Решебник Степанова, 9, 10, 11 класс (Физика)

Скачать на нашем сайте решебник не получится, он доступен только для просмотра онлайн
Смотреть решебник Степанова 9, 10, 11 класс

Разделы решебника:

Основы кинематики

Тема: Материальная точка. Система отсчета. Путь и перемещение
Тема: Прямолинейное равномерное движение
Тема: Относительность движения
Тема: Неравномерное прямолинейное движение. Равноускоренное прямолинейное движение тел
Тема: Равномерное движение по окружности

Основы динамики

Тема: Первый закон ньютона. Масса. Сила
Тема: Второй закон ньютона. Третий закон ньютона
Тема: Применение законов динамики. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести
Тема: Движение тела под действием силы тяжести. Прямолинейное движение по вертикали
Тема: Движение тела брошенного под углом к горизонту
Тема: Движение искусственных спутников
Тема: Сила упругости. Закон гука
Тема: Движение тела под действием силы упругости
Тема: Сила трения. Трение покоя
Тема: Движение тел под действием силы трения
Тема: Движение тела в газе или жидкости
Тема: Вес тела. Невесомость
Тема: Движение тел под действием нескольких сил. Движение в горизонтальном и вертикальном направлении
Тема: Движение связанных тел

Элементы статики

Тема: Равновесие тел при отсутствии вращения
Тема: Момент силы. Правило моментов. Устойчивость тел

Законы сохранения

Тема: Импульс тела. Закон сохранения импульса
Тема: Механическая работа и мощность
Тема: Закон сохранения энергии. Превращение энергии вследствие работы силы трения
Тема: Движение жидкостей и газов

Механические колебания и волны

Тема: Механические колебания
Тема: Механические волны. Звук

Молекулярная физика. Основные положения мкт и их обоснование

Тема: Молекулярное строение вещества

Свойства газов

Тема: Основное уравнение мкт. Скорость молекул
Тема: Уравнение состояния идеального газа
Тема: Изопроцессы в идеальном газе

Термодинамика

Тема: Термодинамика идеального газа. Внутренняя энергия идеального газа
Тема: Первое начало термодинамики
Тема: Тепловые двигатели
Тема: Реальные газы. Насыщенный пар. Влажность воздуха

Свойства жидкостей

Тема: Поверхностное натяжение. Смачивание и капиллярность
Тема: Тепловое расширение твердых тел и жидкостей

Свойства твердых тел

Тема: Деформация твердых тел

Электростатическое поле

Тема: Электростатика
Тема: Электрическое поле. Напряженность поля. Потенциал. Разность потенциалов
Тема: Электроемкость. Конденсаторы

Постоянный ток

Тема: Закон ома для участка цепи. Сопротивление
Тема: Закон ома для полной цепи
Тема: Амперметр и вольтметр в электрической цепи. Шунты и добавочный резистор
Тема: Соединение источников тока. Правила кирхгофа
Тема: Работа и мощность тока

Магнитное поле

Тема: Сила ампера
Тема: Сила лоренца

Электромагнитная индукция

Тема: Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Индуктивность

Электрический ток в различных средах

Тема: Ток в металлах
Тема: Ток в жидкостях
Тема: Ток в газах
Тема: Ток в вакууме
Тема: Ток в полупроводниках

Электрические колебания

Тема: Свободные электрические колебания. Колебательный контур
Тема: Переменный ток
Тема: Активное и реактивное сопротивление. Электрические цепи переменного напряжения
Тема: Трансформатор

Электромагнитные волны

Тема: Свойства электромагнитных волн
Тема: Радиолокация. Телевидение

Геометрическая оптика

Тема: Прямолинейное распространение света. Законы отражения
Тема: Преломление света. Закон преломления. Полное отражение
Тема: Линзы
Тема: Оптические приборы. Глаз

Световые волны

Тема: Скорость света. Дисперсия света
Тема: Интерференция света
Тема: Дифракция; поляризация света
Тема: Излучение и спектры
Тема: Элементы специальной теории относительности

Световые кванты. Действия света

Тема: Фотон
Тема: Фотоэффект

Атомная физика

Тема: Модель атома резерфорда - бора
Тема: Радиоактивность
Тема: Методы регистрации ионизующих излучений
Тема: Энергия связи ядер. Ядерные реакции

Список всех задач из учебника:

Основы кинематики

Тема: Материальная точка. Система отсчета. Путь и перемещение
№1. Можно ли считать Луну материальной точкой при расчете расстояния от Земли до Луны; при измерении ее диаметра; при расчете движения спутника вокруг Луны; при посадке космического корабля на ее поверхность; при определении скорости ее движения вокруг Земли?
(смотреть решение →)
№2. В каких случаях человека можно считать материальной точкой: а) человек идет из дома на работу; б) человек выполняет гимнастические упражнения; в) человек совершает путешествие на пароходе; г) при измерении роста человека?
(смотреть решение →)
№3. Можно ли считать футболиста материальной точкой, когда: а) он бежит от середины поля к воротам противника; б) он отбирает мяч у противника; в) он делает пас другому игроку; г) он спорит с судьей; д) врач оказывает ему помощь?
(смотреть решение →)
№4. На рисунке 1 изображена в плане спортивная площадка. Определите координаты угловых флажков А, В, С, D, координаты учеников К, М и L, выполняющих спортивные упражнения, и координаты зрителей N и F.
(смотреть решение →)
№5. Определите координаты точки А в системах отсчета XOY и X'O'Y' (рис. 2).
(смотреть решение →)
№6. Определите координаты точек А и В в системах отсчета XOY, X'O'Y' и X"O"Y" (рис. 3). Зависят ли координаты точки от выбора системы отсчета? Зависит ли расстояние между ними от выбора системы отсчета?
(смотреть решение →)
№7. Путь или перемещение мы оплачиваем при поездке в такси, на самолете, на теплоходе, на поезде?
(смотреть решение →)
№8. Мальчик подбросил мяч вверх и снова поймал его. Считая, что мяч поднялся на высоту 2,5 м, найдите путь и перемещение мяча.
(смотреть решение →)
№9. На рисунке 4 показана траектория движения материальной точки. Начальное положение A, конечное — B. Найдите координаты точек А и В, перемещение и путь, пройденный точкой.
(смотреть решение →)
№10. На рисунке 5 показаны векторы перемещения шести материальных точек s1, s2, s3, s4, s5 и s6. Найдите координаты начального и конечного положения, модуль каждого перемещения и их проекции на координатные оси.
(смотреть решение →)
№11. На рисунке 6 показано начальное положение некоторой точки А. Определите координату конечной точки, постройте вектор перемещения и определите его модуль, если s = 4 м, a sy = -3 м.
(смотреть решение →)
№12. На рисунке 7 показано конечное положение материальной точки В. Определите, координаты начальной точки, постройте вектор перемещения и найдите его модуль, если sx=-8 м. a sy = 6 м.
(смотреть решение →)
№13. Тело переместилось из точки A с координатами x1 = -1, у1 = 2 в точку с координатами x2 = 5, у2 =3. Сделайте чертеж, найдите перемещение тела и его проекции на оси координат.
(смотреть решение →)
№14. Вертолет пролетел на юг в горизонтальном полете 12 км, затем повернул строго на восток и пролетел еще 16 км. Сделайте чертеж, найдите путь и перемещение вертолета.
(смотреть решение →)
№15. Катер прошел из пункта А по озеру расстояние 5 км, затем повернул под углом 30° к направлению своего движения. После этого он двигался до тех пор, пока направление на пункт А не стало составлять угол 90° с направлением его движения. Каково перемещение катера? Какое расстояние до пункта А ему еще предстоит пройти?
(смотреть решение →)
№16. Известно, что траектории двух материальных точек пересекаются. Столкнутся ли эти точки?
(смотреть решение →)
Тема: Прямолинейное равномерное движение
№17. Точка движется по прямой. При этом за любой интервал времени длительностью 1 с она проходит путь длиной 1 м. Можно ли утверждать, что точка движется равномерно?
(смотреть решение →)
№18. Движение грузового автомобиля описывается уравнением х = -270 + 12t. Опишите характер движения автомобиля, Найдите начальную координату, модуль и направление вектора скорости, координату и перемещение автомобиля за 20 с. Когда автомобиль пройдет через начало координат? Постройте график зависимости x(t) и u(t)
(смотреть решение →)
№19. Движение велосипедиста описывается уравнением х = 150— 10t. Опишите характер движения велосипедиста. Найдите начальную координату, модуль и направление вектора скорости. В какой момент времени велосипедист проедет мимо автостанции, если ее координата равна х = 100 м?
(смотреть решение →)
№20. Движение материальной точки описывается уравнением х = 20t. Опишите характер движения, найдите начальную координату точки, модуль и направление ее скорости. Постройте график зависимости х (t) и vx (t). Найдите графически и аналитически, какой будет координата точки через 15 с после начала движения. Найдите графически, в какой момент времени точка будет иметь координату х = 100 м.
(смотреть решение →)
№21. По прямолинейной автостраде движутся равномерно навстречу друг другу автобус и мотоциклист. В начальный момент времени координаты автобуса и мотоциклиста соответственно равны 500 м и —300 м, а скорости движения 20 м/с и 10 м/с. Напишите уравнение движения автобуса и мотоциклиста, найдите положение этих тел через 5 с. Когда каждый из них пройдет через начало координат? В какой момент времени и где произойдет их встреча? Каким будет расстояние между ними через 1,5 мин после начала наблюдения?
(смотреть решение →)
№22. Движение двух велосипедистов описывается уравнениями x1 = 12t и х2=120— 10t. Опишите характер движения каждого велосипедиста, найдите модуль и направление их скоростей, постройте графики движения, графики скорости и определите графически и аналитически время и место встречи этих велосипедистов.
(смотреть решение →)
№23. Два автопоезда движутся навстречу друг другу по прямому шоссе со скоростями 72 км/ч и 54 км/ч. В некоторый момент времени они оказываются на расстоянии 40 км и 30 км соответственно от середины узкого участка шоссе, на котором возможно только одностороннее движение. Длина этого участка 1,5 км. Помешают ли автопоезда друг другу при проезде этого участка?
(смотреть решение →)
№24. Два мотоциклиста едут по прямому шоссе. Один из них движется со скоростью 60 км/ч, а другой отстает на 20 м и хочет обогнать первого, двигаясь со скоростью 80 км/ч. Успеет ли он совершить обгон, если через 300 м на шоссе начинается участок, где обгон запрещен? Длину мотоциклов принять равной 2 м.
(смотреть решение →)
№25. На рисунке 8 представлены графики движения двух тел. Напишите уравнения движения каждого тела, опишите характер движения. Какой смысл имеет точка пересечения этих графиков?
(смотреть решение →)
№26. На рисунке 9 изображены графики движения трех тел. Найдите начальные координаты тел, модуль и направление скорости движения тел, напишите уравнения зависимости х (t), найдите графически и аналитически время и место их встречи.
(смотреть решение →)
№27. Опишите, как движутся автобусы, если их движение описывается графиками, изображенными на рисунке 10. Найдите начальные координаты, модули и направления скоростей, напишите уравнения зависимости х (t), найдите место и время встречи.
(смотреть решение →)
№28. На рисунке 11 изображены графики зависимости проекции скорости трех тел от времени. Напишите уравнения движения для каждого тела, если известно, что начальная координата первого тела равна—100 м, второго -50 м, а третье тело находилось в начале координат Постройте графики движения этих тел.
(смотреть решение →)
№29. Радиолокатор дважды засек координаты тела, движущегося равномерно по прямой: х1 = 20 м, через 2 мин х2 = 220 м. С какой скоростью двигалось тело? Постройте график скорости, напишите уравнение движения, постройте график движения.
(смотреть решение →)
№30. Радиолокатор дважды засек координаты тела, движущегося равномерно по плоскости. Первое измерение дало х1 = 0 м, у1 = 30 м; второе — х2 = 30 м, у2 = —10 м. Найдите проекции скорости на оси ОX и OY. Найдите модуль скорости движения.
(смотреть решение →)
№31. Радиолокатор ГАИ засек координаты машины x1 = = 60 м и у1= 100 м. Через 2 с координаты машины изменились: х2 = 100 м и y2 = 80 м. Превысил ли водитель автомашины допустимую скорость 60 км/ч?
(смотреть решение →)
№32. Через 4 с после второго измерения координат автомашины (см. задачу 31) по рации была закончена передача команды на задержание водителя инспектору ГАИ, координаты которого x3 = 220 м и у3 = 20м. Успеет ли инспектор, стоящий у дороги, остановить машину при подъезде, или ему придется ее догонять?
(смотреть решение →)
Тема: Относительность движения
№33. Какую траекторию при движении автомобиля описывает центр его колеса относительно прямолинейного отрезка дороги? относительно точки обода колеса? относительно корпуса автомобиля?
(смотреть решение →)
№34. Группа самолетов одновременно выполняет фигуры высшего пилотажа, сохраняя заданный строй. Что можно сказать о движении самолетов относительно друг друга?
(смотреть решение →)
№35. Точка А движется со скоростью 1 м/с, точка В — со скоростью 2 м/с. При этом направления скоростей все время совпадают. Может ли расстояние АВ оставаться постоянным? Приведите пример такого движения.
(смотреть решение →)
№36. Вы находитесь в автомобиле, движущемся на юг со скоростью 120 км/ч. Опишите свое движение в системе отсчета, в которой телом отсчета является: а) ваше тело; б) дерево, растущее у дороги; в) автофургон, который движется на север со скоростью 80 км/ч. Для простоты можно считать, что в начальный момент во всех случаях вы находились в точке х = 0.
(смотреть решение →)
№37. По реке плывет плот шириной 4 м. По плоту от одного его края до другого идет мальчик. Определите перемещения мальчика и плота в системе отсчета, связанной с плотом, и в системе отсчета, связанной с берегом. Чтобы перейти плот с одного края на другой, мальчику потребовалось 4 с. Скорость течения реки равна 1,5 м/с. Определите скорости плота и мальчика, а также пройденный путь в этих системах отсчета.
(смотреть решение →)
№38. Скорость велосипедиста 10 м/с, а скорость встречного ветра 6 м/с. Определите скорость ветра относительно мальчика.
(смотреть решение →)
№39. Летящий со скоростью 1000 км/ч самолет-истребитель выпускает ракету, имеющую скорость 1000 км/ч. Чему равна скорость ракеты относительно земли, если она запущена вперед? назад? в сторону?
(смотреть решение →)
№40. Парашютист опускается вертикально вниз со скоростью 4 м/с в безветренную погоду. С какой скоростью он будет двигаться при горизонтальном ветре, скорость которого относительно земли равна 3 м/с?
(смотреть решение →)
№41. Лодка плывет под парусом по ветру со скоростью 9 км/ч относительно воды. Ветер дует со скоростью 15 км/ч. Чему равна скорость ветра относительно лодки? В какую сторону вытягивается флажок, развевающийся на вершине мачты?
(смотреть решение →)
№42. Сколько времени пассажир, сидящий у окна поезда, движущегося со скоростью 54 км/ч, будет видеть проходящий мимо него встречный поезд, скорость которого 72 км/ч, а длина 150 м?
(смотреть решение →)
№43. По параллельным путям в одну сторону движутся два электропоезда: первый со скоростью 54 км/ч, второй со скоростью 10 м/с. Сколько времени первый поезд будет обгонять второй, если длина каждого из них 150 м?
(смотреть решение →)
№44. Два мальчика бегут навстречу друг другу и перебрасываются мячом. Расстояние между ними в начале движения 30 м. Скорость каждого мальчика 2 м/с. Какой путь пролетит мяч, пока мальчики не сблизятся? Скорость мяча относительно земли равна 5 м/с. Временем нахождения мяча в руках мальчиков пренебречь.
(смотреть решение →)
№45. Эскалатор метрополитена поднимает неподвижно стоящего на нем пассажира в течение 1 мин. По неподвижному эскалатору пассажир поднимается за 3 мин. Сколько времени будет подниматься пассажир по движущемуся эскалатору?
(смотреть решение →)
№46. Ведро выставлено на дождь. Изменится ли скорость наполнения ведра, если подует ветер?
(смотреть решение →)
№47. На тележке установлена труба, которая может поворачиваться в вертикальной плоскости (рис. 12). Тележка равномерно движется по горизонтальному пути со скоростью 2 м/с. Под каким углом α к горизонту следует установить трубу, чтобы капли дождя, падающие отвесно со скоростью 6 м/с, двигались относительно трубы параллельно ее стенкам, не задевая их? Скорость капель считать постоянной.
(смотреть решение →)
№48. Штурман пытается провести судно в тумане через узкий проход между рифами. а) Он знает, что проход лежит к северо-востоку и что океанское течение сносит судно к востоку со скоростью 5 м/с. Винт сообщает судну скорость 5 м/с в направлении вперед. В каком направлении штурман должен вести судно, пользуясь своим компасом? б) Представьте себе, что проход между рифами идет в северном направлении, скорость течения равна 5 м/с, направлено оно на восток, а скорость, сообщаемая винтом судну, равна 9 м/с. Выполните построение и покажите, в каком направлении штурман должен вести судно по компасу. в) Представьте себе, что проход лежит к северу, а скорость течения равна 5 м/с, направлено оно на восток. Докажите, что судно можно провести через проход только в том случае, если судовой двигатель позволяет развить скорость больше 5 м/с.
(смотреть решение →)
№49. На рисунке 13 приведены графики движения велосипедиста и мотоциклиста в системе отсчета, связанной с землей. Напишите уравнение движения мотоциклиста в системе отсчета, связанной с велосипедистом, и постройте графики движения тел в этой системе отсчета.
(смотреть решение →)
№50. На рисунке 14 изображены графики движения грузовика I и автобуса II в системе отсчета, связанной с движущимся относительно земли грузовиком. Напишите уравнения движения этих тел в этой системе отсчета. Напишите уравнения движения этих тел в системе отсчета, связанной с землей, если принять начальную координату грузовика равной 0, а скорость грузовика: а) равной 10 м/с и направленной в ту же сторону, что и ось ОХ; б) равной 10 м/с и направленной в сторону, противоположную оси ОХ.
(смотреть решение →)
Тема: Неравномерное прямолинейное движение. Равноускоренное прямолинейное движение тел
№51. Мотоциклист за первые 2 ч проехал 90 км, а следующие 3 ч двигался со скоростью 50 км/ч. Какова средняя скорость мотоциклиста на всем пути?
(смотреть решение →)
№52. Автомобиль проехал первую половину пути со скоростью 20 м/с, а вторую половину — со скоростью 30 м/с. Найдите среднюю скорость автомобиля на всем пути.
(смотреть решение →)
№53. Первую четверть пути поезд прошел со скоростью 60 км/ч. Средняя скорость на всем пути оказалась равной 40 км/ч. С какой скоростью поезд двигался на оставшейся части пути?
(смотреть решение →)
№54. Небольшие шарики A и B, имея одинаковые скорости v, движутся один к ямке, другой к горке, имеющей форму полуокружности радиусом R (рис. 15). Сравните скорости шариков, когда они окажутся в точке С. Какой из шариков быстрее достигнет точки С?
(смотреть решение →)
№55. Небольшой шарик движется без трения один раз по желобу ABC (рис. 16), а другой раз по желобу ADC. Части желоба AD и ВС вертикальны, углы ABC и ADC закруглены. Изобразите графически для обоих случаев зависимость скорости шариков от времени, если АВ = ВС = AD = DC = H. Скорость шарика в точке А равна нулю. По какому пути шарик быстрее попадет в точку С?
(смотреть решение →)
№56. Автомобиль через 10 с приобретает скорость 20 м/с. С каким ускорением двигался автомобиль? Через какое время его скорость станет равной 108 км/ч, если он будет двигаться с тем же ускорением?
(смотреть решение →)
№57. Мотоциклист, подъезжая к уклону, имеет скорость 10 м/с и начинает двигаться с ускорением 0,5 м/с2. Какую скорость приобретет мотоциклист через 20 с?
(смотреть решение →)
№58. Сколько времени длится разгон автомобиля, если он увеличивает свою скорость от 15 до 30 м/с, двигаясь с ускорением 0,5 м/с2?
(смотреть решение →)
№59. Отъезжая от остановки, автобус за 10 с развил скорость 10 м/с. Определите ускорение автобуса. Каким будет ускорение автобуса в системе отсчета, связанной с равномерно движущимся автомобилем, проезжающим мимо остановки автобуса со скоростью 15 м/с?
(смотреть решение →)
№60. Проекция скорости материальной точки изменяется по закону vx= 10 + 2t (величины измерены в СИ).
(смотреть решение →)
№61. Проекция скорости движущегося тела изменяется по закону vx= 10 — 2t (величины измерены в СИ).
(смотреть решение →)
№62. На рисунке 17 изображен график зависимости проекции скорости движения материальной точки от времени.
(смотреть решение →)
№63. На рисунке 18 приведен график скорости некоторого движения. Определите характер этого движения. Найдите начальную скорость и ускорение, напишите уравнение зависимости проекции скорости от времени. Что происходит с движущимся телом в момент времени, соответствующий точке В? Как движется тело после этого момента времени?
(смотреть решение →)
№64. На рисунке 19 приведены графики зависимости vx (t) для двух тел. Определите по каждому графику характер движения тел, найдите проекции начальных скоростей, определите модуль и направление векторов начальной скорости. Найдите проекцию, модуль и направление векторов ускорений. Напишите уравнения зависимости х (t) для каждого тела. Какой физический смысл имеет точка пересечения графиков?
(смотреть решение →)
№65. На рисунке 20 приведены графики зависимости проекции скорости от времени для трех разных тел. Опишите характер движения каждого тела, отвечая на вопросы, поставленные в задаче 64. Можно ли по этим графикам определить, в какой момент времени второе тело догонит первое?
(смотреть решение →)
№66. На рисунке 21 приведен график зависимости проекции ускорения от времени для некоторого движущегося тела. Принимая проекцию начальной скорости равной + 10 м/с, напишите уравнение зависимости проекции скорости этого тела от времени, опишите характер его движения, постройте график зависимости проекции скорости от времени.
(смотреть решение →)
№67. На рисунке 22 приведен график зависимости проекции ускорения от времени для некоторого тела. Проекция начальной скорости равна —5 м/с. Напишите уравнение зависимости проекции скорости от времени и постройте график. Уменьшается или увеличивается скорость движения этого тела? Какой смысл имеет знак минус?
(смотреть решение →)
№68. При движении некоторого тела проекция его скорости меняется так, как показано на рисунке 23. Опишите характер движения этого тела в разные промежутки времени. Найдите модуль и направление векторов ускорения, напишите уравнения зависимости проекции скорости от времени для этих промежутков времени и постройте график зависимости проекции ускорения от времени.
(смотреть решение →)
№69. На рисунке 24 приведен график зависимости проекции ускорения некоторого тела от времени. Считая проекцию начальной скорости равной 10 м/с, напишите уравнение зависимости vx (t) и постройте ее график.
(смотреть решение →)
№70. На рисунке 25 приведен график зависимости проекции ускорения от времени. К какому моменту времени скорость материальной точки максимальна?
(смотреть решение →)
№71. Шарик, скатываясь с наклонного желоба из состояния покоя, за первую секунду прошел путь 10 см. Какой путь он пройдет за 3 с?
(смотреть решение →)
№72. За какое время автомобиль, двигаясь из состояния покоя с ускорением 0,5 м/с2, пройдет путь 100 м?
(смотреть решение →)
№73. Какую скорость приобретет автомобиль за 10 с, если, двигаясь из состояния покоя равноускоренно, он за 5 с проходит расстояние 25 м?
(смотреть решение →)
№74. Трамвай, двигаясь равномерно со скоростью 15 м/с, начинает торможение. Чему равен тормозной путь трамвая, если он остановился через 10 с?
(смотреть решение →)
№75. Поезд начинает движение из состояния покоя и равномерно увеличивает свою скорость. На 1-м км она возросла до 10 м/с. На сколько она возрастет на 2-м км?
(смотреть решение →)
№76. Тело, двигаясь с места равноускоренно, проходит за четвертую секунду от начала движения 7 м. Какой путь пройдет тело за первые 10 с? Какой скорости оно достигнет в конце десятой секунды?
(смотреть решение →)
№77. Скорость поезда, движущегося под уклон, возросла с 15 м/с до 19 м/с. Поезд прошел при этом путь 340 м. С каким ускорением двигался поезд и сколько времени продолжалось движение под уклон?
(смотреть решение →)
№78. В конце уклона лыжник развил скорость 8 м/с. Найдите начальную скорость лыжника и ускорение, с которым он двигался, если длину уклона 100 м он прошел за 20 с.
(смотреть решение →)
№79. Мотоциклист начал движение из состояния покоя и в течение 5 с двигался с ускорением 2 м/с2, затем в течение 5 мин он двигался равномерно и снова увеличил свою скорость до 15 м/с за 10 с. Найдите среднюю скорость движения мотоциклиста, постройте график зависимости проекции его скорости на направление движения от времени и определите путь, пройденный мотоциклистом.
(смотреть решение →)
№80. Зависимость проекции скорости от времени движения тела имеет вид vx = —10 + 3t. Напишите уравнение зависимости координаты точки от времени и найдите ее координату через 15 с от начала движения. Каково перемещение тела за это время? x0 = 0.
(смотреть решение →)
№81. Уравнение координаты материальной точки имеет вид х — 20 + 5t + t2, величины измерены в единицах СИ.
(смотреть решение →)
№82. Уравнение координаты материальной точки имеет вид x =15 — 3t + 0,5t2, величины измерены в единицах СИ.
(смотреть решение →)
№83. Уравнение координаты материальной точки имеет вид х = 24 + 10t — t2, величины измерены в единицах СИ.
(смотреть решение →)
№84. Уравнения движения дву к тел имеют вид х1 = 10t + + 0.4t2 и х2 = —6t + 2t2. Опишите характер движения каждого тела. Найдите место и время их встречи. В какой момент времени тела будут иметь одинаковые по модулю скорости и совпадать по направлению? Будут ли тела находиться в какой-нибудь из этих моментов времени в одной точке пространства? Каким будет расстояние между ними через 5 с после начала движения?
(смотреть решение →)
№85. Движение двух автомобилей описывается уравнениями х1 = 2t + 0,2t2 и х2 = 80— 4t. Величины измерены в единицах СИ. Опишите характер движения каждого автомобиля, постройте графики зависимости их скоростей от времени. Когда и где произойдет встреча автомобилей? По какому закону изменяется расстояние между ними с течением времени? Найдите расстояние между ними через 10 с после начала движения. Какое перемещение совершит каждый автомобиль за это время?
(смотреть решение →)
№86. Два поезда одинаковой длины идут навстречу друг другу по параллельным путям с одинаковой скоростью 36 км/ч. В момент, когда поравнялись головные вагоны, один из поездов начинает тормозить и полностью останавливается к моменту, когда поравнялись последние вагоны составов. Найдите длину каждого поезда, если время торможения составило 1 мин.
(смотреть решение →)
Тема: Равномерное движение по окружности
№87. При езде на велосипеде без заднего крыла грязь с колеса попадает на спину велосипедисту. Как получается, что комочки грязи могут догнать велосипедиста?
(смотреть решение →)
№88. Период вращения колеса ветродвигателя 0,5 с, а якоря электродвигателя 0,04 с. Какова частота их вращения?
(смотреть решение →)
№89. Секундная стрелка часов делает полный оборот за 1 мин. Радиус стрелки равен 10 см. Какова угловая скорость острия стрелки, его линейная скорость, частота вращения и центростремительное ускорение? Куда направлен каждый из названных векторов?
(смотреть решение →)
№90. Длина минутной стрелки башенных часов Московского университета равна 4,5 м. С какой линейной скоростью перемещается конец стрелки? Какова угловая скорость движения стрелки?
(смотреть решение →)
№91. Найдите частоту вращения барабана лебедки диаметром 16 см при подъеме груза со скоростью 0,4 м/с.
(смотреть решение →)
№92. Движение от шкива I (рис. 26) к шкиву IV передается при помощи двух ременных передач. Найдите частоту вращения шкива IV, если шкив I делает 1200 об/мин, а радиусы шкивов R1 = 8 СМ, R2=32см, R3 =11 см. R4 = 55 см. Шкивы II и III жестко укреплены на одном валу.
(смотреть решение →)
№93. По данным таблицы 1 составьте задачи и решите их.
(смотреть решение →)
№94. Циркулярная пила имеет диаметр 600 мм. На ось пилы насажен шкив диаметром 300 мм, который приводится во вращение посредством ременной передачи от шкива диаметром 120 мм, насаженного на вал электродвигателя. Какова скорость зубьев пилы, если вал электродвигателя совершает 1200 об/мин?
(смотреть решение →)
№95. Диаметр колеса велосипеда Пенза равен 70 см, ведущая зубчатка имеет 48 зубьев, а ведомая — 18 зубьев. С какой скоростью движется велосипедист на этом велосипеде при частоте вращения педалей 1 об/с?
(смотреть решение →)
№96. С какой скоростью движется велосипедист на складном велосипеде Кама при частоте вращения педалей 1 об/с, если диаметр колеса велосипеда равен 50 см, ведущая зубчатка имеет 48 зубцов, ведомая — 15 зубцов?
(смотреть решение →)
№97. Каков будет результат, если увеличить число зубьев задней шестерни цепной передачи велосипеда? если уменьшить диаметр заднего колеса?
(смотреть решение →)
№98. Гайку закручивают на болт за время τ. Длина болта l, резьба составляет угол α с плоскостью гайки. Найдите угловую скорость гайки, если радиус болта равен R.
(смотреть решение →)
№99. По данным таблицы 2 составьте задачи и решите их.
(смотреть решение →)

