Министерство науки и образования российской федерации

Вид материала

Исследование

Содержание Томского политехнического университета Мамонова Т.Е. 1. Порядок выполнения курсовой работы Таблица 1. Примерный график выполнения работы 2. Варианты заданий W. Расстояние между пластинами d U = 150 В. Вариант 6. Если на вход электрической цепи (рис. 2) подано напряжение U S заключён при нормальных условиях V A = 370.4 Дж. Вариант 11. Двум металлическим шарам с радиусами r M ≥ 5 г. Вариант 16. Гиря падает на Землю и ударяется о препятствие. Скорость при ударе v Q=94.7 Дж. Вариант 23. Из всех концентрических очень тонких металлических сфер с радиусами r R≈1143 Ом Вариант 25. По наклонной доске пустили катиться снизу вверх шарик. На расстоянии l A=600 Дж.Вариант 29. Маленький шарик, заряженный до величины q 3. Методические указания 4. Содержание пояснительной записки Министерство науки и образования российской федерации Национальный исследовательский Пояснительная записка Приложение Б Разработка функциональной схемы датчика ... Полное содержание

Подобный материал:

• Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации Государственный, 343.55kb.
• Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное научное, 1938.46kb.
• Министерство образования и науки российской федерации «утверждаю» Минобрнауки России, 7940.78kb.
• Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию, 32.48kb.
• Государственная программа Российской Федерации «Доступная среда» на 2011 2015 годы, 1560.95kb.
• Вторая всероссийская научно-практическая конференция «Рынок образования и рынок труда:, 36.95kb.
• Реферат по дисциплине «Методология программной инженерии» Тема: «case технологии разработки, 116.96kb.
• Министерство образования и науки Российской Федерации, 427.21kb.
• Министерство министерство образования и науки информационных российской федерации технологий, 47.51kb.
• Правительства Российской Федерации от 11 июля 2005 г. №422. Государственным заказчиком, 268.73kb.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ




Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Т.Е. Мамонова


КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ:

«ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА C ПРИМЕНЕНИЕМ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ C++».


Рекомендовано в качестве методического пособия

Редакционно-издательским советом

^ Томского политехнического университета


Издательство

Томского политехнического университета

2011


УДК 683.1

ББК 00000

С00


^ Мамонова Т.Е.

Исследование объекта с применением языка программирования C++/ Т.Е. Мамонова; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 22 c.


В пособии изложены основы выполнения курсовой работы, предназначенной для отработки навыков программирования задач средней сложности у студентов дневного отделения направлений «Мехатроника и робототехника» и «Автоматизация технологических процессов и производств в нефтегазовой отрасли» в рамках дисциплины «Информатика». Приведены варианты заданий для курсовой работы и подробное описание порядка выполнения курсовой работы. Даны краткие указания и рекомендации для решения каждого варианта заданий.

Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 221000 «Мехатроника и робототехника» и 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств в нефтегазовой отрасли».


УДК 000000

ББК 00000


Рецензент


кандидат технических наук, доцент ТПУ

В.Н. Шкляр


© ГОУ ВПО «Национальный

исследовательский Томский

политехнический университет», 2011

© Мамонова Т.Е., 2011

© Оформление. Издательство Томского

политехнического университета, 2011


Введение

Целью курсовой работы является закрепление и углубление знаний, полученных студентами в курсе «Информатика», развитие навыков при выборе представления исходных данных, а также использование обобщённого и объектно-ориентированного подхода при написании программ на языке C++, тестирования и отладки программы, оформления документации на программную разработку.

^ 1. Порядок выполнения курсовой работы

Курсовая работа по курсу «Информатика» выполняется индивидуально каждым студентом в соответствии с выданным преподавателем вариантом. Обязательным является описание алгоритма работы программы в виде блок-схемы. Курсовая работа выполняется в среде Borland C++ либо в Visual studio C++.

В процессе работы автор должен

1. Выполнить анализ предметной области.
   
2. Разработать алгоритмы, реализующие функции для решения поставленной задачи.
   
3. Разработать пользовательский интерфейс для ввода и получения информации.
   
4. Предусмотреть обработку исключительных ситуаций, возникающих во время работы программы.
   
5. Провести отладку и тестирование программы.
   
6. Провести исследование объекта с использованием разработанной программы.
   
7. Реализовать анимацию в соответствии с вариантом задания.
   
8. Оформить отчёт.
   

Все этапы работы должны быть отражены в пояснительной записке.

Примерный график выполнения работы, в соответствии с которым студент должен отчитываться преподавателю, представлен в таблице 1.


