ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Академия машиностроения имени Ж.Я. Котина»

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

по учебно-методической работе

_______________ Н.В.Стригова

«______» _____________ 2022 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для практических занятий

по учебной дисциплине ЕН 03 Физика

Специальность 22.02.06 Сварочное производство

(базовая подготовка)

Квалификация выпускника – техник

Форма обучения – очная

Санкт-Петербург

2022 г.

РАССМОТРЕНО

Кафедра технических дисциплин

Протокол № ___ от ______________

ОДОБРЕНО

Методический совет

Протокол № ___ от ______________

Методические указания предназначены для использования обучающимися при выполнении заданий по практическим занятиям по учебной дисциплине ЕН 03 Физика по специальностям СПО 22.02.06 Сварочное производство

В методических указаниях предлагаются к выполнению практические работы, предусмотренные рабочей программой учебной дисциплины ЕН 03 Физика.

Организация-разработчик: Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Академия машиностроения имени Ж.Я.Котина».

Автор-разработчик: И.В. Сергеева

СОДЕРЖАНИЕ

1. Пояснительная записка. 4

2. Планирование практических занятий …………………………………………………………...6

3. Критерии оценки выполненных заданий и степени овладения запланированных умений. 7

4 Общие методические рекомендации по организации и проведению.. 8

практических занятий /лабораторных работ. 8

1 Пояснительная записка

Методические указания разработаны для практических занятий по учебной дисциплине ЕН 03 Физика по специальности 22.02.06 Сварочное производство в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования, утвержденным приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 21.04.2014г. № 360.

Практические занятия проводятся в форме практической подготовки. Результатом освоения программы учебной дисциплины является овладение обучающимися профессиональными и общими компетенциями:

Результатом освоения программы учебной дисциплины является овладение обучающимися общими (ОК) компетенциями:

OK 1.	Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 3.	Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4.	Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5.	Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 8.	Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9.	Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

В результате изучения учебной дисциплины обучающийся должен уметь

- рассчитывать и измерять основные параметры простых электрических и магнитных цепей;

В результате изучения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

- законы равновесия и перемещения тел.

При разработке содержания практических работ учитывался уровень сложности освоения обучающимися соответствующей темы, общих и профессиональных компетенций.

Методические указания по учебной дисциплине ЕН 03 Физика имеют практическую направленность и значимость. Формируемые в процессе практических занятий умения могут быть использованы обучающимися в будущей профессиональной деятельности.

Выполнение обучающимся практических работ по ЕН 03 Физика способствует:

- развитию познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, умения работать в коллективе;

- воспитанию ответственного отношения к соблюдению этических и правовых норм информационной деятельности.

Основными этапами практического занятия /лабораторной работы являются:

− проверка знаний, обучающихся – их теоретической подготовленности к занятию;

− инструктаж, проводимый преподавателем;

− выполнение заданий, работ, упражнений, решение ситуационных задач и мини - кейсовых заданий;

− последующий анализ и оценка выполненных работ и степени овладения обучающимися запланированными умениями.

Методические указания включают:

− Планирование практических занятий;

− Общие методические рекомендации по организации и проведению практических занятий;

− Практические задания, сопровождающиеся указаниями для их выполнения;

−Критерии оценки выполнения работ и степени овладения обучающимися запланированных умений (освоенных компетенций).

2 Планирование практических занятий

№ п/п	Наименование раздела, темы	Наименование практического/ лабораторного занятия	Кол-во часов
Раздел № 1 Законы движения
1	Тема №.1.1. Основы кинематики	Практическое занятие №1 Решение задач на равноускоренное и равнопеременное движение.	2
2	Тема № 1.2. Основы динамики	Практическое занятие №2 Решение задач на сложение сил и разложение силы на составляющие.	2
3	Тема № 1.3. Закон сохранения импульса.	Практическое занятие №3 Решение задач на закон сохранения импульса	2
4	Тема 1.4. Работа, мощность и энергия в механике.	Практическое занятие №4 Решение задач на законы сохранения и превращения энергии.	2
Раздел № 2 Статика
5	Тема №. 2.1. Основные понятия статики	Практическое занятие № 5 Определение центра масс тела геометрически правильной формы.	2
6	Тема № 2.1. Основы понятия статики	Практическое занятие № 6 Определение центра масс геометрически сложных по форме тел.	2
7	Тема №. 2.2. Условия равновесия	Практическое занятие №7 Задачи на условия равновесия тела с неподвижной осью вращения (правило моментов).	2
8	Тема №. 2.2. Условия равновесия	Практическое занятие №8 Определение устойчивости деревянного бруска.	2
Раздел № 3 Расчет электрических цепей
9	Тема 3.1. Электрические цепи постоянного тока	Практическая работа №9. Методика расчета электрических цепей со смешанным соединением проводников	2
10	Тема 3.1. Электрические цепи постоянного тока	Практическое занятие №10 Расчет замкнутой разветвленной цепи постоянного тока с источниками ЭДС.	4
11	Тема 3.2. Электрические цепи переменного синусоидального тока	Практическое занятие №11 Расчет цепи переменного синусоидального тока, содержащей различные элементы.	2
Раздел № 4 Расчет магнитных цепей
12	Тема 4.1. Основные понятия магнитного поля и электромагнетизма	Практическое занятие №12 Задачи по теме «Магнитное поле и электромагнетизм»	4
13	Тема 4.1. Основные понятия магнитного поля и электромагнетизма	Практическое занятие №13 Устройство, характеристики и работа трансформатора	2
14	Тема 4.2. Методика расчета магнитных цепей.	Практическое занятие №14 Расчет простых магнитных цепей.	4

3 Критерии оценки выполненных заданий и степени овладения запланированных умений

1. Критерии оценки выполнения заданий по практическим занятиям /лабораторным работам:

Оценка	Требования к знаниям
отлично	Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, если он глубоко и прочно усвоил программный материал, исчерпывающе, последовательно, четко и логически стройно его излагает, умеет тесно увязывать теорию с практикой, свободно справляется с вопросами и другими видами применения знаний, причем не затрудняется с ответом при видоизменении вопросов, использует в ответе материал нормативно-правовой литературы, правильно обосновывает принятое решение.
хорошо	Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, если он твердо знает материал, грамотно и по существу излагает его, не допуская существенных неточностей в ответе на вопрос, правильно применяет теоретические положения при решении практических вопросов, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения.
удовлетворительно	Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, если он имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения логической последовательности в изложении программного материала.
неудовлетворительно	Оценка «неудовлетворительно» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает существенные ошибки, неуверенно, с большими затруднениями выполняет практические работы. Как правило, оценка «неудовлетворительно» ставится студентам, которые не могут продолжить обучение без дополнительных занятий по соответствующей дисциплине.

2. Критерии оценивания решения ситуационных задач и мини-кейсовых заданий.

Оценка	Критерии
отлично	Все задания выполнены в полном объёме, сделаны соответствующие выводы, работа оформлена аккуратно.
хорошо	Выполнено на одно задание меньше, н в полном объёме, сделаны соответствующие выводы, работа оформлена аккуратно.
удовлетворительно	Выполнено на два задания меньше, но в полном объёме, сделаны соответствующие выводы, работа оформлена аккуратно.
неудовлетворительно	Выполнены не все задания в полном объёме, не сделаны соответствующие выводы, работа оформлена неаккуратно.

4 Общие методические рекомендации по организации и проведению

практических занятий

Практические занятия по дисциплине ЕН 03 Физика проводятся в аудитории с ПК, проектором, с экраном или интерактивной доской. Каждое практическое занятие начинается организационного момента, включающего проверку посещаемости, готовности обучающихся к занятию.

Перед началом преподаватель ставит перед обучающимися задачи, проводит общий инструктаж по выполнению заданий (технике безопасности на рабочем месте).

В ходе выполнения заданий преподаватель направляет, консультирует обучающихся, проводит проверку знаний и умений, делает анализ выполнения задания. Занятие заканчивается оценкой работы обучающихся.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, интернет-ресурсов, дополнительной литературы.

Основные источники:

1. Васильев, А. А. Физика : учебное пособие для среднего профессионального образования / А. А. Васильев, В. Е. Федоров, Л. Д. Храмов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2022. — 211 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-05702-7. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/492136

2. Кузнецов Э.В. Электротехника и электроника. Том 1. Электрические и магнитные цепи. Учебник и практикум для СПО. М.: Издательство Юрайт, 2019. — 256 с. — (Профессиональное образование). https://biblio-online.ru/viewer/elektrotehnika-i-elektronika-v-3-t-tom-1-elektricheskie-i-magnitnye-cepi-438754#page/1

3. Киселев В.И., Кузнецов Э.В., Копылов А.И., Лучин В.П. Электротехника и электроника в 3 т. Том 2. Электромагнитные устройства и электрические машины : учебник и практикум для вузов / В. И. Киселев, Э. В. Кузнецов, А. И. Копылов, В. П. Лунин ; под общей редакцией В. П. Лунина. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2022. — 184 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-01026-8. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/489704

Дополнительные источники:

1. Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М., 2017.

2. Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Сборник задач: учеб. пособие для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М., 2017.

3. Фуфаева Л.И. Сборник практических задач по электротехнике: учеб. пособие для студ. учреждений сред.проф. образования- 5-е изд.стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2016. – 288 с.

Интернет-ресурсы:

1. http://ebio.ru/index.html

2. http://www.fizportal.ru/ - Физический портал

3. http://www.afportal.ru/physics/test - Астрофизический портал

4. http://experiment.edu.ru/ - Российский общеобразовательный портал

5. http://www.alleng.ru/edu/phys1.htm - Образовательные ресурсы интернета. Физика

6. http://fizika.in/mehanika/statika/ - Статика » Онлайн физика. Теория по физике

7. http://mathus.ru/phys/electrodynamics.pdf - Электродинамика, теория

8. http://bourabai.kz/toe/chapter03.htm - Явление электромагнитной индукции и магнитные цепи

9. http://rgr-toe.ru/articles/z_ec/z_mc/ - Магнитные цепи и их расчет

Практическое занятие №1

Решение задач на равноускоренное и равнопеременное движение.

Цель урока: вспомнить основные понятия, величины и формулы кинематики, методику решения задач для различных видов движения.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· развивающая - развивать умения выполнять расчетные работы, решать задачи, работать с различными источниками информации, самостоятельно делать выводы, обосновывая их фактами, готовность и способность к образованию, в том числе самообразованию;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы.

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы:

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Решить задачи по вариантам:

Задачи на равноускоренное движение

Вариант №1 К2

При обгоне автомобиль стал двигаться с ускорением 0,6 м/с² и через 5 секунд достиг скорости 23 м/с. Найти скорость автомобиля до начала обгона и путь, пройденный автомобилем за 5 секунд обгона.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 3 + 2 t + 2,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за пятую секунду?

Вариант №2 К2

Поезд движется от остановки и проходит 30 м за 10 с. Какую скорость приобрел поезд в конце этого пути?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 2,5 t + 1,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за четвертую секунду?

Вариант №3 К2

Катер движется со скоростью 72 км/ч. При торможении до полной остановки он прошел 200 м. Определить ускорение и время торможения.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 25 t - 3 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за третью секунду?

Вариант №4 К2

Трамвай двигался со скоростью 12 м/с и был заторможен в течение 1 минуты. Найти длину тормозного пути, считая движение трамвая равнозамедленным.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 4 + 30 t - 2 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за четвертую секунду?