Основы динамики

Тема: Первый закон ньютона. Масса. Сила
№100. Назовите тела, действие которых компенсируется в следующих случаях:
(смотреть решение →)
№101. Назовите тела, действие которых компенсируется в следующих случаях:
(смотреть решение →)
№102. На горизонтальном участке пути маневровый тепловоз толкнул вагон. Какие тела действуют на вагон во время и после толчка? Как будет двигаться вагон под влиянием этих тел?
(смотреть решение →)
№103. В каких из приведенных ниже случаях речь идет о движении тела по инерции?
(смотреть решение →)
№104. В каких из приведенных ниже случаях речь идет о движении тела по инерции?
(смотреть решение →)
№105. При каком условии пароход, плывущий против течения, будет иметь постоянную скорость?
(смотреть решение →)
№106. В чем основная причина разрушений при землетрясении?
(смотреть решение →)
№107. В вагоне прямолинейно и равномерно движущегося поезда мальчик выпустил из рук мяч. Где он упадет?
(смотреть решение →)
№108. Заяц, спасаясь от преследующей его собаки, делает резкие прыжки в сторону. Почему собаке трудно поймать зайца, хотя она бегает быстрее?
(смотреть решение →)
№109. Почему при сплаве леса большое количество бревен выбрасывается на берег на поворотах реки?
(смотреть решение →)
№110. Мяч, лежащий неподвижно на столе вагона движущегося равномерно поезда, покатился вперед по направлению движения поезда. Какое изменение в движении поезда произошло?
(смотреть решение →)
№111. Мяч после удара футболиста летит вертикально вверх. Укажите, с какими телами он взаимодействует, изобразите и сравните силы, действующие на мяч:
(смотреть решение →)
№112. Изобразите и сравните силы, действующие на шарик в следующих случаях:
(смотреть решение →)
№113. Человек стоит в лифте. Укажите, с какими телами он взаимодействует, укажите и сравните силы, действующие на человека в следующих случаях:
(смотреть решение →)
№114. Изобразите и сравните силы, действующие на автомобиль, когда он:
(смотреть решение →)
№115. Изобразите силы, действующие на шарик, подвешенный на нити, в случаях, приведенных на рисунке 27
(смотреть решение →)
№116. Изобразите силы, действующие на тело, движущееся но наклонной плоскости, в случаях, приведенных на рисунке 28.
(смотреть решение →)
№117. Тело движется в жидкости. Изобразите силы, действующие на него в случаях, приведенных на рисунке 29.
(смотреть решение →)
Тема: Второй закон ньютона. Третий закон ньютона
№118. Сила 50 Н сообщает телу ускорение 0,1 м/с2. Какая сила сообщает этому телу ускорение 0,01 м/с2?
(смотреть решение →)
№119. Тело массой 2 кг приобретает под действием некоторой силы ускорение 2 м/с2. Какое ускорение приобретет под действием этой силы тело массой 5 кг?
(смотреть решение →)
№120. Сила 15 Н действует на тело массой 0,5 кг. Какая сила сообщит такое же ускорение телу массой 2 кг?
(смотреть решение →)
№121. Тело, движущееся под действием постоянной силы, прошло в первую секунду путь 25 см. Определите силу, если масса тела 25 г.
(смотреть решение →)
№122. Снаряд массой 2 кг вылетает из ствола орудия горизонтально со скоростью 1000 м/с. Определите силу давления пороховых газов, считая ее постоянной, если длина ствола равна 3,5 м.
(смотреть решение →)
№123. Скорость автомобиля изменяется по закону vx= = 10 + 0,5t. Найдите результирующую силу, действующую на него, если масса автомобиля равна 1,5 т.
(смотреть решение →)
№124. Скорость материальной точки изменяется по закону vx = 5 — 3t под действием силы 6 Н. Какова масса точки?
(смотреть решение →)
№125. Напишите уравнение скорости движения реактивного самолета, начинающего разбег по взлетной полосе аэродрома, если результирующая сила тяги двигателя равна 90 кН, а масса его равна 60 т.
(смотреть решение →)
№126. Найдите проекцию силы Fx, действующей на тело массой 500 кг, если его координата изменяется по закону x= 20 — 10t + t2.
(смотреть решение →)
№127. Под действием силы 150 Н тело движется так, что его координата в направлении действия силы изменяется по закону x=100+5t+0,5t2. Какова масса тела?
(смотреть решение →)
№128. На рисунке 30 изображены графики скорости движения двух тел I и II с одинаковой массой, 5 кг каждое, и тела III массой 10 кг. Найдите проекцию силы, действующей на каждое тело.
(смотреть решение →)
№129. На рисунке 31 дан график зависимости проекции скорости от времени тела массой 2 кг. Найдите проекцию силы, действующей на тело на каждом этапе движения.
(смотреть решение →)
№130. Птица в клетке-ящике сидит на дне. Ящик с ней уравновешен на весах. Нарушится ли равновесие весов, если птица взлетит?
(смотреть решение →)
№131. В каком из двух случаев вертолет действует на землю с большей силой: а) вертолет неподвижно стоит на поверхности земли; б) вертолет неподвижно парит над землей на небольшой высоте?
(смотреть решение →)
№132. В каком случае натяжение каната будет больше: а) два человека тянут канат за концы с силами F, равными по модулю, но противоположными по направлению; б) один конец каната прикреплен к стене, а другой конец человек тянет с силой 2F?
(смотреть решение →)
№133. Два мальчика тянут веревку в разные стороны, прилагая силы 100 Н каждый. Веревка может выдержать, не разрываясь, груз весом 150 Н. Разорвется ли веревка?
(смотреть решение →)
№134. К крючку и корпусу динамометра Бакушинского привязаны две нити, которые перекинуты через два неподвижных блока. К другим концам нитей привязаны грузы весом 1 Н каждый (рис. 32). Система находится в покое. Что показывает динамометр?
(смотреть решение →)
№135. Изобразите силы действия и противодействия в случаях взаимодействия тел, приведенных на рисунке 33.
(смотреть решение →)
№136. Нарушится ли равновесие весов (рис. 34), если удлинить нить так, чтобы гиря оказалась полностью погруженной в воду, но не касалась дна? А если обрезать нить и положить гирю на дно?
(смотреть решение →)
№137. Что покажут динамометры (рис. 35), если верхний динамометр опустить так, чтобы груз объемом 0,2 дм3 оказался полностью погруженным в воду, но не касался дна сосуда?
(смотреть решение →)
№138. На одной чаше весов (рис. 36) находится сосуд с водой, а на другой — штатив, на котором подвешено алюминиевое тело массой 54 г. При этом весы находятся в равновесии. Нарушится ли равновесие весов, если тело погрузить в воду, не касаясь его дна и стенок? Груз какой массы и на какую чашу надо положить, чтобы восстановить равновесие?
(смотреть решение →)
Тема: Применение законов динамики. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести
№139. Как изменится сила притяжения между двумя те-лами, если масса одного из них удвоится? если масса обоих тел удвоится? если масса обоих тел утроится?
(смотреть решение →)
№140. Как изменится сила притяжения между двумя телами, если расстояние между ними удвоится? утроится? уменьшится наполовину?
(смотреть решение →)
№141. Во сколько раз уменьшится сила притяжения к Земле космического корабля при его удалении от поверхности Земли на расстояние, равное радиусу Земли? пяти радиусам Земли?
(смотреть решение →)
№142. Вычислите силу притяжения человека массой 80 кг к Солнцу и сравните ее с силой тяжести, если масса Солнца равна 1,99 • 1030 кг, а расстояние от Земли до Солнца составляет 150 000 000 км.
(смотреть решение →)
№143. Из всего добытого на Земле золота можно было бы сделать шар, диаметр которого всего 22 м. Плотность золота равна 19,3⋅103 кг/м3. С какой силой притягивал бы вас этот шар, если бы вы подошли к нему вплотную?
(смотреть решение →)
№144. Тело массой 1 кг притягивается к Луне с силой 1,7 Н. Считая, что средняя плотность Луны равна 3,5⋅103 кг/м3, определите радиус Луны.
(смотреть решение →)
№145. Найдите ускорение свободного падения на поверхности Венеры, если ее масса равна 4,9⋅1024 кг, а радиус 6100 км.
(смотреть решение →)
№146. Найдите ускорение свободного падения на поверхности Юпитера, если его масса приблизительно в 317 раз больше массы Земли, а радиус в 11 раз больше земного.
(смотреть решение →)
№147. Найдите среднюю плотность Солнца, если его масса равна 2⋅1030 кг, а ускорение свободного падения вблизи его поверхности приблизительно равно 1508 м/с2.
(смотреть решение →)
№148. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны равно 60 земным радиусам, а масса Луны в 81 раз меньше массы Земли. В какой точке прямой, соединяющей центры этих планет, тело будет притягиваться ими с одинаковой силой?
(смотреть решение →)
№149. Изобразите вектор силы тяжести, действующей на следующие тела:
(смотреть решение →)
№150. Составьте сводную таблицу по теме Сила тяжести, отвечая на следующие вопросы:
(смотреть решение →)
№151. Сравните массу и силу тяжести Лунохода на Земле и Луне, если ускорение свободного падения у поверхности Луны равно 1,7 м/с2.
(смотреть решение →)
№152. Одинаковая ли сила тяжести действует на два одинаковых шара, один из которых плавает в воде, а другой лежит на столе?
(смотреть решение →)
№153. Пользуясь законом всемирного тяготения, найдите ускорение свободного падения на высоте, равной радиусу Земли; на высоте, равной двум радиусам Земли.
(смотреть решение →)
№154. На какой высоте от поверхности Земли ускорение свободного падения уменьшается в 2 раза, в 3 раза, в 5 раз по сравнению с ускорением свободного падения у поверхности Земли?
(смотреть решение →)
Тема: Движение тела под действием силы тяжести. Прямолинейное движение по вертикали
№155. Рассмотрите рисунок 37. Опишите характер движения тела в каждом из приведенных случаев. Что общего в движении этих тел? Чем отличаются движения этих тел? Какие уравнения, описывающие движение этих тел, динамические или кинематические, отличаются друг от друга? Чем?
(смотреть решение →)
№156. Камень свободно падает с высоты 80 м. Какова скорость камня в момент падения на землю? Сколько времени продолжалось свободное падение?
(смотреть решение →)
№157. Тело свободно падает с некоторой высоты и у поверхности земли достигает скорости 100 м/с. С какой высоты падало тело? Сколько времени продолжалось его движение?
(смотреть решение →)
№158. При свободном падении тело достигает поверхности земли через 5 с. Какова скорость тела в момент падения и с какой высоты оно падало, если начальная скорость тела равна нулю?
(смотреть решение →)
№159. Тело свободно падает из состояния покоя с высоты 80 м. Каково его перемещение в первую и последнюю секунду падения?
(смотреть решение →)
№160. Тело падает с некоторой высоты и проходит последние 196 м пути за 4 с. С какой высоты и сколько времени падало это тело?
(смотреть решение →)
№161. Свободно падающее тело в последнюю секунду своего движения проходит половину пути. Определите время и высоту падения.
(смотреть решение →)
№162. Два тела одновременно начинают падать из двух точек, расположенных на одной вертикали. Покажите, что расстояние между ними при свободном падении остается неизменным.
(смотреть решение →)
№163. С некоторой высоты свободно падает тело. Через 2 с с той же высоты падает второе тело. Через сколько секунд расстояние, разделяющее тела до начала падения второго тела, удвоится?
(смотреть решение →)
№164. Геолог обнаруживает в скалистой горе глубокую расщелину. Чтобы определить ее глубину, он бросает в нее камень. Звук удара камня о дно расщелины он услышал через 4 с. Какова глубина расщелины?
(смотреть решение →)
№165. Камень падает в шахту. Через 6 с слышен звук удара камня о дно шахты. Определите глубину шахты, считая скорость звука равной 330 м/с.
(смотреть решение →)
№166. Мяч брошен вертикально вверх со скоростью 24 м/с. На какую высоту он поднимается?
(смотреть решение →)
№167. Стрела, выпущенная из лука вертикально вверх, упала на землю через 8 с. Какова высота подъема и начальная скорость стрелы?
(смотреть решение →)
№168. Брошенный вертикально вверх камень достиг высоты 20 м. На какой высоте он оказался бы к этому моменту времени, если бы отсутствовала сила тяжести?
(смотреть решение →)
№169. На какой высоте скорость тела, брошенного вертикально вверх, уменьшится вдвое?
(смотреть решение →)
№170. С вертолета сбрасывают небольшое тело. Какой будет скорость этого тела через 2 с; какое расстояние пролетит тело к концу второй секунды; на каком расстоянии от вертолета окажется тело к концу второй секунды, если: а) вертолет неподвижен; б) опускается равномерно со скоростью 1,5 м/с; в) поднимается вверх равномерно со скоростью 1,5 м/с?
(смотреть решение →)
№171. С балкона, находящегося на высоте 25 м от поверхности земли, бросили вертикально вверх мячик со скоростью 20 м/с. Напишите уравнение зависимости координаты мяча от времени, выбрав за начало отсчета: а) точку бросания; б) поверхность земли. Через сколько времени мяч упадет на землю?
(смотреть решение →)
№172. Аэростат поднимается вверх с ускорением 2 м/с2. Через 5 с от начала его движения из него выпадает предмет. Через сколько времени предмет упадет на землю?
(смотреть решение →)
№173. Ракета стартует с поверхности Земли и в течение 10 с движется с постоянным ускорением 5 м/с2. Затем двигатели ракеты выключаются. Найдите максимальную высоту, на которую поднимается ракета над поверхностью Земли. Сопротивлением воздуха пренебречь.
(смотреть решение →)
№174. Над шахтой глубиной 40 м вертикально вверх бросили камень со скоростью 12 м/с. Через сколько времени будет услышан звук от удара камня о дно шахты, если скорость звука равна 330 м/с?
(смотреть решение →)
№175, Одно тело свободно падает из точки А с высоты H + h. Другое тело бросают вертикально вверх с начальной скоростью v0 из точки С одновременно с началом падения первого (рис. 38). Какой должна быть начальная скорость второго тела, чтобы оба тела встретились в точке В на заданной высоте h? Какой будет при этой начальной скорости наибольшая высота подъема второго тела? Отдельно рассмотрите случай Н = h.
(смотреть решение →)
Тема: Движение тела брошенного под углом к горизонту
№176. Рассмотрите рисунок 39. Опишите характер движения тела в каждом из приведенных случаев. Что общего в движении этих тел? Чем отличаются движения этих тел? Какие уравнения, описывающие движение этих тел, кинематические или динамические, отличаются друг от друга? Чем?
(смотреть решение →)
№177. Тело брошено под углом 30° к горизонту со скоростью 20 м/с. Найдите проекции скорости на оси ОХ и OY.
(смотреть решение →)
№178. Тело брошено под углом 45° к горизонту со скоростью 40 м/с. Найдите проекции вектора скорости на оси ОХ и OY.
(смотреть решение →)
№179. Под каким углом к горизонту брошено тело, если его начальная скорость равна 20 м/с, а проекция на ось OY равна 10 м/с?
(смотреть решение →)
№180. Под каким углом к горизонту брошено тело, если его начальная скорость равна 20 м/с, а проекция на ось ОY равна 17 м/с?
(смотреть решение →)
№181. Под каким углом к горизонту брошено тело, если проекция вектора начальной скорости на ось ОХ равна 10 м/с, а на ось OY равна 17 м/с? Какова начальная скорость тела?
(смотреть решение →)
№182. Тело брошено горизонтально со скоростью 30 м/с. Найдите проекции вектора скорости на оси ОХ и ОУ.
(смотреть решение →)
№183. В каком случае выпавший из окна вагона предмет упадет на землю раньше: когда вагон стоит на месте или когда он движется?
(смотреть решение →)
№184. Из старинной пушки, ствол которой установлен под углом 45° к горизонту, выпущено ядро со скоростью 141 м/с.
(смотреть решение →)
№185. Снаряд вылетел из дальнобойной пушки с начальной скоростью 1000 м/с под углом 30° к горизонту. Сколько времени снаряд будет находиться в воздухе? На каком расстоянии от пушки он упадет на землю? Пушка и точка падения снаряда находятся на одной горизонтали. Какую скорость будет иметь снаряд в момент падения на землю?
(смотреть решение →)
№186. Снаряд, вылетевший из орудия под углом к горизонту, находился в полете 12 с. Какой наибольшей высоты достиг снаряд?
(смотреть решение →)
№187. Мяч, брошенный одним игроком другому под углом к горизонту со скоростью 20 м/с, через 1 с достиг высшей точки подъема. На каком расстоянии находились друг от друга игроки? Под каким углом к горизонту был брошен мяч?
(смотреть решение →)
№188. Теннисист при подаче запускает мяч с высоты 2 м над землей. На каком расстоянии от подающего мяч ударится о землю, если начальная скорость равна 20 м/с и направлена вверх под углом 30° к горизонтали?
(смотреть решение →)
№189. С какой минимальной скоростью должен бросить мяч волейболист, чтобы мяч перелетел через сетку, высота которой h, находящуюся на расстоянии l от волейболиста? Волейболист ударяет по мячу в падении у поверхности земли.
(смотреть решение →)
№190. Мяч бросают с крыши, находящейся на высоте 20 м от поверхности земли. Его начальная скорость равна 25 м/с и направлена: а) горизонтально; б) вверх под углом 30° к горизонту; в) вниз под углом 30° к горизонту. Чему равна дальность полета по горизонтали?
(смотреть решение →)
№191. Мальчик бросил горизонтально мяч из окна, находящегося на высоте 20 м. Сколько времени летел мяч до земли и с какой скоростью он был брошен, если он упал на расстоянии 6 м от основания дома?
(смотреть решение →)
№192. Снаряд пружинного пистолета при выстреле вертикально вверх поднимается на высоту 1 м. Какой будет дальность полета снаряда, если пистолет установить на высоте 64 см и выстрелить горизонтально? Скорость снаряда в обоих случаях считать одинаковой.
(смотреть решение →)
№193. Мальчик ныряет в воду с крутого берега высотой 5 м, имея после разбега скорость 6 м/с, направленную горизонтально. Каковы модуль и направление скорости мальчика при достижении им поверхности воды?
(смотреть решение →)
№194. Дальность полета тела, брошенного горизонтально со скоростью 10 м/с, равна высоте бросания. С какой высоты было брошено тело?
(смотреть решение →)
Тема: Движение искусственных спутников
№195. Вычислите первую космическую скорость для Земли, если ее сообщают телу на высоте, равной двум радиусам Земли от ее поверхности, если высота равна пяти радиусам Земли.
(смотреть решение →)
№196. Ускорение свободного падения на Луне равно 1,7 м/с2. Найдите первую космическую скорость для Луны, если ее радиус равен 1,7⋅106 м.
(смотреть решение →)
№197. Ускорение свободного падения на Венере составляет 0,9 земного, а радиус Венеры равен 0,95RЗ. Найдите первую космическую скорость у поверхности Венеры.
(смотреть решение →)
№198. Рассчитайте первую космическую скорость у поверхности Солнца, если его масса равна 2⋅1030кг, а диаметр Солнца составляет 1,4⋅109 м.
(смотреть решение →)
№199. Луна, как известно, является естественным спутником Земли. Можно ли считать среднюю скорость движения Луны по ее орбите первой космической скоростью для Земли на расстоянии, равном расстоянию от Земли до Луны? Вычислите среднюю скорость движения Луны.
(смотреть решение →)
№200. Какую скорость должен иметь искусственный спутник, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 600 км над поверхностью Земли? Каков период его обращения?
(смотреть решение →)
№201. Найдите период обращения спутника Земли, если он движется по круговой орбите на высоте, равной радиусу Земли.
(смотреть решение →)
№202. На какой высоте должен находиться искусственный спутник Земли, чтобы его период обращения был равен 24 ч?
(смотреть решение →)
Тема: Сила упругости. Закон гука
№203. Составьте таблицу по теме Сила упругости, отвечая на следующие вопросы:
(смотреть решение →)
№204. Какого вида деформации испытывают следующие тела:
(смотреть решение →)
№205. Найдите жесткость пружины, которая под действием силы 5 Н удлинилась на 0,5 см.
(смотреть решение →)
№206. Две пружины равной длины, скрепленные одними концами, растягивают за свободные концы руками. Пружина жесткостью 100 Н/м удлинилась на 5 см. Какова жесткость второй пружины, если ее удлинение равно 1 см?
(смотреть решение →)
№207. На рисунке 40 приведен график зависимости деформации тела от приложенной к нему силы. Начальная длина тела l0 = 20 см. Найдите его длину, если к нему приложить силу 5 Н. Найдите жесткость тела.
(смотреть решение →)
№208. На рисунке 41 приведен график зависимости силы упругости, возникающей в каждой из двух пружин, от деформации. Жесткость какой пружины больше и во сколько раз?
(смотреть решение →)
№209. Жесткость одной пружины 20 Н/м, другой — 40 Н/м. Пружины соединили последовательно. Найдите жесткость этого соединения.
(смотреть решение →)
№210. Если снабженная пружиной дверь сильно хлопает, то между дверью и концом пружины вставляют тросик (рис. 42). Почему после этого дверь закрывается медленнее?
(смотреть решение →)
Тема: Движение тела под действием силы упругости
№211. Подвешенное к тросу тело массой 10 кг поднимается вертикально. С каким ускорением движется тело, если трос жесткостью 59 кН/м удлинился на 2 мм?
(смотреть решение →)
№212. С каким максимальным ускорением можно поднимать с помощью веревки тело массой 200 кг, если веревка выдерживает неподвижный груз массой 240 кг?
(смотреть решение →)
№213. Когда тепловоз резко трогает состав с места, то при этом иногда сцепки между вагонами разрываются. Почему и в каком месте чаще всего может происходить разрыв сцепок?
(смотреть решение →)
№214. Скоростные пассажирские лифты высотной части Московского университета движутся со скоростью 3,6 м/с. Масса кабины с пассажирами может достигать 1500 кг. График изменения скорости лифта при подъеме изображен на рисунке 43. Определите силу натяжения каната, удерживающего кабину лифта, в начале, в середине и в конце подъема.
(смотреть решение →)
№215. Жесткость пружины равна 50 Н/м. Если с помощью этой пружины равномерно тянуть по полу коробку массой 2 кг, то длина пружины увеличивается с 10 до 15 см. Какова сила упругости, возникающая в этом случае? Чему равна сила трения коробки о пол?
(смотреть решение →)
№216. В механике часто встречаются задачи на движение тел, связанных нитью. Почти всегда в условии говорится, что пить невесома и нерастяжима. Почему это оговаривается? Что изменится, если нить будет весома и растяжима?
(смотреть решение →)
№217. К грузу массой М подвешен на весомой веревке груз массой m. Какое натяжение будет испытывать веревка, если всю систему поднимать вертикально вверх силой F? Масса веревки m0. Сравните расчеты со случаем, когда веревка невесома.
(смотреть решение →)
№218. Перевернутый стакан наполнен водой и подвешен на нити так, как показано на рисунке 44. Масса стакана Мс, а масса находящейся в нем воды Мв. Найдите натяжение нити, на которой висит стакан.
(смотреть решение →)
№219. Один конец пружины закреплен на оси стержня (рис. 45), способного вращаться в горизонтальной плоско-сти. К другому концу пружины прикреплен цилиндр, который может скользить по стержню без трения. Длина пружины в недеформированном состоянии 20 см, жесткость 40 Н/м. Какой будет длина пружины, если стержень вращается равномерно и делает 2 об/с? Масса цилиндра равна 50 г.
(смотреть решение →)
№220. У неопытных крановщиков бывают обрывы тросов в тех случаях, когда они не обращают внимания на сильное раскачивание переносимых грузов. Случайны ли такие обрывы?
(смотреть решение →)
№221. Стальную отливку массой М поднимают из воды при помощи троса, жесткость которого равна k, с ускорением а. Плотность стали ρ1, плотность воды ρ2. Найдите удлинение х троса. Силой сопротивления воды пренебречь.
(смотреть решение →)
№222. К пружине жесткостью k подвесили груз массой М. Когда пружина растянулась, деформация оказалась равной х. Рассчитали силу упругости по закону Гука и сравнили ее с силой тяжести тела. Оказалось, что Fупр≠mg, хотя тело находится в покое. Как это можно объяснить?
(смотреть решение →)
Тема: Сила трения. Трение покоя
№223. Составьте таблицу по теме Сила трения, отвечая на следующие вопросы:
(смотреть решение →)
№224. 3ачем стапели, по которым судно спускают в воду, обильно смазывают?
(смотреть решение →)
№225. Зачем в гололедицу тротуары посыпают песком?
(смотреть решение →)
№226. Для чего делается насечка около головки гвоздя?
(смотреть решение →)
№227. В каких случаях машина буксует? Что надо сделать, чтобы сдвинуть автомобиль с места, не пользуясь посторонними силами тяги?
(смотреть решение →)
№228. Зачем на шинах автомашин, колесных тракторов делают глубокий рисунок — протектор?
(смотреть решение →)
№229. С какой целью приводные ремни, передающие вращение одних шкивов другим, натираются специальной пастой?
(смотреть решение →)
№230. Почему капли дождя легко стекают с наклонного ската крыши, а снег на крышах скапливается толстым слоем?
(смотреть решение →)
№231. Почему мука или крупа, высыпанные из стакана па стол, образуют горку конической формы, а вода растекается тонким слоем?
(смотреть решение →)
№232. Зубья пилы разводят в разные стороны от плоскости пилы. Какой пилой труднее пилить: разведенной или неразведённой? Почему?
(смотреть решение →)
№233. Гвоздь сравнительно легко выдернуть из сухой доски и трудно — из набухшей. Почему? Ведь, казалось бы, вода, играя роль смазки, должна уменьшать трение.
(смотреть решение →)
№234. Муравей ползет по соломинке, которая свободно надает, находясь в вертикальном положении. Сравните время падения соломинки с муравьем, если: а) он ползет вверх; о) он ползет вниз; в) он неподвижен относительно соломинки.
(смотреть решение →)
№235. На транспортере движется ящик с грузом без скольжения. Куда направлена сила трения покоя между лентой транспортера и ящиком?
(смотреть решение →)
№236. Тележка равномерно движется. Какая сила приводит в движение груз, лежащий на тележке? Куда она направлена?
(смотреть решение →)
№237. Тяжелый ящик стоит на куске фанеры, лежащей на полу. К ящику прикладывают постепенно нарастающую силу, направленную горизонтально. Что надо знать для того, чтобы предсказать, ящик или фанера начнет двигаться?
(смотреть решение →)
Тема: Движение тел под действием силы трения
№238. Лыжник массой 60 кг, имеющий в конце спуска скорость 10 м/с, останавливается через 40 с после окончания спуска. Определите силу трения и коэффициент трения.
(смотреть решение →)
№239. Каким способом можно закинуть льдинку дальше: бросив ее под углом 45° к горизонту или спустив с такой же скоростью скользить по льду? Коэффициент трения о лед принять равным 0,02. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.
(смотреть решение →)
№240. Два деревянных бруска массой по 1 кг каждый лежит на деревянной доске (рис. 46). Какую силу надо приложить, чтобы вытащить нижний брусок из-под верхнего? Коэффициент трения на обеих поверхностях нижнего бруска равен 0,3.
(смотреть решение →)
№241. Деревянный брусок массой 2 кг тянут равномерно по деревянной доске, расположенной горизонтально, с помощью пружины жесткостью 100 Н/м. Коэффициент трения равен 0,3. Найдите удлинение пружины.
(смотреть решение →)
№242. Коэффициент трения скольжения ящика массой 100 кг о пол равен 0,2. Ящик тянут за веревку, проходящую через его центр тяжести. Веревка образует угол 30° с горизонтом. Какую силу надо прикладывать, чтобы ящик двигался равномерно? Какова при этом сила трения скольжения?
(смотреть решение →)
№243. Тело массой 10 кг тянут по горизонтальной поверхности, прикладывая силу 50 Н, направленную под углом 30° к горизонту. Ускорение тела равно 3,5 м/с2. Найдите коэффициент трения между телом и поверхностью.
(смотреть решение →)
№244. Тело массой М прижимают к потолку силой F, направленной под углом α к горизонту (рис. 47). При этом тело неподвижно. Чему равен коэффициент трения между телом и потолком?
(смотреть решение →)
№245. Почему монета, если она катится в вертикальном положении, движется по прямой, но как только немного наклонится, так сразу начинает двигаться по дуге окружности? В какую сторону поворачивает монета?
(смотреть решение →)
№246. На горизонтальной дороге автомобиль делает поворот радиусом 16 м. Какова наибольшая скорость, которую может развить автомобиль, чтобы его не занесло, если коэффициент трения скольжения колес о дорогу равен 0,4? Во сколько раз изменится эта скорость зимой, когда коэффициент трения станет меньше в 4 раза?
(смотреть решение →)
№247. Горизонтально расположенный диск проигрывателя вращается с частотой 78 об/мин. На него поместили небольшой предмет. Предельное расстояние от оси вращения до предмета составляет 7 см. На этом расстоянии предмет удерживается на диске. Каков коэффициент трения между предметом и диском?
(смотреть решение →)
№248. Определите, какого радиуса круг может описать велосипедист, если он едет со скоростью 25 км/ч, а предельный угол наклона велосипедиста к земле равен 60°.
(смотреть решение →)
№249. Описывая окружность радиусом 30 м, конькобежец наклонился в сторону поворота на угол 72° к горизонту. С какой скоростью двигался конькобежец? Каков коэффициент трения коньков о лед?
(смотреть решение →)
№250. С какой максимальной скоростью может ехать по горизонтальной поверхности мотоциклист, описывая дугу радиуса 90 м, если коэффициент трения скольжения резины о почву равен 0,42? На какой угол от вертикали он при этом должен отклониться?
(смотреть решение →)
№251. Шофер автомобиля, едущего со скоростью v, внезапно видит перед собой на расстоянии d широкую стену. Что ему выгоднее: затормозить или повернуть?
(смотреть решение →)
Тема: Движение тела в газе или жидкости
№252. Тело брошено под углом к горизонту. Что займет больше времени: подъем или спуск? Учесть сопротивление воздуха.
(смотреть решение →)
№253. Крупные градины достигают земли, имея большую скорость, чем маленькие. Почему?
(смотреть решение →)
№254. Почему крупные капли дождя достигают поверхности земли быстрее, чем мелкие?
(смотреть решение →)
№255. Два шара из одного и того же вещества одинакового объема, но один из них сплошной, а другой полый, падают с одинаковой высоты в воздухе. Одинаковые ли скорости будут иметь эти шары при падении на землю?
(смотреть решение →)
№256. Тело массой 1 кг падает с ускорением 9 м/с2. Чему равна средняя сила сопротивления воздуха?
(смотреть решение →)
№257. Тело брошено вертикально вверх и достигло высшей точки подъема через 2,5 с. Каким было среднее значение силы сопротивления воздуха, действовавшей на тело во время подъема, если начальная скорость его равна 30 м/с, а масса тела 40 г?
(смотреть решение →)
№258. Спортсмен массой 60 кг, прыгая с десятиметровой вышки, входит в воду со скоростью 13 м/с. Найдите среднюю силу сопротивления воздуха.
(смотреть решение →)
№259. Парашют сконструирован таким образом, чтобы скорость приземления женщины массой 50 кг составляла 6,5 м/с. С какой скоростью приземлится мужчина массой 100 кг, если по ошибке воспользуется этим парашютом?
(смотреть решение →)
№260. Воздушный шар массой М опускается вниз с постоянной скоростью. Какую массу балласта надо сбросить с шара, чтобы он с такой же скоростью стал подниматься вверх?
(смотреть решение →)
Тема: Вес тела. Невесомость
№261. Составьте таблицу на тему Вес тела, отвечая на следующие вопросы:
(смотреть решение →)
№262. Рассмотрите рисунок 48 и укажите, к чему приложен и как направлен вес тел, изображенных на нем.
(смотреть решение →)
№263. Спортсмен-акробат может выполнять на батуте многократные прыжки на высоту, значительно большую, чем без него. Изменяется ли во время этих прыжков сила тяжести спортсмена? Изменяется ли его вес? В каком положении его вес максимальный, а в каком — минимальный?
(смотреть решение →)
№264. Аквалангист полностью погружен в воду и находится в ней в положении безразличного равновесия. Можно ли утверждать, что аквалангист находится в состоянии невесомости?
(смотреть решение →)
№265. Подвешенное к динамометру тело массой 2 кг поднимается вверх. Что покажет динамометр: а) при подъеме тела с ускорением 2 м/с2; б) при равномерном подъеме?
(смотреть решение →)
№266. Определите вес человека массой 60 кг, если он стоит на горизонтальной поверхности и если он находится на наклонной плоскости с углом наклона 45°.
(смотреть решение →)
№267. Человек массой 60 кг находится на платформе, которая может двигаться в вертикальном направлении. График зависимости проекции скорости на это направление приведен на рисунке 49. Определите вес человека на разных этапах его движения.
(смотреть решение →)
№268. Вес человека в неподвижном лифте равен 600 Н. Когда его измерили в движущемся лифте, он оказался равным: а) 540 Н; б) 720 Н. Определите ускорение, с которым двигался лифт. Что можно сказать о направлении вектора ускорения? Что можно сказать о направлении вектора скорости?
(смотреть решение →)
№269. Вес тела в лифте, движущемся с ускорением, направленным: а) вверх и равным 5 м/с2; б) вниз и равным 5 м/с2, оказался равным 100 Н. Какова масса этого тела?
(смотреть решение →)
№270. Груз массой 150 кг лежит на дне кабины спускающегося лифта и давит на него силой 1800 Н. Определите модуль и направление ускорения лифта.
(смотреть решение →)
№271. Ракета на старте с поверхности Земли движется вертикально вверх с ускорением 20 м/с2. Каков вес космонавта массой 80 кг? Какую перегрузку он испытывает?
(смотреть решение →)
№272. Определите вес мальчика массой 40 кг в положениях А и В (рис. 50), если R1 = 20 м, v1 = 10 м/с, R2 = 10 м, v2 = 5 м/с.
(смотреть решение →)
№273. Барабан центрифуги бытовой стиральной машины имеет радиус 10 см и вращается с частотой 2780 об/мин. Каков вес белья массой 1 кг, заложенного в барабан? Как он направлен?
(смотреть решение →)
№274. Автомобиль проходит середину выпуклого моста радиусом 50 м со скоростью 20 м/с. Найдите вес автомобиля в этой точке, если его масса 5 т.
(смотреть решение →)
№275. Автомобиль массой 2 т, проходящий по выпуклому мосту радиусом 40 м, имеет вес 15 кН. С какой скоростью движется автомобиль?
(смотреть решение →)
№276. Определите радиус горбатого мостика, имеющего вид дуги окружности, при условии, что сила давления автомобиля, движущегося со скоростью 90 км/ч, в верхней части мостика уменьшилась вдвое.
(смотреть решение →)
№277. Танк ХМ-1 массой 52 т, имея скорость 18 м/с, въезжает на плоский мост. В результате мост прогибается и образует дугу радиусом 40 м. Какова сила давления танка на мост в его центральной части? Почему невыгодно строить плоские мосты?
(смотреть решение →)
№278. Мальчик массой 50 кг качается на качелях с длиной подвеса 4 м. С какой силой он давит на сиденье при прохождении среднего положения со скоростью 6 м/с.
(смотреть решение →)
№279. Летчик массой 70 кг описывает на самолете, летящем со скоростью 180 км/ч, мертвую петлю радиусом 100 м. С какой силой прижимается летчик к сиденью в верхней и нижней точках петли?
(смотреть решение →)
№280. Мальчик, поднявшись на лестницу, выпустил из рук сосуд с водой. Чему равно давление воды на дно сосуда во время падения?
(смотреть решение →)
№281. К одному концу упругой стальной пластинки АВ подвешена гиря, а второй конец укреплен на доске, как показано на рисунке 51. Объясните изменения, которые будут наблюдаться в электрической цепи, когда доска начнет падать в вертикальной плоскости свободно.
(смотреть решение →)
№282. Изменится ли плотность воздуха в кабине космического корабля в состоянии невесомости?
(смотреть решение →)
№283. Мальчик высоко подпрыгнул. На каких этапах прыжка предметы, находящиеся в карманах его костюма, находились в состоянии невесомости?
(смотреть решение →)
№284. В фантастическом рассказе упоминается планета, угловая скорость вращения которой такова, что в районе экватора тела находятся в состоянии невесомости. Как должны поступить жители экваториальных районов планеты, чтобы сообщить предмету первую космическую скорость?
(смотреть решение →)
№285. Справедлив ли в невесомости закон Паскаля?
(смотреть решение →)
№286. С какой минимальной угловой скоростью надо вращать ведро в вертикальной плоскости, чтобы из него не выливалась вода? Расстояние от поверхности воды до центра вращения равно R.
(смотреть решение →)
№287. С какой скоростью должен двигаться автомобиль по мосту радиусом кривизны 40 м, чтобы в верхней части моста оказаться в состоянии невесомости?
(смотреть решение →)
Тема: Движение тел под действием нескольких сил. Движение в горизонтальном и вертикальном направлении
№288. Автобус, масса которого с полной нагрузкой равна 15 т, движется так, что его проекция скорости на направление движения изменяется по закону vx=0.7t. Найдите силу тяги, если коэффициент трения движения равен 0,03.
(смотреть решение →)
№289. По какому закону изменяется скорость электровоза, который при трогании с места железнодорожного состава развивает максимальную силу тяги 650 кН? Масса состава равна 3250 т, а коэффициент трения равен 0,005.
(смотреть решение →)
№290. Троллейбус массой 10 т, трогаясь с места, приобрел на пути 50 м скорость 10 м/с. Найдите коэффициент трения, если сила тяги равна 14 кН.
(смотреть решение →)
№291. Какой массы состав может везти тепловоз, если уравнение его движения должно иметь вид х = 0,05t2 и он развивает силу тяги 300 кН при коэффициенте трения 0,005?
(смотреть решение →)
№292. На рисунке 52 приведен график изменения проекции скорости грузовика от времени. Считая силу сопротивления постоянной и равной 0,6 кН, найдите силу тяги двигателя на разных этапах движения. Масса грузовика равна 8 т.
(смотреть решение →)
№293. На рисунке 53 приведен график изменения проекции скорости автобуса при движении между двумя остановками. Считая силу сопротивления постоянной и зная, что на участке, соответствующем отрезку ВС графика, сила тяги равна нулю, найдите силу тяги на участках, соответствующих отрезкам ОА и АВ. Масса автобуса 4 т.
(смотреть решение →)
№294. Ящик массой 10 кг перемещают по полу, прикладывая к нему некоторую силу под углом 30° к горизонту. В течение 5 с скорость ящика возросла с 2 до 4 м/с. Коэффициент трения скольжения между ящиком и полом равен 0,15. Определите эту силу. Под каким углом к горизонту должна быть приложена сила, чтобы она была минимальной, и чему она равна?
(смотреть решение →)
№295. Динамометр вместе с прикрепленным к нему грузом сначала поднимают вертикально вверх, затем опускают. В обоих случаях движение происходило с ускорением, равным 6 м/с2. Чему равна масса груза, если разность показаний динамометра оказалась равной 29,4 Н?
(смотреть решение →)
№296. Тело находится на наклонной плоскости. Нарисуйте график зависимости силы трения, действующей на тело, от угла наклона этой плоскости к горизонту.
(смотреть решение →)
№297. Какую силу надо приложить для подъема вагонетки массой 600 кг по эстакаде с углом наклона 20°, если коэффицент трения равен 0,05?
(смотреть решение →)
№298. На наклонной плоскости с углом наклона 30° покоится брусок массой 2 кг. При помощи динамометра брусок сначала равномерно втащили вверх по наклонной плоскости, а затем равномерно стащили вниз. Найдите разность показаний динамометра.
(смотреть решение →)
№299. Наклонную плоскость используют как простой ме-ханизм, позволяющий получить выигрыш в силе. Пусть наклонная плоскость расположена под углом 30° к горизонту. При каких значениях коэффициента трения втаскивать по ней груз труднее, чем поднимать его вертикально?
(смотреть решение →)
№300. На наклонную плоскость с углом 30° положили кирпич массой 2 кг. Коэффициент трения скольжения между поверхностями равен 0,8. Чему равна сила трения, действующая на кирпич?
(смотреть решение →)
№301. С каким ускорением скользит брусок по наклонной плоскости с углом наклона 30° при коэффициенте трения, равном 0,2?
(смотреть решение →)
№302. На наклонной плоскости длиной 5 м и высотой 3 м находится груз массой 50 кг. Какую силу надо приложить, чтобы:
(смотреть решение →)
№303. Ящик массой 200 кг находится на наклонной плоскости с углом при основании 30°. Коэффициент трения скольжения равен 0,2. 1) Какую минимальную силу нужно приложить к ящику, чтобы удержать его на наклонной плоскости? 2) Какую максимальную силу можно приложить к ящику, чтобы он еще оставался в покое? 3) Какую силу надо приложить, чтобы втаскивать ящик вверх по наклонной плоскости равномерно? 4) Какую силу надо приложить, чтобы втаскивать ящик вверх по наклонной плоскости с ускорением 0,5 м/с2?
(смотреть решение →)
№304. Автомобиль массой 4 т движется в гору с ускорением 0,2 м/с2. Найдите силу тяги, если уклон равен 0,02 и коэффициент сопротивления 0,04.
(смотреть решение →)
№305. Поезд массой 3000 т движется вниз под уклон, равный 0,003. Коэффициент сопротивления движению равен 0,008. С каким ускорением движется поезд, если сила тяги локомотива равна: а) 300 кН; б) 150 кН; в) 90 кН?
(смотреть решение →)
№306. Мотоцикл массой 300 кг начал движение из состояния покоя на горизонтальном участке дороги. Затем дорога пошла под уклон, равный 0,02. Какую скорость приобрел мотоцикл через 10 с после начала движения, если движение на горизонтальном участке заняло половину времени? Сила тяги и коэффициент сопротивления движению на всем пути постоянны и соответственно равны 180 Н и 0,04.
(смотреть решение →)
№307. С какой горизонтальной силой надо действовать на брусок массой 2 кг, находящийся на наклонной плоскости с углом наклона 30° (рис. 54), чтобы он двигался равномерно вверх по наклонной плоскости? Коэффициент трения бруска о наклонную плоскость равен 0,3.
(смотреть решение →)
№308. Под каким углом к горизонту должен наклоняться кузов самосвала, чтобы находящийся на нем груз полностью высыпался? Коэффициент трения принять равным 0,6.
(смотреть решение →)
№309. С наклонной плоскости, угол наклона которой равен а, соскальзывает без трения клин. Верхняя грань клина горизонтальна. На клине находится тело массой т. Найдите силу трения, действующую на тело.
(смотреть решение →)
№310. Для экономии места въезд на мост устроен в виде винтовой линии, обвивающей цилиндр радиусом R. Полотно дороги составляет угол а с горизонтальной плоскостью. Каково ускорение автомобиля, движущегося с постоянной по модулю скоростью?
(смотреть решение →)
Тема: Движение связанных тел
№311. Два груза, массы которых равны 0,1 кг и 0,2 кг, связаны нитью и лежат на гладкой поверхности. К левому грузу приложена сила 0,5 Н, к правому — в противоположном направлении сила 3 Н. Чему равна сила натяжения нити? Изменится ли натяжение нити, если силы поменять местами?
(смотреть решение →)
№312. Определите, при какой максимальной силе нить оборвется, если сила будет приложена: а) к первому грузу; б) ко второму грузу (рис. 55). Нить может выдержать наибольшую нагрузку 10 Н. Трением пренебречь, m1 = 200 г, m2 = 300 г.
(смотреть решение →)
№313. Два груза массами m1 и m2 лежат на горизонтальной поверхности. Они связаны между собой невесомой, нерастяжимой нитью, способной выдержать нагрузку F. Определите минимальную силу, с которой надо тянуть за груз массой m1 чтобы нить оборвалась, если коэффициент трения μ.
(смотреть решение →)
№314. Вертолет, масса которого 27,2 т, поднимает на тросах вертикально вверх груз массой 15,3 т с ускорением 0,6 м/с2. Найдите силу тяги вертолета и силу, действующую со стороны груза на прицепной механизм вертолета.
(смотреть решение →)
№315. Три тела массами 2 кг, 3 кг и 10 кг последовательно связаны нитями по вертикали. Какую силу надо приложить к верхнему телу, чтобы равномерно поднимать все тела вертикально вверх? Какой будет сила натяжения всех нитей?
(смотреть решение →)
№316. Брусок массой 400 г под действием груза массой 100 г (рис. 56) проходит из состояния покоя путь 8 см за 2 с. Найдите коэффициент трения.
(смотреть решение →)
№317. На нити, перекинутой через неподвижный блок, подвешены грузы массами 0,3 кг и 0,34 кг. За 2 с после начала движения каждый груз прошел путь 1,2 м. Найдите ускорение свободного падения, исходя из данных опыта.
(смотреть решение →)
№318. Два одинаковых груза массами М связаны между собой нитью, перекинутой через неподвижный блок. На один из грузов кладут перегрузок массой га. С каким ускорением будут двигаться грузы? Каким будет натяжение нити при этом движении? Какой будет сила давления на ось блока при движении грузов? Массой нити, блока и сопротивлением воздуха пренебречь.
(смотреть решение →)
№319. Лестница, на которой находится клоун, уравновешена противовесом на веревке, перекинутой через блок. Масса клоуна равна массе лестницы, а масса веревки, блока и трение пренебрежимо малы. Клоун вначале находится на высоте h от пола, затем начинает подниматься вверх по лестнице. Он поднялся на п ступенек. На какой высоте от пола он окажется после этого, если расстояние между ступеньками равно d?
(смотреть решение →)
№320. На рисунке 56 m1 = 5 кг и m2 = 5 кг. Трение в блоке отсутствует. Массой блока можно пренебречь. Какова сила натяжения нити, если: а) трение между бруском m1 и поверхностью стола отсутствует; б) μ = 0,2?
(смотреть решение →)
№321. На рисунке 57 m1 = 10 кг, m2 = 10 кг, m3 = = 8 кг. Трением в блоках и массой блоков можно пренебречь. Каковы будут ускорения брусков и силы натяжения нитей, если: а) трение о стол отсутствует; б) μ = 0,2?
(смотреть решение →)
№322. Два бруска массой 100 г каждый, связанные невесомой нитью, соскальзывают с наклонной плоскости с углом 30°. Коэффициент трения нижнего бруска о плоскость равен 0,2, верхнего — 0,5. Определите силу натяжения нити.
(смотреть решение →)
№323. Определите силы натяжения нитей и ускорение грузов в системах, изображенных на рисунке 58. Массами нитей, блоков, а также трением в блоках пренебречь.
(смотреть решение →)
№324. Какова сила трения, действующая на брусок массой m (рис. 59), с каким ускорением движутся грузы и какова сила натяжения нити, если h = 60 см, l=1 м, m = 0,5 кг, μ = 0,25? Решите задачу при следующих значениях массы М: а) 0,1 кг; б) 0,25 кг; в) 0,3 кг; г) 0,35 кг; д) 0,5 кг.
(смотреть решение →)

