1835

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

В.Г. Лапин, А.А. Краснов, Е.А. Ревунова

ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ПО ФИЗИКЕ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к курсовой работе по дисциплине «Физика»

для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений Специализация Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности

Нижний Новгород

2016

УДК 531(075)

Лапин В.Г. Физика[Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / А.А. Краснов, Е.А. Ревунова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 19 с; 14 ил. 1 электрон. опт. диск (CD-R)

Ниже приведены варианты двух расчётных(курсовых) работ по дисциплине «Физика» -бщий курс, которые проводятся для студентов во втором и третьем семестрах. Поскольку во втором семестре согласно графику учебной работы имеются практические занятия по физике, а в третьем нет, формы проведения расчётных(курсовых) работ разные в этих семестрах. Во втором семестре расчётная работа проводится в форме аудиторной контрольной работы, а в третьем семестре в форме домашней самостоятельной работы, подразумевающей последующее собеседование со студентом.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к курсовой работе по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений Специализация Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности

© В.Г. Лапин, А.А. Краснов,

Е.А. Ревунова

© ННГАСУ, 2016

3

Расчётная работа по физике для студентов направления СУЗ на семестр №2

Данная расчётная работа проводится в режиме контрольной работы во время практических занятий. Ниже приведены билеты для восьми вариантов работы. Эти билеты следует распечатать для раздачи студентам. Каждый билет содержит три задачи: две по механике и одна по термодинамике.

Сохранена исходная нумерация задач, соответствующая задачникам, из которых они заимствованы.

Контрольная работа по механике и термодинамике

Вариант 1

1)Два одинаковых кубика, массой по 1 кг, лежат на гладком горизонтальном столе и скреплены между собой пружиной, коэффициент жесткости которой k=1000 Н/м. На один кубик подействовали горизонтальной силой F=50 H, направленной в сторону второго кубика. В результате пружина сжалась и стала воздействовать на второй кубик. Определить импульс системы после того, если приложенная сила действует в течение 10 секунд. Чему равна скорость центра масс системы?

172з. Сплошной шар массой 1 кг и радиусом 0,05 м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. В точке, наиболее удаленной от оси вращения, на шар действует сила сила торможения, касательная к поверхности. Угол поворота шара меняется по закону ϕ = 2 + 2t − t 2 . Определить величину действующей силы, тормозящий момент, время равнозамедленного движения.

2.35(06) Внутри закрытого с обоих концов горизонтального цилиндра находится легкоподвижный поршень. Первоначально поршень делит объем на две равные части, каждая объемом V0 в которых находится идеальный газ одинаковой температуры и под одним и тем же давлением po. Какую работу необходимо совершить, чтобы, медленно двигая поршень, изотермически уменьшить объем одной части газа вдвое?

4

Контрольная работа по механике и термодинамике

Вариант 2

60з. На концах нити, перекинутой через блок, висят две гири разной массы. В начальный момент времени они висят на одинаковой высоте. Через 2 с. Расстояние между ними по высоте равно 1,2 м. Масса большей гири 0,2 кг. Блок и нить считать невесомыми. Определить массу второго груза, силу натяжения нити и силу давления на ось блока.

174з. Тело приводится во вращение вокруг горизонтальной оси с помощью падающего груза, привязанного к шнуру, намотанному на ось. Груз, массой 2 кг в течение 6 с. опускается на высоту 2 м. Радиус намотки 8 мм. Определить момент инерции тела, трение не учитывать.

2.72 Один киломоль одноатомного газа, находящийся при температуре Т1 =300 оС, охлаждается изохорно, вследствие чего давление уменьшается в два раза. Затем газ изобарно расширяется так, что его температура становится равной первоначальной. Изобразить процесс на диаграмме р,V. Вычислить: а) Количество тепла, полученного газом, б)произведенную газом работу, в) приращение внутренней энергии.

Контрольная работа по механике и термодинамике

Вариант 3

67з. Ледяная гора составляет с горизонтом угол 30о. Из некоторой точки по ней движется тело с начальной скоростью 10 м/с вверх. Коэффициент трения скольжения равен 0,1. Определить скорость тела при его возвращении в ту же точку, а также работу силы трения на всем пути.

177з. К ободу однородного диска радиусом 0,2 м приложена постоянная сила 100 Н, перпендикулярная радиусу и составляющая угол 450с осью вращения, совпадающей с осью диска. При вращении на диск действует сила трения, момент которой 2 Н*м. Определить массу диска, если известно, что он вращается с угловым ускорением 100 с-2.

5

2.73Азот (масса 14 г) расширяют адиабатически так, что давление уменьшается в пять раз. Начальная температура Т1 =420 оС. Изобразить процесс на диаграмме р,V.Найти: а) температуру Т2 в конце процесса; б) Количество тепла , отданного газом; в) приращение внутренней энергии газа; г) совершенную газом работу.

Контрольная работа по механике и термодинамике

Вариант 4

73з. На конец нити длиной 50 см, имеющую предел прочности 10 Н, привязали шарик массой 200 г и начали вращать в вертикальной плоскости. Определить наименьшую угловую скорость вращения, при которой нить разорвется; высоту центра окружности над поверхностью Земли, по которой происходит вращение, если оторвавшийся шарик упал на горизонтальную поверхность на расстоянии 3,7 м.

