ФИЗИКА

Коммерциялық емес   акционерлік қоғам

Физика кафедрасы

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

 

 

ФИЗИКА

5В071600 – Аспап жасау,
5В100200 – Ақпараттық жүйелер қауіпсіздігі мамандығының студенттері  үшін
есептік-сызба жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

 

 

Алматы  2013

 

ҚҰРАСТЫРҒАНДАР: Карсыбаев М.Ш., Сарсенбаева С.Н., Абдалиева Н.Т Физика-1: 5В071600 – Аспап жасау, 5В100200 – Ақпараттық жүйелер қауіпсіздігі мамандығының студенттері  үшін есептік-сызба жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар.  - Алматы: АЭжБУ, 2013ж.-27бет.

 

  Әдістемелік нұсқауда есептеу-сызба жұмыстарының (ЕСЖ) тапсырмалары және оларды рәсімдеу ЕСЖ-ның нұсқалары, қолданылатын әдебиеттер көрсетілген.

 

          Без. 22, кесте -3, әдеб. көр. - 18 атау.

                                                                            

         Пікір беруші: аға оқытушы Адильгажинова С.А.

 

Алматы энергетика және байланыс университетінің комерциялық емес акционерлік қоғамының 2012 жылғы жоспары бойынша басылады.

 

         Ó «Алматы энергетика және байланыс университеті»  КЕАҚ, 2013 ж.

 

Кіріспе

 

Физика курсын оқыту жоғары мектеп түлектерінің инженерлік-техникалық білімінің, дағдысы мен машықтарының іргелі базасын жасайды, олардың ғылыми дүниетанымын қалыптастырады.

Курстың негізгі мақсаттары:

1) ғаламның заманауи физикалық бейнесі жайлы көзқарас қалыптастыру.

2) білімді қалыптастыру және оны қолдана білу:

- электродинамика, молекулалық физика және термодинамика мен тұтас ортаның механикалық негіздері жайлы негізгі ұғымдары, заңдары мен модельдері;

- физиканың теориялық және тәжірибелік зерттеу әдістері;

- физиканың әртүлі бөлімдеріне тән шамалардың реттілігінің сандық бағалануы.

3) тәжірибенің қалыптасуы:

- механикалық, электромагниттік және комбинацияланған жүйелердің сипаттамалық өзгерістерін есептеу мен талдау жасау есептерін қою және оны шешу;

- электр және магнит өрістерінің негізгі есептерін құрастыру және шешу;

- көрсетілген есептердің шешімінің нәтижелерін тәжірибелік тексеру.

а) классикалық физика теориялары мен оның  негізгі заңдарын, сондай-ақ физикалық зерттеулер әдістерін қолану  арқылы студенттердің біліктіліктері

мен дағдыларын  қалыптастыру;

          б) студенттердің шығармашылық ой-танымы мен ғылыми дүниетанымын, өзіндік танымдық іс-әрекет дағдыларын және  физикалық құбылыстарды модельдеу біліктігін  қалыптастыру.

 

1 «Физика 1» пәнін үйренудегі ұсыныстар

 

          Бұл пәнді оқып үйрену кезінде, біріншіден, классикалық және қазіргі физиканың негізгі түсініктерін, заңдылықтары мен ұстанымдарын түсініп алу қажет, одан кейін оларды ары қарай зерттеу жүзеге асырылады. 

«Механика» бөлімінде ең бірінші мыналарға назар аудару керек:

- ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстардың кинематикалық және динамикалық сипаттамалары және олардың байланысы. Ол үшін векторлық алгебраның математикалық аппараты, дифференциалдау мен интегралды есептеулерді білген маңызды;

- консервативті және консервативті емес күштердің ерекшеліктерін ескеріп, жұмыс пен энергияны түсіну;

- импульстің, импульс моментінің, механикалық энергияның сақталу заңдарын, олардың уақыт пен кеңістіктің симметриялы ең негізгі қасиеттерінен байқалатын жан-жақтылығын;

- физикалық есептерді сақталу заңдарын қолданып шешудің тиімділігін;

- классикалық физиканың қолдану шекарасын.

«Статистикалық физика және термодинамика» бөлімінде макроскопиялық жүйенің физикалық қасиеттерін зерттеудің бір-бірінен ерекшеленетін және бір-бірін толықтырып тұратын статистикалық және термодинамикалық әдістерін меңгеру қажет. Әсіресе статистикалық таралулар (Максвеллдің, Больцманның), термодинамиканың заңдары, энтропия түсінігі және осы энтропияға байланысты термодинамиканың екінші бастамасын статистикалық пайымдауға жіті назар аудару керек.

«Электростатика және тұрақты ток» бөлімінде мыналарды: денелерге электр өрісінің зарядталған әсер етуін, осы өрістің сипаттамаларын (кернеулік пен потенциал) және олардың қасиеттерін түсіндіретін негізгі 1) электростатикалық өріс циркуляциясы туралы, 2) Гаусс теоремаларын түсініп алған дұрыс.

Есеп шығарғанда суперпозиция принципі мен Гаусс теоремасын қолдана білу керек.

          Өткізгіштерде зарядтардың таралуы және электр өрісіндегі диэлектриктер жайлы білу де аса маңызды сұрақ болып табылады. Жалпылама Ом заңын оқып үйренгенде потенциалдар айырымы, электр қозғаушы күш, кернеу туралы түсініктердің физикалық мағыналарын айыру керек.

          «Электромагнетизм» бөлімінде магнит өрісінің сипаттамалары мен қасиеттерін оқи отырып, магнит өрісі мен электростатистикалық өрістің ұқсастықтары мен айырмашылықтарын (потенциалды және құйынды сипат, өріс туғызатын көздердің болу-болмауы, электр зарядтарына өрістің әсері) ұғыну қажет.

 

2 Бақылау жұмыстарын орындауға және тапсыруға қойылатын жалпы талаптар

Физика есептері сан алуан құрастырылып келетіндіктен, оларды шығарудың бірыңғай жолы жоқ, дегенмен де есептерді шығарғанда мыналарды естен шығармаған жөн:

- есептің мағынасын түсіне білу, мазмұнына талдау жасап, берілген жүйе немесе дене қандай жағдайда қарастырылып отырғанын ойластырып алып, есептің мағынасын аша түсетіндей және ары қарай оның шығарылуын жеңілдететіндей сызбасын, графигін немесе суретін салып алу керек;

- қарастырылып отырған жағдайда физиканың қандай заңдарын қолдануға болатындығын ойластырып, оны алдымен жалпы түрде жазып көрсету керек, одан кейін сол заңды осы есепке қолданып, теңдеудің әрбір белгісі нені білдіретінін түсіну керек;

- есепті жалпы түрде жазып, жұмыс (есептеу) формуласын алыңыз. Есептің шартында берілген мәндер ізделініп отырған физикалық шаманы өрнектейтін жұмыс (есептеу) формуласына ғана қойылып шығарылады;

- есептеулер жүргізген кезде, оны қалай жуықтап шығаруды білу керек. Формулаға қойылған мәндердің барлығы да бір бірліктер жүйесінде болуы керек (ХБ жүйесінде болғаны дұрыс);

- қажет болғанда немесе кейбір жағдайларда есеп жауабының дұрыстығын тексеру керек, бұл есептің қатесіз шығуына көмектеседі.

- кванттық механикада шамалардың анықталмағандығын (, ) есептеуде қарастырылған бөлшектердің классикалық немесе кванттық бөлшек екендігі жөнінде міндетті түрде қорытынды жасау қажет.

          Барлық ЕСЖ мен бақылау жұмыстары дәптерде (12 беттік) немесе компьютермен жазылып тапсырылады. 1бет төменде келтірілгендей етіліп толтырылады.

Мысал – 1-бетті толтырудың үлгісі 

БТЭк – 10 –1 тобының студенті Байғалиева А.

«Физика 2» пәні бойынша №5 ЕСЖ

15 нұсқа.