Элементы статики

Тема: Равновесие тел при отсутствии вращения
№325. Найдите равнодействующую трех сил по 100 Н каждая, если угол между первой и второй силами равен 60°, а между второй и третьей — 90°.
(смотреть решение →)
№326. При каком способе подвешивания качелей (рис. 60) веревки будут испытывать меньшее натяжение?
(смотреть решение →)
№327. Почему туго натянутая бельевая веревка часто обрывается под тяжестью повешенного на нее платья, в то время как слабо натянутая выдерживает тот же груз?
(смотреть решение →)
№328. Одинаковы ли показания обоих динамометров (рис. 61), одинаковую ли силу давления испытывает ось блока в обоих случаях?
(смотреть решение →)
№329. Система подвижного и неподвижного блоков находится в равновесии (рис. 62). Что произойдет, если точку А крепления нити передвинуть вправо?
(смотреть решение →)
№330. Тело массой 2 кг подвешено на нити. К телу привязали другую нить и оттянули ее в горизонтальном направлении. Найдите силу натяжения нити в новом положении равновесия, если сила натяжения горизонтальной нити равна 12 Н.
(смотреть решение →)
№331. Можно равномерно прямолинейно перемещать тело по горизонтальной поверхности, прикладывая к нему силы, как показано на рисунке 63. Одинаковы ли эти силы, если коэффициент трения одинаков в обоих случаях?
(смотреть решение →)
№332. На бельевой веревке длиной 10 м висит только один костюм, весящий 20 Н. Вешалка расположена посередине веревки, и эта точка провисает на 10 см ниже горизонтали, проведенной через точки закрепления веревки. Чему равна сила натяжения веревки?
(смотреть решение →)
№333. Найдите силы, действующие на стержни АВ и ВС (рис. 64), если α = 60°, а масса лампы 3 кг.
(смотреть решение →)
№334. К концу стержня АС (рис. 65) длиной 2 м, укрепленного шарнирно одним концом к стене, а с другого конца поддерживаемого тросом ВС длиной 2,5 м, подвешен груз массой 120 кг. Найдите силы, действующие па трос и стержень.
(смотреть решение →)
№335. Электрическая лампа (рис. 66) подвешена на шнуре и оттянута горизонтальной оттяжкой. Найдите силу натяжения шнура и оттяжки, если масса лампы равна 1 кг, а угол α = 60°.
(смотреть решение →)
№336. Тяжелый однородный шар подвешен на нити, конец которой закреплен на вертикальной стене. Точка прикрепления шара к нити находится на одной вертикали с центром шара. Каков должен быть коэффициент трения между шаром и стенкой, чтобы шар находился в равновесии?
(смотреть решение →)
№337. Шарик радиусом г и массой m удерживается на неподвижном шаре радиусом R невесомой нерастяжимой нитью длиной l, закрепленной в верхней точке С шара (рис. 67). Других точек соприкосновения между шаром и нитью нет. Найдите силу натяжения нити. Трением пренебречь.
(смотреть решение →)
№338. Однородный прямоугольный кирпич лежит на наклонной плоскости. Какая половина кирпича, верхняя или нижняя, оказывает большее давление на наклонную плоскость?
(смотреть решение →)
Тема: Момент силы. Правило моментов. Устойчивость тел
№339. При каком положении педали велосипеда момент действующей на нее силы, направленной вертикально, будет наибольшим? равным нулю?
(смотреть решение →)
№340. Почему длинный стержень легче держать в горизонтальном положении за его середину, чем за один из концов?
(смотреть решение →)
№341. Может ли удерживаться ящик, висящий на веревке у вертикальной стенки, так, как показано на рисунке 68?
(смотреть решение →)
№342. Какую силу надо приложить к рукоятке молотка, чтобы вырвать гвоздь (рис. 69), если сила сопротивления гвоздя 160 Н? Длина рукоятки 32 см. Расстояние от конца молотка до гвоздя 8 см.
(смотреть решение →)
№343. Между двумя одинаковыми ящиками, стоящими на полу, вставлена палка, немного не доходящая до пола (рис. 70). К верхнему концу палки приложена горизонтальная сила. Какой из ящиков сдвинется быстрее? Рассмотреть два случая: трение между ящиками и полом отсутствует; трение между полом и ящиками есть.
(смотреть решение →)
№344. Однородная доска массой 10 кг подперта на расстоянии 1/4 ее длины. Какую силу, перпендикулярную доске, надо приложить к ее короткому концу, чтобы удержать доску в равновесии?
(смотреть решение →)
№345. Бревно длиной 12 м можно уравновесить в горизонтальном положении на подставке, отстоящей на 3 м от его толстого конца. Если же подставка находится в 6 м от толстого конца и на тонкий конец сядет рабочий массой 60 кг, бревно снова будет в равновесии. Определите массу бревна.
(смотреть решение →)
№346. Рельс длиной 10 м и массой 900 кг поднимают на двух параллельных тросах. Найдите силу натяжения тросов, если один из них укреплен на конце рельса, а другой — на расстоянии 1 м от другого конца.
(смотреть решение →)
№347. К балке массой 200 кг и длиной 5 м подвешен груз массой 350 кг на расстоянии 3 м от одного из концов. Балка своими концами лежит на опорах. Каковы силы давления на каждую из опор?
(смотреть решение →)
№348. К концам стержня массой 10 кг и длиной 40 см подвешены грузы массами 40 кг и 10 кг. Где надо подпереть стержень, чтобы он находился в равновесии?
(смотреть решение →)
№349. Труба массой 2,1 т имеет длину 16 м. Она лежит на двух подкладках, расположенных на расстояниях 4 м и 2 м от ее концов. Какую минимальную силу надо приложить поочередно к каждому из ее концов, чтобы приподнять трубу за тот или другой конец?
(смотреть решение →)
№350. Консоль с одинаковым по всей длине поперечным сечением весит 1000 Н. Один ее конец прикреплен к стене, а другой поддерживается тросом. Трос образует угол 30° с консолью, расположенной горизонтально. Чему равна сила натяжения троса, если к концу консоли подвешен груз весом 2000 Н? Каковы модуль и направление силы, действующей на консоль в месте прикрепления к стене?
(смотреть решение →)
№351. Расстояние между осями передних и задних колес автомобиля равно 2,3 м. При взвешивании автомобиля на весовой платформе выяснилось, что передние колеса поддерживают 9 кН, а задние — 6,5 кН. На каком расстоянии от передней оси находится центр тяжести?
(смотреть решение →)
№352. Однородный куб весит 100 Н. Какую горизонтальную силу нужно приложить к верхней точке куба, чтобы его опрокинуть?
(смотреть решение →)
№353. Лестница составляет с землей угол 70° и опирается о вертикальную стену, трение о которую пренебрежимо мало. Найдите силы, действующие на лестницу со стороны земли и стены, если человек массой 70 кг поднялся по лестнице на две трети ее длины.
(смотреть решение →)
№354. Рабочий удерживает за один конец доску массой 40 кг так, что доска образует угол 30° с горизонтальным направлением. Какую силу прикладывает рабочий в случае, когда эта сила направлена перпендикулярно доске? Найдите силу реакции опоры по модулю и направлению.
(смотреть решение →)
№355. Тяжелый однородный прут согнули в середине под углом 90° и подвесили свободно за один из концов. Какой угол с вертикалью образует прикрепленный конец?
(смотреть решение →)
№356. Однородная балка массой М и длиной I подвешена за концы на двух пружинах. Обе пружины в ненагру-женном состоянии имеют одинаковую длину, но при действии одинаковой нагрузки удлинение правой пружины в п раз больше, чем удлинение левой. На каком расстоянии от левого конца балки надо положить груз массой m, чтобы балка приняла горизонтальное положение?
(смотреть решение →)
№357. В цилиндрический стакан наливают воду. При каком положении уровня воды в стакане центр тяжести стакана с водой занимает наинизшее положение?
(смотреть решение →)
№358. Надо ли широко расставлять ноги при подъеме больших тяжестей, или их надо держать вместе?
(смотреть решение →)
№359. Почему труднее столкнуть мальчика, когда он стоит на двух ногах, чем когда на одной? когда он стоит на коленях и руках, чем когда прямо на двух ногах?
(смотреть решение →)
№360. Подтягиваясь на руках, как надо держать руки: широко расставив их или по возможности параллельно?
(смотреть решение →)
№361. Почему по скользкому льду люди ходят маленькими шажками?
(смотреть решение →)
№362. От однородного вала отрезали конец длиной 40 см. Куда и на сколько переместился центр тяжести?
(смотреть решение →)
№363. Два однородных шара массами 10 кг и 12 кг, радиусами 4 см и 6 см соединены посредством однородного стержня массой 2 кг и длиной 10 см. Центры шаров лежат на продолжении оси стержня. Найдите положение центра тяжести системы.
(смотреть решение →)
№364. Пользуясь только линейкой и не производя никаких измерений, найдите построением положение центра тяжести плоской однородной пластинки, изображенной на рисунке 71.
(смотреть решение →)
№365. Два шара одинакового объема, алюминиевый и цинковый, скреплены в точке касания. Найдите положение центра масс системы шаров.
(смотреть решение →)
№366. В свинцовом шаре сделана сферическая полость, поверхность которой касается шара и проходит через его центр. Масса сплошного шара равна М, радиус шара R. Найдите положение центра тяжести получившегося тела.
(смотреть решение →)

Законы сохранения

Тема: Импульс тела. Закон сохранения импульса
№367. Два тела одинакового объема, стальное и свинцовое, движутся с одинаковыми скоростями. Сравните импульсы этих тел.
(смотреть решение →)
№368. Почему пуля, вылетевшая из ружья, не может отворить дверь, но пробивает в ней отверстие, тогда как давлением пальца дверь отворить легко, но проделать отверстие невозможно?
(смотреть решение →)
№369. Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается при этом его количество движения?
(смотреть решение →)
№370. Некоторые морские животные, например каракатицы, перемещаются в воде, выбрасывая из себя струю жидкости. Какое физическое явление лежит в основе такого движения?
(смотреть решение →)
№371. Белку с полными лапками орехов посадили на гладкий горизонтальный стол и толкнули по направлению к краю. Приближаясь к краю стола, белка почувствовала опасность. Она понимает законы Ньютона и предотвращает падение на пол. Каким образом?
(смотреть решение →)
№372. Обладает ли импульсом однородный диск, вращающийся вокруг своей оси? Ось диска неподвижна.
(смотреть решение →)
№373. Шарик массой 100 г свободно падает на горизонтальную площадку, имея в момент удара скорость 10 м/с. Найдите изменение импульса при абсолютно упругом и абсолютно неупругом ударах. Вычислите среднюю силу, действующую на шарик во время удара, если неупругий удар длился 0,05 с, а упругий — 0,01 с.
(смотреть решение →)
№374. Движение материальной точки описывается уравнением x = 20 +2t — t2. Приняв ее массу равной 2 кг, найдите импульс через 2 с и 5 с после начала движения. Найдите модуль и направление силы, вызвавшей это изменение.
(смотреть решение →)
№375. Движение материальной точки описывается уравнением х = 25—10t +2t2. Считая массу точки равной 3 кг, найдите изменение импульса тела за первые 8 с ее движения. Найдите импульс силы, вызвавшей это изменение за это же время.
(смотреть решение →)
№376. Пловец, масса которого 100 кг, способен оттолкнуться от края бассейна с силой 2,5 кН. Какую скорость можно приобрести при таком толчке за 0,1 с? Почему бы не порекомендовать пловцу отталкиваться подобным образом в течение 0,3 с?
(смотреть решение →)
№377. Белка массой 0,5 кг сидит на абсолютно гладкой, обледенелой, горизонтальной, плоской крыше. Человек бросает белке камень массой 0,1 кг. Камень летит горизонтально со скоростью 6 м/с. Белка хватает камень и удерживает его. Вычислите скорость белки, поймавшей камень.
(смотреть решение →)
№378. Белка, о которой идет речь в задаче 377, хватает камень, моментально замечает, что это не орех, и бросает его обратно в горизонтальном направлении со скоростью 2 м/с относительно земли. Вычислите скорость белки в этом случае. Объясните, изменится ли ответ задачи, если белка задержит камень в лапках на несколько секунд, прежде чем бросить его обратно.
(смотреть решение →)
№379. Мальчик массой 22 кг, бегущий со скоростью 2,5 м/с, вскакивает сзади на платформу массой 12 кг. Чему равна скорость платформы с мальчиком?
(смотреть решение →)
№380. Мяч массой 1,8 кг, движущийся со скоростью 6,5 м/с, под прямым углом ударяется в стенку и отскакивает от нее со скоростью 4,8 м/с. Чему равен импульс силы, действующей на мяч?
(смотреть решение →)
№381. Платформу массой 12 кг в течение 1,5 с толкают с силой 7,9 Н, затем в течение 1,2 с — с силой 4,5 Н и, наконец, в течение 2,0 с — с силой 10 Н. Чему равно изменение скорости платформы?
(смотреть решение →)
№382. Ракета испускает раскаленные газы со скоростью 2000 м/с относительно корабля. Чему равна сила тяги, если каждую секунду отбрасывается масса, равная 100 кг?
(смотреть решение →)
№383. Вагон массой 30 т, движущийся по горизонтальному пути со скоростью 1,5 м/с, автоматически на ходу сцепляется с неподвижным вагоном массой 20 т. С какой скоростью движется сцепка?
(смотреть решение →)
№384. Два неупругих шара массами 6 кг и 4 кг движутся со скоростями 8 м/с и 3 м/с соответственно, направленными вдоль одной прямой. С какой скоростью они будут двигаться после абсолютно неупругого соударения, если первый догоняет второй? Движутся навстречу друг другу?
(смотреть решение →)
№385. Тележка с песком катится со скоростью 1 м/с по горизонтальному пути без трения (рис. 72). Навстречу тележке летит шар массой 2 кг с горизонтальной скоростью 7 м/с. Шар после попадания в песок застревает в нем. В какую сторону и с какой скоростью покатится тележка после столкновения с шаром? Масса тележки 10 кг.
(смотреть решение →)
№386. На тележку массой 100 кг, движущуюся равномерно по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью 3 м/с, вертикально падает груз массой 50 кг. С какой скоростью будет двигаться тележка, если груз не соскальзывает с нее?
(смотреть решение →)
№387. На краю покоящейся тележки массой М стоят два человека, масса каждого из которых равна m. Пренебрегая трением, найдите скорость тележки относительно земли после того, как оба человека спрыгнут с нее с одной и той же горизонтальной скоростью v относительно тележки: а) одновременно; б) друг за другом. В каком случае скорость тележки будет больше и во сколько раз?
(смотреть решение →)
№388. Допустим, что вы катитесь на велосипеде по инерции со скоростью 5 м/с. Ваша масса вместе с велосипедом равна 70 кг. Вы наклоняетесь и подхватываете лежащий на земле рюкзак массой 15 кг. Какой станет ваша скорость? Если вы подхватываете его в течение 0,1 с, какую среднюю силу развивает ваша рука?
(смотреть решение →)
№389. Предположим, что вы катитесь на велосипеде по инерции со скоростью 5 м/с и держите в руке рюкзак массой 15 кг. Ваша масса вместе с велосипедом и рюкзаком равна 85 кг. Если теперь вы уроните рюкзак, который ударится о землю и будет на ней лежать, то какой будет ваша скорость?
(смотреть решение →)
№390. К свободному аэростату, масса которого M, привязана веревочная лестница, на которой находится человек массой m. Аэростат покоится относительно земли. В каком направлении и с какой скоростью будет двигаться аэростат, если человек начнет подниматься вверх по лестнице с постоянной скоростью относительно лестницы?
(смотреть решение →)
№391. Охотник стреляет с легкой надувной лодки. Какую скорость приобретает лодка в момент выстрела, если масса охотника с лодкой равна 70 кг, масса дроби 35 г и средняя начальная скорость дроби 320 м/с? Ствол ружья во время выстрела образует угол 60° к горизонту.
(смотреть решение →)
№392. Стоящий на льду человек массой 60 кг ловит мяч массой 0,5 кг, который летит горизонтально со скоростью 20 м/с. На какое расстояние откатится человек с мячом по горизонтальной поверхности льда, если коэффициент трения равен 0,05?
(смотреть решение →)
№393. На поверхности озера находится лодка. Она перпендикулярна к берегу и обращена к нему носом. Расстояние между носом лодки и берегом равно 0,75 м. В начальный момент лодка неподвижна. Человек, находящийся в лодке, переходит с носа лодки на корму. Причалит ли лодка к берегу за это время, если ее длина 2 м? Масса лодки 140 кг, масса человека 60 кг.
(смотреть решение →)
№394. Артиллеристы стреляют так, чтобы ядро попало в неприятельский лагерь. В момент вылета ядра из пушки на него садится барон Мюнхгаузен, и поэтому ядро падает, не долетев до цели. Какую часть пути Мюнхгаузену придется идти пешком, чтобы добраться до неприятельского лагеря? Принять, что барон имеет массу, в 5 раз большую, чем ядро. Посадку считать абсолютно неупругим ударом.
(смотреть решение →)
№395. На краю стола высотой h лежит маленький шарик массой m1;. В него попадает пуля массой m2, движущаяся горизонтально со скоростью и, направленной в центр шарика. Пуля застревает в нем. На каком расстоянии от стола по горизонтали упадет шарик на землю?
(смотреть решение →)
№396. Ящик с песком, имеющий массу M, подвешен на тросе длиной l. Длина троса значительно больше линейных размеров ящика. Пуля, масса которой m, летит в горизонтальном направлении и попадает в ящик, застревая в нем. Трос после попадания пули отклоняется от вертикали на угол а. Определите скорость пули.
(смотреть решение →)
№397. С высоты Н падает шар. Когда он пролетал мимо окна, находящегося на высоте H/2, в него попала пуля, вылетевшая из ружья в горизонтальном направлении. Пуля застряла в центре шара. С какой скоростью шар упадет на землю? Пуля имеет массу, в 10 раз меньшую, чем масса шара. Ее скорость в момент попадания в шар равна v.
(смотреть решение →)
№398. Средневековая пушка массой 200 кг устанавливается у края плоской крыши высокой башни. Пушка выпускает ядро массой 5 кг горизонтально. Ядро опускается на расстоянии 300 м от основания башни. Пушка, колеса которой вращаются без трения, тоже движется и падает на землю (рис. 73). На каком расстоянии от основания башни пушка упадет на землю? Почему размеры башни не входят в расчет?
(смотреть решение →)
№399. Снаряд, выпущенный из пушки, установленной под углом 45° к горизонту на плоской горизонтальной равнине, разрывается в верхней точке своей траектории на два осколка одинаковой массы. Первый осколок падает прямо под точкой разрыва снаряда спустя 20 с после разрыва. На каком расстоянии упадет второй осколок, если разрыв произошел на высоте 2 км? Сопротивлением воздуха пренебречь.
(смотреть решение →)
№400. Снаряд, выпущенный под углом 45° к горизонту из пушки, установленной на плоской горизонтальной равнине, разрывается в верхней точке своей траектории на два осколка. Массы осколков равны. Первый осколок падает спустя 15 с после разрыва прямо под точкой разрыва. На каком расстоянии от пушки упадет второй осколок, если разрыв снаряда произошел через 15 с после выстрела? Сопротивлением воздуха пренебречь.
(смотреть решение →)
№401. Граната, летевшая в горизонтальном направлении со скоростью 10 м/с, разорвалась на два осколка массами 1 кг и 1,5 кг. Скорость большего осколка осталась после разрыва горизонтальной и возросла до 25 м/с. Определите скорость и направление движения меньшего осколка.
(смотреть решение →)
№402. Ракета, поднимающаяся вертикально вверх со скоростью 100 м/с, разрывается на три части. Две части по 0,5 кг каждая разлетаются горизонтально — одна на восток, другая на запад. Чему равна скорость третьей части, масса которой равна 1 кг?
(смотреть решение →)
Тема: Механическая работа и мощность
№403. Совершает ли человек работу, поднимаясь по лестнице на верхний этаж здания? А если он поднимается на лифте?
(смотреть решение →)
№404. Одинаковую ли механическую работу совершают мальчики равной массы, вбегающие на одну и ту же высоту один за 1 мин, другой за 40 с? Одинаковую ли мощность развивают они при этом?
(смотреть решение →)
№405. Четверо ребят на двух санях перевезли по одному и тому же пути металлолом. Веревки они натягивали с одинаковой силой, но ребята одной пары шли рядом, а другой — поодаль друг от друга. Которая из пар совершила большую работу?
(смотреть решение →)
№406. В воде с глубины 5 м поднимают до поверхности камень объемом 0,6 м3. Плотность камня 2500 кг/м3. Найдите работу по подъему камня.
(смотреть решение →)
№407. Какую работу совершает двигатель автомобиля Жигули массой 1,3 т при трогании с места на первых 75 м пути, если это расстояние автомобиль проходит за 10 с, а коэффициент сопротивления движению равен 0,05?
(смотреть решение →)
№408. Сани тянут на пути 100 м с силой 80 Н за веревку, составляющую угол 30° к горизонту. Какая работа совершается при этом?
(смотреть решение →)
№409. Под действием силы F, совпадающей по направлению с направлением движения тела, тело перемещается на расстояние s. Одинакова ли работа силы при равномерном и при ускоренном движении тела на этом пути?
(смотреть решение →)
№410. Тело массой 100 кг поднимают с ускорением 2 м/с2 на высоту 25 м. Какая работа совершается при подъеме тела?
(смотреть решение →)
№411. При вертикальном подъеме тела массой 2 на высоту 10 м совершена работа 240 Дж. С каким ускорением двигалось тело?
(смотреть решение →)
№412. На рисунку 74 изображен график зависимости проекции скорости материальной точки от времени. Определите работу силы, действующей на тело, за 10 с, если масса его равна 15 кг.
(смотреть решение →)
№413. Тело движется вдоль оси ОХ, направленной горизонтально. Проекция скорости этого тела на эту ось изменяется со временем по закону vx=10 + 2t. Какую работу совершает сила, действующая на это тело, в течение 10 с, если она составляет угол 60° с направлением движения тела?
(смотреть решение →)
№414. Равнодействующая сил, действующих на тело, равна 20 Н и направлена горизонтально. Тело движется так, что его координата изменяется по закону x = 10 + 2t + t2. Какую работу совершает сила за 5 с?
(смотреть решение →)
№415. Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна 50 Н и направлена горизонтально. Координата тела изменяется по закону х=24+ 10t — t2. Какую работу совершает сила за 5 с? за 10 с? Как можно объяснить полученный результат?
(смотреть решение →)
№416. Автомобиль начинает двигаться по горизонтальному участку шоссе и набирает скорость, равную v. Сравните работы, совершенные его двигателем при увеличении скорости от нуля до v1=v/2, при увеличении скорости от v/2 до v. Трением пренебречь, движение считать равноускоренным. Меняется ли в этих условиях мощность двигателя?
(смотреть решение →)
№417. На балкон, расположенный на высоте 6 м, бросили с поверхности земли предмет массой 200 г. Во время полета предмет достиг максимальной высоты 8 м от поверхности земли. Определите работу силы тяжести при полете предмета вверх, вниз и на всем пути. Найдите результирующее изменение потенциальной энергии.
(смотреть решение →)
№418. Груз массой 50 кг свободно падает из состояния покоя в течение 10 с. Какую работу совершает сила тяжести за этот промежуток времени?
(смотреть решение →)
№419. Человек поднимает ящик массой 10 кг с пола на высоту 1 м, затем переносит ящик, не изменяя высоты, на которой он находится, на расстояние 10 м и затем снова опускает его на пол. Какую работу совершил человек на каждом этапе этой деятельности? Чему равна полная работа, совершенная человеком?
(смотреть решение →)
№420. Девушка стоит неподвижно на коньках и держит в руках мяч массой m. Масса девушки равна М. Она бросает мяч в стену со скоростью v. Мяч упруго отскакивает от стены, после чего девушка его снова ловит. Чему равна ее конечная скорость? Движение происходит без трения. Откуда у нее берется импульс и энергия? Ведь сначала у нее не было ни того, ни другого.
(смотреть решение →)
№421. Ящик, имеющий форму куба, перемещают на расстояние l один раз волоком, другой раз опрокидывая через ребро. При каком коэффициенте трения эти работы равны?
(смотреть решение →)
№422. Для растяжения пружины на 4 мм необходимо совершить работу 0,02 Дж. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть эту пружину на 4 см?
(смотреть решение →)
№423. Динамометр, рассчитанный на 40 Н, имеет пружину жесткостью 500 Н/м. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть пружину от середины шкалы до последнего деления?
(смотреть решение →)
№424. Когда к некоторой пружине подвешен груз массой 2 кг, пружина удлиняется на 4 см. Какую работу надо совершить для того, чтобы растянуть пружину от 2 до 12 см?
(смотреть решение →)
№425. Какую минимальную работу надо совершить, чтобы груз массой 1 кг, стоящий на столе, поднять на высоту 1 м при помощи резинового шнура, привязанного к телу? Жесткость шнура 10 Н/м. В начальном состоянии шнур не растянут, массой шнура можно пренебречь.
(смотреть решение →)
№426. Какую минимальную работу надо совершить, чтобы передвинуть по шероховатой поверхности груз массой 20 кг на расстояние 1 м с помощью невесомого резинового шнура жесткостью 10 Н/м? Шнур тянут горизонтально, в начальный момент шнур не растянут. Коэффициент трения груза о поверхность равен 0,1.
(смотреть решение →)
№427. Подъемный кран поднимает груз массой 5 т на высоту 15 м. За какое время поднимется этот груз, если мощность двигателя крана 10 кВт и КПД равен 80%?
(смотреть решение →)
№428. Камень шлифовального станка имеет на рабочей поверхности скорость 30 м/с. Обрабатываемая деталь прижимается к камню с силой 100 Н, коэффициент трения 0,2. Какова механическая мощность двигателя станка? Потери в механизме привода не учитывать.
(смотреть решение →)
№429. Трактор типа Т-150 имеет тяговую мощность 72 кВт. С какой скоростью может тянуть этот трактор прицеп массой 5 т на подъем 0,2 при коэффициенте трения 0,4?
(смотреть решение →)
№430. Найдите КПД наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 60 см, если коэффициент трения при движении по ней тела равен 0,1.
(смотреть решение →)
№431. Чему равен идеальный КПД наклонной плоскости, образующей угол 10° к горизонту? Чему равен реальный КПД, если коэффициент трения равен 0,1?
(смотреть решение →)
№432. Насос, двигатель которого развивает мощность 25 кВт, поднимает 100 м3 нефти на высоту 6 м за 8 мин. Найдите КПД установки.
(смотреть решение →)
№433. Автомобили, снабженные двигателями мощностью N1 и N2, развивают скорости v1 и v2 соответственно. Какой будет скорость автомобилей, если их соединить тросом?
(смотреть решение →)
№434. Какую мощность должен развивать человек, чтобы подняться вверх по движущемуся вниз эскалатору метро на высоту Н за время τ? Скорость эскалатора постоянна и равна v, угол наклона эскалатора к горизонту α.
(смотреть решение →)
Тема: Закон сохранения энергии. Превращение энергии вследствие работы силы трения
№435. Опишите превращения энергии, которые происходят при спортивной стрельбе из лука.
(смотреть решение →)
№436. Автомобиль спускается с горы с выключенным двигателем. За счет какой энергии движется автомобиль при этом?
(смотреть решение →)
№437. Ледокол колет только тонкий лед. Чаще он вползает на ледяное поле и проваливает его своей тяжестью. За счет какой энергии в этом случае совершается работа по разрушению льда?
(смотреть решение →)
№438. Зачем велосипедист, приближаясь к подъему дороги, увеличивает скорость движения?
(смотреть решение →)
№439. Почему лыжник, стремительно спустившийся с горы, катится дальше по ровной горизонтальной поверхности снежного поля с уменьшающейся скоростью?
(смотреть решение →)
№440. Если привести в быстрое вращение велосипедное колесо, то оно долго вращается, но со временем останавливается. Почему? Как можно сократить время вращения колеса? Предложите несколько способов.
(смотреть решение →)
№441. Одинакова ли сила тяги электровоза во время равномерного движения поезда по горизонтальному участку пути и в тот момент, когда этот поезд трогается с места?
(смотреть решение →)
№442. Одинаковая ли работа требуется при равномерном поднятии груза на высоту Н и при равномерном перемещении того же груза по горизонтальной поверхности на расстояние s = H?
(смотреть решение →)
№443. Два шара разной массы, имеющие одинаковые кинетические энергии, летят навстречу друг другу. В какую сторону они полетят после абсолютно неупругого столкновения? Удар лобовой.
(смотреть решение →)
№444. Ракета, входящая в плотные слои атмосферы с круговой орбиты, имеет настолько большую скорость, что большая ее часть сгорает из-за трения о воздух. Но чтобы запустить ракету на орбиту, ей нужно сообщить именно такую скорость. Почему же она не сгорает во время подъема?
(смотреть решение →)
№445. Цилиндр, диаметр которого равен высоте, один раз соскальзывает с наклонной плоскости высотой H, а другой раз скатывается с нее. Сравните скорости цилиндра у основания наклонной плоскости (рис. 75).
(смотреть решение →)
№446. Камень массой 2 кг бросают вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. Какова начальная кинетическая энергия камня? Какова потенциальная энергия камня на максимальной высоте? Каково значение максимальной высоты подъема? Какова скорость камня на половине максимальной высоты?
(смотреть решение →)
№447. Камень брошен вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня равна его потенциальной энергии?
(смотреть решение →)
№448. Тележка на американских горах начинает движение без начальной скорости в наивысшей точке на высоте 20 м над землей. Она резко опускается вниз до высоты 2 м и затем круто взмывает вверх до вершины следующей горы, которая расположена на высоте 15 м. Какова скорость тележки в желобе на высоте 2 м и на 15-метровой вершине, если потерями энергии на трение можно пренебречь?
(смотреть решение →)
№449. Стрела вылетает из арбалета вертикально вверх со скоростью 60 м/с. На какую высоту поднимется стрела, если ее масса равна 200 г? На какую высоту поднимется стрела вдвое большей массы? Потерями энергии пренебречь.
(смотреть решение →)
№450. Пружинное ружье выстреливает шарик вертикально вверх на высоту 30 см, если пружина сжата на 1 см. Какова начальная скорость полета шарика? На какую высоту поднимается шарик, если эту пружину сжать на 3 см?
(смотреть решение →)
№451. С какой начальной скоростью v0 надо бросить вниз мяч с высоты 2 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 4 м? Считать удар о землю абсолютно упругим.
(смотреть решение →)
№452. Тело брошено со скоростью 20 м/с под углом 30° к горизонту. Определите его скорость на высоте 1 м.
(смотреть решение →)
№453. Начальная скорость пули 600 м/с, ее масса 10 г. Под каким углом к горизонту она вылетела из дула ружья, если ее кинетическая энергия в высшей точке траектории равна 450 Дж?
(смотреть решение →)
№454. Шар радиусом R покоится на поверхности земли. С верхней точки шара скользит из состояния покоя тело, размеры которого много меньше размеров шара. На какой высоте над поверхностью земли тело отделится от шара?
(смотреть решение →)
№455. Груз массой 25 кг висит на шнуре длиной 2,5 м. На какую наибольшую высоту можно отвести в сторону груз, чтобы при дальнейших свободных качаниях груза шнур не оборвался? Максимальная сила натяжения, которую выдерживает шнур без обрыва, равна 550 Н.
(смотреть решение →)
№456. При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретет пуля массой 20 г при выстреле в горизонтальном направлении?
(смотреть решение →)
№457. Хоккейная шайба массой 160 г, летящая со скоростью 20 м/с, влетела в ворота и ударила в сетку, которая при этом прогнулась на 6,4 см. Какова максимальная сила, с которой шайба подействовала на сетку? Считать, что сила упругости сетки изменяется в зависимости от ее прогиба по закону Гука.
(смотреть решение →)
№458. Какую минимальную скорость в горизонтальном направлении необходимо сообщить телу массой m: а) подвешенному на конце нити длиной l; б) закрепленному на конце жесткого невесомого стержня длиной l, чтобы оно описало окружность в вертикальной плоскости? Потерями энергии пренебречь.
(смотреть решение →)
№459. На американских горах имеется мертвая петля. Ее радиус 10 м. С какой минимальной высоты h над дном петли должна двигаться тележка, чтобы удержаться на колее, если потерями энергии на трение можно пренебречь?
(смотреть решение →)
№460. Неупругие шары массами 1 кг и 2 кг движутся навстречу друг другу со скоростями соответственно равными 1 м/с и 2 м/с. Найдите изменение кинетической энергии системы после удара.
(смотреть решение →)
№461. Троллейбус массой 15 т трогается с места с ускорением 1,4 м/с2. Найдите работу силы тяги и работу силы сопротивления на первых 10 м пути, если коэффициент трения равен 0,02. Какую кинетическую энергию приобрел троллейбус?
(смотреть решение →)
№462. Автомобиль массой 2 т затормозил и остановился, пройдя путь 50 м. Найдите работу силы трения и изменение кинетической энергии автомобиля, если дорога горизонтальна, а коэффициент сопротивления равен 0,4.
(смотреть решение →)
№463. Электропоезд в момент выключения тока имел скорость 20 м/с. Какой путь пройдет поезд без включения тормозов до полной остановки, если коэффициент сопротивления равен 0,005?
(смотреть решение →)
№464. Камень соскользнул с горки высотой h и остановился у ее подножия. Какую работу необходимо совершить, чтобы по той же траектории вернуть камень в исходную точку на горке?
(смотреть решение →)
№465. Два шарика массами m1 и m2 одновременно начинают соскальзывать навстречу друг другу без трения и вращения с двух горок одинаковой высоты и формы. Высота горок Н. При столкновении шарики слипаются. На какую высоту поднимется слипшийся шар?
(смотреть решение →)
№466. Хоккейная шайба скользит 5 м, если при броске ей сообщают начальную скорость 2 м/с. Какой путь она проскользит, если ей сообщить начальную скорость 4 м/с?
(смотреть решение →)
№467. Пуля, вылетевшая из винтовки со скоростью 1000 м/с, упала на землю со скоростью 500 м/с. Какая работа была совершена силой сопротивления воздуха, если масса пули 10 г?
(смотреть решение →)
№468. Тело с начальной скоростью 14 м/с падает с высоты 240 м и углубляется в песок на 0,2 м. Определите среднюю силу сопротивления песка. Сопротивление воздуха не учитывать. Масса тела 1 кг.
(смотреть решение →)
№469. От удара копра массой 500 кг, свободно падающего с некоторой высоты, свая погружается в грунт на 1 см. Определите силу сопротивления грунта, считая ее постоянной, если скорость копра перед ударом равна 10 м/с. Массой сваи пренебречь.
(смотреть решение →)
№470. Сваю массой 100 кг забивают в грунт копром, масса которого 400 кг. Копер свободно падает с высоты 5 м, и при каждом ударе свая опускается на глубину 5 см. Определите среднюю силу сопротивления грунта.
(смотреть решение →)
Тема: Движение жидкостей и газов
№471. Почему большие оконные стекла при сильном ветре выдавливаются изнутри?
(смотреть решение →)
№472. Почему иногда при урагане легкие и непрочно прикрепленные крыши домов уносит ветром?
(смотреть решение →)
№473. Что произойдет, если продувать струю воздуха между двумя теннисными шариками, подвешенными так, как показано на рисунке 76? Дайте объяснение наблюдаемому явлению.
(смотреть решение →)
№474. Две небольшие лодки закреплены посередине быстрой реки с помощью веревок, которые тянутся вверх по течению от лодок к двум якорям. В момент бросания якорей лодки находились на расстоянии нескольких десятков сантиметров одна от другой. Растащит ли течение лодки, или сблизит их?
(смотреть решение →)
№475. Два корабля идут параллельными курсами на близком расстоянии друг от друга. Почему при одинаковом направлении движения корабли сближаются?
(смотреть решение →)
№476. Где быстрее течение реки: на некоторой глубине или на поверхности воды; посередине реки или около берега?
(смотреть решение →)
№477. На эффекте Бернулли основано движение роторного судна. На этом необычном корабле, который успешно пересек Атлантику, вместо мачт и парусов имелись огромные вертикальные цилиндры, непрерывно вращавшиеся с помощью моторов. Допустим, что дует постоянный южный ветер, а корабль такой конструкции должен плыть на восток. Как должны вращаться цилиндры — по часовой стрелке или против часовой стрелки, если смотреть на них сверху? Ответ поясните рисунком.
(смотреть решение →)
№478. Предположим, что постоянный ветер дует вдоль горизонтального плато, поднимаясь у находящегося в конце плато горного кряжа. Над плато летит самолет, пилот которого определяет высоту полета с помощью специальным образом проградуированного барометра. При ночном полете пилот пытается вести самолет на постоянной высоте, достаточной, чтобы перелететь через горы. Объясните, почему при наличии ветра может произойти несчастный случай.
(смотреть решение →)
№479. Почему бумажный цилиндр (рис. 77), скатываясь с наклонной плоскости, движется не по параболе АВ, а отклоняется к основанию наклонной плоскости?
(смотреть решение →)
№480. Постоянный ветер дует над океаном, где образовались небольшие гребни и впадины волн. Опишите, каким образом ветер может увеличить гребни и впадины.
(смотреть решение →)
№481. На рисунке 78 показан прибор с боковой трубкой, погруженной в чернила. Что произойдет, если через горизонтальную трубку продувать воздух? Объясните наблюдаемое явление.
(смотреть решение →)
№482. В водопроводной трубе образовалось отверстие сечением 4 мм2, из которого бьет вертикально вверх струя воды, поднимаясь на высоту 80 см. Какова утечка воды за сутки?
(смотреть решение →)
№483. Если через трубку А (рис. 79) продувать воздух, то при некоторой скорости его движения по трубке В будет подниматься вода, а из трубки С воздух будет выходить пузырьками. Почему?
(смотреть решение →)
№484. На рисунке 80 показан план части футбольного поля. В каком направлении надо сообщить вращение мячу при подаче углового удара из точки А, чтобы мяч, находясь на линии ворот, мог попасть в ворота MN при отсутствии ветра?
(смотреть решение →)

