Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Тарасов ЭУМК_Физика_бак_1_2 / 3 - практ_зан / практические занятия_1 сем.pdf
Скачиваний:
305
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
955.7 Кб
Скачать

Ответы

1

1.1. v =− v , v = v , v = 0.

1.2.а) Прямая линия, выходящая из начала координат; б) линия, все точки которой лежат на сфере радиуса r.

1.3.

а)

v = i +

j + k (м/с); б)

v

=

 

 

; в)

 

v = 1,57 м/с.

1.4.

Траектория – 1/4 окружности; 2v =

v

(i

+ j);

 

v

 

 

=

 

 

v

=0,902v .

 

 

 

 

 

π

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

1.5.

а)

v = ti +

j (м/с), a = i (м/с ); б) v =

+

 

t (м/с), a = 6 м/с .

1.6.

Траектория y = C (см. рис. 1), vx =B , vy = .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1

Рис. 2

 

Рис. 3

 

 

 

Траектория показана на рис. 2; vx

= B At , vy =

; ax = − A, ay =

; S =2xmax =

B

1.7.

 

.

A

1.8.

Траектория – парабола (см. рис. 3); vx =B At ,

vy =D , v =

(B

At ) +D2

, ax

2= − A,

ay = .

1.9.Траектория – окружность радиуса R: x + y =R , v =ωR, a =ω2R = vR .

1.10.

v =t

+

=

+ gh

, a =

 

t =

 

 

=

 

 

.

gh =

.

1.11.

t = v

+

 

v2

=

3,4 с

;

 

 

 

 

 

+

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

v

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g0

 

 

 

g

2,5 с

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

18,7 м

 

 

1.12.

t =

v

+

τ =

 

;

 

H = v

gτ

 

=

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

2

0,3 м с

 

 

 

2

g

 

 

 

8+τ )

 

0,45 м с

 

 

 

 

 

l

 

 

0

 

l(τ

 

 

 

 

 

τ1τ2

 

 

 

 

 

 

 

 

τ1τ2

 

 

 

 

1.13.

a =

 

 

 

=

 

 

 

2

; v

=

 

 

 

1

 

2

=

 

 

 

.

1.14.

1.15.

1.16.

1.17. 1.18. 1.

s = αt20

а) s = vb0 (1 ebt ); б) v = v0 ( −ebt ). v(x )= cx , v = 6 м/с при х = 3 м.

x = v0t ,

y =H

 

; y =H

 

v2 ;

 

 

=2,2 с; L = v0tп =

.

 

 

tп =

g

 

 

gt

 

gx

 

H

 

 

 

 

2

 

2gt0

 

 

 

 

x = v0

α t , y = v0 sinα t

 

2

.

 

 

 

 

38

2. y =−2v02gxcos2 α + x tgα.

3. tп =

v0 g

α

.

4.ρ= v0 g α .

1.19.L = c , α = 45°.

1.20.

x = v0

 

 

 

α t ,

 

y =H +v0 sinα t

gt

 

;

y =−

 

v2gx 2 α

+ x tgα +H ; L = v0

α tп , где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t =

v

 

 

 

 

α +

 

 

v2

2 α +

gh

.

2

 

 

2

0 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v1

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

gS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.21.

H =

 

S ,

h =

 

v

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v2

 

 

 

 

α

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.22.

R =

 

v

 

 

 

 

 

 

 

v 1

 

 

v

α2 =

 

 

 

; aτ g

α2

.

 

 

g1

 

 

α2 1

 

=5,9 м;

an = g

 

 

 

 

 

 

v

 

 

cos

 

1,6 об с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.23.

ν =

 

πνl

2

 

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

πl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ct1 = −

 

 

 

, ε(t1 )=

Ct1 = −

 

1.25.

ω0 = Bα

=

 

 

 

800 м,сω(t1 )= B+

 

 

 

.

1.24.

v =

 

 

2

 

 

=

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2.1.См. рис. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4

2.2.

F = mc j .

 

 

 

 

 

 

 

2.3.

F =mai +

mbt j , α = 0.

2.4.

F =mω a.

 

(

 

 

)

=158 Н.

 

 

 

m

v +

 

2.5.

N =mg +

gh

 

 

 

 

 

 

 

 

τ

 

 

2.6.

F = 8

mv

 

 

 

=9 103 Н.

d

 

 

 

2.7.

F = v Sρ=

 

 

 

.

 

 

 

2.8.

F = ρShg=

mg, где m – масса струи водопада.

39

2.9. m = g +Nv2l . 2.10. μ= 2ctgα.

2.11. а) a = mF =10 с2

2.12. T1 = m2F1 +m1F2 m1 +m2

, T =F =

; б) a = m +0m0 =0,9

с2

; T = m +0 m0 g=9 Н.

