ФИЗИКА
Задания для аудиторных практических занятий
и самостоятельной работы студентов
Часть 1
Механика.
Молекулярная физика и термодинамика
Ростов-на-Дону 2011
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФИЗИКА
Задания для аудиторных практических занятий
и самостоятельной работы студентов
Часть 1
Механика.
Молекулярная физика и термодинамика
Учебное пособие
Ростов-на-Дону 2011
УДК 530.1
Ф 48
Авторский коллектив:
С.И. Егорова, В.С. Ковалева, В.С. Кунаков,
Г.Ф. Лемешко, Ю.М. Наследников
Ф 48 Физика: Задания для аудиторных практических занятий и самостоятельной работы студентов. Часть 1. Механика. Молекулярная физика и термодинамика: учеб. пособие / С.И. Егорова и др. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2011. – 54 с.
ISBN 978-5-7890-0601-6
Цель пособия – обеспечение личностно-ориентированного подхода к практическим занятиям по общему курсу физики с учетом степени подготовки студентов и количества аудиторных часов, выделяемых на лекционные и практические занятия.
Пособие предназначено для обучения и контроля работы студентов на практических занятиях по разделу «Механика. Молекулярная физика и термодинамика» в течение первого семестра обучения.
УДК 530.1
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Донского государственного технического университета
Научный редактор д-р техн. наук, проф. В.С. Кунаков
Рецензент канд. хим. наук,
доц. каф. физики Педагогического института ЮФУ
Д.Г. Барсегов
Isbn 978-5-7890-0601-6 © Издательский центр дгту, 2011 Общие методические указания
При решении и оформлении задач необходимо соблюдать следующие требования:
Записать краткое условие задачи, выразить все известные величины в одной и той же системе единиц (как правило, в СИ). При необходимости ввести дополнительные постоянные физические величины.
Решение задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими объяснениями. При необходимости дать чертеж или график.
Решать задачу надо первоначально в общем виде, выразив искомую величину в буквенных обозначениях, заданных в условии задачи, затем произвести вычисления.
В конце каждой задачи дан ответ, кроме тех случаев, когда решение задачи предполагает только буквенное решение.
В течение семестра студенты выполняют две контрольные работы: первую – по механике, вторую – по молекулярной физике и термодинамике.
Результаты контроля аудиторной и самостоятельной работы студентов на практических занятиях учитываются лектором при приеме экзаменов и дифференцированных зачетов.
1. Элементы кинематики Основные законы и формулы
Средняя и мгновенная скорости материальной точки
,
,
где
– перемещение точки за время
,
– радиус-вектор, определяющий положение
точки.
Для прямолинейного равномерного движения (
)
,
где
–
путь, пройденный точкой за время
.
Среднее и мгновенное ускорения материальной точки:
,
.
Полное ускорение при криволинейном движении:
,
,
где
–
тангенциальная составляющая ускорения,
направленная по касательной к траектории;
–
нормальная составляющая ускорения,
направленная к центру кривизны траектории
(
–
радиус кривизны траектории в данной
точке).
Путь и скорость для равнопеременного движения материальной точки (
):
;
,
где
–
начальная скорость, «+» соответствует
равноускоренному движению, «-» –
равнозамедленному.
Угловая скорость
.
Угловое ускорение
.
Угловая скорость для равномерного вращательного движения твердого тела
,
где
–
угол поворота тела;
–
период вращения;
– частота вращения (
–
число оборотов, совершаемых телом за
время
).
Угол поворота и угловая скорость для равнопеременного вращательного движения твердого тела (
):
;
,
где
–
начальная угловая скорость, «+»
соответствует равноускоренному вращению,
«-» – равнозамедленному.
Связь между линейными и угловыми величинами:
;
;
;
где
–
расстояние от точки до мгновенной оси
вращения.