           Әр жұмыс бөлек дәптерде орындалады. Жұмыс таза, суреттер – сызғыштың көмегімен, қарындашпен салынуы керек. Есептің шарты қысқартусыз толығымен жазылады және «Берілгені» деп басталып, жалпыға бірдей белгілеулермен белгіленуі тиіс. Әрбір есеп физикалық шамалардың мағыналарын түсіндіретін анықтамалармен, физикалық заңдылықтармен, схемалық сызбалармен, суреттермен жалпы түрде (әріптік белгілеулер) шығарылуы тиіс. Одан кейін сан мәндерін қойып, есептеп, соңында ізделініп отырған физикалық шаманың өлшем бірлігін жазып қоюы керек. Есептеулер жүргізгенде жуықтап есептеулер ережесін пайдаланып, есептің жауабын қатесіз, түсінікті етіп жазу керек.

          Бетте мұғалімнің ескертпелері мен түзетулеріне орын қалдырылуы керек.

Жұмысының аяғында студенттің тапсырмаларды орындау үшін пайдаланылған әдебиеттердің тізімі көрсетіледі.

Егер бақылау жұмысы дұрыс орындалмай, өзіне қайтарылып берілсе, көрсетілген қателерімен жұмыс жасалып, қайтадан алдыңғы бақылау жұмысымен бірге тапсырылады. Пікір жазушы есептің шығарылуы бойынша сұрақтармен студентті әңгімеге тартуға құқылы.

 

2.1 № 1 ЕСЖ «Механиканың физикалық негіздері. Механика тақырыбына тапсырмалар

 

Мақсаты: физиканың негізгі құбылыстарын үйрену, материяның қозғалысының жалпы формасы мен заңдарын меңгеру.

 

1кесте - Күндізгі оқу орындарындағы студенттерге арналған  тапсырмалардың нұсқалары

деңгей

нұсқа

Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсы бойынша есептер жинағы. -М., 1990.

Чертов А.Г., Воробьёв А.А.Задачник по физике. -М., 2006. – 640 с.

Задания к практическим занятиям. Физика /Под ред. Ж.П. Лагутиной/. -М., 1989.

А қосымшасы

А

1

 

1-28, 2-36, 3-26, 3-50

4.45

1; 6

 

2

 

2-39, 3-25,3-48,5-14

5.20

2; 11

 

3

1.48, 2.33

 

4.21, 5.24, 6.35

3;  8

 

4

2.70, 3.6

1-33, 2-6, 3-8

 

4; 18

 

5

2.65, 3.3, 3.42

2-4,3-47

 

5; 9

 

6

2.63,

2-1, 2-13

4.22, 5.25;

10; 19

 

7

1.51, 2.30,  3.20

2-14, 3-9

 

7; 15

 

8

2.57, 3.11, 3.22

 

3.37, 6.1

12; 17

 

9

1.25, 2.56, 2.140,

3-20(2), 2-15

 

13; 16

 

10

1.22, 2.37, 2.125

2-34, 3-9

 

14;  20

В

11

 

2-39, 2-60, 3-34,

4.22, 6.2

23; 37

 

12

1.44,17.5

2-59,2-74,3-33

 

25; 38

 

13

 

2-70,2-76,3-30(2)

4.25, 6.12

21; 24

 

14

17.7

2-75,3-22,3-30(1),4-9

 

22; 35

 

15

1.57,2.94,17.8

2-78,3-23

 

26; 39

 

16

 

2-77,3-24

3.8, 4.46, 6.15

28; 40

 

17

1.61,3.13

2-80,4-24,5-36

 

32; 42

 

18

17.9, 1.45

3-30(3),4-21, 5-32

 

31; 36

 

19

1.62, 3.14

 3-30(2),3-46, 4-26

 

34; 41

 

20

 

2-18, 2-83, 3-45,4-32, 5-27

 

33; 44

 

21

 

 

1.45,2.18,2.44,3.8, 4.49

30; 43

 

22

 

 

1.36,2.43,3.39,4.48,

6.11

27; 29

С

23

 

 

1.28,3.9,4.30,5.22, 6.33

45; 53

 

24

 

2-90,3-18

1.29,4.28,6.30

46; 48

 

25

 

3-17

1.48, 4.29, 5.9, 6.46

49;52

А қосымшасы

 

А.1 Оқиға арасындағы интервал қалай анықталады? Бір инерциалды санақ жүйесінен екіншісіне өткен кезде инерциалды болып қалатынын дәлелдеңіз.

А.2  Шаналарды аттар бірқалыпты сүйреп келеді. Аттар, шаналар мен қармен жабылған жер беті арасындағы үш дененің әсерлесуін қарастырыңыз. Осы денелерге әсер ететін векторлық күштердің жеке сызбасын салыңыз және олар арасындағы қатынастарды көрсетіңіз.

А.3 Қандай санақ жүйесі инерциалды деп аталады? Материалдық нүкте қозғалысының кинематикалық негізгі сипаттамасын келтіріңіз және оларды екі топқа жүйелендіріңіз: 1) инвариантты өлшемдер;  2) инвариантты емес. (Релятивистік емес қозғалыс жағдайы үшін қарастырыңыз u<<с).

         А.4 (А.1 суретті қараңыз), Жер серігі жерді элипстік орбитамен қозғалады, қозғалыс бағыты суретте көрсетілген. 1,2,3 нүктелер үшін  толық үдеудің бағытын көрсетіңіз. Бұл нүктелер үшін  қатынасы жөнінде не айтуға болады?

                                                                                                         

 

 

 

 

 

 

 

                               

                                                А.1 сурет

 

  А.5 Гироскоп дегеніміз не және ол қандай спецификалық қасиеттерге ие болады? Гироскоптың прецессиясы дегеніміз қандай қозғалыс? Бұл қозғалыстарды моменттер теңдеуі көмегімен түсіндіріңіз.

          А.6  Егер локоматив ауыр пойызды орнынан қозғалта алмаса, онда машинист төмендегіше шара қолданады: артқа кішкене жол жүріп, артқа жылыстырған соң алға жүреді. Неге бұндай шара орнынан қозғалтуға қолданылады?

          А.7 Вертикаль қабырғаға m  массалы тақтаймен денені F күшпен итереді. Қабырға мен тақтай арасындағы үйкеліс коэффициенті  μ. Егер   F=4mg және μ=0,5 болса, тақтайға не болады? Брусокқа түсетін барлық күштердің бағытын және олар арасындағы қатынастың суретін сызып көрсетіңіз.

А.8 Шар горизанталь жазықтықпен домалап келеді. Шардың кинетикалық энергиясы оның жалпы энергиясының қандай бөлігін құрайды?                  

А.9  Массасы m1 және m2  екі шайба тегіс горизонталь жазықтықта бір-бірімен соқтығысады. Соқтығысқан моменттегі бірінші шайбаның үдеуі a1 . Екінші шайбаның үдеуін a2 табыңыз.

А.10 Бөлшек модулі бойынша тұрақты  нормаль үдеумен қозғалады. Бөлшек бағыты бойынша не айтуға болады, егер тангенциал үдеуі проекциясы қозғалыс бағытымен бағытталса: а) нөлге тең; б) оң; в) сол.

А.11 Доп вертикаль жоғарыға лақтырылды. Қандай траектория нүктесінде оның үдеуі максималь болады? Екі жағдайды қарастырыңыз: а) ауа кедергісін ескермесе; б) ауа кедергісі жылдамадық артқан сайын өсетін болса.

А.12 Тақтай үстінде екі адам тұр. Кенеттен олар отырады. Бірінші моментте тақтай қалай майысады, ұлғая ма әлде азая ма?

Егер адам кенеттен карточкаға отырғанда тақтай түзелсе, не болады?

          А.13 (А 2 суретті қараңыз).  Екі массасы m1 және m2 пластинка бір-біріне серіппе арқылы  жалғастырылған.  Егер  төменгі пластинаны жоғарыға көтергенде ол орнынан қозғалса, жоғарғы пластинкаға қандай F күшпен әсер ету керек?

