Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Физика кафедрасы

  

 

ФИЗИКА  1

5В073100 – «Тіршілік әрекеті қауіпсіздігі және қоршаған ортаны қорғау» және 5В081200 – «Ауыл шаруашылығының энергиямен қамтамасыздандырылуы» мамандықтарының барлық оқу түрлерінде оқитын студенттері үшін әдістемелік нұсқаулар

 

 

Алматы, 2011

ҚҰРАСТЫРҒАНДАР: А.М. Саламатина, А.И.Кенжебекова, С.Н. Сарсенбаева. Физика 1. 5В073100 – «Қоршаған ортаны қорғау және өмір тіршілігінің қауіпсіздігі» және 5В081200 – «Ауыл шаруашылығын энергиямен қамтамасыз ету» мамандықтарының барлық оқу түрлерінде оқитын студенттері үшін әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБУ, 2011. –  32 б.  

 

         Әдістемелік  нұсқаулар  есептеу-сызба жұмыс (ЕСЖ) тапсырма-ларынан, әдістемелік ұсыныстар мен ЕСЖ  мазмұны  және  оларды орындауға қойылатын  талаптардан, қажетті  әдебиеттер  тізімінен тұрады.

         Сур. 29,  кесте 3,  әдебиет - 18 атау

        

Пікір  беруші: физ.-мат.ғыл. канд., доцент  Тонконогая Л.А. 

 

         «Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес  акционерлік  қоғамының  2011 жылғы жоспары бойынша басылады

 

         ©  «Алматы энергетика және байланыс университеті » КЕАҚ, 2011 ж.

 

Кіріспе

            Физика курсын  оқып үйрену жоғарғы техникалық оқу орнының түлектерінің инженерлік-техникалық білімінің, дағдысы мен  машықтарының негізін  құрайды. Олардың ғылыми дүниетанымын қалыптастырады.

         Курстың негізгі  мақсаттары:

а) классикалық физика теориялары мен оның негізгі заңдарын, сондай-ақ физикалық зерттеулер әдістерін қолдану  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.

         Физика 1 курсында  «Механика», «Статистикалық физика және термодинамика», «Электродинамика»  бөлімдері  оқытылады.

         Студенттердің физиканы оқып үйренуде алған білімдері мен біліктілік- тері «Электртехника теориясының негіздері», «Теориялық механика», «Қол-

данбалы  механика» сияқты техникалық пәндерді оқуда негіз бола алады.

         Физика 1 курсы төрт кредиттен (модульден) тұрады да, күндізгі  оқу бөлімінің студенттері күрделілігіне қарай үш деңгейге бөлінген (А, В, С- таңдау бойынша) модуль ретіне сәйкес есептік-сызба жұмыстарды орындайды. Нұсқаның нөмірін студенттің өзі таңдап, оны машықтану сабағын  жүргізетін оқытушы бекітеді.

 

         1 «Физика 1» пәнін оқып үйренудегі ұсыныстар

 

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

         «Механика» бөлімінде ең бірінші:

-         ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстардың кинематикалық және

динамикалық сипаттамалары ұқсастығы мен олардың байланысын білу, ол үшін векторлық  алгебраның математикалық аппараты, дифференциалдау мен интегралды  есептеулерді білген  маңызды;

-         консервативті және консервативті емес күштердің ерекшеліктерін

ескеріп , жұмыс пен энергияны  түсінуге;

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

         -  физикалық есептерді  сақталу  заңдарын қолданып шешудің  тиімділігіне назар аудару керек.

 «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 зарядтарға 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 айырмасы, электр қозғаушы күш, кернеу туралы түсініктердің физикалық мағыналарын айыру керек.

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

 

2 Есептеу сызба 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 әрі 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 болған немесе кейбір жағдайларда есеп жауабының дұрыстығын тексеру керек, бұл есептің қатесіз шығуына көмектеседі.

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

 

Мысалы.   1-бетті толтырудың үлгісі 

«Физика 1» пәні бойынша ЕГЖ №1, М 1 (Бақылау жұмысы №1– сырттай оқу бөлімінің студенттері үшін) 

ББЖк – 10 –1 тобының студенті Батырбеков А.Е.

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 ескертпесі  мен түзетулеріне орын қалдырылуы керек.

Жұмысының аяғында студенттің тапсырмаларды орындау үшін пайдаланылған әдебиеттердің тізімі көрсетіледі.

 

2.2  Есеп шығару үлгісі

 

Есеп. Жылу машинасы идеал газбен 1-2 изохоралы қыздыру, 2-3 адиабаталық ұлғаю, 3-1 изотермалық сығылу процестерінен тұратын қайтымды цикл жасайды. Цикл кезіндегі температураның максимал мәні Тmax= 400К, ал минимал мәні – Tmin= 300К. Циклдің ПӘК-ін табыңыз. Егер жылу машинасы қайтымды Карно циклымен қыздырғыш пен суытқыштың температураларының осындай мәнімен жұмыс жасаса, машинаның ПӘК қандай болар еді?

Берілгені:

Тmax = 400К               

Tmin = 300К

___________

 

 

Берілген циклдің P-V диаграммасын саламыз:

Жылу машинасының ПӘК-і 

                                                        .

 

Жүйенің алатын Q1 және беретін – Q2 жылуын табу үшін термодинамиканың 1-бастамасын пайдаланамыз:

         1-2, изохоралық қыздыру: .

         2-3, адиабаталық ұлғаю: .

         3-1, изотермалық сығылу: .

Диаграммадан Тmax = T2, Tmin = T1 екендігі көрініп тұр. Сондықтан                                                                                                    

                                               .                                  (1)

         Көлемдердің  қатынасын температуралардың   қатынасымен алмастырып, адиабата 2-3 теңдеуін пайдаланып және   екендігін ескеріп, былай жазуға болады:

 ,

 

                                                         (2)

(2) теңдеуді (1)-ге қойсақ

.

Теңдеуді түрлендіреміз

.

Соңында

.

Карно циклі бойынша

.

Жауабы:    ;      .

        

 

№ 1 семестрлік  тапсырма (ЕСЖ)

 

Нұс-қасы

Жалпы физика курсының есептер жинағы. / Т.С. Байпақбаев, Х.Қ. Майлина

  Жалпы физика курсының есептер жинағы.        / В.С. Волькенштейн

А қосымшасы

А.1

1.2, 3.24, 3.53

3.12, 2.151

1, 26

А.2

1.7, 3.19(3),  3.52,

2.61 (а,б),  2.40

2, 27

А.3

1.32, 3.19 (2), 3.56

2.61 (в,б), 2.41

3, 28

А.4

1,33, 1.14 (1), 1.57

2.62, 2.43

4, 29

А.5

1.34, 3.18 (б), 3.58

2.63, 2.44

5, 30

А.6

1.42, 2.10, 3.59

2.64(а,б), 2.50

6, 31

А.7

1.28, 3.18 (а), 3.60, 2.8

2.51

7, 32

А.8

1.31, 3.17, 3.61

2.64(а,в), 2.55 (1)

8, 33

А.9

1.45, 2.3, 3.62

2.65, 2.55 (2)

9, 34

А.10

1.44, 2.2, 3.65

2.66 (1,2), 2.55(3)

10, 35

В.11

1.41, 3.12, 3.36

3.34, 3.8

11, 36

В.12

1.46, 2.4, 3.35(1)

3.35, 3.9

12, 37

В.13

1.47, 2.6, 3.35 (2)

3.36, 3.15

38

В.14

1.49, 3.13, 3.35(3)

3.37, 3.19

39

В.15

1.50,3.11(3), 3.37(1)

3.38, 3.21

40

В.16

1.48,3.11(2), 3.37(2)