 

m g

 

 

m m

g=38 Н, T2 = m1F1 +m2F2 g=43 Н. m1 +m2

 

 

F

L l

+F l

 

 

 

2.13.

F =

 

1 (

L)

2

.

 

 

 

 

m +m +m

 

2.14.

F =T

 

1m1 +2m2

3

=90 Н.

 

2.15.

F1 =m(g a)=

 

, F2 =m(g +a)=

.

2.16.

F =m(g a)=

.

 

2.17.m = mm1 +1mm22 =99 кг.

2.18. См. рис. 5; α0 =

μ.

Рис. 5

2.19.a1 = g(sinα μ1 cosα)=4,3 с2 .

2.20. F = cosα +μsinα =3 102

Н.

 

μmg

 

2.21.В состоянии покоя Fтр =ct ; в состоянии скольжения Fтр = μmg.

2.22.

t = b(

cos

α +μ

sin

α)=167 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μmg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.24.

a =

2

sin

 

 

 

α g =

 

 

 

; T =

 

1 2 (

 

 

)=

 

 

.

 

v =

mg

 

 

 

2

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.23.

 

b

 

 

 

 

α .

 

 

 

 

8,0

2

 

 

 

 

 

m

+m

 

 

 

1,8

Н

 

 

 

2m +1m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m m

 

 

 

 

 

 

 

μ αс)

 

 

 

m m g

+

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m 1m (

 

2

α +

 

 

7,9

с2

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

m m g m1

+m2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2.25.

a =

2

2

1

 

 

sin

 

1

 

sin

2

 

g

=

 

 

 

; T =m

(ga)=

 

.

2.26.

T =

m11+

2

(

 

+

)=

25 Н

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

α

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

2.27. m = F ((sin α++μcosα)).

g α μ α

2.28. a = g cosα μsinα .

μ α +

α

2.29.Fmin = μm2 g 1 + m2 .

m1

2.30.

При t < t0 a1

=a2

=

 

bt

 

 

m1

+m2

 

 

max

 

6

 

 

 

 

 

2.31.

 

F

=

 

.

 

 

 

 

 

mg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; приt > t0

a = m

μg, a = bt

 

μm g

, где t

 

= μg

m2

(m1

+m2 )

.

0

2

2

0

 

1

1

2

 

 

 

 

1

 

 

 

m2

 

m

 

 

 

 

bm

2.32.

 

x =

F .

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

2.33.

 

l =

 

F

 

 

 

 

 

 

2 .

 

 

 

 

2.34.

k

min

=2km +m

μ g

.

 

 

 

 

(

1

2 )

v2

2.35.T = mm1 1+mm2 g2 =10,25 Н; a = mm12 +mm12 g =0,47 с2 .

 

 

 

( m m )

 

 

a

 

 

m m

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

1

 

m

1+

2

2

 

 

 

m

m

 

 

 

2.36.

=

4

1

2

= −

2

, T =

4

1

 

 

 

a

 

1+

2

g , a

 

 

 

 

m g.

2.37.a3 = g 1 4 m1m2 =0,6 с2 .

m1m2 +m1m3 +m2m3

2.38.a = ((mm12 +mm12 ))2 g =9,8 104 с2 .

2.39.1) a = , T =mg; 2) α =arctg ag , T =ma2 + g2 .

2.40. a1

= m1

+msin2

α .

 

mg

α

α

2.41.x (t )= mv0 1 eβt

βm

2.42.

x (t )= x0 exp

 

mt

 

+exp

 

 

 

 

 

β

 

 

 

 

mg

β

t

 

 

 

 

 

 

2.43.

v = β μα1 e

 

m

.

 

 

2.44.

T2 =T1e .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β

 

 

t

.

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

m m eπμ

1

2

 

1

2

2.45. a = m1

+m2eπμ

g при m

>m eπμ .

41

3

3.1.

v =

gR

=

.

3.2.T =2π Rg =5030 с.

3.3.T = Gπρ =6850 с.

3.4.T =2πGML .

3.5.

ν1 = π

 

 

=0,36 с1

; Fтр. покоя

 

R

 

 

 

2

 

 

μg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kl T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

R = kT

2

0

 

 

2

 

 

=

 

 

3.6.

 

 

 

 

m .

 

 

π m , ω

 

 

 

 

 

 

R

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3.7.

R =

 

 

 

 

4

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

π k

 

 

 

 

 

 

mω

0

 

 

 

 

3.8.

1. Tкр =1mg

 

 

α4, Tср =mg(

2.α1 = 60°.

3.tg αα12 = 2 ; α2 = 53°.

3.9.vmin = gl ; vmin = gl .

3.10.α = 54,7°.

3.11.ω= hg =3,2 с1 .

=μg4 =0,12 Н.

α).

3.12.ω= g h+a =3,4 с1 .

