Учебное пособие 635

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра физики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к контрольной работе №1 по физике для студентов направления

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» профиль «Электропривод и автоматика» заочной формы обучения

A 1 C

n 2

R1 D 1 B

Воронеж 2015

Составители: канд. физ.-мат. наук А.Г. Москаленко, канд. техн. наук М.Н. Гаршина, канд. физ.-мат. наук Е.П. Татьянина, канд. физ.-мат. наук Н.В. Матовых, канд. физ.- мат. наук Т.Л. Тураева

УДК 531 (07)

Методические указания к контрольной работе № 1 по физике для студентов направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» профиль «Электропривод и автоматика» заочной формы обучения / ФГБОУ ВПО “Воронежcкий государственный технический университет”; сост. А.Г. Москаленко, М.Н. Гаршина, Е.П. Татьянина, Н.В. Матовых, Т.Л. Тураева. Воронеж, 2015. 53 с.

Методические указания содержат основные формулы, примеры решения задач, таблицы вариантов контрольных заданий по разделам: «Механика» и «Молекулярная физика и термодинамика».

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле kr1_phys.pdf.

Табл. 1. Библиогр.: 8 назв.

Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. А.Ф. Татаренков

Ответственный за выпуск зав. кафедрой канд. физ.- мат. наук, проф. Т.Л. Тураева

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015

2

1.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

ИВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Контрольную работу необходимо выполнять чернилами в ученической тетради, на обложке которой привести сведения по следующему образцу (разборчиво!):

Контрольная работа №1 по физике студента ФЗО, группы ЭЭТ-152 Шифр 251021

Иванова И.И.

2.Номера задач, которые студент должен включить в свою контрольную работу, определяются по таблице вариантов в соответствии с последним номером зачётной книжки (шифром).

3.Условия задач, с указанием номера, соответствующего таблице варианта, в контрольной работе надо переписывать полностью без сокращений.

4.Решение задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями. В тех случаях, когда это необходимо, выполняется пояснительный рисунок.

5.Решать задачу надо в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условиях задачи.

6.Все вычисления следует проводить в единицах СИ с соблюдением правил приближённых вычислений.

7.Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить её на повторную рецензию, включив в неё те задачи, решение которых оказалось неверным.

8.Выполненную контрольную работу необходимо зарегистрировать у методиста ФЗО и сдать на кафедру физики (Московский пр-т 14, ауд.204/1) вместе с карточкой рецензента на проверку не позднее, чем за две недели до начала сессии.

2.МЕХАНИКА

2.1.Основные законы и формулы

1.Скорость движения материальной точки

где x, y, z – координаты точки, r – радиус–вектор.

Модуль скорости dS , где S – путь пройденный dt

точкой.

2. Ускорение движения материальной точки

Нормальная и тангенциальная составляющие ускорения

Модуль полного ускорения

a an2 a2 .

3. Путь, пройденный материальной точкой,

t2

S dt .

t1

4. Угловая скорость и угловое ускорение вращательного движения твердого тела

5. Связь между линейными и угловыми величинами при вращении тела

6. Основное уравнение динамики материальной точки и поступательного движения твердого тела

2

9. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела

M dL, Mz I z , dt

где I – момент инерции тела, L=I – момент импульса, M – момент внешних сил.

10. Момент инерции твердого тела

I r2dm.

Теорема Штейнера

I I0 ma2 ,

где I – момент инерции тела относительно произвольной оси, Io– момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр инерции тела параллельно заданной оси, a – расстояние между осями.

11. Кинетическая энергия и работа внешних сил при вращении твердого тела вокруг неподвижной оси

3

Umgh.

13.Закон сохранения механической энергии для замкнутой и консервативной системы

ET U const.

14.Аналогия между формулами поступательного и вращательного движения

2.2. Примеры решения задач

Пример 1. Движение частицы в плоскости ХУ описывается кинематическими уравнениями: x At; y At(1 Bt), где А и В – константы. Определить: 1) уравнение траектории y f (x); 2) векторы скорости, ускорения и их

численные значения; 3) вектор средней скорости за первые секунд движения и его модуль.

Решение

1) Для нахождения уравнения траектории движения

Модуль вектора скорости равен

x2 y2 A2(1 2Bt 2B2t2 ) .

5

Вектор ускорения представляет собой первую производную от вектора скорости

Знак «-» в полученном выражении свидетельствует о том, что ускорение направлено в сторону, противоположную оси Oy.

Модуль ускорения равен

aax2 ay2 2AB .

3)Вектор средней скорости определяется выражением

Пример 2. Камень брошен с вышки в горизонтальном направлении со скоростью υ =30м/c. Определить скорость, тангенциальное и нормальное ускорение камня в конце третьей секунды после начала движения.

Решение

Движение горизонтально брошенного тела под действием силы тяжести состоит из равномерного движения в горизонтальном направлении со скоростью υx и свободного

6

вращения оказалась равной n 6обc. Определить угловое ускорение маховика и продолжительность t торможения, если за время равнозамедленного движения маховик сделал

N 50 об .

N

Подставив числовые значения в выражение (4), найдём

4,02 радс2 .

Угловое ускорение получилось отрицательным, так как маховик вращался замедленно. Продолжительность торможения определяем из уравнения (1):

t 0 .

С учетом (4) окончательно получим