Механические колебания и волны

Тема: Механические колебания
№485. Рассмотрите рисунок 81 и назовите, в каких из приведенных случаев могут возникнуть свободные колебания.
(смотреть решение →)
№486. Как на спутнике определить массу груза, если в вашем распоряжении имеется пружина и набор гирь?
(смотреть решение →)
№487. Если маятниковые часы уходят вперед, то как надо изменить положение чечевицы маятника? А если часы отстают?
(смотреть решение →)
№488. Опишите поведение маятника, колеблющегося в лифте, если он начал внезапно падать свободно.
(смотреть решение →)
№489. На рисунке 82 приведен график зависимости смещения колеблющейся точки от времени. Найдите амплитуду и период колебаний.
(смотреть решение →)
№490. Груз массой 2 кг подвешен на пружине и совершает гармонические колебания, график которых приведен на рисунке 83. Какова жесткость пружины?
(смотреть решение →)
№491. Математический маятник совершает колебания, график которых приведен на рисунке 84. Найдите длину нити маятника.
(смотреть решение →)
№492. Найдите амплитуду, период и частоту колебаний груза на пружине жесткостью 40 Н/м, если график колебаний изображен на рисунке 85. Какова масса груза?
(смотреть решение →)
№493. Найдите амплитуду, период и максимальную скорость, которую имеет груз, совершающий колебания на пружине жесткостью 40 Н/м. График колебаний изображен на рисунке 86.
(смотреть решение →)
№494. На рисунке 87 представлены графики колебаний трех математических маятников. Укажите, чем отличаются друг от друга колебания этих маятников. Что можно сказать о длинах нитей этих маятников? Найдите их.
(смотреть решение →)
№495. На рисунке 88 представлены графики колебаний трех пружинных маятников. К пружинам этих маятников подвешены грузы одинаковой массы. Чем отличаются друг от друга колебания этих маятников? Что одинакового в этих колебаниях? Найдите массу подвешенного груза и жесткости двух пружин, если жесткость первой пружины 40 Н/м.
(смотреть решение →)
№496. Математический маятник имеет длину подвеса 10 м. Амплитуда колебания 20 см. Постройте график зависимости х (t).
(смотреть решение →)
№497. На пружине жесткостью 40 Н/м подвешен груз массой 500 г. Постройте график колебаний этого груза, если амплитуда равна 1 см.
(смотреть решение →)
№498. Демонстрационная пружина имеет постоянную жесткость, равную 10 Н/м. Какой груз следует прикрепить к этой пружине, чтобы период колебаний составлял 5 с?
(смотреть решение →)
№499. Автомобильные рессоры могут иметь жесткость порядка 2 • 104 Н/м. Каков будет период колебаний, если на рессоры упадет груз массой 500 кг?
(смотреть решение →)
№500. Какую длину имеет математический маятник с периодом колебаний 2 с?
(смотреть решение →)
№501. Ускорение свободного падения на Луне равно 1,7 м/с2. Каким будет период колебаний математического маятника на Луне, если на Земле он равен 1 с? Зависит ли ответ от массы груза?
(смотреть решение →)
№502. Найдите массу груза, который на пружине жесткостью 250 Н/м делает 20 колебаний за 16 с.
(смотреть решение →)
№503. Какое значение получил для ускорения свободного падения учащийся при выполнении лабораторной работы, если маятник длиной 80 см совершил за 3 мин 100 колебаний?
(смотреть решение →)
№504. Два маятника начинают одновременно совершать колебания. За время первых 15 колебаний первого маятника второй совершил только 10 колебаний. Определите отношение длин маятников.
(смотреть решение →)
№505. Как относятся длины математических маятников, если за одно и то же время один из них совершает 10, а другой 30 колебаний?
(смотреть решение →)
№506. За одно и то же время один математический маятник делает 50 колебаний, а другой — 30. Найдите их длины, если один из них на 32 см короче другого.
(смотреть решение →)
№507. Груз массой 400 г совершает колебания на пружине жесткостью 250 Н/м. Амплитуда колебаний 15 см. Найдите полную механическую энергию колебаний и наибольшую скорость. В каком положении она достигается?
(смотреть решение →)
№508. Груз на пружине совершает колебания с периодом 1 с, проходя по вертикали расстояние 30 см. Какова максимальная скорость груза? максимальное ускорение?
(смотреть решение →)
№509. При отскоке мяча от пола возникают колебания с медленно убывающей амплитудой. Покажите, что даже при неизменной амплитуде эти колебания не являются гармоническими.
(смотреть решение →)
№510. Возможно ли раскачать тяжелые качели, прилагая к ним очень малое усилие, и получить большую амплитуду колебания этих качелей?
(смотреть решение →)
№511. Если нести груз, подвешенный на веревочной петле, то при определенном темпе ходьбы груз начинает сильно раскачиваться. Чем объясняется это явление? Какими средствами можно уменьшить нежелательное раскачивание груза?
(смотреть решение →)
№512. В какой машине меньше трясет — в пустой или нагруженной? Почему?
(смотреть решение →)
№513. Мальчик несет на коромысле ведра с водой, период собственных колебаний которых 1,6 с. При какой скорости движения вода начнет особенно сильно выплескиваться, если длина шага мальчика равна 60 см?
(смотреть решение →)
Тема: Механические волны. Звук
№514. Можно, еще не видя поезда, узнать о его приближении, приложив ухо к рельсу. На чем основан этот способ?
(смотреть решение →)
№515. Зачем у камертона две ножки?
(смотреть решение →)
№516. В комнате обычного размера эхо вовсе не наблюдается, хотя в ней имеется шесть отражающих звук поверхностей. Чем это объясняется?
(смотреть решение →)
№517. Почему летучие мыши даже в полной темноте не натыкаются на препятствия?
(смотреть решение →)
№518. Рабочая пчела, вылетевшая из улья за взятком, делает в среднем 180 взмахов в секунду. Когда же она возвращается в улей, количество взмахов возрастает до 280. Как это отражается на звуке, который мы слышим?
(смотреть решение →)
№519. На скрипке имеется всего четыре струны. Однако с помощью этих немногих струн музыкант получает огромное количество весьма разнообразных звуков. Как это делается?
(смотреть решение →)
№520. Почему важно, чтобы все трубы органа сохраняли одну и ту же постоянную температуру?
(смотреть решение →)
№521. На какую характеристику волны — частоту или длину волны — реагирует человеческое ухо?
(смотреть решение →)
№522. Аквалангист, находящийся вблизи поверхности воды, слышит звучание камертона, находящегося на берегу. Частота звуковой волны, издаваемой камертоном, равна 440 Гц. Какой частоты звук слышит аквалангист?
(смотреть решение →)
№523. По поверхности воды в озере волна распространяется со скоростью 6 м/с. Каковы период и частота колебаний бакена, если длина волны 3 м?
(смотреть решение →)
№524. Рыболов заметил, что за 10 с поплавок совершил на волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн равно 1,2 м. Какова скорость распространения волн?
(смотреть решение →)
№525. На озере в безветренную погоду с лодки бросили тяжелый якорь. От места бросания пошли волны. Человек, стоящий на берегу, заметил, что волна дошла до него через 50 с, расстояние между соседними горбами волн 0,5 м, а за 5 с было 20 всплесков о берег. Как далеко от берега находилась лодка?
(смотреть решение →)
№526. Расстояние между гребнями волн в море 5 м. При встречном движении катера волна за 1 с ударяет о корпус катера 4 раза, а при попутном —2 раза. Найдите скорости волны и катера, если известно, что скорость катера больше скорости волны.
(смотреть решение →)
№527. Частотный диапазон рояля от 90 до 9000 Гц. Найдите диапазон длин волн звука рояля в воздухе.
(смотреть решение →)
№528. Найдите длину звуковой волны частотой 440 Гц в воздухе и воде. Что происходит с волной при переходе из воздуха в воду?
(смотреть решение →)
№529. Мотоциклист, движущийся по прямолинейному участку дороги, увидел, как человек, стоящий у дороги, ударил стержнем по висящему рельсу, а через 2 с услышал звук удара. С какой скоростью двигался мотоциклист, если он проехал мимо человека через 36 с после начала наблюдения?
(смотреть решение →)
№530. Расстояние до преграды, отражающей звук, равно 68 м. Через сколько времени человек услышит эхо?
(смотреть решение →)

Молекулярная физика. Основные положения мкт и их обоснование

Тема: Молекулярное строение вещества
№531. Какое количество вещества содержится в воде массой 200 г?
(смотреть решение →)
№532. Сравните количество вещества, содержащееся в оловянной и свинцовой отливках одинаковой массы.
(смотреть решение →)
№533. Сравните количество вещества, содержащееся в одинаковых объемах ртути и алюминия.
(смотреть решение →)
№534. Сравните массы и объемы тел, сделанных из алюминия и свинца, если количество вещества в них одинаково.
(смотреть решение →)
№535. Какова масса 20 моль серной кислоты?
(смотреть решение →)
№536. Какой объем занимают 12 моль алюминия?
(смотреть решение →)
№537. Вычислите массу одной молекулы озона (O3), углекислого газа (СO2) и метана (СН4).
(смотреть решение →)
№538. Сколько атомов содержится в гелии массой 250 г?
(смотреть решение →)
№539. Найдите число атомов в серебряной ложке массой 54 г.
(смотреть решение →)
№540. Сравните числа атомов в серебряной и алюминиевой ложках равной массы.
(смотреть решение →)
№541. Сравните числа атомов в стальной и алюминиевой ложках равного объема.
(смотреть решение →)
№542. При никелировании изделия его покрывают слоем никеля толщиной 1,5 мкм. Сколько атомов никеля содержится в покрытии, если площадь поверхности изделия 800 см2?
(смотреть решение →)
№543. В озеро, имеющее среднюю глубину 10 м и площадь поверхности 20 км2, бросили кристаллик поваренной соли массой 0,01 г. Сколько молекул этой соли оказалось бы в наперстке воды объемом 2 см3, зачерпнутой из озера, если полагать, что соль, растворившись, равномерно распределилась во всем объеме воды?
(смотреть решение →)
№544. Капля масла объемом 0,003 мм3 растеклась по поверхности воды тонким слоем и заняла площадь 300 см2. Принимая толщину слоя равной диаметру молекулы масла, определите этот диаметр.
(смотреть решение →)
№545. Почему газы легче сжимаются, чем твердые тела и жидкости?
(смотреть решение →)
№546. Чем объясняется увеличение длины проволоки при ее нагревании?
(смотреть решение →)
№547. Открытый сосуд с эфиром уравновесили на весах. Через некоторое время равновесие весов нарушилось. Почему?
(смотреть решение →)
№548. Почему дым от костра, поднимаясь вверх, быстро перестает быть видимым даже в безветренную погоду?
(смотреть решение →)
№549. Почему не рекомендуется стирать окрашенные в темные цвета ткани вместе с белыми?
(смотреть решение →)
№550. Воздушный шарик, наполненный гелием, поднялся к потолку комнаты. Через некоторое время он опустился на пол. Почему?
(смотреть решение →)
№551. Для придания стальным изделиям твердости насыщают их поверхностный слой углеродом (цементация), азотом (азотирование), алюминием (алютирование). Почему процессы проводят при высоких температурах? На каком физическом явлении они основаны?
(смотреть решение →)
№552. Молекулы твердых тел движутся непрерывно и хаотично? Почему же твердые тела не распадаются?
(смотреть решение →)
№553. Почему из кусков разбитой чашки невозможно без применения клея изготовить новую, хотя известно, что между молекулами стекла действуют силы притяжения?
(смотреть решение →)

Свойства газов

Тема: Основное уравнение мкт. Скорость молекул
№554. В потоке молекул, летящих со скоростью v под углом α к направлению движения, расположена пластинка. Масса молекулы газа равна m0, концентрация молекул n. Какое давление испытывает пластинка? Удары молекул о пластинку считать абсолютно упругими.
(смотреть решение →)
№555. Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если средняя квадратичная скорость его молекул 400 м/с и число молекул в 1 см3 равно 2,7 • 1019?
(смотреть решение →)
№556. Сколько молекул газа находится в сосуде вместимостью 480 см3 при температуре 20 °С и давлении 2,5 • 104 Н/м2?
(смотреть решение →)
№557. Сколько молекул содержится в газе объемом 2 м3 при давлении 150 кПа и температуре 27 °С?
(смотреть решение →)
№558. Какое количество ртути содержится в воздухе объемом 1 м3 зараженного ртутью помещения при температуре 20 °С, если давление насыщенного пара ртути при этой температуре равно 0,0011 мм рт. ст.?
(смотреть решение →)
№559. Современные вакуумные насосы позволяют понижать давление до 10-12 мм рт. ст. Сколько молекул газа содержится в 1 см3 при указанном давлении и температуре 48 °С?
(смотреть решение →)
№560. Давление газа в современной телевизионной трубке составляет около 10-9 атм. Каково число молекул в 1 см3?
(смотреть решение →)
№561. В атмосфере на высоте в несколько сот километров температура воздуха порядка тысячи градусов. Почему там не сгорают спутники и ракеты?
(смотреть решение →)
№562. Если в одном конце комнаты пролить некоторое количество пахучей и летучей жидкости, то через несколько секунд запах ее будет ощущаться в другом конце комнаты. Не противоречит ли этот факт тому, что средняя скорость молекул газа при комнатной температуре больше скорости пули и составляет несколько сотен метров в секунду?
(смотреть решение →)
№563. Какова средняя квадратичная скорость молекул гелия при температуре 0,10 К? Какова средняя квадратичная скорость атомов гелия в атмосфере Солнца при температуре 6000 К?
(смотреть решение →)
№564. Средняя квадратичная скорость молекул газа около 400 м/с. Определите объем, который займет газ при среднем давлении 1⋅105 Н/м2 и массе 1,0 кг.
(смотреть решение →)
№565. Считая воздух однородным газом, найдите, во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинки массой 1,74⋅10-12 кг, взвешенной в воздухе, меньше средней квадратичной скорости движения молекул.
(смотреть решение →)
№566. Каково среднее значение скорости свободного электрона, находящегося в тепловом равновесии с газом при температуре 20 °С?
(смотреть решение →)
№567. Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, а его плотность 1,35 кг/м3?
(смотреть решение →)
№568. Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, если, имея массу 6 кг, он занимает объем 5 м3 при давлении 200 кПа?
(смотреть решение →)
№569. В опыте Штерна полоска серебра, появляющаяся на внутренней поверхности наружного цилиндра, получается размытой. Какой вывод можно из этого сделать?
(смотреть решение →)
№570. Какой скоростью обладала молекула паров серебра, если ее угловое смещение в опыте Штерна составляло 5,4° при частоте вращения прибора 150 с-1? Расстояние между внутренним и внешним цилиндрами равно 2 см.
(смотреть решение →)
№571. Средние квадратичные скорости молекул водорода и кислорода соответственно равны 1840 м/с и 460 м/с. Сравните средние кинетические энергии этих молекул.
(смотреть решение →)
№572. При нормальных условиях средняя квадратичная скорость хаотического движения молекулы кислорода 460 м/с, масса молекулы 5,3⋅10-26 кг. Какова средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы? Вычислите кинетическую энергию поступательного движения всех молекул, содержащихся в 1 м3 кислорода.
(смотреть решение →)
№573. Определите среднюю кинетическую энергию молекулы одноатомного газа и концентрацию молекул при температуре 290 К и давлении 0,8 МПа.
(смотреть решение →)
№574. В баллоне вместимостью 10 л находится газ при температуре 27 °С. Вследствие утечки газа давление снизилось на 4,2 кПа. Какое число молекул вышло из баллона, если температура сохранилась неизменной?
(смотреть решение →)
№575. При повышении температуры идеального газа на 150 К средняя скорость его молекул возросла от 400 до 500 м/с. На сколько градусов надо нагреть газ, чтобы увеличить среднюю скорость его молекул от 500 до 600 м/с?
(смотреть решение →)
№576. Смешиваются азот и водород так, что число молекул каждого газа одинаково. Каково отношение масс газов? Каково отношение средних кинетических энергий, приходящихся на одну молекулу? Каково отношение средних квадратичных скоростей? Каково отношение парциальных давлений газов на стенки сосуда?
(смотреть решение →)
№577. Смешиваются кислород и водород одинаковой массы. Каково отношение числа молекул? Каково отношение кинетических энергий, приходящихся на одну молекулу? Каково отношение средних квадратичных скоростей? Каково отношение парциальных давлений газов на стенки сосуда?
(смотреть решение →)
№578. Средняя квадратичная скорость атомов аргона при давлении 105 Па равна 414 м/с. Определите среднюю длину свободного пробега молекул аргона и частоту их столкновений.
(смотреть решение →)
№579. Найдите среднюю длину свободного пробега молекул азота при нормальных условиях. Диаметр молекулы принять равным 3⋅10-8 см.
(смотреть решение →)
№580. Найдите среднюю длину свободного пробела молекулы азота при температуре 0 °С и давлении 10-3 мм рт. ст.
(смотреть решение →)
№581. Диаметр сосуда равен 20 см. Какова должна быть концентрация молекул азота в сосуде, чтобы молекулы не испытывали взаимных столкновений?
(смотреть решение →)
№582. В баллоне вместимостью 2,53 л содержится углекислый газ при температуре 400 К и давлении 1,3 Па. Сколько столкновений происходит между молекулами за 1 с?
(смотреть решение →)
№583. В сосуде вместимостью V находится водород массой m. Эффективный диаметр молекулы водорода равен d0. Во сколько раз отличается среднее расстояние между молекулами газа от средней длины свободного пробега?
(смотреть решение →)
Тема: Уравнение состояния идеального газа
№584. В каких слоях атмосферы воздух ближе к идеальному газу: у поверхности Земли или на больших высотах?
(смотреть решение →)
№585. Определите массу водорода, находящегося в баллоне вместимостью 20 л под давлением 830 кПа при температуре 17 °С.
(смотреть решение →)
№586. Газ занимает объем 100 л при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре 20 °С. Каково количество вещества газа? Сколько молекул газа в этом сосуде?
(смотреть решение →)
№587. Определите температуру азота, имеющего массу 2 г, занимающего объем 830 см3 при давлении 0,2 МПа.
(смотреть решение →)
№588. Какое давление рабочей смеси установилось в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, если к концу такта сжатия температура повысилась с 47 до 367 °С, а объем уменьшился с 1,8 до 0,3 л? Первоначальное давление было 100 кПа.
(смотреть решение →)
№589. Баллон вместимостью 40 л содержит 1,98 кг углекислого газа. Баллон выдерживает давление не выше 30• 105 Н/м2. При какой температуре возникает опасность взрыва?
(смотреть решение →)
№590. Газ массой 16 г при давлении 1 МПа и температуре 112 °С занимает объем 1,6 л. Определите, какой это газ.
(смотреть решение →)
№591. В закрытом сосуде находится газ под давлением 500 кПа. Какое давление установится в этом сосуде, если после открытия крана 4/5 массы газа выйдет наружу?
(смотреть решение →)
№592. В баллоне вместимостью 200 л находится гелий под давлением 100 кПа при температуре 17 °С. После подкачивания гелия его давление поднялось до 300 кПа, а температура увеличилась до 47 °С. На сколько увеличилась масса гелия?
(смотреть решение →)
№593. Из баллона со сжатым водородом вместимостью 10 л вследствие неисправного вентиля вытекает газ. При температуре 7 °С манометр показывает 50 атм. Через некоторое время при температуре 17 °С манометр показал такое же давление. Какая масса газа вытекла из баллона?
(смотреть решение →)
№594. Некоторое количество водорода находится при температуре 200 К и давлении 400 Па. Газ нагревают до температуры 10 000 К, при которой молекулы водорода практически полностью распадаются на атомы. Определите давление газа, если его объем и масса остались без изменения.
(смотреть решение →)
№595. Определите плотность азота при температуре 27 °С и давлении 100 кПа.
(смотреть решение →)
№596. Число молекул, содержащихся в единице объема неизвестного газа при нормальных условиях, равно 2,7⋅1025 м-3. Этот же газ при температуре 91 °С и давлении 800 кПа имеет плотность 5,4 г/см3. Найдите массу молекулы этого газа.
(смотреть решение →)
№597. Некоторый газ массой 7 г, находящийся в баллоне при температуре 27 °С, создает давление 50 кПа. Водород массой 4 г в этом же баллоне при температуре 60 °С создает давление 444 кПа. Какова молярная масса неизвестного газа?
(смотреть решение →)
№598. В баллоне вместимостью 10 л находится кислород, масса которого 12,8 г. Давление в баллоне изменяется U-образным водяным манометром. Чему равна разность уровней воды в коленах манометра при температуре 27 °С? Атмосферное давление нормальное.
(смотреть решение →)
№599. Баллон вместимостью 5 л содержит оксид углерода. Ртутный манометр, подключенный к баллону, показывает давление 0,5⋅105 Па при наружном давлении р0= 105 Па. Температура газа в баллоне 400 К. Определите количество вещества в баллоне, массу газа и концентрацию молекул.
(смотреть решение →)
№600. Баллон, содержащий 1 кг азота, при испытании взорвался при температуре 350 °С. Какое количество водорода можно хранить в этом баллоне при 20 °С, имея пятикратный запас прочности?
(смотреть решение →)
№601. Определите плотность смеси, состоящей из 4 г водорода и 32 г кислорода, при температуре 7 °С и давлении 700 мм рт. ст.
(смотреть решение →)
№602. В баллоне вместимостью 1,64 л содержится смесь кислорода и азота общей массой 12 г. При температуре 20 °С давление смеси равно 5,86⋅105 Па. Смесь газов пропускается через ловушку, содержащую раскаленные медные стружки, и затем перекачивается в другой баллон вместимостью 30 л. Каково давление во втором баллоне при температуре 360 К, если весь кислород соединится с медью?
(смотреть решение →)
№603. Цилиндрический горизонтально расположенный сосуд длиной 85 см делится на две части подвижным тонким поршнем. Каким будет положение поршня, если в одну часть поместить некоторое количество водорода, а в другую—такую же массу кислорода?
(смотреть решение →)
№604. Баллон содержит сжатый воздух объемом 40 л под давлением 15 МПа. Какой объем воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом из этого баллона, если лодка находится на глубине 20 м?
(смотреть решение →)
№605. Сосуд вместимостью 100 л разделен на две равные части полупроницаемой перегородкой. В одной половине сосуда находится водород массой 2 г, в другой — азот в количестве 1 моль. Определите давление, установившееся по обе стороны перегородки, если она может пропускать только водород. Температура в обоих половинах одинакова и равна 127 °С. Температура остается постоянной.
(смотреть решение →)
№606. Сосуд вместимостью 200 см3 разделен пополам полупроницаемой перегородкой. В одну половину введен водород массой 2 мг и гелий массой 4 мг. Через перегородку может диффундировать только гелий. Во время процесса поддерживается постоянная температура 27 К. Какие давления установятся в обеих частях сосуда?
(смотреть решение →)
№607. Столбик воздуха высотой 24 см заперт в установленной вертикально открытым концом вверх пробирке столбиком ртути. Длина пробирки 1 м. При нормальных условиях ртуть доходит до открытого конца пробирки. Воздух нагревают до температуры Т и затем охлаждают до первоначальной температуры. Уровень ртути после этого не доходит до открытого конца пробирки на 6 см. До какой температуры нагревали воздух? До какой минимальной температуры нужно было бы нагреть воздух, чтобы вся ртуть вылилась из пробирки?
(смотреть решение →)
№608. В запаянную с одного конца симметричную U-об-разную трубку налита вода, причем за счет присутствия в трубке воздуха разность уровней воды у ее концов оказалась равной h (рис. 89). Во сколько раз надо изменить температуру воздуха в трубке, чтобы разность уровней воды у ее концов уменьшилась вдвое? Атмосферное давление р0.
(смотреть решение →)
№609. 3апаянная с одного конца цилиндрическая трубка длиной L погружается в воду до тех пор, пока ее запаянный конец не окажется на одном уровне с поверхностью воды (рис. 90). Когда температуры воздуха в трубке и воды уравнялись, оказалось, что вода поднялась в трубке на высоту 2/3 L. Найдите начальную температуру воздуха в трубке, если температура воды Т, а атмосферное давление p0.
(смотреть решение →)
№610. Пузырек воздуха поднимается со дна водоема глубиной Н. Найдите зависимость радиуса пузырька от глубины его расположения, если его объем на дне равен V0.
(смотреть решение →)
№611. Тонкий резиновый шар радиусом 2 см наполнен воздухом при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении. Каков будет радиус шара, если его опустить в воду с температурой 4 °С на глубину 20 м?
(смотреть решение →)
№612. Сферическая оболочка воздушного шара, сообщающаяся с атмосферой, имеет диаметр 10 м и массу 10 кг. На сколько градусов надо нагреть воздух в шаре, чтобы он взлетел? Температура воздуха равна 27 °С, атмосферное давление 735 мм рт. ст.
(смотреть решение →)
№613. Сферическая оболочка воздушного шара сделана из материала, квадратный метр которого имеет массу 1 кг. Шар наполнен гелием при нормальном атмосферном давлении, температура воздуха и гелия 0 °С. При каком минимальном радиусе шара он будет подниматься?
(смотреть решение →)
№614. Сколько балласта должен выбросить аэростат объемом 300 м3, для того чтобы подняться с высоты, на которой барометр показывал давление 730 мм рт. ст. при температуре—15°С, до высоты, па которой барометр показывает давление 710 мм рт. ст., а температура равна—20 °С?
(смотреть решение →)
№615. В сосуд вместимостью V при помощи насоса с объемом рабочей камеры V0 нагнетают воздух. Каким будет давление в сосуде после n качаний насоса? Атмосферное давление р0. Изменением температуры пренебречь.
(смотреть решение →)
№616. Из сосуда вместимостью V откачивают воздух при помощи насоса с объемом рабочей камеры V0. Каким будет давление воздуха в сосуде после n качаний насоса? Атмосферное давление р0. В начальный момент сосуд сообщался с атмосферой. Изменением температуры пренебречь.
(смотреть решение →)
№617. Из сосуда вместимостью V сначала откачивают воздух, делая n качаний насоса с объемом рабочей камеры V0. Затем тот же насос переводят в режим нагнетания и делают n качаний, захватывая воздух из атмосферы. Считая, что начальное давление в сосуде равно атмосферному р0 и что температура воздуха не меняется, найдите изменение массы воздуха в сосуде в результате проведения указанных операций.
(смотреть решение →)
№618. Сколько качаний надо сделать, чтобы при помощи насоса, захватывающего при каждом качании 40 см3 воздуха, наполнить пустую камеру шины велосипеда настолько, чтобы площадь его соприкосновения с дорогой была равна 60 см2? Нагрузка на одно колесо равна 350 Н. Объем камеры 2000 см3 , атмосферное давление нормальное.
(смотреть решение →)
№619. Во время езды температура в камерах велосипедных шин возрастает от 20 до 60 °С. Считая объем камер постоянным, определите, на сколько уменьшится площадь соприкосновения шин с дорогой, если нагрузка на колесо остается прежней (см. задачу 618).
(смотреть решение →)
№620. Вертикальный цилиндр с тяжелым поршнем наполнен кислородом массой 10 г. После нагревания цилиндра на 50 К поршень, имеющий площадь 100 см2, поднялся на высоту 7 см. Определите массу поршня, если над ним нормальное атмосферное давление. Трением поршня о стенки цилиндра пренебречь.
(смотреть решение →)
№621. В цилиндре под поршнем площадью 100 см2 находится азот массой 28 г при температуре 100 °С (рис. 91). К поршню через систему блоков подвешен груз массой 50 кг. Цилиндр охлаждается до 0 °С. На какую высоту поднимается груз? Атмосферное давление нормальное, весом поршня пренебречь.
(смотреть решение →)
№622. В закрытом с обоих концов откачанном цилиндре подвешен на пружине скользящий без трения поршень, положение равновесия которого находится у дна цилиндра. В пространство под поршнем вводится такое количество газа, что поршень поднимается на высоту h (рис. 92). На какой высоте установится поршень, если этот газ нагреть от Т0 до T1? Закон Гука выполняется.
(смотреть решение →)
№623. Газ заперт в расположенном горизонтально цилиндре поршнем, который удерживается на расстоянии l0 от дна цилиндра силой F. Площадь поршня S. В некоторый момент времени поршень освобождают. На каком расстоянии от дна сосуда скорость поршня станет максимальной? Трением поршня о стенки сосуда пренебречь. Давление атмосферы нормальное и равно Р0. Опишите качественно дальнейшее поведение поршня.
(смотреть решение →)
№624. При нагревании газ переведен из состояния l в состояние 2 (рис. 93). Как изменятся при этом объем и давление газа?
(смотреть решение →)
№625. На рисунке 94 представлен циклический процесс, проведенный идеальным газом в количестве 1 моль.
(смотреть решение →)
№626. На рисунке 95 представлены циклические процессы, проведенные идеальным газом в количестве 1 моль. Дайте характеристику каждому из циклов (по плану задачи 625) и изобразите эти циклы в других координатах.
(смотреть решение →)
№627. На рисунке 96 изображены графики зависимости давления от абсолютной температуры для двух: а) одинаковых масс идеального газа, нагреваемых изохорно в сосудах разного объема; б) разных масс, нагреваемых изохорно в сосудах V1=V2. Какому графику соответствует: а) больший объем сосуда; б) большая масса газа?
(смотреть решение →)
№628. На рисунке 97 изображены графики зависимости объема от абсолютной температуры для двух: а) одинаковых масс идеального газа, нагреваемых изобарно в вертикальных цилиндрах под тяжелыми поршнями разного веса; б) разных масс, нагреваемых изобарно, p1 = p2. Какому графику соответствует: а) больший вес поршня (большее давление газа): б) большая масса газа?
(смотреть решение →)
№629. На рисунке 98 изображены графики зависимостидавления идеального газа от его объема для двух: а) одинаковых масс газа; б) разных масс газа. Расширение газа проводится изотермически: а) при разных температурах; №б) при одинаковой температуре. Какому графику соответствует: а) более высокая температура; б) большая масса газа?
(смотреть решение →)
№630. С некоторой массой идеального газа был проведен циклический процесс, изображенный на рисунке 99. Объясните, как менялся объем газа при переходе из 1—2, 2—3, 3—4, 4—1.
(смотреть решение →)
№631. С некоторой массой идеального газа был проведен циклический процесс, изображенный на рисунке 100. Объясните, как менялось давление газа при переходе из 1—2, 2—3, 3—4, 4—1.
(смотреть решение →)
№632. С некоторой массой идеального газа был проведен циклический процесс, изображенный на рисунке 101. Укажите точки графика, которые соответствуют состояниям газа: а) с Тmin и Tmax; б) с наибольшим и наименьшим объемом; в) с наибольшим и наименьшим давлением газа в процессе.
(смотреть решение →)
Тема: Изопроцессы в идеальном газе
№633. Бак с жидкостью, над поверхностью которой находится воздух, герметически закрыт. Почему, если открыть кран, находящийся в нижней части бака, после вытекания некоторого количества жидкости дальнейшее ее течение прекратится? Что надо сделать, чтобы обеспечить свободное вытекание жидкости?
(смотреть решение →)
№634. Во фляжке вместимостью 0,5 л находится вода объемом 0,3 л. Турист пьет из нее воду, плотно прижав губы к горлышку так, что во фляжку не попадает наружный воздух. Сколько воды удастся выпить туристу, если он может понизить давление оставшегося во фляжке воздуха до 80 кПа?
(смотреть решение →)
№635. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длиной 1 м находится столбик ртути длиной 20 см. Если трубку поставить вертикально, столбик ртути сместится на 10 см. До какого давления была откачана трубка?
(смотреть решение →)
№636. В трубке с газом длиной 1,73 м, закрытой с обоих концов, находится столбик ртути длиной 30 см. Когда трубка расположена вертикально, столбик ртути делит трубку на две равные части. Давление газа над ртутью равно 8 кПа. На какое расстояние сместится столбик ртути, если трубку положить горизонтально?
(смотреть решение →)
№637. Барометр дает неверные показания, так как в него попал пузырек воздуха, который находится над столбиком ртути. При давлении 755 мм рт. ст. барометр показывает 748 мм рт. ст., а при 740 мм рт. ст.—736 мм рт. ст. Каково показание барометра, если давление равно 760 мм рт. ст.?
(смотреть решение →)
№638. В U-образную барометрическую трубку налита ртуть. Сечение узкого, запаянного колена равно 10-4 м2, сечение широкого, открытого колена вдвое больше. Уровни ртути в обоих коленах одинаковы, объем воздуха в запаянном колене 10-5 м3, атмосферное давление нормальное. Сколько ртути можно налить в открытое колено?
(смотреть решение →)
№639. Балластный резервуар подводной лодки вместимостью 5000 л целиком заполнен водой. Какое давление воздуха должно быть в баллоне вместимостью 200 л, чтобы при присоединении баллона к балластному резервуару подводная лодка полностью освободилась от балласта на глубине 100 м? Температуру воздуха считать постоянной.
(смотреть решение →)
№640. Один конец цилиндрической трубки длиной 25 см и радиусом 1 см закрыт пробкой, а в другой вставлен поршень, который медленно вдвигают в трубку. Когда поршень подвинется на расстояние 8 см, пробка вылетает. Определите силу трения пробки о стенки трубки в момент вылета пробки. Атмосферное давление нормальное.
(смотреть решение →)
№641. Стеклянная трубка, запаянная с одного конца, расположена горизонтально. В трубке находится воздух, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной I. Длина трубки 2l, длина столбика воздуха l/2, атмосферное давление р0. На какое расстояние сместится ртуть в трубке, если:
(смотреть решение →)
№642. Два одинаковых сосуда, наполненные водородом, соединены трубкой, в которой находится столбик ртути (рис. 102). В одном сосуде температура водорода 0 °С, в другом —20 °С. Сместится ли столбик ртути, если оба сосуда нагреть на 10 °С? В каком направлении?
(смотреть решение →)
№643. В цилиндре под поршнем площадью 100 см2 находится азот массой 28 г при температуре 273 К. Цилиндр нагревается до температуры 373 К. На какую высоту поднимается поршень, если его масса равна 100 кг? Атмосферное давление нормальное.
(смотреть решение →)
№644. Воздух в стакане, имеющем высоту 10 см и площадь дна 25 см2, нагрет до 87 °С. Стакан погружен вверх дном в воду так, что его дно находится на уровне поверхности воды. Сколько воды войдет в стакан, когда воздух в стакане примет температуру воды 17 °С? Атмосферное давление нормальное.
(смотреть решение →)
№645. Давление воздуха в автомобильной камере при температуре —13 °С было 160 кПа (избыточное над атмосферным). Каким станет давление, если в результате длительного движения автомобиля воздух нагрелся до 37 °С?
(смотреть решение →)
№646. При изготовлении электроламп их наполняют инертным газом при температуре 150 °С. Под каким давлением должны наполняться лампы, чтобы при температуре 300 °С, которая устанавливается при горении лампы, давление не превышало 0,1 МПа?
(смотреть решение →)
№647. Бутылка, наполненная газом, плотно закрыта пробкой с площадью сечения 2,5 см2. До какой температуры надо нагреть газ, чтобы пробка вылетела из бутылки, если сила трения, удерживающая пробку, 12 Н? Первоначальное давление воздуха в бутылке и наружное давление одинаковы и равны 100 кПа, а начальная температура равна —3°С.
(смотреть решение →)
№648. В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении 200 кПа и температуре 27 °С. Какой массы груз надо положить на поршень после нагревания воздуха до 50 °С, чтобы объем воздуха в цилиндре остался прежним? Площадь поршня 30 см2.
(смотреть решение →)