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

gR

 

 

 

 

gR

 

 

 

3.13.

v

 

=

 

μgR

=

, α = μ, α = 22°.

 

 

 

 

 

 

=16 м с; α0 =

μ= °; α1 =arctg v12 =15°.

3.14.

vmin =

μ

 

3.15.

α =arctg

 

 

g

=38°.

 

 

 

 

 

 

 

 

π ν r

 

 

3.16.H 2 R .

3.17. N1 = mg , N2 = N4 = mg , N3 = .

3.18.h = 3 R =20 см.

4

 

 

3

; б) I = ρ Vl2

 

3

 

4

 

 

3

4

+

2

 

4.1.

а) I =

ml

 

+

k

=

ml

 

 

k

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

k

4.2.

а) I = 12

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; б) не изменится; в) I =

 

12 sin2 θ.

 

 

ml

 

 

 

 

 

 

 

 

ml

 

 

 

42

4.3.I = ml12 + (m1 +4m2 )l .

4.4.I = mR4 .

4.5.а) I = mb12 ; б) I = m(a12+b ).

4.6.I = m(a12+b ).

4.7.I = 10 mR2 .

4.8.I = 3mR2 .

4.9.I = 15 πρ(R5 R15 ).

 

 

 

m R1 m2R

3,6

с2

 

 

 

 

1

2

 

9,4 Н

 

 

4.10.

a =

 

m m

 

g =

 

 

 

;

 

N =

m1m2 +

m(m1 +m2 )+m

g =

 

 

.

 

 

 

m +1m +2m

22 22

 

 

16 с

 

2

1

1

m +m +m

 

2

 

2

 

 

 

I

1 11

12

 

2

 

 

 

 

1

2

 

 

 

4.11.

ε =

 

+m R

+m R

g=

 

 

 

; T

=m

(g

εR )=

; T

=m

(g+

εR )=

.

4.12.

t =

 

Fr

=250 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mR ω

 

 

 

 

 

 

55 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I0 +4m1R2 +mr2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.13.

T =

 

mg(I0 +

m1R

)

=

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.14.a = 3 g =6,5 с2 ; T = mg3 =20 Н.

4.15.a = 3 gsinα =3,3 с2 .

4.16.τ = ωμg0R .

4.17.M = 3 μmgR, τ = 4 ωμg0R .

4.18.τ = 7 μgv0 =0,19 с; S = 49 μgv0 =0,33 м.

4.19.

τ =

μg0

=0,5 с;

S =

0

μg =0,25 м.

4.20.

ω=

3

( α

 

μ

18)t .

 

 

ω R

 

 

 

ω R

 

 

mgr

mr2

 

α

 

 

 

 

+I

 

 

4.21.T = mg2 =2,5 Н; ε = rg =98 с2 .

1

1

2

2

1

 

 

6,86 с2

 

2 11 2

2

 

1

 

sin

 

11,79 Н

 

4.22. a =

m

m

 

α

g =

 

; T =

m m

 

(

 

+

 

α)g=

 

.

m +

m

 

 

m +m

 

 

 

43

4.23.

a =

m1 m2

α

g .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

m1 +

3m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тр

 

 

 

 

2

m1 +1 m2 +I R2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

тр

 

 

m11+2 m2

 

 

 

)

 

1

 

тр

 

 

4.24.

F

 

=m g

 

m

4(R r )

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

, F

=

3

 

8

 

 

(

; б)

 

=m R

, F

 

= 0.

 

 

 

2m I R

 

 

 

; а) I = m R

 

 

 

m m g

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

1

 

m (R r )2 +mR2 +I

 

 

2,8

 

2

 

 

 

1

 

 

m (R +r )2

+mR2

+I

 

7,7 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

R

+r

 

 

 

 

 

 

 

с

 

4.25.

а) a =

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

g =

 

 

 

 

; б) a =

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g =

 

.

 

 

 

F R

α r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.26.

a

m

 

(

 

 

+ β)R . При R cos α > r катушка катится в направлении силы F , в противном случае

4.27.

 

 

обратно.

 

 

I +mr2

 

 

 

 

 

 

 

=5,8

 

2 ;

α arctg

 

 

 

(

 

r

 

).

 

 

 

 

 

a =

 

 

 

 

 

 

 

 

+r)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mgr r

 

 

α μ(R

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

 

 

R+r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.28.

a =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I +mr2

 

 

 

 

 

 

 

=6,6

с

2 ;

α arctg

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

mgr r

 

 

α μ(Rr)

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ(Rr)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.

 

 

p1 =m 2gh =0,5

 

 

 

 

;

 

p2 =2m 2gh =1,0

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2 m

14

 

 

 

 

 

2

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.

 

 

p

=

 

 

 

mv =

 

 

 

 

 

с

,

 

p

=

mv

=

 

 

 

 

 

 

 

,

pс3 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

=6,4

с с

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.