3.39 (1), 3.31

16, 41

В.17

1.36, 3.11(1),3.37(3)

3.39 (2),3.31

17, 42

В.18

1.26, 3.22, 3.38

3.5, 3.30

19

В.19

1.14, 2.12, 3.39

3.6, 3.32

20

В.20

1.17, 2.11, 3.5(а)

3.7, 3.33

22

В.21

1.25, 2.14, 3.1, 3.47

3.13

43

В.22

1.24, 2.9, 3.2, 3,48

2.133

44

С.23

3.4, 3.34, 1.18

3,27, 2.160

23

С.24

3.8(а), 3.49,1.19

3.28, 2.161

24

С.25

1.22, 3.8(б),3.25, 3.50

3.29

25, 45

 

А қосымшасы

 

А.1 Бөлшек шеңбер бойымен бірқалыпты сағат тіліне қарама-қарсы бағытта қозғалады. Суретте бөлшектің қозғалыс траекториясын және мыналарды көрсетіңіз:

а) Δt=T/4 (Т – айналу периоды) уақыт аралығымен бөлінген, екі уақыт моменті үшін бөлшектің импульсінің бағытын;

б) көрсетілген уақыт аралығындағы  Δp импульс векторының өсімшесін. Егер импульс модулі | p | =0,5  тең болса, онда | Δp | модулі неге тең?

А.2 Бөлшек шеңбер бойымен бірқалыпты сағат тіліне қарама-қарсы бағытта қозғалады. Суретте бөлшектің қозғалыс траекториясын және мыналарды көрсетіңіз:

 а)  Δt= (Т – айналу периоды) уақыт аралығымен бөлінген, екі уақыт моменті үшін бөлшектің импульсінің бағытын;

б) көрсетілген уақыт аралығындағы  Δp импульс векторының өсімшесін. Егер импульс модулі | p | =0,4  тең болса, онда | Δp | модулі неге тең?

А.3 Массасы m дене көлбеу жазықтықта тыныштықта тұр. Денеге әсер ететін FR    реакция күші неге тең? Суретін салып көрсетіңіз.

A.4 Массасы m дене көлбеу жазықтықта тұрақты жылдамдықпен сырғанап келеді. Денеге әсер ететін FR реакция күші неге тең? Суретін салып көрсетіңіз.

A.5 Массасы m дене көлбеу жазықтықта тұрақты үдеумен сырғанап келеді. Денеге әсер ететін FR    реакция күші неге тең? Суретін салып көрсетіңіз.

A.6 Массасы m дене көлбеу жазықтықта жоғары қарай тұрақты үдеумен сырғанап барады . Денеге әсер ететін FR    реакция күші неге тең? Суретін салып көрсетіңіз.

A.7 Сноубордшы трамплиннен айналып және бұрылыстар арқылы күрделі секіру жасайды . Осы жағдайларда оның  массалық центрі  қалай қозғалады?

A.8 Тегіс горизонталь жазықтық бетімен сырғанайтын массалары m1 және  m2 екі шайба бір-бірімен соқтығысады. Соқтығысқан уақыт мезетінде бірінші шардың үдеуі a1. Екінші шардың a2 үдеуін анықтаңыз.

A.9 Массасы  m денені  вертикаль қабырғаға  F= 4mg күшпен қысады. Дене мен қабырға арасындағы  үйкеліс коэффициенті µ=0,5. Денеге не болады? Суретте денеге әсер ететін барлық күштердің бағыттарын салып, олардың арасындағы қатынастарды жазыңыз.

A.10  Массасы  m денені  вертикаль қабырғаға  F= mg күшпен қысады. Дене мен қабырға арасындағы  үйкеліс коэффициенті µ=0,5. Денеге не болады? Суретте денеге әсер ететін барлық күштердің бағыттарын салып, олардың арасындағы қатынастарды жазыңыз.

А.11 Массасы  m денені  вертикаль қабырғаға  F= 2mg күшпен қысады. Дене мен қабырға арасындағы  үйкеліс коэффициенті µ=0,5. Денеге не болады? Суретте денеге әсер ететін барлық күштердің бағыттарын салып, олардың арасындағы қатынастарды жазыңыз.

A.12 Массасы 80 кг спортшы 5 м биіктіктен суға секіреді. Егер спортшының судағы жылдамдығы 0.4 c ішінде  0-ге дейін кемісе, онда судың тарапынан спортшыға әсер ететін орташа күш неге тең?  

А.13 Доп вертикаль жоғары лақтырылды. Қандай нүктеде  дененің  үдеуі  максимал болады? Есепті  екі жағдайда  қарастырыңыз:

 а)  ауа кедергісі ескерілмейді;

 б) ауа кедергісі жылдамдықтың өсуімен артады.

A.14 Доп вертикаль жоғары лақтырылды. Қандай нүктеде  дененің  үдеуі  минимал болады? Есепті  екі жағдайда  қарастырыңыз:

 а)  ауа кедергісі ескерілмейді;

 б) ауа кедергісі жылдамдықтың өсуімен артады.

A.15 Тақтай бетінде тұрған адам кенеттен отырады. Тақтайдың майысуы алғашқы уақыт мезетінде қалай өзгереді?  Егер тізерлеп отырып орнынан кенеттен тұрса не болар еді?

A.16 Массасы М=1200 кг  ауа шары  тұрақты жылдамдықпен  төмен түседі. Шар сол жылдамдықпен жоғары қарай бірқалыпты қозғалу үшін қандай шамада m артық жүкті тастау керек? Шардың көтерілу күші  F=800 Н тұрақты деп есептеңіз.

А.17 Неге жаңбырдың ірі тамшылары майда тамшыларға қарағанда үлкен жылдамдықпен тамады?

А.18 Бөлшек  шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалып келеді. Бөлшекке әсер ететін  барлық күштердің тең әсерлі күшінің жасайтын жұмысы :

а)  айналым кезінде;

б) жарты айналым кезінде неге тең?

А.19 Солтүстік жарты шарда  солтүстікке қарай   меридиан бойымен  снаряд атылады. Снаряд қозғалысына жердің тәуліктік айналуы қалай  әсер етеді?

А.20 Оңтүстік жарты шарда  оңтүстікке қарай   меридиан бойымен  снаряд атылады. Снаряд қозғалысына жердің тәуліктік айналуы қалай  әсер етеді?

А.21 Бөлшекке түсірілген F күшінің модулі 20 Н,  бөлшектен О нүктесіне дейінгі арақашықтық  30 см,  бұрышы θ=π/6 (А.1 суретіндегі күштің бағытын, бөлшекті О нүктесімен қосатын түзудің бағытымен бірдей горизонталь бағытталған деп есептейміз). Бөлшекке түсірілген F күшінің М моментінің бағыты мен модулін анықтаңыз.

 

                                              

 

 

 

 

A.22  Берілген уақыт мезетінде бөлшектен О нүктесіне дейінгі арақашықтық 0.3 м, ал бұрышы θ=π/3 тең. Массасы 0,02 кг,  25 м/с жылдамдықпен қозғалатын бөлшектің  О нүктесіне қатысты импульс моментінің бағыты мен модулін анықтаңыз. Жылдамдық векторы А.2 суретінің жазықтығында жатыр деп есептеңіз.

A.23 Биіктігі h сарқырама ағын қимасы S тау суынан түзіледі. Судың ағу жылдамдығы v. Сарқыраманың қуатын анықтаңыз. Есептің сандық параметрлерін N=10 кВт қуат үшін тағайындаңыз.

A.24 Гироскоп деген не? Гироскоптың ерекше қасиеті қандай? Гироскопты қолданатын мысалдар келтіріңдер. Гироскоптың қандай қозғалысы прецессия деп аталады? Осы қозғалысты моменттер теңдеуі арқылы түсіндіріңіздер.