^ Таблица 1. Примерный график выполнения работы

№	Этап курсовой работы	Неделя семестра
1	Получение заданий, анализ предметной области и поиск математического описания поставленной задачи.	1-3
2	Разработка алгоритмов, используемых при решении задачи.	4-6
3	Разработка интерфейса.	7-9
4	Реализация анимации.	10-12
5	Отладка и тестирование программы.	13-14
6	Выполнение исследования.	15-16
7	Оформление пояснительной записки.	17-18

^ 2. Варианты заданий

Решить задачу в общем виде. Полученную зависимость исследовать с помощью программы, реализованной на языке программирования C++. Получить частное решение при заданных значениях переменных. Реализовать анимацию в соответствии с вариантом.

Вариант 1.

Какова скорость капель v₂ отвесно падающего дождя, если шофёр легкового автомобиля заметил, что капли дождя не оставляют следа на заднем стекле, наклонном вперёд под углом α к горизонту, когда скорость автомобиля v₁ больше V. Получить частное решение при α=60^о, V=30 км/ч. Анимация: падающие капли дождя на заднее стекло автомобиля.

Указания: 1) ознакомиться с кинематикой из курса общей физики; 2) расставить вектора скоростей капель и автомобиля; 3) получить треугольник скоростей.

Ответ: v₂ ≈ 14.4 м/с

Вариант 2.

К концам шнура, перекинутого через блок, подвешены грузы m₁ и m₂. Пренебрегая трением и считая шнур и блок невесомыми, а шнур нерастяжимым, определить ускорение, с которым будут двигаться грузы, силу натяжения шнура и показания динамометра, на котором висит блок. Получить частное решение при m₁=50 г. и m₂=75 г. Анимация: движение вниз одного из двух грузов, подвешенных на концах шнура, перекинутого через блок с динамометром.

Указания: 1) ознакомиться с применением законов Ньютона из курса общей физики; 2) расставить все силы, действующие на грузы; 3) записать уравнения движений грузов.

Динамометр (от динамо и метр) – прибор для измерения силы или момента, состоит из силового звена (упругого элемента) и отсчётного устройства.

Ответ: a ≈ 1.96 м/c²; T ≈ 0.6 Н; F ≈ 1.2 Н.

Вариант 3.

Стержень AB, шарнирно закреплённый в точке A, опирается концом B на платформу (рис. 1). Какие минимальные силы F₁ (влево) и F₂ (вправо) нужно приложить для того, чтобы сдвинуть платформу с места? Масса стержня m, коэффициент трения стержня о платформу k и угол, образуемый стержнем с вертикалью, равен α. Трением качения колёс платформы и трением в осях пренебречь. Получить частное решение при m=50 г, k=0.2, α=45^о. Анимация: показать движение платформы влево и вправо.




Рис. 1


Указания: 1) ознакомиться со статикой из курса общей физики; 2) расставить направление сил; 3) применить условие равновесия стержня.

Ответ: F₁ ≈ 0.041 Н, F₂ ≈ 0.061 Н.

Вариант 4.

Некоторая установка, выделяющая мощность N, охлаждается проточной водой, текущей по спиральной трубке диаметром d. При установившемся режиме проточная вода нагревается на ∆t. Определить скорость воды, предполагая, что вся выделяемая мощность установки идёт на нагрев воды. Получить частное решение при N=30 кВт, d=15мм, ∆t=15^о С. Анимация: реализовать установку с движущейся водой.

Указания: 1) ознакомиться с молекулярной физикой из курса общей физики; 2) применить условие установившегося режима при заданном предположении.

Ответ: v = 2.7 м/c.

Вариант 5.

В плоский конденсатор длиной l влетает электрон под углом α к пластинам. Энергия электрона ^ W. Расстояние между пластинами d. Определить величину напряжения на конденсаторе U, при котором электрон при выходе из пластин будет двигаться параллельно им. Получить частное решение при l=5 см, α=15^о, W=1500 эВ, d=1 см. Анимация: схематично реализовать движение электрона между пластинами.

Указания: 1) ознакомиться с такими разделами общей физики, как «Напряжённость поля», «Работа сил электрического поля, «Потенциал электрического поля»; 2) разложить скорость электрона на две составляющие и найти ускорение электрона по выходе из конденсатора; 3) применить второй закон Ньютона.

Ответ: ^ U = 150 В.

Вариант 6.

Если на вход электрической цепи (рис. 2) подано напряжение U₁, то напряжение на выходе U₃. При этом через сопротивление R₂ идёт ток I₂. Если на выход цепи подать напряжение U^΄₃, то напряжение на входе окажется равным U^΄₁. Определить величины сопротивлений R₁, R₂ и R₃. Получить частное решение при U₁=100 B, U₃=40 B, I₂=1 A, U^΄₃=60 B, U^΄₁=15 B. Анимация: реализовать движение тока по цепи.




