Репетиторские услуги и помощь студентам!
Помощь в написании студенческих учебных работ любого уровня сложности

Тема: Контрольная работа по физике

  • Вид работы:
    Контрольная работа по теме: Контрольная работа по физике
  • Предмет:
    Физика
  • Когда добавили:
    22.07.2014 16:37:08
  • Тип файлов:
    MS WORD
  • Проверка на вирусы:
    Проверено - Антивирус Касперского

Другие экслюзивные материалы по теме

  • Полный текст:
    Контрольная работа №1
    Задача 1.1
    Для обнаружения возможного лесного пожара используется расположенная на холме башня (рисунок 1). Ее высота над уровнем земли Н = 40 м. Определить дальность горизонта, а также время, необходимое для того, чтобы до него добраться при скорости движения v = 10 км/ч. Высоту деревьев не учитывать. Определить площадь жилого массива, который может быть просмотрен с башни.
    Рисунок 1 – Схема мониторинга пожара
     
    Дано: Н = 40 м; v = 10 км/ч = 2,8 м/с.
    Найти: l - ? t - ? F - ?
     
    Решение:
    Дальность горизонта определяется по формуле:
    .
    Время, необходимое для того, чтобы добраться до горизонта при скорости движения v = 10 км/ч равно:
    ;
    .
    Площадь жилого массива, который может быть просмотрен с башни равна:
    F = ? • l2;
    F = 3,14 • 22574,42 = 1600 • 106 м = 1600 км.
    Ответ: 22574,4 м; 8062 с; 1600 км.
     
    Задача 1.2
    В результате дорожно-транспортного происшествия автомобиль получил повреждения. Его двери заклинены. Есть угроза пожара. Для спасения пассажиров необходимо открыть дверь (рисунок 2), для этого к ней привязан трос. С какой силой, направленной вертикально вниз, должен действовать спасатель на середину троса, чтобы сила натяжения была равна 7000 Н? Считать, что угол прогиба троса при этом равен 40.
    Рисунок 2 – Схема открывания двери
     
    Дано: T = 7000 Н; ? = 40.
    Найти: P - ?
     
    Решение:
    Проецируя действующие силы на ось OY получаем:
    P = Т • sin ?  + Т • sin ?  = 2 • Т • sin ? 
    P = 2 • 7000 • sin 40 = 976,6  H.
    Ответ: 976,6 Н.
     
    Задача 1.3
    Для аварийного спуска человека используется спасательный рукав длиной Н = 30 м (рисунок 3). Скорость падения человека на землю должна быть v = 3 м/с. Считать движение равноускоренным. Определить, во сколько раз сила трения отличается от веса человека при его движении. Сила трения постоянна, масса человека m = 100 кг.
    Рисунок 3 – Спасение человека
     
    Дано: Н = 30 м; v = 3 м/с; m = 100 кг.
    Найти: Fтр / Р - ?
     
    Решение:
    Вес человека равен
    Р = m • g
    P = 100 • 9,81 = 981 Н.
    Согласно закона сохранения энергии
    Отсюда сила трения
    .
    Н.
    Fтр / Р = 966 / 981 = 0,98.
    Ответ: в 0,98 раз
     
     
    Задача 1.4
    Человек падает с высоты Н = 10 м. Для его спасения используют натянутый брезент. Брезент под действием человека прогибается на х = 1 м. Определить нагрузку, которую испытывает человек, и время ее действия. Оценить опасность для жизни и здоровья человека (рисунок 4).
    Рисунок  4 – Допустимые перегрузки
     
    Дано: Н = 10 м; х = 1 м.
    Найти: n - ?
     
    Решение:
    Согласно закона сохранения энергии кинетическая энергия человека при соприкосновении с брезентом равна потенциальной энергии на высоте Н.
    .
    Вся кинетическая энергия человека расходуется на работу на пригибание брезента на расстояние х = 1 м.
    .
    Отсюда, сила, с которой человек падает на брезент, равна:
    .
    Таким образом, перегрузка равна n = 10.
     