 

 

 

 

 

 

 

                                                          

                                                          А.2 сурет

 

А.14 Тегіс шар тегіс қабырғаға қандай да бір бұрышпен соғылады. Шағылу бұрышы оның түсу бұрышына тең екенін дәлелдеңіз.

          А.15  Массасы m1 шар тыныштықта тұрған массасы m2  шарға абсолютті центрлік серпімді келіп соғылады. Шарлардың массалары m1 және  m2 қандай қатынаста  болғанда, соқтығыстан соң бірінші шар кері қарай қайтады?

          А.16 Автомобиль горизонталь жазықтық бойымен айналып өтеді. Егер автомобиль жылдамдық модулі бойынша өсетін болса, автомобильге әсер ететін күштерді көрсетіңіз.

          А.17 Радиустары бірдей шар мен цилиндр, бірдей уақыт мезетінде жазықтыққа бұрыш жасалған тақтайдан домалайды. Екеуінің қайсысы бірінші жазықтықтан бірінші болып түседі?

          А.18 Тәуелсіз әсер ететін күштердің заңдылықтары қандай? Күштердің суперпозиция принципін сипаттаңыз. Аққу, шортан, шаян есебіне негізделе отырып түсіндіріңіз.

          А.19 Егер күштің модулі 20 Н ал О нүктесіне дейінгі қашықтық  30 см, арасындағы бұрыш θ=π/6 тең болса, F күшіне түсірілген M моментінің бағыты мен модулін анықтаңыз. (А.3 суретте F  күшінің векторлық бағытын О нүктесімен қосатын горизонталь түзу деп есептеңіз).

 

 

А.3 сурет

 

А.20  Екі дененің массасы m1= m2 центрлік серпімді соқтығыс кезінде денелер жылдамдығының бір-біріне ауысатынын түсіндіріңіз.

А.21 Горизонтқа θ бұрыш жасалып қойылған жазық беттен дөңгелек ағаш домалап барады. Оның үдеуін табыңыз.

А.22 Горизонтқа бұрыш жасай лақтырылған дененің қандай траектория нүктесінде нормаль үдеуі максимальды болады?

А.23 Ағаш пен қабырға арасындағы құрғақ үйкелу коэффициенті К, вертикаль қабырғаға ағаш тірелсе, қабырға қандай минималь үдеумен қозғалу керек?

А.24  ұзындыққа ие серіппе, К¢ санақ жүйесінде тыныштықта тұр. Ол Х осінде j¢ бұрышпен орналасқан К жүйесінде бұл бұрыш қалай орналасады? К жүйесінде бұл серіппенің ұзындығы неге тең. Жүйедегі салыстырмалы жылдамдық неге тең?  Жүйенің салыстырмалы жылдамдығы u деп алыныңыз.

А.25 Инерция күштерін қарастыру қажеттілігі қай кезде және қалай пайда болады? Мысалдар келтіріңіз.

А.26 Массасы m1 дене,   массасы m2  тыныш тұрған денеге серпімді соғылады. Осы соқтығысу кезіндегі дененің кинетикалық энергиясының ПӘК η табыңыз.

А.27 Автомобиль горизонталь жазық бойымен жатқан жолмен айналыс жасайды. Егер автомобильдің жылдамдық модулі тұрақты болып қалса, автомобильге түсіруші күштердің бағытын көрсетіңіз.

А.28 Автомобиль горизонталь жазық бойымен жатқан жолмен айналыс жасайды. Егер автомобильдің жылдамдық модулі кемін отыратын болса, автомобильге түсіруші күштердің бағытын көрсетіңіз.

А.29 Неліктен өзен жағасында тұрған жеңіл қайыққа секіріп отыру қиын, ал дәл осындай арақашықтықтағы параходқа секіріп отыру оңай?

А.30 Жуковский орындығында тұрған адамға, дөңгелекті вертикаль оське бағыттап  ұстатады. Бастапқыда адам дөңгелекті басында вертикаль ұстайды, соң оны 180° бұрады. Орындық қандай бағытпен айналады?

А.31 Қандай физикалық шамалар мен заңдылықтар инвариантты болып табылады? Классикалық және релятивистік механикадағы мысалдарды қолданыңыз.

          А.32 Бөлшек шеңбер бойымен күш центрінде қозғалады, күш центрінен қашықтықтығы квадратқа кері пропорционал. Бөлшек Wk кинетикалық энергиясы Wp потенциалдық және W бөлшектің толық энергиясы қандай қатынаста болуы керек?

А.33 Массасы m біртекті тегіс цилиндр екі горизонталь ағашта жатыр. Цилиндрге жіп оралған, жіптің соңғы жағы тұрақты  күш вертикаль төмен бағытталған. Цилиндрдің қозғалыс теңдеуін жазыңыз.          

 

 

 

 

 

 

 

А.4 сурет

 

А.34 Бір-біріне қарама-қарсы қозғалып келе жатқан жылдамдықтары бірдей v=c/2 ға тең, екі дененің, салыстырмалы vсалс  жылдамдығын табыңыз. Мұнда с-жарық жылдамдығы.

А.35 Тәжірибе нәтижесінде релетивистік бөлшектің импульсі p және толық энергиясы E табылды. Оның v жылдамдығымен m массасын табыңыз.

А.36 Масса мен энергияның арасындағы байланыстың физикалық мағынасы неде? Осы жағдайда масса нені анықтайды?

А.37 Екі бірдей сағат бар. 1-сағат 1-санақ жүйесінде тыныштықта тұр, 2-сағат 2-санақ жүйесінде тыныштықта тұр. Екі  санақ жүйесі бір-біріне қатысты түзу сызықты бірқалыпты қозғалады.  Тыныш тұрған бақылаушы көзімен екі сағаттың қайсысы тезірек жүреді? а) К1 санақ жүйесіндегі; б) К2 санақ жүйесіндегі?

А.38 Релятивистік механикада кинетикалық энергия қалай анықталады? Кинетикалық энергиясын релятивистік қорытындысын жазыңыз.  формуласы үшін релятивистік емес үшін сәйкес келетінін көрсетіңіз.

А.39 Инерциалды санақ жүйесінде біздің Жер бетінде тұрғанымызды анықтау үшін Ньютонның бірінші заңы қалай жауап берер еді?

          А.40 СТЖ де кеңістік-уақыт интервал арасындағы уақиға қалай анықталады? Бұның Лоренцтің инвариантты түрлендіруіне сәйкес келетінін дәлелдеңіз (өзінің мәнін бір санақ жүйесінен екінші санақ жүйесіне өткенде өзгермейтінін ескеріңіз).  

          А.41 Бөлшектің кинетикалық энергиясы оның тыныштық энергиясына тең болып табылады. Бөлшектің жылдамдығы қандай?

          А.42 Квадраттың бір а қабырғасынан  жылдамдықпен қозғалады, квадраттың периметрін анықтаңыз.

А.43 Шарик вертикаль дөңгелек сымның бойымен домалайды. Шариктің бір айналуға кеткен дөңгелек траекториясының жұмысын салыстырыңыз. а)  нормаль реакция күші; б) ауырлық күші; в) үйкелу күші.

         А.44 Горизонталь жазық бойымен біртекті  жылдамдықпен қозғалушы арбаға түтік қойылған. Вертикаль жауған жауын оның сыртына тимей домалап тұру үшін, арба ішіндегі арба қалай орналасу керек? Жауынның қозғалыс жылдамдығы бірқалыпты деп есептеңіз.

          А.45 Релятивистік импульсі p, массасы m,  дененің релятивистік кинетикалық энергиясын Wk  өрнектеңіз.

          А.46 Импульстің релятивистік тұжырымын бөлшектің толық энергиясынан қорытыңыз. Алынған нәтижені төмендегі жағдайлар үшін тексеріңіз: а) бөлшектің массасы жоқ. б) бөлшек ультрарелятивисті. Бұл өлшемдер үшін Лоренцтің инвариантты тұжырымын комбинациясын түзіңіз.  