Рис. 2


Указания: 1) ознакомиться с таким разделом общей физики, как «Последовательное и параллельное соединение проводников»; 2) выразить падение напряжения на сопротивлении R₂ в первом и втором случаях.

Ответ: R₁ = 20 Ом, R₂ = 60 Ом, R₃ = 40 Ом.

Вариант 7.

Самолёт летит из пункта A в пункт B и возвращается назад в пункт A. Скорость самолёта в безветренную погоду равна v. Найти отношение средних скоростей всего перелёта для двух случаев, когда во время перелёта ветер дует: 1) вдоль линии AB; 2) перпендикулярно линии AB. Скорость ветра равна u. Получить частное решение при v= 70 м/с, u= 20 м/c. Анимация: реализовать движение самолёта из пункта A в пункт B.

Указания: 1) ознакомиться с кинематикой из курса общей физики; 2) расставить вектора скоростей ветра и самолёта. 3) выразить время перелёта; 4) среднюю скорость считать как среднюю арифметическую величину.

Ответ: v_ср1/v_ср2 ≈ 0.958

Вариант 8.

Два одинаковых груза M подвешены на невесомой и нерастяжимой нити, перекинутой через блок. На один из них положен грузик массой m. Определить силу f давления грузика на груз M и силу F, действующую на ось блока. Получить частное решение при M=50 г, m=10 г. Анимация: движение вниз одного из двух грузов, подвешенных на концах шнура, перекинутого через блок.

Указания: 1) ознакомиться с применением законов Ньютона из курса общей физики; 2) записать уравнения движений каждого из тел, используя второй закон Ньютона; 3) применить третий закон Ньютона.

Ответ: F ≈ 1069 Н, f ≈ 89 Н.

Вариант 9.

К концу пружины, первоначальная длина которой равна l, подвешивают груз массой m. При этом длина пружины увеличивается на 0.1l. В какой точке нерастянутой пружины нужно было подвесить груз массой 2m, чтобы точка его подвеса оказалась на одинаковом расстоянии от концов пружины? Груз m по-прежнему прикреплён к нижнему концу пружины. Массой пружины пренебречь. Получить частное решение при l=2 м, m=40 г. Анимация: реализовать движение вниз груза на пружине.

Указания: 1) ознакомиться со статикой из курса общей физики; 2) разделить длину пружины на две части.

Ответ: l₁/l₂ = 11/13.

Вариант 10.

В нижней части цилиндрического сосуда с площадью основания ^ S заключён при нормальных условиях V₀ воздуха, который закрыт невесомым поршнем. Воздух под поршнем нагревается на ∆t, при этом поршень поднимается. Определить величину работы, которую совершает расширяющийся воздух, перемещая поршень. Зависит ли величина работы от площади поршня? Получить частное решение при S=1 м², V₀=1 м³, ∆t=1 ^оC. Анимация: движение поршня в цилиндрическом сосуде.

Указания: 1) ознакомиться с молекулярной физикой из курса общей физики; 2) выразить работу воздуха при изобарическом нагревании поршня; 3) применит закон Гей-Люссака.

Ответ: ^ A = 370.4 Дж.

Вариант 11.

Двум металлическим шарам с радиусами r₁ и r₂, соединёнными длинным тонким проводником, сообщён заряд Q. Затем шар радиусом r₁ помещают внутрь металлической заземлённой сферы радиусом R=3r₁ (рис. 3). Какое количество электричества перейдёт при этом по соединительному проводнику?




Рис. 3


Получить частное решение при r₁=10 см, r₂=50 см, Q=10^-7 Кл. Анимация: схематично реализовать движение тока между шарами.

Указания: 1) ознакомиться с такими разделами общей физики, как «Напряжённость поля», «Работа сил электрического поля, «Потенциал электрического поля»; 2) найти заряды на шарах до помещения шара радиусом r₁ в заземлённую сферу; 3) определить потенциал на поверхности шара с радиусом r₁ после его помещения в заземлённую сферу.

Ответ: ∆q ≈ 6.4∙10^-9 Кл.

Вариант 12.

Какими должны быть сопротивления r₁, r₂ и r₃ для того, чтобы «звезду», составленную из них, можно было бы включить вместо треугольника, составленного из сопротивлений R₁, R₂ и R₃ (рис. 4)? Получить частное решение при R₁=2 Ом, R₂=3 Ом и R₃= 5 Ом. Анимация: реализовать формирование цепи «звезда » в цепь «треугольник».



