Вариант 3. Какие виды сил изучают в динамике?

  • ID: 47309 
  • 24 страницы

Фрагмент работы:

Задание № 1 3

Вопрос 1 3

Вопрос 2 5

Вопрос 3 7

Вопрос 4 9

Вопрос 5 12

Вопрос 6 14

Вопрос 7 16

Вопрос 8 17

Вопрос 9 18

Вопрос 10 19

Задание №2 23

Список литературы 25

1.3. Какие виды сил изучают в динамике? В чем суть принципа независимости действия сил? Приведите основные законы классической динамики. Найдите коэффициент трения тела массой в 1 кг, которое равномерно перемещается без качения под действием силы в 1 Н.

2.3. Поясните понятия «момент силы» и «момент импульса». В каких системах сохраняется момент импульса, с какими симметриями пространства-времени он связан? Рассчитайте момент импульса Нептуна, если известно, что среднее расстояние от Нептуна до Солнца 5?109км, период обращения вокруг Солнца 165 лет, масса Нептуна 1026кг.

 Момент   силы  (синонимы: крутящий момент, вращательный момент, вертящий момент, вращающий момент) — векторнаяфизическая величина, равная произведению радиус-вектора, проведенного от осивращения к точке приложения силы, на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело.

3.3. В чем состоит явление радиоактивности? Каков закон радиоактивного распада, что означает статистический характер этого закона? Определите начальную активность препарата радиоактивного ядра Mg27 массой 0,2 мкг и его активность через 1 час (период полураспада Mg27 равен 10мин.).

Радиоактивный распад (от лат. radius «луч» и activus «действенный») — спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер (заряда Z, массового числа A) путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов[1]. Процесс радиоактивного распада также называют   радиоактивностью , а соответствующие элементы радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.

4.3. Как определяют расстояния до планет, до ближайших звезд? Что такое «параллакс»? Оцените радиус Луны, если известно, что видимый угловой диаметр Луны 30 угловых минут, расстояние до Луны 384 тыс. км.

Определение  расстояний  до внутренних  планет 

5.3. Поясните принцип неопределенности. Оцените неопределенность скорости электрона, если его координата установлена с точностью до 10-5 м. Сравните ее с неопределенностью пылинки массой 10-12 кг, если ее координата установлена с такой же точностью. Результат сравнения прокомментируйте.

Принцип   неопределённости  Гейзенберга (или Гайзенберга) в квантовой механике — фундаментальное неравенство (соотношение  неопределённостей ), устанавливающее предел точности одновременного определения пары характеризующих квантовую систему физических наблюдаемых, описываемых некоммутирующимиоператорами (например, координаты и импульса, тока и напряжения, электрического и магнитного поля). Соотношение  неопределенностей задаёт нижний предел для произведения среднеквадратичных отклонений пары квантовых наблюдаемых.  Принцип   неопределённости , открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 г., является одним из краеугольных камней квантовой механики.

6.3. Что такое «коэффициент полезного действия» тепловых машин? Пусть идеальный газ совершает работу по циклу Карно от Т1 = 500К до Т2 = 300К. Определите количество теплоты, отданное газом холодильнику при изотермическом сжатии и к.п.д. цикла, если работа расширения равна 2 кДж.

Цикл Карно — идеальный термодинамический цикл.   Тепловая   машина  Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным  КПД  из всех  машин , у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов. Цикл Карно назван в честь французского военного инженера Сади Карно, который впервые его исследовал в 1824 году.

7.3. Чем отличается принцип относительности Эйнштейна от принципа относительности Галилея? В чем состоят постулаты Эйнштейна? Приведите примеры из практики, демонстрирующие справедливость первого постулата специальной теории относительности. Почему мы не ощущаем непосредственно эффектов теории относительности?

В современной физике известны два  принципа  относительности: Птолемея – Коперника и  Галилея  –  Эйнштейна . О принципе Птолемея-Коперника говорят тогда, когда одно и то же явление природы описывается (рассматривается) в различных системах отсчёта. Суть принципа состоит в утверждении, что явления природы объективны, то есть обладают самостоятельной сущностью, а, следовательно, не зависят от систем отсчёта, в которых могут наблюдаться. Тогда как  принцип  относительности  Галилея  –  Эйнштейна  утверждает, что все физические явления, без каких-либо исключений, при одинаковых начальных условиях, протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта.

8.3. Опишите процессы возникновения структур из хаоса в неорганической и живой материях. Сформулируйте условия их образования, приведите примеры из разных областей естествознания. Поясните понятие «детерминированный хаос». Как сместится равновесие в системе N2(г) + 3H2(г) « 2HN3, (г), если уменьшить давление?

Процессы в замкнутых, термически изолированных системах выражаются простыми (часто говорят - линейными) зависимостями, поскольку они описываются математическими уравнениями в первой степени. В отличие от этого неравновесные процессы в открытых системах выражаются нелинейными зависимостями, так как описываются уравнениями во второй или третьей степени. Поэтому и сами такие системы для краткости выражения называют нелинейными. В таких системах, находящихся вдали от термодинамического равновесия, за счет притока вещества и энергии из внешней среды создается и поддерживается неравновесность. Благодаря этому происходит взаимодействие элементов и подсистем, приводящее к их согласованному (кооперативному) поведению и в результате - к образованию новых устойчивых структур, то есть к самоорганизации.

9.3. Чем доказывается единовременное происхождение тел Солнечной системы? Поясните проблемы происхождения и эволюции Земли. В чем суть гипотез тектоники литосферных плит, дрейфа континентов? Какой процесс служит основной движущей силой геотектонической активности нашей планеты?

