Физика: 3 задания - вариант 58

Задача 1. Кинематика, динамика и законы сохранения Система, показанная на рисунке состоит из следующих элементов. Грузы массами m1 и m2 движутся поступательно. К грузам прикреплены невесомые нерастяжимые нити, перекинутые или намотанные на блоки массами m3 и m4, которые могут без трения вращаться вокруг горизонтальных осей. При движе-нии нити по блокам не проскальзывают, участки нитей для тел на наклонных плоскостях параллельны этим плоскостям, коэффициент трения тел о любую плоскость равен ?. Система начинает движение из состояния покоя. Считая, что все нити и участки плоскостей имеют достаточную длину, выполнить следую-щие задания: 1. Найти ускорения грузов массами m1 и m2 и угловые ускорения блоков ?3, ?4. 2. Найти силы натяжения всех нитей. 3. Используя кинематические формулы, найти скорости грузов, угловые скорости блоков и пути, пройденные грузами спустя время ? после начала движения. 4. Используя закон изменения механической энергии, найти другим спосо-бом скорости грузов и угловые скорости блоков в тот момент, когда пути, пройденные грузами, составят значения, найдены в п. 4. 5. Приняв в п. 4 ?=0, убедиться, что в системе выполняется закон сохране-ния механической энергии. Задача 2. Механические колебания Физический маятник на рисунках 2.8 состоит из четырех элементов: а) – тонкого стержня длиной l, б) – сделанной из такого же по толщине и из такого же материала стержня полуокружности с диаметром или без него, в) плоской пластинки в виде полукруга радиусом , г) тонкого стержня из того же мате-риала и той же толщины, но с длиной (величины К1, К2 заданы в таблице к задаче). Массы первых трех элементов одинаковы. Место прикрепления корот-кого стержня задайте самостоятельно. Система может колебаться вокруг гори-зонтальной оси О, показанной на рисунке. С помощью тонкой нити, привязан-ной к концу короткого стержня, систему можно тянуть под углом ? к горизонту влево или вправо в зависимости от расположения стержня на рисунке с силой , где m – общая масса системы, а величина К3 задана в таблице к задаче. Выполнить следующие задания: 1. Определить расстояние от оси подвеса до центра масс системы. 2. Найти угол между стержнем длиной l и вертикалью, если система нахо-дится в положении равновесия в отсутствие нити, к которой приложена сила, равная . 3. Найти угол между тем же стержнем и вертикалью при наличии указанной силы. 4. Считая угол отклонения системы от положения равновесия малым, найти потенциальную энергию системы в отклоненном от равновесия положе-нии. 5. Найти момент инерции системы относительно оси подвеса. Численные значения выбрать из таблицы 2. На рисунках 3.8 показан цикл, осуществляемый со смесью, состоящей из газа 1 массой m1 и газа 2 массой m2, которые считаются идеальными. Цикл со-стоит из четырех процессов: а – изотерма, b – изобара, с – изохора, d – адиаба-та. Цикл показан на (PV)-диаграмме, значения Р1, Р2 и V1 заданы в таблице. Выполнить следующие задания: 1. Найти кажущуюся молярную массу смеси и эквивалентное число степе-ней свободы молекул смеси, а также показатель адиабаты смеси. 2. Записать уравнение всех процессов цикла и в соответствии с видом цикла найти или задать недостающие значения объема и давление в остальных угловых точках цикла. 3. Найти парциальные давления компонентов во всех угловых точках цикла. 4. Найти термодинамические температуры во всех угловых точках цикла и построить примерные графики цикла на (P,Т) и (V,Т)-диаграммах. 5. Найти изменения внутренней энергии, работу газа и количество теплоты, полученное газом во всех процессах цикла. 6. Вычислить КПД цикла и сравнить его с КПД цикла Карно, для которого температура нагревателя равна максимальной температуре в цикле, а температура охладителя – минимальной.