Механика. Гармонические колебания. Молекулярная физика и термодинамика

Контрольная работа по физике № 2
«Механика. Гармонические колебания. Молекулярная физика и термодинамика»
Вариант № 2
1. На вал массой M = 100 кг и радиусом r = 5 см плотно надето и жёстко закреплено кольцо с внешним радиусом R = 10 см и массой m = 40 кг. Система вращалась с частотой n = 8 об/c. К цилиндрической поверхности вала прижали тормозную колодку с силой F = 40 Н, под действием которой вал остановился через t = 32 с. Определить коэффициент трения μ.
2. По краю горизонтальной платформы, имеющей форму диска радиусом R = 4 м, идёт человек массой m = 80 кг со скоростью  = 1,5 м/c. Масса платформы M = 440 кг. Платформа вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через её центр. Определить на сколько изменится угловая скорость ω платформы в случае, если человек будет идти с той же скоростью  по окружности радиуса r = 2 м, центр которой совпадает с осью вращения платформы. Трением пренебречь.
3. Складываются два гармонических колебания одинаковой частоты и одинакового направления: x1 = A1∙соs (ω∙t + φ1) и x2 = A2∙соs (ω∙t + φ2), где A1 = 3 см, φ1 = π/6, A2 = 4 см, φ2 = π/3. Определить амплитуду результирующего колебания.
4. Баллон объёмом V = 7 л содержал двухкомпонентную смесь неона и водорода. Масса смеси равна m = 7 г, массовая доля неона w = 0,2, температура в баллоне t = 25°C. Все молекулы водорода были заменены атомами гелия таким образом, что давление не изменилось. Определить значение массовой доли неона w' в новой смеси. Температуру считать неизменной.
5. В сосуде объёмом V = 40 л под давлением p = 1,2 МПа находится N = 1025 молекул азота. Определить их среднюю кинетическую энергию .
6. Двухкомпонентная газовая смесь состоит из ν1 = 4 кмоль водяного пара и ν2 = 1 кмоль азота. Найти её удельную теплоёмкость при постоянном давлении cp.
7. Найти термический КПД цикла, состоящего из двух изохор и двух адиабат, если в пределах цикла объём идеального газа меняется в 4 раза. Рабочим веществом является одноатомный газ.