А.47  М массалы ауа шары тұрақты жылдамдықпен түсіп келеді. Шар тұрақты жылдамдықпен түсу үшін, шардағы ауаның қанша DМ бөлігін алып тастау керек? Шардың көтерілу F күшін тұрақты деп санау керек.

А.48  Консервативтік күштер түсінігін тұжырымдап, мысал келтіріңіз.

А.49 Консервативтік емес күштер түсінігін тұжырымдап, мысал келтіріңіз.

А.50 Жалпы жағдайда қатты дененің қозғалысы қанша теңдеумен сипатталады? Ол қандай теңдеулер?

 

 

 

 

 

 

2.2 № 2 ЕСЖ «Механиканың физикалық негіздері. Статистикалық физика және термодинамика» тақырыбына тапсырмалар

 

Мақсаты: физиканың негізгі құбылыстарын үйрену және МКТ негізгі заңдары мен изопроцестерді меңгеру.

 

          1кесте - Күндізгі оқу орындарындағы студенттерге арналған тапсырмалардың нұсқалары

Деңгей

н

ұ

с

қ

а

Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсынан есептер жинағы. -М., 1990.

Чертов А.Г., Воробьёв А.А.Задачник по физике. -М.,2006. – 640 с.

Задания к практическим занятиям. Физика /Под ред. Ж.П. Лагутиной/.-М.,1989.

Б

қос- ымшасы

А

1

5.39;5.54;4.125;5.165; 5.197

 

 

1; 32

 

2

5.96;5.16;5.217

10-50;11-62

 

2; 28

 

3

5.97;5.107;5.186;5.196

10-49

 

3; 29

 

4

5.174;5.195;5.222

8-27;10-5

 

4; 30

 

5

5.96;5.135;5.171

9-25;11-71

 

5;31

 

6

5.99;5.117;5.198

9-18;11-28

 

7;33

 

7

5.119; 5.198

8-31;10-36;11-10

 

6;34

 

8

5.49;5.162;5.223

8-27;10-70

 

8;35

 

9

5.134;5.159;5.225

9-19;11-4

 

9;36

 

10

5.48;5.107;5.121.

9-18; 11-5

 

10;37

В

11

5.182;5.219

10-10;10-69;11-57

 

11;38

 

12

5.94;5.183;5.229

10-18,10-67

 

12;39

 

13

5.53;5.76;5.123;5.224

11-68

 

13;40

 

14

5.56;5.77;5.108;5.121

11-74

 

14;41

 

15

 

10-19;11-49;11-75

8.17, 9.33

15;42

 

16

 

10-28;10-64;11-47

8.18; 9.34

16,43

 

17

5.137;5.206,5.228

9-19;10-19

 

17;44

 

18

 

9-28,10-18;11-5;11-66

9.44

18,45

 

19

5.58; 5.191

10-17;11-7;11-35

 

19;46

 

20

5.57;5.78; 5.219

 

8.29;9.36

20;47

 

21

 

9-27; 10-17.

8.33;8.31;8.48,

 

21;48

 

22

 

 

8.10;8.39;8.46, 9.35,9.43

22,49

С

23

 

8-42;11-59

8.47;9.21;9.48(а)

23;50

 

24

 

8-43;11-57

8.37;8.45;9.49

24;51

 

25

 

8-44;10-37,10-72

9.40;9.50

25;52

 

 

Б қосымшасы

 

 Б.1 а) Моляр массаның берілген мәні бойынша газ молекуласының массасын; б)  мен М бойынша молекулалардың концентрациясын; в) М, V  және m бойынша молекулалардың орташа арақашықтығын анықтауға бола ма? Жауабын түсіндіріңіз.

          Б.2 Көлемі тұрақты ыдыста қандай да болмасын бір газдың m  грамы, ал екінші рет  осы газдың 2m  грамы қыздырылды. Осы екі жағдай үшін қысымның температураға тәуелділігі қисықтарын сызу керек. Қисықтардың орналасуындағы  айырмашылықты көрсетіңіз.

          Б.3 Газдың қысымы . Қандай изопроцестерде n өсуімен қатар <Wілг> өседі? Жауабын түсіндіріңіз.

          Б.4 Екі бөлікке бөлінген жылу алмасу болмайтын  ыдыстың екі бөлігі қозғалмалы, жылу өткізбейтін  поршеньмен  бөлінген. Бөліктерде  екі түрлі газ бар. Тепе-теңдік күйде поршеньнің екі жағында: а) молекулалардың орташа энергиялары; б) молекулалар тығыздығы; в) молекулалардың орташа квадраттық жылдамдықтары бірдей бола ма? Поршень қозғалғандағы үйкеліс ескерілмейді.

           Б.5 Газдың тығыздығын  және молярлық массасын М біле отырып, көлем бірлігіндегі молекула санын табыңыз. Бұл физикалық шама қалай аталады?

 Б.6 Идеал газда  изотермиялық ұлғаю, изохоралық қыздыру және изобаралық сығылу процестері тізбектей жүрді. Нәтижесінде газ бастапқы күйіне қайтып келді (Б.1 суретті қараңыз). Газдың  ρ тығыздығы қалай өзгереді? Көрсетілген дөңгелектік процесс үшін ρ тығыздықтың Т температураға тәуелділігін салып көрсетіңіз.    

 

 

 

 

 

 

 

 

Б.1 сурет

 

           Б.7 Ыдыста идеал газдың  N молекуласы бар.  Газдың температурасы T0 және қысымы P0. Ыдыстағы молекулалар санын екі есе арттырғанда, газдың T температурасын және P қысымын анықтаңыз. Жылулық қозғалыстың толық кинетикалық энергиясы өзгермейді (газдың жаңа мөлшерінің толық энергиясы бастапқы мөлшердің толық энергиясына тең).

           Б.8 Газ тұтас күйінде тыныштық күйде болатын санақ жүйесінде, тепе-теңдік күйлі газдың молекулаларының орташа  жылдамдығы <v>. Молекулалардың бір-бірімен салыстырмалы қозғалысының <vсал> орташа жылдамдығын анықтау  керек.

          Б.9 Идеал газ тығыздығының изотермалық, изобаралық, изохоралық процестердегі температураға тәуелділік графиктерін салып түсіндіріңіз.

           Б.10 Ішкі энергияның V көлем мен Т температураға  байланысты U(V,T) тәуелділігі берілген.  Жүйенің Сv  изохоралық жылусыйымдылығын есептеу керек.

   Б.11 заңымен  сипатталатын процесті өткізу барысында, мұндағы α – оң тұрақты, идеал газ температурасы T1=250 К және көлемі V1=V күйден температурасы T2 және көлемі V2=2V  күйге  ұлғайды. T2 температура неге тең? Осы процестің сызбасын Р, V координаталарында салыңыз.

           Б.12 Егер газды тез қыссақ (мысалы, поршеньді сығу), онда оның температурасы өседі. Поршень астындағы газдың көлемін ұлғайтсақ, газ салқындайды. Температураның өзгеруін молекула-кинетикалық теория тұрғысынан түсіндіріңіз. Молекулалардың қозғалыстағы поршеньмен соқтығысуын ескеріңіз.

           Б.13 Молекулалардың өзара  әсерлесуінің көлденең эффективті қимасы σ.  Молекулалардың  d  эффективті диаметрін табыңыз.

           Б.14 T-S –диаграммасын қолданып, Карно циклінің графигін салыңыз. Жұмысшы дененің табиғатына тәуелсіз осы циклдің ПӘК-і  тең болатынын дәлелдеңіз.  

Б.15 Газды изохоралық қыздырған кезде, мынадай физикалық шамалардың қалай өзгеретінін түсіндіріңіз: а) молекулалардың орташа соқтығысу уақыты; б) молекулалардың еркін жүру жолының орташа ұзындығы. Молекуланың әсерлік диаметрі тұрақты. Молекулалардың орташа соқтығысу уақытының және еркін жүру жолының орташа ұзындығының температураға байланысты графигін сызыңыз.