Рис. 4


Указания: 1) ознакомиться с таким разделом общей физики, как «Последовательное и параллельное соединение проводников»; 2) найти сопротивления между точками 1-2, 1-3 и 2-3 в заданных конфигурациях; 3) составить уравнения при условии равенства сопротивления между выбранными узлами.

Ответ: r₁ = 1.5 Ом, r₂ = 1 Ом, r₃ = 0.6 Ом.

Вариант 13.

Расстояние между двумя станциями S, поезд метро проходит со средней скоростью v_ср. При этом на разгон он затрачивает время t₁, затем идёт равномерно некоторое время t₂ и на замедление до полной остановки тратит время t₃. Определить наибольшую скорость поезда v_макс. Получить частное решение при S=3 км, v_ср=54 км/ч, t₁=20 с, t₃=10 c. Анимация: реализовать движение поезда между станциями.

Указания: 1) ознакомиться с кинематикой из курса общей физики; 2) построить график скорости движения поезда v(t). 3) определить пройденный путь поезда через v_макс и v_ср.

Ответ: v_макс ≈ 16.2 м/c.

Вариант 14.

Через невесомый блок, укреплённый на ребре призмы, грани которой образуют углы α и β с горизонтом, перекинута нить (рис. 5). К концам нити прикреплены грузы массами m₁и m₂. Найти ускорения грузов и силу натяжения нити. Трением пренебречь.



Рис. 5


Получить частное решение при α=45^о, β=30^о, m₁=30 г, m₂=20 г. Анимация: движение вниз одного из двух грузов, укреплённых на ребре призмы.

Указания: 1) ознакомиться с применением законов Ньютона из курса общей физики; 2) записать уравнения второго закона Ньютона для каждого из грузов, спроецировав силы, действующие на грузы вдоль граней призмы; 3) составить систему уравнений и решить её.

Ответ: a ≈ 2.2 м/с², T ≈ 0.142 Н.


Вариант 15.

Два одинаковых шара радиусом r и массой m положены в вертикальный открытый с обеих сторон полый цилиндр радиуса R (r>R/2). Вся система находится на горизонтальной плоскости. Какой должна быть минимальная масса полого цилиндра M, чтобы шары не могли его опрокинуть? Получить частное решение при r=30 см, m=10 г, R=40 см. Анимация: реализовать падение цилиндра с шарами и выкатывание одного из шаров наружу.

Указания: 1) ознакомиться со статикой из курса общей физики; 2) решение осуществлять через моменты сил с применением третьего закона Ньютона и условия равновесия шаров.

Ответ: ^ M ≥ 5 г.

Вариант 16.

Гиря падает на Землю и ударяется о препятствие. Скорость при ударе v. Вычислить, какая часть гири расплавиться, если вся теплота, выделяемая при ударе, поглощается гирей. Температура гири перед ударом t₀; температура плавления t_пл; удельная теплоёмкость c; удельная теплота плавления λ. Получить частное решение при v=330 м/с, t₀=27^о С, t_пл=327^о С, c=125.7 Дж/(кг·К), λ=26.4 ·10³Дж/кг. Анимация: падение гири на Землю и её столкновение с препятствием.

Указания: 1) ознакомиться с молекулярной физикой из курса общей физики; 2) выразить кинетическую энергию гири; 3) получить приведённое уравнение и найти искомую величину.

Ответ: m₁/m = 64%

Вариант 17.

Внутрь тонкостенной металлической сферы радиусом R концентрически помещён металлический шар радиусом r. Шар через отверстие в сфере соединён с Землёй с помощью очень тонкого длинного проводника. На внешнюю сферу помещают заряд Q. Определить потенциал φ этой сферы. Получить частное решение при R=20 см, r=10 см, Q=10^-8 Кл. Анимация: схематично реализовать заданную установку с периодическим изменением цвета внешней сферы.

Указания: 1) ознакомиться с такими разделами общей физики, как «Напряжённость поля», «Работа сил электрического поля, «Потенциал электрического поля»; 2) найти потенциал внешней сферы; 3) определить потенциал внутренней сферы при заземлении, между шариком и сферой; 4) через полученные уравнения найти искомый потенциал.

Ответ: φ = 225 В.

Вариант 18.

Собрана цепь, изображённая на рис. 6. Вольтметр показывает напряжение U₁. Напряжение на входе цепи U₀. Найти отношение тока, идущего через вольтметр, к току, идущему через правую часть потенциометра, если отношение сопротивлений, на которые движок делит потенциометр, n, причём большее сопротивление справа от движка. Получить частное решение при U₁=20 B, U₀=100 B, n=2/3. Анимация: реализовать движение тока по цепи.




