Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

1476

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2021

Размер:

1.19 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1312 13 > Следующая >>>

~e – антинейтрино электронное;

– нейтрино мюонное.

Предполагая, что образовавшийся электрон тоже покоится, определите энергию и импульс нейтрино. Масса мюона равна mμ = 207 me.

Решение.

Так как первоначально мюон покоился, то его импульс равен нулю. Следовательно, в соответствии с законом сохранения импульса сумма импульсов электрона и двух нейтрино также равна нулю:

Pe P~e P 0,

где Pe - импульс электрона;

P~e - импульс антинейтрино электронного;

P - импульс нейтрино мюонного.

По условию задачи электрон покоится, значит,

Pe = 0.

Тогда

P~e

P ;

Р~e

P .

(146)

Из закона сохранения энергии следует, что

m c2

mec2 E~e

E .

(147)

Так как нейтрино – безмассовая частица, то соотношение между энергией и импульсом такой частицы имеет вид

E~e

P~e c;

(148)

P c .

(149)

Из соотношений (146) – (149) имеем

E~e

me c2

;

P~e

me c

;

Е~e Е

207 1 9,1 10 31

3 108 2

8,4 10 12 Дж 53МэВ;

P~e

207 1 9,1 10

31 3 108

кг м

;

2,8 10

Ответ: Е~e Е

53МэВ;

P~e

2,8 1020

кг м

110

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ ПО ТЕМЕ «МЕХАНИКА»

Задача 1-1

Автомобиль, имевший начальную скорость 0, разгоняется с ускорением а до скорости на пути l. Определите величину, обозначенную «звездочкой». Сколько времени длился разгон? Чему равна средняя скорость при разгоне? Напишите уравнение зависимости перемещения автомобиля от времени. Постройте графики зависимости скорости и пути, пройденного автомобилем, от времени.

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
вариан-
та
l, м	60	50	40	*	50	80	40	*	100	100	30	*
0, м/с	10	5,0	*	5,0	8,0	10	*	10	15	15	*	20
, км/ч	12	*	144	72	54	*	72	144	108	*	54	108
а, м/с2	*	4,0	2,0	3,0	*	3,0	3,0	4,5	*	2,5	2,0	5,0

Задача 1-2

Фреза крепится к шкиву диаметром d, который приводится во вращение с угловой скоростью посредством ременной передачи от шкива диаметром D, насаженного на вал электродвигателя. Электродвигатель делает n оборотов в минуту. Если уменьшить напряжение, подаваемое на электродвигатель, то он снижает частоту вращения до n об/мин за время t с угловым ускорением . Определите величины, обозначенные «звездочкой». Каковы первоначально линейная скорость и центростремительное ускорение зубцов фрезы, если ее диаметр 300 мм? Сколько оборотов совершит электродвигатель за время торможения?

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
d, мм	*	150	50	40	*	80	50	60	*	100	40	60
, рад/с	450	*	500	400	600	*	350	400	800	*	750	450
D, мм	100	50	*	20	150	40	*	30	200	50	*	40
n, 102	15	20	25	*	20	25	15	*	25	15	20	*
об/мин
n , 102	8,0	9,0	*	45	16	*	1,2	35	*	12	7,0	*
об/мин
t, с	4,0	*	0,5	2,5	*	0,8	3,5	*	1,2	0,6	*	1,5
, рад/с2	*	350	400	*	280	150	*	250	120	*	60	180
					111

Задача 1-3

На горизонтальном участке дороги автомобиль массой m, двигавшийся со скоростью 0, тормозит, пройдя до остановки путь S за время t. Вычислите величины, обозначенные «звездочкой». Определите ускорение автомобиля при торможении, его начальную кинетическую энергию, работу силы трения за вторую половину времени торможения. Коэффициент трения при торможении равен .

