- •Нижегородский государственный технический университет сборник задач по физике
- •Часть 1
- •Нижний Новгород 2004
- •Содержание
- •Предисловие
- •1. Кинематика
- •§ 1.1.Кинематика материальной точки.
- •§ 1.2. Кинематика твёрдого тела.
- •§ 1.3. Примеры решения задач.
- •2. Динамика материальной точки
- •§ 2.1. Законы Ньютона. Силы.
- •§ 2.2. Работа. Энергия. Закон сохранения энергии.
- •§ 2.3. Импульс. Закон сохранения импульса.
- •§ 2.4.Примеры решения задач.
- •3.Динамика твердого тела
- •§ 3.1 Момент импульса. Момент силы.
- •§ 3.2 Момент инерции.
- •§ 3.3 Неподвижные оси вращения.
- •§ 3.4 Качение. Свободные оси вращения. Гироскопы
- •§ 3.5.Примеры решения задач.
- •4. Молекулярная физика и теплота
- •§ 4.1. Равновесные распределения молекул.
- •§ 4.2. Уравнения состояния.
- •§ 4.3. Первое начало термодинамики.
- •§ 4.4. Энтропия. Второе начало термодинамики.
- •§ 4.5.Примеры решения задач.
- •5. Ответы Глава 1. Кинематика
- •Глава 2. Динамика материальной точки
- •Глава 3. Динамика твердого тела
- •Глава 4. Молекулярная физика и теплота
Министерство Образования Российской Федерации
Нижегородский государственный технический университет сборник задач по физике
Часть 1
(Механика, молекулярная физика, теплота)
Нижний Новгород 2004
Составители: А.Б. Федотов, И. А. Вдовиченко, Г.Д.Павлова, Г.И.Шишков.
УДК 681.383; 621.384
Сборник задач по физике, часть 1 (механика, молекулярная физика, теплота) для студентов всех специальностей / НГТУ;
сост.: А.Б. Федотов и др. Н.Новгород, 2004, 119с.
Ответственный редактор – А.Б. Федотов.
Редактор – И.И. Морозова.
Рецензент – А.И.Кононов.
Подп. … Формат … Бумага … Печать …
Печ. л. …. Уч.– изд. л. … Тираж 2000 экз. Заказ …
Нижегородский государственный технический университет. Типография НГТУ. 603600, Н.Новгород, ул. Минина, 24
Содержание
ГЛАВА |
СТР |
Предисловие |
3 |
1. Кинематика |
5 |
§ 1.1. Кинематика материальной точки § 1.2. Кинематика твердого тела § 1.3. Примеры решения задач |
5 |
9 |
|
12 |
|
2. Динамика материальной точки |
17 |
§ 2.1. Законы Ньютона. Силы § 2.2.Работа. Энергия. Закон сохранения энергии § 2.3. Импульс. Закон сохранения импульса § 2.4. Примеры решения задач |
17 |
25 |
|
32 |
|
39 |
|
3. Динамика твердого тела |
51 |
§ 3.1 Момент импульса. Момент силы. § 3.2. Момент инерции . § 3.3.Неподвижные оси вращения. § 3.4. Качение. Свободные оси вращения. Гироскопы § 3.5. Примеры решения задач. |
51 |
53 |
|
55 |
|
59 |
|
63 |
|
4. Молекулярная физика и теплота. |
68 |
§ 4.1. Равновесные распределения молекул § 4.2. Уравнения состояния . § 4.3. Первое начало термодинамики. § 4.4. Энтропия. Второе начало термодинамики § 4.5. Примеры решения задач |
68 |
72 |
|
75 |
|
79 |
|
84 |
|
5. Ответы |
92 |
Предисловие
Данный сборник задач предназначен для студентов первого курса всех специальностей. Все задачи распределены по четырем главам: «Кинематика», «Динамика материальной точки», «Динамика твердого тела» и «Молекулярная физика и теплота». В соответствии со сложившейся практикой распределения нагрузки, объем задачника рассчитан на 36 часов аудиторных занятий и соответствующее количество часов внеаудиторной работы. Поэтому в сборнике не представлены некоторые темы из числа тех, которые обычно фигурируют в рабочих программах для студентов первого курса технических ВУЗов. В частности, отсутствуют задачи по темам: «Статика», «Теория упругости»,
и ряду других тем. Задачи на тему «Всемирное тяготение» вошли, как составная часть, в § 2.1 «Законы Ньютона. Силы», а также, в § 2.2 «Работа. Энергия. Закон сохранения энергии». Задачи на темы «Момент импульса» и «Момент силы» включены отдельным параграфом в главу «Динамика твердого тела».
При составлении этого сборника мы, наряду с оригинальными задачами, широко использовали такие известные сборники задач, как, например, «Иродов И.Е., Задачи по общей физике», «Савельев И.В., Сборник вопросов и задач по общей физике», «Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике» и ряд других.
Для обозначения векторов момента силы , момента импульса и момента инерции были использованы символы и J соответственно. Вектор ускорения обозначается символом . В остальном мы придерживались системы обозначений, принятой в учебнике Савельева И.В. «Курс общей физики, Т1».
Номера задач повышенной сложности отмечены «звездочками» (например, 1.11*). В конце каждой главы имеется раздел «Примеры решения задач». Номера задач, подробное решение которых представлено в этом разделе, отмечены буквой «П» (например, 2.22*П).
Выражаем искреннюю признательность доценту А.И.Кононову за ряд ценных замечаний и предложений, а также лаборанту Н.С.Рыбкиной за помощь в оформлении макета.
Краткий список астрономических величин и физических констант:
Астрономические величины:
|
Значения |
Физические константы: |
Значения |
Радиус Земли RЗ |
6,37ּ106м |
Гравитационная постоянная G |
6,67ּ10-11 Нּм2/кг2 |
Масса Земли MЗ |
5,98ּ1024кг |
Стандартное ускорение свободного падения g |
9,807м/с2 |
Масса Солнца MС |
1,99ּ1030кг |
Постоянная Авогадро NA |
6,02ּ1023 моль-1 |
Среднее расстояние от Земли до Солнца rС |
1,495ּ1011м |
Постоянная Больцмана kБ |
1,38ּ10-23 Дж/К |
Средний радиус Лунной орбиты rЛ |
3,84ּ108м |
Молярная газовая постоянная R |
8,31 Дж/мольּК |
Масса Луны MЛ |
7,35ּ1022кг |
Стандартный объём моля газа V0 |
22,4л/моль |