Вариант №5 К2

Самолет для взлета должен иметь скорость 100 м/с. Определить время разбега и ускорение, если длина разбега 600 м.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 20 t - 2 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за пятую секунду?

Вариант №6 К2

За какое время скорость поезда при равноускоренном движении увеличилась с 12км/ч до 60 км/ч, если поезд прошел при этом расстояние 800 м? С каким ускорением двигался поезд?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = - 5 + 2,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за шестую секунду?

Вариант №7 К2

Какой путь пройдет катер, если он будет двигаться 5 с - с постоянной скоростью 10 м/с, а затем 5 с - с постоянным ускорением 0,5 м/с² ?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 1 + 5 t + 0,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за третью секунду?

Вариант №8 К2

Какой путь пройдет мотоциклист, если он будет двигаться 10 с - с посто-янной скоростью 20 м/с, а затем 15 с - с постоянным ускорением 1 м/с² ?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 25 + 1,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за третью секунду?

Вариант №9 К2

При обгоне автомобиль стал двигаться с ускорением 0,4 м/с² и через 7 секунд достиг скорости 23 м/с. Найти скорость автомобиля до начала обгона и путь, пройденный автомобилем за 7 секунд обгона.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 8 + 6 t + 3 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за восьмую секунду?

Вариант №10 К2

Поезд движется от остановки и проходит 50 м за 8 с. Какую скорость приобрел поезд в конце этого пути?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 5 t + 2 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за третью секунду?

Вариант №11 К2

Катер движется со скоростью 54 км/ч. При торможении до полной остановки он прошел 600 м. Определить ускорение и время торможения.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 25 t - 2 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за четвертую секунду?

Вариант №12 К2

Трамвай двигался со скоростью 18 м/с и был заторможен в течение 2 минут. Найти длину тормозного пути, считая движение трамвая равнозамедленным.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 4 + 10 t - t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за четвертую секунду?

Вариант №13 К2

Самолет для взлета должен иметь скорость 100 м/с. Определить время разбега и ускорение, если длина разбега 400 м.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 30 t - 2 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за шестую секунду

Вариант №14 К2

За какое время скорость поезда при равноускоренном движении увеличилась с 12км/ч до 72 км/ч, если поезд прошел при этом расстояние 1000 м? С каким ускорением двигался поезд?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = - 5 + 0,8 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за десятую секунду?

Вариант №15 К2

Какой путь пройдет катер, если он будет двигаться 10 с - с постоянной скоростью 15 м/с, а затем 10 с - с постоянным ускорением 1,5 м/с² ?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 1 +2,5 t + t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за четвертую секунду?

Вариант №16 К2

Какой путь пройдет мотоциклист, если он будет двигаться 20 с - с постоянной скоростью 30 м/с, а затем 15 с - с постоянным ускорением 2 м/с² ?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 40 t - 3,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за третью секунду?

Вариант №17 К2

При обгоне автомобиль стал двигаться с ускорением 1 м/с² и через 3 секунды достиг скорости 23 м/с. Найти скорость автомобиля до начала обгона и путь, пройденный автомобилем за 3 секунды обгона.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х=7 + 10 t + 0,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за пятую секунду?

Вариант №18 К2

Поезд движется от остановки и проходит 300 м за 2 минуты. Какую скорость приобрел поезд в конце этого пути?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 10 t + 1,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за третью секунду?

Вариант №19 К2

Катер движется со скоростью 108 км/ч. При торможении до полной остановки он прошел 1000 м. Определить ускорение и время торможения.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 30 t - 3 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за третью секунду?

Вариант №20 К2

Трамвай двигался со скоростью 15 м/с и был заторможен в течение 1,5 минуты. Найти длину тормозного пути, считая движение трамвая равнозамедленным.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 4 + 25 t - 2 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за четвертую секунду?

Вариант №21 К2

Самолет для взлета должен иметь скорость 80 м/с. Определить время разбега и ускорение, если длина разбега 400 м.
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 10 t - t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за четвертую секунду?

Вариант №22 К2

За какое время скорость поезда при равноускоренном движении увеличилась с 10км/ч до 82 км/ч, если поезд прошел при этом расстояние 5 км? С каким ускорением двигался поезд?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = - 5 + 1,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за шестую секунду?

Вариант №23 К2

Какой путь пройдет катер, если он будет двигаться 15 с - с постоянной скоростью 10 м/с, а затем 15 с - с постоянным ускорением 0,5 м/с² ?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х=15 + 5 t + 0,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за десятую секунду?

Вариант №24 К2

Какой путь пройдет мотоциклист, если он будет двигаться 20 с - с постоянной скоростью 25 м/с, а затем 20 с - с постоянным ускорением 2 м/с² ?
Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 25 t - 2,5 t². Чему равны ускорение, начальная скорость тела, а также его средняя скорость движения за третью секунду?

Практическое занятие №2

Решение задач на сложение сил и разложение силы на составляющие.

Цель урока: повторить правила сложения сил(векторов) и освоить метод разложения сил на составляющие по осям координат

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы.

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Теоретический материал:

1. Определить равнодействующую двух сил 5 и 12 ньютонов, если известно, что угол между ними равен 90 градусов.

2. Прочно застрявшую в грязи машину вытягивают двумя тракторами с силой тяги каждого по 0,5 тонны. Угол между тросами, соединяющими машину и трактора - 20 градусов. Длины тросов - 5 и 10 метров. Определите суммарную силу вытаскивания машины.

3. На неподвижно зависший в воздухе вертолет действует сила тяжести, боковой ветер и сила тяги винта. Чему равна равнодействующая всех сил?

4. Фонарь в саду подвешен на двух тросах, растянутых между деревьями так, что угол между ними 120 градусов. Натяжение каждого троса 100 ньютонов. Определите равнодействующую сил натяжения.

Краткая теория:

Сложение сил производится по правилам сложения векторов. Пусть есть две силы: f1 и f2. Надо найти их сумму.

Перенесем по правилу сложения векторов начало второго вектора в конец первого.

Соединим начало первого вектора с концом второго. Полученный вектор - искомая сумма.

Равнодействующая сил - это сила, которая заменяет действие нескольких сил. Равнодействующая сил находится как их сумма. Равнодействующая - тоже сила и подчиняется всем их правилам.

Возможные особенности задач:

Могут встретиться задачи, в которых заданы геометрические особенности места положения взаимодействующих тел. Эти особенности не всегда совпадают с расположением сил!

Формулы для решения:

Для решения используются геометрические формулы и построения. Как правило, решается прямоугольный треугольник с использованием знаменитого соотношения:

Алгоритм решения типовой задачи:

1. Кратко записываем условие задачи.

2. Изображаем условие графически в произвольной системе отсчета, указав действующие на тело (точку) силы.

3. Проводим геометрические построения для нахождения искомой силы.

4. Проводим аналитическое решение в общем виде.

5. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

6. Записываем ответ.

Примеры решения:

Задача 1.

Определить равнодействующую двух сил 5 и 12 ньютонов, если известно, что угол между ними равен 90 градусов.

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.

2. Изображаем условие графически в произвольной системе отсчета, указав действующие на тело (точку) силы.

3. Проводим геометрические построения для нахождения искомой равнодействующей силы. Это сумма двух заданных сил. Переносим силы, совмещая начало силы 2 с концом силы 1. Проще всего это построение выполнить в виде параллелограмма. Часто его так и называют: "параллелограмм сил".

4. Проводим аналитическое решение в общем виде.

По условию нам дан прямоугольный треугольник, где роль гипотенузы выполняет сила F. Находим ее:

Направление равнодействующей (не забудем, что сила - вектор!) определим через угол между ней и силой f₂, обозначив его через "альфа".

5. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

6. Ответ: Величина равнодействующей равна 13 ньютонам, угол между равнодействующей и силой в 12 ньютонов 22 градуса 40 минут.

Задача 2.

Прочно застрявшую в грязи машину вытягивают двумя тракторами с силой тяги каждого по 4900 ньютонов. Угол между тросами, соединяющими машину и трактора - 20 градусов. Длины тросов - 5 и 10 метров. Определите суммарную силу вытаскивания машины.

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.

2. Изображаем условие графически в произвольной системе отсчета, указав действующие на тело силы.

3. Проводим геометрические построения для нахождения искомой силы.

4. Проводим аналитическое решение в общем виде.

Обратим внимание на то, что длина тросов здесь не важна. Важна величина сил.

Проводим вторую диагональ построенного параллелограмма сил.

По известным из геометрии теоремам, диагонали в параллелограмме пересекаются под прямым углом и делят углы при вершинах параллелограмма пополам. Таким образом, каждая из сил представляет собой гипотенузу в прямоугольном треугольнике с известным углом 10 градусов.

Таким образом, половина общей силы тяги

А вся сила

5. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

6. Ответ: Общая сила, с которой вытягивается застрявшая машина 0,985 тонны, или в системе СИ - 9670 ньютонов.

Задача 3.

На неподвижно зависший в воздухе вертолет действует сила тяжести, боковой ветер и сила тяги винта. Чему равна равнодействующая всех сил?

Решение.

Наличие силы вызывает изменение скорости или деформацию. Поскольку вертолет остается в рабочем состоянии, то, очевидно, что деформации нет. Нет и изменения скорости. Следовательно, мы можем сразу записать ответ: равнодействующая всех сил равна нулю.

Задача 4.

Фонарь в саду подвешен на двух тросах, растянутых между деревьями так, что угол между ними 120 градусов. Натяжение каждого троса 100 ньютонов. Определите равнодействующую сил натяжения.

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.

2. Изображаем условие графически.

3. Проводим геометрические построения для нахождения искомой силы.

4. Проводим аналитическое решение в общем виде.

Поскольку диагональ параллелограмма делит угол при вершине пополам, то треугольник, представляющий собой половину параллелограмма - равносторонний, так как имеет две заведомо равные стороны (стороны параллелограмма) и угол при основании, равный 60 градусам. Отсюда ясно, что

5. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

6. Ответ: Равнодействующая сил натяжения равна 100 ньютонам.

