Контрольная работа по дисциплине "Концепция естественного естествознания"

Министерство  обраавания  науки Российской Федерации  Федеральное государственное бюджетное  образовательное  учерждение высшего

профессионального образования

"Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г.Разумовского"

Филиал ФГБОУ ВПО "МГУТУ им.К.Г. Разумовского в г.Мелеузе (Республика Башкортостан)

 

 

Контрольная работа

 

По дисциплине:  Концепции    современного                                естествознания                                                                  

 

    Вариант №9

 

 

 

 

                                                                     Выполнила:

                                                                                      Студентка 1 курса

                                                                                      Исмагилова Олеся М.

                                                                                      Института :Экономика

                                                                                      Специальность:БУ

                                                                                      Шифр:080100(2)

                                                                                      Работа сдана на проверку

                                                                                      Преподаватель:                                                                                                              

                                                                     Оценка

 

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Концепции современного естествознания» (КСЕ) была включена в программы гуманитарных направлений и специальностей высшего образования в 1994/95 учебном году. В начале 90-х годов наметилось значительное ослабление естественнонаучного компонента в системе подготовки студентов-гуманитариев. С другой стороны, проникновение рационального подхода, характерного для естественных наук, в гуманитарные области науки привело к необходимости ознакомления студентов гуманитарных направлений с современной естественно-научной картиной мира. В этих условиях введение новой дисциплины, формирующей основы научного мировоззрения, было весьма своевременно. Основное назначение КСЕ – повышение общекультурного статуса и уровня эрудиции в области современного естествознания, а также достижение высокого и устойчивого уровня профессионализма через фундаментализацию естественнонаучного образования. Ознакомление студентов с концептуальным фундаментом естествознания является насущным требованием времени. Это связано с переходом на качественно новый уровень подготовки специалистов. Сегодня специалист должен быть

не только профессионалом в своей области, но и, прежде всего, лидером, обладающим устойчивыми жизненными ориентирами. В свою очередь жизненные установки и ориентиры зависят от общего культурного уровня

человека, который формируется в процессе его воспитания и образования. Одним из показателей такого общекультурного уровня всегда считалось научное мировоззрение. Таким образом, одной из целей курса «Концепции современного естествознания» является повышение общего культурного и

образовательного уровня будущих специалистов.

Задание 4. Назовите  виды  фундаментальных  взаимодействий.  В  чем проявляется  универсальность  фундаментальных  взаимодействий.  Дайте характеристику фундаментальных взаимодействий, заполните таблицу. В каких  процессах  играют  определяющую  роль  фундаментальные взаимодействия?

№	Вид взаимодействия	Константа	Радиус действия	Кванты
1	Сильное	1	1 ФМ=1/mπ	Глюон
2	Электромагнитное	(1/137) 1/2	∞	Фотон
3	Слабое	10 -6	10 -2 ФМ=1/mw	W, z - бозон
4	Гравитационное	10 -38	∞	Гравитон

 

   ^{Фундаментальные воздействия, играют определяющую роль в структуре физических норм. Из них формируются фундаментальные безразмерные постоянные единой теорией взаимодействия. Эти и некоторые другие константы, также размерность пронства N определяют структуру Вселенной  и ее свойства.}

^{Задание 5. а). Дайте краткую характеристику солнечной системы. Заполните таблицу.}

^{Солнце представляет собой звезду среднего размера, его радиус около 700 тыс. км. Возраст Солнца оценивается примерно в 5 млрд лет. Считается, что звезды первого поколения имеют возраст на 8—10 млрд лет больше. В Галактике существуют также молодые звезды, которым всего от 100 тыс. до 100 млн лет. Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Солнце овершает один оборот вокруг центра Галактики за 250 млн лет. Этот период называют галактическим годом. Источником солнечной энергии являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий, которые происходят в недрах. В Солнечной системе насчитывают девять планет, которые расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Между Марсом и Юпитером находится кольцо астероидов, которые также движутся вокруг Солнца.}

^{Итак - В состав Солнечной системы входит Солнце, девять больших планет, около 50 их спутников, более 100 000 астероидов, около 1011 комет, а также бесчисленное множество более мелких объектов.}

 

Название планеты	Средний радиус		Масса	Сред. расст.  от Солнца	Период обращения
	в км	в радиусах Земли	в массах Земли	в а.е.
солнце	6 960		332 999
Меркурий	2 439	0,38	0,055	0,387	87,97 суток
Венера	6 050	0,95	0,816	0,723	224,7 суток
Земля	6 371	1	1	1	1 год
Марс	3 390	0,53	0,107	1,524	1,88 года
Юпитер	69 720	11	317,84	5,204	11,86 года
Сатурн	58 900	9,2	95,17	9,58	29,46 года
Уран	26 540	4,17	14,59	19,14	84,02 года
Нептун	24 300	3,81	17,25	30,2	164,79 года
Плутон	1 300	0,2	0,0025	39,75	247,7 года

^{* Кроме крупных спутников обнаружены еще несколько более мелких объектов, вращающихся вокруг планеты.}

 

^{6/ В чем сущность закона всемирного тяготения? Почему этот закон называется всемирным? Определите скорость вращения планеты вокруг солнца, считая, что она движется по окружности.}

^{Закон всемирного тяготения 
Этот главный для астрономии закон выведен И.Ньютоном в 1687 г. опытным путем (и, насколько мне известно, до сих пор не подтвержден теоретически). Закон утверждает, что два точечных тела с массами m_{1 и m2 притягивают друг друга с силой}}    