Рис. 6


Указания: 1) ознакомиться с таким разделом общей физики, как «Последовательное и параллельное соединение проводников»; 2) разделить сопротивление потенциометра на две части; 3) определить падения напряжения на сопротивлениях; 4) найти токи на сопротивлениях и их отношения.

Ответ: I_В/I₂ = 5/8.

Вариант 19.

На рис. 7 даны графики скоростей для двух точек, движущихся по одной прямой от одного и того же начального положения. Известны моменты времени t₁ и t₂. В какой момент времени t₃ точки встретятся? Получить частное решение при t₁=10 c, t₂=15 c. Анимация: построить графики движения точек и реализовать по ним движение точек.




Рис. 7


Указания: 1) ознакомиться с кинематикой из курса общей физики; 2) определить пути, пройденные телами к моменту времени t₃; 3) определить отношение ускорений двух тел.

Ответ: t₃ ≈ 23.66 с.

Вариант 20.

Система из двух грузов массами m₁ и m₂ (рис. 8) находится в лифте, движущемся с ускорением a, направленным вверх. Найти силу натяжения T нити, если коэффициент трения между грузом m₁ и опорой равен k. Изменится ли состояние движения (или покоя) грузов, если ускорение лифта сменится на обратное? Получить частное решение при m₁=6 кг, m₂=4 кг, α=10 м/с, k=0.17. Анимация: движение системы при начальном состоянии.




Рис. 8


Указания: 1) ознакомиться с применением законов Ньютона из курса общей физики; 2) распределить ускорения грузов на составляющие; 3) составить систему уравнений и решить её.

Ответ: T₁= 55.6 H, T₂ = 79.2 H.

Вариант 21.

Тяжёлый брусок удерживается силой трения между двумя горизонтальными стержнями A и B (рис. 9). Каково должно быть расстояние от центра тяжести бруска до точки соприкосновения со стержнем A, чтобы он не мог выскользнуть из своих опор? Расстояние a, угол α и коэффициент трения k заданы. Получить частное решение при a=10 см, α=60^о, k=0.23. Анимация: реализовать выскальзывание бруска из горизонтальных стержней.




Рис. 9


Указания: 1) ознакомиться со статикой из курса общей физики; 2) расставить направления всех сил, действующих на брусок; 3) найти составляющую силы тяжести и максимальную силу трение; 4) составить уравнение и решить его.

Ответ: x ≥ 0.327 м.

Вариант 22.

Тело массой m скользит по наклонной плоскости длиной l, которая образует с горизонтом угол α. Скорость тела у основания наклонной плоскости равна v. Вычислить количество теплоты, выделившееся при трении тела о плоскость, если начальная скорость тела равна нулю. Получить частное решение при m=1 кг, l=21 м, α=30^о, v=4.1 м/c. Анимация: движение тела в виде бруска по наклонной плоскости.

Указания: 1) ознакомиться с молекулярной физикой из курса общей физики; 2) количество теплоты определить как работу по преодолению трения.

Ответ: ^ Q=94.7 Дж.

Вариант 23.

Из всех концентрических очень тонких металлических сфер с радиусами r₁, r₂ и r₃ крайне заземлены, а средней сообщён заряд q. Найти напряжённость электрического поля в точках, расположенных на расстояниях R₁ и R₂ от центра сфер. Получить частное решение при r₁=10 см, r₂=12 см, r₃=15 см, q=10^-7 Кл, R₁=11 см, R₂=13 см. Анимация: схематично реализовать заданную установку с периодическим изменением цвета средней сферы.

Указания: 1) ознакомиться с такими разделами общей физики, как «Напряжённость поля», «Работа сил электрического поля, «Потенциал электрического поля»; 2) определить заряды на внутренней и внешней сферах из условия равенства нулю потенциалов внутренней и внешней сфер; 3) найти напряжённость электрического поля на расстоянии r от центра сфер.

Ответ: E₁≈3.7 В/м, E₂≈2.3 В/м.

Вариант 24.

Гальванометр с сопротивлением R_Г, шунтированный сопротивлением R_Ш и соединённый последовательно с сопротивлением R, применён в качестве вольтметра. Он даёт отклонение стрелки в одно давление на U₁. Как изменить сопротивление R, чтобы гальванометр давал отклонение в одно давление на U₂. Получить частное решение при R_Г=100 Ом, R_Ш=250 Ом, R=50 Ом U₁=1 В, U₂=10 В. Анимация: реализовать движение стрелки на гальванометре.

