Элементы квантовой механики Кинематика примеры задач Молекулярные спектры Полупроводники Ядерная физика Лекции и задачи по физике Лабораторные работы Примеры расчета типовых задач Расчетно-графическая работа

Понятие о ядерной энергетике Большое значение в ядерной энергетике приобретает не только осуществление цепной реакции деления, но и управление ею. Устройства, в которых осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления, называются ядерными реакторами. Пуск первого реактора в мире осуществлен в Чикагском университете (1942) под руководством Э. Ферми, в России (и в Европе) — в Москве (1946) под руководством И. В. Курчатова.

Задача 2.1.

Определить среднюю скорость автомобиля на всем участке движения в следующих двух случаях:

a) Первую половину пути он движется со скоростью 40 м/с, а вторую половину со скоростью 20 м/с.

b) Первую половину времени автомобиль движется со скоростью 40 м/с, а вторую половину времени со скоростью 20 м/с.

Дано: V1 = 40 м/c; V2 = 20 м/с. Vср1-? Vср2-?

Решение.

a. Обозначим весь путь, пройденный телом за S. Тогда, пользуясь определением средней скорости, имеем: , где и - времена прохождения первой и второй половины пути, соответственно. Тогда

b. Обозначим полное время движения автомобиля за . Полный путь будет состоять из двух частей: первая часть пути , пройденная автомобилем за первую половину времени со скоростью , и вторая часть пути , пройденная автомобилем за вторую половину времени со скоростью . По определению средней скорости имеем:.

Ответ: a) 26,7 м/с b) 30 м/с.

Задача 2.2.

Поезд прошел путь 200 км. В течение 1 часа он двигался со скоростью 100 км/ч, затем сделал остановку на время 30 мин. Оставшуюся часть пути он шел со скоростью 40 км/ч. Определить среднюю скорость движения поезда.

Дано: S = 200 км =2×105 м, t1 =1ч=3600 с, t2 =30 мин = 1800 с, V1 = 30 м/с, V2 = 10 м/с;

V ср-?

Решение.

По определению средней скорости . По условию задачи выделим три участка. На первом участке S1=V1t1. S2=0 (поезд сделал остановку). Третий участок S3 = S – (S1+S2) =S-(V1t1+ 0) поезд прошел за время . Средняя скорость на всем пути .

Ответ: 13,7 м/с.

2.3. Велосипедист движется по траектории в форме окружности с постоянной по модулю скоростью. Чему равно отношение средней скорости прохождения пути, равного половине окружности, к модулю средней скорости перемещения? {1,57}

2.4. Найти среднюю скорость тела в двух случаях: а) первую четверть времени тело двигалось со скоростью 7,0 м/с, оставшееся время – со скоростью 4,0 м/с; б) первую четверть пути тело двигалось со скоростью 7,0 м/с, оставшуюся часть пути – со скоростью 4,0 м/с. {a) 4,75 м/с; б) 4,48 м/с}

2.5. Найти среднюю скорость автомобиля, если первую треть пути он движется со скоростью 20 м/с, вторую треть пути – со скоростью 24 м/с, а последнюю треть пути со скоростью 30 м/с? {24 м/с}

2.6. Первые 20% всего пути тело двигалось со скоростью 10 м/с, следующие 50% пути - со скоростью 12 м/с, оставшуюся часть пути - со скоростью 15 м/с. Найти среднюю скорость движения на всем пути. {12,25 м/с}

2.7. Первые 25% всего пути тело двигалось со скоростью 3 м/с, вторые 25% всего пути - со скоростью 6 м/с, оставшуюся часть пути - со скоростью V. Найти эту скорость, если известно, что средняя скорость движения тела на всем пути оказалась равной 4 м/с. {4 м/с}

2.8. Велосипедист проехал за 5 секунд 40 м, за следующие 10 секунд – 100 м, и за последние 5 сек – 60 м. Найти среднюю скорость прохождения всего пути. {10 м/с}

2.9. В течение первых 5 часов поезд двигался со средней скоростью 54 км/ч, а затем в течение 4 часов — со средней скоростью 18 км/ч. Найдите среднюю скорость поезда за все время движения. {10,55 м/с}

2.10. Первые 3/4 времени своего движения поезд шел со скоростью 72 км/ч, остальное время — со скоростью 36 км/ч. Какова средняя скорость движения поезда на всем пути? {17,5 м/с}

2.11. Первую половину пути тело двигалось со скоростью V1, а вторую – со скоростью на 4 м/с большей, чем V1. Средняя скорость движения тела на всем пути оказалась равной 3 м/с. Найти скорость движения тела на второй половине пути. {6 м/с}

2.12. Средняя скорость поезда на всем пути равна 12 м/с, причем 40% всего пути он двигался со скоростью в два раза меньшей, чем на оставшемся пути. Каковы скорости поезда на этих участках? {8,4 м/с;16,8 м/с}

2.13. Первую половину пути поезд шел со скоростью в 1,5 раза большей, чем вторую половину пути. Какова скорость на каждом участке пути, если средняя скорость прохождения всего пути равна 12 м/с? {15 м/с, 10м/с}

2.14. Найти среднюю скорость движения тела, если известно, что первую половину пути тело двигалось со скоростью, меньшей средней скорости на 2 м/с, а вторую – со скоростью, на 3 м/с большей средней скорости. {12 м/с}

2.15. Первую треть пути автомобиль двигался со скоростью 10 м/с, вторую треть пути – со скоростью , в два раза меньшей, чем на оставшейся части пути. Найти скорости, с которыми двигался автомобиль на каждом участке, если средняя скорость движения автомобиля на всём пути оказалась равной 15 м/с. {15м/с, 30м/с.}

