Trang Chủ

Giáo trình vật lý đại cương: Đáp số các bài tập

Chia sẻ: Pham Tuan Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

1.936
lượt xem 508
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đáp số tất cả các bài tập của các chương trong Giáo trình vật lý đại cương tập cơ nhiệt điện. Các bạn sau khi làm bài tập xong có thể kiểm tra ngay lại bài làm của mình để biết kết quả.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình vật lý đại cương: Đáp số các bài tập

343 Giaùo Trình Vaät Lí Ñaïi Cöông – Taäp 1: Cô – Nhieät – Ñieän ĐÁP SỐ CÁC BÀI TẬP Chương 1: x2 20 1.1: b, d, f. 1.2: PTQĐ; không. 1.3: a) y = ; b) y = ; c) y = 2x2 – 1; 2 x 2 2 x y d) z = – 2x +1; e) + = 1 ; f) (x – 5)2 + (y – 4)2 = 400. 1.4: 39,4km/h. 25 100 2 v0 2 b2t 1.5: 43,6km/h. 1.6: 62,3 km/h. 1.7: s = v 0 ; v tb = v 0 . 1.8: a ) ; 3 k 3 2 b x → b) v tb = . 1.9: v = (0,8,6); v = 10m / s; v tb = 11,5m / s . 1.10: t1 = 1s; t2 = 2s; 2 t3 = 3s; s = 0,77m/s. 1.11: a) 1,6cm; – 3m ; b) 2s; 2,4cm; 565m. 1.12: a) y= –2x2 + x; → → b) v = (2,−2); a = (0,−16) ; c) a t = a n = 8 2m / s ; R = 70,7cm; d) t = 0,25s; 2 2 c3 ⎛ 4bS 2 ⎞ a e) 0,57m. 1.13: R = ; a = c 1 + ⎜ 3 ⎟ . 1.14: v o = ⎜ c ⎟ (1 + A 2 ) . 2bS ⎝ ⎠ 2B 2v ovo v x2 x2 1.15: s = ; v tb = 0 . 1.16: a) y = − ; b) 450. 1.17: a) y = x − ; c) t 3 k 3 4 2 r = 1s d) at = 3,98m/s2; an = 0,44 m/s2; R = 745m; e) 42m. 1.18: b) t = 1/α; s = 0 . 2α ω 1.19: ω = 2β 0 sin θ . 1.20: ω tb = 0 . 1.21: s = 85m. 1.22: t1 = 0,894s; t10 = 3 0,145s. 1.23: s = Aωt. 1.24: a) ω = 3,14 rad/s; b) v = 1,02 m/s; at = 1,02 m/s2; an = 3,2 π m/s2; a = 3,36 m/s2; c) s = 0,51m. 1.25: β = − rad/s2; 240 vòng. 1.26: 22m. 15 1.27:b)70,7s c) 2500m; d) at = 7m/s2, an = 7,14m/s2, R = 35000m. 1.29: v + 2v2 | v2 − v1 | t= 1 1 ; d min = 1 2 . v + v2 2 1 2 v1 + v 2 2 2 au 1.30: a ) t = = 25s; b)d = a / 2 = 80m u − v2 2 Chương 2: F F(cos α + µ sin α ) 2.5:a) fms = µmg; a= –µg; b)fms= µ(mg – Fsinα); a = − µg m m F(cos α − µ sin α ) c) Fms = µ(mg + Fsinα); a = − µg . m