Б.16 Идеал газы үшін Cp-Cv=R болатындығын түсіндіріңіз. R-ң физикалық мағынасы қандай?

          Б.17 Молекула-кинетикалық теория негізінде жатқан тәжірибелік фактілерді атаңыз.

Б.18  Суреттегі түзулердің қайсысы молекулалардың орташа квадраттық жылдамдығының температураға тәуелділігін логарифмдік масштабта дұрыс көрсетеді? Жауабын түсіндіріңіз.

                       

 Б.2 сурет

 

         Б.19 Жабық ыдыстағы бір моль газды қыздырады. Газ энтропиясының өзгерісін салыстырыңыз, егер газ: а) бір атомды; б) екі атомды болса. Екі жағдайда да газдың бастапқы және соңғы температуралары бірдей.

 Б.20 Газ 1 күйден 2 күйге өтеді. Бірінші жағдайда тура, екінші жағдайда 3 пен 4 арқылы өтеді. Осы жағдайлар үшін энтропияның өсімшесі қандай болады? Жауабыңызды есептеулер арқылы дәлелдеңіз.        

                        

               

 

Б.3 сурет

 

         Б.21 Жылу машинасы екі изохорадан және екі изобарадан тұратын цикл бойынша жұмыс істейді. Машина жұмыс істегенде қыздырғыш газ- суытқыш жүйесінің энтропиясы артатынын дәлелдеңіз. Мұнда газдың энтропиясы қалай өзгереді? Қыздырғыш пен  суытқыштың жылу сыйымдылығы шексіз деп есептелсін.

         Б.22 Газда: а) изохоралық қызу; б) адиабаталық  сығылу процестері болды. Бастапқы  температуралар бірдей. а) жағдайында жұтылған жылу мөлшері; б) жағдайдадағы істелген  жұмысқа тең. Соңғы температураларды   салыстырыңыз.

Б.23 Максвелл және Больцманның таралу заңдарын қолданып, не себептен Айда атмосфера болмайтынын, ал Жерде атмосфераның шашырау жылдамдығы өте аз екенін түсіндіріңіз.

Б.24 Бастапқы температуралары Т1 және  Т2 (мұнда Т1>Т2) екі дене бір-біріне тиістірілді. Денелер сыртқы ортадан оқшауландырылған және денелердің массалары мен  жылусыйымдылықтары бірдей. Температура теңелу процесі барысында бұл денелердің  энтропия қосындылары қалай өзгереді?

Б.25 Еркін жүру жолының орташа ұзындығыны L.  Газ молекулалардың еркін жүру жолының орташа ұзындығын азайтатын бірнеше әдістерді келтіріңіз.

Б.26 Газдың i=5, P,V параметрлері берілген жағдайда мынадай физикалық шамаларды есептеуге бола ма: а) газдың толық ішкі энергиясын; б) молекулалардың ілгерілемелі қозғалыс энергиясын; в) CV; г) CP? Жауабын түсіндіріңіз.

          Б.27 Карно циклін қолданатын жылу  машинасы қайтымсыз бола ала ма?  Мұндай машинаның қайтымдылығының жеткілікті шарттарын  тұжырымдаңыз.

          Б.28 Идеал бір атомды  газ адиабаттық түрде сығылғанда немесе ұлғайғанда молекулалардың  орташа жылдамдығы қысымға қалай байланысты болады?

          Б.29 Процестің энтропиясы температураға байланысты сызықтық түрде өседі. Осы процестің жылусыйымдылығы температураға байланысты қалай өзгеруі керек?

Б.30 T-S –диаграммасын қолданып, температураның бірдей Т1 және Т2 мәндерінде қайтымсыз циклдің термиялық ПӘК әрқашан да қайтымды Карно циклінің  ПӘК-нен аз болатындығын дәлелдеңіз.

Б.31 Газ бастапқыда изотермдік түрде ұлғайды да, артынша адиабаттық түрде сығылды. Ұлғаю және сығылу жұмыстары  модулі бойынша тең. Газдың процестің  басындағы және соңындағы көлемдерін салыстырыңыз.

          Б.32 Термодинамиканың екінші бастамасын тұжырымдаңыз. Нақты жағдайларда өздігінен ұлғаюдан, кедергіден, жылулық шашыраудан құтылу мүмкін емес. Осы процестерге тән жалпы белгілер қандай? Түсіндіріңіз.

Б.33 Термодинамикалық жүйенің жұмысы және осы жүйеге істелетін жұмыстың физикалық мағынасын түсіндіріңіз. Мысал келтіріңіз.

                    Б.34 Изотермиялық (А1) және адиабаттық (А2) ұлғаю кезіндегі идеал газ жұмысын салыстырыңыз. Бастапқы күйлері мен соңғы көлемдері бірдей.

Б.35 Нақты қозғалқыштардың ПӘК Карно циклінің ПӘК-нен аз болатындығына дәлелдер келтіріп, талдаңыз.       

          Б.36 Молекулалардың өзара  әсерлесуінің көлденең эффективті қимасы σ.  Молекулалардың  d  эффективті диаметрін табыңыз.

Б.37 Газ молекулаларының Ñn  концентрация градиенті мен диффузия коэффициенті D берілген. Молекулалар ағыны тығыздығы векторы j өрнегін жазыңыз. j және D  шамаларының  СИ-дегі өлшеу бірліктерін  көрсетіңіз.

         Б.38 Жылу машинасы екі изохорадан және екі изобарадан тұратын цикл бойынша жұмыс істейді. Машина жұмыс істегенде қыздырғыш  газ - суытқыш жүйесінің энтропиясы артатынын дәлелдеңіз. Мұнда газдың энтропиясы қалай өзгереді? Қыздырғыш пен  суытқыштың жылу сыйымдылығы шексіз деп есептелсін.

         Б.39 Тепе-теңдік  күйдегі идеал газдың сыртқы  өрістегі потенциалдық энергиясы u(r), температурасы Т. Газдың  радиус-векторы r0 нүктедегі молекулалар концентрациясы n0.  Молекулалардың радиус-вектор r нүктедегі концентрациясын табыңыз.

Б.40 Біртекті ауырлық өрісінде орналасқан температурасы Т идеал  газдың р қысымының h биіктікке байланысты дифференциалдық  теңдеуін  қорытыңыз, ол үшін биіктігі шексіз  аз dh цилиндр алу керек. Осы теңдеуді температура h биіктікке тәуелсіз және р(h=0)=p0 шарттары үшін шығарыңыз. Сол шарттарға сай молекулалардың n концентрациясының биіктікке байланысты  тәуелділігін табу  керек.

Б.41 Тұйық жүйе үшін қайтымды және қайтымсыз процестердердегі энтропияның айырмашылығы неде? Жауабын мысалдар арқылы түсіндіріңіз.      

         Б.42 Массасы 0.3  кг резеңке доп 2м биіктіктен еденге құлап, еденнен 1м биіктікке қайта көтерілді. Доп еден жүйесінің энтропиясының өзгерісін анықтаңыз. Бөлме температурасы  21°C.

Б.43 Термодинамикада энтропия–ретсіздіктің өлшемі деп тұжырымдайды. Неге? Мысал келтіріңіз.

Б.44 Екінші текті мәңгі жұмыс жасайтын қозғалтқыш (двигатель) дегеніміз не? Мұхит пен теңіздің суын қыздырғыш ретінде пайдаланып, оның ішкі энергиясын жылу түрінде алып, жұмысқа айналдыратын екінші текті мәңгі жұмыс жасайтын қозғалтқыш болуы мүмкін бе?

Б.45 Процесс кезінде энтропияның толық өзгерісі осы процестің қайтымсыздық мөлшері деп айтуға болады. Қайтымды процесс үшін DS=0 екенін біле отырып, осы тұжырымдаманың неге дұрыс екенін түсіндіріңіз.