    Время, в течении которого на человека будет действовать перегрузка определяется по формуле:
    ,
    где ,
    ;
    .
    Данная перегрузка в течении полученного времени не опасна для жизни человека.
    Ответ: n = 10; t = 0,07 сек.
     
    Задача 1.5
    Можно ли спасать людей массой m = 100 кг, прыгающих по очереди с высоты Н = 6 м на растянутый брезент, который прогибается при падении человека на х = 1 м? Площадь соприкосновения человека с брезентом S = 0,5 м2. Прочность брезента Р0 = 104 Н/м2.
     
    Дано: m = 100 кг; Н = 6 м; х = 1 м; S = 0,5 м2; Р0 = 104 Н/м2.
    Найти:
     
    Решение:
    Давление, которое окажет человек, при падении на брезент определяется по формуле
    ,
    где F – сила, с которой человек ударяется о брезент.
    Согласно закона сохранения энергии кинетическая энергия человека при соприкосновении с брезентом равна потенциальной энергии на высоте Н.
    .
    Вся кинетическая энергия человека расходуется на работу на пригибание брезента на расстояние х = 1 м.
    .
    Отсюда сила, с которой человек ударяется о брезент равна:
    .
    .
    Так как Р > Р0, то данным брезентом людей спасать нельзя.
     
    Задача 1.6
    В результате отказа рулевой системы и тормозов автомобиль массой m = 2000 кг со скоростью V1 = 36 км/ч под прямым углом врезался в чугунное ограждение набережной, сбил его и упал в воду (рисунок 5). Вода находится ниже уровня дороги на Н = 4 м. При ударе автомобиль деформировался на х = 1 м. Ограждение рушится при силе действия F0 = 6 • 104 Н. Определить скорость автомобиля, после того, как он пробил ограждения, и расстояние L. Сопротивление воздуха не учитывать. Считать, что автомобиль лежит на дне реки под местом падения в воду.
    Рисунок 5 – Схема падения автомобиля в воду
     
    Дано: m = 2000 кг; V1 = 36 км/ч = 10 м/с; Н = 4 м; х = 1 м; F0 = 6 • 104 Н.
    Найти: V2 - ? L - ?
     
    Решение:
    Согласно закона сохранения энергии:
    Eк1 = Eк2 + AFтр
    Отсюда скорость автомобиля после того, как он пробил ограждение:
    ;
    Из уравнения движения:
    при проекции на ось ОY:
    .
    при проекции на ось ОХ:
    ,
    где V – скорость автомобиля в конце пути, V = 0,
    тогда
    ;
    ;
    м.
    Ответ: 6,3 м/с; 27,9 м.
     
     
     
     
    Задача 1.7
    Для предотвращения возможного загорания деревянного дома, находящегося недалеко от места пожара, необходимо на его крышу и стены за 1 мин. подать 15 л воды. Можно ли для этих целей использовать колодец глубиной Н = 10 м? Масса вала, на который намотана невесомая веревка, m0 = 20 кг. Его радиус r = 10 см. К колесу, радиус которого R = 60 см, человек для поднятия ведра прикладывает постоянную касательную силу F = 20 Н. Массу колеса и трение не учитывать. Вместимость ведра 10 л, масса ведра mв = 1 кг. За время t0 = 15 c. поднятое ведро с водой человек переливает в другое. Под действием собственной массы ведро опускается вниз, разматывая веревку с вала. Время погружения ведра в воду не учитывать. Через какие интервалы времени будет подаваться вода.
     
    Дано: t = 1 мин. = 60 сек; V = 15 л; Н = 10 м; m0 = 20 кг; r = 10 см; R = 60 см; t0 = 15 c; F = 20 Н; mв = 1 кг; .
    Найти: tи - ?
     