ÑAÙP SOÁ CAÙC BAØI TAÄP 344 P cos α P cos β 2.6: TAC = = 106( N) ; TBC = = 137( N) . sin(α + β) sin(α + β) g e 2 gk .t + 1 m − mA − kt v 2.8: v = . 2 gk .t a=g B . 2.9: v = v 0 e ; s = 0 . k e −1 mB + mA k m − µm 2 m 2m 2 − m 1 2.10: a = g 1 ; m2 không bị trượt khi m2 ≥ 1 . 2.11: a = g m1 + m 2 µ m 1 + 4m 2 F1 (cos α + µ sin α) + F2 (cos β − µ sin β) 2.12: a = − µg . 2.13: Fht = mg.tgα; Fcd = m mg . 2.14:a) a = 1m/s2; T12 = 7,2N; T23 = 1,8N; t = 2s; b) có, sau 1s. cos α µ m + µ2m2 m m (µ − µ 2 )g cos α 2.15: a) a = g (sin α − 1 1 cos α) ; Q = 1 2 1 ; m1 + m 2 m1 + m 2 µ m + µ2m2 b) tgα min = 1 1 . m1 + m 2 m1 m − m 2 (sin α + µ cos α) 2.16: a) m 2 ≤ ; a=g 1 ; sin α + µ cos α m1 + m 2 m1 m (sin α − µ cos α) − m1 b)sinα > µcosα và m 2 ≥ ; a=g 2 ; sin α − µ cos α m1 + m 2 m1 c) m 2 ≥ , nếu sinα ≤ µcosα sin α + µ cos α m1 m1 hoặc ≤ m2 ≤ , nếu sinα > µcosα. sin α + µ cos α sin α − µ cos α v2 2.17: a) Q = m(g cos α − ) , tại đỉnh cầu. 2.19: 6m/s; 2.20: 2kgm/s; 5m. R Ft m0 2.21: v = g . 2.22: v = . 2.23: v = v 0 + u ln( ). m 0 − µt m 0 − µt 2.24: L = Lz = - ½ mvogt2cosα; L = - ½ mv03cosα.sin2α. 2.25: 2,7.1040 kgm2/s 2 → → mω0 R 0 2 4 ⎛R ⎞ 2.26: M = 2 b t ; t = a / b ; M = 2 ab . 2.27: T = 3 ; ω = ω0 ⎜ 0 ⎟ . r ⎝ r ⎠ → → → → 2.28: L' = L − r0 x p . 2.30: Fmax = (µ1 + µ 2 )(m1 + m 2 )g . m 1 4m 1 + −1 m2 m0 m0m2 2.31: a 1 = g ; m1 đi xuống khi m1 ≥ ; m 1 4m 1 m 0 + 4m 2 + +1 m2 m2
345 Giaùo Trình Vaät Lí Ñaïi Cöông – Taäp 1: Cô – Nhieät – Ñieän sin α + µ cos α g 2.32: a 0 max = g . 2.33: ω min = ; T = m (ω 2 ∓ g ) . cos α − µ sin α gR 2.34: v min = = 10m / s . µ 2 3.35: a) t = ; a 0 (cos α + µ sin α) + g(sin α − µ cos α) Chương 3: 3.1: 2,83kg. 3.2: 982kg. 3.3: 546kg. 3.5: tăng m = 3m. 3.6: chọn trục Ox, Oy trùng a 7a 4R 4R 4a với OA, OC thì G ( , ) . 3.7: x G = ; xG = 2 . 3.8: a) x G = ; b) 2 10 3π 3π 3π 4b 3R ar 2 R xG = . 3.9: z G = . 3.10: OG = 2 ; OG = . 3π 8 R −r 2 6 ar 3 R b + 2bc + ac 2 3b + a 3.11: OG = 3 ; OG = . 3.12: x G = ; xG = . R −r 3 14 2(b + c) 4 R 3.13: h ≤ . 3.14: xem ví dụ 2. 3.15: 4,5s. 3.16: 0,02rad/s2. 3.17: 140cm/s; 20cm/s. 2 v + v2 | v − v2 | | v − v2 | v + v2 3.18: a) v G = 1 ;ω= 1 ; b) v G = 1 ;ω= 1 . 2 2R 2 2R 3.19: 4,4m; 2270 vòng; 76 vòng/phút. 3.20: 10Nm; 17,3Nm; 20Nm; 0Nm; 2Nm; 1 3 1,3Nm; kim đồng hồ. 3.22: 4,6Nm. 3.23: m( R 1 + R 2 ) . 