Решить задачи по вариантам:

1. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 12 Н, сила F2, направленная на юг и равная 6 Н, сила F3, направленная на восток и равная 5 Н, сила F4, направленная на север и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на северо-запад под углом 45° относительно силы F1 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

2. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 6 Н, сила F2, направленная на юг и равная 5 Н, сила F3, направленная на восток и равная 10 Н, сила F4, направленная на север и равная 3 Н, а также сила F5, направленная на северо-запад под углом 60° относительно силы F1 и равная 12 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

3. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 15 Н, сила F2, направленная на юг и равная 8 Н, сила F3, направленная на восток и равная 10 Н, сила F4, направленная на север и равная 10 Н, а также сила F5, направленная на северо-запад под углом 30° относительно силы F1 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

4. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 22 Н, сила F2, направленная на юг и равная 16 Н, сила F3, направленная на восток и равная 15 Н, сила F4, направленная на север и равная 14 Н, а также сила F5, направленная на северо-запад под углом 45° относительно силы F1 и равная 18 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

5. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 2 Н, сила F2, направленная на юг и равная 6 Н, сила F3, направленная на восток и равная 5 Н, сила F4, направленная на север и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на северо-запад под углом 30° относительно силы F1 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

6. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 12 Н, сила F2, направленная на восток и равная 6 Н, сила F3, направленная на юг и равная 5 Н, сила F4, направленная на запад и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 45° относительно силы F2 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

7. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 6 Н, сила F2, направленная на восток и равная 5 Н, сила F3, направленная на юг и равная 10 Н, сила F4, направленная на запад и равная 3 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 60° относительно силы F2 и равная 12 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

8. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 15 Н, сила F2, направленная на восток и равная 8 Н, сила F3, направленная на юг и равная 10 Н, сила F4, направленная на запад и равная 10 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 30° относительно силы F2 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

9. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 22 Н, сила F2, направленная на восток и равная 16 Н, сила F3, направленная на юг и равная 15 Н, сила F4, направленная на запад и равная 14 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 45° относительно силы F2 и равная 18 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

10. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 2 Н, сила F2, направленная на восток и равная 6 Н, сила F3, направленная на юг и равная 5 Н, сила F4, направленная на запад и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 30° относительно силы F2 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

11. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 6 Н, сила F2, направленная на юг и равная 5 Н, сила F3, направленная на восток и равная 10 Н, сила F4, направленная на север и равная 3 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 60° относительно силы F1 и равная 12 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

12. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 15 Н, сила F2, направленная на юг и равная 8 Н, сила F3, направленная на восток и равная 10 Н, сила F4, направленная на север и равная 10 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 30° относительно силы F1 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

13. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 22 Н, сила F2, направленная на юг и равная 16 Н, сила F3, направленная на восток и равная 15 Н, сила F4, направленная на север и равная 14 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 45° относительно силы F1 и равная 18 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

14. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 2 Н, сила F2, направленная на юг и равная 6 Н, сила F3, направленная на восток и равная 5 Н, сила F4, направленная на север и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 30° относительно силы F1 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

15. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 12 Н, сила F2, направленная на восток и равная 6 Н, сила F3, направленная на юг и равная 5 Н, сила F4, направленная на запад и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на северо-восток под углом 45° относительно силы F2 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

16. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 6 Н, сила F2, направленная на восток и равная 5 Н, сила F3, направленная на юг и равная 10 Н, сила F4, направленная на запад и равная 3 Н, а также сила F5, направленная на северо-восток под углом 60° относительно силы F2 и равная 12 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

17. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 15 Н, сила F2, направленная на восток и равная 8 Н, сила F3, направленная на юг и равная 10 Н, сила F4, направленная на запад и равная 10 Н, а также сила F5, направленная на северо-восток под углом 30° относительно силы F2 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

18. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 22 Н, сила F2, направленная на восток и равная 16 Н, сила F3, направленная на юг и равная 15 Н, сила F4, направленная на запад и равная 14 Н, а также сила F5, направленная на северо-восток под углом 45° относительно силы F2 и равная 18 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

19. На тело действует сила F1, направленная на север и равная 2 Н, сила F2, направленная на восток и равная 6 Н, сила F3, направленная на юг и равная 5 Н, сила F4, направленная на запад и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на северо-восток под углом 30° относительно силы F2 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

20. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 12 Н, сила F2, направленная на юг и равная 6 Н, сила F3, направленная на восток и равная 5 Н, сила F4, направленная на север и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на юго-восток под углом 45° относительно силы F3 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

21. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 6 Н, сила F2, направленная на юг и равная 5 Н, сила F3, направленная на восток и равная 10 Н, сила F4, направленная на север и равная 3 Н, а также сила F5, направленная на юго-восток под углом 60° относительно силы F3 и равная 12 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

22. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 15 Н, сила F2, направленная на юг и равная 8 Н, сила F3, направленная на восток и равная 10 Н, сила F4, направленная на север и равная 10 Н, а также сила F5, направленная на юго-восток под углом 30° относительно силы F3 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

23. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 22 Н, сила F2, направленная на юг и равная 16 Н, сила F3, направленная на восток и равная 15 Н, сила F4, направленная на север и равная 14 Н, а также сила F5, направленная на юго-восток под углом 45° относительно силы F3 и равная 18 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

24. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 2 Н, сила F2, направленная на юг и равная 6 Н, сила F3, направленная на восток и равная 5 Н, сила F4, направленная на север и равная 4 Н, а также сила F5, направленная на юго-восток пад под углом 30° относительно силы F3 и равная 8 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

25. На тело действует сила F1, направленная на запад и равная 20 Н, сила F2, направленная на юг и равная 60 Н, сила F3, направленная на восток и равная 50 Н, сила F4, направленная на север и равная 40 Н, а также сила F5, направленная на юго-запад под углом 30° относительно силы F1 и равная 80 Н. Определить величину результирующей силы и угол ее действия относительно горизонтальной оси. Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы.

Практическое занятие №3

Решение задач на закон сохранения импульса

Цель урока: вспомнить понятия импульс силы, импульс тела, закон сохранения импульса, методику решения задач на закон сохранения импульса.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Решить задачи по вариантам:

1. С лодки массой 20 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с кормы со скоростью 4 м/с.

2. С лодки массой 20 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с носа лодки со скоростью 2 м/с.

3. С лодки массой 20 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с носа лодки со скоростью 6 м/с.

4. Охотник стреляет из ружья с движущейся лодки по направлению ее движения. С какой скоростью двигалась лодка, если она остановилась после выстрела? Масса охотника с лодкой 200 кг, масса заряда 20 г, скорость вылета дроби и пороховых газов 500 м/с.

5. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с, нагоняет вагон массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Вагоны после столкновения сцепились. Какова скорость сцепившихся вагонов после столкновения?

6. Шар массой 3кг, движущийся со скоростью 1 м/с, столкнулся с другим шаром массой 2 кг, движущимся со скоростью 2 м/с. Первый шар после столкновения отскочили в противоположном направлении его движению до удара и стал двигаться со скоростью 1,5 м/с. Какова скорость и направление движения у второго шара?

7. С лодки массой 30 кг, движущейся со скоростью 2 м/с, ныряет мальчик массой 40 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с кормы со скоростью 3 м/с.

8. С лодки массой 30 кг, движущейся со скоростью 2 м/с, ныряет мальчик массой 40 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с носа лодки со скоростью 2 м/с.

9. С лодки массой 30 кг, движущейся со скоростью 2 м/с, ныряет мальчик массой 40 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с носа лодки со скоростью 6 м/с.

10. Охотник стреляет из ружья с движущейся лодки по направлению ее движения. С какой скоростью двигалась лодка, если она остановилась после выстрела? Масса охотника с лодкой 260 кг, масса заряда 40 г, скорость вылета дроби и пороховых газов 600 м/с.

11. Вагон массой 40 т, движущийся со скоростью 0,5 м/с, нагоняет вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Вагоны после столкновения сцепились. Какова скорость сцепившихся вагонов после столкновения?

12. Шар массой 1кг, движущийся со скоростью 2 м/с, столкнулся с другим шаром массой 3 кг, движущимся со скоростью 1 м/с. Первый шар после столкновения отскочили в противоположном направлении его движению до удара и стал двигаться со скоростью 3 м/с. Какова скорость и направление движения у второго шара?

13. С лодки массой 40 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с кормы со скоростью 4 м/с.

14. С лодки массой 40 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с носа лодки со скоростью 2 м/с.

15. С лодки массой 40 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с носа лодки со скоростью 6 м/с.

16. Охотник стреляет из ружья с движущейся лодки по направлению ее движения. С какой скоростью двигалась лодка, если она остановилась после выстрела? Масса охотника с лодкой 150 кг, масса заряда 30 г, скорость вылета дроби и пороховых газов 600 м/с.

17. Вагон массой 25 т, движущийся со скоростью 0,4 м/с, нагоняет вагон массой 35 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Вагоны после столкновения сцепились. Какова скорость сцепившихся вагонов после столкновения?

18. Шар массой 2кг, движущийся со скоростью 3 м/с, столкнулся с другим шаром массой 4 кг, движущимся со скоростью 3 м/с. Первый шар после столкновения отскочили в противоположном направлении его движению до удара и стал двигаться со скоростью 4 м/с. Какова скорость и направление движения у второго шара?

19. С судна массой 750 т произведен выстрел из пушки в сторону, противоположную его движению под углом 60° к горизонту. На сколько изменилась скорость судна, если снаряд массой 20 кг вылетел со скоростью 1 км/с относительно судна?

20. С судна массой 1250 т произведен выстрел из пушки в сторону, противоположную его движению под углом 45° к горизонту. На сколько изменилась скорость судна, если снаряд массой 50 кг вылетел со скоростью 800 м/с относительно судна?

21. Тележка массой 150 кг движется по рельсам без трения со скоростью 8 м/с. Человек массой 60 кг соскакивает с тележки со скоростью 12 м/с, направленной под углом 30° к направлению движения тележки. Определить скорость движения тележки после прыжка человека.

22. Тележка массой 250 кг движется по рельсам без трения со скоростью 6 м/с. Человек массой 90 кг соскакивает с тележки со скоростью 10 м/с, направленной под углом 45° к направлению движения тележки. Определить скорость движения тележки после прыжка человека

Практическое занятие №4

Решение задач на законы сохранения и превращения энергии.

Цель урока: вспомнить понятия работа, мощность, кинетическая и потенциальная энергия, теоремы о них, закон сохранения механической энергии, методику решения задач на закон сохранения механической энергии.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Решить задачи по вариантам:

1. Тело массой 400 г свободно падает с высоты 2 м. Найти кинетическую энергию тела в момент удара о землю.

2. Найти потенциальную энергию тела массой 100 г, брошенного вертикально вверх со скоростью 10 м/с в высшей точке подъема.

3. Тело массой 3 кг свободно падает с высоты 5 м. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела на расстоянии 2 м от поверхности земли.

4. Камень брошен вертикально вверх со скоростью 12 м/с. На какой высоте кинетическая энергия тела равна половине его потенциальной энергии?

5. С какой начальной скоростью нужно бросить вертикально вниз мяч, чтобы он после удара о землю подпрыгнул относительно начального уровня на высоту 10 м?

6. Тело массой 600 г свободно падает с высоты 3 м. Найти кинетическую энергию тела в момент удара о землю.

7. Найти потенциальную энергию тела массой 200 г, брошенного вертикально вверх со скоростью 12 м/с в высшей точке подъема.

8. Тело массой 2 кг свободно падает с высоты 7 м. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела на расстоянии 3 м от поверхности земли.

9. Камень брошен вертикально вверх со скоростью 15 м/с. На какой высоте кинетическая энергия тела равна его удвоенной потенциальной энергии?

10. С какой начальной скоростью нужно бросить вертикально вниз мяч, чтобы он после удара о землю подпрыгнул относительно начального уровня на высоту 5 м?

11. Тело массой 500 г свободно падает с высоты 5 м. Найти кинетическую энергию тела в момент удара о землю.

12. Найти потенциальную энергию тела массой 150 г, брошенного вертикально вверх со скоростью 7 м/с в высшей точке подъема.

13. Тело массой 1,5 кг свободно падает с высоты 15 м. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела на расстоянии 5 м от поверхности земли.

14. Камень брошен вертикально вверх со скоростью 8 м/с. На какой высоте кинетическая энергия тела равна четверти его потенциальной энергии?

15. С какой начальной скоростью нужно бросить вертикально вниз мяч, чтобы он после удара о землю подпрыгнул относительно начального уровня на высоту 12 м?

16. Тело массой 200 г свободно падает с высоты 8 м. Найти кинетическую энергию тела в момент удара о землю.

17. Найти потенциальную энергию тела массой 40 г, брошенного вертикально вверх со скоростью 6 м/с в высшей точке подъема.