    Решение:
    Момент сил диска
    M = J? = FR.
    Момент инерции колеса (диска)
    J = m0R2/2.
    Угловое ускорение равно:
    ;
    .
    Число оборотов,  которые совершит вал (и соответственно колесо) при поднятии ведра на высоту 10 м определяется по формуле
    n = H / (2•?•r);
    n = 10 / (2•3,14•0,1) = 15,92 оборота.
    Угол на который повернется вал равен
    ? = n • 2? = 15,92 • 2 • 3,14 = 100 рад.
    С другой стороны
    ? = ?•t + ?•t2 / 2,
    где ? – угловая скорость,
    ? = ? • t,
    тогда
    ? = ? • t • t + ? • t2 / 2 = 3?•t2 / 2,
    отсюда, время потраченное на подъем ведра с глубины Н = 10 м определим по формуле: 
    .
     с.
    Время, за которое ведро упадет на дно колодца, определяется по формуле:
    с
    Время, за которое будет подаваться 10 л воды равно:
    t? = t0 + t1 + t2 = 15 + 4,5 + 1,4 = 20,9 с.
    Значит, за 1 мин будет подано 2 ведра воды объемом 10 л каждое, т.е. V = 20 л воды.
    Таким образом
    V = 20 л > Vтреб = 15 л,
    а значит колодец, глубиной 10 м, использовать для подачи воды можно.
     
     
    Задача 1.8
    Для предупреждения об опасности автоматическая система включает сирену. Колесо сирены имеет 60 отверстий и вращается с частотой 300 мин-1. Скорость звука в воздухе v = 340 м/с. Определить длину звуковой волны.
     
    Дано: N = 60 отв; n = 300 мин-1 = 5 c-1; Н = 10 м; с = 340 м/с.
    Найти: ? - ?
     
    Решение:
    Длина звуковой волны определяется по формуле:
    ,
    где v – скорость источника волн относительно среды, так как сирена неподвижна, то v = 0;
      ?0 – частота, с которой источник испускает волны,
    ?0 = N • n;
    ;
     м.
    Ответ: 1,13 м.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    Контрольная работа №2
    Задача 1.1
    В кабине пожарного автомобиля с объемом воздуха V0 = 10 м3 случайно пролито V = 0,1 л бензина, который полностью испарился. Плотность бензина ? = 0,7 • 103 кг/м3. Считать, что вентиляция отсутствует. Определить количество бензина в 1 м3 воздуха. Есть ли опасность для здоровья людей, в кабине? Считать, что пары бензина смертельно опасны при вдыхании 5 – 10 мин, если его концентрация 120 мг/л, переносима при вдыхании в течении 0,5 – 1 час, если его концентрация 60 мг/л.
     
    Дано: V0 = 10 м3; V = 0,1 л = 0,1 • 10-3 м3; ? = 0,7 • 103 кг/м3.
    Найти:
     
    Решение:
    Количество паров бензина в 1 м3 воздуха равно
    ,
    где m = ?V – масса испарившегося ацетона
    Тогда:
    Подставим исходные данные и произведём вычисления:
    кг/м3 = 70 мг/л.
    Определение продолжительности испарения бензина:
    ч.
    Таким образом, концентрация бензина смертельно опасна.
    Ответ:  70 мг/л, смертельно опасна.
     
    Задача 1.2
    Резервуар технологической установки с газом, имеющим давление Р1 = 15 • 105 Па при температуре t1 = 27 0C, оказался у очага пожара. Через некоторое время он нагрелся до температуры t2 = 127 0C. Какая часть газа вышла через предохранительный клапан если давление не изменилось.
     
    Дано: Р1 = Р2 = 15 • 105 Па; t1 = 27 0C = 300 К; t2 = 127 0C = 400 К.
    Найти: n2 / n1 - ?
     
    Решение:
    .
    Таким образом через предохранительный клапан вышло 33% газа.
     