3.24: 2 2 mR 2 ; 2 10 3 R5 − r5 1 3 1 1 m 3 3 . 3.25: mR 2 ; mR 2 . 3.26: mR 2 . 3.27: a) m(R 2 + r 2 ) ; 10 R − r 4 2 2 4 5 1 2 2 mr d 13 2 R −r 5 5 mR 2 ; b) m(R 2 + r 2 ) − 2 ; mR 2 . 3.28: m 3 . 16 2 R −r 2 24 5 R − r3 1 1 1 3.29: ma 2 ; m(a 2 + b 2 ) . 3.30: m 2 . 3.31: a) 2m(a2 + b2); b) 2mb2; c) 2ma2. 3 12 3 3.32: a) 2ma2; b) ma2; c) 2ma2; d) 4ma2. F(cos α − cos α 0 ) r 3.33: a G = ; cos α 0 = ; α < α0: sang phải; α > α0 : sang trái; α m + I/R 2 R 2m mm o g = α0 : quay tại chỗ. 3.34: a=g ; T= ; 2m + m o 2m + m o 2(m + m o ) (m + m o )m o g a=g ; T= . 2m + 3m o 2m + 3m o
ÑAÙP SOÁ CAÙC BAØI TAÄP 346 m1 − m 2 m − m 2 (sin α + µ cos α) 2F 3.35: a = g ; a=g 1 . 3.36: a = . 1 1 3m m1 + m 2 + m o m1 + m 2 + m o 2 2 ω0 mR 2 ω0 3.37: ω tb = . 3.38: 0,05Nm; 0,1Nm; 3.39: 34,6rad/s; 3.40: 3 2t Chương 4: 4.1: 10(kJ) 4.2: 0(J). 4.3: – 17J. 4.4: – 6J. 4.5: 25J 4.6: 16,7kW. 4.7: 36MW. 2 mv 0 kg 4.8:7200N. 4.9: 30km/h. 4.10: a) – 2W; b) Pmax = . 4.11: 396Nm. 2 4.12: 19,8kJ; 1320W. 4.13: 200W; 400W. 4.14: 500J; 250W. 4.15: 2kJ; 212kJ. 2a 2a 4.16: bánh đà. 17: 10kJ. 4.18: Năng lượng tương tác. 4.19: r < : đẩy; r > : b b b2 hút; Fmax = 4.20: a) Không; b) Các elíp; c) không, các elípxôit . 4.21: a) không 27a 2 3mg 3mg g mg ; b) có. 4.22: ; ; . 4.23: r > rC: hút; r < rC: đẩy. 4.24: H/2; H. 4k π 2k 2 k 2 10 4 4.25: 3g ; . 4.26: 2,5; 2; 1; g(h − R ) ; g(h − R ) ; g(h − R ) ; quả 3 7 3 g cầu – khối trụ – cái vòng. 4.27: . 4.28: 15,5m/s. 4.29: 20%. 4.30: 6,25kW. R 1 k 2 m2v2 → → → 4.31: kx 2 ; m ( x m − x ) . 4.32: 3kg. 4.33: 2 . 4.34: v = 3 i + 4 j . 2 m (M + m) 2 .2g h m( 2gH + 2gh ) 4.35: 9kg; 1/9kg. 4.37: k = ; F= H ∆t Chương 5: -27 5.1: 2,6.10 m/s. 5.2: 3,2. 5.3: ∆m = 8,6.10 8 kg. 5.4: 8,19.10-14 J. 5.5: 2,985m/s. 5.6: x’ = 137,7 km; t’ = - 374,7 µs. 5.7: t1’ = 0; t2’ = - 2,5 µs. xb − xr 5.8: a) V = = - 1,44.108 m/s; b) tb’ - tr’ = 4,39.10-6s = 4,39 µs; c) tb − tr 4,39µs. 5.9: u = 0,806 c. 5.10: u = 0,946 c. Chương 6: 2g∆h 6.3: L = S A .S B . . 6.4: v = 2gh . 6.5: 5m. 6.6: a) 20cm3; 10g; b) nổi S2 − S2 A B lên, chìm xuống; c) 666 kg/m3 ; d) k ≈ 1/3. 6.7: a) 600 lít; b) lâu hơn, vì vận tốc chảy