Указания: 1) ознакомиться с таким разделом общей физики, как «Последовательное и параллельное соединение проводников»; 2) определить общее сопротивление системы.

Ответ: ^ R^’≈1143 Ом

Вариант 25.

По наклонной доске пустили катиться снизу вверх шарик. На расстоянии l от начала пути шарик побывал дважды: через t₁ и через t₂ после начала движения. Определить начальную скорость v₀ и ускорение a движения шарика, считая его постоянным. Получить частное решение при l=30 см, t₁=1 c, t₂=2 c. Анимация: реализовать движение шарика по наклонной плоскости снизу вверх.

Указания: 1) ознакомиться с кинематикой из курса общей физики; 2) выразить зависимость координаты тела вдоль наклонной плоскости от времени; 3) преобразовав полученное уравнение и применив теорему Виетта, найти заданные величины.

Ответ: v₀=45 см/c, a=30 см/c².

Вариант 26.

На листе бумаги стоит прямой цилиндр, высота которого l и диаметр d. С каким наименьшим ускорением нужно потянуть лист, чтобы цилиндр упал? Предполагается, что цилиндр не скользит по поверхности листа. Получить частное решение при l =20 см, d=2 см. Анимация: реализовать падающий с движущегося в сторону листа цилиндр.

Указания: 1) ознакомиться с применением законов Ньютона из курса общей физики; 2) расставить направления всех сил, действующих на тело.

Ответ: a>0.1g

Вариант 27.

Две пружины с коэффициентами упругости k₁ и k₂ соединяют один раз последовательно, другой раз – параллельно (рис. 10). Какой должна быть жесткость k_экв пружины, которой можно было бы заменить эту систему из двух пружин? Получить частное решение при k₁= 5 Н/м и k₂=3 Н/м. Анимация: движение груза вниз на пружине.




Рис. 10


Указания: 1) ознакомиться со статикой из курса общей физики; 2) определить значения сил, с которыми растягивают систему пружин в первом и во втором случаях.

Ответ: k_экв1=1.875 Н/м, k_экв2=8 Н/м.

Вариант 28.

Над одной грамм-молекулой идеального газа совершают цикл (замкнутый процесс), состоящий из двух изохор и двух изобар (рис. 11). Температуры в точках 1 и 3 равны соответственно T₁ и T₃. Определить работу, совершённую газом за цикл, если точки 2 и 4 лежат на одной изотерме. Получить частное решение при T₁=265 K и T₃=243 K. Анимация: движение стрелки по указанному графику.




Рис. 11


Указания: 1) ознакомиться с молекулярной физикой из курса общей физики; 2) работа равна площади цикла; 3) записав уравнения состояния для каждой из точек и учитывая значения давлений и объёмов при заданном графике, найти ответ.

Ответ: ^ A=600 Дж.


Вариант 29.

Маленький шарик, заряженный до величины q, находится на расстоянии a от неограниченной или заземлённой плоской металлической поверхности. С какой силой они взаимодействуют? Получить частное решение при q=10^-8 Кл, a=3 см. Анимация: реализовать взаимодействие заряжённого шарика с металлической поверхностью.

Указания: 1) ознакомиться с такими разделами общей физики, как «Напряжённость поля», «Работа сил электрического поля, «Потенциал электрического поля»; 2) сила, действующая на заряд, определяется полем.

Ответ: F = 2.4·10^-4 Н.

Вариант 30.

Имеются два сопротивления. Если амперметр зашунтировать одним из них, то цена деления увеличится в n₁ раз, если амперметр зашунтировать другим, то цена деления увеличится в n₂ раз. Как изменится цена деления амперметра, если для шунта использовать оба сопротивления, включив их между собой: а) последовательно; б) параллельно? Получить частное решение при n₁=3, n₂=7. Анимация: реализовать движение стрелки на амперметре, включенного в цепь.

Указания: 1) ознакомиться с таким разделом общей физики, как «Последовательное и параллельное соединение проводников».

Ответ: а) n_посл=21, б) n_парал=9.

^ 3. Методические указания

1. Курсовая работа выполняется в среде Borland C++ либо в Visual studio C++.
   
2. При выполнении курсовой работы обязательным является использование обобщённого или объектно-ориентированного программирования, а также графическая реализация объекта (анимация).
   
