-екзаменационной сесії вам запропонують пояснити хід вирішення завдань, які входять у контрольні роботи, фізичний сенс можна зустріти у вирішенні величин, застосовувані при обчисленнях одиниці, і т.п. Незадовільні запитання по контрольним роботам можуть на результат заліку чи іспиту.

5. Зазвичай, завдання вирішуються на загальному вигляді, тобто. в буквених висловлюваннях, без обчислення проміжних величин. Числові значення підставляються лише у остаточну (розрахункову) формулу. Якщо розрахункова формула не висловлює загальновідомий фізичний закон, що його слід вивести. Після набуття розрахункової формули необхідно: а) пояснити величини, що входять до формулу; б) перевірити розрахункову формулу, навіщо підставити у ній позначення одиниць, які входять у формулу величин, й переконатися, що одиниці правої та скільки лівої частин формули збігаються; в) висловити все величини в СІ і виписати їх числові значення вигляді стовпчика; р) підставити в розрахункову формулу числові значення величин і "зробити обчислення.

6. Не слід спрямовувати на рецензію обидві роботи разом. Друга робота посилається лише після отримання рецензії на першу. Одночасна посилка двох контрольних робіт розцінюють як ознака несамостійного їх виконання.

7. Отримавши перевірену роботу (якзачтенную, інезачтенную), студент зобов'язаний старанно вивчити всі зауваження рецензента, усвідомити свої і внести виправлення. Повторно оформлена робота надсилають на рецензію обов'язково разом із зошитом, де було виконанонезачтенная роботу і рецензія її у.

Зауваження і, зроблені викладачами кафедри, слід розглядати, як керівництво на підготовку до розмові на рішення завдань. Усі зошити з контрольними роботами потрібно зберігати, бо в іспит студент можлива тільки за її пред'явленні.

8. Наприкінці роботи необхідно вказати рік і важливе місце видання методичних вказівок, перерахувати використану літературу, обов'язково вказуючи авторів підручників і рік їхні видання. Це дозволить рецензентові за необхідності дати посилання певну сторінку того посібники, що є ви.


4. Навчальний матеріал у розділі «Механіка»

Основні закони та формули

Найменування величини чи фізичний закон Формула
Шлях при рівномірному русі

Швидкістьравнопеременного руху

Прискорення вравнопеременном русі

Швидкість тіла, який упав я з висот

>Тангенциальное (дотичне) прискорення

Нормальне (доцентрове) прискорення

Повне прискорення

Кут повороту приравнопеременном обертанні

>Угловая швидкість точки при рівномірному зверненні навкруг

>Угловая швидкість приравнопеременном обертанні

Углове прискорення приравнопеременном обертанні

Зв'язок між лінійними і кутовими величинами при обертальному русі

   

Другий закон Ньютона

 

Сила тяжкості

Третій закон Ньютона

Закон збереженні імпульсу (кількості руху) для ізольованій системи двох тіл

Механічна робота постійної сили

Роботи пружною сили (не більше закону Гука)

Потужність

;

>Кинетическая енергія тіла

Потенційна енергія тіла, піднятого від поверхні Землі

Повна енергія тіла (в ізольованій системі)

Закон Гука

Енергія пружно деформованого тіла

>Центростремительная сила

Момент інерції
а) матеріальної точки

б) суцільного циліндра чи диска

в) однорідної тонкого стрижня щодо осі, що проходить через центр

Момент сили

Основний Закон динаміки обертального руху

Закон збереження моменту кількості руху для ізольованого руху двох тіл

>Кинетическая енергія обертового тіла

Закон всесвітнього тяжіння

>Уравнение гармонійного коливання

Співвідношення між періодом , частотою та кругової (циклічною) частотою

,

Швидкість і прискорення точки при гармонійних коливаннях

,

Сила, діюча на коливну матеріальну точку

Період гармонійний коливань математичного маятника

Період коливань пружинного маятника

Повна енергія що хитається матеріальної точки

Залежність між швидкістю , довжиною біжучому хвилі, частотою і періодом коливань

>Уравнение хвилі

>5.Примери вирішення завдань

Приклад 1. Визначити силу натягу каната при підйомі вантажу масою =1,5 т, якщо на час =2 з з початку руху швидкість зросла від =0 до =3,6 м/с.

Рішення. Під час підйому вантажу з прискоренням нею діють дві сили: тяжкість , напрями вниз, і тяжкість каната – вгору (рис. 1). Прискорення, одержуване вантажем, викликається рівнодіючої цих сил.


>Рис. 1

Якщо прийняти це напрям вгору за позитивне, відповідно до другому закону Ньютона написати:


, звідки .

Висловивши силу тяжкості вантажу через його масу, одержимо

          (1)

Прискорення приравноускоренном русі визначається з співвідношення

,            (2)

де - початкова швидкість; - кінцева швидкість;t – час зміни швидкості.

Оскільки початкова швидкість дорівнює нулю, то

.                  (3)

підставивши в формулу (1) вираз для з (3), одержимо

.                 (4)

>Виразим числові значення величин в СІ: =1,5 т,т=1,5103 кг, =3,6 м/с,t=2 з.

Перевіримо одиниці правої та скільки лівої частин розрахункової формули (4), аби переконатися, що вони збігаються. І тому підставляємо в формулу замість величин їх одиниці в СІ:Н=кг (>м/с2+м/сс)=кгм/с2,Н=Н.