347 Giaùo Trình Vaät Lí Ñaïi Cöông – Taäp 1: Cô – Nhieät – Ñieän S1 1 S2 giảm dần. 6.9: 5m; không. 6.10: 500N. 6.11: h = H − 2gH .t + g 1 .t 2 ; S2 2 S2 2 1 ⎡S2 ⎤ Po − PA + ρv 2 ⎢ A − 1⎥ A 2 S2 H 2 ⎣ SB ⎦. t1 = ( 2 − 1) ; t2 = S2 2H . 6.12: h ≤ S1 g S1 g ρ'.g ρ 2 ( D − ρ1 ) 6.13: c) H/2. 6.14: 700J. 6.15: a) 61,5%; b) ∆V = ρ1 (ρ1 − ρ 2 ) Chương 7: p1 − p o p V + p 2 V2 7.1: 29,5 lít; 8,9 at. 7.2: 7,5 kg. 7.3: a) V2 = V1 ; b) p o = 1 1 . po − p2 V1 + V2 2p o po p 7.4: a) Tmax = ; b) Tmax = o . 7.5: p min = 2R aTo . 7.6: 2.10 18 phân 3R 3a e.aR tử/cm3. 7.7: 5,74 atm; an toàn. 7.8: 1,83g/lít. Chương 8: 8.1: sinh công A =1000J; nhận nhiệt Q = 2500J. 8.2: sinh công A = 1184J; nhận nhiệt Q = 1184J. 8.3: 30,8%. 8.4: 2324J. 8.5: 1454W. 8.6: 72J. 8.7: 150J; 90J. 8.8: 2,7kg; 25%. 8.9: 6,21.10 – 21 J. Chương 9: 9.1: b) Fd = 2,3.1039Fhd. 9.2 ω = 4.10 16 rad/s; v = 2,2.10 6 m/s. 9.3: thiếu 1,25.10 13 (q 1 + q 2 ) 2 mgtgα electron. 9.4: F2 = F1 . 9.5: q = sin α = 1,1.10−7 C . 4 q 1q 2 k 9.6: a) 1,35.10 5 V/m; b) 3,1.10 4 V/m; c) 1,92.10 4V/m; d) 1,5.10 4V/m; e) AN = 20cm, → → → → → → 1 ρ( r ')( r − r ') → 1 ρ( r ') BN = 40cm. 9.7: E ( r ) = 4πε o ∫ (Ω ) → →3 dτ , V ( r ) = 4πε o ∫ (Ω ) → → dτ r − r' r − r' → ρ r → 9.8: a) Ex = -2ax; Ey = -2ay; Ez = -2bz; b) những elipsoid tròn xoay. 9.9: E = o . ; 2ε o r ρ0 λa ⎛ a + a2 + h2 ⎞ V= − r + C . 9.10: E = ; V = 2kλ ln ⎜ ⎟. 2ε 0 2πεε o h a 2 + h 2 ⎜ h ⎟ ⎝ ⎠ 9.11: a)EA > EB ; VA > VB ; b) EA > EB ; VA < VB ; EA = EB = EC ; VA = VC > VB. 9.12 : 450. 9.13 : a)ABC = AAD = 0; b) AAC = ADC; c) không thay đổi. 2kλ sin α 9.14: EA = EB; VA = VB; AAB = 0. 9.15 : E = ; V = 2kλα. R
ÑAÙP SOÁ CAÙC BAØI TAÄP 348 ⎛1 1 ⎞ ⎛ 2a − x ⎞ 9.16 : a) E = 2k | λ | ⎜ + ⎟ ; V = 2k | λ | ln ⎜ ⎟ ⎝ x 2a − x ⎠ ⎝ x ⎠ 4ka | λ | b) E = 2 ; V=0 a + h2 Chương 10 : εε o S ε S 10.2 : a) 8,85pF; b) C = ; c) C = o . 10.3 : a) Q = Qo = CoUo; ε(d − a ) + a d−a ε +1 2 2U o ε C= Co ; U = U o ; b) E = ; c) Qchìm = Qo ; 2 ε +1 (ε + 1)d ε +1 (1 − ε)Q o 2 d) ∆W = < 0 . 