 

 

mv

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.4.а) p =mgτ ; б) p =mvгориз =mv0 +mgτ .

 

p =2mv0 sinα =100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

v

α

=2 с.

 

 

5.5.

 

 

 

 

 

;

 

 

p направлен вертикально вниз; tп

=

 

=

 

0 g

 

 

 

 

 

 

 

 

mg

 

 

 

 

5.6.

u =

 

 

(

 

 

 

1

1 )2

 

 

(

 

 

2 2 )2

 

; угол между v

 

и u α =

 

 

 

 

m v .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m v

 

+

 

m v

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg

m2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m +m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v2

 

1v1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg

 

 

 

38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

gτ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v2

 

 

m

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v =

 

 

 

 

h

 

 

 

 

gτ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.7.

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

0,5

 

 

 

 

; β =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

°.

 

4,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m m

1

+ m

 

 

 

 

 

 

с

m m

1

+ m

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

m

2

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.8.

v = v

 

1

 

 

 

 

 

 

 

m1

 

=

 

 

 

; v = v

1

 

 

1

 

 

 

m1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m +m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.9.

l =

 

 

m1

1 s =4 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m vv

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.10.

L =

2

m0 g

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2,0

 

с

 

 

3

 

 

 

 

 

M m

 

 

M

m

 

 

M

 

m

 

 

20,27

 

с

 

0

 

M

m

 

20,40

с

 

 

т. е. v0 > v3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

v =

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; v =

mv

 

 

 

 

5.11.

 

M

m

u

=

 

 

 

 

 

 

 

;

 

v =mv

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

5.12.t = m 1 ev =1,2 с.

μu

 

 

gt

 

 

 

 

5.13.

M =m0ev

 

μm v

 

 

 

m v

 

 

5.14.

v =

m 0+μt0

; a =

(m0

0 0

.

 

0

 

+μt)2

 

5.15.t = gcosα(μμv20tg2 α).

5.16.A = a .

5.17.A = a .

5.18.A = 0, так как тело движется по окружности под действием центральной силы.

5.19. A =m(a + g)a2τ =1,6 104 Дж.

5.20.A = 2 ρR2 .

5.21.A =(μ1 +μ2 )mgl2 .

5.22.A = g6μm2 .

5.23.μ= 2vgs =0,85 .

 

 

m

v

5.24.

s =

(m1 +1 m)

2μg

.

5.25.μ= 3vgl =0,7.

5.26.v = xmc .

 

2

 

 

 

8,9 м с

 

 

1

m x1 x2

 

5.27.

v =

v2

k

(x2 x1 ) =

 

.

 

 

5.28.h = 4l .

5.29. α =

arccos

 

 

h

 

,

где h = v2

 

 

m

 

, α = 15°;

Wдеф

=

m

=

0,996

1

;

 

 

 

 

m +1m1

 

1

 

l

 

 

2

g m +m1

 

 

 

Wпули

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

2v

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α′=arccos

1

 

 

, где h′=

g2

 

 

 

, α' = 30°.

 

 

 

 

 

 

 

l

m +m1

 

 

 

 

 

 

 

5.30.mm12 =3 .

5.31.mm12 =1 +2cosθ =2.

45

5.33.F =−( ax + bx)i ck .

5.34.F =−ayzi axz j axyk .

5.35.U = −ar .

 

 

 

ρR при

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρr

 

r

<R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

при .

 

 

 

 

 

 

 

 

5.36.

 

2 2

 

 

3

 

 

 

 

r >R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U =

 

 

 

ρR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

150 кН

 

к

 

 

 

 

1

17

 

 

 

2

 

m

 

 

h

 

 

W

 

m

 

 

5.37.

F = m +m

+

 

 

g =

 

;

 

к

=

 

1m

= .

m +m

s

 

W

m +

5.38.v =2gh(m1 +m) m1 +m(m1 +m)tg2 α .

 

 

 

 

5.39. v = 2gH

n +

 

.

n

5.40.v = ma .

5.41.v =R b .

5.42.

L =mvR =2,0 104

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.43.

L =mvb =2,0 104

 

 

 

с

 

 

; L не зависит от времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L =

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.44.

L = mv0 gt

 

 

α .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

0,13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

6,3 10

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.45.

а)

 

 

 

 

 

πmR n=

 

 

 

 

 

 

 

 

; б) L

= πmR n=

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

vц.м.

 

 

 

 

ц.м.

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

0,19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.46.

L =m

 

 

 

 

 

R +I

 

 

 

 

ω=

πmR

сn=

 

 

 

 

.

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.47.

F =

 

W

 

1

 

=5,3 Н.

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

πnτR

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.48.

n =

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

=0,7 с1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I +mr

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mgh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.49.

v =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gl

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,6 м с

 

 

 

 

 

1,7 м с

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для всех

тел

.