_{^{F = G*m1*m2/r2            (1)}}

_{^{где r - расстояние между телами, а G - гравитационная постоянная. Ускорение, которое испытывает тело m2, находящееся на расстоянии r от данного тела m1, равно:}}    

_{^{a2 = F/m2 = G*m1/r2          (2)}}

_{^{Закон справедлив и для протяженных тел со сферически-симметричным распределением массы, при этом r - расстояние между центрами симметрии тел. Для несферических тел закон соблюдается приближенно, причем тем точнее, чем больше расстояние между телами (между их центрами масс) по отношению к размерам тел.}}

_{^{Все это всем известно еще со школы, и, казалось бы, без математических выкладок добавить больше нечего. Однако это не так.}}

_{^{Согласно (1), сила притяжения пропорциональна массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния. Но масса пропорциональна кубу линейного размера тела. Это означает, что если размеры тел и расстояния между ними (при сохранении их плотностей) пропорционально увеличить, например, в 10 раз, то их массы возрастут в 1000 раз, а квадрат расстояния - только в 100, поэтому сила притяжения увеличится в 10 раз! То есть при увеличении масштаба масса растет на порядок быстрее, чем квадрат расстояния! Из-за ничтожного значения гравитационной постоянной силы притяжения между отдельными предметами на поверхности Земли крайне малы по сравнению с силой притяжения самой Земли, но уже в межпланетных масштабах (сотни миллионов километров) увеличение масс компенсирует G и гравитация становится главной силой.}}

_{^{При уменьшении масштабов проявляется обратный эффект, хоть это уже из биологии. Если, к примеру, уменьшить человека до размеров муравья, т.е. примерно в 100 раз, то его масса уменьшится в 1 000 000 раз. А поскольку сила мышц примерно пропорциональна их поперечному сечению, т.е. квадрату линейного размера, то она уменьшится только в 10 000 раз, т.е. будет 100-кратный выигрыш в силе! Нетрудно догадаться, что фактически насекомые обитают в условиях сильно пониженной по сравнению с более крупными животными гравитации. Поэтому вопрос о том, какой вес смог бы поднять муравей, если бы был размером со слона, просто не имеет смысла. Строение тела насекомых и вообще всех мелких животных оптимально именно для пониженного тяготения, и ноги у муравья просто не выдержат веса тела, не говоря уже о каком-то дополнительном грузе. Так сила тяжести накладывает ограничения на размеры наземных животных, и самые крупные из них (например, динозавры), по-видимому, существенную часть времени проводили в воде.}}

_{^{Летательные способности в животном мире также ограничены массой тела. Не только сила мышц, но и площадь крыльев растет пропорционально квадрату линейных размеров, т.е. для при некоторой предельной массе тела полеты становятся невозможными. Эта критическая масса составляет примерно 15-20 кг, что соответствует весу самых тяжелых из земных птиц. Поэтому очень сомнительно, что древние гиганские ящеры действительно могли летать; скорее всего, их крылья позволяли им только планировать с дерева на дерево.}}

_{^{Определите скорость вращения планеты вокруг Солнца, считая что она движется по окружности.}}

_{^{например, скорость Урана}}

_{^{Для определения скорости Вам надо знать радиус орбиты (R) и период обращения(T) (если знаете что-то одно, радиус или период, вторая величина вычисляется из отношения радиусов и периодов, используя данные Луны или земли). Дальше}}

_{^{V= 2x(Pi)xR/T=6,81 км/с}}

_{^{Задание 5.9}}

_{^{Астрономические знаки :}}

_{^{Солнце ;Меркурий ; Венера ; Земля ; Марс ; Юпитер ;}}

_{^{Сатурн ; Уран ; Нептун ; Плутон .}}

 

_{^{Задание 6.9. Световое  давление,  испытываемое  зеркальной  поверхностью  площадью  I  см2,  равно  10      Па.  Найти  длину  волны  монохроматического света, если ежесекундно падают 5 -1012 фотонов.}}

_{^{Дано: Си:}}

_{^{S= 1 см2 1 × 10 -4м2}}

_{^{P=10 Па}}

_{^{T= 1с}}

_{^{N=5 × 10 12 фотонов}}

_{^{Найти: λ .}}

_{^{Решение: световое давление на зеркальную поверхность  р=}}

_{^{Где Е – N  – полная энергия излучения на поверхности S за время t.}}

_{^{Поскольку ho=  , получаем p=    =  , отсюда λ=.}}

_{^{Вычисляем:}}

_{^{h= 6,63 ×10-34 Джс}}

_{^{s= 10-4 м2}}

_{^{λ=  = 6,63 × 10 -18}}

_{^{-18 м}}

_{^{Ответ: λ= 6,63 × 10 -18 м.}}

_{^{Задание7 .9.  Средняя   кинетическая   энергия   электрона   в   невозбужденном}}  

_{^{атоме водорода 13,6 эВ. Используя соотношения неопределенностей,}}

_{^{найти наименьшую погрешность, с которой можно вычислить координату}}

_{^{электрона в атоме.}}

_^Дано:

_{^{Е ср. кин. = 13,6 эВ}}

_{^{Найти: ∆ x, ∆ y. ∆ Z.}}

_{^{Решение:1) Из соотношения между средней кинетичсекой энергией и среднеквадратическим импульсом Pср. кв.}}

_{^{Е ср. кин. =  , получим Р ср. кв. =}}

_{^{Где me – масса электрона.}}

_{^{2) Понятие, что неопределенность компонент импульса ∆ Р х, ∆Р у, ∆Р z  имеет порядок среднеквадратического импульса и применив соотношение неопределенностей}}