Б.46 Суретте АВС графигі түрінде берілген газдың тепе-теңдік процесінде А және С нүктелері адиабата қисығында жатыр. Бұл процесте мынадай шамалар нөлден өзгеше ме? а) газдың жұтатын жылу мөлшері;

 б) энтропияның өзгерісі.                                              

 

 

Б.4 сурет

 

Б.47 Идеал газдардың жылусыйымдылығының классикалық теориясының  қиындықтары неде?

Б.48 Термодинамиканың бірінші бастамасына бағынатын бірнеше мысал келтіріңіз, алайда олар жүзеге асса, онда термодинамиканың екінші бастамасын жоққа шығарады.

Б.49  заңымен  сипатталатын процесті өткізу барысында, мұндағы α – оң тұрақты, идеал газ температурасы T1=250 К және көлемі V1=V күйден температурасы T2 және көлемі V2=2V күйге  ұлғайды. T2 температура неге тең? Осы процестің сызбасын Р, V координаталарында салыңыз.

Б.50 Газ қайтымды түрде ұлғаяды: а) изотермиялық; б) изобаралық;

 в) адиабаттық. Барлық процестерде бастапқы және соңғы көлемдері бірдей. Қай процестерде энтропияның өзгеруі максималь немесе минималь болады?

 

2.3 №3 ЕСЖ «Электростатика. Магнетизм. Максвелл теңдеуі» тақырыбына тапсырмалар

 

Мақсаты: физикалық құбылыстарды оқып үйренуде алған білімдері мен теориясын түсінуде, есептерді нақты жолдармен шығаруға үйрету.

 

          2 кесте - Күндізгі оқу орындарындағы студенттерге арналған тапсырмалардың нұсқалары 

Деңгей

н

ұ

с

қ

а

Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике, 1981.

Физика. Задания к практическим занятиям/под ред. Ж.П. Лагутиной/.-М.,1989.

В қосымшасы

А

1

15.15; 15.36; 15.38; 18.2; 19.29

 

1; 29

 

2

14.5; 15.16; 15.53;  17.4; 19.14

 

2; 44

 

3

14.4; 15.14; 15.47; 18.14; 19.26

 

3; 50

 

4

14.3; 15.23; 15.63; 19.17(б); 19.12 19.26

 

4; 26

 

5

15.44; 15.58; 18.7; 19.29; 19.17(а)

 

5; 27

 

6

15-62; 15-27; 19-16

12.1(а)

6; 31

 

7

14-3; 15-48; 15-55;    18-4; 19-27

 

7; 32

 

8

15-16; 15-45,-56

12.1(б); 15.12

8, 33

 

9

15-26; 15-37; 19-18

11.25; 15.14

9; 34

 

10

14-6; 15-63; 17-10

14.15; 15.34

10; 35

Б

11

15-19(б); 15-64

14.27; 15.23

11; 36

 

12

14-7; 15-19(а),-65

13.35; 15.22

12; 37

 

13

14-12; 15-17; 15-66

15.14,14.36

13; 30

 

14

15-67; 19-16; 15-22(1);

12.4; 14.28

14; 39

 

15

14-9; 15-50

11.39; 14.13; 15.35

15; 28

 

16

15-14; 15-59; 19-28

14.14; 12.32

16; 41

 

17

15-43; 15-65

12.35; 14.12; 15.14

17; 42

 

18

15-64;

11.42; 13.45; 15.23; 14.22(б);

18; 47

 

19

15-54

12.2(а); 13.50; 14.19; 15.22

19; 48

 

20

15-49; 18-7

11.45;13.47; 15.23

22; 49

 

21

15-22(1); 18-10

13.21; 15.20; 14.24;

21; 50

 

22

14-17; 15-50

14.3; 13.35; 15.37

20; 38

С

23

14-23;  18-14

14.3; 13.29; 15.17;

23; 43

 

24

15-50; 17-10

12.4; 15.36; 13.40

24; 40

 

25

14-23; 15-19(2)

14.26; 15.2; 13.34

25; 45

 

В қосымшасы

 

В.1 Электрстатикалық өрістің түрі : , мұндағы a, b және c – тұрақтылар, ал i, j және k – бірлік векторлар (орттар). Бұл өріс біртекті өріс болып табыла ма? Координаталары x, y, z нүктесіндегі |E| өрістің кернеулік векторының модулі неге тең?

          В.2 Зарядтың негізгі қасиеті - оның инварианттылығы болып табылады: заряд тасымалдаушылардың қозғалысы кезінде заряд өзгермейді. Зарядтың  тығыздығы (көлемдік, беттік, сызықтық) инвариантты қасиетке ие болуы мүмкін бе?

          В.3 Электрстатикалық  өрістегі  зарядталған бөлшек пен  сол  өрістің  күш  сызықтарының қозғалыс траекториялары сәйкес  келе ме?

          В.4 Зарядталған сабын  көпіршігі  пайда  болды. Оның:

а) электр  сыйымдылығы;

б) электр  энергиясы  қалай  өзгереді?

          В.5 Бір-бірінен  d қашықтықта орналасқан екі  нүктелік  зарядтар  жүйесі  үшін: а) +q   және   +4q; б) +q және  -4q  күш  сызықтарының  және  эквипотенциал  беттердің  сұлбасын  салу  керек. Е с к е р т у: өріс  кернеулігі  нөлге  тең  болатын  нүктені  табу  керек. Нөлдік  потенциал  сферасын  және  зарядтарды  қосатын   түзу  бойындағы  потенциалы  өріс  кернеулігі  нөлге  тең  болатын  нүктедегі  потенциалға  тең болатын нүктені табу  керек.

          В.6 Бір-бірінен r арақашықтықта q1 және q2  екі нүктелік заряд орналасқан. S - симметрия жазықтығы (В.1 суретті қараңыз).  Екі заряд оң және бір–біріне тең q1=q2=q болған жағдайда осы зарядтардың өрістерінің сипаты қандай болады? S жазықтығы эквипотенциал болып табыла ма? Өрістің күш сызықтарының және эквипотенциал беттерін сызыңыз.                                         

 

 

 

 

 

 

                   

 

В.1 сурет

 

          В.7 Егер    бірдей екі   ток  көзін  параллель  қосылған  күйден  тізбектеп  қосылған  күйге  ауыстырсақ, қысқаша  тұйықталу  тогы  қалай   өзгереді?

          В.8 Кейде электростатикалық өрістің күш сызықтарын электр өрісіндегі электр зарядының қозғалатын сызығы деп атайды. Осы дұрыс па? Өзіңіздің жауабыңызды дәлелмен келтіріңіз.

В.9  Заряд потенциалы 1В-ке дейін зарядталған металл шардан 1000 В потенциалға дейін зарядталған металл шарға толық өте ала ма?

          В.10 Қай  жағдайда  сыртқы  кедергіге  тұйықталған, тізбектей  косылған екі гальваникалық  элемент  сол  кедергіге  қосылған  бір  элемент  беретін  токқа  қарағанда аз  ток  береді?

          В.11  С=q/U өрнегін төмендегідей айтуға бола ма: өткізгіштің сыйымдылығы заряд шамасына тура пропорционал, оның потенциалына кері пропорционал, ал R=Dj/I формуласы бойынша өткізгіш кедергісі потенциалдар айырымына тура пропорционал және одан өткен токқа кері пропорционал? Жауабын тұжырымдаңыз.

          В.12 Ені  2а  өтімділігі  2-ге  тең  диэлектрик  пластина  кернеулігі  Е және сызықтары  пластинаға  перпендикуляр  электр  өрісіне  орналасқан. Е және  D өрісі  сызықтарын  сызып  көрсету  керек.

          В.13 Бірдей  кернеуге  есептелген , бірақ  әртүрлі  қуат  тұтынатын  екі  лампа  тізбекке  тізбектей  қосылған. Олардың  біреуі  екіншісіне  қарағанда  неге  жарығырақ  жанады?