3. При использовании объектно-ориентированного программирования, как правило, класс как тип, определенный пользователем, должен содержать скрытые поля и следующие функции
   

• Конструкторы, определяющие, как инициализируются объекты класса;
  
• Набор методов, реализующих свойства класса (методы, возвращающие значения скрытых полей класса описываются с модификатором const, для того, чтобы не изменялись значения полей);
  
• Набор операций, позволяющий копировать, присваивать, сравнивать объекты и производить с ними требуемые действия;
  
• Класс исключений, используемый для сообщений об ошибках с помощью генерации исключительных ситуаций.
  

4. При реализации исследовательской части работы, необходимо выделить зависимые величины, а так же переменные и характер их влияния на результат.
   
5. Графическая часть работы (анимация) реализуется после выполнения всех необходимых расчётов при наиболее оптимальных входных данных.
   
6. Предусмотреть проверку корректности данных. При проверке использовать механизм исключительных ситуаций.
   

Курсовая работа считается выполненной, если имеются exe-файлы программы, реализующей решение задачи и анимацию в соответствии с вариантами и пояснительная записка к курсовой работе. На защиту курсовой работы необходимо принести пояснительную записку в распечатанном виде, а также диск с программой и пояснительной запиской в электронном виде.

Требования по оформлению:

1. Текст должен быть написан шрифтом Times New Roman, 14.
   
2. Межстрочный интервал 1,5.
   
3. Абзац 1 см.
   
4. Размеры полей: левое – 3 см, правое – 1,5 см, верхнее и нижнее – 2 см.
   
5. Листинг программы располагается в приложении.
   
6. Рисунки подписываются курсивом, шрифтом Times New Roman, 13 с выравниванием по центру.
   

^ 4. Содержание пояснительной записки

В соответствии со стандартом Томского политехнического университета, утверждённого и введённого Приказом ректора от 12.04.06 №22/од, технический документ в виде пояснительной записки должен включать структурные элементы в указанной ниже последовательности:

1. титульный лист;
   
2. задание (ТЗ);
   
3. реферат;
   
4. содержание;
   
5. определения;
   
6. обозначения и сокращения;
   
7. введение;
   
8. основную часть;
   
9. заключение;
   
10. список использованных источников;
    
11. приложения.
    

Титульный лист с указанием фамилии, группы, исполнителя и варианта курсовой работы (см. Приложение А).

Реферат

Реферат размещается на отдельном листе (странице). Рекомендуемый средний объем реферата 850 печатных знака. Объем реферата не должен превышать одной страницы.

Заголовком служит слово “Реферат” (для реферата на иностранном языке – соответствующий иностранный термин).

Реферат должен содержать:

- сведения об объеме пояснительной записки (ПЗ), количестве иллюстраций, таблиц, приложений, количестве частей ПЗ, использованных источников, листов графического материала;

- перечень ключевых слов;

- текст реферата.

Перечень ключевых слов должен включать от 5 до 15 слов или словосочетаний из текста ПЗ, которые в наибольшей мере характеризуют его содержание и обеспечивают возможность информационного поиска. Ключевые слова приводятся в именительном падеже и записываются строчными буквами в строку через запятые.

Текст реферата должен отражать оформленные в виде структурных частей:

- объект исследования или разработки;

- цель работы;

- метод или методологию проведения работы (исследования) и аппаратуру;

- полученные результаты и их новизну;

- основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики;

- степень внедрения;

- рекомендации или итоги внедрения результатов работы;

- область применения;

- экономическую эффективность или значимость работы;

- прогнозные предположения о развитии объекта исследования (разработки);

- дополнительные сведения (особенности выполнения и оформления работы и т.п.)

Если ПЗ не содержит сведений по какой-либо из перечисленных структурных частей реферата, то в тексте реферата она опускается, при этом последовательность изложения сохраняется.

Изложение материала в реферате должно быть кратким и точным и соответствовать положениям ГОСТ 7.9. Сложных грамматических оборотов следует избегать. Пример составления реферата приведен в Приложении Б.

Содержание

Содержание включает введение, заголовки всех разделов, подразделов, пунктов (если они имеют наименование), заключение, список использованных источников и наименования приложений с указанием номеров страниц, с которых начинаются эти элементы. При наличии самостоятельных конструкторских, технологических, программных и иных документов, помещаемых в ТД, их перечисляют в содержании с указанием обозначений и наименований. Оформление содержания – в соответствии с приложением В.

Основная часть

Основная часть состоит из пунктов:

1. Описание алгоритма работы задачи в виде блок-схемы.
   
2. Реализация дополнительных функций (если имеются).
   
3. Примеры экранных форм или диалогов, используемые для взаимодействия с пользователем.
   
4. Исследование предметной области с помощью созданной программы.
   
5. Программная документация:
   

• названия файлов, из которых состоит проект;
  
• названия библиотек, необходимых для выполнения проекта;
  
• инструкция пользователю для работы с программой.
  

6. Выводы по работе.
   

Список литературы

1. Бендиков Г.А. Буховец Б.Б., Керженцев В.В., Мякишев Г.Я. Задачи по физике для поступающих в вузы: Учеб. Пособие для подгот. Отделений вузов. – 10-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 344 с.
   
2. Голуб, Ален И. Правила программирования С and С+: пер. с англ. / А. И. Голуб; Под ред. В. Костенко. – М.: Бином, 1996. – 270 с.
   
3. Гольдфарб Н.И. Сборник вопросов и задач по физике. – М.: Высш. школа, 1982. – 351 с.
   
4. Павловская Т. А. С/С++. Программирование на языке высокого уровня. – СПб.: Питер, 2001. – 464с.
   
5. Павловская Т. А., Щупак Ю. А. С++. Объектно-ориентированное программирование: Практикум. – СПб.: Питер, 2004. – 265 с.
   
6. Подбельский В. В. Язык Си++: Учеб. пособие.– М.: Финансы и статистика, 1996. – 560с.
   
7. Прата С. Язык программирования С++. Лекции и упражнения. [Электронный ресурс]. Режим доступа: ok.info/
   
8. Страуструп Б. Язык программирования С++. – СПб.: БИНОМ, 1999. – 991 с.
   
9. Страуструп Б. Язык программирования С++: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1991. – 352с.
   

Приложение A

Пример оформления титульного листа курсовой работы


^ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ




Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

^ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Институт/факультет Кибернетики

Кафедра Интегрированных компьютерных систем управления


^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

по курсовому проекту/работе

на тему: «Исследование объекта с применением языка

программирования C++»


Выполнил студен гр.

ФИО

Проверил ассистент ИКСУ И

должность

___Мамонова Т.Е.______

ФИО


Томск – 2011

^

Приложение Б

Пример оформления реферата

Реферат

Выпускная квалификационная работа 97 с., 24 рисунка, 12 таблиц, 52 источника, 3 приложения, 4 л. графич. материала.

Ключевые слова: расходомерные установки, поршневые расходомеры, тахометрические расходомеры, измерение, большие расходы, газы

Объектом исследования являются поршневые установки для точного воспроизведения и измерения больших расходов газа.

Цель работы – разработка методики метрологических исследований установок о применением радиоэлектронной аппаратуры.

В процессе работы проводились экспериментальные исследования отдельных составляющих и общей погрешности установок.

В результате исследования были модернизированы две поршневые реверсивные расходомерные установки первая на расходы до 0,07 м³/с, вторая – до 0,33 м³/с.

Достигнутые технико-эксплуатационные показатели: высокая точность измерения при больших значениях расхода газа. .

Степень внедрения: вторая установка по разработанной методике аттестована как образцовая и используется в АО «Томскгаз».

Эффективность установок определяется их малым влиянием на ход из- меряемых процессов. .

Обе установки могут применяться для градуировки и поверки промышленных ротационных счетчиков газа, а также тахометрических расходомеров.

Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Мicrosoft Word 7.0 и представлена на дискете 3,5" (в конверте на обороте обложки).


Приложение В

Пример оформления содержания


Содержание

		С.
	Введение	5
1	Технические характеристики датчика электромагнитных колебаний	6
2	Выбор и обоснование принципа построения датчиков электромагнитных колебаний	9
	2.1 Классификация датчиков электромагнитных колебаний	9
	2.2 Пути повышения точности датчиков частоты	14
3	^ Разработка функциональной схемы датчика электромагнитных колебаний	17
	3.1 Электронный датчик электромагнитных колебаний	17
	3.2 Описание и обоснование метода измерения высокочастотных электромагнитных колебаний с помощью электронного датчика	31
4	Технико-экономичесское обоснование	35
	Заключение	41
	Список использованных источников	43
	Приложение А Методика расчета надежности	45
	Приложение Б ФЮРА. 424121.001 РЭ Блок питания. Руководство по эксплуатации.	46
	Приложение В Development of a function chart of the sensor, of electromagnetic fluctuations Part 3	47
	ФЮРА. 424121.001 ЭЗ Блок питания. Схема электрическая принципиальная	49
	ФЮРА. 424121.001 ПЭЗ Блок питания. Перечень элементов	50
	Дискета 3,5 " :	В конверте на обороте обложки
	ФЮРА. 424121.001 Блок питания. Сборочный чертеж. Файл blok.pkd в формате PCAD 8.5
	ФЮРА. 424121.001 Плата. Файл blok.pob в формате PCAD 8.5