18. Тело массой 2,5 кг свободно падает с высоты 12 м. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела на расстоянии 7 м от поверхности земли.

19. С какой начальной скоростью нужно бросить вертикально вниз мяч, чтобы он после удара о землю подпрыгнул относительно начального уровня на высоту 7 м?

20. С какой начальной скоростью нужно бросить вертикально вниз мяч, чтобы он после удара о землю подпрыгнул относительно начального уровня на высоту 3 м?

21. Тело массой 60 г свободно падает с высоты 6 м. Найти кинетическую энергию тела в момент удара о землю.

22. Найти потенциальную энергию тела массой 70 г, брошенного вертикально вверх со скоростью 4 м/с в высшей точке подъема.

23. Тело массой 1 кг свободно падает с высоты 6 м. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела на расстоянии 1 м от поверхности земли.

24. Камень брошен вертикально вверх со скоростью 9 м/с. На какой высоте кинетическая энергия тела равна половине его потенциальной энергии?

25. С какой начальной скоростью нужно бросить вертикально вниз мяч, чтобы он после удара о землю подпрыгнул относительно начального уровня на высоту 4 м?

Практическое занятие № 5

Определение центра масс тела геометрически правильной формы.

Цель урока: научится определять координаты центра масс геометрически правильных фигур.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Теоретический материал:

Центр масс

Центр масс - центр инерции, геометрическая точка, положение которой характеризует распределение масс в теле или механической системе. Координаты Ц. м. определяются формулами

или для тела при непрерывном распределении масс

где m_к — массы материальных точек, образующих систему, x_k, у_к, z_k— координаты этих точек, М =Σm_к — масса системы, ρ — плотность, V — объём.

Понятие о Ц. м. отличается от понятия о центре тяжести (См. Центр тяжести) тем, что последнее имеет смысл только для твёрдого тела, находящегося в однородном поле тяжести; понятие же о Ц. м. не связано ни с каким силовым полем и имеет смысл для любой механической системы. Для твёрдого тела положения Ц. м. и центра тяжести совпадают.

При движении механической системы её Ц. м. движется так, как двигалась бы материальная точка, имеющая массу, равную массе системы, и находящаяся под действием всех внешних сил, приложенных к системе. Кроме того, некоторые уравнения движения механической системы (тела) по отношению к осям, имеющим начало в Ц. м. и движущимся вместе с Ц. м. поступательно, сохраняют тот же вид, что и для движения по отношению к инерциальной системе отсчёта (См. Инерциальная система отсчёта). Ввиду этих свойств понятие о Ц. м. играет важную роль в динамике системы и твёрдого тела.

Если тело однородное, то в этих формулах веса Р1, Р2, P3, … можно заменить объемами частей тела, если вещество распределено по объему; площадями их, если вещество распределено по поверхности (тонкие пластины различной формы), и длиной периметров, если вещество распределено по линии (очень тонкие детали различной формы). В этом случае говорят о центре тяжести объема, площади и линии. Формулы для координат центров тяжести некоторых фигур и тел указаны в табл. 20.

Решить задачу:

Определить координаты центра массы геометрически правильного, однородного и плоского тела.

1 Вариант

y B C

O L x

AB=10 см; ВС=15 см; ВК=7 см; AL=5 см.

x, y - ?

2 Вариант

0 D

AB=15 см; CD=7 см; R=5 см. x,y - ?

Практическое занятие № 6

Определение центра масс геометрически сложных по форме тел.

Цель урока: научится определять координаты центра масс геометрически сложных по форме тел методом сложений и методом вычитаний.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

2. Сделать выводы по рассчитанным данным.

3. Для выполнения данного задания необходимо изучить…

4. Решение данной задачи оформить в виде таблицы.

Теоретический материал:

Пример. Найти центр тяжести 2-образной фигуры по указанным на фиг. 42 размерам. Выбираем сначала расположение координатных осей X, Y. Разделяем фигуру на прямоугольники, центры тяжести С₁, С₂, С₃ которых находятся в точках пересечения диагоналей каждого из них. Для определения координат х_c, у_c центра тяжести фигуры воспользуемся указанными выше . формулами считая, что величины Р₁, Р₂, Р₃ обозначают площади прямоугольников, на которые разделена фигура: Р₁ = 10*30 = 300 мм³; Р₂ = 10*40 = 400 мм²;P₃ = 10*20 = 200 мм². Находим координаты центров тяжести отдельных прямоугольников: х₁ = 15мм, у₁ = 35мм; x₂ = 35мм; у₂ = 20мм; х₃ = 50мм, у₃ = 5 мм. Теперь находим координаты х_с, у_сцентра тяжести С фигуры:

x_c=(P₁x₁+P₂x₂+P₃x₃+…)/(P₁+P₂+P₃+…)=(4500+14000+10000)/900=31,6 мм

y_c=(P₁y₁+P₂y₂+P₃y₃+…)/( P₁+P₂+P₃+…)=21,6 мм.

Объяснить решение задач:

1. Определите положение центра тяжести однородной круглой пластинки одинаковой толщины, имеющей радиус R=50 см, из которой вырезан квадрат так, как показано на рисунке.

O x

2. Определить координаты центра массы(x, y, z) столярного однородного угольника, имеющего квадратный профиль сечения со стороной C=4 см, А=40 см, В=60 см.

3. Определить координаты центра массы плоской однородной закрашенной фигуры.

OA=30 см, OB=50см, OC=50 см, OD=70 см, радиус вырезанного круга R=10 см.

O C D x

Решить следующие задачи:

1. Определить координаты центра тяжести фигуры, которую можно представить как круглую пластину, имеющую вырез радиусом r = 0,7 R. Радиус пластины R равен 30 см.

2. Определить координаты центра масс однородной плоской фигуры в форме квадрата со стороной 30 см, у которого имеется отверстие в форме квадрата со стороной 10 см. Вырезанный квадрат смещен к правому верхнему углу и находится на расстоянии 20 см от горизонтальной и вертикальной оси.

3. Определить координаты центра массы (x, y, z) столярного однородного угольника, имеющего квадратный профиль сечения со стороной C=3 см, А=50 см, В=70 см.

Практическое занятие №7

Задачи на условия равновесия тела с неподвижной осью вращения (правило моментов).

Цель урока: познакомится с условиями равновесия тел и с применением правила моментов для решения задач на условия равновесия.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Решить задачи на правило моментов по вариантам:

1. Однородная доска массой 15 кг подперта на расстоянии одной трети длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

2. Однородная доска массой 20 кг подперта на расстоянии одной пятой длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

3. Однородная доска массой 8 кг подперта на расстоянии одной шестой длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

4. Однородная доска массой 12 кг подперта на расстоянии одной седьмой длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

5. Однородная доска массой 18 кг подперта на расстоянии одной восьмой длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

6. Однородная доска массой 20 кг подперта на расстоянии двух пятых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

7. Однородная доска массой 8 кг подперта на расстоянии трех пятых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

8. Однородная доска массой 12 кг подперта на расстоянии трех седьмых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

9. Однородная доска массой 18 кг подперта на расстоянии трех восьмых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

10. Однородная доска массой 16 кг подперта на расстоянии двух восьмых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

11. Однородная доска массой 25 кг подперта на расстоянии одной трети длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

12. Однородная доска массой 30 кг подперта на расстоянии одной пятой длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

13. Однородная доска массой 18 кг подперта на расстоянии одной шестой длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

14. Однородная доска массой 22 кг подперта на расстоянии одной седьмой длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

15. Однородная доска массой 28 кг подперта на расстоянии одной восьмой длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

16. Однородная доска массой 30 кг подперта на расстоянии двух пятых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

17. Однородная доска массой 35 кг подперта на расстоянии трех пятых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

18. Однородная доска массой 32 кг подперта на расстоянии трех седьмых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

19. Однородная доска массой 38 кг подперта на расстоянии трех восьмых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

20. Однородная доска массой 36 кг подперта на расстоянии двух восьмых длины круглым бревном. Какую силу нужно приложит к концу короткой части относительно опоры перпендикулярно доске, чтобы доска оставалась в равновесии?

Практическое занятие №8

Определение устойчивости деревянного бруска.

Цель урока: познакомится с методикой определения устойчивости простого объекта.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: деревянный брусок, набор грузов, динамометры, планка с углом, проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Познакомится с теоретическим материалом и ходом выполнения работы.

2. Выполнить измерения.

3. Выполнить расчеты и заполнить таблицу измерений и вычислений.

4. Сделать вывод.

Оформление результатов работы

Оформить отчет по работе с изложением теоретической части, методики выполнения, формул для расчетов, таблицы измерений и вычислений, расчетов и выводов.

Теоретический материал:

Статическая устойчивость тела – это способность тела сопротивляться всякому нарушению равновесия.

Динамическая устойчивость – способность тела возвращаться к положе6нию равновесия после прекращения действия сил, нарушающих равновесия тела.

Коэффициент устойчивости Ку (устойчивость) – величина, равная отношению момента устойчивости, создаваемого силой тяжести, к опрокидывающему моменту, который создает внешняя сила:

Ку=М(Fg)/M(Fопр); Ку= Fg*b/(Fсопр*h)

Fсопр

Для выполнения работы необходимо:

1. Измерить размеры бруска h и b.

2. Определить динамометром силу тяжести бруска.

3. Поставить деревянный брусок торцевой стороной на планку с углом. Присоединить динамометр к крючку бруска. Измерить показание динамометра, при котором брусок перевернется относительно ребра.

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Практическая работа № 8

Тестирование

Цель урока: повторить материал курса по темам кинематика, динамика, законы сохранения, статика и оценить знания обучающихся

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Ответить на вопросы, решить задачи.

Оформление результатов работы

Ответить на вопросы теста, решить задачи на листках.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал

Выбрать правильные ответы в тесте:

Тест1. Кинематика, динамика, статика

Вариант 1

А1. Скорость пловца в неподвижной воде 1,5 м/с. Он плывет по течению реки, скорость которой 2,5 м/с. Определите результирующую скорость пловца относительно берега.

1) 1 м/с

2) 1,5 м/с

3) 2,5 м/с

4) 4 м/с

А2. Мера инертных свойств тел называется:

1) силой

2) массой

3) инерцией

4) силой трения

АЗ. На рычаг, плечи которого L₁ = 0,8 м и L₂ = 0,2 м, действуют силы F₁=10 Н и F₂ = 40 Н. Определите суммарный момент силы и равнодействующую силу.

1) 0 Н·м, 50 Н

2) 2 Н·м, 50 Н

3) 3,2 Н·м, 30 Н

1) 0 Н·м, 30 Н

А4. Первый закон Ньютона утверждает, что:

1) скорость тела меняется при переходе из одной системы отсчета в другую

2) в инерциальной системе отсчета скорость тела не меняется, если сумма сил, действующих на тело, равна нулю

3) тела взаимодействуют с силами, равными по модулю, но противоположными по направлению

4) на тело, поrруженное в жидкость, действует выталкивающая сила

А5. Тело массой 20 кг, движущееся в инерциальной системе под действием силы 60 Н, приобретает ускорение, равное:

1) 0,3 м/с²

2) 40 м/с²

3) 3 м/с²

4) 80 м/с²

Bl. Тело, начав двигаться равноускоренно из состояния покоя, за 6 с прошло 450 м. Найдите время, за которое тело преодолеет последние 150 м пути.

В2. Первый вагон отходящего от остановки поезда за 3 с проходит мимо наблюдателя, находящегося до отхода поезда у начала этого вагона. За какое время пройдет мимо наблюдателя весь поезд, состоящий из 9 вагонов?

(Промежутками между вагонами пренебречь.)

Cl. Лестница длиной 4 м приставлена к стене под углом 60° к полу. Трение между лестницей и стеной отсутствует. Максимальная сила трения между лестницей и полом 200 Н. На какую высоту может подняться по лестнице человек массой 60 кг, прежде чем лестница начнет соскальзывать? (Массой лестницы пренебречь, человека считать материальной точкой.)

С2. С вершины наклонной плоскости высотой 10 м и углом наклона к горизонту 30° начинает соскальзывать тело. Определите продолжительность спуска. (Трение не учитывать.)

Тест 1. Кинематика, динамика, статика

Вариант 2

Al. Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется:

1) механическим движением

2) колебательным движением

3) вращательным движением

4) поступательным движением

А2. Трение, возникающее между неподвижными друг относительно друга поверхностями, называют:

1) трением скольжения

2) весом

3) реакцией опоры

4) трением покоя

АЗ. Инерциальной системой отсчета называют такую, в которой:

1) любое ускорение, приобретаемое телом, объясняется действием на него других тел

2) ускорение, приобретаемое телом, не объясняется действием на него других тел

3) любая скорость, приобретаемая телом, объясняется действием на него других тел

4) правильного ответа среди предложенных нет

А4. Равнодействующая всех сил, действующая на тело, равна нулю, когда тело:

1) движется равномерно прямолинейно

2) движется равномерно по окружности в горизонтальной плоскости

3) находится в состоянии покоя

4) движется равномерно прямолинейно или находится в состоянии покоя

A5. Два мальчика с одинаковой массой тела взялись за руки. Первый мальчик толкнул второго с силой 105 Н. Сила, с которой толкнул второй мальчик первого, равна:

1) 210 Н

2) 105 Н

3) 50 Н

4) 0

Bl. Путь, пройденный телом при равноускоренном движении без начальной скорости за 4 с, равен 4,8 м. Найдите путь, пройденный телом за четвертую секунду движения.

В2. Наблюдатель стоит на платформе около передней площадки вагона электропоезда и замечает, что первый вагон проходит мимо него после начала равноускоренного движения за 5 с. Определите время, за которое мимо наблюдателя пройдет шестой вагон, если длина каждого вагона равна 15 м, а расстояние между вагонами 1,5 м.

С1. У стены стоит лестница. Коэффициент трения ее о стену 0,4, коэффициент трения о землю 0,5. Центр тяжести лестницы находится посередине. Определите наименьший угол, который лестница может образовать с горизонтом, не соскальзывая.

С2. Для равномерного подъема груза массой 100 кг по наклонной плоскости с углом наклона 30° надо прилагать силу 600 Н. С каким ускорением будет двигаться груз вниз, если его опустить?

Практическое занятие №9.

Методика расчета электрических цепей со смешанным соединением проводников

Цель урока: вспомнить основные понятия, величины и формулы электродинамики, методики решения задач по электродинамике.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 4 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Разноуровневые варианты с задачами:

Рассчитать общее сопротивление в цепи, силы токов и напряжения в отдельных проводниках

Практическое занятие №10

Расчет замкнутой разветвленной цепи постоянного тока с источниками ЭДС.

Цель урока: вспомнить основные понятия, величины и формулы электродинамики, методики решения задач по электродинамике.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 4 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

3. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

4. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Разноуровневые варианты с задачами:

Вариант 1

1. В какой зависимости находятся напряжения на проводниках, соединенных последовательно, от их сопротивления? Написать формулу.

2. На рис. 1 дана схема соединения шести одинаковых резисторов по 60 Ом. Определить силу тока в каждом резисторе, если напряжение между точками А и В равно 220 В.

Рис. 1

3. На рис. 2 дана схема параллельного соединения двух резисторов. Через резистор R₁= 55 Ом проходит ток I₁=4A. Определить сопротивление резистора R₂, если через него проходит ток I₂ = 0,8 А.

Рис.2

Вариант 2

1. Дать словесную формулировку каждому равенству и указать, при каких соединениях резисторов онисправедливы:

a) U_об= U1 + U2 + ... + U_n;

6) U_об= U₁ = U₂= ... = U_n;

в) U_o₆=nU.

2. На рис. 3 дана схема смешанного соединения четырех резисторов по 10 Ом каждый. Найти общее (эквивалентное) сопротивление этого участка цепи.

Рис.3

3. На рис. 4 дана схема последовательного соединения трех резисторов. Падение напряжения на резисторе R₁ = 36 Ом равно U₁ = 9 В. Определить напряжение на резисторе R₂ = 64 Ом и сопротивление резистора R₃, если напряжение на его концах 120 В.

Рис.4

Вариант

1. В какой зависимости находятся силы токов в резисторах, соединенных параллельно, от их сопротивления? Написать формулу.

2. Найти общее сопротивление участка цепи, изображенного на рис. 5, если R₁ = 2Ом, R₂ = R₃ = R₄ = 15 Ом, R₅= 3 Ом, R₆ = 90 Ом.

Рис.5

3. В сеть с напряжением 220 В включены параллельно две электрические лампы сопротивлением 200 Ом каждая. Определить силу тока, проходящего через каждую лампу.

Вариант 4

А) R_o_б= R₁+ R₂+ ….. + R_n;

Б)₌+

В)R_об=

2. В сеть с напряжением 220 В включены последовательно две электрические лампы сопротивлением 200 Ом каждая. Определить силу тока, проходящего через каждую лампу.

3. Определить падение напряжения на каждом резисторе и падение напряжения между точками А и В цепи, изображенной на рис. 6, если R₁= 4 Ом, R₂ = 20 Ом, = 80 Ом, R₃ = 30 Ом, I₀ = 4 А.

Рис.6

Вариант 5

а) I_об= I₁+I₂+ …… + I_n

б) I_об= I₁=I₂= …… = I_n

в) I_об=n I

2. Чему равно общее сопротивление участка цепи, изображенного на рис. 7, если R₁= 16 Ом, R₂ = 10 Ом, R₃ = 26 Oм, R₄ = 48 Ом?

Рис.7

3. Найти защитное сопротивление проводника, которой надо включить последовательно с лампой, рассчитанной на напряжение 110 В и силу тока 2 А, в сеть с напряжением 220 В.

Вариант 6

1. Даны четыре резистора по 60 Ом каждый. Начертить схемы соединений всех четырех резисторов, чтобы общее сопротивление оказалось равным соответственно 15, 45, 60, 60, 80, 150 и 240 Ом. Возле каждой схемы написать общее сопротивление.

2. Дать словесную формулировку каждому равенству и указать, при каких соединениях резисторов они справедливы:

а)I₁:I₂:I_n= : :

б)U1 :U2 : ... U_n= R₁: R₂: …R_n
в) R_об=R1 + R2 + ... + R_n

3. На рис.8 дана схема, на которой через резистор сопротивления R₁= 120 Ом проходит ток I₁=3А. Определить силу тока, проходящего через резистор R₂ = 90 Ом

Рис. 8

Вариант 7

1.Проводник находится в электрическом поле. Как движутся в нем свободные электрические заряды?

А. Совершают колебательное движение.

Б. Хаотично.

В. Упорядоченно.

2. Что принято за направление электрического тока?

А. Направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц.

Б. Направление упорядоченного движения отрицательно заряженных частиц.

В. Определенного ответа дать нельзя.

3. Как изменилась сила тока в цепи, если увеличилась концентрация заряженных частиц в 4 раза, а скорость электронов и сечение проводника остались прежними?

А. Не изменилась.

Б. Уменьшилась в 4 раза.

В. Увеличилась в 4 раза.

4.Какова роль источника тока в электрической цепи?

А. Порождает заряженные частицы.

Б. Создает и поддерживает разность потенциалов и электрической цепи.

В. Разделяет положительные и отрицательные заряды.

5. Какой заряд пройдет через поперечное сечение проводника за 2 мин, если сила тока в проводнике равна 1А?

А. 60 Кл. Б. 120 Кл. В. 30 Кл.

6. Определите количество теплоты, выделяемое в проводнике за 2 минуты. Сопротивление проводника равно 10 Ом при силе тока 5 А.

А. 30 кДж. Б. 60 кДж. В. 40 кДж.

Вариант 8

1. В проводнике отсутствует электрическое поле. Как движутся в нем свободные электрические заряды?

А. Совершают колебательные движение.

Б. Хаотично.

В. Упорядоченно.

2. Направление электрического тока…

А. совпадает с направлением напряженности электрического поля, вызывающего этот ток;

Б. противоположно направлению напряженности электрического поля, вызывающего этот ток;

В. определенного ответа дать нельзя.

3. Сила тока в цепи возросла в 2 раза, концентрация зарядов и площадь сечения проводника не изменилась. Как изменилась скорость движения электронов?

А. Уменьшилась в 2 раза.

Б. Увеличилась в 2 раза.

В. Не изменилась.

4, Какие силы вызывают разделение зарядов в источнике тока?

А. Кулоновские силы отталкивания.

Б. Сторонние(неэлектрические) силы.

В. Кулоновские силы отталкивания и сторонние (неэлектрические) силы.

5. За какое время через поперечное сечение проводника пройдет заряд в 100 Кл при силе тока 2 А?

А. 200 с. Б. 60 с. В. 50 с.

6. Какое количество теплоты выделяется за 3 мин в проводнике, имеющем сопротивление 20 Ом, при прохождении по нему тока силой 2 А?

А. 14,4 кДж. Б. 28,8 кДж. В. 20 кДж.

Вариант 9.

1. Напряжение на проводнике увеличили в 5 раз. Как при этом изменится сопротивление проводника?

A. Увеличится в 5 раз.

Б. Уменьшится 5 раз.

B. Не изменится.

2. Как изменится сила тока, протекающего по проводнику, если напряжение на его концах и площадь сечения проводника увеличить 2 раза?

A. Не изменится.

Б. Уменьшится в 4 раза.

В. Увеличится в 4 раза.

I, мА I, мА

3 3

0 U, В 0 9 U,В

Рис.1 Рис.2

3. По вольт-амперной характеристике проводника, изображенной на рисунке 1, определите, какой из проводников имеет наибольшее сопротивление.

А.1. Б. 2. В. 3.

4. Каково сопротивление резистора, если при напряжении 8 В сила тока в резисторе 4 мкА?

A. 4 МОм. Б. 2 МОм. В. 8 МОм.

5. На рисунке 2 показана вольт амперная характеристика проводники. Определите сопротивление проводника.

A. 3000 Ом. Б. 4000 Ом. В. 2000 Ом.

6. Два резистора, имеющие сопротивления R1=3 Ом и R2= 6 Ом, включены параллельно в цепь постоянного тока. Чему равно отношение мощностей электрического тока в этих резисторах?

А. 1:1. Б. 1:2. В. 2:1.

Вариант 10.

1. Как изменится сила тока в проводнике при уменьшении напряжения на его концах в 2 раза?

A. Увеличится в 2 раз.

Б. Уменьшится 2 раз.

B. Не изменится.

2. Как изменится сила тока, протекающего по проводнику, если напряжение на его концах и длину проводника уменьшить в 3 раза?

A. Не изменится.

Б. Уменьшится в 9 раз.

В. Увеличится в 9 раз.

3. По вольт-амперной характеристике проводника, изображенной на рисунке 3, определите, какой из проводников имеет наибольшее сопротивление.

А.1. Б. 2. В. 3.

I, мА

0 U, В Рис.3

4. Чему равна разность потенциалов на концах проводника сопротивлением 10 Ом, если сила тока в проводнике 2 А? I, мА

A. 20 В. Б. 30 В. В. 10 В. 4

5. На рисунке 4 показана вольт амперная характеристика

проводники. Определите сопротивление проводника.

A. 2000 Ом. Б. 4000 Ом. В. 5000 Ом.

0 8 U, В

6. Два резистора, имеющие сопротивления R1=3 Ом и R2= 6 Ом, включены параллельно в цепь постоянного тока. Чему равно отношение количества теплоты, выделившегося на этих резисторах за одинаковое время?

А. 1:1. Б. 1:2. В. 2:1.

Вариант 11.

1. Металлический проводник имеет сопротивление 1 Ом. каким сопротивлением будет обладать проводник, имеющий в 2 раза большую длину и в 2 раза большую площадь сечения, сделанный из того же материала?

А. 0,25 Ом. Б. 2 Ом. В. 1 Ом.

2. Как изменится сопротивление проволоки, если ее сложить вдвое?

А. Уменьшится в 4 раза.

Б. Уменьшится в 2 раза.

В. Увеличится в 2 раза.

3. Какой график (рис.5) соответствует зависимости удельного сопротивления металла от температуры?

А. p Б. p В. p

0 t 0 t 0 t

Рис.5

4. Каким сопротивлением обладает нихромовый проводник длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,75 Удельное сопротивление нихрома равно

А.10,5 Ом. Б. 7,3 Ом. В. 14,6 Ом.

5. Сопротивление угольного стержня уменьшилось от 5 до 4,5 Ом при повышении температуры от 50 до 545°С. Каков температурный коэффициент сопротивления угля?

А.Б.В.

6. Найдите работу, совершенную силами электрического поля при прохождении зарядом 6 мкКл разности потенциалов 220 В.

А. 1, 32 мДж. Б. 2,64 мДж. В. 0,66 мДж.

Вариант 6.

1. Металлический проводник имеет сопротивление 2 Ом. Каким сопротивлением будет обладать проводник, имеющий в 4 раза большую длину и в 4 раза меньшую площадь сечения, сделанный из того же материала?

А. 32 Ом. Б. 16 Ом. В. 8 Ом.

2. Как изменится сопротивление проволоки, если ее сложить втрое?

А. Уменьшится в 3 раза.

Б. Уменьшится в 9 раза.

В. Увеличится в 3 раза.

3. Какой график (рис.6) соответствует зависимости удельного сопротивления металла от температуры?

А. p Б. p В. p

0 t 0 t 0 t

Рис.6

4. Чему равно сопротивление константановой проволоки длиной 8 м и площадью поперечного сечения 2? Удельное сопротивление константа равно

А.2 Ом. Б. 20 Ом. В. 30 Ом.

5. Сопротивление медного проводника при 0ﹾС равно 4 Ом. Каково его сопротивление при 100°С, если температурный коэффициент сопротивления меди равен

А. 57,2 Ом. Б. 6,43 Ом. В. 5,72 Ом.

6. Какова работа, совершенная силами электрического поля при прохождении зарядом 4 мкКл разности потенциалов 120 В.

А. 0,96 мДж. Б. 0,48 мДж. В. 0,24 мДж.

ПТО2

Практическое занятие №11

Расчет цепи переменного синусоидального тока, содержащей различные элементы.

Цель урока: вспомнить основные понятия, величины и формулы для переменного синусоидального тока и методики решения задач по переменному току.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Решить задачи по вариантам:

1. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=5cos(314·t+0,8) и u=25cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 15мФ. Активное сопротивление проводов равно 2 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

2. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i =30cos(628·t - 0,3). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 150мкФ и катушка с индуктивностью 10мГн. Активное сопротивление катушки мало и им можно пренебречь. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

3. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=12cos(314·t+0,8) и u=150cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 2мФ. Активное сопротивление проводов равно 4 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

4. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i=15cos(50pt+p/8). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 4мФ, катушка с индуктивностью 4мГн и активным сопротивлением 3 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

5. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=3cos(314·t+0,8) и u=35cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 25мФ. Активное сопротивление проводов равно 4 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

6. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i =40cos(628·t - 0,3). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 650мкФ и катушка с индуктивностью 15мГн. Активное сопротивление катушки мало и им можно пренебречь. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

7. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=22cos(314·t+0,8) и u=170cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 7мФ. Активное сопротивление проводов равно 6 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

8. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i=8cos(50pt+p/8). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 5мФ, катушка с индуктивностью 3мГн и активным сопротивлением 2 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

9. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=17cos(314·t+0,8) и u=250cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 45мФ. Активное сопротивление проводов равно 12 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

10. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i =10cos(628·t - 0,3). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 250мкФ и катушка с индуктивностью 20мГн. Активное сопротивление катушки мало и им можно пренебречь. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

11. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=22cos(314·t+0,8) и u=150cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 6мФ. Активное сопротивление проводов равно 3 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

12. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i=4cos(50pt+p/8). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 5мФ, катушка с индуктивностью 7мГн и активным сопротивлением 2 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

13. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=15cos(314·t+0,8) и u=125cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 5мФ. Активное сопротивление проводов равно 12 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

14. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i =35cos(628·t - 0,3). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 450мкФ и катушка с индуктивностью 30мГн. Активное сопротивление катушки мало и им можно пренебречь. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

15. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=2cos(314·t+0,8) и u=50cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 3мФ. Активное сопротивление проводов равно 5 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

16. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i=3cos(50pt+p/8). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 10мФ, катушка с индуктивностью 6мГн и активным сопротивлением 4 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи

17. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=2,5cos(314·t+0,8) и u=35cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 20мФ. Активное сопротивление проводов равно 7 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

18. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i =5cos(628·t - 0,3). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 15мкФ и катушка с индуктивностью 20мГн. Активное сопротивление катушки мало и им можно пренебречь. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

19. Сила переменного тока в цепи и напряжение изменяются по законам i=2cos(314·t+0,8) и u=60cos314t. В цепь последовательно включен конденсатор электроемкостью 8мФ. Активное сопротивление проводов равно 2 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, сдвиг фаз между током и напряжением, действующее значение силы тока. Рассчитать емкостное и полное сопротивление.

20. Сила переменного тока в цепи изменяется по закону i=10cos(50pt+p/8). В цепь последовательно включены конденсатор электроемкостью 2мФ, катушка с индуктивностью 4мГн и активным сопротивлением 5 Ом. Определить круговую частоту, линейную частоту, период, начальную фазу колебаний, действующее значение силы тока. Рассчитать полное сопротивление и максимальное напряжение в цепи.

Практическое занятие №12

Задачи по теме «Магнитное поле и электромагнетизм»

Цель урока: вспомнить основные понятия, величины и формулы магнитного поля и электромагнетизма.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 4 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

№1

Сколько витков надо намотать на стальной сердечник сечением 25 см², чтобы в этой обмотке при равномерном изменении индукции от 0 до 1 Тл в течение 0, 005 с возникла ЭДС индукции 50 В?

№2

Металлическое кольцо радиусом 4,8 см расположено в магнитном поле с индукцией 0,012 Тл перпендикулярно к силовым линиям.на его удаление из поля затрачивается 0,025 с. какая средняя ЭДС индукции при этом возникает в кольце?

№3

Магнитное поле катушки с индуктивностью 95мГн обладает энергией 0,19 Дж. Чему равна сила тока в катушке?

№4

В катушке возникает магнитный поток 0,015 Вб, если по ее виткам проходит ток 5А. Сколько витков содержит катушка, если ее индуктивность 60 мГн?

№5

Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетает в однородное магнитное поле индукцией 0,3 Тл и движется по окружности. Найти радиус окружности

№6

В вертикальном магнитном поле индукцией 0,2 Тл на тонкой нити подвешен проводник длиной 2м. Если по проводнику пропустить ток силой 2 А, то нить отклонится на угол 45° от вертикали. Найти массу проводника.

№7

В однородном магнитном поле в перпендикулярной полю плоскости по замкнутым кривым движутся протон и электрон. Определить отношение времен, затрачиваемых каждой частицей на полный оборот по своей кривой.

№8

Проволочный виток площадью 100 см² равномерно вращается в однородном магнитном поле индукцией 0,1 Тл с частотой 100 об/с. Ось вращения рамки перпендикулярна линиям индукции. Найти среднюю ЭДС, возникающую в рамке при ее повороте на 90°.

№9

В однородном магнитном поле с индукцией 0,89 Тл перпендикулярно к нему расположен медный проводник длиной 20см. Определить напряжение, приложенное к нему, если сила его тяжести уравновешена силой поля.

№10

Протон влетел в однородное магнитное поле, сделал там дугу в 1/4 окружности и снова вылетел из поля. Найти время его движения в поле, если индукция магнитного поля 0,3 Тл.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Практическое занятие №13

Устройство, характеристики и работа трансформатора

Цель урока: вспомнить основные понятия, величины, формулы и принцип работы трансформатора.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 2 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Теоретический материал: смотри литературу по РП

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Решить задачи по вариантам:

Задачи на трансформатор

1. Первичная обмотка работает при напряжении 120 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 100, напряжение - 400 В, сила тока – 20 А, а сопротивление -35 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

2. Первичная обмотка работает при напряжении 150 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 90, напряжение - 500 В, сила тока – 25 А, а сопротивление -40 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

3. Первичная обмотка работает при напряжении 160 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 80, напряжение - 550 В, сила тока – 30 А, а сопротивление -45 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

4. Первичная обмотка работает при напряжении 170 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 120, напряжение - 600 В, сила тока – 35 А, а сопротивление -50 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

5. Первичная обмотка работает при напряжении 110 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 70, напряжение - 300 В, сила тока - 15 А, а сопротивление -30 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

6. Первичная обмотка работает при напряжении 100 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 750, напряжение - 350 В, сила тока – 27 А, а сопротивление -25 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

7. Первичная обмотка работает при напряжении 180 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 85, напряжение - 540 В, сила тока – 37 А, а сопротивление -28 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

8. Первичная обмотка работает при напряжении 190 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 70, напряжение - 300 В, сила тока – 28 А, а сопротивление -26 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

9. Первичная обмотка работает при напряжении 200 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 80, напряжение - 400 В, сила тока – 20 А, а сопротивление -35 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

10. Первичная обмотка работает при напряжении 120 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 100, напряжение - 320 В, сила тока – 23 А, а сопротивление -24 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

11. Первичная обмотка работает при напряжении 210 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 70, напряжение - 310 В, сила тока – 21 А, а сопротивление -23 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

12. Первичная обмотка работает при напряжении 220 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 70, напряжение - 315 В, сила тока – 17 А, а сопротивление -32 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

13. Первичная обмотка работает при напряжении 215 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 65, напряжение - 305 В, сила тока – 26 А, а сопротивление -33 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

14. Первичная обмотка работает при напряжении 225 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 80, напряжение - 400 В, сила тока – 30 А, а сопротивление -25 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

15. Первичная обмотка работает при напряжении 150 В. Определить число витков в первичной обмотке, если во вторичной обмотке число витков 90, напряжение - 450 В, сила тока – 35 А, а сопротивление -18 Ом. Сопротивлением в первичной обмотке пренебречь.

Практическое занятие №14

Расчет простых магнитных цепей.

Цель урока: вспомнить основные понятия, величины и формулы магнитных цепей.

Задачи:

· учебная - формирование представления обучающихся о законах и закономерностях движения механики;

· воспитательная – научиться аккуратно и грамотно оформлять письменные работы;

· сформировать компетенции ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9.

Время на выполнение работы: 4 часа

Оборудование, технические средства и инструменты: проектор, экран, калькулятор.

Ход практического занятия:

1. Повторить теоретический материал.

2. Решить задачи.

Оформление результатов работы

1. Конспект теоретического материала записать в тетради с конспектом

2. Решения задач написать на листках и сдать для проверки.

Подведение итогов: выставление оценок в журнал.

Теоретический материал:

Магнитные цепи

Основные определения

Как известно из курса физики, вокруг проводника с током появляется магнитное поле. Интенсивность магнитного поля характеризуется векторной величиной: напряженностью магнитного поля , измеряемой в амперах на метр (A/м). Интенсивность магнитного поля характеризуется также вектором магнитной индукции , измеряемой в теслах (Тл). Напряженность магнитного поля не зависит, а магнитная индукция зависит от свойств окружающей среды.

где μ₀ - абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м;

μ - относительное значение магнитной проницаемости, безразмерная величина;

μ₀ = 4π·10^-7Гн/м.

В зависимости от величины относительной магнитной проницаемости, все вещества делятся на три группы.

К первой группе относятся диамагнетики: вещества, у которых μ< 1.

Ко второй группе относятся парамагнетики, вещества с μ >1.

К третьей группе относятся ферромагнетики, вещества с μ >> 1.

К ферромагнетикам принадлежат железо, никель, кобальт и многие сплавы из неферромагнитных веществ.

Магнитной цепью называется совокупность устройств, содержащих ферромагнитные вещества. Процессы в магнитных цепях описываются с помощью понятий магнитодвижущей силы, магнитного потока.

Магнитным потоком называется поток вектора магнитной индукции через поверхность S

Магнитный поток измеряется в веберах (Вб).

Источником магнитодвижущей силы является либо постоянный магнит, либо электромагнит (катушка, обтекаемая током).

Магнитодвижущая сила электромагнита

где I - ток, протекающий в катушке; W - число витков катушки. В магнитных цепях используется свойство ферромагнитного материала тысячекратно усиливать магнитное поле катушки с током за счет собственной намагниченности.

Свойства ферромагнитных материалов

Поместим ферромагнитный материал внутри катушки с током. Сначала, с увеличением напряженности намагничивающего поля, магнитная индукция быстро возрастает. Затем, из-за насыщения материала, при дальнейшем увеличении напряженности магнитного поля магнитная индукция почти не меняется.

При уменьшении напряженности намагничивающего поля кривая размагничивания не совпадает с кривой намагничивания из-за явления гистерезиса. Явление гистерезиса заключается в том, что изменение магнитной индукции запаздывает от изменения намагничивающего поля. Кривая зависимости B(H), получающаяся при циклическом перемагничивании ферромагнитного материала, называется петлей гистерезиса.

Эта кривая изображена на рис. 9.1. Чем больше площадь петли, тем больше потери на перемагничивание, нагревающие материал.

Рис. 9.1

Значение магнитной индукции при напряженности намагничивающего поля, равном нулю, называется остаточной магнитной индукцией B_r, или остаточной намагниченностью.

Напряженность магнитного поля Н_С при В = 0 называется коэрцитивной силой.

Ферромагнитные материалы с большим значением коэрцитивной силы () называются магнитотвердыми. Из этих материалов изготавливают постоянные магниты.

Ферромагнитные материалы с малым значением коэрцитивной силы () называются магнитомягкими. Эти материалы используют в магнитопроводах электрических машин и трансформаторов.

Таким образом, зависимости B = f(H) у ферромагнитных материалов нелинейные.

Эти зависимости приводятся в справочниках в табличной форме или в виде кривых, называемых кривыми намагничивания.

Расчет магнитных цепей

Основным законом, используемым при расчетах магнитных цепей, является закон полного тока.

(9.1)

Он формулируется следующим образом: линейный интеграл вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру равен алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром. Если контур интегрирования охватывает катушку с числом витков W, через которую протекает ток I, то алгебраическая сумма токов , где F - магнитодвижущая сила.

Обычно контур интегрирования выбирают таким образом, чтобы он совпадал с силовой линией магнитного поля, тогда векторное произведение в формуле (9.1) можно заменить произведением скалярных величин H·dl. В практических расчетах интеграл заменяют суммой и выбирают отдельные участки магнитной цепи таким образом, чтобы H1, H2, . . . вдоль этих участков можно было считать приблизительно постоянными. При этом (9.1) переходит в

(9.2)

где l₁, l₂, …, l_n - длины участков магнитной цепи;

H₁·l₁, H₂·l₂ - магнитные напряжения участков цепи. Магнитным сопротивлением участка магнитной цепи называется отношение магнитного напряжения рассматриваемого участка к магнитному потоку в этом участке

где S - площадь поперечного сечения участка магнитной цепи,

l - длина участка.

Рассмотрим расчет магнитной цепи, изображенной на рис. 9.2.

Ферромагнитный магнитопровод имеет одинаковую площадь поперечного сечения S.

lср - длина средней силовой линии магнитного поля в магнитопроводе;

толщина воздушного зазора.

На магнитопроводе размещена обмотка, по которой протекает ток

Рис. 9.2

Прямая задача расчета магнитной цепи заключается в том, что задан магнитный поток Ф и требуется определить магнитодвижущую силу F. Определим магнитную индукцию в магнитопроводе

По кривой намагничивания найдем значение напряженности магнитного поля H, соответствующее величине В.

Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре

Магнитодвижущая сила обмотки

При обратной задаче расчета магнитной цепи по заданному значению магнитодвижущей силы требуется определить магнитный поток. Расчет такой задачи выполняется с помощью магнитной характеристики цепи F = f(Ф).

Для построения такой характеристики необходимо задаться несколькими значениями Ф и найти соответствующие значения F. С помощью магнитной характеристики по заданной магнитодвижущей силе определяется магнитный поток.

Расчет магнитных цепей.

Магнитной цепью называют совокупность тел или сред, по которым замыкается магнитный поток.

Для любого участка магнитной цепи можно получить выражение, устанавливающее связь между магнитным потоком, МДС, действующей в данной цепи, а также ее геометрическими размерами, пользуясь понятием магнитного потока и законом полного тока.

Пусть имеется цилиндрическая катушка с числом витков w, по которым протекает ток i (рис. 1).

Выделим трубку магнитного потока, охватывающую все витки катушки, и определим МДС вдоль ее контура,

(1)

но в изотропной среде направление векторов B и H совпадает. Поэтому вектор H направлен по касательной к оси трубки и cos =1. Отсюда

(2)

В тоже время, элементарный магнитный поток, проходящий через сечение перпендикулярное оси трубки, и напряженность магнитного поля равны

(3)

Подставим полученное выражение для напряженности в выражение (2) и с учетом того, что элементарный поток dФ вдоль трубки имеет постоянное значение, получим

(4)

Если распространить приведенные рассуждения на весь магнитный поток катушки, то при условии, что размеры сечений магнитных трубок существенно меньше их длины, из выражения (4) будем иметь:

(5)

где величина называется магнитным сопротивлением. В этом выражении - абсолютная магнитная проницаемость среды; l - длина средней линии, т.е. линии проходящей через центр поперечного сечения магнитопровода s. Магнитное сопротивление измеряется в [Гн^-1]

В выражении (5) магнитный поток Ф связан с МДС F и магнитным сопротивлением R_m аналогично тому, как связаны между собой электрический ток, ЭДС и сопротивление в выражении закона Ома.

Однако сходство между этими законами чисто формальное, т.к. они существенно различаются между собой. Электрическое сопротивление может быть бесконечно большим и в этом случае возможно существование ЭДС без протекания электрического тока в цепи. Магнитное сопротивление всегда конечно и наличие МДС означает одновременное обязательное существование магнитного потока.

Обычно для расчета магнитных цепей применяют закон полного тока. Если разбить магнитную цепь на участки так, чтобы в пределах каждого из них площадь поперечного сечения и магнитная среда были одинаковыми, то можно считать, что магнитный поток проходит по каждому участку вдоль его средней линии. При этом индукция в пределах каждого участка будет постоянной, следовательно, постоянной будет и напряженность магнитного поля. Тогда в левой части выражения (2) интеграл вдоль замкнутого контура, проходящего по средним линиям сечений всех участков магнитной цепи, можно представить суммой

(6)

где p - число участков магнитной цепи длиной l, в пределах которых H=const; n - число обмоток, охватываемых средней линией контура, с числом витков w и током I.

Произведение Hl=U_м называется магнитным падением напряжения или магнитным напряжением, а Iw=F является МДС. Пользуясь этими понятиями, можно представить выражение (6) в форме аналогичной второму закону Кирхгофа для электрических цепей

(7)

т.е. сумма падений магнитного напряжения вдоль замкнутого контура магнитной цепи равна алгебраической сумме МДС катушек, охватываемых контуром.

Однако следует заметить, что Г.Р.Кирхгоф этот закон не формулировал и он является формальной аналогией.

Задача

Другой формальной аналогией законам Кирхгофа, вытекающей из принципа непрерывности магнитного потока, является равенство нулю алгебраической суммы магнитных потоков в узлах магнитной цепи.

Например, если магнитопровод разделяется на части (рис. 3), то разделяется на составляющие Ф₁ и Ф₂ магнитный поток Ф. Поскольку магнитный поток через любую замкнутую поверхность равен нулю, то окружив разветвление магнитопровода такой произвольной поверхностью получим

(8)

Первая запись соответствует некоторому соглашению о знаках магнитных потоков. Например, можно считать потоки направленные к узлу положительными, а от узла отрицательными. Вторая запись объединяет в левую и правую части равенства потоки с одинаковой ориентацией.

Следует заметить, что выражение (8) справедливо только при условии, что магнитный поток не ответвляется через боковые поверхности магнитопровода в окружающую среду.

Понятие магнитного сопротивления можно использовать для расчетов магнитных цепей с ферромагнетиками только в том случае, если вещество ненасыщено, т.к. в противном случае входящее в него значение магнитной проницаемости зависит от Ф.

Если разбить магнитную цепь (рис 2 а)) на участки с одинаковой площадью поперечного сечения и веществом, то каждый такой участок можно представить магнитным сопротивлением в соответствии. Катушку с током I можно представить МДС равной F=Iw.

В результате этих преобразований, исходная магнитная цепь будет представлена электрической схемой замещения (рис. 2 б)), в которой роль токов будут играть магнитные потоки на соответствующих участках. К этой схеме формальной можно применить все законы и методы расчета электрических цепей.

Задача 4

При расчете магнитной цепи с ферромагнетиком в общем случае нужно иметь данные о геометрических размерах и материале магнитопровода. Задача расчета может формулироваться в двух вариантах, называемых прямой и обратной задачей. В первом случае по заданному на каком-либо участке магнитному потоку или индукции нужно определить МДС, необходимую для создания этого потока. В обратной задаче по заданной МДС нужно определить магнитный поток или индукцию на каком-либо участке.