173. Через неподвижный блок, представляющий собой сплошной диск радиусом 4 см и массой 0,2 кг, переброшена легкая нерастяжимая нить, на концах которой привязаны грузы массами 0,3 кг и 0,2 кг. Определить ускорение грузов и давление на ось блока.

2.74Газ, занимающий объем 0,39 м3 при давлении 1,55◦105н/м2, изохорно нагревается так, что в

конечном состоянии его давление в два раза болше первоначального. При этом газу сообщено количество тепла, равное 1,5◦105 Дж. Найти число степеней свободы молекул газа.

Контрольная работа по механике и термодинамике

Вариант 5

99з. Тело массой 50 кг двигалось по горизонтальной поверхности на восток со скоростью 5 м/с. В течение 30 с. на тело действовала сила, постоянная по величине и направлению, в результате чего тело начало двигаться на запад со скоростью 10 м/с. Определить величину силы и совершенную ей

работу.

178. На ступенчатый вал, радиусы которого равны 0,3 м и 0,1 м, намотаны в противоположных направлениях нити. К концам нитей привязаны грузы массой 1 кг каждый. Момент инерции вала 0,3 кг*м2. Определить ускорение грузов и натяжение нитей.

2.75Один моль кислорода совершает цикл Карно от 27 оС, до 327 оС. Известно, что отношение максимального за цикл давления pmaxк давлению в конце изотермического расширения

6

p2равно 20. Вычислить: а) к.п.д. цикла б) количество тепла Q1, полученного газом от нагревателя за цикл; в) работу, совершенную газом.

Контрольная работа по механике и термодинамике

Вариант 7

Катер, массой 500 кг имеет водометный двигатель. Какую массу воды он должен выбрасывать в секунду со скоростью 20 м/с, чтобы двигаться со старта ускорением 1 м/с2.

181. Маховик в форме сплошного диска имеет массу 50 кг и радиус 0,2 м. Он раскручен до 8 об/с и предоставлен самому себе. Под влиянием силы трения, приложенной по касательной к ободу, маховик останавливается. Определить силу трения, если маховик сделал до полной остановки 200 оборотов.

2.76Цикл, совершаемый одним киломолем идеального газа, состоит из двух изохор и двух

изобар. При этом в пределах цикла максимальные значения объема и давления газа в два раза больше минимальных значений, равных 1 атм. и 0,5 м3. Найти совершаемую газом работу и к.п.д. цикла.

Контрольная работа по механике и термодинамике

Вариант 6

100з. Тело массой 1 кг под действием постоянной силы движется прямолинейно, причем путь, пройденный телом, зависит от времени S = (2t 2 + 4t + 1) м. Определить работу силы за 10 с. с начал а дви жения, зависимость кинети ческой энергии от времени и от пути .

179. С какой силой следует прижать тормозную колодку к маховику, делающему 30 об/с, для его остановки в течение 20 с, если масса колеса распределена по ободу и равна 10 кг, диаметр колеса d = 20 см? Коэффициент трения колеса с колодкой 0,5.

2.77Идеальная холодильная машина работает по обратному циклу Карно в интервале температур от 100 оСдо 9 оС. Работа машины за цикл A= -1,55◦103 Дж. Вычислить: а)отношение количества тепла, отводимого от охлаждаемого тела за цикл к затраченной работе А’=-A; б)количество тепла Q1’, отдаваемого за цикл телу при 100 оС

Контрольная работа по механике и термодинамике

Вариант 8

7

107з. При ходьбе на лыжах по горизонтальному пути центр массы спортсмена совершает вертикальные движения с периодом шагов 4 с. При этом центр тяжести поднимается на 8 см. в процессе выполнения шага. Масса лыжника 80 кг. Коэффициент трения лыж о снег равен 0,05.

Дистанцию в 20 км лыжник прошел за 1 час 30 минут. Определить работу лыжника и его среднюю мощность.

184. Массивный (масса 1 кг) металлический диск радиусом R=21см, укрепленный на стержне радиуса r = R/3 с малым моментом инерции, катится без проскальзывания по горизонтальному желобу с угловой скоростью 1 с-1. Определить кинетическую энергию тела.

2.78Прямой цикл, совершаемый двумя киломолями одноатомного идеального газа, состоит из изотермы, изобары и изохоры (в порядке их прохождения). Известно, что максимальный

объем газа в два раза больше минимального и что изотермический процесс совершается при температуреТ =400 оС. Вычислить работу и к.п.д. цикла.

Расчётная работа по физике для студентов направления СУЗ на семестр №3

Данная расчётная работа проводится в режиме самостоятельной работы студентов. Ниже приведены индивидуальные варианты работы для каждого студента группы (номера задач) и условия задач с указанными номерами. При таком подходе в группе нет студентов, выполняющих совпадающие варианты, что способствует повышению уровня самостоятельности выполнения работы. После сдачи работы со студентом предполагается провести собеседование по выбранным задачам, чтобы оценить компетентность студента.

Каждый вариант три задачи на тему«Электромагнетизм» и пять задач на тему «Колебания и волны». Сохранена исходная нумерация задач, соответствующая задачникам, из которых они заимствованы.

8

Индивидуальные варианты РР на семестр №3для студентов направления СУЗ