>Подставим числові значення (4) і обчислимо

 >кН.

Приклад 2. Вагон масою =20 т, рухомийравнозамедленно з початковій швидкістю =36 км/год, під впливом сили тертя =6кН кілька днів зупиняється. Знайти: 1) відстань, що пройде вагон до зупинки; 2) роботу сил тертя.

Рішення. 1. пройдений шлях можна висунути зі співвідношення

,                 (1)

де - кінцева швидкість, - прискорення.

Коли ж врахувати, що кінцева швидкість дорівнює нулю, а прискорення негативно, одержимо ,

.                 (2)

Прискорення знайдемо за другим закону Ньютона:

.                  (3)

У нашому випадку - сила тертя.

>Подставив в формулу (2) вираз для з (3), одержимо

.               (4)

Випишемо числові значення величин в СІ: =36км/ч=10 м/с; =20т=2104 кг; =6кН=6103 М.

Перевіримо одиниці правої та скільки лівої частин розрахункової формули (4), аби переконатися, що це одиниці збігаються. І тому підставляємо в формулу замість величин їх одиниці в Міжнародної системі:м=м2кгс2/(с2кгм),м=м.

>Подставим числові значення (4) і обчислимо

 м.

2. Роботу сил тертя визначимо за такою формулою

,                 (5)

де - шлях, пройдений тілом під час дії сили.

Після підстановки числових значень одержимо .

Приклад 3. Кулька масою =100 р упав я з висот =2,5 м на горизонтальну плиту і відскочив від нього внаслідок пружного удару без втрати швидкості. Визначити середню швидкість <F>, що діяла на кулька під час удару, якщо тривалість удару =0,1 з.

Рішення. За другим закону Ньютона твір середньої сили тимчасово його дії одно зміни імпульсу тіла, викликаного цієї самою силою, тобто.

,                  (1)

що й - швидкості тіла доі після дії сили; - час, протягом якого діяла сила.

З (1) одержимо

             (2)

Коли ж врахувати, що швидкість чисельно дорівнює швидкості і протилежна їй за напрямку, то формула (2) набуде вигляду:

.

Оскільки кулька упав я з висот , його швидкість під час удару

.

З огляду на це одержимо

.

>Подставив сюди числові значення, знайдемо

>Н=-14Н.

Знак «мінус» показує, що сила спрямована протилежно швидкості падіння кульки.

Приклад 4. Для підйому води з криниці глибиною =20 м встановили насос потужністю =3,7 кВт. Визначити масою та обсягом води, піднятою під час =7 год, якщок.п.д. насоса =80%.

Рішення. Відомо, що потужність насоса з урахуваннямк.п.д. визначається за формулою

,                          (1)

де - робота, досконала під час ; - коефіцієнт корисної дії.

Робота, досконала при підйомі вантажу без прискорення на висоту , дорівнює потенційної енергії , яку має вантаж в цій висоті, тобто.

          (2)

де - прискорення вільного падіння.

>Подставив вираз роботи з (2) в (1), одержимо

,

звідки

                (3)

>Виразим числові значення величин, які входять у формулу (3), в одиницях СІ: =3,7 кВт = 3,7103 Вт; =7 год = 2,52104 з; =80%=0,8; =20 м.

Перевіримо одиниці правої та скільки лівої частин розрахункової формули (3):

>кгкгм2с2/(с3мм),кг=кг

>Вичислим

>кг=3,80105кг=380 т.

Щоб співаку визначити обсяг води, треба її масу розділити на щільність

>м3=380 м3.


Приклад 5. Штучний супутник Землі рухається по кругової орбіті в розквіті =700 км. Визначити його руху. Радіус Землі =6,37106 м, маса її =5,981024 кг.

Рішення. На супутник, як і всяке тіло, рух по кругової орбіті, дієцентростремительная сила

,              (1)

де - маса супутника; V- його руху; - радіус кривизни траєкторії.

Якщо знехтувати опором середовища проживання і силами тяжіння із боку всіх небесних тіл, можна вважати, що єдиною силою є сила тяжіння між супутником і Землею. Ця сила і відіграє рольцентростремительной сили.

Відповідно до Закону всесвітнього тяжіння

,            (2)

де - гравітаційна стала.

Прирівнявши праві частини (1) і (2), одержимо

.

Звідси швидкість супутника

.                   (3)


Випишемо числові значення величин в СІ: = 6,67*10-11м3/(кгс2); =>5,981024кг; = 6,37106 м; = 700 км = 7105 м.

Перевіримо одиниці правої та скільки лівої частин розрахункової формули (3), аби переконатися, що це одиниці збігаються. І тому підставляємо в формулу замість величин їх розмірність в Міжнародної системі:

 

>Вичислим

Приклад 6. Маховик як суцільного диска масою т = 80 кг з радіусом = 50 див почав обертатисяравноускоренно під впливом обертаючого моменту = 20Нм. Визначити: 1) кутовий прискорення; 2) кінетичну енергію, придбану маховиком під час = 10 з з початку обертання.

Рішення. 1. З основного рівняння динаміки обертального руху ,

де - момент інерції маховика; - кутовий прискорення, одержимо

                  (1)

Відомо, що момент інерції диска визначається за формулою

             (2)

>Подставив вираз для з (2) в (1), одержимо


               (3)

>Виразим величини в одиницях СІ: = 20Нм; т = 80 кг; = 50 див = 0,5 м.

Перевіримо

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація