Физика : механика и молекулярная физика. Ч. 1 : сборник задач

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2245 

Кафедра физики

В.А. Степанова 
И.Ф. Уварова 
 

Физика

Часть 1. Механика и молекулярная физика 

Сборник задач 

Под редакцией профессора Д.Е. Капуткина 
 
Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва 2013 

УДК 530 
 
C79 

Р е ц е н з е н т  
канд. физ. – мат. наук Ю.В. Осипов 

Степанова, В.А. 
С79  
Физика Ч. 1. Механика и молекулярная физика : сб. задач / 
В.А. Степанова, И.Ф. Уварова; под ред. Д.Е. Капуткина. – М. : 
Изд. Дом МИСиС, 2013. – 46 с. 
 

Сборник содержит задачи по основным темам дисциплины «Физика. Ч.1. 
Механика и молекулярная физика» для самостоятельного решения при выполнении домашних заданий студентами. В сборнике имеются методические 
указания к решению задач, приведены примеры решения типичных задач. 
В приложении содержатся некоторые справочные данные. 
Предназначен 
для 
студентов–бакалавров 
ИИТАСУ, 
обучающихся 
по направлениям подготовки 220700, 230100, 230400, 230700, 231300. 
 

 

 
© В.А. Степанова, 
И.Ф. Уварова, 2013 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Методические указания к выполнению заданий...................................4 
Примеры решения задач ..........................................................................7 
1. Кинематика поступательного и вращательного движения.............22 
2. Динамика поступательного движения..............................................25 
3. Законы сохранения в динамике поступательного движения..........28 
4. Динамика вращательного движения.................................................31 
5. Уравнение состояния идеального газа..............................................34 
6. Энергетические аспекты молекулярно-кинетической 
теории идеального газа ..........................................................................37 
Литература ..............................................................................................39 
Приложение.............................................................................................40 
 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ 

Физика является одной из тех наук, знание которых необходимо 
для успешного изучения общенаучных и специальных дисциплин. 
При изучении дисциплины «Физика» большое значение имеет практическое применение теоретических знаний при решении задач.
Хорошо известно, что единственный способ научиться решать задачи – пытаться решать их самостоятельно, поэтому освоение дисциплины «Физика» невозможно без развития навыков и культуры 
решения физических задач, умения применять физические законы 
к анализу реальных процессов и явлений. При этом решение физической задачи всегда предполагает создание модели физического 
процесса, которая учитывает лишь существенные стороны явления, 
содержит неизбежные приближения и допущения. Решение практически любой задачи допускает применение различных методов, основанных на одних и тех же физических законах. Результатом решения должно стать выражение требуемых физических величин 
через величины, известные из условия задачи. 
Настоящий сборник содержит задачи по механике и молекулярной физике, сгруппированные в шесть разделов, в соответствии 
с программой дисциплины «Физика. Ч. 1. Механика и молекулярная 
физика» для студентов–бакалавров ИИТАСУ. Каждая задача сформулирована в общем виде и дополнена таблицей числовых данных, 
размещенных в отдельных строках, которые обозначены соответственными номерами (Шифрами). Физическая величина, числовое значение которой необходимо определить в данном Шифре, обозначена 
знаком «?». Величины, обозначенные прочерком «–», для решения 
данного Шифра не требуются, т.е. определять их не нужно. 
Единицы измерения, в которых необходимо выразить определяемую величину, указаны в заголовке соответствующей графы таблицы 
числовых данных (столбца). Во многих случаях используются дольные или кратные от единиц СИ, а также другие единицы, применяемые в науке и технике. Таблицы единиц измерения физических величин, соотношения между различными единицами, приставки 
для образования кратных и дольных единиц, а также значения основных физических постоянных содержатся в Приложении. 
Номер задачи и номер Шифра (строка числовых данных) студент 
выбирает в соответствии с маршрутом выполнения домашних заданий 

по своему номеру в журнале группы. Сроки и порядок сдачи (защиты) 
домашних заданий определяются графиком учебных занятий. 
Задание должно быть оформлено в отдельной тонкой школьной 
тетради, на обложке которой указываются: фамилия и имя студента, 
номер группы, номер студента по журналу группы, номер домашнего 
задания, номера вошедших в него задач, Шифр к задаче.  
При решении каждой задачи необходимо полностью переписать 
условие, записать условие в кратком виде, при необходимости сделать поясняющий рисунок или схему. Образцы решения и оформления задач приведены в данном сборнике.  
Приступая к решению задачи, внимательно ознакомьтесь с условием, вникните в постановку вопроса. Определите основные физические законы, которые можно использовать при решении задачи. 
В ходе решения необходимо пояснить и обосновать использование 
тех или иных законов, соотношений, формул. Ознакомьтесь с таблицами физических констант, которые даны в приложении, используя 
их при решении; не вводите иных обозначений и числовых значений 
для этих констант. 
Для решения большинства задач требуется выполнить подробный 
и аккуратный чертеж, рисунок или схему (см. примеры решения). 
На чертеже указать все рассматриваемые объекты, обозначения, векторы, систему координат. В комментариях к рисунку следует разъяснить роль допущений, сделанных в задаче. В ряде случаев это облегчает решение задачи, позволяет представить физический процесс наглядно, а в задачах по механике решение без чертежа или рисунка, 
как правило, невозможно. 
За редким исключением, каждая задача должна быть решена в общем 
виде, так чтобы искомая величина была выражена через заданные в условии величины. Решение в общем виде позволяет проанализировать результат, получить определенную закономерность, понять, как зависит 
искомая величина от заданных в условии параметров. Полученное в общем виде решение необходимо проверить с точки зрения размерности 
в обобщенном (буквенном) виде. Если размерность не соответствует искомой физической величине, нужно искать ошибки в решении. В отдельных случаях возможна подстановка числовых данных в промежуточные 
выражения, если это существенно облегчает решение, а выражение 
для искомой величины слишком громоздкое. 
Приступая к вычислениям, выразите все числовые данные в одной 
системе единиц, желательно в СИ. Если в выражение входят отношения 
однородных физических величин в одинаковой степени, то их можно