РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «РИНХ»

ФАКУЛЬТЕТ КОММЕРЦИИ И МАРКЕТИНГА

Кафедра товароведения и экспертизы товаров

Кожухова О.И.

Ф И З И К А

Методические указания и контрольные задания

для студентов заочной формы обучения

Ростов-на-Дону

2008

Печатается по решению кафедры товароведения и экспертизы товаров

Автор составитель: Кожухова О.И.

Рецензенты:

Учебное пособие содержит методические указания, примеры решения задач и контрольные задания.

Контрольные задания предназначены для студентов РГЭУ заочной формы обучения, изучающих физику в соответствии с учебным планом.

РГЭУ «РИНХ», 2008

Физика - важнейшая, из фундаментальных наук. Открытые физикой законы природы и их проявления легли в основу прикладных технических наук - электротехники, радиотехники, приборостроения, радиоэлектроники, энергетики, лазерных технологий и др. Термодинамика и квантовая физика позволили раскрыть тайны живой клетки в биологии и создать громадное разнообразие химических соединений и новых материалов. Достижения физики включаются в наукоемкие прогрессивные технологи, на их основе создаются чувствительные аналитические приборы, быстродействующие компьютеры. Знание законов физики необходимо специалисту, связанному с производством, информационными технологиями, экспертизой товаров.

Общие указания

Контрольная работа по физике выполняется студентами заочного отделения в межсессионный период в сроки, установленные учебным графиком. При нарушении указанных сроков кафедра не гарантирует своевременное рецензирование работ.

Контрольная работа выполняется студентом самостоятельно при консультативной помощи преподавателя. Работа сдается преподавателю на проверку. Зачетную работу студент должен защищать индивидуально в форме устного собеседования. При собеседовании особое внимание уделяется не только воспроизведению учебной программы, но и глубине понимания физической сущности явления, умению применять знания в конкретных ситуациях, анализировать, сравнивать, обобщать и выделять главное. Физика - наука точная, широко использующая математический аппарат. Поэтому большое внимание уделяется правильности применения соответствующие математических формул и вычислений.

Структура и объем работы. Работа состоит из письменных решений задач предлагаемых вариантов задания. Объем работы не лимитируется.

Правила оформления работы. Оформление работы выполняется в соответствии с ГОСТ 2.305.79 «Общие требования к текстовым документам», а также методическими указаниями по выполнению курсовых и дипломных работ для студентов РГЭА. Текст работы должен иметь поля слева (4 см) для замечаний рецензента. Все страницы должны иметь сквозную нумерацию (номер ставится в верхнем правом углу). В конце работы необходимо поставить подпись и дату.

Определение варианта. Номер варианта определяется двумя последними цифрами номера зачетной книжки студента. Предпоследним цифрам 0, 2, 4, 6, 8 соответствует первая цифра варианта - 0. Предпоследним цифрам 1,3,5,7, 9 - соответствует первая цифра варианта - 1. Вторая цифра варианта совпадает с последней цифрой номера зачетной книжки. Примеры:

номер зачетной книжки 93245, номер варианта – 05;

номер зачетной книжки 92472, номер варианта - 12.

Методические указания к решению задач

При решении задач необходимо установить, прежде всего, какие физические закономерности лежат в основе данной задачи. Если необходимо - нарисовать рисунок, поясняющий условие задачи.

Слева записать все данные (с их единицами, если необходимо - перевести все величины в систему СИ) и искомые в задаче величины. Затем из формул, выражающих основные физические закономерности, нужно найти решение задачи в общем (буквенном) виде. По возможности привести вспомогательный рисунок. Решение необходимо кратко пояснять.

После этого подставить численные данные, выраженные обязательно в системе СИ. Произвести вычисления. В тех задачах, где требуется начертить график, следует выбрать масштаб и начало координат. На графике обязательно указать масштаб.

Примеры решения задач и оформления контрольной работы

Пример 1. Какова должна быть высота цилиндрического сосуда радиусом 5 см, заполненного водой, чтобы сила давления воды на дно сосуда была равна силе ее давления на боковую поверхность?

Дано:

R = 5 см = 0.05 м Решение

h-?

По определению, сила давления на дно сосуда

F=pS (1)

Так как давление на дно сосуда р=ρgh (ρ- плотность воды, h — высота сосуда, S=лR²— площадь дна сосуда), то выражение (1) примет вид

F= ρghлR².

Аналогично, сила давления на боковую поверхность сосуда Fбок = ‹р›Sбок

где <р> = р/2— среднее давление воды на боковую поверхность сосуда; Sбок — площадь боковой поверхности сосуда. Учитывая, что р = ρgh и Sбок = 2лRh, получаем Fбок = ρgRh²

По условию задачи, F = Fбок, или ρghлR² = ρgRh², откуда h = R, т.е. h = 0,05 м.

