Измерения физических величин

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Обработка результатов измерений физических величин

Вычислить объем стального шарика по результатам измерений его диаметра:

D, см= 4,83; 488, 4,81; 4,82; 4,84; 4,86; 4,85.

Обработать результаты измерений, учитывая погрешность р и приняв значение надежности Р=0,9.

Решение

Среднее значение

№	,см	,см	,см2
1	4,83	-0,011	0,000121
2	4,88	0,039	0,001521
3	4,81	-0,031	0,000961
4	4,82	-0,021	0,000441
5	4,84	-0,001	0,000001
6	4,86	0,019	0,000361
7	4,85	0,009	0,000081

Среднеквадратическое отклонение:

Доверительный интервал

Объем шарика

Ошибка определения объема

Объем

Ответ

.

2. Акустика.

Для лечения мастита применяют ультразвук с интенсивностью 0,6 Вт/м2. Какая энергия ультразвука пройдет внутрь ткани, если время процедуры 10 минут и площадь головки излучения 4,5 см2? Коэффициент проникновения ультразвука внутрь ткани 0,9.

физический величина ультразвук скорость



Решение

Мощность, которой облучается ткань:

(1)

Энергия излучение, которое падает на ткань:

(2)

Учитывая отражение, в ткань проникает энергия равная:

(3)

Подставим (1) и (2) в (3):

(4)

Числовое значение:

Ответ: .

3. Гидродинамика

В трубе, соединенной с емкостью для транспортировки молока, поддерживается разность давлений 104 Па. Какую работу совершит насос, перекачивающий через трубу 3000 литров молока со скоростью 8 км/ч? Плотность молока 1029 кг/м3.

Решение

Работа насоса идет на кинетическую энергию молока и на поддержания разницы давления на концах трубы:

(1)

Кинетическая энергия:

(2)

Энергия для поддержания разности давления (см. рис):

(3)

Подставим (2) и (3) в (1):

(4)

Числовое значение:

Ответ: .

4. Молекулярная физика и термодинамика.

Давление газа 1атм, а плотность 4 кг/м3. Определить среднюю квадратичную скорость его молекул.

Решение

Средняя квадратичная скорость молекулы:

, (1)

где молярная масса, температура газа.

Уравнение Менделеева - Клаперона:

(2)

Масса газа:

(3)

Подставим (3) в (2):

(4)

Подставим (4) в (1):

(5)

Числовое значение:



Ответ:.

5. Электростатика

Две плоскости равномерно заряжены и имеют поверхностные плотности заряда 0,12 и 0,25 мкКл/м2. Определить напряженность поля между этими плоскостями.

Решение

Напряженность электрического поля заряженной бесконечно () пластины находим, используя теорему Гаусса (см. рис.)

(1)



Из (1):

(2)

Исходя из принципа суперпозиции, напряженность электрического поля между пластинами:

(3)

Исходя из (2) и (3) напряженность поля между плоскостями:

(4)

Числовое значение



Ответ: .

6. Постоянный ток

В проводнике за 1 мин при равномерном возрастании тока от 3 до 10 А выделилось 8 кДж теплоты. Определить сопротивление проводника.

Решение

В проводнике ток изменяется по закону:

(1)

Это уравнение прямой. В числовом виде:

(2)

Мощность, которая выделяется в проводнике

 (3)

Количество тепла, которое выделяется за определенное время:

Ответ:

7. Переменный ток

При воспалительных процессах в тканях структура клеточных мембран изменяется и соответственно меняется их электроемкость. Емкостное сопротивление ткани в норме измеряли при частоте переменного тока 1,3 кГц, той же ткани при воспалении и при тех же условиях при частоте переменного тока- 6,2 кГц. Величина емкостного сопротивления во втором случае в 3,5 раза меньше, чем в первом. Во сколько раз уменьшилась электроемкость ткани при воспалении?

Решение

Емкостное сопротивление:

(1)

Емкостное сопротивление ткани в норме:

(2)

Емкостное сопротивление ткани при воспалении

(3)

Согласно условию:

(4)

Из (4):

(5)

Числовое значение:

Ответ:

8. Оптика и фотометрия

На рабочих столах пункта ветеринарного обследования животных по санитарным нормам полагается освещенность 30 лк. Какую минимальную силу света должна иметь лампа, повешенная на высоте 2м над столом? Какой световой поток будет давать эта лампа? Какова должна быть мощность лампы, если светоотдача ее 12, лм/Вт?

Решение

Освещённость  от точечного источника находят по формуле:

(1)

где  -- сила света в канделах;  -- расстояние до источника света;  -- угол падения лучей света относительно нормали к поверхности (в данном случае ).

Тогда сила света лампы:

(2)

Световой поток:

(3)

Мощность лампы:

(4)

Числовые значения:

,

Ответ:

,

.

9. Квантовая оптика. Фотобиология

Вычислить энергию фотонов, излучаемых гелий-неоновым лазером, если длинна волны этого излучения 632,8 нм. Ответ выразить в джоулях и электронвольтах. Сколько фотонов излучает лазер в секунду, если его мощность 50 мВт



Решение

Энергия фотонов, излучаемых гелий-неоновым лазером:

(1)

Числовое значение:

Энергия излучения:

(2)

Количество фотонов:

(3)

Числовое значение:

Ответ: ,.

10. Радиоактивность

Для исследования проницаемости клеточных мембран приготовлен раствор радиоактивного калия - 42 с удельной активностью 7,8 мКи/г. Через 5 ч активность раствора стала равной 5 мКи/г. Определить период полураспада калия-42.

Решение

Закон для радиоактивности аналогичен закон радиоактивного распад:

(1)

Из (1):

(2)

Числовое значение

Ответ:

Размещено на Allbest.ru