№	1	2	3	4	5	6
варианта
m, кг	1700	2500	3200	4300	4600	7100
0, км/ч	36	*	*	72	36	*
S, м	*	80	*	100	*	70
t, с	*	*	6,0	*	5,0	4,0
	0,40	0,30	0,35	*	*	*

№	7	8	9	10	11	12
варианта
m, кг	3200	4300	4600	7100	1700	2500
0, км/ч	24	*	*	54	72	*
S, м	*	100	*	60	*	80
t, с	*	*	8,0	*	8,0	3,0
	0,25	0,40	0,30	*	*	*

Задача 1-4

Колесо в виде обода массой m и диаметром d с тонкими спицами, вращается вокруг оси ОО , перпендикулярной плоскости колеса (рис. 39). На расстоянии l от оси вращения закреплены два груза массой m . Момент инерции системы I. Колесо вращается, делая n оборотов в минуту, обладая кинетической энергией W. Если к ободу колеса приложить тормозную колодку, действующую на колесо с силой F, то оно останавливается через время t, замедляя свое вращение с угловым ускорением . Определите величины, обозначенные

Рис. 39 «звездочкой».

112

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
вари-
анта
m, кг	3,2	7,4	5,6	4,8	6,2	*	8,4	3,2	5,8	6,4	7,6	*
d, м	0,48	0,62	0,54	0,60	*	0,54	0,84	0,62	0,39	0,50	*	0,66
l, см	22	15	11	*	0,15	19	41	25	11	*	29	25
m , кг	0,50	0,80	*	0,40	0,30	0,40	0,60	0,50	*	0,80	0,70	0,60
I, кг м2	*	*	*	*	*	*	*	*	*	*	*	*
n,	60	*	120	150	180	120	150	*	120	180	60	150
об/мин
W, Дж	*	15	33	59	145	44	*	29	18	77	21	120
F, Н	3,5	*	*	4,5	*	*	2,8	*	*	3,7	*	*
t, с	*	3,4	*	*	4,0	*	*	2,5	*	*	1,8	*
,	*	*	2,8	*	*	3,8	*	*	2,2	*	*	3,2
рад/с2

Задача 1-5

Насос представляет собой расположенный горизонтально цилиндр с поршнем диаметром D и выходным отверстием d на оси цилиндра. Под действием силы F поршень равномерно перемещается. Скорость истечения струи жидкости из насоса составляет , за время t вытекает жидкость массой m. Плотность жидкости . Определите величины, обозначенные «звездочкой».

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
варианта
D, см	15	20	5,0	5,0	20	15	10	15	15	20	5	15
d, мм	6,0	7,0	*	4,0	6,0	5,0	*	5,0	6,0	7,0	*	6,0
, г/см3	0,80	*	0,90	1,0	0,90	*	0,90	0,80	1,0	*	0,83	1,0
, м/с	*	1,0	3,0	2,0	*	3,0	2,0	1,0	*	4,0	2,0	3,0
F, Н	28	16	7,94	*	230	64	14,1	*	79	220	3,2	*
t, с	*	2,5	*	1,8	*	3,2	*	3,5	*	2,2	*	4,0
m, г	52	*	78	*	64	*	46	*	44	*	38	*

113

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

«МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА»

Задача 2-1

В сосуде кубической формы (сторона куба а) содержится газ, концентрация молекул которого n, а их средняя квадратичная скорость кв. Сила давления газа на стенку сосуда равна F. Определите величину, обозначенную «звездочкой». Во сколько раз изменится средняя квадратичная скорость движения молекул газа, сила давления газа на стенку баллона, средняя длина свободного пробега молекулы, число ударов молекул о стенку сосуда за единицу времени при повышении температуры газа в раз?