Термодинамика

Тема: Термодинамика идеального газа. Внутренняя энергия идеального газа
№649. После включения нагревательного прибора температура воздуха в комнате повысилась. Увеличилась ли внутренняя энергия воздуха в комнате?
(смотреть решение →)
№650. Рассчитайте внутреннюю энергию идеального газа в количестве 3 моль при температуре 127 °С.
(смотреть решение →)
№651. Какова температура идеального газа, если известно, что внутренняя энергия 2 моль составляет 831 кДж?
(смотреть решение →)
№652. Каково давление идеального газа, занимающего объем 2 л, если его внутренняя энергия равна 300 Дж?
(смотреть решение →)
№653. Идеальный газ занимает объем 5 л и имеет давление 200 кПа. Какова его внутренняя энергия?
(смотреть решение →)
№654. Какой объем занимает идеальный газ, если при нормальном атмосферном давлении его внутренняя энергия равна 600 Дж?
(смотреть решение →)
№655. Найдите концентрацию молекул идеального газа в сосуде вместимостью 2 л при температуре 27 °С, если внутренняя энергия его равна 300 Дж.
(смотреть решение →)
№656. Какова внутренняя энергия идеального газа, находящегося в закрытом сосуде вместимостью 1,5 л при комнатной температуре, если концентрация молекул газа равна 2⋅1019 см-3?
(смотреть решение →)
Тема: Первое начало термодинамики
№657. Как определить, какой из двух непроградуирован-ных термометров показывает большую температуру?
(смотреть решение →)
№658. Какая масса водорода находится под поршнем в цилиндрическом сосуде, если при нагревании его от 250 до 680 К при постоянном давлении на поршень газ произвел работу, равную 400 Дж?
(смотреть решение →)
№659. В цилиндрическом сосуде с площадью основания 250 см2 находится азот массой 10 г, сжатый поршнем, на котором лежит гиря массой 12,5 кг. Какую работу совершит газ при нагревании его от 25 до 625 °С? На сколько увеличится при этом объем газа? Атмосферное давление нормальное.
(смотреть решение →)
№660. Идеальный газ расширяется по закону p = αV. Найдите графически работу, совершенную газом при увеличении объема от V1 до V2. Поглощается или выделяется тепло в этом процессе?
(смотреть решение →)
№661. Температура некоторой массы m идеального газа с молярной массой М меняется по закону T = αV2. Найдите графически работу, совершенную газом при увеличении его объема от V1 до V2. Поглощается или выделяется тепло в этом процессе?
(смотреть решение →)
№662. На рисунке 103 изображены циклические процессы, проведенные с неизменной массой идеального газа. Опишите характер теплообмена газа в каждом процессе, составляющем циклы.
(смотреть решение →)
№663. При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам теплоту 800 Дж. Какую работу совершил газ? Какую работу совершили внешние силы?
(смотреть решение →)
№664. При изохорном нагревании газу было передано от нагревателя количество теплоты 250 Дж. Какую работу совершил газ? Чему равно изменение внутренней энергии газа?
(смотреть решение →)
№665. При изохорном охлаждении внутренняя энергия уменьшилась на 350 Дж. Какую работу совершил при этом газ? Какое количество теплоты было передано газом окружающим телам?
(смотреть решение →)
№666. Какую работу совершил газ и как при этом изменилась его внутренняя энергия при изобарном нагревании газа в количестве 2 моль на 50 К? Какое количество теплоты получил газ в процессе теплообмена?
(смотреть решение →)
№667. При изобарном охлаждении на 100 К внутренняя энергия идеального газа уменьшилась на 1662 кДж. Какую работу совершил при этом газ и какое количество теплоты было им передано окружающим телам?
(смотреть решение →)
№668. При адиабатном сжатии газа была совершена работа 200 Дж. Как и насколько изменилась при этом внутренняя энергия газа?
(смотреть решение →)
№669. При адиабатном процессе газом была совершена работа 150 Дж. Как и насколько изменилась его внутренняя энергия?
(смотреть решение →)
№670. Температура воздуха в комнате объемом 70 м3 была 280 К. После того как протопили печь, температура поднялась до 296 К. Найдите работу воздуха при расширении, если давление постоянно и равно 100 кПа.
(смотреть решение →)
№671. Какую работу совершит кислород массой 320 г при изобарном нагревании на 10 К?
(смотреть решение →)
№672. Вычислите увеличение внутренней энергии водорода массой 2 кг при повышении его температуры на 10 К: 1) изохорно; 2) изобарно.
(смотреть решение →)
№673. Объем кислорода массой 160 г, температура которого 27°С, при изобарном нагревании увеличился вдвое. Найдите работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, изменение внутренней энергии.
(смотреть решение →)
№674. Для изобарного нагревания газа в количестве 800 моль на 500 К ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определите работу газа и приращение его внутренней энергии.
(смотреть решение →)
№675. В баллоне вместимостью 1 л находится кислород под давлением 107 Па и при температуре 300 К. К газу подводят количество теплоты 8,35 кДж. Определите температуру и давление газа после нагревания.
(смотреть решение →)
№676. При давлении 105 Па для нагревания аргона массой 1 кг на 2 К необходимо затратить количество теплоты 1,1 МДж. При охлаждении газа от 373 до 273 К при постоянном объеме 5 л выделяется количество теплоты 2,1 МДж, если начальное давление газа 106 Па. Определите по этим данным отношение cp/cv.
(смотреть решение →)
№677. Газ при нормальных условиях имеет плотность ρ. Чему равны его удельные теплоемкости ср и cv?
(смотреть решение →)
№678. При расширении идеального газа его давление менялось по закону р = р0+αV, где α=const. Найдите молярную теплоемкость газа в указанном процессе.
(смотреть решение →)
№679. При расширении идеального газа его давление менялось по закону р = b/V2, где b = const. Найдите молярную теплоемкость газа в указанном процессе.
(смотреть решение →)
№680. Свинцовая пуля пробивает деревянную стену, причем скорость в момент удара о стену была равна 400 м/с, а после прохождения стены —300 м/с. Температура пули в момент удара 55 °С. Какая часть пули расплавилась? Считать, что все выделяющееся количество теплоты получает пуля.
(смотреть решение →)
№681. Снежок, летящий со скоростью 20 м/с, ударяется в стену. Какая часть его расплавится, если температура окружающей среды равна 0 °С, а вся кинетическая энергия передается снегу?
(смотреть решение →)
№682. В калориметре смешиваются три химически не взаимодействующие жидкости массами m1=1 кг, m2 = = 10 кг, m3 = 5 кг, имеющие соответственно температуры t1 = 6°С, t2= —40 °С, t3 = 60°С. Удельные теплоемкости жидкостей равны соответственно 2 кДж/(кг • К), 4 кДж/(кг • К), 2 кДж/(кг • К). Определите температуру смеси и количество теплоты, необходимое для последующего нагревания смеси до 6°С.
(смотреть решение →)
№683. В калориметре с очень малой теплоемкостью находится вода массой 1 кг при температуре 10 °С. В воду опускают спираль электронагревателя и бросают алюминиевую пластину массой 0,4 кг, предварительно охлажденную до температуры —200 °С. Мощность нагревателя 800 Вт. Какая температура установится в калориметре спустя 30 с после включения тока?
(смотреть решение →)
№684. Почему крупные озера редко замерзают от берега до берега, в то время как малые на той же географической широте покрываются сплошным слоем льда?
(смотреть решение →)
№685. При изготовлении льда в холодильнике потребовалось 5 мин для того, чтобы охладить воду от 4 °С до 0 °С, и еще 1 ч 40 мин, чтобы превратить ее в лед. Определите удельную теплоту плавления льда.
(смотреть решение →)
№686. Ванну вместимостью 100 л необходимо заполнить водой, имеющей температуру 30 °С. Для этого используют воду температурой 80 °С и лед, взятый при температуре —20 °С. Определите массу льда, которую надо положить в ванну.
(смотреть решение →)
№687. В сосуд, содержащий воду массой 100 кг при температуре 10 °С, положили кусок льда, охлажденный до —50 °С. После установления теплового равновесия температура ледяной массы оказалась равной —4 °С. Какова масса куска льда?
(смотреть решение →)
№688. В калориметр налита вода массой 2 кг при температуре 5 °С и положен кусок льда массой 5 кг, имеющий температуру —4 °С. Определите температуру и объем содержимого калориметра после установления теплового равновесия. Теплоемкостью калориметра и теплообменом со средой пренебречь.
(смотреть решение →)
№689. Почему ожоги паром опаснее ожогов кипятком?
(смотреть решение →)
№690. Какая масса воды окажется в смеси, если лед массой 150 г и воду массой 200 г, находящиеся в состоянии теплового равновесия, нагреть до 100 °С путем пропускания пара, имеющего температуру 100 °С?
(смотреть решение →)
№691. В теплоизолированном сосуде содержится смесь воды и льда. Масса воды 500 г, льда 54,4 г. Вода и лед находятся в тепловом равновесии. В сосуд вводится сухой водяной пар массой 6,6 г при температуре 100 °С. Какой будет температура после установления нового состояния теплового равновесия?
(смотреть решение →)
№692. В длинном вертикальном цилиндрическом сосуде под легким поршнем площадью 0,01 м2 находится вода массой 0,01 кг при температуре 0 °С. В воду опущена спираль нагревателя мощностью 100 Вт. Пренебрегая потерями теплоты, определите, на какую высоту поднимется поршень спустя 5 мин после включения.
(смотреть решение →)
Тема: Тепловые двигатели
№693. Что обладает большей внутренней энергией: рабочая смесь, находящаяся в цилиндре двигателя внутреннего сгорания к концу такта сжатия (до проскакивания искры), или продукт ее горения к концу рабочего хода?
(смотреть решение →)
№694. Можно ли было пользоваться ветряными двигателями, если бы температура атмосферного воздуха была везде одинаковой?
(смотреть решение →)
№695. Возможно ли понизить температуру воздуха в помещении, если открыть дверцу включенного в электросеть бытового холодильника?
(смотреть решение →)
№696. Газ в количестве 1 моль совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Наименьший объем газа 10 л, наибольший 20 л. Наименьшее давление 2,5 атм, наибольшее —5 атм. Изобразите график этого цикла и найдите работу за цикл.
(смотреть решение →)
№697. В идеальной тепловой машине за счет каждого килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, совершается работа 300 Дж. Определите КПД машины и температуру нагревателя, если температура холодильника 280 К.
(смотреть решение →)
№698. Тепловая машина работает по циклу Карно и за счет каждой килокалории, полученной от нагревателя, совершает работу 1,7 кДж. Температура холодильника равна 20 °С. Какова температура нагревателя?
(смотреть решение →)
№699. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя в каждую секунду количество теплоты 7200 кДж и отдает в холодильник 6400 кДж. Каков КПД двигателя?
(смотреть решение →)
№700. Каков КПД идеальной паровой турбины, если пар поступает в турбину с температурой 480 °С, а оставляет ее при температуре 30 °С?
(смотреть решение →)
№701. Температура воздуха—35 °С, а температура воды в пруду подо льдом +1 °С. Нельзя ли использовать эту разность температур для энергетических целей? Каким свойством должно обладать рабочее тело такой тепловой машины и каков ее КПД?
(смотреть решение →)
№702. Котел современной тепловой станции работает при температуре 550 °С. Отработанное тепло может отводиться к озеру или реке при температуре около 20 °С. Каков был бы КПД такой станции, если бы она работала по идеальному циклу Карно?
(смотреть решение →)
№703. Двигатель работает по циклу Карно. Как изменится КПД теплового двигателя, если при постоянной температуре холодильника 17 °С температуру нагревателя повысить со 127 до 447 °С?
(смотреть решение →)
№704. Температура нагревателя идеальной тепловой машины 117 °С, а холодильника 27 °С. Количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за 1 с, равно 60 кДж. Вычислите КПД машины, количество теплоты, отдаваемое холодильнику за 1 с, и мощность машины.
(смотреть решение →)
№705. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3 раза выше, чем температура холодильника. Нагреватель передал газу количество теплоты 40 кДж. Какую работу совершил газ?
(смотреть решение →)
№706. Температура нагревателя 227 °С. Определите КПД идеального двигателя и температуру холодильника, если за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, двигатель совершает механическую работу 350 кДж.
(смотреть решение →)
№707. Идеальная машина, работающая по обратному циклу Карно, забирает тепло от воды, имеющей начальную температуру 0 °С, и передает его кипятильнику с водой, имеющему температуру 100 °С. Сколько воды превращается в пар при образовании льда массой 1 кг?
(смотреть решение →)
№708. В топке паросиловой установки сгорает уголь массой 200 кг с теплотой сгорания 29,4 МДж/кг. КПД топки равен 80%. Какую максимально возможную работу можно получить при этом, если температура пара в котле 300 °С, а температура отработанного пара 30°С?
(смотреть решение →)
№709. В паровой турбине расходуется дизельное топливо массой 0,35 кг на 1 кВт • ч. Температура поступающего в турбину пара 250 °С, температура холодильника 30 °С. Вычислите фактический КПД турбины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурных условиях.
(смотреть решение →)
Тема: Реальные газы. Насыщенный пар. Влажность воздуха
№710. Уравнение Ван-дер-Ваальса написано для газа в количестве 1 моль. Запишите это уравнение для любой массы газа.
(смотреть решение →)
№711. Какую долю объема газа составляет объем молекул при давлении 105 Па? при давлении 500 • 105 Па?
(смотреть решение →)
№712. В сосуде вместимостью 20 л при температуре 27 °С находится углекислый газ в количестве 0,05 кмоль. Поправки Ван-дер-Ваальса для СO2 равны а = = 3,6 • 105 Н • м4/кмоль, b = 0,043 м3/кмоль. Определите давление газа.
(смотреть решение →)
№713. Вычислите давление азота в количестве 1 моль, находящегося в сосуде вместимостью 1 л при температуре 17 °С. Решите задачу в двух приближениях: один раз считая его идеальным газом, другой — реальным, описываемым уравнением Ван-дер-Ваальса.
(смотреть решение →)
№714. Сравните давления, производимые кислородом и водородом (по отдельности) на стенки сосуда вместимостью 5 л при температуре 27 °С, если газы взяты в количестве 10 моль. Вычисления проведите, считая газ: а) идеальным; б) реальным.
(смотреть решение →)
№715. Какую температуру имеет азот в количестве 1 моль, занимающий объем 11,5 л при давлении 200 кПа? Решите задачу считая газ: а) идеальным; б) реальным.
(смотреть решение →)
№716. Сосуд вместимостью 0,5 л один раз заполняют кислородом, другой раз — углекислым газом. В обоих случаях давление газа равно 300 кПа. Газы взяты в количестве 2 моль. На сколько отличаются температуры газов? Считать газы: а) идеальными; б) реальными.
(смотреть решение →)
№717. Насыщенный водяной пар находится при температуре 100 °С и занимает некоторый объем. Как изменится давление пара, если его объем уменьшить вдвое, сохраняя прежнюю температуру?
(смотреть решение →)
№718. Почему запотевают очки, когда человек с мороза входит в комнату?
(смотреть решение →)
№719. Если в комнате достаточно тепло и влажно, то при открывании зимой форточки образуются клубы тумана, которые в комнате опускаются, а на улице поднимаются. Объясните явление.
(смотреть решение →)
№720. Чем объяснить появление зимой инея на оконных стеклах? С какой стороны стекла он появляется?
(смотреть решение →)
№721. В два полых стеклянных шара, соединенных трубкой, введено некоторое количество воды, после чего из них откачан воздух и вся система запаяна. Если перелить всю воду в верхний шар, а нижний, пустой, поместить в сосуд с жидким воздухом (рис. 104), то вся вода в верхнем шаре через некоторое время замерзает, хотя он все время находится при комнатной температуре. Почему?
(смотреть решение →)
№722. Почему в теплый сухой день наше самочувствие лучше, чем в теплый и сырой?
(смотреть решение →)
№723. В большинстве домов для одинакового ощущения комфорта температура воздуха зимой должна быть выше, чем летом. Чем вы можете объяснить этот эффект?
(смотреть решение →)
№724. В каком месте на земном шаре абсолютная влажность может быть максимальной?
(смотреть решение →)
№725. Почему иногда поверхности окон запотевают? Какие это поверхности — внешние или внутренние? При каких условиях на этих поверхностях образуется лед?
(смотреть решение →)
№726. Какой должна быть точка росы, чтобы появился иней?
(смотреть решение →)
№727. Иней часто появляется при температуре воздуха около 1 °С. Почему?
(смотреть решение →)
№728. В комнате при температуре 20 °С влажность воздуха равна 40%. В это же время на улице при температуре 0 °С влажность 80%. В каком направлении пойдут водяные пары: с улицы в комнату или обратно, если открыть форточку?
(смотреть решение →)
№729. Определите абсолютную влажность воздуха, если парциальное давление пара в нем 14 кПа, а температура 333 К.
(смотреть решение →)
№730. Давление насыщенного водяного пара при температуре 36 °С равно 44,6 мм рт. ст. Какова масса влажного воздуха объемом 1 м3 при этой температуре, относительной влажности 80% и давлении 1 атм?
(смотреть решение →)
№731. Относительная влажность в комнате при температуре 16 °С составляет 65%. Как изменится она при понижении температуры воздуха на 4 К, если упругость водяного пара останется прежней?
(смотреть решение →)
№732. Для осушки воздуха, находящегося в баллоне вместимостью 10 л, туда ввели кусок хлористого кальция, который поглотил воду массой 0,13 г. Какова была относительная влажность воздуха в баллоне, если его температура равна 20 °С?
(смотреть решение →)
№733. В цилиндре под поршнем находится водяной пар массой 0,4 г при температуре 290 К. Этот пар занимает объем 40 л. Какими путями можно сделать пар насыщенным?
(смотреть решение →)
№734. В сосуде вместимостью 100 л при температуре 30 °С находится воздух с относительной влажностью 30%. Какой будет относительная влажность воздуха в сосуде, если в него ввести воду массой 1 г?
(смотреть решение →)
№735. В сосуде вместимостью 1 л при температуре 30 °С находится воздух с относительной влажностью 30%. Какой будет относительная влажность воздуха в сосуде, если в него ввести воду массой 1 г?
(смотреть решение →)
№736. В комнате при температуре 20 °С относительная влажность воздуха 20%. Сколько нужно испарить воды для увеличения влажности до 50%, если объем комнаты равен 40 м3?
(смотреть решение →)
№737. В комнате объемом 50 м3 относительная влажность воздуха 40%. Если испарить дополнительную воду массой 60 г, то относительная влажность будет равной 50%. Какой при этом будет абсолютная влажность воздуха?
(смотреть решение →)
№738. Относительная влажность воздуха, заполняющего сосуд вместимостью 0,7 м3, при температуре 24 °С равна 60%. Сколько нужно испарить в этот объем воды для полного насыщения пара?
(смотреть решение →)
№739. При температуре 4 °С сухой и влажный термометры психрометра давали одинаковые показания. Что покажет влажный термометр, если температура повысилась до 10 °С? если она повысилась до 16 °С? Считать, что упругость водяного пара остается неизменной.
(смотреть решение →)
№740. Найдите относительную влажность воздуха в комнате при температуре 18 °С, если точка росы 10 °С.
(смотреть решение →)
№741. Относительная влажность воздуха вечером при температуре 16 °С равна 55%. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до 8 °С?
(смотреть решение →)
№742. Днем при температуре 20 °С относительная влажность воздуха была 60%. Сколько воды в виде росы выделится из каждого кубического метра воздуха, если температура ночью понизилась до 8 °С?
(смотреть решение →)
№743. Баллон вместимостью 10 л наполнен сухим воздухом при температуре 273 К и давлении 105 Па. В сосуд вводят воду массой 3 г и нагревают баллон до 373 К. Чему равно давление влажного воздуха в баллоне?
(смотреть решение →)
№744. Два баллона вместимостью 1 и 2 м3 соединены трубкой с краном. В первом баллоне находится воздух влажностью 20%, во втором —40%. Температура в обоих баллонах 350 К, давление соответственно 105 и 2 • 105 Па. Кран открывают, и пар перемешивается. Определите относительную влажность воздуха и давление влажного воздуха.
(смотреть решение →)
№745. В закрытом с обоих концов цилиндре вместимостью 1 л свободно ходит легкий поршень. Под поршнем находится вода массой 5 г, над поршнем — столько же азота. Вся система имеет температуру 373 К. На сколько изменятся объемы пара и газа, если всю систему охладить на 50 К?
(смотреть решение →)
№746. До какой температуры надо нагреть запаянный шар, содержащий воду массой 17,5 г, чтобы шар разорвал ся, если известно, что стенки шара выдерживают давление не более 100 атм., а его объем 1 л?
(смотреть решение →)