    Задача 1.3
    В результате пожара туннель метрополитена наполнился дымом, который проник в помещение трансформаторной станции. Для осаждения дыма распыляется вода. Считать, что капли воды имеют радиус R = 50 мкм и, образуясь на высоте Н = 5 м, свободно падают вниз, дым является неподвижным. Через какое время задымление начнет исчезать?
     
    Дано: R = 50 мкм = 5 • 10-5 м; Н = 5 м.
    Найти: t - ?
     
    Решение:
    Смысл задачи таков, что дым начнёт исчезать, когда капли воды осядут на пол, поглотив дымовые частицы. Будем для простоты считать, что падение каждой капельки тумана происходит ламинарно, с постоянной скоростью, иначе задача будет слишком сложной для решения методами элементарной физики.
    На шарик жидкости действуют следующие силы: вниз тянет сила тяжести F=mg=?2Vg. Вверх шарик тянет сила Архимеда, равная FA= ?1Vg, а также сила трения, вычисляемая по закону Стокса: FT=6??vR. Здесь R — радиус шарика, ? — вязкость жидкости.
    Отсюда можно выразить скорость, с которой оседает капелька тумана:
    Выпишем справочные данные: плотность воды ?2=1000 кг/м3, плотность воздуха ?1=1,22 кг/м3, вязкость воздуха ?=0,00002 Па•с.
    Тогда, так как все величины, входящие в это уравнение, постоянные, то и скорость тоже будет постоянная. Следовательно, время, за которое частицы тумана осядут, будет
    Вычислим:
    c
    Ответ: t = 18,4 c
     
     
    Задача 1.4
    Определить удельные теплоемкости СР и СV смеси газов, содержащей кислород О2 массой mО2 = 32 г и метан СН4 массой mСН4 = 32 г.
     
    Дано: mО2 = 32 • 10-3 кг; mСН4 = 32 • 10-3 кг.
    Найти: СР - ? СV - ?
     
    Решение:
    Молярные массы кислорода и метана равны:
    МО2 = 32 • 10-3 кг/моль; МСН4 = 16 • 10-3 кг/моль.
    ?Q = Сv • (mO2 + m CH4) • ?T = ?QO2 + ?QCH4 = СvO2 • mO2 • ?T + СvCH4 • m CH4 • ?T;
    Отсюда удельная теплоемкость Сv смеси газов равна:
    .
    Удельная теплоемкость Сv кислорода равна:
    ,
    где iO2 = 5;
    Удельная теплоемкость Сv метана равна:
    ,
    где iСН4 = 6.
    .
    Дж/(кг•К).
    Отсюда удельная теплоемкость Ср смеси газов равна:
    .
    Удельная теплоемкость Ср кислорода равна:
    ,
    где iO2 = 5;
    Удельная теплоемкость Ср метана равна:
    ,
    где iO2 = 6.
    .
    Дж/(кг•К).
    Ответ: Сv = 552 Дж/(кг•К); Ср = 714 Дж/(кг•К).
     
     
    Задача 1.5
    Азот N2 массой m1 = 2,8 кг совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Наименьший объем Vmin = 10 м3, наибольший объем Vmax = 20 м3, наименьшее давление рmin = 246 кПа, наибольшее давление рmax = 410 кПа. Построить график цикла. Определить температуру газа для характерных точек цикла и его термический КПД.
     
    Дано: m1 = 2,8 кг; Vmin = 10 м3, Vmax = 20 м3, рmin = 246 кПа, рmax = 410 кПа.
    Найти: Т1 - ? Т2 - ? Т3 - ? Т4 - ? ?т - ?
     
    Решение:
    Рисунок 5.1 – График цикла
     
    Молярная масса азота МN2 = 34 • 10-3 кг/моль.
    Из уравнения Менделеева-Клайперона
    К;
    К;
    К;
    К.
    Термический КПД определяется по формуле
    ,
    где Q1 – полученное количество теплоты,
    ,
    здесь n – количество вещества;
      Сv - удельная теплоемкость азота при постоянном объеме:
    ,
    где i – число степеней свободы азота, i = 5;
      Ср - удельная теплоемкость азота при постоянном давлении:
    .
     Q1 – полученное количество теплоты,
    .
    . ;
    Ответ: Т1 = 3595 К; Т2 = 5845 К; Т3 = 11690 К; Т4 = 7190 К; ?Т = 0,086.
     