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
варианта
Газ	Н2	Не	N2	O2	CO2	Ne	H2	He	N2	O2	CO2	Ne
а, м	*	1,0	0,90	0,80	*	0,70	0,60	0,50	*	0,40	0,30	0,10
n,1026м-3	0,25	*	0,30	0,40	0,50	*	0,60	0,70	0,80	*	0,90	1,0
кв,102м/с	9,0	13	*	4,8	4,0	6,0	*	15	5,0	6,0	*	8,0
F, кН	11	42	23	*	12	14	48	*	6,4	13	26	*
	2	3	4	5	3	4	5	2	4	5	2	3

Задача 2-2

Плотность смеси двух газов, содержащей m1 г «первого» газа и m2 г «второго» газа, при температуре t и общем давлении р составляет. Определите величину, обозначенную «звездочкой», и парциальные давления газов.

№ варианта	1	2	3	4	5	6
1-й газ	Н2	Не	N2	O2	*	Ar
m1, г	2,0	4,0	7,0	*	20	20
2-й газ	СО	СО2	*	NH3	CFCl3	CFCl2
m2, г	14	*	21	17	13,6	40,4
t, С	*	-23	-13	-3	27	17
Р, кПа	100	120	140	150	160	*
, кг/м3	0,51	0,69	2,4	1,11	1,96	5,01

114

№ варианта	7	8	9	10	11	12
1-й газ	Ar	Ne	O2	N2	*	Н2
m1, г	10	10	8,0	*	2,0	4,0
2-й газ	CH4	C2H6	*	SO2	C2H2	CCl4
m2, г	16	*	8,0	32	13	15,2
t, С	*	7	0	37	47	57
Р, кПа	170	200	220	240	260	*
, кг/м3	1,6	2,1	0,70	4,28	1,46	0,93

Задача 2-3

Температура нагревателя идеальной тепловой машины t1, а холодильника t2. Количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за 1 с, равно Q1, количество теплоты, отдаваемое холодильнику за 1 с, Q2. КПД и мощность машины равны соответственно и N. Определите величины, обозначенные «звездочкой».

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
варианта
t1, С	300	400	*	350	250	150	*	*	180	190	*	220
t2, С	20	*	40	*	17	*	30	27	25	*	35	*
Q1, кДж	5,0	10	15	20	*	*	*	17	*	*	*	10
Q2, кДж	*	*	*	12	20	2,0	5,0	10	*	*	*	*
, %	*	30	35	*	*	20	30	*	*	30	25	*
N, кВт	*	*	*	*	*	*	*	*	5,0	2,0	1,5	3,0

Задача 2-4

Один моль газа при температуре t имеет давление р и объем V. Критическая температура, критическое давление и постоянные Ван- дер-Ваальса равны соответственно Ткр, ркр, а, в. Определите величины, обозначенные «звездочкой».

№ варианта	1	2	3	4	5	6

t, С	0	*	15	*	18	*
р, кПа	*	120	*	310	*	180
V, л	21	25	19	20	23	22
Ткр, С	-147,1	-267,9	-118,8	*	*	*
ркр, МПа	*	0,2	*	1,3	4,8	*
а, Дж м3/моль	0,141	*	*	0,0245	*	0,95
в, 10-6м3/моль	*	*	31,8	*	32,3	67
		115

№ варианта	7	8	9	10	11	12
t, С	27	*	23	*	37	*
р, кПа	*	210	*	180	*	170
V, л	24	26	27	17	29	18
Ткр, С	235	31	288,6	*	*	*
ркр, МПа	*	7,3	*	22,11	4,64	*
а, Дж м3/моль	1,58	*	*	0,555	*	1,75
в, 10-6м3/моль	*	*	115	*	27,1	134

Задача 2-5

Вблизи стенки баллона градиент концентрации газа составляет

dn , ввиду чего возникает поток массы, плотность которого равна j. dx

Коэффициент диффузии газа D, молярная масса газа М. Определите величину, обозначенную «звездочкой». (Плотность потока массы численно равна единичной массе вещества, диффундирующего за единицу времени через площадку.)