А.25 Куб пішінді жәшікті біріншісінде сүйреп, екіншісінде көтеріп (яғни екі жағынан ұстап), қандай да бір арақашықтыққа орын ауыстырады.  µ үйкеліс коэффициентінің қандай мәнінде сүйреу және көтеру арқылы жасалған орын ауыстыру жұмыстары тең болады?

A.26  Дене мен қабырға арасындағы  құрғақ үйкеліс коэффициенті µ=0.3. Вертикаль қабырғаға қойылған дене түсіп қалмас үшін қабырға қандай  минимал үдеумен қозғалуы керек?  

A.27 Дененің тыныштықтағы үйкеліс коэффициентін өлшеу үшін төмендегідей  әдісті қолдану ыңғайлы. Дене көлбеу жазықтыққа  қойылады. Сырғанау басталатын, жазықтықтың минимал көлбеулік  θ бұрышы өлшенеді. Осы жағдайларда µ үйкеліс коэффициенті мен  θ бұрыш арасындағы байланыс қандай болады?

A.28 Массасы  m1  дене  тыныштықта тұрған массасы  m2   денемен абсолют серпімсіз соқтығысады. Соқтығысу нәтижесінде жоғалған кинетикалық энергия үлесін анықтаңыз.

A.29 Неге жағалауға жақын тұрған  жеңіл қайықтан секіру қиын, ал сол аралықта тұрған пароходтан секіру жеңіл? 

A.30 Автомобиль горизонталь жазықтықта жатқан бұрылыстан өтеді. Егер автомобиль жылдамдығы тұрақты болып қалса, автомобильге әсер ететін күштің бағыты қандай болады?

A.31 Автомобиль горизонталь жазықтықта жатқан бұрылыстан өтеді. Егер, автомобильдің жылдамдығы  артатын болса,  автомобильге әсер ететін күштердің бағыттары қандай болады?

A.32 Бөлшек күштік центрге дейінгі қашықтықтың квадратына кері пропорционал  орталық күш өрісінде шеңбер бойымен қозғалып жүр. Осы  жағдайда бөлшектің Wk – кинетикалық, Wp -потенциалды және W –толық энергиялары қалай өрнектеледі?

A.33 Көлбеу жазықтықта  бірдей деңгейден, бір мезгілде, радиустары бірдей тұтас цилиндр мен шар сырғанамай домалайды. Осы екі дененің қайсысы көлбеу жазықтықтың етегіне бұрын жетеді?

A.34 Көлбеу жазықтықтың төменгі нүктесінде сырғанамай домалайтын тұтас цилиндрдің массалық центрінің жылдамдығының осы нүктеде цилиндрдің сырғанаған кездегі жылдамдығына қатынасы неге тең?

A.35 Көлбеу жазықтықтың төменгі нүктесінде сырғанамай домалайтын қуыс цилиндрдің массалық центрінің жылдамдығының осы нүктеде цилиндрдің сырғанаған кездегі жылдамдығына қатынасы неге тең?

A.36 Горизонталь жазықтықта жатқан сына бетінен дене екі рет үйкеліссіз сырғанайды: біріншісінде сына бекітілген, ал екіншісінде сына үйкеліссіз сырғанай алады. Егер дене екі жағдайда да бірдей қашықтықтан сырғанайтын болса, онда сырғанау соңында дененің жылдамдығы бірдей бола ма?

 A.37 Құрсау горизонтпен θ бұрыш құрайтын көлбеу жазықтықтан сырғанамай домалайды. Құрсаудың үдеуі неге тең?

A.38 Тұтас біртекті шар горизонтпен θ бұрыш құрайтын көлбеу жазықтықтан сырғанамай домалайды. Шардың үдеуі неге тең?

А.39 Тұтас біртекті цилиндр горизонтпен θ бұрыш құрайтын көлбеу жазықтықтан сырғанамай домалайды. Цилиндрдің үдеуі неге тең?

A.40 Велосипед дөңгелегінің диаметрі 0.8 см, массасы 1.5 кг. Егер велосипедтің жылдамдығы v=3 м/с болса, онда оның импульс моменті неге тең болады?

A.41 Салыстырмалықтың арнайы теориясының пайда болуына себеп болған теориялық және тәжірибелік алғышарттарды атаңыз. Басқаша айтқанда, 20 ғасырдың басында кеңістік пен уақытқа деген көзқарасты қайта қарауға себеп болған, Ньютон механикасы түсіндіре алмайтын физикалық теория мен тәжірибе нәтижелерін атап шығыңыз.

A.42  Қозғалып келе жатқан поездағы бақылаушыға А нүктесіндегі  (поездың алдыңғы жағы) және В  нүктесіндегі (поездың соңғы жағы) найзағай түсуі бірмезгілде көрінді. Жердегі бақылаушы үшін  АСТ (Арнаулы салыстырмалы теория) позициясы бойынша қай найзағай  жерге бұрын  түседі?

A.43  Екі бірдей сағат, біріншісі К1 жүйеде, екіншісі К2 жүйеде  орналасқан. Екі жүйе бір-біріне қатысты қозғалыста болса, қай жүйеде  сағат тез жүреді: а)  К1 жүйесінде;

б) К2 жүйесінде?

A.44 Бір-біріне  қарама-қарсы  жылдамдықпен қозғалып келе жатқан екі  бөлшектің салыстырмалы  жылдамдығын табыңыз.

A.45 Екі оқиға арасындағы кеңістік-уақыттық  интервал қалай анықталады? Бір инерциалды күйден екінші инерциалды күйге өткенде оның инвариантты болып қалатынын  дәлелдеңдер.

A.46 Эксперимент нәтижесінде бөлшектің р импульсі және Е толық энергиясы анықталды. Оның m массасын және v жылдамдығын  қалай анықтауға болады?

A.47 Релятивистік механикада кинетикалық энергия қалай анықталады? Бөлшектің кинетикалық энергиясы үшін релятивистік өрнекті қорытыңыз. Кинетикалық энергия үшін релятивистік формула  шарт орындалған жағдайда релятивистік түрге өтетінін көрсетіңіз.

A.48 Массасы m бөлшектің релятивистік кинетикалық энергиясы арқылы релятивистік импульсін өрнектеңіз.

A.49 Импульстің релятивистік өрнегін қолданып, бөлшектің импульсі арқылы толық энергиясын өрнектеңіз. Алынған қатынасты а) массасыз бөлшек үшін; б) ультрарелятивистік бөлшек үшін талдаңыз. Лоренц түрлендіруінің инварианты болып табылатын шамалар үшін осындай комбинацияларды қарастырыңыз.

A.50 Бөлшектің кинетикалық энергиясы оның тыныштық энергиясына тең. Бөлшектің жылдамдығы қандай?

 

 № 2 семестрлік  тапсырма  (ЕСЖ)

 

Нұсқа

  №№

Жалпы физика курсы есептері жинағы./ Байпақбаев Т.С., Майлина Х.Қ.

Жалпы физика курсының есептер жинағы./ В.С.Волькенштейн.

Б қосымшасы

 

  А.1

 7.4,   6..29

5.39, 5.68,  5 .220

1, 26

  А.2

 7.9,   6.30

5.69, 5.195, 5.222

2, 27

  А.3

 7.8,   6.31

5.40, 5.196, 5.227

3, 28

  А.4

 5.1,   6.32

5.41, 5.197,  5.153

4, 29

  А.5

 4.2,   6.53

5.45, 5.145, 5.226

5, 30

  А.6

 5.3,  6.5 4                                                         

5.6,  5.6 2, 5. 216

6, 31

  А.7

 5.6,  6.33

5.7,  5.64, 5.217

7, 32

  А.8

 4.7,   6.35

5.47, 5 .194, 5.77

8, 33

  А.9

 4.9,   6.36

5.49, 5.76, 5.199

9, 34

А.10

 4.11,   6.39

5.50, 5.68, 5.200

10, 35

В.11

 4.14,  6.52

5.52,  5 .70, 5.162     

11, 36

В.12

 4. 16,  6.46

5.57, 5.177,  5.92

12, 37

В.13

 5.13,  6.28

5.58, 5.82, 5.218

38

В.14

  4.30,   6.44

5.84, 5.205, 5.219

39

В.15

 4.46,  6.45

5.85, 5.206, 5.221

40

В.16

 4.51,   6.34

5.86, 5.13, 5.223

16, 41

В.17

  4.54,  6.38

5.87, 5.207, 5.224

17, 42

В.18

 4. 52,   6.57

5.89, 5.14,  5.225

19

В.19

.4.39,   6.55

5.88, 5.15, 5.170

20

В.20

 4.40,   6.58

5.83,  5.16, 5.184

22

В.21

 4.29,  6.67,   6.58

5.55, 5. 99

43

В.22

 4.33 ,  6.68,  6.61

5.56,  5.100

44

С.23

 .4.38,  6.69,  6.62

5 .82, 5.101

23

С.24

 4.53,   6.56,  6.27

5.173, 5.103

24

С.25

 4.19,  6.37

5.58, 5.148, 5.32

25, 45

 

Б қосымшасы

 

Б.1 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 көрсет.

Б.2 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.3 Екі бөлікке бөлінген  жылу алмасу болмайтын  ыдыстың екі бөлігі қозғалмалы, жылу өткізбейтін  поршеньмен  бөлінген. Бөліктерде  екі түрлі газ бар, мысалы, O2 оттегі және H2 сутегі. Тепе-теңдік күйлерде:

 а) молекулалардың орташа энергиялары;

б) молекулалар тығыздығы бірдей бола ма? Поршень қозғалғандағы үйкеліс ескерілмейді.

Б.4 Екі бөлікке бөлінген  жылу алмасу болмайтын  ыдыстың екі бөлігі қозғалмалы, жылу өткізбейтін  поршеньмен  бөлінген. Бөліктерде  екі түрлі газ бар, мысалы, O2 оттегі және H2 сутегі. Тепе-теңдік күйлерде:

 а) молекулалардың орташа квадраттық жылдамдықтары;

 б) молекулалардың концентрациялары бірдей бола ма? Поршень қозғалғандағы үйкеліс ескерілмейді.

Б.5 Идеал газда  изотермиялық ұлғаю, изохоралық қыздыру және изобаралық сығылу процестері тізбектей жүрді. Нәтижесінде газ бастапқы күйіне қайтып келді (Б.1 суретті қара). Газдың  ρ тығыздығы қалай өзгереді? Көрсетілген дөңгелектік процесс үшін ρ тығыздықтың Т температураға тәуелділігін салып көрсетіңіз.

 

 

 

 

 

                                          

Б.6 20м/с жылдамдықпен қар ұшқыны 0˚С температурада қабырғаға түсті. Егер  қардың барлық жоғалтатын энергиясы қабырғаға берілсе, оның қандай бөлігі ериді?

Б.7 Газда: а) изохоралық қызу;

б) адиабаталық  сығылу процестері болды. Бастапқы  температуралар бірдей. а) жағдайында жұтылған жылу мөлшері б) жағдайдағы істелген жұмысқа тең. Соңғы температураларды салыстырыңыздар. Көрсетілген процестердің PV-диаграммаларын салыңыз.

Б.8 Газ бастапқыда изотермдік түрде ұлғайды да, артынша адиабаттық түрде сығылды. Ұлғаю және сығылу жұмыстары  модулі бойынша тең. Газдың процестің  басындағы және соңындағы көлемдерін салыстырыңыздар. Көрсетілген процестердің PV-диаграммаларын салыңыз.

Б.9 Биіктігі h=50 м сарқыраманың етегіндегі температураның қаншалықты өсетінін анықтаңыз?

Б.10 Газ 1 күйден 2 күйге бір жолы бастапқыда тек  изохорамен, содан кейін изобарамен өтті, ал екінші рет керісінше,  бастапқыда изобарамен сонан соң изохорасымен өтті. Екі жағдайда да энтропияның өсімшесі, жылу мөлшері, жасалынатын жұмыс бірдей бола ма? Көрсетілген процестердің сызбасын салыңыз.

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 РV координаталарында салыңыз.

Б.12  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.13 Жылу машинасының ПӘК-і η=30%. Жұмыс машинасын жетілдіру нәтижесінде жұмыстық дененің бір цикл жасағанда алатын жылу мөлшері 5% артты, ал тоңазытқышқа берілетін жылу мөлшері өзгерген жоқ.  Жетілдірілген машинаның ПӘК-і қандай?

Б.14 Бастапқы температуралары Т1 және  Т2 (мұнда Т1>Т2) екі дене бір-біріне түйістірілді. Денелер сыртқы ортадан оқшауландырылған және денелердің массалары мен  жылу сыйымдылықтары бірдей. Температура  теңелу процесі барысында бұл денелердің  қорытқы энтропиясы қалай өзгереді?

Б.15 Жылу машинасы екі изохорадан және екі изобарадан тұратын цикл бойынша жұмыс істейді. Машина жұмыс істегенде қыздырғыш-газ-суытқыш жүйесінің энтропиясы артатынын дәлелдеңіздер. Мұнда газдың энтропиясы қалай өзгереді? Қыздырғыш пен  суытқыштың жылу сыйымдылығы шексіз деп есептелсін.

Б.16 Идеал газдың: 1-2-3-1 және 3-2-4-3 екі тұйық процесі көрсетілген (Б.2 суретті қара). Көрсетілген процестердегі істелінген жұмыстарды салыстырыңыздар.

 

 

 

 

 

 

 

 Б.2 сурет

 

Б.17 Процесс энтропиясы  температураға байланысты сызықты өседі. Осы дененің молярлы жылу сыйымдылығының температураға тәуелділігі қандай  болады? Бұл тәуелділікті қорытып беріңіз және өлшем бірліктерін талдау арқылы дәлелдеңіз.

Б.18 Массалары бірдей m=1,0 кг, біреуінің температурасы t1=100°C, ал екіншісінің температурасы t2=0°C екі темір кесегін жылулық контактіге келтіріп және оларды адиабаталық қабықшамен қоршасақ, теңгерілген t=50°C температураға жеткенде бұл жүйенің энтропиясының өзгерісі неге тең болады?

Б.19 Массасы 0.3  кг резеңке доп 2 м биіктіктен еденге құлап, еденнен 1м биіктікке қайта көтерілді. Доп-еден жүйесінің энтропиясының өзгерісін анықтаңыз. Бөлме температурасы  21°C.

Б.20 Молекулалардың жылдамдық бойынша таралуы берілген жылдамдықтың ең ықтималды жылдамдыққа қатынас функциясы ретінде беріледі. Бұл қатынасты u= салыстырмалы жылдамдық деп атайды. Максвеллдің таралу функциясының  өрнегін салыстырмалы жылдамдық арқылы қорытып беріңіз.

Б.21 Газ молекулаларының жылдамдық бойынша Максвелл таралуы 1 және 2 сызбада көрсетілген (Б.3 суретті қара). Бұл сызбалар қандай параметрлермен ерекшеленеді? Сызбадан vық1 және vық2 ықтимал жылдамдықтардың орнын көрсетіңіз.

 

 

 

 

 

Б.22 Максвеллдің таралу заңы тек жылдамдықтың функциясы ретінде ғана емес, молекулалардың ілгерлемелі қозғалысының  кинетикалық энергиясының функциясы ретінде де берілуі мүмкін. Бұл функция  молекулалардың жалпы санынан энергиялары  ден  интервалында  жататын молекулалардың үлесін анықтайды:

.

Осы функцияның өрнегін тауып (қорыту), оның қандай да бір газдың тегіне қатысты немесе кез-келген газ үшін қолдануға болатын-болмайтындығын анықтау қажет.

  Б.23 «энтропия S – температура T» координаталарында Карно циклінің сызбасын суретте салып көрсетіңіз. Бұл циклдің ПӘК-нің   тең және жұмыс денесінің табиғатынан тәуелсіз екенін дәлелдеңіз.   

  Б.24 абцисса осіне идеал газға берілген жылу мөлшері, ал ордината осіне газдың  істеген  жұмысы салынған (Б.4 суретті қара). Суреттегі түзулердің біреуі изотерма, ал қалған екеуі екі түрлі газ үшін изобаралар. Екі газдың бастапқы күйлері (қысымы, температурасы, көлемі) бірдей. Екі осьтің масштабтары бірдей. Қай түзу қай  процеске сәйкес келеді? Әр газдың еркіндік дәрежесі нешеу? (Тербелмелі еркіндік дәрежесі ескерілмесін). Қай процестердің графиктері координат осьтеріне дәл келеді?

 

 

 

 

 

 

 Б.25 Газ 1-күйден  2-күйге (Б.5 суретті қара) изобарамен өтеді, ал екінші жағдайда бастапқыда изохорамен 1-3, сонан соң изобарамен 3-4 және, соңында изохорамен 4-2 өтеді. Бұл жағдайлардағы энтропияның өзгерісі жайлы не айтуға болады. Энтропияның өзгерісі екі жағдайда да бірдей екенін дәлелдеңіз.

 

  

Б.26 Тасымалдау құбылысы дегеніміз не? Анықтамасын беріңіз және мысалдар келтіріңіз. Тасымалдау құбылысы қандай шарттарды қанағаттандырады? Изотропты сызықты орталарда тасымалданатын шаманың (кез-келген физикалық)  ағын тығыздығының j векторы үшін жалпылама тасымал теңдеуін жазыңыз. j векторының бағыты неге тәуелді? Изотропты және сызықты орта дегеніміз не?

Б.27 Диффузия дегеніміз не? Газдардағы диффузия құбылысын қысқаша сипаттаңыз. Изотропты сызықтық ортадағы диффузия ағыны үшін Фик заңын түсіндіріңіз. Диффузиялық ағынның бағыты қалай анықталады. Изотропты және сызықты орта дегеніміз не?

Б.28 Жылуөткізгіштік дегеніміз не? Газдардағы жылуөткізгіштік процесін қысқаша түсіндіріңіз. Сызықты орталардағы жылу ағынының тығыздық векторы үшін Фурье заңын түсіндіріңіз. Изотропты және сызықты орта дегеніміз не?

Б.29 Тұтқырлық дегеніміз не? Газдардағы ішкі үйкеліс процесін қысқаша түсіндіріңіз. Сызықты орталардағы импульс ағынының тығыздық векторы үшін Ньютон тұтқыр үйкеліс заңын түсіндіріңіз.  Бұл жерде қандай қозғалыстың импульсі айтылып тұр: хаосты жылулық немесе бағытталған (ағын). Изотропты және сызықты орта дегеніміз не?

Б.30 Тасымалдау құбылысының МКТ негізгі ережелерін тұжырымдаңыз. Газдардағы диффузия, жылусыйымдылық және тұтқырлық коэффициенттері үшін МКТ-нің теңдеулерін жазыңыз. Бұл коэффициенттердің өлшем бірліктерін көрсетіңіз.

Б.31 Гелий  мен  көмір қышқыл  газының  адиабаттары  кескінделген (Б.6 суретті қара). Қай газға қай  қисық  сәйкес  келеді? 

 

Б.6 сурет

 

Б.32 Түзулердің қайсысы, логарифмдік масштаб бойынша (Б.7 суретті қара), молекулалардың орташа квадраттық жылдамдығының  температураға  тәуелділігінің дұрыс  кескіні  болады?

 

Б.7  сурет

 

Б.33 Идеал газдың  қысымы :

а) молекулалардың концентрациясына;

б)  температураға;

в)молекула массасына байланысты  бола ма?

   Б.34 Газ жылулық тепе-теңдік  күйде  тұр. Мына

а) <v x>;

 б) <v>;   

 в) <v>  шамалары нөлден өзгеше бола ала ма?

Б.35 Газ тұтас күйінде тыныштық күйде болатын санақ жүйесінде, тепе-теңдік күйдегі газдың молекулаларының орташа  жылдамдығы <v>. Молекулалардың бір-бірімен салыстырмалы қозғалысының <vсал> орташа жылдамдығын анықтау  керек.

Б.36 Идеал  газдың изотермдік түрде (А1) және адиабаттық түрде  (А2) ұлғаюларындағы жұмыстарды  салыстырыңдар. Газдың бастапқы  күйлері мен соңғы көлемдері  бірдей.

Б.37 Газ молекулаларының  еркін жолының λ орташа ұзындығы мен τ орташа уақытының   Т температура  мен р  қысымға тәуелділігі сипатын  анықтаңдар. λ және τ шамаларының Т температура мен тұрақты р1<р2<р3 <…қысымдарға тәуелділігін  жобалап салып көрсетіңдер.

Б.38 Ішкі энергияның V көлем мен Т температураға  байланысты U (V,T) тәуелділігі берілген.  Жүйенің Сv  изохоралық жылу сыйымдылығын есептеу керек.

Б.39 Молекулалардың өзара әсерлесуінің көлденең әсерлік (эффективті) қимасы σ.  Молекулалардың  d  әсерлік диаметрін тап.

Б.40 Бір моль газды жабық  ыдыста  қыздырады. Егер газ:

 а) бір атомды;

б) екі атомды  болса  онда энтропия өсімшесін салыстырыңдар. Екі  жағдайда да  бастапқы және соңғы температуралар бірдей.

Б.41 көрсетілген  дөңгелек процестегі II  тармақ –изотерма (Б.8 суретті қара). Процестің  қай кезеңдерінде энтропия кемиді?

1) I, II;

2) IV, III;

3) II, III;

4) I, II, III.                

Б.8 сурет

 

Б.42 Идеал газдың T=T0+αV2  заңы бойынша жүретін процестегі мүмкін болатын  ең аз қысымды анықтау керек, T0 және α – оң тұрақтылар,V – мольдік  көлем. Осы процесті РV  диаграммасында салып көрсет.

Б.43 Идеал бір атомды газдың Т температурасы  х осі  бойымен кемиді, функция Т(х) берілген. Қандай да болмасын бір молекула  х нүктесінен х+λ  нүктесіне соқтығыссыз ұшып келді, мұндағы λ – еркін жолының орташа  ұзындығы. Ол орташа кинетикалық энергияның қандай «артығын»  Δ<EК>-ні өзімен әкелген?

Б.44 Карно циклын қолданатын жылу  машинасы қайтымсыз бола ала ма?  Мұндай машинаның қайтымдылығының жеткілікті шарттарын  тұжырымдаңыз.

Б.45 I және  II циклдарының (Б.9 суретті қара) ПӘК–ін салыстыру керек.

Б.9 сурет

 

Б.46 Мына:

а) изохоралық;

б) изобаралық  процестерде идеал газдың әр молекуласының  еркін жолының орташа ұзындығы мен  уақыт бірлігіндегі соқтығысу саны температураға  қалай байланысты болады?