          В.14 Ток айнымалы қималы біртекті өткізгіш бойымен жүреді. S1 и S2 қималарындағы күштерді және ток тығыздықтарын салыстырыңыз. I и j шамалары жайлы қандай физикалық заң толық тұжырым береді?

          В.15 Тұрақты Э.Қ.К. көзіне қосылған жазық конденсаторлардың астарларының арасындағы ара қашықтықты екі есе ұлғайтты. Астарлар арасындағы әсерлесу күші қалай өзгерді? Шектік шарттар ескерілмесін.

В.16 ЭҚК ε, кедергісі R аккумулятор зарядталынуға қойылған (В.2 суретті қараңыз). Осы жағдайда сыртқы тізбектен (желіден) алынған энергия неге тең және ол не үшін жұмсалынады? Осы жағдай үшін энергияның сақталу заңын жазыңыз.

                                                                                                                                                                                                                                                           

                  В.3 сурет                                                       В.2 сурет

 

          В.17 Зарядталған металл пластинка В.3 суретте көрсетілген электр өрісінде орналасқан. Пластинаның заряды q, пластинаның сол жағындағы өріс кернеулігі Е1, оң жағындағы – Е2. Пластинаның шетіндегі құбылыстарды ескермей, пластинаға әсер еткен күшті  q(E2-E1) –ге тең деп алуға бола ма       В.18 Текше  центрінде  q  нүктелік  заряд  бар. 

а) текшенің  толық  беті  арқылы;

б) текшенің  бір  қыры арқылы  өтетін Е ағыны  неге  тең? Егер  заряд  текшенің  центрінде  емес, бірақ оның  ішінде  орналасса, онда  жауапта өзгеріс  бола    ма?

          В.19 Электрон концентрациясын  n=1023 м-3, ток тығыздығы  j=100A/см2  бар  өткізгіштегі  <u> электрондардың  реттелген  қозғалысының  орташа жылдамдығын табу керек. Осы жылдамдықты бөлме   температурасындағы электрондардың жылулық қозғалысының  жылдамдығымен  <u>  салыстыру  керек.

          В.20 Параллель   қосылған біреуі  ауа, ал екіншісі диэлектрикпен толтырылған,   геометриялық  өлшемдері  бірдей екі  жазық  конденсатор бірдей потенциалдар айырмасына  дейін зарядталған (В.4 суретті қараңыз). Қай  конденсаторда  Е  кернеулігі, D ығысуы  және энергия  тығыздығы  көп  екенін  анықтау  керек. Қай  конденсатор астарларындағы зарядтардың  беттік  тығыздығы  көбірек?

          В.21  К  кілтін тұйықтасақ, амперметр  көрсеткіші  қалай  өзгереді?

 (B.5 суретті қараңыз).

 

                                   

                   

                        В.4 сурет                                                                 В.5 сурет

         

          В.22  Зарядталған өткізгіш үшін: 1) өрістің барлық нүктелерінде өткізгіш потенциалы бірдей; 2) өткізгіштің сыртқы бетіндегі электр өрісі оның бетіне нормаль бағытталған. Осы қасиеттердің негізінде зарядтардың беттік тығыздығы өткізгіш бетінің шығыңқы жерінде артатынын және ойық жерінде кемитінін дәлелдеңіз.           

                    В.23 Электр қозғаушы күштері e1 және e2  болатын екі батарея тізбекке В.6-суреттегідей жалғанады. Кедергі амперметрдегі токтың болмайтынын көрсететініндей етіп таңдалған. Вольтметр нені көрсетеді?  

В.24 Радиустары әртүрлі екі шардың ішіне заряд  және - тығыздықпен біркелкі таралған. Шарлардың центрлерінің ара қашықтығы а. Гаусс теоремасын қолдана отырып, екі шардың қиылысқан жерінде пайда болған өрістің біртекті екенін дәлелдеңіз (B.8 суретті қараңыз).

 

                   

В.7 сурет                                                   В.8 сурет

 

           В.25 Ток  көзі   және  сыртқы  кедергісі  бар  екі  тізбекте  максималь ток  күші  бірдей, ал  сыртқы  тізбектегі  максимал  күш  бір  жағдайда  екіншісінен  екі  есе  көбірек. Осы  тізбектер  қандай  параметрлермен  өзгешеленеді?

           В.26 Жіпке ілінген жеңіл висмуттан жасалған серіппе біртекті емес магнит өрісіне әкелінді. Магнит моменті және Ампер күші арқылы магнит өрісінің  осы серіппеге  өсер ету механизмін ашып көрсетіңіз.

          В.27 Ток өткізгіштері I1 жєне I2  өзара перпендикуляр  екі өткізгіш бір жазықтықта орналасқан. Магнит индукция векторы нөлге тең болатын нүктелердің геометриялық орнын табыңыз, а) 1-суреттегі жағдай үшін; б) 2- суреттегі жағдай үшін.

 

                                                                                                                     

          В.28 Электр заряды  q>0 , v жылдамдықпен қозғалып барады. Радиус векторлары r1 және r2 болатын 1 және 2 нүктелердегі магнит индукция векторларының модульдерін салыстырыңыз және бағытын көрсетіңіз (В.9-суреттегі а-в қараңыз). в суреттегі жағдай үшін В-ның максималь мәніне сәйкес келетін  a бұрышын табыңыз.

 

                                                 В.9 сурет

 

В.29 Жіпке ілінген жеңіл алюминий серіппе біртекті емес магнит өрісіне әкелінді. Магнит моменті және Ампер күші арқылы магнит өрістің  осы серіппеге  өсер ету механизмін ашып көрсетіңіз.

В.30 Біртекті магнит өрісінде зарядталған бөлшек a<p/2 бұрышпен енеді (В.10 суретті қараңыз). Оның қозғалысының траекториясын көрсетіп түсіндіріңіз.

 

 

В.10 сурет

 

          В.31 Өте үлкен екі жазық бет  біртекті магнит өрісінде  жазықтығы магнит өріс сызықтарына перпендикуляр болатындай етіп орналасқан. Магнит өріс сызықтарының конфигурациялары қалай өзгереді, егер беттен мына бағыттарда ток жіберсек:

а) сурет жазықтығына перпендикуляр, "бізге"қарай бағытталған.

б) сурет жазықтығына перпендикуляр, "бізден ары" қарай бағытталған.

Есепті шығару үшін магнит индукция векторының циркуляция теоремасын және суперпозиция принципін пайдаланыңыз.

В.32 Тұрақты тогы бар екі өткізгіш сымның әрқайсысынан А және В екі нүкте алынды. Вольтметр мен магнит тілшесінің көмегімен кернеу көзінің қай жақта орналасқанын анықтауға бола ма?

 

 

В.11 сурет

 

В.33 Цилиндр тәріздес конденсатордың ішкі және сыртқы қабатындағы радиустарын, цилиндрдің ішіндегі зарядтарды сақтай отырып екі есеге ұлғайтты. Конденсатордың ішкі қабатындағы  E электр өрісі кернеулігі өзгере ме?

В.34 Жазық металл  лента бойымен тұрақты ток өтіп жатыр. Ток тығыздығы барлық жерде бірдей. Био-Савара-Лаплас заңын және  суперпозиция принципін пайдаланып, мына жағдайлар үшін  магнит өрісін сипаттаңыз: a) бетке жақын аймақта, яғни лентаның b енінен көп кіші r қашықтықтардағы, б) r>>b, үлкен қашықтықтарда. Берілген шарттар үшін  магнит индукция сызықтарының көрінісін салыңыз.

В.35 Тогы бар өткізгіш шексіз  және изотропты парамагнитті ортада орналасқан. Егер ортаның температурасын арттырса магнит өріс кернеулігі мен магнит индукциясының шамалары қалай өзгереді?

В.36 Зарядталған бөлшек біртекті магнит өріс аймағына, өріс сызықтарына перпендикуляр бағытта ұшып кіреді.     Егер, кеңістіктің берілген аймағындағы магнит  индукциясы баяу кемитін болса, бөлшек қандай траекториямен қозғалады?

