Физика - ФИЗ, вариант 1 - Контрольная работа

Содержание

Вопрос 1

Твердое тело вращается вокруг оси z. Зависимость угла его поворота от времени описывается

законом: φ = 2π (at - bt²/2), где а и b – положительные постоянные. Найти угловую

скорость тела и момент времени τ, когда тело остановится.

Вопрос 2

Частица 1 испытала лобовое соударение с покоившейся до удара частицей 2. Найти отношение

масс частиц m2/m1, если после столкновения они разлетелись в противоположных направлениях

с одинаковыми по модулю скоростями.

Вопрос 3

Однородная пластинка массой m со сторонами 2а и 2b имеет момент инерции Iв относительно

оси, проходящей через точку В, перпендикулярно плоскости пластинки (см.рис.) Чему равен

момент инерции пластинки Iа относительно оси, проходящей через точку А и параллельной оси z?

Вопрос 4

Какое сопротивление R надо взять, чтобы можно было включить в сеть с напряжением

V=220В лампу, рассчитанную на напряжение V0=110В и ток I=4A?

Вопрос 5

Какой ток идет через гальванометр, присоединенный к железнодорожным рельсам при

приближении к нему поезда со скоростью V=60 км/ч? Вертикальная составляющая индукции

земного магнитного поля В0=50 мкТл. Сопротивление гальванометра R=100 Ом. Расстояние

между рельсами L=1,2 м; рельсы считать изолированными друг от друга и от земли.

Вопрос 6

Энергия одномерного гармонического осциллятора имеет вид W=(m/2) +kx2/2, где k –

коэффициент упругости, m – масса тела. Найти амплитуду колебаний xmax и амплитуду

скорости vmax

Вопрос 7

На непрозрачную преграду с отверстием радиуса а от удаленного источника падает плоская

волна с длиной λ. На расстоянии от преграды параллельно ей расположен экран. Сколько

зон Френеля K открыто для точки экрана, лежащей на оси отверстия?

Вопрос 8

Положение электрона определено с погрешностью м. Оцените квантовомеханическую

неопределенность х-компоненты скорости электрона . Масса электрона равна 9,1*10-31 кг.

Вопрос 9

Удельные объемы газовой и жидкой фазы некоторого вещества при давлении р равны и

соответственно. Удельная теплота испарения при этом давлении равна q. Найти приращение

удельной внутренней энергии этого вещества при его испарении.

Вопрос 10

Два тела с постоянными температурами T1 и T2 (T2>Т1) соединили теплопроводящим

стержнем длины L с поперечным сечением S. Пренебрегая потерями теплоты через боковую

поверхность стержня найти поток теплоты q через поперечное сечение стержня.

Теплопроводность стержня равна λ.

Основная часть (выдержка)

№ 8.

Положение электрона определено с погрешностью x = 10–7м. Оцените квантовомеханическую неопределенность x-компоненты скорости электрона vx. Масса электрона равна 9,1*10–31кг.

Дано:

∆x=〖10〗^(-7 ) м

m=〖9,1∙10〗^(-31 ) м

Найти:

∆v_x - ? Решение.

Запишем соотношение неопределенностей Гейзенберга для координаты и импульса:

∆x∙∆p_x≥ħ (1),

где ħ=1,05∙〖10〗^(-34) Дж - постоянная Планка,

∆x – неопределенность координаты x частицы,

∆p_(x )- неопределенность проекции импульса частицы на ось x

Зная, что ∆p_x=m∙∆v_x преобразуем формулу (1) к виду

∆x∙m∙∆v_x≥ħ

Выразим из полученной формулы ∆v_x:

∆v_x≥ ħ/(m∙∆x)

Вычисляем:

∆v_x=(1,05∙〖10〗^(-34) Дж)/(〖9,1∙10〗^(-31 ) м ∙〖10〗^(-7 ) м)=1200м⁄с

Ответ: 1200 м⁄с.