2.16. Катер прошел первую половину пути со средней скоростью в три раза большей, чем вторую. Средняя скорость на всем пути составляет 6 км/ч. Какова средняя скорость катера на первой половине пути? {3,3 м/с}

2.17. Автомобиль проехал расстояние 30 км с постоянной ско­ростью 20 м/с, затем разгрузился и вернулся в начальный пункт со скоростью 25 м/с. Определить время разгрузки, если средняя скорость на всем пути оказалась равной 18 м/c. {10,6 мин}

2.18. Велосипедист, проехав 4 км со скоростью 12 км/ч, остановился и отдыхал в течение 40 мин. Оставшиеся 8 км пути он проехал со скоростью 8 км/ч. Найдите среднюю скорость велосипедиста на всем пути. {1,66 м/с}

2.19. Автомобиль проехал первую половину пути со скоростью 60 км/ч. Половину времени, затраченного на прохождение оставшейся части пути он шёл со скоростью 15 км/ч, а другую половину времени – со скоростью 45 км/ч. Найти среднюю скорость движения автомобиля на всём пути. {9,09 м/с}

Камень, пущенный по поверхности льда со скоростью 3 м/с, прошел до остановки расстояние 20,4 м. Найти коэффициент трения камня о лед.

Тело скользит по наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол 450. Пройдя путь 36,4 см, тело приобретает скорость 2 м/с. Найти коэффициент трения тела о плоскость.

На столе стоит тележка массой 4 кг. К тележке привязан один конец шнура, перекинутого через блок. С каким ускорением будет двигаться тележка, если к другому концу шнура привязать гирю массой 1 кг?

Стальная проволока выдерживает груз до 5000 Н. С каким наибольшем ускорением можно поднимать груз в 4500 Н, подвешенный на этой проволоке, чтобы она не разорвалась?

Шар массой 2 кг движется со скоростью 3 м/с и сталкивается с шаром массой 1 кг, движущимся ему навстречу со скоростью 4 м/с. Определить скорость шаров после прямого центрального абсолютно упругого удара.

Два абсолютно неупругих шара, имеющих массы 15 г и 10 г, двигались навстречу друг другу со скоростями, модули которых 0,6 м/с и 0,4 м/с соответственно. Найти их скорость после столкновения и потерю кинетической энергии при ударе.

Снаряд массой 20 кг, летевший со скоростью, направленной под углом 300 к горизонту, попадает в платформу с песком массой 104 кг и застревает в песке. С какой скоростью летел снаряд, если платформа начинает двигаться со скоростью 1 м/с?

Камень массой 400 г бросили со скоростью 20 м/с в горизонтальном направлении с башни, высота которой 50 м. Найти потенциальную и кинетическую энергии камня через 2 с после начала его движения.

Вагон массой 40 т движется на упор со скоростью 0,1 м/с. При полном торможении вагона буферные пружины сжимаются на 10 см. Определить максимальную силу сжатия буферных пружин и продолжительность торможения.

Лодка массой 150 кг и длиной 2,8 м стоит неподвижно в стоячей воде. Рыбак массой 90 кг в лодке переходит с носа на корму. Пренебрегая сопротивлением воды, определить на какое расстояние s при этом сдвинется лодка.

Тело массой 2 кг движется со скоростью 3 м/с и нагоняет второе тело массой 3 кг, движущееся со скоростью 1 м/с. Каково должно быть соотношение между массами тел, чтобы при упругом ударе первое тело после удара остановилось?

Два шара массами 9 кг и 12 кг подвешены на нитях длиной 1,5 м. Первоначально шары соприкасаются между собой, затем меньший шар отклонили на угол 300 и отпустили. Считая удар неупругим, определить высоту на которую поднимутся оба шара после удара.

Тело массой 2 кг движется навстречу второму телу массой 1,5 кг и абсолютно неупруго соударяется с ним. Скорости тел непосредственно перед ударом были 1 м/с и 2 м/с. Какое время будут двигаться эти тела после удара, если коэффициент трения 0,05?

Молекула массой 4,65×10-26 кг, летящая нормально к стенке сосуда со скоростью 600 м/с, ударяется о стенку и упруго отталкивается от нее без потери скорости. Найти импульс силы, полученный стенкой за время удара.

Пружина жесткостью 103 Н/м была сжата на 5 см. Какую нужно совершить работу, чтобы сжатие пружины увеличить до 15 см?

Автомобиль массой 2 т затормозил и остановился, пройдя путь 50 м. Найти работу силы трения, если дорога горизонтальна и коэффициент трения равен 0,4.

Автомобиль массой 2 т движется в гору. Уклон горы равен 4 м на каждые 100 м пути. Коэффициент трения равен 0,08. Найти работу, совершенную двигателем автомобиля на пути 3 км.

Найти, какую мощность развивает двигатель автомобиля массой 1 т, если известно, что автомобиль едет с постоянной скоростью 36 км/ч по горизонтальной дороге.

Автомобиль массой 10 т движется под уклон по дороге, составляющей с горизонтом угол, равный 40. Найти работу силы тяжести на пути 100 м.

Цепные реакции делятся на управляемые и неуправляемые. Взрыв атомной бомбы, например, является неуправляемой реакцией. Чтобы атомная бомба при хранении не взорвалась, в ней U (или Pu) делится на две удаленные друг от друга части с массами ниже критических. Затем с помощью обычного взрыва эти массы сближаются, общая масса делящегося вещества становится больше критической и возникает взрывная цепная реакция, сопровождающаяся мгновенным выделением огромного количества энергии и большими разрушениями. Взрывная реакция начинается за счет имеющихся нейтронов спонтанного деления или нейтронов космического излучения. Управляемые цепные реакции осуществляются в ядерных реакторах
Работа асинхронной машины при вращающемся роторе