 

 

 

 

 

 

5.50.

а)

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

; б)

v

=

 

 

gh

=

 

 

 

; в)

v =

gh

=

 

; при μ = 0

 

 

 

 

 

gh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

7

 

 

v0 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gh

=

=2 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τv

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s = 2(2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.51.

13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.52. A =4π2n12m(r12 r22 )I0 +2mr12 =320 Дж .

I0 + mr2

46

5.53.ω= I1πnI+I23 =57 с1 .

5.54. n =n0 1+

 

 

=0,7

 

 

.

 

 

 

 

I0

 

 

 

 

 

5.55.

φ=

 

12

 

 

mс .

 

 

 

 

 

 

 

ml

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

arctg

m

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω R

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

)

 

 

 

 

3m0 +m

 

 

 

(2m0 +m)(03 0 0

 

 

 

 

 

5.56.

h =

 

2 m v

1

 

 

,

η=

m

.

 

 

 

 

m +m g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.57.vц. м. = ω30R .

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

m v

5.58.

vц.м. =

m0 +0 m

v0 =3,3 м с;

ω=

m0

+0m

l0

5.59.

ω=

I ω +I ω

=

8 с

; Q =

I1I (ω1 ω2 )

 

 

 

 

1

1 I1

+I2 2

 

 

 

 

 

I

+I

2 )

 

 

1

2

 

 

 

 

2( 1

 

5.60. vц.м. = 7m0v0 (R +l)=1,0 м с. mR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=2 см; т. к. x

 

 

 

 

5.61.

x =

2

l

3

 

 

 

 

 

 

1

2

,

 

 

 

m

 

m0

 

 

 

 

 

 

0 R

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

=0,35 м с.

l

 

5.62.

vц.м. =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gh

 

 

 

 

 

 

R h

 

 

 

 

 

ц.м.

 

 

2

 

 

 

 

2 11

22

 

 

 

 

 

v =

 

 

 

 

 

2 m

+m

 

 

 

 

5.63.

 

 

gH

 

m +m .

 

 

 

 

=667 радс.

=1,5 Дж.

4 .

7

7.1.m = μpVRT =1,2 г.

7.2.ρ= p0μ0 0,71 м3 .

RT

7.3.p2 = p51T12 =38 кПа.

T

7.4.m = R(TμpSl2 T1 )ln TT12 =610 г.

7.5.В координатах (р, V) – линейная зависимость p = νRa2 V .

7.6.Уменьшается (VT = const).

7.7.

V =

 

 

 

 

 

=1600 см3 .

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

p

1

 

 

 

 

 

 

 

pn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

1,0

 

10 Па

 

 

 

 

 

μ1

μ2V

 

 

7.8.

p =

mRT(

μ1

+μ2 )

=

 

 

 

6

.

 

 

 

47

7.9.h = 2 (l0 +l)l02 +l2 =0,22 м. Здесь l0 = 760 мм.

7.10.p =L hh12 +hh12 =750 мм рт. ст.

7.11.

x = V0 +

 

 

 

 

S

 

=1,0 см/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ L 2

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.12.

L1 =

μ1 +2

μ2

=0,05 м.

3,0 10 Па

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1,0 10 Па

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

m

 

 

 

 

RT

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

m

RT

 

 

 

3 .

7.13.

p =

 

μ1

 

+

 

μ2

 

 

 

V

=

 

 

 

 

; p =

μ

2

V

 

=

 

 

7.14.

p =

 

p V 1

+p2V2

=

 

4,5 атм

.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1V1

+V2 2

 

 

300 К

 

 

1

 

 

2

 

 

 

1

 

 

2

 

6,4 10 Па

 

 

 

 

T11 1

 

+

 

T22

2

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T1

 

 

T2

 

 

V

 

+V

 

 

5 .

 

 

 

p V

 

+ p V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p V

 

 

p V

 

 

T

 

 

 

7.15.

T =

p V

 

 

p V

=

 

 

 

 

;

p =

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

p

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.16.

p1 =

T +

1T1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.17.

Tmax = 3

νR0

 

 

3α0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.18.Tmax = βνeRp0 .

 

min

 

 

c

 

 

7.19.

=

 

0

.

p

νR

aT

 

p = p0e

 

t .

 

 

7.20.

V0

 

 

8

8.1.m0 = NμA ; m1 = 3,3∙10–27 кг; m2 = 7,3∙10–26 кг; m3 = 3,0∙10–26 кг.

8.2.N = 7∙1022 молекул; m = 1,2 г.

8.3.ρ= NμA VN =3 105 м3 .

8.4.vкв = RTμ =480 с .

8.5.vкв = ρp =1,3 103 с .

8.6.

a = d .