В настоящее время известен ряд гипотез образования Солнечной системы. Одна из первых — гипотеза Канта-Лапласа. По этой гипотезе предполагается образование планет в результате эволюции холодной (И. Кант) или горячей (П. Лаплас) пылевой туманности, быстро вращающейся вокруг центра масс. Эти гипотезы, при своем резком отличии, выдвигают общее представление о возникновении Солнечной системы в результате закономерного развития пылевой туманности. В то же время эти гипотезы не соответствуют закону сохранения момента импульса.

10.3. В общих чертах начало образования Солнечной системы напоминает известную небулярную гипотезу Канта-Лапласа. Но, поскольку в изолированной системе момент импульса должен сохраняться, остается неясным, почему планеты, обладающие в сумме 0,13% массы всей системы, имеют 99,5% ее момента импульса. В то же время Солнце, обладающее массой в 99,87% массы системы, вращается столь медленно. Поясните, как современная модель преодолела проблему распределения момента импульса?

П.Лаплас исходил из горячей медленно вращающейся туманности, которая по мере охлаждения сжималась. По закону сохранения момента импульса при этом росла скорость вращения и центробежные силы отрывали от нее кольца. Материя в этих кольцах сжималась под действием тяготения, формируя компактные тела. Ученик Лапласа, французский математик Э. Рош, показал, что периоды центрального сгущения туманности должны чередоваться с периодами сокращения ее массы, во время которых происходят отрывы экваториальных колец раскаленного вещества. Но причины отрывов оставались непонятными. Фактически эта гипотеза была разработана математиками как задача теоретической механики с неизменными параметрами. Она не объясняла размеров орбит планет-гигантов и медленности вращения Солнца, не отвечала на вопрос, почему момент импульса планет, масса которых составляет всего 0,13 % массы Солнечной системы, почти в 29 раз больше момента импульса Солнца, если Солнечная система изолирована. Это обстоятельство, казалось, требовало ввести в Солнечную систему вмешательство какой-то внешней силы.

Вариант 3

1. Теоретический уровень научного познания связан с...

А. регистрацией, накоплением наблюдений

Б. объяснением и обобщением фактов

В. сбором фактов и информации из литературных источников

Г. первичной систематизацией наблюдений

2. Атомизм Левкиппа – Демокрита был основан на идее устройства мира:

А. из движений атомов, в которых присутствует неустранимый элемент случайности;

Б. из мельчайших, неделимых и неизменных частиц - атомов, беспорядочно двигающихся в пустоте;

В. истинный мир – это мир идей, представляющий собой иерархически упорядоченную структуру;

Г. из делимых и деформируемых корпускул, прилегающих друг к другу без пустот;

3. Наука отличается от идеологии лишь тем, что

А. научные истины не зависят от интересов определенных слоев общества;

Б. научные законы определяются требованиями преобразования природы на благо общества;

В. значимость научных результатов оценивается в морально-этическом аспекте;

Г. новые результаты должны быть логически противоречивы предыдущим;

4. Пространство и время в современной картине мира

А. не связаны с движениями и массами тел, т.е. абсолютны,

Б. не зависят друг от друга и не зависят от находящихся в них тел,

В. пространство и время связаны воедино, образуя 4-хмерный континуум, который не зависит от находящихся в нем тел,

Г. 4-хмерный континуум “пространство-время” зависит от масс и скоростей, находящихся в нем тел.

5. Землю можно считать материальной точкой в задачах

А. расчета линейной скорости движения точек поверхности при суточном вращении,

Б. расчета периода обращения Земли вокруг Солнца,

В. нельзя считать – в обоих случаях,

Г. можно считать – в обоих случаях.

6. Закон сохранения импульса изолированной системы является следствием

А. соответствующим выбором системы отсчета

Б. однородности пространства

В. однородности времени

Г. изотропности пространства

7. Квантовая механика дает вероятностное описание природы, поскольку

А. это упрощает вычисления для описания микрообъектов,

Б. она находится в стадии формирования, и является пока еще неполной теорией,

В. Необходимость и случайность – это объективные свойства природы.

Г. невозможно учесть некоторые скрытые параметры, определяющие поведение микрообъектов

8. Определите число протонов и нейтронов в ядре 13 Аl 27

А. протонов – 13, нейтронов – 14

Б. протонов – 14, нейтронов -13

В. протонов 13, нейтронов – 27

Г. протонов – 27, нейтронов – 13

9. Выберите верные утверждения о биосфере

А. биосфера - область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу, поверхность суши и верхнюю часть литосферы (всего около 25-30 км);

Б. на биосферном уровне существуют круговороты веществ и энергии;

В. биосферу составляет совокупность живых организмов, организованных в сообщества;

Г. биосфера способна к обновлению за счет превращения одних химических элементов в другие;

10. Предложенная Г. Гаммовым теория горячей Вселенной и Большого Взрыва – рождения Вселенной из сингулярности, была подтверждена обнаружением предсказанного теорией:

А. ускоренного расширения пространства-времени

Б. фонового (реликтового) излучения с температурой в 2,7 К.

В. существования квазаров

Г. красного смещения спектральных линий в излучении далеких галактик

Список литературы

Бабушкин А.Н. Концепции современного естествознания. – СПБ., 2002.

Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. – М., 2003.

ДаниловаВ.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания. - М., 2008.

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - М., 20038

Кабардин О. Физика. - М., 2008.

Мотылева А.С. и др. Концепции современного естествознания. – СПБ., 2008.

Общая биология (ред. А. Рувинского). - М., 2003.

Хорошавина С.Г Концепции современного естествознания. - Р/Д., 2009.