Б.47 Көрсетілген сызбадағы  (Б.10 суретті қара) процестердің қайсыларында газ жылу  алады ?

1) I, II;

2) II, III;

3) III;

4) II;

5) I;

 

 

                               Б.10 сурет

 

Б.48 Идеал газдың процесі нәтижесінде қысым n есе артты. Егер  процесс 

а) изохоралық; 

б) изобаралық болса, онда идеал газдың әр молекуласының  еркін жолының орташа ұзындығы мен  уақыт бірлігіндегі соқтығысу саны қалай және неше рет  өзгерген?

Б.49 Көрсетілген процестерде (Б.11 суретті қара) газдың алатын (беретін) жылу мөлшерлерін  салыстырыңыздар:

а) I, II;

б) III и IV.

 

 

 

Б.11 сурет

Б.50 Серпінді  екі атомды  молекулалардан  тұратын идеал газ адиабаттық процесс жасайды. Осы идеал газдың әр молекуласының  еркін жолының орташа ұзындығы мен  уақыт бірлігіндегі соқтығысу саны:

а) көлемге;

б) қысымға;

в) температураға  қалай тәуелді болады?

Б.51 Идеал газдың политроптық көрсеткіші n, ол политроптық процесс жасады. Осы идеал газдың әр молекуласының  еркін жолының орташа ұзындығы мен  уақыт бірлігіндегі соқтығысу санын:

а) көлемнің;

б) қысымның;

в) температураның функциясы ретінде табу керек.

Б.52   а) АD және ВС;

б) АВ және DC  процестеріндегі (Б.12 суретті қара) жұтылатын (берілетін )  жылу мөлшерін  салыстыру керек.

                                     

Б.12 сурет

 

Б.53 Политроптық процесс жасайтын, серпінді  екі атомды  молекулалардан  тұратын идеал газдың  молекулалар арасындағы әр секундтағы соқтығысу саны:

 а) көлем бірлігінде;

 б) газдың бар көлемінде өзгермейтін болған жағдайлар үшін  мольдік жылу сыйымдылығын анықтаңыздар.

Б.54 Идеал газдың  көлемін :

 а) изотермдік түрде; 

 б) изобаралық түрде n рет арттырғанда,  оның D диффузия және η тұтқырлық коэффициенттері  қалай өзгереді?

Б.55 Қалыпты жағдайда тұрған  азоттың  молекулаларының  еркін жолының орташа  ұзындығы, оның  молекулаларының орташа  арақашықтығынан  неше есе  көп?

Б.56 Газ  молекулаларының концентрациясының координатқа  тәуелділігі n(r) берілген. Молекулалар координаттарының бөлінуінің dω(r) ықтималдылығын табу керек. Газ көлемі V.

Б.57 Идеал бір атомды  газ адиабаттық түрде сығылғанда немесе ұлғайғанда моле-кулалардың  орташа жылдамдығы қысымға қалай байланысты болады?

Б.58 Процестің энтропиясы температураға байланысты сызықтық түрде өседі (Б.13 суретті қара). Осы процестің жылу сыйымдылығы температураға байланысты қалай өзгеруі керек?

Б.13 сурет

 

Б.59 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 шығарыңыздар. Сол шарттарға сай молекулалардың  биіктікке байланысты  n концентрациясы  тәуелділігін табу  керек.

Б.60 Жылдамдықтары белгілі  (u, u+du)  интервалы  ішінде  жататын молекулалардың  саны  температураның қандай  мәнінде  максимал болады ?

         

    №3 семестрлік  тапсырма (ЕСЖ)

     3 К е с т е

Нұсқасы

Электростатика, тұрақты  тоқ. Магнетизм./ Т.С. Байпақпаев, Х.Х. Манабаев. Жалпы  физика  курсы есептер  жинағы.

В қосымшасы

  

А.1

1.2, 2.11, 2.50, 3.20, 5.2

1, 27

А.2

1.9, 2.9, 2.47, 3.21, 5.4

2, 26

А.3

1.18, 2.10, 2.31, 3.25, 5.9

3, 29

А.4

1.21, 2.3, 2.45, 3.14, 5.10

4, 28

А.5

1.17, 2.7, 2.46, 3.15, 5.11

5, 30

А.6

1.19, 2.5, 2.27, 3.16, 5.12

6, 31

А.7

1.12, 2.2, 2.26, 3.18, 5.13

7, 32

А.8

1.11, 2.12, 1.41, 3.37, 5.15

8, 33

А.9

1.15, 2.14, 1.42, 3.31, 5.17

9, 34

А.10

1.5, 2.23, 1.39, 4.7, 5.18

10, 35

В.11

1.10, 2.25, 2.32, 4.4, 5.20

11, 36

В.12

1.14, 2.22, 1.41, 4.10, 5.21

12, 37

В.13

1.22, 2.19, 2.54, 4.12, 5.22

13, 38

В.14

     

 
1.20, 2.17, 1.39, 4.13, 5.23

14, 39

В.15

1.25, 2.15,3.1, 3.27, 5.24

15, 40

В.16

1.27, 2.18, 2.48, 3.28, 5.25

16, 41

В.17

1.31, 2.20, 3.2, 3.30, 5.26

17, 42

В.18

1.32, 2.24, 3.5, 3.39, 5.27

18, 47

В.19

1.34,  2.29, 3.4, 3.40, 5.28

19, 48

В.20

1.26, 2.28, 3.8, 4.39, 5.30

21, 49

В.21

1.33, 2.27, 3.16, 4.19, 5.31

20, 46

В.22

1.42, 2.30, 3.9, 4.41, 5.32

22, 47

С.23

1.29, 2.21, 1.11, 4.32, 5.33

23, 48

С.24

1.23, 2.37, 3.6, 4.33, 5.34

24, 50

 

В қосымшасы 

В.1   q нүктелік зарядтың электр өрісінде  q0  зарядты радиус векторы r1 1 нүктеден радиус векторы r2  2 нүктеге (а-в) көрсетілген траекториямен орын ауыстырғанда (В.1 суретті қара) электр өрісінің күш жұмысын анықтаңыз. Жұмысты есептеу үшін  формуласын қолданыңыз.

 

 

 В.2 Электростатикалық өрістегі зарядталған бөлшек пен сол өрістің күш  сызықтарының қозғалыс траекториялары сәйкес  келе ме?

В.3  Конденсатор маймен толтырылған. Егер конденсатор ЭҚК-і тұрақты  ток көзіне қосылған болса, онда оның электр энергиясы қалай  өзгереді?

В.4 Конденсатор маймен  толтырылған. Егер конденсатор    ЭҚК-і тұрақты  ток көзінен ажыратылған болса, онда оның электр  энергиясы  қалай  өзгереді?

В.5 Зарядталған сабын  көпіршігі  пайда  болды. Оның :

 а) электр  сыйымдылығы;

б) электр  энергиясы  қалай  өзгереді?

 В.6 Бір-бірінен d қашықтықта орналасқан екі  нүктелік  зарядтар  жүйесі  үшін: а) +q   және   +4q      б) +q жєне  -4q күш  сызықтарының  және  эквопотенциал  беттердің  схемасын  салу  керек. Нұсқау: Өріс кернеулігі және потенциалы нөлге тең болатын нүктені табыңыз.

 В.7 Нүктелік заряд металл  шарға  жақын орналасқан. Зарядқа  әсер  ететін  күш  нөлге  тең  екені  анықталды. Шар зарядының  таңбасын  табу  керек.    В.8 Неге электр  лампысының  қыл сымы қатты қызады, ал  өткізгіш  сымдар  суық  күйінде  қала  береді?

