Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Пособие для проведения практических занятийСтр 1 из 3Следующая ⇒
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Колледж экономики, управления и права
Пособие для проведения практических занятий по учебной дисциплине
ФИЗИКА
Специальности Информационные системы (по отраслям) Прикладная информатика (по отраслям)
Ростов-на-Дону 2018
Рецензенты:
Пособие разработано с учетом ФГОС среднего профессионального образования специальностей «Информационные системы (по отраслям)» и «Прикладная информатика (по отраслям)». Предназначено для проведения практических работ по курсу физики.
Содержание 1 Перечень заданий. 4 Правила оформления отчета. 4 Задание № 1. 4 Задание № 2. 5 Задание № 3. 6 Задание № 4. 8 Задание № 5. 10 Задание № 6. 12 2 Программирование. 14 Система программирования Pascal АВС.. 14 Среда программирования Delphi Lite. 18 Список литературы.. 20 Перечень заданий Правила оформления отчета
ü Отчет о работе оформляется каждой группой (1 на группу) в отдельной тетради (12 лист) или на бумаге А4. ü Титульный лист оформляется печатным способом или пишется от руки печатными буквами (чертежным шрифтом). На титульном листе отображается информация: группа (общая), ФИО членов разработчиков программы, номер и название работы, дата сдачи результатов. ü Содержание отчета печатается или оформляется аккуратным читаемым почерком.
Задание № 1 Бросок тела в поле притяжения планеты с переменной гравитацией
Условие: Тело брошено возле поверхности планеты под некоторым углом к горизонту. Задание: Взяв начальные параметры (см. табл.) 1) разработать и представить в виде блока формул физическую модель явления; 2) разработать и представить в виде блока уравнений математическую модель явления; 3) выполнить теоретический расчет связи физических величин в соответствии с начальными параметрами своего варианта (см. табл.); 4) * разработать программу, позволяющую рассчитывать указанные физические величины (за дополнительные баллы).
Дополнительная информация: 1. Возле поверхности планеты на тело, брошенное под углом к горизонту, действуют сила тяжести ( ) и сила сопротивления воздуха (Fсопр). 2. Движение тела описывается системой формул, позволяющих рассчитывать координаты тела и его скорость в любой момент времени. 3. Ускорение свободного падения в переменном гравитационном поле определяется уравнением g = g 0 + k·t, где g 0 — начальный уровень ускорения, k — коэффициент усиления гравитации. 4. Сила сопротивления воздуха при малых значениях скорости линейна значению скорости — Fсопр = j·v, где j — коэффициент пропорциональности.
Параметры Параметры для всех групп (общие параметры): g 0 = 9, 8 м/с2; k = 0, 98 м/с; j = 0, 001.
Параметры по группам:
Задание № 2 Вращение твердого тела (правило рычага)
Условие: Материальное и весомое твердое тело, имеющее ось вращения находится в равновесии под действием тяжести самого тела, тяжести прикрепленного к телу груза и внешней силы. Необходимо сопоставить плечи приложенных сил и величину массы тела и груза. Задание: Взяв начальные параметры (см. табл.) 1) разработать и представить в виде блока формул физическую модель явления; 2) разработать и представить в виде блока уравнений математическую модель явления; 3) выполнить теоретический расчет связи физических величин в соответствии с начальными параметрами своего варианта (см. табл.); 4) * разработать программу, позволяющую рассчитывать указанные физические величины (за дополнительные баллы).
Дополнительная информация: Плечо силы l (м) — кратчайшее расстояние от оси вращения тела до линии действия силы. Момент силы М (Н× м) — произведение силы на ее плечо. M = Fl Момент силы будем считать положительным, если сила вращает тело против направления вращения часовой стрелки, отрицательным — по направлению вращения часовой стрелки. Тело находится в равновесии, если выполняются условия: 1) Векторная сумма внешних сил равна нулю. 2) Сумма моментов сил равна нулю.
Параметры по группам:
Задание № 3 Движение воздушного шара
Условие: Гондола с грузом закреплена на воздушном шаре. Используя условие плавание тел и уравнение состояния идеального газа вывести соотношение между параметрами воздушного шара, находящегося в шаре воздуха и окружающей среды. Задание: Взяв начальные параметры (см. табл.) 1) разработать и представить в виде блока формул физическую модель явления; 2) разработать и представить в виде блока уравнений математическую модель явления; 3) выполнить теоретический расчет связи физических величин в соответствии с начальными параметрами своего варианта (см. табл.); 4) * разработать программу, позволяющую рассчитывать указанные физические величины (за дополнительные баллы).
Дополнительная информация На тело, погруженное в жидкость (газ), действует выталкивающая (архимедова) сила FA, численно равная весу жидкости (газа), содержащейся в объеме погруженной части тела, и направленная вертикально вверх: , где rж — плотность жидкости (газа); Vт — объем погруженной части тела; g =10 м/с2 — ускорение свободного падения. Условия плавания тел: Ø если FA < mg — тело тонет, Ø если FA = mg — тело плавает в жидкости (в газе), Ø если FA > mg — тело всплывает.
Уравнение состояния газа (или уравнение Менделеева-Клапейрона) связывает эти основные макроскопические параметры газа между собой. Это уравнение можно записать в следующих видах: где p (Па) – давление; V (м3) – объем; Т (К) – температура; N (–) – число частиц; (кг/моль) – молярная масса; =6, 02·1023 моль–1 – постоянная Авогадро; R = 8, 31 Дж/(моль·К) – газовая постоянная. Так же это уравнение можно записать в виде:
где n = N / V (м-3) — концентрация частиц.
Общие параметры Нормальное давление атмосферы – 100 000 Па. Молярная масса воздуха – 29 г/моль. Параметры по группам:
Задание № 4 Дополнительная информация Количество теплоты Q (Дж) — это мера энергии, передаваемой системе в процессе теплообмена, т. е. без совершения механической работы. 1. Нагревание (охлаждение) тела. Количество теплоты, поглощаемое телом при нагревании (выделяемое при охлаждении) определяется по формуле: , где с — удельная теплоемкость вещества, Дж/кг× К; С = с m — теплоемкость тела, Дж/К. Знак «+» ставят при нагревании, «–» — при охлаждении тела. 2. Плавление (кристаллизация) вещества. Количество теплоты, поглощаемое в процессе плавления (выделяемое в процессе кристаллизации) определяется по формуле: , l — удельная теплота плавления вещества, Дж/кг. Плавление и кристаллизация происходят при постоянной для каждого вещества температуре — температуре плавления. 3. Испарение (конденсация) вещества. Количество теплоты, поглощаемое в процессе испарения (выделяемое в процессе конденсации) определяется по формуле: , где r — удельная теплота парообразования, Дж/кг. Кипение происходит при постоянной для каждого вещества температуре кипения, зависящей от внешнего давления. 4. Горение топлива. Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива, определяется по формуле: , где q — удельная теплота сгорания топлива, Дж/кг. Уравнение теплового баланса: количество теплоты, которое выделяют тела равно количеству теплоты, которое поглощается другими телами с учетом тепловых потерь. Qвыдел h = Qпогл
Общие параметры Температура кипения жидкости - 100°С; Плотность жидкости – 1000 кг/м3; Удельная теплоемкость жидкости — 4 200 (Дж/кг·К) Коэффициент полезного действия системы - 0, 85 Параметры по группам:
Задание № 5 Дополнительная информация
Уравнение свободных гармонических колебаний имеет вид где a – ускорение тела, x – смещение тела из положения равновесия, w - циклическая частота колебаний. Одним из условий существования свободных гармонических колебаний является то, что величина возвращающей в положение равновесия силы (в случае поплавка – силы Архимеда) пропорциональна величине смещения тела из положения равновесия. Тогда, измерив по результатам наблюдений за поплавком, его циклическую частоту, можно определить силу Архимеда и плотность жидкости.
Общие параметры Высота поплавка – 0, 1 м; Время фиксирования колебаний — 100 с. Параметры по группам:
Задание № 6 Дополнительная информация Закон радиоактивного распада. Число радиоактивных N ядер убывает с течением времени t по закону: , где N0 – число ядер в момент времени t = 0; e @ 2, 72 – основание натуральных логарифмов, l - радиоактивная постоянная (постоянная распада). [l] – c-1. Период полураспада — время Т, в течение которого распадается половина первоначального количества радиоактивных ядер. Связь между периодом полураспада и радиоактивной постоянной: . Активность радиоактивного вещества равна числу ядер, распавшихся за единицу времени: A = lN.
Параметры по группам:
Программирование Операторы ввода-вывода Write(B1, B2, …, Bn); где B1, B2, …, Bn – выражения типов: Integer, Char, Real, String, Boolean. Writeln(B1, B2, …, Bn); - отличается от первого тем, что после вывода последнего значения курсор переводится в начало следующей строки экрана. Writeln; - выводит пустую строку. Write(123.456); на экране – 123.456 Write(‘Моя первая задача’); на экране – Моя первая задача Write(1/3); на экране – 0.333333333333333 Для удобства восприятия вывода существует возможность задания маски. Она задается в следующем виде: Write(A: N: M); N – общее число позиций, отводимых под значение A, включая точку для разделения целой и дробной части М – целая константа, обозначающая число позиций, отводимых под дробную часть. Пример: Write(123.456: 10: 4); на экране – 123.4560 Пример 1: Рисунок 1 – Пример форматированного вывода Пример 2: Вывести на экран фразу – «Моя первая программа» Решение: Program pr1; Begin Writeln(’Моя первая программа’); End.
Оператор ввода значений с клавиатуры имеет вид: Read(A1, A2, …, An); где A1, A2, …, An – имена переменных. Readln( B1, B2, …, Bn); Программа должна быть понятна любому пользователю, поэтому ее надо писать для диалога с компьютером. Пример 3: Program pr3; var v, t: real; //v-скорость, t- время; переменные – дробные числа Begin Writeln(’Программа для вычисления расстояния’); Writeln(‘Введите скорость – км/ч’); Readln(v); Writeln(‘Введите время - ч’); Readln(t); Writeln(‘Расстояние = ‘, v*t, ‘ км’); End. Результат выполнения программы представлен на рисунке 2. Рисунок 2 – Результат программы Рассмотренные в примерах алгоритмы решения задач, относятся к линейным, так как в них действия выполняются последовательно одно за другим. Если в задаче необходимо принять решение, которое зависит от каких-либо условий, то алгоритм называется разветвленным. Для его описания применяют условный оператор: IF условие THEN действие1 ELSE действие2; Пример 4: Program pr4; Var x, y: integer; Begin Writeln ('Введите координаты точки'); readln (x, y); If (x> 0) and (y> 0) then writeln ('Точка находится в 1й четверти') else If (x< 0) and (y> 0) then writeln ('Точка находится во 2й четверти') else If (x< 0) and (y< 0) then writeln ('Точка находится в 3й четверти') Else writeln ('Точка находится в 4й четверти'); end. Данная программа демонстрирует применение условного оператора и логической операции «И»(and). Могут быть использованы логические операции: not – «не», or – «или». Условный оператор может применяться для проверки вводимых данных. Если данные введены верно, то выполнится необходимое действие, иначе можно осуществить переход к возврату ввода данных. В этом случае можно применить оператор безусловного перехода GOTO. Для применения оператора безусловного перехода необходимо описать метку label < имя метки>. Имя метки нужно указать после слова Goto. Пример 5: В данном примере был использован составной оператор. Составной оператор – это группа операторов, заключенная в операторные скобки begin... end. Если пропустить операторные скобки, программа будет работать не корректно. В задачах могут быть кроме переменных и константы. Для их описания применяется синтаксис: CONST < имя константы> = < значение>; Пример:
Список литературы
1. О.Ф. Кабардин. Физика, справочные материалы. Учебное пособие для учащихся. М.: Просвещение, 2015. 2. Элементарный учебник физики. Под. ред. Г.С. Ландсберга. М.: Просвещение, 2014. 3. А.П. Рымкевич. Сборник задач по физике. М.: Дрофа, 2014 4. Г.Н. Степанова. Сборник задач по физике. М.: Просвещение, 2014. 5. А.А. Пинский, Г.Ю. Граковский. Физика. М.: Форум-Инфра-М., 2015
Учебное издание Составители: Джужук Игорь Иванович Шинакова Светлана Викторовна
Пособие для проведения практических работ по дисциплине ФИЗИКА специальности: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Колледж экономики, управления и права
Пособие для проведения практических занятий по учебной дисциплине
ФИЗИКА
Специальности |
Последнее изменение этой страницы: 2019-05-18; Просмотров: 367; Нарушение авторского права страницы