		№		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	варианта
	dn		26 -4	*	2,0	2,5	3,0	*	4,0	3,5	2,0	*	5,5	6,0	1,5
		,10	м
		,10	м
	dx
J, мг/м2с				85,0	*	19,1	30,7	22,0	*	24,2	10,6	32,2	*	13,2	3,39
D,10-4м2/с				0,64	0,18	*	0,14	0,21	0,20	*	0,20	0,22	0,24	*	0,68
М, г/моль				2,0	32	16	*	18	15	32	*	44	32	2,0	*

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

«ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ»

Задача 3-1

Бесконечная диэлектрическая плоскость А1А2 (рис. 40) имеет поверхностную плотность заряда δ1, а шар из диэлектрика радиусом r имеет поверхностную плотность заряда δ2. Напряженность поля в точке С, находящейся на расстоянии l от центра О шара, равна Е. Определите величину, обозначенную «звездочкой». Чему бу-

Рис. 40

116

дет равно ускорение электрона в поле в точке С?

На сколько изменится энергия взаимодействия электрона и поля при его перемещении из точки С в точку С΄, находящуюся на расстоянии 2l от центра О шара? На сколько при этом изменится кинетическая энергия электрона?

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
варианта
δ1, нКл/м2	*	25	30	20	35	*	30	25	20	40	*	15
δ2, нКл/м2	25	*	20	50	20	35	*	40	35	10	15	*
r, см	10	15	*	5,0	10	5,0	5,0	*	15	20	10	5,0
l, см	30	45	60	*	40	20	10	5	*	3	40	30
Е, кН/Кл	1,2	1,5	1,7	1,3	*	2,8	1,8	1,4	1,1	*	2,5	0,85

Задача 3-2

Под действием электрического поля напряженностью Е электроны перемещаются в проводнике со скоростью υ. Удельное сопротивление проводника ρ, концентрация свободных электронов в нем n. Определите величину, обозначенную «звездочкой». Во сколько раз изменится плотность тока в проводнике, если разность потенциалов на концах проводника увеличить в α раз?

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
варианта
Е, мВ/м	8	*	27	78	7,4	*	20	110	61	*	39	62
υ, ×10-6 м/с	30	60	*	70	50	40	*	75	90	80	*	100
ρ, ×10-8	*	5,5	1,7	21	*	9,8	5,7	10	*	95,8	2,7	5,0
Ом·м
n, ×1029 м-3	0,60	0,63	0,84	*	0,58	0,84	0,64	*	0,37	0,40	0,82	*
α	1,5	2,0	2,5	3,0	2,0	2,5	3,0	1,5	2,5	3,0	2,0	2,5

Задача 3-3

При подключении к батарее гальванических элементов резистора сила тока в цепи I1, напряжение на резисторе U1, мощность тока в цепи Р1. При подключении к этой же батарее другого резистора сила тока в цепи I2, напряжение на резисторе U2, мощность тока Р2. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление батареи, а также сопротивление резисторов и величины, обозначенные «звездочкой».

№ варианта

117

I1,	А	*	3,0	1,0	1,0	2,0	*	*	1,0	*	2,0	2,0	3,0
U1,	В	2,5	*	2,5	*	3,0	6,0	3,0	*	5,5	*	10	6,0
Р1,	Вт	5,0	13,5	*	11	*	24	9,0	1,3	22	6,6	*	*
I2,	А	3,0	4,0	*	*	4,0	2,0	4,0	0,5	2,0	*	1,5	*
U2,	В	*	4,0	2,0	9,0	*	9,0	*	1,4	6,5	3,9	*	7,0
Р2,	Вт	4,5	*	4,0	27	4,0	*	8,0	*	*	3,9	15,8	14

				Задача 3-4
				По длинному проводнику пропущен ток
		(сила тока I). Частица массой m, имеющая заряд
		q, движется так, что в точке А, находящейся на
		расстоянии L от проводника, скорость частицы
		равна υ и направлена перпендикулярно провод-
		нику (рис. 41). Радиус кривизны траектории час-
		тицы в данной точке равен r. Определите вели-
Рис. 41		чину, обозначенную «звездочкой».

