Кинематика Механические передачи Молекулярная физика и термодинамика Ядерная физика

Лабораторная работа по физике. Практические занятия

Билет 50 №4 Идеальный газ в количестве 2 моль совершает процесс на рис. P1= 300 кПа V1= 10 л

P2= 200 кПа V2= 30 л Найти max температуру

Решение:

 - уравнение прямой проходящей через две точки

найдём max функции

 

теперь в эти формулы нужно подставить числа чтобы определить V0 P0

 получим 360 k

Билет 51 №4 По двум 2-м параллельным проводникам в противоположном направлении идут токи...

Решение:

Пусть по первому проводнику ток идёт от нас, а по второму на нас, тогда

H =  

I2∙x2 = I1∙(d0 - x)2  

x = = 3 см Hmin = = 32 А/м

Билет 52 №4 Вдоль прямолинейной тонкой полосы шириной b = 4 см

Решение:

Выделим элемент шириной dx1 на расстоянии x1 от края. Через этот элемент течёт ток

dI =  Индукция магнитного поля dB в т.А dB =

Интегрируем по всей ширине B =

При x = b B = Тл

Билет 53 №4 Физический маятник представляет собой тонкий однородный стержень l = 1,2 м. При каком a период стержня минимален.

Решение:

T =  I = I0 + ma2 =  T =   Находим экстремум

 a2  l2/12 = 0 a =  a = 1.2/3.5 = 0.32 м

Находим минимальный период  T = c

Билет 54 №4 По проволочному кольцу идёт ток I = 5.2 А точка А находится на расстоянии d0 = 4 см при каком R H наибольшая ?

Решение:

По закону Био-Савара Лапласа  sinα = 1 dHx = dH∙cosβ = dH∙sinφ =   H = Hx =  Находим максимальную H

 R2+x2 ≠ 0 2R2+2x2  3R2 = 0 R =

в случае когда x = d0 R =  H min =  А/м

Билет 55 №4 Лодка массой 150 кг стоит на некотором расстоянии …

Решение:

Расстояние S до берега S =

Скорость лодки :

υ =   - скорость каната υ =  l = l 0=15 м - длина каната

Работа лебёдки равна кинетической энергии лодки

А = E k =  = 35,5 дж

Билет 56 №4 Тонкий проводящий стержень длинной l = 0.2 м подвешен на двух нитях длиною L = = 1.2 м Найдите наиб. ЭДС индукции при его движении 

Решение:

ε = Bυlsinφ   

 ε =  находим наиб. ε

2sin2α = cos2α sinα = 1/3 sinα =  cosα =

εmax = = 1.2 в

Билет 57 №4 Найдите массу водяного пара заключённого в столбе атмосферного воздуха S = 1м2 и высотой h0 = 4.15 км

 Решение:

PV =  → m =  В столбе высотой dh содержится масса dm

dm = ρ(h)dV =  где p(h) = P0 dm =  Интегрируем по высоте

m = =  в данную формулу подставить исходные данные

Билет 59 №4 Тонкий стержень согнут в форме дуги полуокружности радиуса R = 0.1 м и заряжен с линейной плотностью τ = 20 нКл/м

 Решение:

dq = τdl =τRdφ υ = ωr = ωRsinφ 

dF = dqυB = τR2ωsinφdφ  F =

F = 2∙2∙10-8∙10-2∙20π = 2.5*10 – 8 Н

Задача 3

 Расстояние α от щели до экрана в опыте Юнга равно 1м. Определите расстояние между щелями, если на отрезке длиной L = 1м, укладывается 10 темных интерференционных полос λ=0,7 мкм.

 

Задача 4

 Между двумя плоскопаралл. пластинами на расст. 10 см от граница их соприкосновения находится проволока диаметром d =0,01 мм; образует воздушный клин.

Пластина освещ. нормально монохроматич. светом λ = 600 нм. Определить ширину световых интерференц. полос в отраженном свете.

 

Задача 5

На дифракцион. решетку, содержащую 600 штрихов на 1 мм, падает нормально белый свет (400< λ < 780) нм. Спектр проецируется линзой на экран. Определить длину спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана 1,2 м.

 

Задача 6

При прохождении света через трубку длиной L1 = 20см , содержащей раствор сахара концентрацией С1 = 10 % , плоскость поляризации света повернулась на угол φ1=13,3º.

В другой раствор сахара, налитого в трубку длиной L2=15 см ,плоскость поляризации повернулась на φ2=13,3º. Определить С2- ?

 

Задача 7

Средняя энергия светимости поверхн. среды Земли ξ0=0,54 Дж/см2 . Какова должна быть температута поверхности Земли, если условно считать, что она излучает как серое тело с коэффиц. поглощения а=0,25.

 

 

Задача 8

На металлическую пластину направлен монохр. пучок света с частотой света ν = 7,8*1014 Гц. Красная граница фотоэффекта для данного материала λпр=560нм. Определите max скорость электронов.

Один моль идеального двухатомного газа совершает тепловой процесс

 Cm = CmV + a*T2 

Задача

Для цикла Карно, состоящего из двух изотерм и двух адиабат, это означает, что возрастание эффективного фазового объема при получении рабочим телом (идеальным газом) тепла от нагревателя должно равняться уменьшению эффективного объема при передаче тепла холодильнику. Покажем, что это действительно так.

Прирост эффективного фазового объема при изотермическом (Т = Тн) расширении газа dWн = dDрн, где dVн – увеличение объема при расширении, Dрн – произведение стандартов проекций импульсов, сохраняющихся в этом процессе и пропорциональных корню квадратному из температуры. Таким образом, прирост эффективного фазового объема при изотермическом расширении

 dWн = Const*( Vн2 - Vн1 )Тнi/2.= Const*Vн1(Vн2/Vн1 -1)Тнi/2.

Аналогично для изотермического сжатия

dWх = -Const*(Vх3 - Vх4 )Тхi/2 = -Const* Vх4(Vх3/Vх4- 1)Тхi/2,

где знак минус означает уменьшение объема.

Осталось убедиться, что по модулю изменения объемов равны, так как газ должен вернуться в первоначальное состояние. Для этого вспомним полученное при рассмотрении цикла Карно соотношение Vн2/Vн1 = Vх3/Vх4 а также выражение для адиабаты через число степеней свободы молекулы газа VТi/2 = Const. Поскольку 1-я и 4-я точки на диаграмме цикла Карно в координатах давление-объем связаны адиабатой, то Vн1Тнi/2 = Vх4Тхi/2. Если учесть эти уравнения, то очевидно равенство (по модулю) изменений эффективных фазовых объемов в цикле Карно, то есть dWн = - dWх, что и требовалось показать. Таким образом, рабочее тело (идеальный газ) при завершении цикла Карно возвращается к первоначальному эффективному фазовому объему, характеризующему хаотичность состояния.

Обратимся к рассмотрению поведения эффективного объема при самопроизвольном выравнивании температур, вследствие теплообмена через теплопроводящую перегородку, двух идентичных количеств газа, отличающихся только температурами, причем Т1 > Т2. Мы знаем из термодинамики, что этот процесс необратим и энтропия должна возрасти.

Энтропия, как аддитивная величина, для первоначального (с разными температурами) состояния находится как сумма энтропий этих газов S(1) = S1(1) + S2(1) = Const{SDqi1Dpi1 + SDqi2Dpi2}= Const{SDqi [Dpi1(1)+ Dpi2(1)]},

так как объемы газов одинаковые и одинаков разброс по координатам.


Деление кристаллов на диэлектрики, металлы и полупроводники