3.2. Розрахункові задачі

1 Тіло масою m=3кг падає з деякої висоти, маючи початкову швидкість , спрямовану вертикально вниз. Обчислити роботу А проти сил опору, здійснену на протязі t=10c,якщо відомо, що вкінці цього проміжку тіло мало швидкості =50м/с.

2 Куля масою М висить на нитці довжиною L.В кулю попадає куля масою m та застрягла в неї. З якою мінімальною швидкістю V, повинна летіти куля, щоб влучивши в кулю зуміла зробити повний оборот у вертикальній площині.

3 Тіло кинуте вертикально догори, упало назад через 6с після кидання. Визначити кінетичну енергію тіла в момент удару о Землю, якщо його вага 490г. Опором повітря нехтувати.

4 Швидкість тіла перед абсолютно пружним ударом з нерухомим тілом дорівнювала =3м/c, після удару стала рівною u1=2м/c. Визначити швидкість другого тіла після удару.

5 Дві кулі масами m1=1кг та m2=2кг рухаються поступово вздовж горизонтальної прямої в одному напрямку зі швидкостями =7м/c і =1м/c. Визначити швидкості куль після абсолютно пружного удару.

3.3. Тренувальний тест

1. Спортсмен спускається на човні гірською річкою.

А. Кінетична енергія спортсмена залежить тільки від його маси.

Б . Кінетична енергія спортсмена залежить тільки від швидкості руху,

В. Повна механічна енергія спортсмена під час спуску не змінюється.

Г. Упродовж спуску потенціальна енергія спортсмена не змінюється.

2. Дівчинка гойдається на гойдалці. Опором руху можна знехтувати.

А. Під час руху дівчинки вгору потенціальна енергія переходить у кінетичну енергію.

Б. У верхній точці траєкторії кінетична енергія дівчинки є максимальною.

В. У нижній точці траєкторії потенціальна енергія дівчинки є максимальною.

Г. Під час гойдання повна механічна енергія дівчинки не змінюється.

3. Земля рухається навколо Сонця траєкторією, близькою до кола.

А. Сила притягання Сонця виконує позитивну роботу.

Б. Імпульс Землі спрямований до центра кола.

В. Кінетична енергія Землі залишається постійною.

Г. Під час руху Землі навколо Сонця кінетична енергія Землі переходить у потенційну енергію.

4. Дві кулі масами 2 і 3 кг рухаються в горизонтальній площині під прямим кутом одна до одної зі швидкостями, що відповідно дорівнюють 6 і 4 м/с.

А. Кінетичні енергії обох куль однакові.

Б. Імпульс першої кулі за модулем менший за імпульс другої кулі.

В. Модуль суми імпульсів куль менший за 24 кг · м/с.

Г. Сума кінетичних енергій куль менша за 50 Дж.

5. Одним з видів легкої атлетики є стрибки із жердиною.

А. Під час підйому спортсмена потенціальна енергія переходить у кінетичну енергію.

Б. У точці найвищого підйому спортсмен має мінімальну потенційну енергію,

В. У момент приземлення спортсмена його кінетична енергія є мінімальною.

Г. Якщо не враховувати опору руху, під час стрибка виконується закон збереження механічної енергії.

Таблиця відповідей

Завдання	1	2	3	4	5
Відповідь	В	Г	В	Г	Г

5. Підведення підсумків Питання для самоконтролю

1 Яка система називається замкненою?

2 Сформулюйте закон збереження імпульсу системи тіл.

3 Що називають роботою сили за даним переміщенням?

4 Що таке потужність?

5 Назвіть одиниці виміру роботи та потужності.

6 Дайте означення потенціальної енергії.

7 Який зв’язок існує між роботою зовнішніх сил і зміною потенціальної енергії?

8 Дайте означення кінетичної енергії тіла та системи тіл.

9 Сформулюйте закон збереження механічної енергії.

Література

1. Фізика. 10 клас. Академічний рівень: Підручник для загальноосвіт. навч. закладів/В.Г. Бар’яхтар, Ф.Я. Божинова. – Х.: Видавництво «Ранок», 2010, с. 189-192.

Розділ 2 Молекулярна фізика і термодинаміка

Практичне заняття № 3

Тема: Властивості газів, рідин і твердих тіл

Мета: сформувати навички застосовувати рівняння стану ідеального газу для обчислення мікро- і макропараметрів, ідентифікувати графіки ізопроцесів, визначати молекулярний тиск і поверхневий натяг, висоту підняття рідини в капілярній трубці, пояснювати структуру твердого тіла та визначати його характеристики, розв’язувати задачі, використовуючи основні закони і рівняння МКТ.

План

1. Короткі теоретичні відомості.

2. Алгоритм розв’язування задач. Приклади задач.

3. Самостійне розв’язування задач студентами.

4. Підведення підсумків.

1. Короткі теоретичні відомості

Теоретичним підґрунтям молекулярної фізики є молекулярно-кінетична теорія речовини, суть якої зводиться до основних положень:

1. Усі тіла складаються з молекул, які у свою чергу, складаються з атомів.

2. Молекули перебувають у безперервному хаотичному русі.

3. Молекули взаємодіють між собою.

• Рівняння стану ідеального газу:

• Тиск ідеального газу де n - концентрація молекул.

• Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії:

• Швидкість молекули: а) середня квадратична

• б) середня арифметична

В ізопроцесах, один з параметрів залишається незмінним. Закон ізопроцесів можна одержати, проаналізувавши рівняння стану ідеального газу:

1. Закон Бойля-Маріотта (Т = const) pV = const

2. Закон Гей-Люссака (р = const)

3. Закон Шарля (V = const)

• Сила поверхневого натягу

де  - коефіцієнт поверхневого натягу рідини.

• Тиск, створюваний силами поверхневого натягу над викривленою поверхнею рідини, .

• Висота підняття рідини в капілярі визначається .

• Закону Гука , де - відносне видовження.

• Відносне видовження тіла зростає приблизно пропорційно температурі:

, де  - коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла.