Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2022-10-04 | 19 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
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
Составители (авторы): | Джужук И.И., Шинакова С.В. | к.п.н., преподаватель физики преподаватель программирования |
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:
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Начальная высота броска, (м) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 20 | 15 | 10 | 5 | 0 |
Начальная скорость броска, (м/с) | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 20 | 25 | 30 |
Угол наклона начальной скорости броска к горизонту, (градусы) | 30 | 35 | 45 | 40 | 0 | 40 | 35 | 60 | 50 | 65 |
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 силыМ (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.
l |
F |
X 1 |
X 2 |
m1g |
m2g |
Параметры по группам:
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
m1 | 0 | 0 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
m2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 |
F | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
l | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 |
x 1 | 0,3 | 0,4 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,3 |
x 2 | 0 | 0 | 0 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 0,1 | 0,05 | 0,05 | 0,1 |
Задание № 3
Движение воздушного шара
Условие:
Гондола с грузомзакреплена 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);
V т — 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:
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Масса груза (кг) | 10 | 10 | 10 | 15 | 15 | 100 | 100 | 150 | 150 | 150 |
Масса оболочки шара (кг) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 20 | 20 | 30 | 30 |
Объем шара (куб. м) | 100 | 100 | 100 | 200 | 200 | 200 | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 |
Масса необходимого для подъема газа (кг) | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
Температура окружающего воздуха (° С) | 10 | 20 | 30 | 25 | - 10 | - 20 | - 25 | 40 | 45 | 40 |
Температура горелки (° С) | 300 | 350 | 600 | 550 | 400 | 450 | 400 | 390 | 500 | 550 |
Молярная масса газа в оболочке (г/моль) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
Задание № 4
Дополнительная информация
Количество теплотыQ (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.
Q выделh = Q погл
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:
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Скорость течения носителя (м/с) | 0,10 | 0,10 | 0,20 | 0,25 | 0,15 | 0,05 | 0,35 | 0,40 | 0,20 | 0,25 |
Площадь сечения трубы (кв. см) | 5 | 6 | 5 | 10 | 15 | 25 | 15 | 20 | 25 | 30 |
Начальная температура теплоносителя (° С) | 20 | 20 | 20 | 25 | 15 | 15 | 20 | 20 | 25 | 30 |
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:
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Количество колебаний | 50 | 65 | 250 | 10 | 12 | 20 | 525 | 75 | 115 | 54 |
Плотность материала поплавка, (г/см3) | 0,6 | 0,45 | 0,30 | 0,65 | 0,80 | 0,45 | 0,50 | 0,50 | 0,65 | 0,65 |
Ускорение свободного падения на планете | 10 | 15 | 35 | 5 | 2,5 | 5 | 190 | 25 | 45 | 10 |
Плотность жидкости водоема планеты, (г/см3) | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
Задание № 6
Дополнительная информация
Закон радиоактивного распада.
Число радиоактивных N ядер убывает с течением времени t по закону:
,
где N 0 – 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 = l N.
Параметры по группам:
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Период полураспада радиоактивного вещества, Т (час) | 4 | 10 | 24 | 20 | 24 | 5 | 10 | 8 | 16 | 20 |
Изменение активности излучения радиоактивного вещества, А/А0 | 0,25 | 0,16 | 0,01 | 0,35 | 0,50 | 0,05 | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,25 |
Прошедшее время, t (час) | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
|
Программирование
Операторы ввода-вывода
Write(B1,B2,…,Bn);
гдеB1,B2,…,Bn – выражениятипов: 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);
гдеA1, A2,…,An – именапеременных.
Readln(B1, B2,…, Bn);
Программа должна быть понятна любому пользователю, поэтому ее надо писать для диалога с компьютером.
Пример 3:
Program pr3;
varv,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:
IFусловие THEN действие1ELSEдействие2;
Пример 4:
Program pr4;
Varx,y:integer;
Begin
Writeln ('Введитекоординатыточки');
readln (x,y);
If (x>0) and (y>0) then
writeln ('Точка находится в 1й четверти')
else
If (x<0) and (y>0) thenwriteln ('Точка находится во 2й четверти')
else
If (x<0) and (y<0) thenwriteln ('Точка находится в 3й четверти')
Elsewriteln ('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 операторныескобки 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
|
|
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!