 В.9 Егер  бірдей екі ток  көзін  параллель  қосылған  күйден  тізбектеп  қосылған  күйге  ауыстырсақ, қысқаша  тұйықталу  тогы  қалай   өзгереді?

 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 Электр энергиясын  үлкен  қашықтыққа  жеткізу  үшін  өте  жоғары кернеу  қолданылады. Жоғары   кернеулердің электр энергиясын тасымалдау желілеріндегі  шығынды  азайтатындығын  түсіндіріңіз.

В.12 Бірдей  кернеуге  есептелген, бірақ әртүрлі  қуат  тұтынатын  екі  шам  тізбекке  тізбектей  қосылған. Олардың  біреуі  екіншісіне  қарағанда  неге  жарығырақ  жанады?

В.13 Ені  2а,  өтімділігі  2-ге  тең  диэлектрик  пластина  кернеулігі  Е және  күш сызықтары  пластинаға  перпендикуляр  электр  өрісіне  орналасқан.  Е және  D өрісі  сызықтарын  сызыңыз.

В.14 Бірдей екі конденсаторды алып, сол конденсаторлардың  біреуімен  салыстырғанда екі  есе  аз  немесе екі  есе  көп  сыйымдылық  алуға  бола  ма?

В.15 Тұрақты ЭҚК көзіне қосылған жазық конденсатордың  астарларының  арақашықтықтарын екі есе үлкейтті. Астарлар арасындағы  өзара  әрекеттесу  қалай  өзгереді? Шет  аймақтық эффектілерді ескермеңіз.     

В.16  және б)диэлектрикті жарым-жартылай қамтитын  тұйықталған S беті бойынша алынған интегралдар  нөлден  өзгеше  ме? Көрсетілген әрбір интегралдың физикалық мағыналары қандай?

 

                                            

 

 

 

 В.17 Аккумуляторды  зарядтауға  жұмсалатын  пайдалы  қуат  жылу  шығаруға  кететін қуаттан  артық  бола  ма?

 В.18 Текшенің  центрінде  q  нүктелік  заряд  бар. 

а) текшенің  толық  беті  арқылы;

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

В.19 Центрінде

а) q заряд;

 б) моменті р электрлік диполь,  орналасқан сфераның беті арқылы өтетін Е кернеулік векторының  Ф ағыны неге тең?

В.20 Параллель қосылған біреуі ауамен, ал екіншісі диэлектрикпен толтырылған,  геометриялық өлшемдері  бірдей екі  жазық  конденсатор бірдей потенциалдар айырмасына дейін зарядталған (В.3 суретті қара). Қай  конденсаторда  Е кернеулігі,  D ығысуы  және энергия  тығыздығы  көп  екенін  анықтау  керек? Қай  конденсатор астарларындағы зарядтардың  беттік  тығыздығы  көбірек?

 

 

 

  

В.21 Электрон  концентрациясы  n=1023 м-3, тоқ 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.22 К кілтін тұйықтасақ, амперметр  көрсеткіші  қалай  өзгереді? (B.4  суретті қара).

 

 

 

 

 

 

  

В.23 Жазық ауа конденсаторын  зарядтағаннан  кейін  кернеу  көзінен  алып, керосинге  батырады. Конденсатор  энергиясына  не  болады? Мұнда  қателік  бар  ма?

В.24 Кернеулігі Е=const  электр  өрісінде (В.5 суретті қара) А, В  және  С деген  үш  нүкте  алынған. UAB,UBC және  UAC  нүктелерінің  арасындағы  кернеуді  анықтау  керек. АС=12см, ВС=5см.

 

 

 

 

 

 

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

В.26  Металл сақинадағы ток  I0  болғанда ол үзіліп кетті. Мықтылығы он есе артық болатын металдан дәл сондай сақина жасалынды. Жаңа сақинаны үзу үшін сақинаға  қандай ток беруіміз керек?

В.27 Ток өткізгіштері I1 және I2 өзара перпендикуляр  екі өткізгіш бір жазықтықта орналасқан (В.6 суретті қара). Магниттік индукция векторы нөлге тең болатын нүктелердің геометриялық орнын табыңыздар, а) 1 суреттегі жағдай үшін; б) 2 суреттегі жағдай үшін.

 

 

 

В.6 сурет                                                        

В.28 Электр заряды  q>0, v жылдамдықпен қозғалып барады. Радиус векторлары r1 жєне r2 болатын 1 және 2 нүктелердегі магнит индукция векторларының модульдерін салыстырыңыз және бағытын көрсетіңіз (В.7-суретті қара, а-в). в суреттегі жағдай үшін В-ның максимал мәніне сәйкес келетін  a бұрышын табыңыз.

                                                                                                                                                            

                                                   

                                                                                                   

                                                                                                                                                    

                                                                                                                     

            а)                                             б)  r1 = r2                                        в)         

 

В.7 сурет

 

В.29 Өте үлкен екі жазық беттерден модульдері бірдей, бағыттары i1= -i2 қарама-қарсы беттік токтар өтеді. Ток бағыттары (В.8 суретті қара) сурет жазықтығына перпендикуляр және сол жақтағы пластинада "бізден әрі" бағытталған, оң жақтағы пластинада "бізге қарай" бағытталған. Магнит индукция векторының циркуляция теоремасын және суперпозиция принципін пайдаланып, пластиналар арасындағы және олардың екі жағындағы магнит өріс сызықтарының конфигурацияларын анықтау керек.

В.30 Өте үлкен екі жазық беттерден модульдері бірдей, бағыттары қарама қарсы беттік токтар өтеді. Токтар (В.8 суретті қара) сурет жазықтығына перпендикуляр, "бізге"  қарай бағытталған. Магнит индукция векторының циркуляция теоремасын және суперпозиция принципін пайдаланып, пластиналар арасындағы және олардың екі жағындағы магнит өріс сызықтарының конфигурацияларын анықтау керек.

В.31 Жазық конденсатор, пластиналарға перпендикуляр болатын, біртекті магнит өрісіне орналасқан. А нүктесінен (В.9 суретті қара) электрондар магнит өрісіне перпендикуляр бағытта ұшып шығады. Пластиналарға U потенциалдар айырымы берілген. Электрондар конденсатор арқылы қандай шарттар орындалғанда ұшып өтеді?

 

 

 

 

 

 В.32 Өте үлкен екі жазық бет біртекті магнит өрісінде  жазықтығы магнит өріс сызықтарына параллель болатындай етіп орналасқан (В.10 суретті қара). Егер беттен мына бағыттарда ток жіберсек:

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

б) сурет жазықтығына перпендикуляр, "бізден ары" қарай бағытталған, магнит өрісі сызықтарының конфигурациялары қалай өзгереді? Есепті шығару үшін магнит индукция векторының циркуляция теоремасын және суперпозиция принципін пайдаланыңыз.

 

 

 

 

 

 

 

В.33  Тогы бар өткізгіш шексіз және изотропты парамагнитті ортада орналасқан. Егер ортаның температурасын арттырса, магнит өріс кернеулігі мен магнит индукциясының шамалары қалай өзгереді?                

В.34 Біртекті магнит өрісі мен электр өрісі жазықтықпен екі аймаққа бөлінген. Магнит өріс индукциясы В жазықтыққа параллель, ал Е электр өрісінің кернеулігі жазықтыққа перпендикуляр болып келеді. Электр өрісіне, шекарадан ℓ  қашықтыққа массасы m , заряды q>0  бөлшек әкелінеді (В.11 суретті қара). Осы бөлшектің траекториясын сызыңыз және оның шекара бойымен орын ауыстыруының орташа (дрейфті) жылдамдығын анықтау керек.