Свойства жидкостей

Тема: Поверхностное натяжение. Смачивание и капиллярность
№747. Большинство людей любят горячий суп больше, чем холодный. Дайте возможное объяснение, почему это так.
(смотреть решение →)
№748. Какая зубная паста лучше — с большим или малым поверхностным натяжением (при прочих равных условиях)? Почему?
(смотреть решение →)
№749. Мыльная пленка, затягивающая отверстие воронки, поднимается вверх, если держать воронку отверстием вниз. Почему?
(смотреть решение →)
№750. Если мыло уменьшает поверхностное натяжение воды, то почему мы выдуваем мыльные пузыри, а не водяные?
(смотреть решение →)
№751. Вода легче песка. Почему же ветер может поднять тучи песка, но очень мало водяных брызг?
(смотреть решение →)
№752. Почему волейбольная сетка сильно натягивается после дождя?
(смотреть решение →)
№753. У двух концов изогнутой стеклянной трубки выдуты два мыльных пузыря разного диаметра (рис. 105). Будут ли меняться и как размеры пузырей, если кран К закрыт?
(смотреть решение →)
№754. После выхода космического корабля на орбиту оказалось, что в закупоренном чистом стеклянном сосуде с водой весь воздух собрался внутри воды в виде шара, а вода заполнила весь сосуд до пробки. Объясните наблюдаемое явление.
(смотреть решение →)
№755. Если на поверхности воды положить нитку и с одной стороны от нее капнуть эфиром, то нитка будет перемещаться. Почему это происходит? В какую сторону перемещается нитка? Коэффициент поверхностного натяжения эфира η = 0,017 Н/м.
(смотреть решение →)
№756. Обычная швейная игла имеет длину 3,5 см и массу около 0,1 г. Достаточно ли поверхностного натяжения воды для того, чтобы удерживать иглу на своей поверхности?
(смотреть решение →)
№757. Соломинка длиной 8 см плавает на поверхности воды, температура которой 18 °С. По одну сторону от соломинки наливают мыльный раствор, и соломинка приходит в движение. В какую сторону? Какова сила, движущая соломинку?
(смотреть решение →)
№758. Насколько чувствительными должны быть весы, чтобы с их помощью можно было бы оторвать проволочное кольцо от воды, если диаметр кольца равен 6 см?
(смотреть решение →)
№759. Капля воды вытекает из вертикальной стеклянной трубки диаметром 1 мм. Найдите массу капли, если температура воды 20 °С.
(смотреть решение →)
№760. Для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капли получили следующие данные: 318 капель жидкости имеют массу 5 г, диаметр шейки капли в момент отрыва равен 7 ⋅ 10-4 м. Найдите по этим данным коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
(смотреть решение →)
№761. Из капельницы накапали равные массы сначала холодной воды при температуре 8 °С, затем горячей воды при температуре 80 °С. Как и во сколько раз изменился коэффициент поверхностного натяжения воды, если в первом случае образовалось 40, а во втором 48 капель? Плотность воды считать оба раза одинаковой.
(смотреть решение →)
№762. С помощью пипетки отмерили 152 капли минерального масла. Их масса оказалась равной 1820 мг. Найдите коэффициент поверхностного натяжения масла, если диаметр шейки пипетки 1,2 мм.
(смотреть решение →)
№763. Проволочная рамка затянута мыльной пленкой. Какую работу нужно совершить, чтобы растянуть пленку, увеличив ее поверхность на 6,0 см2 с каждой стороны?
(смотреть решение →)
№764. Десять маленьких капель ртути осторожно объединили в одну большую каплю. Изменится ли при этом температура ртути?
(смотреть решение →)
№765. Какую работу надо совершить, чтобы надуть мыльный пузырь радиусом 4 см? Для мыльного раствора η= =0,04 Н/м.
(смотреть решение →)
№766. Два мыльных пузыря радиусами R1 и R2 сливаются в один пузырь радиусом R3. Найдите коэффициент поверхностного натяжения мыльной пленки, если атмосферное давление равно р0.
(смотреть решение →)
№767. Чем объяснить, что соломенная кровля на крыше, состоящая из отдельных стебельков, между которыми имеется множество скважин, надежно защищает от дождя?
(смотреть решение →)
№768. На какую высоту может подняться вода в капиллярной трубке диаметром 2 мкм?
(смотреть решение →)
№769. Две длинные стеклянные пластинки, параллельные друг другу, частично погружены в вертикальном положении в смачивающую жидкость. Расстояние между пластин ками 10-3 м, их ширина 0,15 м. На какую высоту поднимет ся жидкость между пластинками? С какой силой притягиваются пластинки? Смачивание считать полным. Решить задачу для случая, когда жидкость — вода.
(смотреть решение →)
№770. Две трубки с внутренними диаметрами 1 и 3 мм вставлены одна в другую. Внешний диаметр тонкой трубки 2 мм. Если трубки опустить в воду, то разность уровней в канале тонкой трубки и промежутке между трубками равна 6 мм. Определите по этим данным коэффициент по верхностного натяжения воды.
(смотреть решение →)
№771. В двух капиллярных трубках разного диаметра, опущенных в воду, установилась разность уровней 2,6 см При опускании этих же трубок в спирт разность уровней оказалась 1 см. Зная коэффициент поверхностного натяжения воды, найдите коэффициент поверхностного натяжения спирта.
(смотреть решение →)
№772. Найдите массу воды, поднявшейся по капиллярной трубке диаметром 0,5 мм.
(смотреть решение →)
№773. Вертикально расположенный стеклянный капилляр длиной l запаян с верхнего конца. Если нижний конец капилляра привести в соприкосновение с поверхностью воды, то вода поднимется в нем на высоту h. Атмосферное давление нормальное. Чему равен диаметр капилляра?
(смотреть решение →)
Тема: Тепловое расширение твердых тел и жидкостей
№774. Трещины на поверхности скал чаще всего образуются в жаркий летний день. Почему?
(смотреть решение →)
№775. Почему стаканы из толстого стекла чаще, чем тонкостенные, лопаются при наливании в них крутого кипятка?
(смотреть решение →)
№776. Почему между плитами бетонных тротуаров делают зазоры?
(смотреть решение →)
№777. Почему во время полировки зеркал крупных теле скопов важно поддерживать температуру в помещении по-стоянной?
(смотреть решение →)
№778. Поршни цилиндров двигателей обычно делаются из того же материала, что и стенки цилиндров. Почему?
(смотреть решение →)
№779. Бензиновая колонка имеет наверху баки вместимостью 10 л, которыми отмеривается бензин. Когда выгоднее покупать бензин: среди жаркого дня или лучше подождать вечера, когда жара спадет?
(смотреть решение →)
№780. Какие требования надо предъявить к проволоке, которую впаивают в стекло электрической лампы? Почему?
(смотреть решение →)
№781. Если температура воздуха на улице —15 °С, то какую температуру имеет верхняя поверхность льда на озере? нижняя поверхность льда? Какова, по-вашему, температура воды непосредственно подо льдом? Какова температура воды вблизи дна озера?
(смотреть решение →)
№782. Железная паропроводная труба от котельной до здания школы имеет длину 300 м. Пока пара нет, темпера тура трубы 20 °С. Когда же по трубе под давлением проходит пар, ее температура достигает 120 °С. На сколько изменяется при этом длина трубы? Почему не происходит разрыва трубы?
(смотреть решение →)
№783. Железнодорожные рельсы имеют длину 25 м и изготовлены из стали. Как изменяется их длина, если годовые изменения температуры колеблются от 30 до —30 °С?
(смотреть решение →)
№784. Каков коэффициент линейного расширения металла, если изготовленный из него стержень длиной 60 см при нагревании на 100 °С удлинился на 1,02 мм?
(смотреть решение →)
№785. Цинковая пластина, площадь которой при температуре 0 °С равна 20,0 дм2, нагрета до 400 °С. Найдите площадь пластины после нагревания. Длина стального стержня при температуре 100 °С равна 50,0 см, длина цинкового 50,2 см. При какой температуре длина обоих стержней будет одинаковой? Коэффициент линейного расширения стали 12 • 10-6, а цинка 29 • 10-6 град-1.
(смотреть решение →)
№786. Платиновая проволока длиной 1,5 м находится при температуре 0 °С. При пропускании электрического тока она раскалилась и удлинилась на 15 мм. До какой температуры была нагрета проволока? α = 9• 10 -6 К-1.
(смотреть решение →)
№787. Как должны относиться длины двух стержней, сделанных из разных материалов, с коэффициентом линейного расширения α1 и α2, чтобы при любой температуре разность длин стержней оставалась постоянной?
(смотреть решение →)
№788. Часы снабжены латунным маятником. Сравнивая показания этих часов с показанием точных часов, заметили, что при температуре 0 °С они спешат на 7 с в сутки, а при температуре 20 °С отстают на 9 с в сутки. Определите коэффициент линейного расширения латуни, а также температуру, при которой маятниковые часы идут правильно.
(смотреть решение →)
№789. Стальной лист прямоугольной формы, имеющий площадь 2 м2 при температуре 0 °С, нагрели до 400 °С. На сколько изменится его площадь?
(смотреть решение →)
№790. Объем бетонной плиты при температуре 0 °С со ставляет 2 м3 На сколько увеличится ее объем при повы шснии температуры до 30 °С? Коэффициент линейного рас ширения бетона α=1,2 • 10 5 К-1
(смотреть решение →)
№791. На нагревание стального бруса размером 60 X 20 X 5 см израсходовано количество теплоты 1680 кДж На сколько увеличился объем бруса?
(смотреть решение →)
№792. Ка кое количество теплоты нужно израсходовать, чтобы стальной рельс длиной 10 м и площадью поперечного сечения 20 см2 удлинился от нагревания на 6 мм?
(смотреть решение →)
№793. Стальной брусок объемом 1200 см3 при температуре 0 °С погружен в сосуд, содержащий воду массой 20 кг при 90 °С. Найдите температуру бруска в воде и его объем при этой температуре.
(смотреть решение →)
№794. Влияет ли, и если влияет, то как, на границы измерения температур ртутным термометром изменение размеров ртутного шарика (резервуара)? А диаметр канала трубки?
(смотреть решение →)
№795. Что происходило бы с показаниями термометра при помещении его в горячую воду, если бы стекло расширялось при нагревании больше, чем ртуть?
(смотреть решение →)
№796. При погружении ртутного термометра в горячую воду ртуть в трубочке термометра сначала немного опускается, а затем начинает подниматься. Объясните это явление.
(смотреть решение →)
№797. Два одинаковых термометра отличаются друг от друга формой резервуаров для ртути: у первого резервуар имеет форму шара, у второго — форму цилиндра. Какой из этих термометров будет быстрее реагировать на повышение температуры?
(смотреть решение →)
№798. В железнодорожную цистерну погрузили нефть объемом 50 м3 при температуре + 40 °С. Какой объем нефти выгрузили, если на станции назначения температура воздуха была —40 °С?
(смотреть решение →)
№799. Керосин содержится в цистерне цилиндрической формы, высота которой 6,0 м, а диаметр основания 5,0 м. При температуре 0 °С нефть не доходила до верхнего края цистерны на 20 см. При какой температуре керосин перельется через край цистерны?
(смотреть решение →)
№800. Объем керосина при нагревании увеличился на 20 см3. Какое количество теплоты было при этом израсходовано?
(смотреть решение →)
№801. Нефть на складе хранится в баке, имеющем форму цилиндра высотой 8 м. При температуре —5 °С уровень нефти не доходит до верхнего края бака на 20 см. Выльется ли нефть при повышении температуры до 30 °С?
(смотреть решение →)
№802. В колбу с узким горлышком, площадь поперечного сечения которого 0,5 см2, налили керосин объемом 200 см3 при температуре 10 °С. При этом часть его вошла в горлышко. При нагревании керосина на 30 °С его уровень в горлышке повысился на 8 см. Каков коэффициент объемного расширения керосина?
(смотреть решение →)
№803. Докажите, что увеличение объема ΔV жидкости или твердого тела при сообщении ему некоторого количества теплоты Q не зависит от первоначального объема V0 а определяется лишь плотностью ρ, удельной теплоемкостью с и коэффициентом объемного расширения β.
(смотреть решение →)
№804. Шарик термометра содержит ртуть массой 5,44 г. Длина трубочки термометра равна 25 см. Каким должен быть диаметр канала трубочки, чтобы его можно было проградуировать от —10 °С до +110 °С?
(смотреть решение →)
№805. Определите объем шарика ртутного термометра, если известно, что при температуре 0 °С ртуть заполняет только шарик, а объем канала между 0 °С и 100 °С равен 3 мм3.
(смотреть решение →)
№806. Сосуды, изображенные па рисунке 106, наполнены до одного уровня водой при температуре 4 °С. Как изменится давление воды на дно в каждом сосуде при повышении температуры?
(смотреть решение →)

Свойства твердых тел

Тема: Деформация твердых тел
№807. Монокристалл NaCl опущен в ненасыщенный раствор; в насыщенный раствор; в перенасыщенный раствор поваренной соли. Что произойдет с кристаллом в каждом случае?
(смотреть решение →)
№808. Как доказать, что скорость роста кристалла, помещенного в перенасыщенный раствор или расплав, различна по разным направлениям?
(смотреть решение →)
№809. Кубик из стекла и кубик, вырезанный из монокристалла кварца, опущены в горячую воду. Сохранят ли кубики свою форму?
(смотреть решение →)
№810. Кубик, вырезанный из монокристалла, нагреваясь, может превратиться в параллелепипед. Почему это возможно?
(смотреть решение →)
№811. Вблизи поверхности кристалла в процессе его роста наблюдаются так называемые концентрационные потоки раствора, поднимающиеся вверх. Объясните явление.
(смотреть решение →)
№812. Можно десять тысяч раз уронить железный таз, а фарфоровую вазу уронить нельзя ни разу. Ведь на десять тысяч раз нужно десять тысяч ваз. Почему?
(смотреть решение →)
№813. При взвешивании тела указатель динамометра вышел за пределы шкалы. Поэтому применили способ взвешивания на двух динамометрах. Какой из способов, показанных на рисунке 107, надо было применить? Каковы показания каждого динамометра в обоих случаях?
(смотреть решение →)
№814. При какой кладке определенного числа кирпичей (рис. 108) нижний из них окажется под большим напряжением?
(смотреть решение →)
№815. Проволока длиной 5,4 м под действием нагрузки удлинилась на 2,7 мм. Определите абсолютное и относительное удлинение проволоки.
(смотреть решение →)
№816. Абсолютное и относительное удлинение стержня 1 мм и 0,1% соответственно. Какой была длина недеформи-рованного стержня?
(смотреть решение →)
№817. Каким должен быть диаметр стержня крюка подъемного крана, чтобы при подъеме груза весом 25 кН напряжение в крюке не превышало 60 МПа?
(смотреть решение →)
№818. Какого диаметра должен быть стальной стержень для крюка подъемного крана с грузоподъемностью 80 кН при восьмикратном запасе прочности? Разрушающее напряжение для материала стержня 600 Н/мм2.
(смотреть решение →)
№819. На рисунке 109 дан график зависимости упругого напряжения, возникающего в бетонной свае, от ее относительного сжатия. Найдите модуль упругости бетона.
(смотреть решение →)
№820. Верхний конец стержня закреплен, а к нижнему подвешен груз весом 20 кН. Длина стержня 5,0 м, площадь поперечного сечения 4,0 см2. Определите напряжение материала стержня и его абсолютное и относительное удлинение, если Е = 2 • 104 Н/мм2.
(смотреть решение →)
№821. Колонны Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге имеют высоту 30 м. На сколько сжата каждая колонна под действием собственной тяжести? Плотность гранита 2,7 г/см3, модуль Юнга 1011 Па.
(смотреть решение →)
№822. Какого диаметра нужно взять стальной стержень, чтобы при нагрузке 25 кН, приводящей к растяжению, напряжение равнялось 60 Н/мм2? Каково абсолютное удлинение стержня, если его первоначальная длина 200 см?
(смотреть решение →)
№823. К концам стальной проволоки длиной 3 м и площадью поперечного сечения 1 мм2 приложены растягивающие силы по 200 Н каждая. Найдите абсолютное и относительное удлинение.
(смотреть решение →)
№824. Какие силы надо приложить к концам стальной проволоки длиной 4 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм2 для удлинения ее на 2 мм?
(смотреть решение →)
№825. Во сколько раз относительное удлинение рыболовной лесы диаметром 0,2 мм больше, чем лесы диаметром 0,4 мм, если к концам лес приложены одинаковые силы?
(смотреть решение →)
№826. К проволоке был подвешен груз. Затем проволоку согнули пополам и подвесили тот же груз. Сравните абсолютное и относительное удлинение проволоки в обоих случаях.
(смотреть решение →)
№827. Какого наименьшего поперечного сечения нужно взять стальной стержень, чтобы растягивающая нагрузка 2,5 кН не вызвала остаточной деформации? Предел упругости стали при растяжении 1,0 кН/мм2.
(смотреть решение →)
№828. Штампуется монета диаметром 18 мм. Какова сила удара по заготовке? Предел текучести металла 200 Н/мм2.
(смотреть решение →)
№829. Какого поперечного сечения надо взять алюминиевый прут, чтобы подвесить к нему груз массой 200 кг при коэффициенте запаса прочности 5?
(смотреть решение →)
№830. Груз массой 30 кг нужно подвесить ка проволоке сечением не более 5,0 мм2. Из какого материала следует взять проволоку, если необходимо обеспечить пятикратный запас прочности?
(смотреть решение →)
№831. Для подъема черпака с углем весом 100 кН служит трос, свитый из 200 железных проволок. Каков диаметр каждой проволоки, если коэффициент запаса прочности взят равным 5? Предел прочности 350 МПа.
(смотреть решение →)
№832. Какой высоты можно построить кирпичную стену при запасе прочности 6, если предел прочности кирпича 6 Н/мм2? Плотность кирпича 2 • 103 кг/м3.
(смотреть решение →)
№833. Какой груз может быть подвешен на стальном тросе диаметром 3 см при запасе прочности, равном 10, если предел прочности стали 70 кН/см2?
(смотреть решение →)
№834. При океанологических исследованиях для взятия пробы грунта со дна океана на стальном тросе опускают особый прибор. Какова предельная глубина погружения? Массой прибора пренебречь.
(смотреть решение →)
№835. Из резинового шнура длиной 42 см и радиусом 3 мм сделана рогатка. Мальчик, стреляя из рогатки, растянул резиновый шнур на 20 см. Найдите модуль Юнга для этой резины, если известно, что камень массой 20 г, пущенный из этой рогатки, полетел со скоростью 20 м/с. Изменением сечения при растяжении пренебречь.
(смотреть решение →)
№836. На сколько градусов нужно было бы нагреть медную проволоку с площадью поперечного сечения 1 мм2, чтобы она приняла ту же длину, что и под действием растягивающей нагрузки 50 Н?
(смотреть решение →)
№837. Температура стальной мостовой балки с площадью поперечного сечения 100 см2 повысилась на 50 °С. Найдите силы давления на опоры, препятствующие удлинению балки.
(смотреть решение →)
№838. Железная балка наглухо заделана между двумя стенами при температуре 0 °С. Какое давление она будет производить на стены при повышении температуры до +20°С? Влияет ли длина балки на силу давления?
(смотреть решение →)
№839. При укладке трамвайных рельсов их сваривают на стыках. Какие напряжения возникают в рельсах при колебаниях температуры от 303 до 243 К, если их укладывали при температуре 283 К?
(смотреть решение →)
№840. Части стены по разные стороны щели соединили раскаленной стальной полосой, которая, остыв до температуры 0 °С, прижала их друг к другу. Ширина щели 1 см, длина полосы 2 м, а площадь поперечного сечения ее 2 см2. С какой силой стянуты части стены, если полоса первоначально раскалена до температуры 500 °С?
(смотреть решение →)
№841. Бетонный стержень закреплен при помощи двух зажимов на прочном основании при температуре 0 °С При какой температуре стержень разорвется? Прочность на разрыв 5 Н/мм2. Модуль упругости E=1,0⋅104 Н/мм2.
(смотреть решение →)

Электростатическое поле

Тема: Электростатика
№842. Отрицательно заряженное тело притягивает подвешенный на нити легкий шарик, а положительно заряженное тело отталкивает. Можно ли утверждать, что шарик заряжен? Каков знак заряда?
(смотреть решение →)
№843. Почему легкая станиолевая гильза притягивается и к положительно заряженной стеклянной палочке, и к отрицательно заряженной эбонитовой?
(смотреть решение →)
№844. К стержню электроскопа, стоящего на изолирующей подставке, поднесли, не касаясь его, положительно заряженную стеклянную палочку. Листочки электроскопа разошлись. Затем к стержню прикоснулись пальцем другой руки. Что произойдет? Можно ли утверждать, что стержень электроскопа приобрел заряд? Какого знака? Что произойдет, если палочку теперь удалить?
(смотреть решение →)
№845. К стержню электроскопа, стоящего на изолирующей подставке, поднесли, не касаясь его, положительно заряженную стеклянную палочку. Листочки электроскопа разошлись. Затем к стержню прикоснулись пальцем другой руки и удалили стеклянную палочку. После этого убрали палец со стержня электроскопа. Что произойдет?
(смотреть решение →)
№846. Положительно заряженное тело притягивает подвешенный на шелковой нити легкий шарик. Можно ли утверждать, что шарик заряжен отрицательно?
(смотреть решение →)
№847. На тонких шелковых нитях подвешены две одинаковые легкие бумажные гильзы. Одна из них заряжена, а другая — нет. Как определить, какая из них заряжена?
(смотреть решение →)
№848. Каков знак заряда земной поверхности непосредственно под облаком, если последнее заряжено положительно?
(смотреть решение →)
№849. 3ачем верхние концы молниеотводов заостряют?
(смотреть решение →)
№850. Увеличивает или уменьшает молниеотвод вероятность удара молнии в здание? Ответ объясните.
(смотреть решение →)
№851. а) Положительно заряженный шар А (рис. 110) пометит вблизи металлического шара В. Измерения показали, что сила электрического взаимодействия шаров равна нулю. Заряжен ли шар В?

б) Докажите, что если заряд шара В будет положительным и очень небольшим, то шары А и В будут не отталкиваться, а притягиваться.


(смотреть решение →)
№852. Найдите силу взаимодействия между положительным и отрицательным точечными зарядами 1 мкКл, находящимися на расстоянии 10 см.
(смотреть решение →)
№853. С какой силой взаимодействуют два точечных заряда 10 нКл и 15 нКл, находящиеся на расстоянии 5 см друг от друга?
(смотреть решение →)
№854. На каком расстоянии находятся друг от друга точечные заряды 2нКл и 5 нКл, если они взаимодействуют друг с другом с силой 9 мН?
(смотреть решение →)
№855. Два точечных одинаковых заряда взаимодействуют друг с другом с силой 0,4 мН, находясь на расстоянии 5 см друг от друга. Чему равен каждый заряд?
(смотреть решение →)
№856. Найдите силу взаимодействия двух точечных электрических зарядов 1 нКл и 4 нКл в пустоте и керосине, если расстояние между ними 2 см.
(смотреть решение →)
№857. Два одинаковых шарика, заряженные один отрицательным зарядом—1,5 мкКл, другой положительным 25 мкКл, приводят в соприкосновение и вновь раздвигают на расстояние 5 см. Определите заряд каждого шарика после соприкосновения и силу их взаимодействия.
(смотреть решение →)
№858. Два одинаковых металлических маленьких шарика заряжены так, что заряд одного из них в 5 раз больше заряда другого. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась по модулю сила их взаимодействия, если: а) шарики заряжены одноименно; б) шарики заряжены разноименно?
(смотреть решение →)
№859. Одинаковые металлические шарики, заряженные одноименно зарядами q и 4q, находятся на расстоянии х друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние надо их раздвинуть, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?
(смотреть решение →)
№860. Докажите, что если два одинаковых металлических шарика, заряженные одноименно неравными зарядами, привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние, сила взаимодействия обязательно увеличится, причем тем значительнее, чем больше различие в значении зарядов.
(смотреть решение →)
№861. Шарик массой 150 мг, подвешенный на тонкой непроводящей нити, имеет заряд 10 нКл. На расстоянии 32 см снизу под ним располагают второй заряженный шарик. Каким должен быть заряд этого шарика, чтобы сила натяжения нити а) уменьшилась вдвое; б) увеличилась вдвое?
(смотреть решение →)
№862. На изолированной подставке расположен вертикально тонкий фарфоровый стержень, на который надет металлический полый маленький шарик А (рис. 111). После сообщения шарику заряда 20 нКл по стержню пустили падать другой такой же, но незаряженный шарик В массой 0,1 г. На каком расстоянии будет находиться шарик В от шарика А после соприкосновения? Трением шарика о стержень пренебречь.
(смотреть решение →)
№863. В поле зарядов +q и —q (рис. 112) помещают заряд q/2 сначала в точку С, а затем в точку Д. Сравните силы (по модулю), действующие на этот заряд, если | ДА | = | АС | = 1/2 | АВ |.
(смотреть решение →)
№864. Заряды 40 и — 10 нКл расположены на расстоянии 10 см друг от друга. Какой надо взять заряд и где следует его поместить, чтобы система находилась в равновесии? Будет равновесие устойчивым или неустойчивым?
(смотреть решение →)
№865. В вершинах правильного шестиугольника со стороной а помещены друг за другом заряды +q, + q, +q, — q. — q, —q. Найдите силу, действующую на заряд q, который помещен в центре шестиугольника.
(смотреть решение →)
№866. На каком расстоянии от шарика А (рис. 113), погруженного в керосин, должна быть расположена стальная пылинка В объемом 9 мм3, чтобы она находилась в равновесии? Заряд шарика равен 7 нКл, а заряд пылинки равен — 2,1 нКл Каким будет равновесие: устойчивым или неустойчивым?
(смотреть решение →)
№867. Два крошечных металлических шарика массой по 10 мг, имеющие заряды, подвешены в одной точке на нитях длиной 30 см. Каждая нить образует угол 15° с вертикалью. Каково значение зарядов шариков?
(смотреть решение →)
№868. Составлен прибор из двух одинаковых проводящих маленьких шариков Один шарик неподвижен, а другой привязан к концу вертикальной нити длиной 20 см. Масса каждого шарика 5 г Шарики получают одинаковые заряды, и нить отклоняется на 60° от вертикали. Определите заряд каждого шарика.
(смотреть решение →)
№869. Два одинаковых маленьких заряженных шарика, подвешенные на нитях одинаковой длины, опускают в керосин. Какова должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и керосине был один и тот же?
(смотреть решение →)
№870. Два шарика заряжены одноименными равными зарядами q и расположены на одной вертикали, проходящей через их центры, на расстоянии Н друг от друга. Нижний шарик закреплен неподвижно, а верхний, имеющий массу т получает начальную скорость v0, направленную вертикально вниз. На какое минимальное расстояние l приблизится верхний шарик к нижнему? Шарики можно считать точечными зарядами.
(смотреть решение →)
№871. Два шарика заряжены разноименными зарядами, равными по модулю q. Они расположены на одной вертикали, проходящей через их центры, на расстоянии Н друг от друга. Нижний (отрицательный) шарик закреплен неподвижно, а верхний, имеющий массу т получает начальную скорость v0 направленную вертикально вверх. Каково максимальное расстояние между шариками?
(смотреть решение →)
Тема: Электрическое поле. Напряженность поля. Потенциал. Разность потенциалов
№872. Какова напряженность электрического поля на расстоянии 1 м от точечного заряда 0,1 нКл? Какая сила действует в этой точке на тело, обладающее зарядом — 10 нКл?
(смотреть решение →)
№873. В технике напряженность электрических полей не превышает Е= 107 Н/Кл. Сравните эту напряженность с напряженностью Ен электрического поля ядра на орбите электрона в атоме водорода. Диаметр орбиты 10-10 м
(смотреть решение →)
№874. Найдите заряд, создающий электрическое поле, если на расстоянии 5 см от заряда напряженность поля 1,6⋅105 Н/Кл.
(смотреть решение →)
№875. На каком расстоянии от точечного заряда 10 нКл, находящегося в дистиллированной воде, напряженность электрического поля будет равна 0,25 В/м?
(смотреть решение →)
№876. Между двумя точечными зарядами + 4 ⋅ I0-9 Кл и —5 • 10-9 Кл расстояние равно 0,60 м. Найдите напряженность поля в средней точке между зарядами.
(смотреть решение →)
№877. Между зарядами +q и + 9q расстояние равно 8 см. На каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля равна нулю?
(смотреть решение →)
№878. Одинаковые по модулю, но разные по знаку заряды 18 нКл расположены в двух вершинах равностороннего треугольника. Сторона треугольника 2 м. Определите напряженность поля в третьей вершине треугольника.
(смотреть решение →)
№879. Два положительных точечных заряда каждый по 10 нКл находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Каково значение и направление вектора напряженности поля в точке, расположенной на расстоянии 5 см от прямой, соединяющей заряды, на перпендикуляре, проходящем через ее середину? Какая сила будет действовать на заряд 100 нКл в этой точке?
(смотреть решение →)
№880. Между зарядами +6,4⋅10-6 Кл и — 6,4⋅10-6 Кл расстояние равно 12 см. Найдите напряженность поля в точке, удаленной на 8,0 см от обоих зарядов.
(смотреть решение →)
№881. В вертикально направленном однородном электрическом поле находится пылинка массой 1⋅10-9 г и зарядом 3,2• 10-17 Кл. Какова напряженность поля, если сила тяжести пылинки уравновешена силой электрического поля?
(смотреть решение →)
№882. Каков диаметр масляной капли плотностью 900 кг/м3, которую с помощью одного лишнего электрона можно уравновесить в поле напряженностью 10 000 В/м?
(смотреть решение →)
№883. Положительно заряженный шарик массой 0,18 г и плотностью вещества 1800 кг/м3 находится во взвешенном состоянии в жидком диэлектрике плотностью 900 кг/м3. В диэлектрике имеется однородное электрическое поле напряженностью 45 кВ/м, направленное вертикально вверх. Найдите заряд шарика.
(смотреть решение →)
№884. Какой угол а с вертикалью составляет нить, на которой висит заряженный шарик массой 0,25 г, помещенный и горизонтальное однородное электростатическое поле напряженностью 1,0⋅106 В/м? Заряд шарика равен 2,5 нКл.
(смотреть решение →)
№885. Какую работу совершает поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В? из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 400 В?
(смотреть решение →)
№886. В однородном электрическом поле напряженностью 1 кВ/м переместили заряд —25 нКл в направлении сило вой линии на 2 см. Найдите работу поля, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда и поля и напряжение между начальной и конечной точками перемещения.
(смотреть решение →)
№887. В однородном поле напряженностью 60 кВ/м переместили заряд 5 нКл. Вектор перемещения равен по модулю 20 см и образует угол 60° с направлением силовой линии. Найдите работу поля, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда и поля и напряжение между начальной и конечной точками перемещения. Дайте ответы на те же вопросы для случая перемещения отрицательного заряда.
(смотреть решение →)
№888. Расстояние между зарядами 10 и —- 1 нКл равно 1,1 м. Найдите напряженность поля в точке на прямой, соединяющей заряды, в которой потенциал равен нулю.
(смотреть решение →)
№889. Заряды 2 мкКл и 5 мкКл расположены на расстоянии 40 см друг от друга в точках A и В (рис. 114). Вдоль прямой СД, проходящей параллельно линии АВ на расстоянии 30 см от нее, перемещается заряд 10 нКл. Определите работу электрических сил при перемещении заряда из точки С в точку Д, если отрезки АС и ВД перпендикулярны к линии СД.
(смотреть решение →)
№890. Иногда говорят, что линии напряженности электростатического поля — это линии, по которым будет двигаться электрический заряд в электростатическом поле. Так ли это?
(смотреть решение →)
№891. Если положительно заряженный шар поместить в любое из электрических полей, изображенных на рисунке 115, он станет двигаться вправо. Как будет вести себя в этих полях шар, которому не был сообщен заряд?
(смотреть решение →)
№892. Две металлические пластины расположены параллельно друг другу на расстоянии d, значительно меньшем, чем размеры пластин (рис. 116). Пластины заряжены разноименно одинаковыми по модулю зарядами +Q и —- Q. Сравните напряженности электрического поля в точках А, В, С, D, E, и F. Ответ поясните. Сравните работы, которые совершает электрическое поле при перемещении малого точечного заряда q из А в В, из А в С.
(смотреть решение →)
№893. Задана картина линий напряженности электрического поля (рис. 117). В какой точке A, В или С — сила, действующая на внесенный в поле пробный заряд, будет наибольшей?
(смотреть решение →)
№894. На рисунке 118 показаны силовые линии и две эквипотенциальные поверхности (А и В). Какая поверхность имеет больший потенциал? В какой точке — С или Д — больше напряженность поля?
(смотреть решение →)
№895. На рисунке 119 изображены силовые линии некоторого электрического поля. Изобразите несколько эквипотенциальных поверхностей и сравните их потенциалы.
(смотреть решение →)
№896. На рисунке 120 изображены эквипотенциальные поверхности некоторого электрического поля. Изобразите несколько силовых линий этого поля и укажите их направление.
(смотреть решение →)
№897. В электрическом поле точечного заряда q из точки А в точки В, С, D, Е (рис. 121) перемещали один и тот же заряд. Сравните работы по перемещению и обоснуйте ответ.
(смотреть решение →)
№898. Сравните работы по перемещению заряда в электрическом поле из А в В, из А в С и обоснуйте ответ (рис. 122).
(смотреть решение →)
№899. Сравните работу электрического поля при перемещении заряда из точки А в точки В, С, Д (рис. 123).
(смотреть решение →)
№900. Сравните работу электрического поля при перемещении точечного заряда q по контуру I и по контуру II (рис. 124).
(смотреть решение →)
№901. На рисунке 125 изображены силовые линии некоторого электрического поля. Является ли это поле потенциальным?
(смотреть решение →)
№902. В результате электрической индукции металлический шар зарядился в электростатическом поле Е (рис. 126). Является ли поверхность шара эквипотенциальной поверхностью?
(смотреть решение →)
№903. В координатах (E, r) изобразите график зависимости напряженности поля точечного: а) положительного, б) отрицательного заряда от расстояния, от заряда.
(смотреть решение →)
№904. В координатах (φ, r) изобразите график зависимости потенциала поля точечного: а) положительного, б) отрицательного заряда от расстояния, от заряда.
(смотреть решение →)
№905. В координатах (E, r) и (φ, r) изобразите график зависимости напряженности поля и потенциала поля заряженного положительно (отрицательно) металлического шара радиусом R0 от расстояния от центра шара.
(смотреть решение →)
№906. В координатах (E, r) и (φ, r) изобразите график зависимости напряженности поля и потенциала поля равномерно заряженной диэлектрической сферы радиусом R0 от расстояния до центра шара.
(смотреть решение →)
№907. Металлический шар радиусом R0 окружен слоем диэлектрика толщиной d и диэлектрической проницаемостью ε. Шар заряжен положительно, заряд шара Q. Изобразите:
(смотреть решение →)
№908. Капелька масла радиусом 1 мкм, несущая на себе заряд двух электронов, находится в равновесии в поле расположенного горизонтально плоского конденсатора, когда к нему приложено напряжение 820 В. Расстояние между пластинами 8 мм. Плотность масла 0,8 г/см3. Чему равен заряд электрона?
(смотреть решение →)
№909. Заряженная положительным зарядом пылинка массой 10-8 г находится в равновесии внутри плоского конденсатора, пластины которого расположены горизонтально. Разность потенциалов между пластинами 6000 В. На сколько необходимо изменить разность потенциалов между пластинами, чтобы пылинка осталась в равновесии, если она потеряла 1000 электронов? Расстояние между пластинами конденсатора 5 см.
(смотреть решение →)
№910. Заряженная капелька масла уравновешена в электростатическом поле горизонтально расположенного плоского конденсатора. Какое напряжение подано на пластины конденсатора, если капелька при радиусе 2 мкм несет на себе три избыточных электрона? Расстояние между пластинами 8 мм. Что произойдет при раздвижении пластин в случае: а) когда пластины соединены с источником напряжения; б) когда пластины отключены от источника?
(смотреть решение →)
№911. На концах изолирующей палочки длиной 0,5 см прикреплены два маленьких шарика, на которых имеются заряды + q и —q. Палочка находится между пластинами плоского конденсатора (рис. 127). Расстояние между пластинами 10 см. При каком минимальном напряжении между пластинами конденсатора палочка разорвется, если она выдерживает максимальную нагрузку 0,01 Н? Силы тяжести не учитывать. Заряд шариков равен по модулю 3 нКл
(смотреть решение →)
№912. Между вертикальными пластинами плоского конденсатора, находящегося в воздухе, подвешен на тонкой шелковой нити маленький шарик, имеющий заряд 3 нКл. Какой заряд надо сообщить пластинам конденсатора, чтобы шарик отклонился на угол 45°? Масса шарика 4 г, площадь пластин 314 см2.
(смотреть решение →)
№913. Электрон, пролетая в электрическом поле из точки а в точку в, увеличил свою скорость от 1000 до 3000 км/с. Определите разность потенциалов между точками а и в.
(смотреть решение →)
№914. Электрон движется по направлению силовых линий однородного поля, напряженность которого равна 1,2 В/см. Какое расстояние он пролетит в вакууме до полной остановки, если его начальная скорость 1000 км/с? Сколько времени будет длиться этот полет?
(смотреть решение →)
№915. Электрон со скоростью 4⋅109 см/с влетает в плоский конденсатор, причем вектор его скорости лежит в плоскости, параллельной пластинам. Вычислите вертикальное смещение электрона на выходе из конденсатора Расстояние между пластинами конденсатора равно 1 см, разность потенциалов 300 В, длина конденсатора 5 см Пластины горизонтальны.
(смотреть решение →)
№916. Поток электронов, получивших свою скорость в результате прохождения разности потенциалов 5000 В, влетает в середину плоского конденсатора. Какое наименьшее напряжение нужно приложить к пластинам конденсатора, чтобы электроны не вылетели из него? Размеры конденсатора: длина 5 см, расстояние между пластинами 1 см.
(смотреть решение →)
№917. Пучок катодных лучей (поток электронов), направленный параллельно обкладкам плоского конденсатора, на пути 4 см отклоняется на расстояние 2 мм от первоначального направления. Какую скорость и кинетическую энергию имеют электроны катодного пучка в момент влета в конденсатор? Напряженность поля в конденсаторе 22,5 кВ/м.
(смотреть решение →)
№918. Электроны влетают в плоский конденсатор длиной L иод углом а к плоскости пластин, а вылетают под углом β. Определите начальную кинетическую энергию электронов, если напряженность поля конденсатора равна E.
(смотреть решение →)
№919. Электрон с кинетической энергией 10 кэВ влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор, расстояние между обкладками которого 1 см, а длина пластин 10 см. На расстоянии 20 см от конденсатора находится экран. Начальная скорость электрона направлена параллельно пластинам. Найдите смещение электрона на экране, если: а) на пластины подано постоянное напряжение 40 В; б) напряжение возрастает по закону U = kt и электрон попадает в конденсатор тогда, когда U = 0.
(смотреть решение →)
№920. Два тела (можно считать материальными точками) лежат на горизонтальной поверхности. Тела связаны тонкой шелковой нитью длиной l и имеют одноименные заряды q (рис. 128). В некоторый момент времени нить пережигают. На каком расстоянии от центра нити тела достигнут максимальной скорости, если массы тел равны m, а коэффициент трения о поверхность равен μ? Поверхность считать идеальным изолятором. Какой будет эта скорость? Остановятся ли тела? На каком расстоянии?
(смотреть решение →)
№921. Диполь с зарядами ±q и длиной l движется со скоростью v0 в направлении перпендикулярном оси диполя (рис. 129). Изменится ли скорость диполя, если он влетит в плоский конденсатор, заряженный до разности потенциалов U? Расстояние между пластинами конденсатора d, d>l. Если скорость изменится, то как: увеличится или уменьшится? Зависит ли это изменение скорости от того, как ориентирован диполь по отношению к пластинам конденсатора? Центр диполя находится на оси конденсатора.
(смотреть решение →)
№922. Две α-частицы летят из бесконечности навстречу друг другу. Их скорости v1 и v2, причем v2 > v1. На какое минимальное расстояние сблизятся частицы и как они будут двигаться после этого? Каковы установившиеся скорости частиц?
(смотреть решение →)
Тема: Электроемкость. Конденсаторы
№923. Конденсатор подключен к аккумулятору через баллистический гальванометр. (Баллистический гальванометр — чувствительный электроизмерительный прибор, регистрирующий кратковременные импульсы тока.) Что покажет гальванометр: а) в момент включения аккумулятора; б) через некоторое время после включения, если раздвинуть пластины конденсатора?
(смотреть решение →)
№924. Плоский конденсатор, размеры которого велики по сравнению с расстоянием между его обкладками, присоединен к источнику постоянного тока. Будут ли меняться заряд конденсатора, напряжение на нем и напряженность электрического поля между обкладками конденсатора, если заполнить пространство между ними диэлектриком?
(смотреть решение →)
№925. Между пластинами плоского конденсатора вводят диэлектрическую пластину (рис. 130). Как изменятся заряд, напряжение между обкладками конденсатора и его энергия (конденсатор все время остается подсоединенным к источнику)?
(смотреть решение →)
№926. Какова электроемкость керамического конденсатора с площадью пластин 1 см2, расстоянием между ними 0,1 мм и диэлектрической проницаемостью 10 000?
(смотреть решение →)
№927. Какова электроемкость плоского конденсатора, у которого пластины имеют длину 1 м, ширину 10 см, а расстояние между пластинами равно 0,1 мм? Диэлектрическая проницаемость равна 3. Увеличится ли электроемкость конденсатора, если это длинное сооружение превратить в четырехслойный бутерброд: диэлектрическая пленка, проводник, диэлектрическая пленка, проводник, а затем свернуть его в цилиндр диаметром несколько сантиметров?
(смотреть решение →)
№928. Конденсатор, состоящий из двух пластин, имеет электроемкость 5 пФ. Какой заряд находится на каждой из его обкладок, если разность потенциалов между ними 1000 В?
(смотреть решение →)
№929. Расстояние между пластинами квадратного плоского конденсатора со стороной 10 см равно 1 мм. Какова разность потенциалов между пластинами, если заряд конденсатора равен 1 нКл?
(смотреть решение →)
№930. Квадратному плоскому конденсатору со стороной 10 см сообщен заряд 1 нКл. Какова напряженность поля в центре конденсатора? Какая сила действует на заряд 100 нКл, расположенный в конденсаторе? Как зависит эта сила от расположения пробного заряда?
(смотреть решение →)
№931. Плоский конденсатор с размером пластин 25 X 25 см и расстоянием между ними 0,5 мм заряжен от источника напряжения до разности потенциалов 10 В и отключен от источника. Какой будет разность потенциалов, если пластины конденсатора раздвинуть на расстояние 5 мм?
(смотреть решение →)
№932. Плоский конденсатор зарядили при помощи источника напряжением 200 В. Затем конденсатор был отключен от источника. Каким станет напряжение между пластинами, если расстояние между ними увеличить от первоначального 0,2 мм до 0,7 мм, а пространство между пластинами заполнить слюдой?
(смотреть решение →)
№933. Имеются два конденсатора электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ. Какова электроемкость последовательно и параллельно соединенных конденсаторов?
(смотреть решение →)
№934. Имеются три различных конденсатора. Электроемкость одного из них 2 мкФ. Когда все три конденсатора соединены последовательно, электроемкость соединения равна 1 мкФ. Когда конденсаторы соединены параллельно, то электроемкость цепи 11 мкФ. Определите электроемкости двух неизвестных конденсаторов.
(смотреть решение →)
№935. Четыре конденсатора электроемкостью 3 мкФ, 5 мкФ, 6 мкФ и 5 мкФ соединены по схеме, изображенной на рисунке 131. Вычислите электроемкость батареи конденсаторов.
(смотреть решение →)
№936. Какой заряд нужно сообщить двум параллельно соединенным конденсаторам, чтобы зарядить их до разности потенциалов 20 000 В, если электроемкости конденсаторов равны 2000 пФ и 1000 пФ?
(смотреть решение →)
№937. Электрическая схема, состоящая из двух последовательно соединенных конденсаторов электроемкостью 1 мкФ и 3 мкФ, присоединена к источнику постоянного напряжения 220 В. Определите напряжение на каждом конденсаторе.
(смотреть решение →)
№938. На два конденсатора электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ, соединенные последовательно, подано напряжение 900 В. Возможна ли работа схемы при указанных условиях, если напряжение пробоя конденсаторов 550 В?
(смотреть решение →)
№939. Три последовательно соединенных конденсатора присоединены к источнику напряжения 32 В. Электроемкости конденсаторов равны соответственно 0,1; 0,25 и 0,5 мкФ. Определите напряжения на каждом конденсаторе.
(смотреть решение →)
№940. Конденсаторы электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ заряжены до разности потенциалов 20 В и 50 В соответственно. После зарядки конденсаторы соединены одноименными полюсами. Определите разность потенциалов между обкладками конденсаторов после их соединения.
(смотреть решение →)
№941. Конденсатор электроемкостью 20 мкФ, заряженный до разности потенциалов 100 В, соединили параллельно с заряженным до разности потенциалов 40 В другим конденсатором, электроемкость которого неизвестна. Определите электроемкость второго конденсатора, если после соединения одноименно заряженных обкладок конденсаторов напряжение между ними оказалось равным 80 В.
(смотреть решение →)
№942. Конденсатор электроемкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 10 В. Какой заряд будет на обкладках этого конденсатора, если к нему подключить другой конденсатор электроемкостью 6 мкФ, заряженный до напряжения 20 В? Соединены обкладки, имеющие разноименные заряды.
(смотреть решение →)
№943. Имеются три конденсатора. Электроемкость одного из них 3 мкФ. Когда конденсаторы соединены последовательно, то электроемкость соединения равна 0,75 мкФ, а падение напряжения на первом (известной электроемкости) равно 20 В. При параллельном соединении конденсаторов электроемкость цепи равна 7 мкФ. Определите неизвестные электроемкости и напряжения на них при последовательном соединении.
(смотреть решение →)
№944. Найдите заряд на каждом из конденсаторов С1, С2, СЗ, схема соединения которых дана на рисунке 132. ЭДС батареи равна
(смотреть решение →)
№945. Четыре конденсатора соединены между собой так, как показано на рисунке 133. Полюсы источника тока можно присоединить либо к клеммам А и В, либо к клеммам С и Д. Электроемкости конденсаторов имеют значения С1 = 2 мкФ и С2 = 5 мкФ. Найдите электроемкости Сх и Су, при которых заряды на обкладках всех конденсаторов будут равны между собой независимо от того, каким из двух указанных способов будет включен источник тока.
(смотреть решение →)
№946. Найдите разность потенциалов между точками а и б в схеме, изображенной на рисунке 134.
(смотреть решение →)
№947. Пластины плоского конденсатора присоединены к батарее напряжением 600 В. Какой ток будет проходить по проводам, если начать сдвигать одну пластину вдоль другой со скоростью v = 6 см/с? Пластины конденсатора квадратные, площадью 100 см2, расстояние между пластинами 0,1 см остается постоянным во время движения (рис. 135).
(смотреть решение →)
№948. Конденсатору электроемкостью 2 мкФ сообщен заряд 10-3 Кл. Обкладки конденсатора соединили проводником. Найдите количество теплоты, выделившейся в проводнике при разрядке конденсатора, и разность потенциалов между обкладками до и после разрядки.
(смотреть решение →)
№949. Конденсатор электроемкостью 10 мкФ, заряженный до напряжения 1000 В и отключенный от источника напряжения, замыкается на электрическую лампочку. Какая энергия выделится в лампочке?
(смотреть решение →)
№950. Чему равна энергия, перешедшая во внутреннюю, при соединении конденсаторов электроемкостью 2 мкФ и 0,5 мкФ, заряженных до напряжений 100 В и 50 В соответственно, одноименно заряженными обкладками?
(смотреть решение →)
№951. При разрядке батареи, состоящей из 20 параллельно включенных одинаковых конденсаторов, выделилось количество теплоты 10 Дж. Электроемкость каждого конденсатора равна 4 мкФ. Определите, до какой разности потенциалов были заряжены конденсаторы.
(смотреть решение →)
№952. Конденсатор, присоединенный к батарее напряжением 2000 В проводами сопротивлением 100 Ом, имеет первоначальную электроемкость 2 мкФ. Затем электроемкость равномерно увеличивают в течение 10 с до 10 мкФ. Какая энергия выделяется при этом в виде тепла в проводящих проводах?
(смотреть решение →)
№953. Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между пластинами 5 см и площадью каждой пластины 500 см2 присоединен к батарее аккумуляторов с ЭДС 2000 В. В зазор между пластинами вводится параллельно им металлическая плита толщиной 1 см. Какую энергию затрачивает при этом батарея?
(смотреть решение →)
№954. Конденсатор переменной электроемкостью состоит из двух параллельных металлических пластин в форме полукруга радиусом R, отстоящих на расстоянии d друг от друга (рис. 136). На конденсатор подали напряжение U. Какую работу надо совершить, чтобы повернуть пластины относительно друг друга на угол φ: а) не отключая конденсатор от источника; б) отключив от источника?
(смотреть решение →)

