Вариант 4. Цели и основы метода моделирования в естествознании. Основные модели, используемые в механике. В чем их ограниченность?

  • ID: 41036 
  • 19 страниц

Содержание:


Вариант 4

1.4. Цели и основы метода моделирования в естествознании. Основные модели, используемые в механике. В чем их ограниченность? Может ли быть использованы разные модели для описания одного и того же объекта? Допустим, что человек весом в 70 кг прыгнул с неподвижной тележки со скоростью 7 м/с. Найдите силу трения тележки о землю, если она остановилась через 5 с.

Задача

Допустим, что человек весом в 70 кг прыгнул с неподвижной тележки со скоростью 7 м/с. Найдите силу трения тележки о землю, если она остановилась через 5 с.

Дано:

mч=70 кг

Vт=7 м/с

t=5 c

Найти: Fтр - ?

Решение:

2.4. Прокомментируйте принцип соответствия законов классической и релятивистской механики. В чем второй постулат специальной теории относительности противоречит «здравому смыслу»? Определите, во сколько раз увеличивается время жизни нестабильной частицы (по часам неподвижного наблюдателя), если она начала двигаться со скоростью 0,9 скорости света.

Задача:

Определите, во сколько раз увеличивается время жизни нестабильной частицы (по часам неподвижного наблюдателя), если она начала двигаться со скоростью 0,9 скорости света.

Решение:

3.4. Дайте представление об описании колебаний, модели гармонического осциллятора и использовании этой модели. Как определяется период колебаний математического маятника, упругой пружины? Оцените, в каком случае часы с маятником больше отстанут за сутки: при опускании их в шахту на глубину 200м или при поднятии на высоту на 200 м, если на поверхности Земли они идут точно.

Задача:

Оцените, в каком случае часы с маятником больше отстанут за сутки: при опускании их в шахту на глубину 200м или при поднятии на высоту на 200 м, если на поверхности Земли они идут точно.

Решение:

4.4. Как можно оценить возраст Вселенной? Какие эмпирические подтверждения расширения Вселенной? Каковы модели развития Вселенной? Какие наблюдения подтвердили модель Большого Взрыва? Годичный параллакс ближайшей к нам звезды Проксима Центавра равен 0,77 угловых секунд. Определите расстояние до этой звезды в километрах и парсеках (1пк = 3,08?1013 км)

Задача

Годичный параллакс ближайшей к нам звезды Проксима Центавра равен 0,77 угловых секунд. Определите расстояние до этой звезды в километрах и парсеках (1пк = 3,08?1013 км)

Решение:

5.4. Сравните модели идеального и реального газа. Какими параметрами описывается состояние газа в этих моделях? Определите температуру идеального газа, если средняя кинетическая энергия поступательного движения его молекул равна 7,87*10-21 Дж.

Задача

Определите температуру идеального газа, если средняя кинетическая энергия поступательного движения его молекул равна 7,87*10-21 Дж.

Дано:

Еср = 7,87?10-21 Дж.

Постоянная Больцмана:

k = 1,38?10-23 Дж.\К.

Найти: Т - ?

Решение:

6.4. Поясните понятия энтропии и термодинамической вероятности. В чем состоит принцип Больцмана? Если в объеме V находится N одинаковых молекул, то термодинамическая вероятность W ? VN. Найдите, насколько увеличится величина энтропии, если газ расширяется в пустоту, и его объем увеличился в два раза. Как определяется понятие «энтропия» в термодинамике? Как ее можно измерить? Определите изменение энтропии газа, если в результате изотермического расширения объем 8г кислорода увеличился вдвое.

Задача

Если в объеме V находится N одинаковых молекул, то термодинамическая вероятность W ? VN. Найдите, насколько увеличится величина энтропии, если газ расширяется в пустоту, и его объем увеличился в два раза.

Дано:

V2=2V1

m=8 г

? (О2)=32 г/моль

R=8.31 Дж/моль*К

Решение:

7.4. Каковы структурные уровни организации материи, чем они характеризуются? Что такое «системный подход» и каковы его основные понятия в современной естественнонаучной картине мира? Определите в процентах, насколько возросла масса элементарной частицы вылетающей из ускорителя со скоростью 0,75 скорости света по сравнению с ее массой покоя.