8.7.Возьмём 1 моль газа, объём которого при нормальных условиях V0μ = 22,4 л. Тогда

 

 

собств

 

 

 

A

 

0,038%

 

 

 

 

A

 

 

 

19%

 

 

1

=V

μ

 

 

μ

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

η

 

=

πd N

 

=

 

. Во втором случае η

=

πd N

 

 

p

=

 

. При этом условии газ

 

 

V

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

p

 

 

 

 

не идеален0 .

6 0

 

 

 

 

 

m0n(v +u) =

 

6 0

 

0

 

 

 

8.8.

а)

p =

m0nv

=

 

 

 

; б) p =

 

 

.

 

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

1500

Па

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

νN

 

m v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.9.

p =

 

0

V A

 

 

 

0

 

 

 

=

 

 

 

 

6

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

=

c

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.10.

p =

m nc

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

F =πR p=

(F

гравит

≈ 10 Н).

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

больше в 11 раз.

 

 

 

 

8.12.

Давление света

4,5 10

 

Па

Wвращ

= μ RT =830 Дж.

 

Wпост =

2

 

μ RT =1250 Дж;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

8.13.

U =

 

 

 

 

=

245 Дж

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пост

 

=

 

pV =

0,15 Дж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.14.

W

2

 

 

 

 

 

 

2,3

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.15.

 

ω2

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

12

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μl

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

10 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

RT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.16.

N =

 

kT =1,6 1021 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.17.Увеличилось в 1,3 раза.

8.18.

N =

 

 

w =5,0 1025м3 .

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

8.19.

w =

 

νN

 

=2,0 10

20 Дж.

 

 

 

3

 

ipV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ωA

l

 

 

8.20.

v

=

 

 

2

 

 

 

=169 м с.

 

 

 

 

 

 

 

2

π

 

 

 

2

 

 

 

 

 

10,4

 

 

 

m

 

 

 

μ

 

 

 

 

 

 

 

 

8.21.

m1

=

 

μ1

=

 

 

 

.

 

 

 

 

 

μu

 

 

 

 

 

 

 

 

8.22.

T = 3R

, t2 = 1,6°С.

 

8.23.N1 = 6 nv Sτ, N2 = 4 nv Sτ .

8.24.

N2 =

 

 

n v Sτ =

 

 

 

πμkT NA =2,9 1027 . См. ЗАДАЧУ 8.23, где в случае б) для N2

стоит ¼.

 

 

 

 

4

 

 

 

 

2

 

pSτ

 

 

 

 

 

 

 

 

Wк

= Wп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.25.

В процессе

колебаний чашек весов

из закона

сохранения

энергии

 

 

 

, т. е.

 

 

mv

 

 

=

Kx

 

,

с другой стороны средняя кинетическая энергия колебаний чашек весов

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

с

 

энергией теплового

движения

молекул:

mv

=

kT

.

В

результате

 

сопоставима

 

 

2

2

 

 

Kx

 

 

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kKT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

= 2 , а так как mg = Kx, то m =

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

9

9.1. A = mRμ T =290 Дж.

49

9.2.

A = p0 (V2 V1 )=

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

νR

 

 

ln 1

 

8,2 кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.3.

A =νRT

 

 

V2

=

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

9.4.

A= p

 

(T2 T1 )=1,7 кДж .

 

 

 

 

 

 

 

α0

 

 

 

 

1

0

 

 

543 кДж

 

 

 

 

9.5.

A =

νR

 

1

e

α(V V )

 

=

; нет, не является.

2

 

 

 

 

 

 

9.6.

A =

2

b(p2 p12 ); да, является.

 

 

 

A =

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.7.

 

νRV

 

b

aV

; нет, не является.

 

 

νR

(T

T2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.8.

A =

 

 

 

 

 

1

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p Vn 1γ

 

 

 

 

 

 

γ

 

 

Cp

 

 

 

0

1

 

2

1

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

9.9.

A = γ

 

 

 

 

 

, где γ = C

V

0

 

 

 

 

+

 

 

 

.

9.10.V1 = p0 (N A1 ln N)=0,42 л.

9.11.

pV n =

, где n

=

C Cp

; процесс политропный.

 

 

 

 

 

 

C CV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.12.

pV n =

, где n =1

νR

; процесс политропный.

 

 

 

 

 

 

b

 

n

=

, где n =

i +

 

9.13.

Так

как

dQ = dU,

то

C = –CV. Уравнение процесса

pV

 

 

; процесс

 

i

 

политропный.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i +

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

9.14.

Q =

2

A* =2,8 кДж;

U =−2 A*=−2,0 кДж.

 

 

 

 

 

 

9.15.Q = A = mRTμ lnn =11,4 кДж.

9.16.

а) U = i

pVT1 (T2 T1γ)

= −4,8 Дж; б) Q =− U =

.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

130 кДж

 

 

 

 

i

mRT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.17.

