Методические указания к решению задач практических заданий

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ

Практическое  задание № 1

Практическое задание № 1 содержит задачи № 1, 2 и 3, которые служат для закрепления изученного материала по международной системе единиц (СИ) и его практического использования.

1. При решении задачи 1 искомую производную физическую величину необходимо выразить через такие физические величины, которые имеют в качестве единиц измерения основные единицы системы СИ. В задании используются только механические, электрические и магнитные величины и соответствующие им единицы измерения. Поэтому из семи основных единиц измерения системы СИ используются только четыре (м, кг, с, А). Задача № 2 является обратной по отношению к задаче № 1, т.к. в условии указана размерность физической величины, с помощью которой необходимо установить эту величину и указать её наименование.

При решении этих задач необходимо использовать простейшие независимые физические уравнения, связывающие искомые и  известные физические величины. Укажем основные из них, приняв связь между размерностью и физической величиной следующим образом: длина L→ℓ, масса М→m, время Т→t, сила электрического тока I→I.

·  Линейное ускорение  a = ℓ/t².

·  Сила F = ma .

·  Давление Р = F/S = F/ℓ².

·  Работа А = Fℓ.

·  Мощность Р = А/t.

·  Электрический заряд q=It.

·  Электрическое напряжение U=A/q=P/I.

·  Электрическое сопротивление R=U/I.

·  Электрическая емкость С = q/U.

·  Изменение магнитного потока ΔФ = -ЕΔt = qR.                                   (Е – электродвижущая сила).

·  Индуктивность L = Ф/I.

·  Магнитная индукция В = Ф/S = Ф/ℓ².

В случае затруднений следует обратиться к физическим справочникам или пособиям по системе единиц СИ, например, Широков К.П., Богуславский М.Г. Международная система единиц. М.: Изд-во стандартов, 1984. –112с. Полезные сведения имеются также в [1, 6]. Теоретический материал изложен в параграфе 2.1.2. конспекта лекций.

Пример. Выразить единицу измерения удельного электрического сопротивления ρ Ом·м (Ом - метр) через основные единицы системы СИ.

Согласно определения, удельное электрическое сопротивление определяется электрическим сопротивлением, приходящимся на единицу длины проводника при площади сечения проводника, равной единице, т.е.              ρ = RS⁄ℓ, т.е. 1 Омּм  равен удельному электрическому сопротивлению проводника площадью поперечного сечения 1м² и длиной 1м, имеющего сопротивление 1Ом.

В данном соотношении единицы измерения R и S  являются также производными. Используя приведенные выше соотношения, запишем:

ρ = RS⁄ℓ = Uℓ²/Iℓ = Аℓ/qI = Fℓ²/I t I = maℓ²/I²t = mℓℓ²/I²t²t = mℓ³/I²t³.

В этом соотношении все величины выражаются в основных единицах системы СИ. Следовательно,