Файл: Шифр группы) (подпись) (Ф. И. О.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.12.2023

Просмотров: 21

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Выполнил: студент гр. ГНГ-22 Подопригорова А.А.

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

Оценка:

Дата:

Проверил

руководитель работы: доцент Мацкевич Е.Е.

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2022


  1. Колеса радиуса R вращается с угловым ускорением  . Найти для точек на ободе колеса к концу n-ой секунды после начала движения: угловую и линейную скорости, тангенциальное, нормальное и полное ускорения, угол, составляемый вектором полного ускорения с радиусом колеса.


Дано:

R=16 см = 0,16м

=3 рад/с2

t=2 с




Решение:

;

, так как колесо начинает движение из состояния покоя - => ;

;


;

и з рисунка видно, что угол образованный вектором полного ускорения колеса и его радиусом, равен углу между вектором полного ускорения и вектором нормального ускорения, значит, его можно найти из треугольника ускорений:



Ответ: 6 рад/с; 5,76 м/с2; 0,48 рад/с2; 5,78 м/с2;

0,96м/с; 5 .

  1. Зависимость пройденного телом пути от времени дается уравнением: , где A, B, C - некоторые постоянные. Найти зависимость скорости и ускорения от времени; расстояние, пройденное телом, скорость и ускорение тела через время t после начала движения.


Дано:

А = 4

В = 1

С = 1

t = 2c




Решение:







Ответ: ; .

  1. Груз массой m, привязанный к резиновому шнуру длиной , отклоняют на угол 90 градусов и отпускают. Найти длину резинового шнура в момент прохождения грузом положения равновесия. Жесткость шнура k.


Дано: кг





K = 800


Решение:

В процессе движения на шарик действует сила тяжести, которая является консервативной и сила упругости. Рассмотрим работу силы упругости на всей траектории движения шарика: во время движения по дуге окружности вектор силы, направленный к центру окружности (против направления деформации), перпендикулярен вектору скорости, который направлен по касательной к окружности, значит, работа силы упругости на этом промежутке равна нулю.

Однако по условию шнур растягивается, следовательно, будет происходить перемещение по вертикали на некую величину , модуль работы силы упругости станет равен: .



Тогда запишем закон сохранения механической энергии с учётом работы неконсервативных сил:



В момент прохождения шариком положения равновесия на него действует сила тяжести и сила упругости, центростремительное ускорение направлено к центру. Запишем второй закон Ньютона:



Мы имеем систему двух уравнений с двумя неизвестными, так как . Решим её:

















Ответ: 9,4 см.

  1. Карандаш длины l, поставленный вертикально, падает на стол. Какую угловую и линейную скорости будет иметь середина и верхний конец карандаша в момент падения?


Дано:






Решение:

Центр тяжести карандаша находится на высоте => .


, так как карандаш вращается вокруг неподвижной оси, момент инерции найдём по теореме Штейнера:

где момент инерции стержня: , =>

По закону сохранения механической энергии:

=> так как .

Отсюда:

Угловая скорость по определению есть: , в обоих случаях точки на карандаше проходят одинаковый угол ( ) за одинаковое время ( ), значит:

, соответственно .

Ответ: .

  1. Через блок, имеющий форму диска, перекинут шнур. К концам шнура привязали грузы массой m1 и m2 (m1 > m2). Масса блока m. Найти ускорение грузов .


Дано:

m1=5кг

m2=3кг

m=4кг


Р ешение:

Момент инерции диска:



Двигаться диск с угловым ускорением заставляют моменты сил натяжения нити:





Запишем 2-ой закон Ньютона для каждого из грузов и выразим :









Подставим полученное выражение в уравнение для момента инерции диска:









Ответ: .

  1. На краю платформы массы M, имеющей форму диска, вращающейся вокруг вертикальной оси с частотой 1 , стоит человек массой m. Когда человек перешел в центр платформы, она стала вращаться с частотой 2 . Момент инерции человека рассчитывается как момент инерции материальной точки.


Дано:

M=140кг

m = 55кг




Решение:

Запишем закон сохранения момента импульса,









Ответ:

  1. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Воздух при давлении p1 и температуре T1 занимает объем V1. После изотермического расширения воздух занял объем V2, после адиабатического расширения объем возрос до V3. Найти: параметры пересечения изотерм и адиабат; работу, совершаемую на каждом участке цикла; полную работу за цикл; КПД цикла; количество теплоты, полученное в цикле от нагревателя, и количество теплоты, отданное холодильнику.