10.4: a) C = 8µF; Q1 = Q2 = Q3 = 44µC; Q4 = 132µC; b) 8 2(1 + ε)C o cách. 10.5: - 19,2µJ. 10.6: a) Q1 = 48µC, U1 = 12V; Q2 = 72µC, U2 = 12V b) Q1 = 16µC, Q2 = 24µC; U1 = U2 = 4V. 10.7: C2 = 5µF. C1 C 2 C3C 4 C1 C 2 10.8: a) K mở: C = + , Q1 = Q2 = U , Q3 = Q4 = C1 + C 2 C 3 + C 4 C1 + C 2 C3C 4 (C + C 3 )(C 2 + C 4 ) C1 ( C 2 + C 4 ) U U ; b) K đóng: C = 1 , Q1 = , C3 + C 4 C1 + C 2 + C 3 + C 4 C1 + C 2 + C 3 + C 4 C 2 (C1 + C 3 ) U C 3 (C 2 + C 4 ) U C 4 (C1 + C 3 ) U Q2 = , Q3 = , Q4 = ; C1 + C 2 + C 3 + C 4 C1 + C 2 + C 3 + C 4 C1 + C 2 + C 3 + C 4 C1C 4 − C 2 C 3 U C C ne = . ; ne = 0 ⇔ 1 = 2 . C1 + C 2 + C 3 + C 4 e C3 C4 C 10.9: U = o U o = 8000V. 10.10: UBA = 2V. 10.11: Q = 1,59µC; Q’ = 10,6µC. C mgd Us 10.12: q = . 10.13: U = 20V. 10.14: x = (s + 2 ) = 2,1cm . 2U 4U o 2U o d 2 10.15: U ≥ 2 . Chương 12 : ρ( a + b ) a 2 + b 2 12.1 : a) R = ; S(a + b + 2 a 2 + b 2 ) ( a + b ) a 2 + b 2 + b ( a + b + a 2 + b 2 ) ρa b) R = . ; (a + b)(a + b + 2 a + b ) 2 2 S
349 Giaùo Trình Vaät Lí Ñaïi Cöông – Taäp 1: Cô – Nhieät – Ñieän 2ab + (a + b) a 2 + b 2 ρ c) R = . . (a + b + 2 a 2 + b 2 S 12.2 : I = 3A, UAB = 1,5V; a) K mở: Q1 = Q2 = 0,3µC, U1 = 1V, U2 = 0,5V; b) K đóng: U1 = 0,9V, Q1 = 0,27µC, U2 = 0,6V, Q2 = 0,36µC. 12.3: I1 = 1,5A, I2 = 2,5A, I3 = 4A; U1 = 1,1V, U2 = 1V, U3 = 1,2V. 12.6: sơ đồ a: R = 15Ω; sơ đồ b: R = 5Ω. 12.7: K mở: U = 2V, lệch sang phải; K 7 8 1 A; A; A ; đómg: U = 1,86V, lệch sang phải. 12.8: a) 6 bóng; b) 23A. 12.9: a) 9 9 9 E r + E 2 r1 rr E r + E1r2 b) E = 1 2 = 1, 75V và r = 1 2 = 0, 25Ω ; c) R = 2 1 = 1, 75Ω ; r1 + r2 r1 + r2 2(E1 − E 2 ) E2r E E d) R = = 1, 5Ω ; e) I1 = 1 = 4A , I 2 = 2 = 3A E1 − E 2 r1 r2 12.10: a) I1 = 1,2A (nguồn thu), I2 = 0,4A (nguồn phát), I3 = 0,8A (nguồn phát); b) U1 = 4,8V, U2 = 1,2V, U3 = 5,6V; c) Công suất tiêu thụ của nguồn 1: P1 = 13,44W, hiệu suất nạp điện: H1 = 89,3%; P2 = 8W, H2 = 96%; P3 = 24W, H3 = 92%; d) Đoảo cực nguồn E3 thì cả 3 nguồn đều phát: I1 = 0,8A, I2 = 2A, I3 = 2,8A; U1 = 3,2V, U2 = 6V, U3 = 19,6V; P1 = 8W, P2 = 40W, P3 = 84W; H1 = 92%, H2 = 80%, H3 = 72%. 