Обратная задачи существенно отличаются от прямой, т.к. может быть решена только методом последовательных приближений.

При расчетах магнитных цепей обычно делают следующие допущения:

· весь магнитный поток проходит по магнитопроводу, не ответвляясь в окружающую среду, т.е. пренебрегают т.н. потоком рассеяния;

· в воздушных зазорах пересекающих магнитопровод отсутствует выпучивание магнитных линий, т.е. поперечное сечение магнитного потока в зазорах считают равным сечению магнитопровода.

Рассмотрим магнитную цепь, приведенную на рис. 4 а). Пусть для этой цепи требуется определить МДС обмотки, обеспечивающую в воздушном зазоре cd магнитный поток с плотностью B_cd =1,5 Тл. Геометрические размеры магнитопровода приведены в таблице 1.

Потоком рассеяния мы пренебрегаем и считаем, что весь магнитный поток замыкается по магнитопроводу из ферромагнетика, кривая намагничивания которого приведена на рис. 4 б).

Разобьем магнитопровод на участки с одинаковыми площадями поперечного сечения, что обеспечит выполнение условия H=const в пределах каждого участка.

По заданной площади поперечного сечения магнитопровода на участках bc и de найдем значение магнитного потока в зазоре как Ф = B_cd S_cd= 1,5· 1,0· 10^-4 = 1,5· 10^-4 Вб.

Для участков bc и de, имеющих сечение равное воздушному зазору, плотность магнитного потока будет равна заданной плотности в зазоре, а для участков ab , ef и af определим плотность как отношение потока Ф к площади поперечного сечения соответствующего участка.

Для воздушного зазора магнитная проницаемость является константой. Поэтому для любого воздушного промежутка напряженность магнитного поля H в А/м однозначно определяется через индукцию (плотность магнитного потока) B в Тл в виде

Далее для всех участков магнитопровода по значению плотности магнитного потока B с помощью кривой намагничивания рис. 4 б) определим напряженность магнитного поля H и, умножив ее на длины соответствующих участков найдем падения магнитного напряжения. Результаты этих вычислений сведены в таблицу.

Таблица 1.

Участок	S  10^-4[м²]	L  10^-3 [м]	B=Ф/S [Тл]	H [А/м]	Hl=U_м [А]
ab	1,5	50	1,0	700	35
bc	1,0	 40	1,5	1500	60
cd		1	1,5	1,2 10⁶	1200
de	1,0	40	1,5	1500	60
ef	1,5	50	1,0	700	35
fa	1,5	80	1,0	700	56
Iw=					1460

Таким образом, для создания магнитного потока плотностью в 1,5 Тл в воздушном зазоре толщиной в 1 мм нужна обмотка, в которой произведение силы тока на число витков равно 1460 А витков. Причем, как следует из таблицы 1, на проведение потока по всему магнитопроводу с длиной средней линии 260 мм требуется только 18% МДС, а остальные 82% необходимы для создания потока в воздушном зазоре, т.е. воздушный зазор определяет необходимую минимальную МДС.

Задача 5

Обратная задача расчета магнитной цепи, т.е. определение магнитного потока или индукции по заданному значению МДС обмотки, решается методом последовательных приближений, когда произвольно задаются значением искомого магнитного потока и решают прямую задачу, находя соответствующую МДС. Если она не соответствует заданной, изменяют значение потока и снова решают прямую задачу. Итерационный процесс повторяют до получения удовлетворительного совпадения расчетной МДС с заданной.

Решим задачу определения индукции в воздушном зазоре магнитной цепи рис. 4 а) при МДС катушки равной 1000 А. Результаты расчетов, начиная с индукции 1,0 Тл с шагом 0,1 приведены в таблице 2.

Таблица 2.

B [Тл]	Ф  10^-4[Вб]	U_cd [А]	U_bafe [А]	U_bc [А]	F [А]
1,0	0,66(6)	800	45	24	869
1,1	0,73(3)	880	54	36	970
1,2	0,8	920	61	40	1021

Аппроксимируя интервал между 1,1 и 1,2 Тл, получим для МДС 1000 А плотность магнитного потока 1,158 Тл.

Решить задачи по вариантам:

1. Определить МДС и силу тока в обмотке, если число витков в обмотке 1500, магнитная индукция магнитного поля в воздушном зазоре составляет 1.5 Тл, ширина зазора в магнитопроводе 5 мм. Конфигурация магнитопровода – кольцо с внутренним радиусом 30 мм, поперечное сечение магнитопровода – круг радиусом 5 мм.

2. Определить МДС и силу тока в обмотке, если число витков в обмотке 250, магнитная индукция магнитного поля в воздушном зазоре составляет 1.4 Тл, ширина зазора в магнитопроводе 5 мм. Конфигурация магнитопровода – правильный треугольник, поперечное сечение - квадрат со стороной 20 мм, длина внешней стороны треугольника - по 300 мм, зазор - посредине одной из сторон треугольника.

Скачано с www.znanio.ru

ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

РАССМОТРЕНО Кафедра технических дисциплин

СОДЕРЖАНИЕ 1. Пояснительная записка

Пояснительная записка Методические указания разработаны для практических занятий по учебной дисциплине

Методические указания включают: −

Планирование практических занятий № п/п

Критерии оценки выполненных заданий и степени овладения запланированных умений 1

Общие методические рекомендации по организации и проведению практических занятий

Электродинамика, теория 2. http://bourabai

Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 2,5 t + 1,5 t 2

Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 8 + 6 t + 3 t 2

Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 40 t - 3,5 t 2

Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х=15 + 5 t + 0,5 t 2

Фонарь в саду подвешен на двух тросах, растянутых между деревьями так, что угол между ними 120 градусов

Кратко записываем условие задачи

Направление равнодействующей (не забудем, что сила - вектор!) определим через угол между ней и силой f 2 , обозначив его через "альфа"

Проводим геометрические построения для нахождения искомой силы

Задача 4. Фонарь в саду подвешен на двух тросах, растянутых между деревьями так, что угол между ними 120 градусов

На тело действует сила F 1, направленная на запад и равная 6

F 4, направленная на запад и равная 14

Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы

На тело действует сила F 1, направленная на запад и равная 2

С лодки массой 20 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении

С лодки массой 40 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении

ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9

Камень брошен вертикально вверх со скоростью 15 м/с

Практическое занятие № 5 Определение центра масс тела геометрически правильной формы

Кроме того, некоторые уравнения движения механической системы (тела) по отношению к осям, имеющим начало в

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для практических занятий по учебной дисциплине ЕН 03 Физика

Если тело однородное, то в этих формулах веса

Практическое занятие № 6 Определение центра масс геометрически сложных по форме тел

Пример. Найти центр тяжести 2-образной фигуры по указанным на фиг

B A

Практическое занятие №7 Задачи на условия равновесия тела с неподвижной осью вращения (правило моментов)

Однородная доска массой 18 кг подперта на расстоянии одной восьмой длины круглым бревном

Однородная доска массой 32 кг подперта на расстоянии трех седьмых длины круглым бревном

Коэффициент устойчивости Ку (устойчивость) – величина, равная отношению момента устойчивости, создаваемого силой тяжести, к опрокидывающему моменту, который создает внешняя сила:

Оформление результатов работы

В2. Первый вагон отходящего от остановки поезда за 3 с проходит мимо наблюдателя, находящегося до отхода поезда у начала этого вагона

Bl . Путь, пройденный телом при равноускоренном движении без начальной скорости за 4 с, равен 4,8 м

Практическое занятие №10 Расчет замкнутой разветвленной цепи постоянного тока с источниками

Оформление результатов работы 1

Рис.3 1.

Вариант 4 1.

Найти защитное сопротивление проводника, которой надо включить последовательно с лампой, рассчитанной на напряжение 110

Какова роль источника тока в электрической цепи?

Как изменится сила тока, протекающего по проводнику, если напряжение на его концах и площадь сечения проводника увеличить 2 раза?

Чему равна разность потенциалов на концах проводника сопротивлением 10

Вариант 6. 1. Металлический проводник имеет сопротивление 2

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

12.12.2023

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для практических занятий по учебной дисциплине ЕН 03 Физика

Центр масс

Магнитные цепи

Основные определения

Свойства ферромагнитных материалов

Расчет магнитных цепей

ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

РАССМОТРЕНО Кафедра технических дисциплин

СОДЕРЖАНИЕ 1. Пояснительная записка

Пояснительная записка Методические указания разработаны для практических занятий по учебной дисциплине

Методические указания включают: −

Планирование практических занятий № п/п

Критерии оценки выполненных заданий и степени овладения запланированных умений 1

Общие методические рекомендации по организации и проведению практических занятий

Электродинамика, теория 2. http://bourabai

Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 2,5 t + 1,5 t 2

Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 8 + 6 t + 3 t 2

Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х = 40 t - 3,5 t 2

Движение тела вдоль оси х характеризуется уравнением х=15 + 5 t + 0,5 t 2

Фонарь в саду подвешен на двух тросах, растянутых между деревьями так, что угол между ними 120 градусов

Кратко записываем условие задачи

Направление равнодействующей (не забудем, что сила - вектор!) определим через угол между ней и силой f 2 , обозначив его через "альфа"

Проводим геометрические построения для нахождения искомой силы

Задача 4. Фонарь в саду подвешен на двух тросах, растянутых между деревьями так, что угол между ними 120 градусов

На тело действует сила F 1, направленная на запад и равная 6

F 4, направленная на запад и равная 14

Выполнить графические построения и показать графически направление результирующей силы

На тело действует сила F 1, направленная на запад и равная 2

С лодки массой 20 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении

С лодки массой 40 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении

ОК 1, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 8, ОК 9

Камень брошен вертикально вверх со скоростью 15 м/с

Практическое занятие № 5 Определение центра масс тела геометрически правильной формы

Кроме того, некоторые уравнения движения механической системы (тела) по отношению к осям, имеющим начало в

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для практических занятий по учебной дисциплине ЕН 03 Физика

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для практических занятий по учебной дисциплине ЕН 03 Физика

Если тело однородное, то в этих формулах веса

Практическое занятие № 6 Определение центра масс геометрически сложных по форме тел

Пример. Найти центр тяжести 2-образной фигуры по указанным на фиг

B A

Практическое занятие №7 Задачи на условия равновесия тела с неподвижной осью вращения (правило моментов)

Однородная доска массой 18 кг подперта на расстоянии одной восьмой длины круглым бревном

Однородная доска массой 32 кг подперта на расстоянии трех седьмых длины круглым бревном

Оформление результатов работы

В2. Первый вагон отходящего от остановки поезда за 3 с проходит мимо наблюдателя, находящегося до отхода поезда у начала этого вагона

Bl . Путь, пройденный телом при равноускоренном движении без начальной скорости за 4 с, равен 4,8 м

Практическое занятие №10 Расчет замкнутой разветвленной цепи постоянного тока с источниками

Оформление результатов работы 1

Рис.3 1.

Вариант 4 1.

Найти защитное сопротивление проводника, ко­торой надо включить последовательно с лампой, рассчитанной на напряжение 110

Какова роль источника тока в электрической цепи?

Как изменится сила тока, протекающего по проводнику, если напряжение на его концах и площадь сечения проводника увеличить 2 раза?

Чему равна разность потенциалов на концах проводника сопротивлением 10

Вариант 6. 1. Металлический проводник имеет сопротивление 2

Найти защитное сопротивление проводника, которой надо включить последовательно с лампой, рассчитанной на напряжение 110