Пример 2. При какой скорости свинцовая пуля, ударившись о преграду, плавится? Температура пули до удара 100° С. При ударе 60% энергии пули превращается во внутреннюю энергию.

Дано:

Т=1ОО°С=373К;

η = 60% = 0,6

v - ? Решение

Используем закон сохранения энергии. Часть кинетической энергии пули (с учетом η) идет на изменение внутренней энергии

ΔW = ΔU (1)

Считаем, что пуля останавливается после удара, тогда изменение ее кинетической энергии ΔW = - mv²/2. Изменение внутренней энергии пули при ее плавлении и нагревании до температуры плавления ΔU = mλ+ cm (Тпл – Т), где Тпл – температура плавления свинца. Учитывая эти выражения, перепишем уравнение (1):

mλ+ cm (Тпл – Т) = η mv²/2,

откуда

v =

v = м/с = 420 м/с

Пример 3. Однородный железный проводник длиной 100 м подключают к источнику постоянного напряжения 100 В на 10 с. Как изменится при этом температура проводника? Изменением сопротивления проводника при его нагревании пренебречь. Дано:

l = 10² м

U = 10² В

t = 10 с

ΔТ = ? Решение

Для нагревания железного проводника требуется количество теплоты

Q1 = ΔU = cmΔT (1)

Здесь m = DSl — масса проводника; S — площадь его поперечного сечения; l – длина, с — удельная теплоемкость железа, D— плотность железа.

По закону Джоуля — Ленца, полное количество теп лоты, вы деленное в проводнике,

Q2 = U²t / R (2)

Здесь R = ρl/ S, где ρ — удельное сопротивление железа.

Пренебрегая теплопотерями, находим, что Q1 = Q2 или с учетом выражений (1) и (2)

cDSlΔT = U²St / ρl , откуда ΔТ = U²t / cDt²ρ;

ΔT = (10²)² · 10 / 0,46 · 10³· (10²)²· 1,2·10 К =23,3 К

Пример 4. При переходе электрона с некоторой орбиты на вторую атом водорода испускает свет с длиной волны 4,34· 10 м. Найти номер неизвестной орбиты.

Дано:

λ = 4,34· 10 м

n = 2

nk = ? Решение

Воспользуемся формулой для определения длины волны света, излучаемого атомом водорода при переходе с одной орбиты на другую:

,

откуда nk = nk = = 5

Контрольные задания

Вариант 00.

1. Два велосипедиста едут навстречу друг другу- Один, имея скорость 18 км/ч, движется равнозамедленно с ускорением -20 см/с² , другой, имея скорость 5,4 км/ч, движется равноускоренно с ускорением 0,2 м/с². Через какое время велосипедисты встретятся и какое перемещение совершит каждый из них до встречи, если расстояние между ними в начальный момент времени 130м?

2. Сколько молекул воды содержится в капле массой 0,2 г?

3. Два одинаковых небольших шарика, массой 0,1 г каждый, подвешены на нитях длиной 25 см. После того, как шарикам были сообщены одинаковое заряды, они разошлись на расстояние 5 см. Определить эаряды шариков.

4. Вычислить световой поток, падающий на площадку 10 см² расположенную на расстоянии 2 м от источника, сила света которого 200 кд.

Вариант 01

1. При равноускоренном движении из состояния покоя тело проходит за пятую секунду 90 см. Определить перемещение тела за седьмую секунду.

2. Определить среднюю квадратичную скорость молекул кислорода при 20°С. При какой температуре эта скорость равна 500 м/с?

3. Два положительно заряженных тела с зарядами 1,67 и 3,33 нКл находятся на расстоянии 20 см друг от друга. В какой точке на линии, соединяющей эти тела, надо поместить третье тело с зарядом - 0,67 нКл, чтобы оно оказалось в равновесии? Массами тел пренебречь.

4. Две электрические лампочки, поставленные рядом, освещают экран. Расстояние от лампочек до экрана 1 м. Одну лампочку погасили. На сколько нужно приблизить экран, чтобы освещенность его не изменилась?

Вариант 02

1. Кабина лифта поднимается в течение первых 4 с равноускоренно, достигая скорости 4 м/с. С этой скоростью кабина движется в течение 8 с, а последние 3 с она движется равнозамедленно. Определить перемещение кабины лифта. Построить графики скорости, перемещения и ускорения.

2. При какой скорости свинцовая пуля» ударившись о преграду, плавится? Температура пули до удара 100° С. При ударе 60% энергии пули превращается во внутреннюю энергию.

3. По первоначальным представлениям Бора, электрон в атоме водорода двигался по круговой орбите. Вычислить скорость движения электрона, если радиус его орбиты равен 0,5·10 см.

4. По обе стороны от точечного источника света на одинаковых расстояниях, равных 1 м, помещены экран и плоское зеркало, плоскости которых параллельны. Какова освещенность, создаваемая в центре экрана, если сила света источника 2 кд?