Постоянный ток

Тема: Закон ома для участка цепи. Сопротивление
№955. Определите общее сопротивление цепи, изображенной на рисунках 137, 138, 139.
(смотреть решение →)
№956. Определите сопротивление однородного проволочного каркаса в форме правильного шестиугольника с двумя диагоналями, соединенными в центре (рис. 140). Сопротивление каждой стороны шестиугольника принять равным R.
(смотреть решение →)
№957. Провода соединены по схеме, изображенной на рисунке 141. Сопротивление каждого из проводов равно 1 Ом. Чему равно сопротивление Raв между точками а и в?
(смотреть решение →)
№958. Определите сопротивление цепи, изображенной на рисунке 142.
(смотреть решение →)
№959. На рисунке 143 показаны два разных способа включения в цепь реостата. Перечислите особенности работы реостата в каждом случае. Каково максимальное сопротивление каждого участка цепи, если сопротивление каждого резистора равно R?
(смотреть решение →)
№960. На рисунке 144 показан способ включения реостата в цепь, как потенциометра. С какой целью прибегают к такому включению?
(смотреть решение →)
№961. На рисунке 145 изображены схемы устройств, называемых ламповыми реостатами. Объясните принцип действия этих реостатов. Есть ли преимущества у какого-либо из приведенных реостатов перед другим? Какие?
(смотреть решение →)
№962. Удлинитель длиной 30 м сделан из медного провода диаметром 1,3 мм. Каково сопротивление удлинителя? Каково падение напряжения на нем, если по нему течет ток 10 А?
(смотреть решение →)
№963. Определите сопротивление нити лампы (рис. 146). если вольтметр показывает 50 В, амперметр показывает 0,5 А и внутреннее сопротивление вольтметра равно 40 кОм.
(смотреть решение →)
№964. Две дуговые лампы и добавочный резистор соединены последовательно и включены в сеть напряжением 110 В. Найдите сопротивление добавочного резистора, если падение напряжения на каждой лампочке 40 В, а сила тока в цепи 12 А.
(смотреть решение →)
№965. К источнику тока напряжением 12 В присоединена линия, питающая две лампы. Схема включения ламп показана на рисунке 147. Сопротивление участков линии R1 = = R2 = R3 = R4 = R = 1,5 Ом. Сопротивление каждой лампы 36 Ом. Определите падение напряжения на каждой лампе.
(смотреть решение →)
№966. Сопротивление одного из двух последовательно включенных проводников в п раз больше сопротивления другого. Во сколько раз изменится сила тока на участке (напряжение постоянно), если эти проводники включить параллельно?
(смотреть решение →)
№967. Три одинаковые лампочки соединены по схеме, приведенной на рисунке 148. Как будет изменяться накал каждой из ламп, если эти лампы по одной поочередно выключать? закорачивать? При возможности проверьте ответ на опыте.
(смотреть решение →)
№968. В цепь, состоящую из трех ламп, соединенных по схеме, приведенной на рисунке 148, подано напряжение 90 В. Сила тока, потребляемая от источника, равна 0,5 А. Сопротивление одной из ламп разветвленного участка равно сопротивлению лампы, включенной в неразветвлённую часть цепи, а сопротивление второй лампы разветвленного участка в 4 раза больше. Найдите сопротивление каждой лампы, напряжение на лампах разветвленного уча стка и силу тока в них.
(смотреть решение →)
№969. В цепи, схема которой изображена на рисунке 149, все сопротивления одинаковы и равны 2 Ом. Найдите распределение токов и напряжений.
(смотреть решение →)
№970. Имеются источник тока напряжением 6 В, реостат сопротивлением 30 Ом и две лампочки, на которых написано: 3,5 В, 0,35 А и 2,5 В, 0,5 А. Как собрать цепь, чтобы лампочки работали в нормальном режиме?
(смотреть решение →)
№971. Найдите распределения сил токов и напряжений в цепи, схема которой изображена на рисунке 150.
(смотреть решение →)
№972. В электрических приборах часто используют мостовые схемы Они работают по принципу компенсации и позволяют сравнить неизвестные величины с известными (стандартными). Одна из таких схем — мостик Уитстона — показана на рисунке 151. Условие компенсации достигается, когда ток через гальванометр равен нулю. Найдите соотношение между сопротивлениями резисторов при условии компенсации.
(смотреть решение →)
№973. Определите неизвестное сопротивление в уравновешенной (ток через гальванометр отсутствует) мостовой схеме, изображенной на рисунке 152. Найдите потенциалы точек А и В.
(смотреть решение →)
№974. Определите силу тока в цепи с мостом Уитстона, изображенной на рисунке 153, если R1=2 Ом, R2 — 1 Ом, R3 = 2 Ом, R4=1 Ом, R5=1 Ом, ε = 1 В.
(смотреть решение →)
Тема: Закон ома для полной цепи
№975. Внутреннее сопротивление старой батареи от карманного фонаря равно 0,5 Ом. Хороший вольтметр в отсутствие нагрузки показывает на ней напряжение 1, 5 В. Каково напряжение на полюсах батареи, если ее замкнуть на нагрузку сопротивлением 1 Ом?
(смотреть решение →)
№976. ЭДС батареи равна 1,55 В. При замыкании ее на нагрузку сопротивлением 3 Ом напряжение на полюсах батареи становится равным 0,95 В. Каково внутреннее сопротивление батареи?
(смотреть решение →)
№977. Ток в цепи батареи, ЭДС которой 30 В, равен 3 А. Напряжение на зажимах батареи 18 В. Найдите сопротивление внешней части цепи и внутреннее сопротивление батареи.
(смотреть решение →)
№978. После включения внешней цепи разность потенциалов на зажимах батареи оказалась равной 18 В. Чему равно внутреннее сопротивление батареи, если ЭДС батареи 30 В, а сопротивление внешней цепи 6 Ом?
(смотреть решение →)
№979. При замыкании источника электрического тока на сопротивление 5 Ом по цепи течет ток 5 А, а при замыкании на сопротивление 2 Ом идет ток 8 А. Найдите внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока.
(смотреть решение →)
№980. Определите внутреннее сопротивление аккумулятора, если известно, что при замыкании его на внешнее сопротивление 14 Ом напряжение на зажимах аккумулятора 28 В, а при замыкании на сопротивление 29 Ом напряжение на зажимах 29 В. Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.
(смотреть решение →)
№981. Определите падение напряжения на подводящих проводах и их сопротивление, если на зажимах лампочки, имеющей сопротивление 10 Ом, напряжение 1 В, ЭДС источника 1,25 В, его внутреннее сопротивление 0,4. Ом.
(смотреть решение →)
№982. ЭДС сухого элемента 1,5 В. Ток короткого замыкания равен 30 А. Чему равно внутреннее сопротивление элемента? Каким будет напряжение на его полюсах, если замкнуть элемент на катушку сопротивлением 1 Ом?
(смотреть решение →)
№983. Чему равно внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи с ЭДС 6 В, если ток короткого замыкания равен 300 А? Каково напряжение на зажимах этой батареи, если она в стартере автомобиля сопротивлением 0,04 Ом дает силу тока 100 А?
(смотреть решение →)
№984. Электрическая схема составлена из двух параллельно соединенных резисторов сопротивлением 40 Ом и 10 Ом и подключенных к зажимам аккумулятора, ЭДС которого 10 В. Сила тока в общей части цепи равна 1 А. Найдите внутреннее сопротивление аккумулятора и ток короткого замыкания.
(смотреть решение →)
№985. Динамомашина питает током 100 ламп, соединенных параллельно и имеющих сопротивление 1200 Ом каждая. Лампа рассчитана на напряжение 220 В. Сопротивление линии 4 Ом. Внутреннее сопротивление машины 0,8 Ом. Найдите ЭДС машины и напряжение на ее зажимах.
(смотреть решение →)
№986. К полюсам батареи с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 10 Ом подключены два параллельных провода сопротивлением 20 Ом каждый. Свободные концы проводов и их середины соединены друг с другом через две лампочки сопротивлением 200 Ом. Найдите силу тока, текущего через батарею.
(смотреть решение →)
№987. Найдите силу тока, идущего через источник тока в схеме, изображенной на рисунке 154, если все сопротивления одинаковы и равны 34 Ом, а ЭДС источника 7,3 В. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
(смотреть решение →)
№988. Какую силу тока покажет амперметр, включенный в схему, изображенную на рисунке 155, если R1 = 1,25 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 7 Ом и ЭДС источника 2,8 В? Сопротивлением амперметра и источника пренебречь.
(смотреть решение →)
№989. Определите силу тока, идущего через резистор сопротивлением R2 в схеме, изображенной на рисунке 156. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
(смотреть решение →)
№990. Чтобы определить место повреждения изоляции двухпроводной телефонной линии длиной 4 км, к одному ее концу присоединили батарею с ЭДС, равной 15 В При этом оказалось, что если провода у другого конца линии разомкнуты, сила тока, идущего через батарею, равна 1 А, а если замкнуты накоротко, то сила тока равна 1,8 А. Найдите место повреждения и сопротивление изоляции в месте повреждения. Сопротивление каждого провода линии 5 Ом, сопротивлением батареи пренебречь.
(смотреть решение →)
№991. К одному концу двухпроводной линии передачи электроэнергии подсоединен источник постоянной ЭДС, а к другому — потребитель сопротивлением R0. В линии произошло повреждение изоляции, в результате чего ток через источник возрос в 2 раза, а ток, идущий через нагрузку, упал в 8 раз. Найдите сопротивление изоляции в месте повреждения, если длина каждого провода в линии равна L, а сопротивление единицы длины провода равно р.
(смотреть решение →)
№992. Батарея гальванических элементов с ЭДС 15 В и внутренним сопротивлением 5 Ом замкнута проводником, имеющим сопротивление 10 Ом К зажимам батареи подключен конденсатор электроемкостью 1 мкФ. Определите заряд конденсатора
(смотреть решение →)
№993. До какого напряжения зарядится конденсатор в цепи, схема которой изображена на рисунке 157? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.
(смотреть решение →)
№994. В цепь, питаемую элементом с внутренним сопротивлением 3 Ом, входят, как показано на рисунке 158, два резистора сопротивлениями Rl=R2=28 Ом, включенные параллельно, и резистор сопротивлением R3 = 40 Ом. Параллельно резистору сопротивлением R3 подключен конденсатор электроемкостью 5 мкФ, заряд которого 4,2 мкКл. Определите ЭДС элемента.
(смотреть решение →)
№995. Два одинаковых резистора сопротивлением г = 25 Ом каждый и резистор сопротивлением R = 50 Ом подключены к источнику по схеме, изображенной на рисунке 159. К участку АВ подключен конденсатор электроемкостью 5 мкФ. Определите ЭДС источника, если заряд на конденсаторе 110 мкКл. Внутренним сопротивлением источника и подводящих проводов пренебречь.
(смотреть решение →)
Тема: Амперметр и вольтметр в электрической цепи. Шунты и добавочный резистор
№996. На рисунке 160 изображены две схемы электрических цепей, предназначенных для измерения сопротивления оезистора R. Сравните эти цепи. Какая из них более пред почтительна и в каком случае?
(смотреть решение →)
№997. Определите сопротивление R1 если амперметр показывает силу тока 5 А (рис. 161), а вольтметр — напряжение 100 В. Внутреннее сопротивление вольтметра 2500 Ом. Какова ошибка в определении R1, если предположить, что внутреннее сопротивление вольтметра много больше R1, при расчетах пренебречь током, текущим через вольтметр?
(смотреть решение →)
№998. Вольтметр, подключенный к источнику тока с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 50 Ом, показывает 118 В. Определите внутреннее сопротивление вольтметра.
(смотреть решение →)
№999. Вольтметр, внутреннее сопротивление которого 50 кОм, подключенный к источнику вместе с дополнительным резистором сопротивлением 120 кОм, показывает 100 В Определите напряжение на зажимах источника
(смотреть решение →)
№1000. Каким сопротивлением должен обладать электроизмерительный прибор, чтобы его можно было использовать либо в качестве вольтметра с пределом измерения 15 В, либо в качестве миллиамперметра с пределом измерения 7,5 мА?
(смотреть решение →)
№1001. Вольтметр, соединенный последовательно с резистором сопротивлением 10 кОм, при включении в сеть напряжением 220 В показывает 70 В, а соединенный последовательно с другим резистором показывает 20 В. Найдите сопротивление этого резистора.
(смотреть решение →)
№1002. Для измерения напряжения на участке электрической цепи включены последовательно два вольтметра (рис. 162). Первый вольтметр сопротивлением 5000 Ом дал показание 20 В, а второй показал 80 В. Определите сопротивление второго вольтметра.
(смотреть решение →)
№1003. В цепь, состоящую из аккумулятора и резистора сопротивлением 10 Ом, включают вольтметр сначала последовательно, а затем параллельно резистору сопротивлением R. Оба показания вольтметра одинаковы. Сопротивление вольтметра 1000 Ом. Каково внутреннее сопротивление аккумулятора?
(смотреть решение →)
№1004. В цепь генератора включены последовательно два резистора сопротивлениями R1= 100 Ом и R2 = 500 Ом. К концам второго сопротивления подключен вольтметр. Найдите сопротивление вольтметра, если он показывает 160 В. ЭДС генератора 200 В, его внутреннее сопротивление 0,5 Ом.
(смотреть решение →)
№1005. Амперметр с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключенный к зажимам батареи, показывает силу тока 5 А. Вольтметр с внутренним сопротивлением 150 Ом, подключенный к той же батарее, показывает напряжение 12 В. Найдите силу тока короткого замыкания батареи.
(смотреть решение →)
№1006. В схеме, изображенной на рисунке 163, сопротивления вольтметров 2 кОм и 3 кОм, сопротивление потенциометра и источника соответственно 0,5 кОм и 0,1 кОм. При каком соотношении плеч потенциометра U1=2U2?
(смотреть решение →)
№1007. Вольтметр рассчитан на измерение максимального напряжения до 30 В. При этом через вольтметр идет ток 10 мА. Какого сопротивления дополнительный резистор нужно присоединить к вольтметру, чтобы им можно было измерять напряжение до 150 В?
(смотреть решение →)
№1008. К амперметру, внутреннее сопротивление которого 0,1 Ом, подключен шунт сопротивлением 0,0111 Ом. Определите силу тока, текущего через амперметр, если сила тока в общей цепи 0,27 А.
(смотреть решение →)
№1009. Имеется прибор с ценой деления 1 мкА/дел. и числом делений 100. Внутреннее сопротивление прибора 50 Ом. Как этот прибор приспособить для измерения силы тока до 1 мА или напряжения до 1 В?
(смотреть решение →)
№1010. Вольтметр постоянного тока рассчитан на измерение максимального напряжения 3 В. Сопротивление прибора 300 Ом. Шкала имеет 100 делений. Какой будет цена деления прибора, выраженная в миллиамперах, если использовать этот прибор в качестве миллиамперметра?
(смотреть решение →)
№1011. Имеется прибор с ценой деления 10 мкА. Шкала прибора содержит 100 делений. Внутреннее сопротивление прибора 50 Ом. Как из этого прибора сделать вольтметр для измерения напряжения до 200 В или миллиамперметр для измерения силы тока до 800 мА?
(смотреть решение →)
№1012. Отклонение стрелки вольтметра до конца шкалы соответствует напряжению 15 В. Сила тока, текущего при этом через вольтметр, равна 7,5 мА. Определите силу тока, текущего через вольтметр, когда он показывает 5 В, и внутреннее сопротивление вольтметра.
(смотреть решение →)
№1013. Стрелка миллиамперметра отклоняется на всю шкалу, если через миллиамперметр идет ток 0,01 А. Сопротивление прибора 5 Ом. Какого сопротивления дополнительный резистор следует присоединить к прибору, чтобы его использовать в качестве вольтметра на 300 В?
(смотреть решение →)
№1014. К амперметру присоединены два шунта по схеме, представленной на рисунке 164. Шкала амперметра содержит 100 делений. Если амперметр включать в цепь, пользуясь клеммами 1—2, цена деления шкалы амперметра оказывается равной 0,01 А/дел. Если пользоваться клеммами 2—3, цена деления равна 0,02 А/дел. Какой ток можно измерять амперметром, подключив его к клеммам 1—3?
(смотреть решение →)
№1015. При подключении к источнику тока двух вольтметров, соединенных последовательно, показания их равны 6 В и 3 В. При подключении к источнику только первого вольтметра, его показание равно 8 В. Чему равна ЭДС источника?
(смотреть решение →)
№1016. Если к аккумулятору подключить последовательно амперметр и вольтметр, то они покажут соответственно 0,1 А и 10 В. Если приборы соединить параллельно и подключить к источнику, то их показания будут равны 1 А и 1 В. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.
(смотреть решение →)
№1017. Аккумулятор замкнут на некоторый проводник. Если в цепь включить два амперметра, соединенные между собой параллельно, они покажут силы тока 2 А и 3 А. Если амперметры включить в цепь последовательно, они покажут силу тока 4 А. Какова сила тока в цепи в отсутствие амперметров?
(смотреть решение →)
Тема: Соединение источников тока. Правила кирхгофа
№1018. Три сухих элемента с ЭДС 1,5 В каждый и внутренним сопротивлением 0,05 Ом соединены последовательно. Найдите ЭДС батареи и ее сопротивление.
(смотреть решение →)
№1019. Пять сухих элементов с ЭДС 1,5 В каждый и внутренним сопротивлением 0,05 Ом соединены параллельно. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление батареи. Каким будет напряжение на ее полюсах при силе тока в цепи 10 А?
(смотреть решение →)
№1020. Два сухих элемента с ЭДС 1,5 В каждый и внутренним сопротивлением 0,05 Ом соединены один раз последовательно, а другой раз параллельно. Внешней цепью в обоих случаях является резистор сопротивлением 1,4 Ом. Найдите силу тока в цепях.
(смотреть решение →)
№1021. Два аккумулятора с одинаковым внутренним сопротивлением, равным 0,05 Ом, и электродвижущими силами 1,8 и 2,0 В включены параллельно в качестве источников в цепь, сопротивление которой равно 2 Ом. Найдите силу тока и во внешней цепи, и в каждом аккумуляторе.
(смотреть решение →)
№1022. Определите разности потенциалов U1 и U2 на зажимах генераторов, включенных по схеме, изображенной на рисунке 165. ЭДС генераторов одинаковы и равны 6 В, их внутренние сопротивления 0,5 Ом и 0,38 Ом соответственно. Сопротивления внешней цепи R1=2 Ом, R2 = 4 Ом, R3=7 Ом.
(смотреть решение →)
№1023. Два элемента с ЭДС ε1 = 1,4 В, ε2= 1,1 В и внутренними сопротивлениями r1=0,3 Ом и r2 = 0,2 Ом замкнуты разноименными полюсами. Определите напряжение на зажимах элементов. Выясните, при каких условиях разность потенциалов между точками В и А равна нулю (рис. 166).
(смотреть решение →)
№1024. Два элемента с ЭДС ε1= 1,25 В, ε2= 1,5 В и с одинаковым внутренним сопротивлением 0,4 Ом соединены параллельно (рис. 167). Сопротивление внешней цепи 10 Ом. Найдите силы тока, текущего во внешней цепи и в каждом элементе.
(смотреть решение →)
№1025. Найдите силу тока, идущего через резистор сопротивлением 10 Ом. ЭДС источников ε1 = 6 В, ε2 = 5 В, внутренние сопротивления r1 = 1 Ом и г2 = 2 Ом (рис. 168).
(смотреть решение →)
№1026. Два источника с одинаковыми ЭДС 2 В и внутренними сопротивлениями 0,4 Ом и 0,2 Ом соединены последовательно. При каком внешнем сопротивлении на зажимах одного из источников напряжение станет равным нулю?
(смотреть решение →)
№1027. Чему равно внутреннее сопротивление r1 (рис. 169), если разность потенциалов па его зажимах равна нулю? R1 = 3 Ом, R2= 6 Ом и r2 = 0,4 Ом. Электродвижущие силы источников одинаковы.
(смотреть решение →)
№1028. Чему равна разность потенциалов между точками А и В (рис. 170), если ЭДС ε1 = 1 В, ε2 =1,3 В, а сопротивления цепи R1 — 10 Ом и R2 = 5 Ом? Внутренними сопротивлениями источников пренебречь.
(смотреть решение →)
№1029. Имеются два элемента с равными ЭДС по 1,5 В и внутренними сопротивлениями 0,2 Ом, сопротивление нагрузки составляет в одном случае R1 = 0,2 Ом, в другом R2=20 Ом. Как нужно соединить элементы в первом и во втором случаях, чтобы получить наибольший ток в цепи?
(смотреть решение →)
№1030. Имеется несколько одинаковых гальванических элементов с внутренним сопротивлением 2,4 Ом каждый. Если все элементы соединить последовательно и замкнуть батарею на проводник сопротивлением 12 Ом, то по цепи пойдет ток 0,44 А. Если соединить элементы параллельно, то через этот же проводник пойдет ток 0,123 А. Какой максимальный ток можно получить во внешней цепи, имея эти элементы?
(смотреть решение →)
№1031. Динамомашина имеет ЭДС, равную 12 В. Ее внутреннее сопротивление 0,2 Ом. Она заряжает батарею аккумуляторов с ЭДС, равной 10 В, и внутренним сопротивлением 0,6 Ом. Параллельно батарее включена лампочка сопротивлением 3 Ом. Определите силу тока в батарее и лампочке.
(смотреть решение →)
№1032. Батарея из 40 последовательно включенных в цепь аккумуляторов заряжается от сети напряжением 127 В. Чему равен зарядный ток, если ЭДС аккумулятора 2,5 В, внутреннее сопротивление 0,2 Ом и последовательно в цепь введено сопротивление 2 Ом?
(смотреть решение →)
№1033. Батарея, состоящая из 60 аккумуляторов, заряжается от источника постоянного напряжения 115 В. Зарядный ток должен быть равен 2,5 А. Каким должно быть сопротивление резистора, включенного последовательно с батареей, если ЭДС одного аккумулятора 1,2 В, а внутреннее сопротивление каждого из них равно 0,02 Ом?
(смотреть решение →)
№1034. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, схема которой изображена на рисунке 171.
(смотреть решение →)
№1035. Найдите силу тока в перемычке ав в схеме, представленной на рисунке 172. Считайте, что сопротивление перемычки равно нулю. Сопротивлением подводящих проводов и внутренним сопротивлением источника пренебречь.
(смотреть решение →)
№1036. Найдите заряд конденсатора, включенного в схему, изображенную на рисунке 173, если сопротивления равны R1=1 Ом, R2=3 Ом, электроемкость конденсатора 2 мкФ, ЭДС источников ε1 = 4 В, ε2 = 2 В, их внутренние сопротивления 0,25 Ом и 0,75 Ом соответственно.
(смотреть решение →)
№1037. Батарея с ЭДС 1,4 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом замкнута на внешнее сопротивление 100 Ом, представляющее собой прямой провод длиной 30 см. По проводу равномерно движется со скоростью 4 мм/с скользящий контакт (рис. 174). Между контактом и одним из концов провода включен конденсатор с размером пластин 20 X 20 см и расстоянием между ними 2 мм. Какова будет сила тока в цепи конденсатора?
(смотреть решение →)
№1038. Из вертикально расположенного плоского конденсатора равномерно вытекает заполняющий его керосин. При этом в цепи, соединяющей конденсатор с батареей, имеющей ЭДС 100 В, течет ток 2 • 10-11 А. С какой скоростью понижается уровень керосина? Пластины конденсатора квадратные, площадью 100 см2, зазор между ними 1 мм.
(смотреть решение →)
Тема: Работа и мощность тока
№1039. Две одинаковые лампы включены в городскую сеть так, как показано на рисунке 175. Если номинальная мощность этих ламп велика 200—300 Вт, то при подходящем выборе сопротивления резистора R наблюдается следующий эффект: когда обе лампы включены, они не горят. Если же одну из них вывернуть, то вторая загорается, но горит неполным накалом. Объясните это явление.
(смотреть решение →)
№1040. Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,08 Ом при силе тока 4 А отдает во внешнюю цепь 8 Вт. Какую мощность он отдает во внешнюю цепь при силе тока 6 А?
(смотреть решение →)
№1041. Определите полную мощность элемента при сопротивлении внешней цепи 4 Ом, если внутреннее сопротивление элемента 2 Ом, а напряжение на его зажимах 6 В.
(смотреть решение →)
№1042. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при силе тока 15 А он отдает во внешнюю цепь мощность 135 Вт, а при силе тока 6 А — мощность 64,8 Вт.
(смотреть решение →)
№1043. Дуговая печь потребляет ток 200 А от сети, имеющей напряжение 127 В, через ограничительное сопротивление 0,2 Ом. Определите мощность, потребляемую печью.
(смотреть решение →)
№1044. Разветвленная цепь, состоящая из двух параллельно соединенных проводников сопротивлениями R1=6 Ом и R2=12 Ом, включена последовательно с проводником R = 15 Ом. Эта электрическая схема включена в цепь источника тока с ЭДС 200 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Вычислите мощность, выделяющуюся на проводнике сопротивлением R1 Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.
(смотреть решение →)
№1045. Источник постоянного тока замыкают первый раз на проводник сопротивлением 9 Ом, второй раз на проводник сопротивлением 4 Ом. Оба раза за одинаковое время на проводниках выделяется одно и то же количество теплоты. Определите внутреннее сопротивление источника тока.
(смотреть решение →)
№1046. Батарея состоит из параллельно соединенных элементов с внутренним сопротивлением 5 Ом и ЭДС 5,5 В каждый. При силе тока во внешней цепи 2 А полезная мощность равна 7 Вт. Сколько элементов в батарее?
(смотреть решение →)
№1047. Электромотор питается от батареи с ЭДС 12 В. Какую механическую работу за 1 с совершает мотор при протекании по его обмотке тока 2 А, если при полном затормаживании якоря по цепи течет ток 3 А?
(смотреть решение →)
№1048. Нагреватель кипятильника состоит из 4 секций, каждая из которых имеет сопротивление 1 Ом. Нагреватель питают от аккумуляторной батареи с ЭДС, равной 8 В, и внутренним сопротивлением 1 Ом. Как нужно включить элементы нагревателя, чтобы вода в кипятильнике нагревалась быстрее? Какова при этом мощность, расходуемая аккумулятором?
(смотреть решение →)
№1049. На какое расстояние L можно передать электроэнергию от источника с ЭДС 5 кВ при помощи провода с удельным сопротивлением 1,75 • 10-8 Ом и площадью поперечного сечения 10-6 м2 так, чтобы на нагрузке сопротивлением 1,6 кОм выделялась мощность 10 кВт? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
(смотреть решение →)
№1050. От источника напряжением 750 В необходимо передать мощность 5 кВт на некоторое расстояние. Какое наибольшее сопротивление R может иметь линия передачи, чтобы потери энергии в ней не превышали 10% от передаваемой мощности?
(смотреть решение →)
№1051. Нужно передать мощность 100 кВт на расстояние 7,5 км, причем потери на нагревание проводов не должны превышать 3% передаваемой энергии. Напряжение на входе линии 2 кВ. Определите массу медных проводов. Как изменится необходимое количество меди, если подаваемое напряжение увеличить в 3 раза?
(смотреть решение →)
№1052. От генератора с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 0,04 Ом ток поступает по медному кабелю с площадью поперечного сечения 170 мм2 к месту электросварки, удаленному от генератора на 50 м. Найдите напряжение на зажимах генератора и на сварочном аппарате, если сила тока в цепи равна 200 А. Какова мощность сварочной дуги?
(смотреть решение →)
№1053. Генератор питает 50 ламп сопротивлением 300 Ом каждая. Напряжение на зажимах генератора 128 В, его внутреннее сопротивление 0,1 Ом, а сопротивление подводящей линии 0,4 Ом. Найдите силу тока в линии, ЭДС генератора, напряжение на лампах, полезную мощность, потерю мощности на внутреннем сопротивлении генератора и в подводящих проводах.
(смотреть решение →)
№1054. Электропечь должна давать количество теплоты 24 ккал за 10 мин. Какой должна быть длина нихромовой проволоки сечением 5 • 10-7 м2, если печь предназначается для электросети с напряжением 36 В
(смотреть решение →)
№1055. При напряжении сети 120 В вода в электрическом чайнике закипает через 20 мин, при напряжении 110 В — через 28 мин. Через какое время вода закипит, если напряжение упадет до 100 В? Потери теплоты от чайника в окружающее пространство пропорциональны времени, начальная температура и масса воды во всех случаях одинаковы.
(смотреть решение →)
№1056. В электрочайник с сопротивлением обмотки 30 Ом налита вода массой 0,5 кг при температуре 20 °С. Через 15 мин выкипело 10% воды при силе тока в обмотке 4 А. Чему равен КПД чайника?
(смотреть решение →)
№1057. Нагревательная спираль электрического аппарата для испарения воды имеет при температуре 100 °С сопротивление 10 Ом. Какой ток надо пропустить через эту спираль, чтобы за 1 мин испарилась кипящая вода массой 100 г?
(смотреть решение →)
№1058. Свинцовая проволока диаметром d плавится при длительном пропускании тока I1, При каком токе расплавится проволока диаметром 2d? Потери теплоты проволокой в обоих случаях считать пропорциональными поверхности проволоки.
(смотреть решение →)
№1059. Электромотор, имеющий сопротивление обмотки 2 Ом, подключен к генератору постоянного тока с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 4 Ом. При работе электромотора через его обмотку течет ток 10 А. Определите КПД электромотора. Какую максимальную мощность может развивать мотор и какой ток течет при этом по его цепи?
(смотреть решение →)
№1060. Чему равен коэффициент полезного действия электромотора, если при включении его в сеть постоянного тока пусковой ток равен 15 А, а в установившемся режиме ток снижается до 9 А?
(смотреть решение →)
№1061. Троллейбус массой 11 т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найдите силу тока в обмотке двигателя, если напряжение равно 550 В и КПД 80%. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02.
(смотреть решение →)
№1062. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В и потребляет силу тока 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 т кран поднимает на высоту 19 м за 50 с?
(смотреть решение →)
№1063. Какой длины надо взять никелиновую проволоку с площадью поперечного сечения 0,84 мм2, чтобы изготовить нагреватель напряжением 200 В, при помощи которого можно было бы нагреть воду объемом 2 л от 20 °С до кипения за 10 мин при КПД 80%?
(смотреть решение →)
№1064. Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд, содержащий 0,5 л воды при 20 °С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Какое количество воды выкипело, если КПД спирали 80%?
(смотреть решение →)
№1065. Найдите внутреннее сопротивление аккумулятора, если при увеличении внешнего сопротивления с 3 Ом до 10,5 Ом КПД схемы увеличился вдвое.
(смотреть решение →)
№1066. При включении электромотора в сеть напряжением 120 В он потребляет ток 15 А. Определите мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление обмотки 1 Ом.
(смотреть решение →)
№1067. Лампочки, сопротивления которых 3 Ом и 12 Ом, поочередно подключенные к некоторому источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Найдите внутреннее сопротивление источника и КПД цепи в каждом случае.
(смотреть решение →)