A =

2

μ

1

 

n

 

 

=

 

 

 

.

 

 

 

1 1

1

 

1

 

 

 

2,4 кДж

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

γ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

γ

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.18.

A =

 

p V

 

p2

 

 

=

 

 

Дж.

.

 

 

9.19.

A= mμ CV (T1 T2 )=2,1 106

 

 

 

50

R , процесс изобарный.

 

 

 

i

1

 

2

 

 

1

V γ

 

 

 

 

2

1

2

1 2,5кДж

 

 

 

1

1 ln

1

0,7 кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

9.20.

а) A = p (V V )=

 

 

;

U =

 

p

(V V )=

 

 

; б)

 

A = p V

V2 =

 

; U = 0;

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

2

 

 

0,6 кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) A =

 

 

p V

 

 

V1

 

=

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U = –

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

i

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

9.21.

а) A = p1V1

1

V1 ; б)

U =−

 

p1V1

 

1

V1

; в) Q =

 

p1V1

 

1

V1

.

 

 

 

2

2

 

 

 

9.22. Q = 0, процесс адиабатный2

.

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

9.23.

U = –2,16 кДж.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γA

 

 

 

 

 

 

 

Cp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.24.

Q =

γ

1

, гдеγ =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.25.U = 2 p1V1 V12 −1 .

V2

9.26. Cμ =Cp = i +2

9.27.Cμ =CV = 2i R , процесс изохорный.

9.28.Cμ =CT →∞ , процесс изотермический.

9.29.

C

 

=C

 

R =

i

R , процесс политропный.

 

 

 

μ

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i2

 

 

 

 

 

 

9.30.

Cμ =CV

R =

 

 

R , процесс политропный.

 

2

 

 

9.31.

i = 3.

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.32.

i = 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.33.

C

 

=

Cp

+CV

=

i +

 

 

R .

 

 

 

μ

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3ν11

+5ν22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.34.

γ = ν

+

ν

.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

9.35. C < 0, если 1 < n < γ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p +aV

 

9.36.

Процесс не политропен, так как Cμ ≠ const.

Cμ =CV +

p00+2aV

R .

10

10.1.Q2 =Q1 TT12 =239 кДж.

10.2.

A = iад ln V12

=2,3 кДж.

 

 

 

A

V

 

 

 

 

A

=0,34 .

10.3.

η=

iRTад1

10.4.

Q = A * T хTх

=1,3 106 Дж.

 

 

 

 

 

T

 

51

10.5. η=

(p2 p1 )(V2 V1 )

=

13%

.

 

(i +2)p2 (V2 V1 )+iV1 (p2 p1 )

 

 

10.6.η= i(T2(T2T1)T+1 2)T2alna =31% .

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17,6%

 

10.8.

η=

 

ai

+2 =

 

+ (

 

.

 

2ln

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i+

T

 

 

10.7.

η=(T T ) T

 

 

 

)(

2

1 )

 

=

 

.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

27%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

45%

 

 

 

 

 

 

 

 

10.9.

η=

1

V1

 

=

1

 

.

15%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 bi

22

 

 

 

 

 

 

 

10.10.

η=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

=

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

i +

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.11.η=1 T2T1T1 ln TT12 =23% .

10.12.η=1 aalna =39% .

 

 

 

 

a b

16%

, где b =

a

10.13.

η=

 

 

 

=

 

.

 

 

a + i b

a

 

6

= 64

2

 

 

 

 

 

 

10.14.

а) 2 ln

 

способа; б) W = 6, P = 6/64 = 0,09; в) W = 20, P = 20/64 = 0,31.

10.15.

S12 =k

a =

 

W .

10.16.

W =W1n =W1 ;

S =k lnW1 =1,5 1023 Дж К .

10.17.S =νCV lnTT12 =17,3 ДжК.

10.18.S =νCp lnTT12 =28,8 ДжК.

10.19.S = TA =2,0 ДжК.

10.20.

S = μ R

 

lnT2

+lnT2p1

=300 Дж К.

 

 

 

m

i

 

T

 

 

T p

 

 

 

 

 

2

 

μ1

S

 

1 2

 

 

 

10.21.

T2 =T1 exp

 

 

=320 К.

 

 

imR

 

 

10.22.

S =cmlnT12

=14,5 Дж К.

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U = 0. Так100 Дж К

 

 

 

 

10.23.

S = λm

=

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.24.

 

как температура газа не изменилась, то для вычисления S можно рассмотреть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

изотермический процесс расширения;

S =

μ Rln2.

52

10.25. S = mμ11 RlnV1V+1V2 + mμ22 RlnV1V+2V2 =6,3 ДжК.

10.26. S = Rμ m1 ln ρρ1 +m2 ln ρρ2 =0,7 ДжК, где ρ1 = mV11 , ρ2 = mV22 , ρ= mV11 ++Vm22 .

10.27. A=Q =T(S2 S1 ). 10.28. Q = b(T2 2T1 )=30 кДж.

10.29. η= Tн нTх .