12.11: a) U = 22V; b) U = 12,2V; c) U = 9,6V, U = 2,44V; d) 92mA, 18mA. 12.12 : I1 = 3,01A; I2 = 2,78A; I3 = 1,93A; I4 = 1,08A; I5 = 0,23A; I6 =0,85A. 12.13: Q1 = 2,5µC; Q2 = 2,25µC; Q3 = 0,25µC. 6.14: U = 50,8V; I tăng, U giảm. 12.15: a) A = Q = 60J; b) A = 60J, Q = 21J. 12.16: 2kW. 12.17: a) 6 dãy //, mỗi dãy 10 nguồn; Pmax = 65,25W; b) có 6 cách mắc: 3, 4, 5, 6, 10, 12 dãy //. 12.18: a) Cần ít nhất 6 nguồn mắc theo 2 cách sau: C1: mắc nguồn thành 1 dãy 6 nguồn nối tiếp và mắc đèn thành 2 dãy //, mỗi dãy 4 đèn; C2: mắc nguồn thành 2 dãy //, mỗi dãy 3 nguồn và mắc đèn thành 4 dãy //, mỗi dãy 2 đèn; b) 20 đèn, mắc theo 2 cách: C1: mắc nguồn thành 1 dãy 15 nguồn nối tiếp và mắc đèn thành 2 dãy, mỗi dãy 10 đèn; hoặc mắc nguồn thành 5 dãy, mỗi dãy 3 nguồn và mắc đèn thành 10 dãy, mỗi dãy 2 đèn. 12.19: a) 4Ω; b) 2,4Ω; 50%; 5,6Ω, 64,3%; c) 1,2A. 12.20: 4 cách; 8 cách. 12.21: Loại 3Ω: 5, 10, 15 cái và tương ứng loại 5Ω: 8, 5, 2 cái. 12.22: loại (5Ω, 3Ω, 1/3Ω) có (4, 18, 78) hoặc (8, 11, 81) hoặc (12, 4, 84) cái. 12.23: 5 cái; 6 cái. Chương 13: 13.1: a) B = 0; b) B = 5,7.10 – 5T. 13.2: M thuộc đoạn I1I2, cách I2 là d/3; M nằm ngoài đoạn I1I2 cách I1 và I2 lần lượt là 2d và d. 13.3: H = 31,8A/m. 13.4: a) BO1 = BO2 = 2,1.10 - 5T; BM = 1,4.10 – 5T ; b) BO1 = BO2 = 1,7.10 – 5T; BM = 0. 13.5: B = 6,8.10 – 5T. 13.6: a)h = 0; b) H = 79,6A/m. 13.8: F = 2,45N. 13.9: F = 0,8N. 13.10: a) theo chiều µ o I o a ln 2 KĐH; b) Φ m = ; c) Khung dây bị kéo căng và tiến về gần Io bởi lực kéo 2π µo IoI F= . 13.11: v = 36,3.10 6m/s; Wđ = 6,2.10 – 6J; T = 5.10 – 9s; L = 9,9.106 kgm2/s. 4π → → 13.12: vo = 7,6.106m/s. 13.13: b) v = 2.10 6m/s theo phương vuông góc với B và E ;
ÑAÙP SOÁ CAÙC BAØI TAÄP 350 c) r = 2,3 cm. 13.14: a) 25,12.10 – 5Wb; b) 5,02.10 – 4J. 7.15: b) v = 0,67mm/s; no = 2,8.10 23 hạt/cm3. Chương 14: 14.1: a) U = 0,5V; b) U = 0,25V. 14.2: a) Eo = 1,23V; b) Φ = BScosωt. 14.3: U = 0,25V; đầu cánh trái có điện thế cao. 14.4: a) 10 – 7W; b) 0,04µC. 14.5: Imax = 1,6A. 14.6: B = 0,3T. 14.7: Ec = 0,3V; b) I = 10A; c) F = 3N; d) Pcơ = 3W; e) Pđ = 2W; f) Pn = 5W. BDω 14.8: cđdđ qua hai thanh kim loại: I = ; cường độ dòng điện qua ⎛ ω2 t 2 ⎞ 4r⎜ 2 + ωt + ⎜ ⎟ ⎟ ⎝ 2π ⎠ ωt 2 π − ωt hai đoạn vòng dây: I1 = I ; I2 = I . 2π 2π