Задача

Задача

Определите в процентах, насколько возросла масса элементарной частицы вылетающей из ускорителя со скоростью 0,75 скорости света по сравнению с ее массой покоя.

Решение:

8.4. Как строится термодинамика открытых систем? Поясните понятие диссипативной структуры по И. Пригожину. Выделите основные этапы в развитии самоорганизующихся систем. В чем принципиальное различие между возникновением упорядоченных структур при кристаллизации и при возникновении упорядоченных ячеек Бенара?

9.4. Что такое «мутация», какие мутации бывают? Как определить, что приобретенные признаки не наследуются? Какие виды изменчивости известны, в чем их сходства и отличия? Объясните, какая форма изменчивости дает исходный материал для естественного отбора в природе.

10.4. При запуске исследовательских аппаратов на поверхность других планет в целях обнаружения жизни занимаются поисками существования воды, а также доказательств наличия органических соединений биогенного происхождения. Почему эти доказательства так важны для науки, что для этого проводят дорогостоящие исследования? Почему жизнь на других планетах пытаются обнаружить именно в органической форме, и какую роль играет при этом наличие воды?

Тестовые задания

1. Естествознание отличается от натурфилософии

А. более сложным объяснением явлений, которое проверяется логикой рассуждений,

Б. только более развитым и широким набором дисциплин,

В. только тем, что перестали рассматривать природу как целое.

Г. проверкой теории путем экспериментирования.

2. Материальные тела, согласно гипотезе атомизма,

А. возникают и существуют при соединении атомов, затем разрушаются, рассыпаясь на атомы;

Б. есть отражение мира идей, т.к. истинный мир – это мир идей,

В. есть часть бесформенной материи, занимающей всё пространство;

Г. существуют, как и каждая материальная вещь, лишь как соединение материи и формы;

3. Развитием атомистической исследовательской программы является:

А. установление фундаментальной связи между симметриями и законами сохранения

Б. теория электромагнитного поля Фарадея-Максвелла

В. создание молекулярно-кинетической теории газов

Г. выяснение инвариантности физических законов относительно выбора систем отсчета

4. Расположите представления о пространстве в порядке их возникновения

А. место расположения тел, представляющих из себя соединение материи и формы

Б. геометрические свойства пространства-времени зависят от состояния движения и масс тел

В. однородное и изотропное независимо существующее вместилище тел

Г. Свойства пространства связаны со свойствами времени и зависят от скоростей движения тел

5. Принцип эквивалентности, положенный Эйнштейном в основу ОТО, заключается в

А. равноправности всех инерциальных систем,

Б. равенстве инертной и гравитационной массы,

В. отсутствии зависимости процессов, происходящих во всех инерциальных системах, от скоростей их движения относительно друг друга;

Г. пропорциональности масс скоростям тел;

6. В соответствии с теоремой Нетер каждому виду симметрии пространства-времени соответствует...

А. определенный вид взаимодействия

Б. свой фундаментальный закон сохранения

В. своя система отсчета

Г. некоторая фундаментальная частица

7. Укажите верные утверждения относительно дополнительных физических величин:

А. дополнительные величины всегда связаны тем или иным соотношением неопределенностей;

В. при точном измерении одной величины невозможно точно измерить дополнительную ей;

Б. точное измерение любой физической величины требует одновременного и столь же точного измерения величины, дополнительной к ней;

Г. дополнительные физические величины не могут быть связаны друг с другом;

8. Положение химического элемента в Периодической таблице определяется

А. их распространенностью в природе,

Б. размерами их атомов,

В. их атомной массой,

Г. их зарядом ядра;

9. Поведение системы с динамическим хаосом невозможно точно предсказать из-за:

А. постоянного воздействия на систему случайных внешних факторов

Б. принципиально квантового характера таких систем

В. слишком больших размеров таких систем

Г. сильной чувствительности системы к погрешностям в определении ее начального состояния

10. Сменится ли расширение Вселенной ее сжатием, в космологической модели А.А.Фридмана зависело только от:

А. средней плотности вещества во Вселенной

Б. современного пространственного масштаба Метагалактики

В. современной температуры реликтового излучения

Г. средней плотности материи во Вселенной