T

10.30.η= TTнн +TTхх .

11

11.1. P (a x b)= b f (x )dx , условие нормировки имеет вид f (x )dx =1 .

a

−∞

11.2.f(r) – плотность вероятности попадания пули в данную область пространства. Из условия

 

f

r

πrdr =

1

находим

A =α π. Тогда P R

r R

 

=R2

f

 

r

 

πrdr =eαR2

eαR2 .

 

 

0

( )

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

1

 

2

)

 

R1

 

(

 

)

2

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.3.

rвер =

 

 

;

 

r2

=

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v2

 

v1

 

0,010 с м

 

 

 

 

 

v2

 

 

 

 

v +v

 

150,0 м с

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v1

 

 

 

(v)dv =

1

2

2

 

 

11.4.

а) Из условия нормировки b =

 

 

=

 

 

 

; б)

v

= v f

=

 

;

 

в)

v2

= 2 v2 f

(v)dv =

v1 + v1v2 +v2

, откуда

 

v2

=

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v1

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.5.dNx = Nπ x2ex2 dx .

11.6. vвер = 390 м/с, v =

, vкв = 478 м/с.

11.7.Во всех случаях вероятность равна нулю.

11.8.а) 1,66%; б) 1,80%; в) 1,86%.

11.9.t = –221°С. t = –182,9°С. и нормальном давлении кислород сжижается.

11.10.

N N =

.

 

 

 

 

11.11. T = 380 К.

 

 

 

47 К

 

 

11.12.

T =

μ(v2 v1 )

=

.

 

 

 

 

4Rln

v

 

 

 

 

 

 

 

 

v12

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.13.

m vi

= μ

 

v

=

 

.

11.14.

v =

 

 

 

 

=1,61 103 м с.

3

μ

2 lnμ1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

 

 

 

 

 

 

 

 

RT

μ2

 

 

 

 

53

11.15. dNε = π N0 (kT)32 εeεkT, ε = 2 kT .

11.16.h = RTμg ln pp0 =1950 м.

11.17.а) 0,29 атм; б) 3,5 атм.

11.18.h = 78 м.

11.19.m1 = p0S 1 exp μgh =1158 кг, m2 = p0μSh =1205 кг. g kT kT

11.20. U

=

0

exp

 

kT

=kT .

 

 

 

U

dU

 

 

 

U

 

 

 

 

 

0 exp kT

dU

 

 

 

 

 

U

 

 

12

12.1.λ2 = λ1 pp12 =7 м.

12.2.λ2 = λ1 TT12 =1,0 105м.

12.3.

p = πd2

λ =5 102

Па .

 

2

 

 

 

 

 

kT

 

 

 

12.4.τ = 4πNμkTAd2p =9 108 с.

12.5.z =4d2pπNμkTA =5,1 109 с1 .

12.6.

t = DS (ρ1 ρ2 )=50 с.

 

 

 

 

 

ml

 

 

 

F

 

v

12.7.

S =

η

 

=3

10 4 Па .

l

 

 

 

πηωR

 

 

12.8.

M =

 

2d .

12.9.t = χ1d2t1 + χ2d1t2 =40°С. χ1d2 + χ2d1

12.10.η= RTμp D=1,16 105 м с .

12.11.

λ = p

 

 

 

 

 

=9,3

108 м.

 

 

 

μ

 

 

η

 

 

πRT

 

 

 

 

 

 

 

12.12.

d =

 

 

 

 

 

 

=9,5

1011 м.

 

 

πχ

 

 

 

 

 

 

 

 

πμ

 

 

0

k 8

 

RT

1390 К

 

 

2 1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

η

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.13.

T =T

η2

 

=

 

 

 

 

 

.

54

13

 

2

=2 Па.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kT

 

 

 

 

 

 

 

12.14.

p =

πd2l

V2 4,7 МПа

 

μ М

 

6,2 МПа

 

 

 

V μ b

μ

 

 

 

 

 

m

m 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ RT

a

 

; p′=

m RT

=

 

 

13.1.

p =

 

 

 

=

 

 

.

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.2.Vbэф = πd3bNA =3,9 .

13.3.a = 64 RpTкркр =0,36 моль2 ; b = RT8pкркр =4,3 105 моль .

13.4.p′= aμρ2 =1,7 МПа.

13.5.ρкр = 3μb =200 м3 .

13.6.

A = μ2

a V2

V1 =−0,25 Дж .

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

13.7.

V =

μpкрVамп

=

3 .

 

 

13.8.

 

RTкрρ

0,8 см

.

A=RTln V12

b

+a V2 V1

 

 

3

V

b

 

 

 

 

 

 

55