В.37 Кеңістік жазықтықпен (В.12 суретті қараңыз) екі аймаққа бөлінген. Бір аймағындағы магнит өріс индукциясы В1, екінші аймағындағы  өріс  индукциясы В2. Екі өріс те біртекті және өріс сызықтары  бір-біріне параллель. Бөліп тұрған жазықтықтан оған перпендикуляр бағытта, индукциясы  В1 өріс аймағына қарай  υ жылдамдықпен электрон жіберіледі. Электронның  қозғалысын сипаттаңыз және оның магниттік өрістер шекарасы бойымен орын ауыстыруының орташа дрейфті  жылдамдығын анықтау керек.  

 

                             ´      ´      ´     ´     ´     ´     ´     ´     ´

                                  v                                                     В1

                             ´      ´      ´     ´     ´     ´     ´     ´     ´

                                   ·

                               ´    ´    ´    ´    ´    ´    ´    ´    ´    ´

                               ´    ´    ´    ´    ´    ´    ´    ´    ´    ´ В2

                                         

В.12 сурет

 

В.38 Индукциясы  В болатын магнит өрісіне перпендикуляр қозғалатын екі зарядталған бөлшектер  алғашқы кездесулерінен кейін қанша уақыттан кейін қайта кездеседі? Алғашқы кездесуде олар өзара перпендикуляр қозғалған еді. Бөлшектің заряды q, массасы m. Зарядтардың өзара әсерлесуі ескерілмесін.

В.39 Белгісіз заттан жасалған таяқша  вакуумдегі магнит полюстер арасына, магнит өріс сызықтарына параллель  орналасқан. Полюстер арасы қандай да бір сұйықпен толтырылғанда, таяқша өріске перпендикуляр орналасты. Таяқша жасалынған зат пен сұйықтың  магниттік қасиеті қандай болғаны?

          В.40 Кеңістікті жазық горизонталь шекара  екі бөлікке бөліп тұр. Төменгі бөлікте магнит өрісі нөлге тең. Жоғарғы бөлігіндегі бетке жақын аймақта біртекті магнит өріс сызықтары бетке параллель болатынын дәлелдеңіз.

В.41 Қозғалыстағы және қозғалмайтын электр зарядтарының ісерлесуінің айырмашылығы қандай?

          В.42 Парамагнетиктің магниттелу механизмін қысқаша түсіндіріңіз. Оның магниттік өтімділігі неге тәуелді? Қарастырып отырған құбылыстың электростатикада аналогиясы бар ма, қандай?

В.43 Үлкен, ток өткізгіш жазық беттің екі жағында, оның бетіне параллель біртекті магнит өрістері бар. Егер жазықтықтың екі жағындағы бағыттары бірдей, біртекті магнит өріс индукция векторларының шамалары B1= 0,2 Тл  және B2=0,6 болса, онда осы беттің бірлік бетіне әсер ететін күшті анықтаңыз.

В.44 Тогы бар сақинаны диаметрі бойынша α бұрышқа майыстырсақ, онда оның центріндегі магнит өріс индукция векторы қанша есе азаяды? Сақинадағы ток өзгермейді.

В.45 Индукциясы  В болатын магнит өрісіне перпендикуляр қозғалатын екі зарядталѓан бөлшектер  алғашқы кездесулерінен кейін қанша уақыттан кейін қайта кездеседі? Алғашқы кездесуде олар өзара перпендикуляр қозғалған еді. Бөлшектің заряды q, массасы m. Зарядтардың өзара әсерлесуі ескерілмесін.

В.46 Арақашықтығы d болатын жазық анод пен катод арасына жоғары кернеу беріледі. Жүйе электродтар жазықтығына  параллель, индукциясы В магнит өрісінде орналасқан (В.13 суретті қараңыз). Жарықтың әсерінен катодтан шыққан электрондар қандай кернеуде анодқа жетеді? Егер, B═0,1Тл,  d═2 см болса бұл кернеу неге тең болады?

 

В.13 сурет

 

В.47 Белгісіз заттан жасалған таяқша  вакуумдегі магнит полюстер арасына, магнит өріс сызықтарына параллель  орналасқан. Полюстер арасы қандайда бір сұйықпен толтырылғанда таяқша бағытын өзгертпеді. Таяқша жасалынған зат пен сұйықтың  магниттік қасиеті қандай болғаны?

В.48 Екі үлкен тегіс өткізгіш бет бар, бұл беттер арқылы шамалары бойынша бірдей, бағыттары қарама-қарсы i1= - i2 беттік ток ағады. Токтардың бағыты В.13 суреттегі жазықтыққа перпендикуляр, сол бетте «бізден ары» және оң бетте «бізге» бағытталған. Суперпозиция принципіне және магнит индукция векторының циркуляция теоремасына сүйеніп, осы екі беттің арасындағы және олардың екі жағындағы магнит өрісінінің күш сызықтарының конфигурациясын анықтаңыз.                                                   

                

 

В.14 сурет

В.49 Металл сақинадағы ток  I0 болғанда ол үзіліп кетті. Мықтылығы он есе артық болатын металдан дәл сондай  сақина жасалынды. Жаңа сақинаны қирату үшін сақинаға  қандай ток беруіміз керек?

          В.50 Қаныққан  күйге дейін  магниттелген  темір кесегінен, осі магниттелу бағытына дәл  келетін тұтас  цилиндр кесіп алынды. Ұзындығы  ℓ және радиусы r  цилиндрдің,  r<<ℓ   болған  жағдайы  үшін,   центріндегі магнит өрісінің В  индукциясын табыңыз. Темірдің көлем бірлігінің магнит моменті  J.

 

Әдебиеттер тізімі

 

1. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. – Алматы: Мектеп, 1977.- т. 2.

2. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Физика курсы. – Алматы: Мектеп, 1970. -т.2.

3. Қойшыбаев Н., Шарықбаев А.О. – Физика. Электродинамика негіздері. Тербелістер мен толқындар. Оптика. Кванттық физика және атомдық ядро. – Алматы, 2001. – т. 2.

4. Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы. – Алматы: Ана тілі, 1991.

5. Байпақбаев Т.С., Манабаев Х.Х. Жалпы физика курсының есептер жинағы. Электростатика. Тұрақты ток. Электрмагнетизм. – Алматы: АЭжБИ, 2003.

6. Байпақбаев Т.С, Қарсыбаев М.Ш. Жалпы физика курсының есептер жинағы. Тербелістер мен толқындар. Кванттық механика. Атомдық және ядролық физика. – Алматы: АЭжБИ, 2002.

7. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы. – Алматы: Мектеп, 1974.

8. Полатбеков П. Оптика. – Алматы: Мектеп, 1981.

9. Физика. Задания к практическим занятиям. Под ред. Ж.П. Лагутиной.– Мн.: Высш.шк., 1985.

10. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике.- М.: Высш. шк., 1981.

11. Савельев И.В. Курс физики. – М.: Наука, 1989. – т.3.    

12. Детлаф А.А. , Яворский Б.М.  Курс физики.-М.:  Высш. шк. , 2002.

13. Жұманов К.Б. Атомдық физика негіздері. – Алматы: Қазақ Университеті, 2000.

14. Трофимова Т.И.Физика курсы. - М.: Высш. шк., 2002.

15. Физика. Тербелістер мен толқындар. Дәрістер конспектісі (барлық мамандықтардағы оқыту түрлерінің студенттері үшін) Алматы: АЭжБИ, 2003.

16. Физика. Кванттық және ядролық физика. Дәрістер конспектісі (барлық мамандықтардағы оқыту түрлерінің студенттері үшін) Алматы: АЭжБИ, 2004.

17. Жұманов К.Б. Оптика негіздері.-Алматы, 2004.-т.2.

18. Қойшыбаев Н.Қ. Жалпы  физика курсы.-Алматы, 2001.-т.4.

2012 ж. жиынтық жоспары, реті 115