    Задача 1.6
    Вычислить коэффициент теплопроводности метана при температуре Т = 300 К. Принять диаметр молекулы метана равным d = 0,3 нм.
     
    Дано: Т = 300 К; d = 0,3 нм = 0,3 • 10-9 м.
    Найти: ? - ?
     
    Решение:
    Вязкость водорода определяется по формуле
    ,
    где  - средняя скорость теплового движения молекул;
    ,
    где М – молярная масса молекулы метана, М = 16 • 10-3 кг/моль.
       - средняя длина свободного пробега,
    ,
    здесь n – концентрация водорода.
    ? – плотность водорода
    .
    Из уравнения Менделеева-Клайперона
    .
    Давление водорода определяем по формуле:
    р = n•k•T,
    где k – постоянная Больцмана, k  = 1,38 • 10-23 Дж/К.
    Тогда
    .
    Удельная теплоемкость Сv метана равна:
    ,
    где i = 6.
    Тогда получаем
    Ответ: 6,5 • 10-3 Вт/(м•К)
     
     
    Задача 1.7
    В систему дополнительного охлаждения двигателя пожарного автомобиля поступает вода, температура которой 80 0С. Температура воды на выходе из системы дополнительного охлаждения 30 0С. Вода перекачивается с производительностью 10-4 м3/с. Вычислить, какое количество теплоты уносится от двигателя водой за 1 с.
     
    Дано: Т1 = 80 0C = 353 К; Т2 = 30 0C = 303 К; G = 10-4 м3/c; t = 1 c.
    Найти: ?Q - ?
     
    Решение:
    Количество теплоты уносится от двигателя водой определяется по формуле
    ,
    где С – удельная теплоемкость воды, С = 4183 Дж/(кг•К);
       m – масса воды, перекачиваемый за время t
    .
    Тогда
    ;
    Дж
    Ответ: 20915 Дж
     
    Задача 1.8
    Для тушения нефти в резервуаре используется метод подслойного тушения (подача пены в нижнюю часть резервуара, которая, всплывая наверх, способствует прекращению горения). С каким наименьшим давлением должна действовать пена на обратный клапан, чтобы она смогла проникнуть в резервуар? Высота слоя нефти Н = 7 м, плотность нефти ? = 810 кг/м3, давление, при котором срабатывает обратный клапан, р = 1,4 • 105 Па.
     
    Дано: Н = 7 м; ? = 810 кг/ м3; р = 1,4 • 105 Па.
    Найти: рп - ?
     
    Решение:
    Давление, с которым пена должна действовать на обратный клапан должно превышать давление, при котором срабатывает обратный клапан на величину давления столба нефти pн, т.е.
    рп = p + pн,
    где
    pн = ? • g • H.
    Отсюда
    рп = p + ? • g • H;
    рп = 1,4 • 105  + 810 • 9,81 • 7 = 195 623 Па ? 1,96 • 105 Па.
    Ответ: 1,96 • 105 Па.
     
Если Вас интересует помощь в НАПИСАНИИ ИМЕННО ВАШЕЙ РАБОТЫ, по индивидуальным требованиям - возможно заказать помощь в разработке по представленной теме - Контрольная работа по физике ... либо схожей. На наши услуги уже будут распространяться бесплатные доработки и сопровождение до защиты в ВУЗе. И само собой разумеется, ваша работа в обязательном порядке будет проверятся на плагиат и гарантированно раннее не публиковаться. Для заказа или оценки стоимости индивидуальной работы пройдите по ссылке и оформите бланк заказа.