39

МОСКОВСКИЙ

АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МАДИ)

Кафедра физики

Утверждаю

Зав. кафедрой

А.Ф. Смык

"____" 2013 г.

М. Я. Юшина, Т.А. Тимофеева, Г.К. Ипполитова, Е. А. Гусева

Cиловые поля. Колебания.

Часть 2 Методические указания для самостоятельной работы студентов-бакалавров по физике

МОСКВА 2013

Данные методические указания включают в себя 25 вариантов. Каждый вариант содержит 10 практических задач. Представленные задачи относятся к разделам физики: «Силовые поля» и «Колебания». Задачи с 1-й по 5-ю относятся к разделу «Силовые поля»; задачи с 5-й по 10-ю соответствуют теме «Колебания». Самостоятельная работа с представленными вариантами позволит студентам овладеть навыками решения задач по указанным выше темам. Настоящие задачи полностью соответствуют учебному плану по физике для подготовки студентов, получающих степень бакалавра.

Указания предназначены для преподавателей и студентов-бакалавров.

© Московский автомобильно-дорожный

государственный технический университет (МАДИ), 2013

Вариант 1

1. Электрическое поле создается двумя разноименными точечными покоящимися зарядами q₁=-2 мКл и q₂=8 мКл, находящимися на расстоянии 10 см. Найти расстояние от первого заряда до той точки, где напряженность результирующего поля равна нулю.

2. Бесконечная плоскость равномерно заряжена с поверхностной плотностью заряда 8 мкКл/м². Найти поток вектора напряженности электростатического поля Е через площадь квадрата со стороной 15 см, расположенного на некотором расстоянии от плоскости, параллельно ее поверхности.

3. Два круговых витка радиусами 2 см расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, так что центры их совпадают. Токи, текущие по виткам одинаковы и равны 5 А. Найти индукцию магнитного поля в центре этих витков.

4. Плоскость проволочной рамки площадью 1,5 м², перпендикулярна однородному магнитному полю, которое меняется каждые 3 с на 20 Тл. Определить величину ЭДС индукции в рамке.

5. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, влетает в область однородного магнитного поля с индукцией 0,8 Тл перпендикулярно линиям индукции В. Найти кинетическую энергию электрона и радиус кривизны его траектории.

6. Какую долю периода точка, совершающая гармонические колебания, находится на расстоянии равном или большем половины максимального отклонения от положения равновесия?

7. В колебательном контуре, состоящем из емкости С=4мкФ и индуктивности L=0,25 Гн происходят электромагнитные колебания, причем максимальный заряд на конденсаторе равен 10^-5 Кл. Определить величину изменения магнитного потока через катушку индуктивности за время, равное четверти периода с начала разрядки конденсатора.

8. В результате сложения двух коллинеарных колебаний с одинаковыми амплитудами и частотами получилось колебание с той же самой амплитудой. Определить разность фаз между исходными колебаниями.

9. Логарифмический декремент затухания колебаний маятника равен 0,01. Определить, за какое число полных колебаний маятника его амплитуда уменьшается в 3 раза.

10. Гиря массой 0,5 кг, подвешенная на пружине жесткостью к=50 Н/м, совершает колебания в вязкой среде с коэффициентом сопротивления r = 0,5 кг/с. На верхний конец пружины действует вынуждающая сила, изменяющаяся по закону Н. Определить для данной колебательной системы резонансную амплитуду, статическое смещение маятника, добротность.