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

I, А	*	4,0	6,0	8,0	4,0	6,0	*	2,0	6,0	8,0	10	2,0
m, × 1,7·10-27 кг	2	*	1	4	5	3	1	*	5	3	1	4
q, × 1,6·10-19	1	2	*	2	1	2	1	2	*	2	1	2
Кл
L, мм	3,5	2,5	1,5	*	2,5	1,5	3,0	3,5	1,5	*	2,5	3,5
υ, км/с	18	14	12	22	*	20	12	24	18	16	*	20
r, м	3,34	0,70	0,16	0,88	0,27	*	0,24	4,45	1,2	0,48	0,11	*

Задача 3-5

Магнитная индукция однородного магнитного поля внутри цилиндра радиусом R линейно возрастает со временем: В = kt, где k – некоторый постоянный коэффициент. Магнитное поле направлено вдоль оси цилиндра, напряженность вихревого электрического поля на расстоянии L от нее составляет Е. Определите величину, обозначенную «звездочкой».

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
варианта
R, см	*	3,0	8,0	2,0	*	6,0	7,0	9,0	*	5,0	4,0	5,0
k, Тл/с	20	*	15	60	40	*	90	75	50	*	80	90

L, м	4,0	2,0	*	1,0	3,0	5,0	*	12	6,0	7,0	*	8,0
E, В/м	0,40	0,30	0,45	*	0,60	2,0	1,47	*	0,38	1,25	1,28	*

					118

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ ПО ТЕМЕ « КОЛЕБАНИЯ. ВОЛНЫ»

Задача 4-1

Груз массой m, прикрепленный к пружине жесткостью k, совершает колебания с частотой ν и амплитудой хм в горизонтальной плоскости. В начальный момент времени координата х равна хм/2, а в момент времени t фаза колебаний, проекция скорости и ускорения, кинетическая и потенциальная энергии груза, а также проекция силы, действующей на него, равны соответственно φt , υx , ax , Eк , Eр , Fx . Определите величины, обозначенные «звездочкой». Запишите уравнения зависимости х = хм cos(ωt + φ0) с конкретными значениями величин и постройте график этой зависимости. (Масса пружины во много раз меньше массы груза, сила трения отсутствует.)

№

варианта

m, г

100

200

k, Н/м

100

хм, см

1,0

0,5

ν, Гц

t, с

0,1

0,2

0,1

0,2

0,1

0,2

0,1

0,2

0,1

0,2

0,1

φt, рад

υx, м/с

ax, м/с2

Eк, мДж

1,8

Eр, мДж

1,25

2,3

Fx, Н

-2

-0,5

Задача 4-2

В идеальном колебательном контуре (емкость конденсатора С, индуктивность катушки L) происходят свободные электрические колебания с амплитудами силы тока Im, заряда qm, напряжения на конденсаторе Um. В рассматриваемый момент времени сила тока в контуре I, заряд конденсатора q, напряжение на нем U. Каковы значения величин, обозначенных «звездочкой»? Запишите уравнение зависимости заряда конденсатора от времени q(t), уравнение зависимости напряжения от времени U(t), силы тока в цепи от времени i(t) , ЭДС

119

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1312 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
07.01.20211.18 Mб121471.pdf
#
07.01.20211.19 Mб21472.pdf
#
07.01.20211.19 Mб31473.pdf
#
07.01.20211.19 Mб191474.pdf
#
07.01.20211.19 Mб71475.pdf
#
07.01.20211.19 Mб321476.pdf
#
07.01.20211.19 Mб121477.pdf
#
07.01.20211.19 Mб41478.pdf
#
07.01.20211.19 Mб31479.pdf
#
07.01.2021312.46 Кб3148.pdf
#
07.01.20211.19 Mб11480.pdf