В.35 Арақашықтығы  d  болатын жазық анод пен катод арасына жоғары кернеу беріледі. Жүйе электродтар жазықтығына  параллель, индукциясы В магнит өрісінде орналасқан (В.12  суретті қара). Жарықтың әсерінен катодтан шыққан электрондар қандай кернеуде анодқа жетеді? Егер, B═0,1Тл,  d═2 см болса бұл кернеу неге тең болады?

 

 

 

 

 

 

В.36 Жазық металл лента бойымен тұрақты ток өтіп жатыр. Ток тығыздығы барлық жерде бірдей. Био-Савар-Лаплас заңын және суперпозиция принципін пайдаланып, мына жағдайлар үшін  магнит өрісін сипаттаңыздар: a) бетке жақын аймақта, яғни лентаның b енінен көп кіші r қашықтықтардағы; б) r>>b, үлкен қашықтықтарда. Берілген шарттар үшін магнит индукциясы сызықтарының көрінісін салыңдар.

В.37 Кеңістік жазықтықпен 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 сипаттаңыздар және оның магниттік өрістер шекарасы бойымен орын ауыстыруының орташа (дрейфті) жылдамдығын анықтау керек.  

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 Тұрақты ток жүріп тұрған соленоидтың бір шетіне жақын, жеңіл контур ілінген. Контур арқылы  тұрақты ток жіберілсе, рамкаға не болады? Тогы бар рамкаға  соленоид тудырған магнит өрісінің әсер ету механизмін ашып көрсетіңіз.

В.40 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.41  Зарядталған бөлшек біртекті магнит өріс аймағына, өріс сызықтарына перпендикуляр бағытта ұшып кіреді. Егер кеңістіктің берілген аймағындағы магнит  индукциясы баяу артатын болса, бөлшек қандай траекториямен қозғалады?

В.42 Зарядталған бөлшек магнит өріс аймағына, өріс сызықтарына α<π/2 бұрышпен ұшып кіреді. Егер, бөлшектің қозғалыс бағытына қарай өріс сызықтарының арасы бір-біріне жақындайтын болса, бөлшек қандай траекториямен қозғалады? 

В.43 Зарядталған бөлшек магнит өріс аймағына, өріс сызықтарына α<π/2 бұрышпен  ұшып кіреді (В.13 суретті қара). Егер, бөлшектің қозғалыс бағытына қарай өріс сызықтарының арасы алшақтайтын болса, бөлшек қандай траекториямен қозғалады?     

 

 

 

 

 В.44 Өте үлкен екі жазық бет  біртекті магнит өрісінде  жазықтығы магнит өріс сызықтарына перпендикуляр болатындай етіп орналасқан. Егер беттен мына бағыттарда ток жіберсек:

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

б) сурет жазықтығына перпендикуляр, "бізден ары"қарай бағытталған, онда магнит өріс сызықтарының конфигурациялары қалай өзгереді? Есепті шығару үшін магнит индукция векторының циркуляция теоремасын және суперпозиция принципін пайдаланыңыз.

В.45  Біртекті магнит өрісінде оның сызықтарына перпендикуляр түзу өткізгіш орналасқан (В.14 суретті қара). Егер өткізгішпен тұрақты ток жіберсек, онда магнит индукция сызықтары қалай өзгереді? Өткізгішке жақын аймақта төмендегі жағдайларда:

а) ток "бізге қарай" бағытталған;

б) ток "бізден ары" бағытталған болса, онда магнит индукциясы сызықтары қалай өзгереді ?

 

 

 

 

 

 

В.46  Тогы бар сақинаны диаметрі бойынша α бұрышқа майыстырсақ, онда оның центріндегі магнит өріс индукция векторы қанша есе азаяды? Сақинадағы ток өзгермейді.

В.47  Жіпке ілінген жеңіл болат өзекше біртекті емес магнит өрісіне орналастырылғандағы құбылысты сипаттаңыз. Магнит моменті ұғымы және Ампер күші арқылы магнит өрісінің  осы өзекшеге әсер ету механизмін ашып көрсетіңіз.

В.48  Жіпке ілінген жеңіл алюминий өзекше біртекті емес магнит өрісіне әкелінді. Магнит моменті және Ампер күші арқылы магнит өрісінің осы өзекшеге  әсер ету механизмін ашып көрсетіңіз.

В.49  Жіпке ілінген жеңіл висмут өзекше біртекті емес магнит өрісіне әкелінді. Магнит моменті және Ампер күші арқылы магнит өрісінің  осы өзекшеге әсер ету механизмін ашып көрсетіңіз.

В.50 Цилиндр пішіндес шексіз ұзын түзу өткізгіштен ток өтіп жатыр. Ток тығыздығы  өткізгіштің көлденең қимасы бойынша біркелкі таралған.  Центрі өткізгіштің  осімен сәйкес келетін дөңгелек контурды ұзындығы сондай квадрат пішіндес контурмен ауыстырса, дөңгелек контур бойынша алынған магнит өріс кернеулігінің циркуляция векторы қалай өзгереді? Екі жағдай үшін қарастыру керек, егер:

а) контурдың радиусы өткізгіштің радиусынан кіші;

б) контурдың радиусы өткізгіштің радиусынан үлкен. Контур жазықтығы  өткізгіш осіне перпендикуляр орналасқан. 

                    

Әдебиеттер  тізімі 

1. Савельев И.В. Жалпы  физика курсы- Алматы : Мектеп, 1989. - т. 1-2.

2. Сивухин Д.В.  Общий курс физики. – М.: Наука, 1977-1989- т. 1-3.

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

4. Трофимова Т.И. Курс физики. -М.: Высш. шк., 2002.

5. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. - М. : Высш.шк. , 1983.

6. Курс физики. Под ред. Лозовского В.Н. – СПб.: Лань, 2001. – т.1-2.

7. Иродов И.Е.  Основные законы механики.- М.:  Высш. шк. , 1997.

8. Иродов И.Е.  Электромагнетизм. Основные законы. - М.: Физматлит., 2000.

9. Джанколи Дж. Физика. -М.: Мир, 1989, т-1-2.

10. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике. - М.: Наука, 1988.

11. Иродов И.Е. Задачи по общей физике.- М.: Физматлит. , 2001.

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

13. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов. - М.: Оникс 21 век, 2003.

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

15. Сборник задач по общему курсу физики. Под ред. В.А. Овчинкина.

В 3-х  частях. – М.: МФТИ, 2000.

16. Лабораторный практикум по физике. Под ред.  Барсукова К.А., Уханова Ю.И. – М.: Высш.шк., 1988.

17. Байпақбаев Т.С., Майлина Х.Қ. Жалпы физика курсының есептер жинағы (Механика. Молекулалық  физика және  термодинамика). – Алматы: АЭЖБИ,  2003.

18. Байпақбаев Т. С., Манабаев Х.Х. Жалпы физика курсының есептер жинағы  (Электростатика. Тұрақты ток. Магнетизм).- Алматы: АЭЖБИ, 2003.

 

 Мазмұны 

Кіріспе                                                                                                      3

1 «Физика 1» пәнін үйренудегі ұсыныстар                                             3

2 Есептеу сызба жұмыстарын орындауға және тапсыруға қойылатын жалпы талаптар                                                                                                          4

         №1 семестрлік тапсырма (ЕСЖ)                                                              7

А қосымшасы                                                                                          7

         №2 семестрлік тапсырма (ЕСЖ)                                                              13

          Б қосымшасы                                                                                           13

№3 семестрлік тапсырма (ЕСЖ)                                                             23

В қосымшасы                                                                                           23

Әдебиеттер тізімі                                                                                               32

                                                       

2011 ж. жиынтық жоспары, реті  54