Магнитное поле

Тема: Сила ампера
№1068. а) Каково направление магнитного поля тока в проводе (рис. 176, а)?
(смотреть решение →)
№1069. На рисунке 178 показано магнитное поле прямого тока, а) Каково направление тока в проводе? б) Существует ли поле в точке Л? в) Каково направление вектора магнитной индукции в любой точке поля? г) Определите направление сил, действующих в этом поле на полюсы магнитной стрелки.
(смотреть решение →)
№1070. Как установится магнитная стрелка в контуре, обтекаемом током указанного на рисунке 179 направления?
(смотреть решение →)
№1071. Круглый виток провода свободно висит на подводящих проводах. По витку течет ток указанного на рисунке 180 направления. Как поведет себя виток, если перед ним поместить линейный магнит: а) обращенный южным полюсом к витку; б) обращенный северным полюсом к витку; в) расположенный параллельно плоскости витка южным полюсом справа?
(смотреть решение →)
№1072. Чему равен максимальный вращающий момент сил, действующих на прямоугольную обмотку электродвигателя, содержащую 100 витков провода, размером 4 X 6 см, по которой проходит ток 10 А, в магнитном поле с индукцией 1,2 Тл?
(смотреть решение →)
№1073. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 и 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом поле, если сила тока в катушке 2 А?
(смотреть решение →)
№1074. Магнитная индукция однородного магнитного поля 0,5 Тл Определите поток магнитной индукции через поверхность площадью 25 см2, расположенную перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему будет равен поток индукции, если поверхность повернуть на угол 60° от первоначального положения?
(смотреть решение →)
№1075. Определите магнитный поток, пронизывающий плоскую прямоугольную поверхность со сторонами 25 и 60 см, если магнитная индукция во всех точках поверхности равна 1,5 Тл, а вектор магнитной индукции образует с нормалью к этой поверхности угол β, равный 0, 45 и 90°
(смотреть решение →)
№1076. Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность а) перпендикулярна вектору индукции по ля, б) расположена под углом 45° к вектору индукции. в) расположена под углом 30° к вектору индукции?
(смотреть решение →)
№1077. Магнитный поток внутри контура, площадь попе речного сечения которого 60 см , равен 0,3 мВб. Найдите индукцию поля внутри контура Поле считать однородным
(смотреть решение →)
№1078. На рисунке 181 представлены взаимодействия магнитного поля с током. Сформулируйте задачу для каждого из приведенных случаев и решите ее.
(смотреть решение →)
№1079. С какой силой действует магнитное поле с индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 0,1 м? Поле и ток взаимно перпендикулярны.
(смотреть решение →)
№1080. Часть проводника длиной 1 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 5 Тл. Какая сила действует на проводник, если по нему течет ток 1 А? Проводник расположен в вакууме перпендикулярно к силовым линиям магнитного поля.
(смотреть решение →)
№1081. Какая сила действует на проводящую шину длиной 10 м, по которой проходит ток 7000 А, в магнитном поле с индукцией 1,8 Тл?
(смотреть решение →)
№1082. На проводник длиной 50 см с током 2,0 А однородное магнитное поле с магнитной индукцией 0,1 Тл действует с силой 0,05 Н. Вычислите угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.
(смотреть решение →)
№1083. На прямой проводник длиной 0,5 м, расположенный перпендикулярно магнитному полю с индукцией 2 • 10-2 Тл, действует сила 0,15 Н. Найдите силу тока, протекающего в проводнике.
(смотреть решение →)
№1084. На провод обмотки якоря электродвигателя при силе тока 20 А действует сила 1,0 Н. Определите магнитную индукцию в месте расположения провода, если длина провода 0,20 м.
(смотреть решение →)
№1085. Определите наибольшее и наименьшее значения силы, действующей на проводник длиной 0,60 м с током 10 А при различных положениях проводника в однородном магнитном поле, индукция которого равна 1,5 Тл.
(смотреть решение →)
№1086. В одном из больших ускорителей заряженных частиц медные шины обмотки магнита имеют длину 25 м, находятся на расстоянии 10 см друг от друга и проводят импульсный ток, достигающий 7000 А. Какая сила действует между этими проводящими шинами?
(смотреть решение →)
№1087. В проводнике с длиной активной части 8 см сила тока равна 50 А. Он находится в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл Найдите совершенную работу, если проводник переместился на 10 см перпендикулярно линиям магнитной индукции.
(смотреть решение →)
№1088. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 г течет ток 10 А. Найдите индукцию (модуль и направление) магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Лоренца.
(смотреть решение →)
№1089. Два параллельных провода укреплены на изоляторах. Расстояние между проводами 4,0 см, расстояние между соседними изоляторами 2,0 м. С какой силой провода давят на изоляторы, когда по проводам течет ток к электродвигателю, потребляющему ток мощностью 2,4 кВт под напряжением 120 В? Вес проводов не учитывать.
(смотреть решение →)
№1090. Проводник ab, длина которого l и масса m, подвешен на тонких проволочках. При прохождении по нему тока l он отклонился в однородном магнитном поле (рис. 182) так, что нити образовали угол α с вертикалью Какова индукция магнитного поля? При возможности определите таким способом среднюю индукцию магнитного поля U-образного магнита
(смотреть решение →)
№1091. Прямой проводник AB (рис 183) длиной 20 см и массой 5 г подвешен горизонтально на двух тонких легких нитях ОА и ОВ в однородном магнитном поле, вектор индукции которого имеет горизонтальное направление и перпендикулярен проводнику. Какой ток надо пропустить по проводнику, чтобы одна из нитей разорвалась? Индукция магнитного поля 0,5 Тл Каждая нить разрывается при нагрузке 0,04 Н.
(смотреть решение →)
№1092. Деревянный цилиндр массой 250 г и длиной 10 см расположен на наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол 30° (рис. 184). На цилиндр намотано 10 витков тонкой проволоки так, что плоскость каждого витка проходит через ось цилиндра Вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, направленном вертикально вверх. Какой минимальный ток нужно пропустить через рамку, чтобы цилиндр не скатывался с наклонной плоскости? На какой угол повернется цилиндр, если ток увеличить вдвое? Трение скольжения между цилиндром и наклонной плоскостью велико.
(смотреть решение →)
№1093. Медная пластинка высотой b и толщиной а расположена перпендикулярно магнитному полю с индукцией В (рис. 185). По пластинке течет ток I. Вследствие отклонения электронов к одной из граней внутри пластинки возникает однородное электрическое поле, направленное поперек проводника (эффект Холла). Какова напряженность этого поля? Чему равно отношение напряженности электрического поля, возникшего в пластинке, к напряженности электрического поля, создающего ток в проводнике? Концентрация электронов проводимости в меди известна и равна n.
(смотреть решение →)
Тема: Сила лоренца
№1094. Действует ли сила Лоренца: а) на незаряженную частицу в магнитном поле; б) на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле; в) на заряженную частицу, движущуюся вдоль линии магнитной индукции поля?
(смотреть решение →)
№1095. Скорость электрона е направлена из-за чертежа (рис. 186). В каком направлении отклонится электрон под действием магнитного поля? Ответьте на тот же вопрос, если: а) скорость электрона направлена в противоположную сторону или б) линии магнитной индукции направлены в противоположную сторону.
(смотреть решение →)
№1096. Почему параллельные провода, по которым текут одинаково направленные токи, всегда притягиваются, а электронные пучки могут отталкиваться?
(смотреть решение →)
№1097. Электрон движется в вакууме со скоростью 3 • 106 м/с в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,1 Тл. Чему равна сила, действующая на электрон, если угол между направлениями скорости электрона и линиями магнитной индукции равен 90°?
(смотреть решение →)
№1098. Электрон движется в вакууме в однородном магнитном поле с индукцией 5 • 10-3 Тл; его скорость равна 1,0 • 104 км/с и направлена перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определите силу, действующую на электрон, и радиус окружности, по которой он движется.
(смотреть решение →)
№1099. В направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найдите индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.
(смотреть решение →)
№1100. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость протона.
(смотреть решение →)
№1101. Чему равен радиус кривизны траектории протона, движущегося со скоростью 0,1 с в магнитном поле с индукцией 1,5 Тл?
(смотреть решение →)
№1102. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В — 4 мТл. Найдите период обращения электрона.
(смотреть решение →)
№1103. Протон и α-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Сравните радиусы окружностей, которые описывают частицы, если у них одинаковы; а) скорости; б) энергии.
(смотреть решение →)
№1104. Электрон начинает двигаться в электрическом поле из состояния покоя и, пройдя разность потенциалов 220 В, попадает в однородное магнитное поле с индукцией 5 • 10-3 Тл, где он движется по круговой траектории радиусом 1 • 10-2 м. Определите массу электрона.
(смотреть решение →)
№1105. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетает в однородное магнитное поле с магнитной индукцией 0,30 Тл и движется по окружности. Найдите радиус окружности. Будет ли изменяться энергия протона при движении в этом магнитном поле?
(смотреть решение →)
№1106. Однородные электрическое и магнитное поля расположены взаимно перпендикулярно. Напряженность электрического поля 1 кВ/м, а индукция магнитного поля 1 мТл. Какими должны быть направление и модуль скорости электрона, чтобы траектория движения его оказалась прямолинейной?
(смотреть решение →)
№1107. Протон начинает двигаться во взаимно перпендикулярных однородных электрическом и магнитном полях с напряженностью Е и индукцией В. Найдите: а) закон движения протона в прямоугольной системе координат; б) максимальную, кинетическую энергию протона; в) расстояние между двумя точками траектории, в которых скорость равна нулю. Установите закон движения протона, если он влетает под прямым углом к обоим полям со скоростью v0.
(смотреть решение →)
№1108. В электрическое поле напряженностью Е и магнитное поле с индукцией В, совпадающие по направлению, влетает электрон со скоростью v0, направленной под углом αа к векторам E и B Установите закон движения электрона
(смотреть решение →)

Электромагнитная индукция

Тема: Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Индуктивность
№1109. Что произойдет в кольце, когда в него введут магнит, если кольцо сделано из: а) непроводника; б) проводника и в) сверхпроводника?
(смотреть решение →)
№1110. На рисунке 187 приведены различные случаи электромагнитной индукции. Сформулируйте и решите задачу для каждого случая.
(смотреть решение →)
№1111. Будет ли в рамке ABCD (рис. 188) возникать индукционный ток, если рамку: а) вращать относительно неподвижного проводника с током 00', как показано на рисунке; б) вращать вокруг стороны АВ; в) вращать вокруг стороны ВС; г) двигать поступательно в вертикальном направлении; д) двигать поступательно в горизонтальном направлении?
(смотреть решение →)
№1112. Будет ли возникать индукционный ток в круговом витке, находящемся в однородном магнитном поле, если: а) перемещать виток поступательно; б) вращать виток вокруг оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости витка; в) вращать виток вокруг оси, лежащей в его плоскости?
(смотреть решение →)
№1113. Если клеммы двух демонстрационных гальванометров соединить проводами и затем покачиванием одного из приборов вызвать колебание его стрелки, то и у другого прибора стрелка тоже начнет колебаться. Объясните опыт и при возможности проверьте.
(смотреть решение →)
№1114. Почему колебания стрелки компаса быстрее затухают, если корпус прибора латунный, и медленнее затухают, если корпус прибора пластмассовый?
(смотреть решение →)
№1115. Три одинаковых полосовых магнита падают в вертикальном положении одновременно с одной высоты. Первый падает свободно, второй во время падения проходит сквозь незамкнутый соленоид, третий — сквозь замкнутый соленоид. Сравните время падения магнитов. Ответы обоснуйте на основании правила Ленца и закона сохранения энергии.
(смотреть решение →)
№1116. Каково направление индукционного тока в случаях, изображенных на рисунке 189? Направление движения каждого проводника показано стрелкой.
(смотреть решение →)
№1117. Определите направление тока в проводнике CD (рис. 190) в случаях, когда: а) цепь проводника АВ замыкают; б) цепь проводника АВ размыкают; в) ручку реостата в замкнутой цепи проводника АВ перемещают вверх; вниз; г) прямолинейные части контуров АВ и CD сближают; удаляют.
(смотреть решение →)
№1118. Между полюсами U-образного магнита вращается алюминиевый диск (рис. 191) в направлении, указанном стрелкой. Каково направление индукционного тока: к центру или от центра диска?
(смотреть решение →)
№1119. В замкнутом витке проволоки сопротивлением 2 • 10-2 Ом мгновенное значение индукционного тока равно 5 А. Какова ЭДС индукции?
(смотреть решение →)
№1120. В контуре проводника магнитный поток изменился за 0,3 с на 0,06 Вб. Какова скорость изменения магнитного потока? Какова ЭДС индукции в контуре? При каком условии ЭДС индукции будет постоянной?
(смотреть решение →)
№1121. За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнитный поток равномерно убывает с 7 до 3 мВб. Найдите ЭДС индукции в соленоиде.
(смотреть решение →)
№1122. Найдите скорость изменения магнитного потока в соленоиде, состоящем из 2000 витков, при возбуждении в нем ЭДС индукции 120 В.
(смотреть решение →)
№1123. Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, равномерно изменился на 0,6 Вб так, что ЭДС индукции оказалась равной 1,2 В. Найдите время изменения магнитного потока. Найдите силу индукционного тока, если сопротивление проводника 0,24 Ом.
(смотреть решение →)
№1124. Виток площадью 2 см2 расположен перпендикулярно к линиям индукции магнитного однородного поля. Чему равна индуцированная в витке ЭДС, если за время 0,05 с магнитная индукция равномерно убывает с 0,5 до 0,1 Тл?
(смотреть решение →)
№1125. Квадратная рамка помещена в однородное магнитное поле. Нормаль к плоскости рамки составляет с направлением магнитного поля угол 60°. Сторона рамки 10 см. Определите индукцию магнитного поля, если известно, что среднее значение ЭДС индукции, возникшей в рамке при выключении поля в течение 0,01 с, равно 50 мВ.
(смотреть решение →)
№1126. Какой магнитный поток пронизывал каждый виток катушки, имеющей 1000 витков, если при равномерном исчезновении магнитного поля в течение промежутка времени 0,1 с в катушке индуцируется ЭДС 10 В?
(смотреть решение →)
№1127. Плоская рамка площадью 4 • 10-4 м2 расположена в магнитном поле так, что нормаль к рамке составляет с направлением поля угол 60°. Индукция магнитного поля, пронизывающего рамку, изменяется по закону В = 0,05t (Тл). По истечении 4 с определите ЭДС индукции, возникающей в рамке, и разность потенциалов между двумя произвольными точками рамки.
(смотреть решение →)
№1128. Магнитный поток, пронизывающий катушку, изменяется со временем, как показано на рисунке 192. Начертите схематично график изменения ЭДС индукции, наводимой в катушке. Каково максимальное значение ЭДС индукции, если в катушке 400 витков проволоки?
(смотреть решение →)
№1129. Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, изменяется, как показано на графике (рис. 193). Постройте схематично график изменения наводимой в контуре ЭДС.
(смотреть решение →)
№1130. Проволочный виток, имеющий площадь 100 см2, разрезан в некоторой точке и в разрез включен конденсатор емкостью 10 мкФ. Виток помещен в однородное магнитное поле, линии магнитной индукции которого перпендикулярны плоскости витка. Магнитное поле равномерно изменяется во времени со скоростью 5 Тл/с. Определите заряд конденсатора.
(смотреть решение →)
№1131. Рамка, имеющая 1000 витков, площадью 5 см2 замкнута на гальванометр с сопротивлением 10 кОм. Рамка находится в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл, причем линии магнитной индукции поля перпендикулярны к ее плоскости. Какой заряд протечет по цепи гальванометра, если направление поля изменить на обратное? Принять, что поле менялось с течением времени равномерно.
(смотреть решение →)
№1132. В однородном магнитном поле перпендикулярно к направлению вектора индукции, модуль которого 0,1 Тл, движется провод длиной 2 м со скоростью 5 м/с, перпендикулярной проводнику. Какая ЭДС индуцируется в этом проводнике?
(смотреть решение →)
№1133. Найдите ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, перемещаемой в однородном магнитном поле с индукцией 8 мТл со скоростью 5 м/с под углом 30° к вектору магнитной индукции.
(смотреть решение →)
№1134. Перпендикулярно линиям магнитной индукции перемещается проводник длиной 1,8 м со скоростью 6,0 м/с. ЭДС индукции 1,44 В. Найдите магнитную индукцию поля.
(смотреть решение →)
№1135. С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 60° к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась ЭДС индукции 1 В? Индукция магнитного поля равна 0,2 Тл.
(смотреть решение →)
№1136. Проводник MN (рис. 194) с длиной активной части 1 м и сопротивлением 2 Ом находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Проводник подключен к источнику, ЭДС которого равна 1 В (внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводящих проводников пренебречь). Какова сила тока в проводнике, если: а) проводник покоится; б) проводник движется вправо со скоростью 4 м/с; в) проводник движется влево с той же скоростью? В каком направлении и с какой скоростью надо перемещать проводник, чтобы через него не шел ток?
(смотреть решение →)
№1137. Скорость самолета 900 км/ч. Найдите разность потенциалов, возникающую между концами крыльев самолета, если вертикальная составляющая земного магнитного поля равна 50 мкТл и размах крыльев 12 м. Самолет летит горизонтально.
(смотреть решение →)
№1138. Какой ток течет через гальванометр, присоединенный к железнодорожным рельсам, когда к нему со скоростью 60 км/ч приближается поезд? Вертикальная составляющая магнитного поля Земли 50 мкТл. Сопротивление гальванометра 100 Ом. Расстояние между рельсами 1,2 м. Рельсы изолированы от земли и друг от друга.
(смотреть решение →)
№1139. Прямоугольная проволочная рамка со стороной L находится в магнитном поле с индукцией В, перпендикулярном плоскости рамки. По рамке параллельно одной из ее сторон без нарушения контакта скользит с постоянной скоростью v перемычка, сопротивление которой R. Определите ток через перемычку. Сопротивлением рамки пренебречь.
(смотреть решение →)
№1140. Два параллельных замкнутых на одном конце провода, расстояние между которыми 50 см, находятся в однородном магнитном поле с индукцией 5 • 10-3 Тл. Плоскость, в которой расположены провода, перпендикулярна к направлению поля. На провода положен металлический мостик, который может скользить по проводам без трения. Мостик под действием силы 10-4 Н движется с постоянной скоростью 10 м/с. Найдите сопротивление мостика, считая сопротивление проводов ничтожно малым.
(смотреть решение →)
№1141. Плоскость прямоугольной проволочной рамки перпендикулярна вектору индукции однородного магнитного поля. Индукция магнитного поля равна В. Одна сторона рамки подвижна и скользит без нарушения контакта с постоянной скоростью v. В одну из сторон рамки включена электрическая лампочка сопротивлением R. Сопротивлением остальных частей рамки можно пренебречь. Какую силу надо приложить к подвижной стороне для осуществления такого движения? Длина подвижной стороны равна L.
(смотреть решение →)
№1142. В однородном магнитном поле с индукцией В расположены вертикально на расстоянии L два металлических стержня, замкнутые наверху. Плоскость, в которой расположены стержни, перпендикулярна вектору магнитной индукции. По стержням без трения и без нарушения контакта скользит вниз перемычка массой га. Скорость перемычки постоянна и равна v. Определите электрическое сопротивление перемычки, если сопротивлением остальной части системы можно пренебречь.
(смотреть решение →)
№1143. Почему отключение от питающей сети мощных электродвигателей производят плавно и медленно при помощи реостата?
(смотреть решение →)
№1144. Почему при отрывах трамвайного бугеля от воздушного провода возникает искрение и оно незначительно, если трамвай движется с выключенным двигателем и ток поступает только в осветительную сеть вагона?
(смотреть решение →)
№1145. Как сделать намотку, чтобы получить безындук-тивную катушку?
(смотреть решение →)
№1146. Какова индуктивность витка проволоки, если при силе тока 6,0 А создается магнитный поток 12 мВб? Зависит ли индуктивность витка от силы тока в нем?
(смотреть решение →)
№1147. В катушке, имеющей 150 витков проволоки, течет ток 7,5 А. При этом создается магнитный поток 20 мВб. Какова индуктивность катушки? Изменится ли индуктивность, если в катушку ввести стальной сердечник?
(смотреть решение →)
№1148. Какова индуктивность соленоида, если при силе тока 5 А через него проходит магнитный поток в 50 мВб?
(смотреть решение →)
№1149. Поток магнитной индукции через площадь поперечного сечения катушки, имеющей 1000 витков, изменился на ΔФ = 0,002 Вб — в результате изменения тока в катушке с 4 до 20 А. Определите индуктивность катушки.
(смотреть решение →)
№1150. При помощи реостата равномерно увеличивают ток в катушке со скоростью 100 А/с. Индуктивность катушки 200 мГн. Найдите ЭДС самоиндукции. Какая ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита с индуктивностью 0,4 Гн при равномерном изменении силы тока в ней на 5 А за 0,02 с?
(смотреть решение →)
№1151. Через соленоид, индуктивность которого 0,4 мГн и площадь поперечного сечения 10 см2, проходит ток 0,5 А. Какова индукция поля внутри соленоида, если он содержит 100 витков? Поле считать однородным.
(смотреть решение →)
№1152. Катушка с железным сердечником с площадью поперечного сечения 20 см2 имеет индуктивность 0,02 Гн. Какой должна быть сила тока, чтобы индукция поля в сердечнике была 1 мТл (катушка содержит 1000 витков)?
(смотреть решение →)
№1153. Найдите индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2А в течение 0,25 с возбуждает ЭДС самоиндукции 20 мВ.
(смотреть решение →)
№1154. Чему равна индуктивность катушки с железным сердечником, если за время 0,5 с сила тока в цепи изменилась с 10 до 5 А, а наведенная при этом ЭДС на концах катушки равна 25 В? Определите индуктивность катушки, если при равномерном изменении тока в ней за 0,1 с от нуля до 10 А возникла ЭДС самоиндукции 60 В.
(смотреть решение →)
№1155. Определите скорость изменения тока в катушке с индуктивностью 100 мГн, если в ней возникла ЭДС самоиндукции 80 В.
(смотреть решение →)
№1156. Определите энергию магнитного поля катушки, если индуктивность ее 0,20 Гн, а сила тока в ней 12 А.
(смотреть решение →)
№1157. В катушке с индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки? Как изменится энергия поля, если сила тока уменьшится вдвое?
(смотреть решение →)
№1158. Какой должна быть сила тока в обмотке дросселя с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия поля оказалась равной 1 Дж?
(смотреть решение →)
№1159. Найдите энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.
(смотреть решение →)
№1160. Сила тока в катушке уменьшилась с 12 до 8 А. При этом энергия магнитного поля катушки уменьшилась на 2,0 Дж. Какова индуктивность катушки и энергия ее магнитного поля в обоих случаях?
(смотреть решение →)
№1161. Размеры катушки изменили так, что ее индуктивность увеличилась в 2 раза. Силу тока в катушке уменьшили в 2 раза. Как изменилась энергия магнитного поля катушки?
(смотреть решение →)
№1162. По катушке течет ток 10 А. При какой индуктивности катушки энергия ее магнитного поля будет равна 6,0 Дж?
(смотреть решение →)
№1163. Плоская проволочная рамка, состоящая из одного витка, имеющего сопротивление 0,001 Ом и площадь 1 см2, пронизывается однородным магнитным полем. Направление линий магнитной индукции поля перпендикулярно плоскости рамки. Индукция магнитного поля изменяется с течением времени равномерно на 0,01 Тл/м2 за время 1 с. Какое количество теплоты выделяется в рамке за это время?
(смотреть решение →)
№1164. Усилится ли магнитное поле катушки с током, если в нее ввести стальной сердечник? алюминиевый сердечник? медный сердечник?
(смотреть решение →)
№1165. Почему для переноски горячего проката не применяют подъемный магнитный кран?
(смотреть решение →)
№1166. Зачем для постоянных магнитов берется твердая сталь, а электромагнитов — мягкая сталь?
(смотреть решение →)
№1167. Магнитная индукция в данном бруске металла В = 0,75 Тл, а индукция внешнего намагничивающего поля В0 = 0,0375 Тл. Какова относительная магнитная проницаемость металла?
(смотреть решение →)
№1168. По графику (рис. 195) определите магнитную проницаемость стали при индукции В0 намагничивающего поля 0,4 мТл и 1,2 мТл.
(смотреть решение →)
№1169. Во сколько раз изменится магнитный поток, если чугунный сердечник в соленоиде заменить стальным таких же размеров? Индукция намагничивающего поля В0 = = 2,2 мТл. Используйте рисунок 195.
(смотреть решение →)
№1170. Внутри соленоида без сердечника индукция поля В0 = 2 мТл. Каким станет магнитный поток, если в соленоид ввести чугунный сердечник с площадью поперечного сечения 100 см2? Используйте рисунок 195.
(смотреть решение →)

Электрический ток в различных средах

Тема: Ток в металлах
№1171. Постройте вольт-амперную характеристику для металлического проводника сопротивлением 1 Ом. Как изменится угол φ наклона графика к оси U при изменении сопротивления R проводника? Какую величину характеризует tgφ?
(смотреть решение →)
№1172. Сколько электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1 нс при силе тока 32 мкА?
(смотреть решение →)
№1173. Найдите скорость упорядоченного движения электронов в проводе с площадью поперечного сечения 5 мм2 при силе тока 10 А, если концентрация электронов проводимости 5 ⋅ 1028 м-3.
(смотреть решение →)
№1174. Найдите скорость упорядоченного движения электронов в медном проводе с площадью поперечного сечения 25 мм2 при силе тока 50 А, считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости.
(смотреть решение →)
№1175. Какова скорость дрейфа электронов в медном проводе диаметром 4 мм, по которому к стартеру грузовика подводится ток 100 А?
(смотреть решение →)
№1176. Один полюс источника тока присоединили к электрической лампе медным проводом, а другой полюс — алюминиевым проводом такого же диаметра. Сравните скорость упорядоченного движения электронов в подводящих проводах, считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости.
(смотреть решение →)
№1177. С какой частотой следует вращать металлический диск радиусом 25 см, чтобы можно было обнаружить разность потенциалов между осью и краем диска, возникшую благодаря центробежному эффекту? Чувствительность гальванометра 10-6 В.
(смотреть решение →)
№1178. На рисунке 196 изображена схема электрической цепи, состоящей из электрической лампы мощностью 40 Вт, ключа К, и лампочки от карманного фонарика. Цепь включили в городскую сеть при замкнутом ключе, а затем ключ разомкнули. В этом случае лампочки горели нормально. Когда же в другом случае эту цепь включили в ту же сеть при разомкнутом ключе К, лампочка от карманного фонаря сразу перегорела. Почему?
(смотреть решение →)
№1179. Сопротивление длинного медного провода при температуре 20 °С равно 0,005 Ом. Каково его сопротивление при температуре 80 °С?
(смотреть решение →)
№1180. Температура вольфрамовой нити накаливания электрической лампы приблизительно равна 2000 °С. Каково сопротивление 60-ваттной лампы в рабочем состоянии? Лампа рассчитана на стандартное напряжение. Каково сопротивление этой нити при комнатной температуре? Какой ток потребляет лампа сразу после включения?
(смотреть решение →)
№1181. Определите температуру нити накала лампочки, если при включении в сеть напряжением 220 В по нити идет ток 0,68 А. Сопротивление вольфрамовой нити электрической лампочки при температуре 20 °С равно 36 Ом. Тепловой коэффициент сопротивления вольфрама 4,6 • 10-3 К-1.
(смотреть решение →)
Тема: Ток в жидкостях
№1182. При никелировании мелких деталей их засыпают в специальные барабаны, которые затем погружают в электролит. С какой целью барабаны приводят во вращение?
(смотреть решение →)
№1183. Электрическую лампочку включили в сеть последовательно с электролитической ванной, наполненной слабым раствором поваренной соли. Изменится ли накал лампочки, если добавить в раствор еще некоторое количество соли? При возможности проверьте на опыте.
(смотреть решение →)
№1184. Электрический ток пропускают через электролитическую ванну с двумя угольными электродами, наполненную раствором медного купороса. Как изменится количество меди, выделенное за одно и то же небольшое время, если изменить только одно из следующих условий:
(смотреть решение →)
№1185. Две одинаковые электролитические ванны А и В наполнены раствором медного купороса. Концентрация раствора в ванне А больше, чем в ванне В. В какой из ванн выделится больше меди, если их соединить последовательно? параллельно?
(смотреть решение →)
№1186. Какова скорость движения ионов в электролите, если концентрация их в растворе 1022 см-3, площадь каждого электрода 50 см2 и сила тока 1,0 А?
(смотреть решение →)
№1187. Определите, какая масса алюминия отложится на катоде за 10 ч при электролизе AI2(SO4)3, если сила тока равна 1 А.
(смотреть решение →)
№1188. Для серебрения ложек ток 1,8 А пропускался через раствор соли серебра в течение 5 ч. Катодом служит 12 ложек, каждая из которых имеет площадь поверхности 50 см2 Какой толщины слой серебра отложится на ложках?
(смотреть решение →)
№1189. Определите число Фарадея, если известно, что при прохождении через электролитическую ванну заряда 7348 Кл масса выделившегося на катоде золота 5 г. Химический эквивалент золота 66 г/моль.
(смотреть решение →)
№1190. Цинковый анод массой 5 г поставлен в электролитическую ванну, через которую проходит ток 2 А. Через какое время анод полностью израсходуется на покрытие металлических изделий?
(смотреть решение →)
№1191. Две электролитические ванны включены последовательно. В первой ванне находится раствор хлорида железа (II), а во второй — раствор хлорида железа (III). Определите массы выделившегося железа на анодах и хлора на катодах в каждой ванне при прохождении электрического заряда, равного 9,65 • 107 Кл.
(смотреть решение →)
№1192. Аэростат объемом 250 м3 заполняют водородом при температуре 27 °С и давлении 2 атм. Какой заряд надо пропустить при электролизе через слабый раствор серной кислоты, чтобы получить нужное количество водорода?
(смотреть решение →)
№1193. За 10 мин в гальванической ванне выделилось 0,67 г серебра. Амперметр, включенный последовательно с ванной, показывал 0,90 А. Верно ли показание амперметра?
(смотреть решение →)
№1194. Последовательно с электролитической ванной включен амперметр. Амперметр показывает 1,5 А. Какую поправку надо внести в показание амперметра, если за время 10 мин на катоде отложилось 0,316 г меди?
(смотреть решение →)
№1195. Желая проверить правильность показаний вольтметра, его подключили параллельно проводнику сопротивлением 30 Ом. Последовательно в общую цепь подключен прибор, в котором ведется электролиз серебра. За время 5 мин в этом приборе выделилось 55,6 мг серебра. Вольтметр показывал 6 В. Найдите разность между показаниями вольтметра и точным значением падения напряжения на проводнике, определенным при помощи электролиза. Током через вольтметр пренебречь.
(смотреть решение →)
№1196. При электролитическом способе получения никеля расходуется 10 кВт • ч электроэнергии на 1 кг никеля. При каком напряжении производится электролиз?
(смотреть решение →)
№1197. При электролизе раствора серной кислоты расходуется мощность 37 Вт. Определите сопротивление электролита, если за время 50 мин выделяется 0,3 г водорода.
(смотреть решение →)
№1198. Определите количество выделившейся меди при электролизе, если затрачено 5 кВт • ч электроэнергии. Напряжение на клеммах ванны 10 В. КПД установки 75%.
(смотреть решение →)
Тема: Ток в газах
№1199. Чем ионизация газа отличается от ионизации жидких растворов?
(смотреть решение →)
№1200. Почему количество ионов в газе при действии постоянного ионизатора увеличивается только до определенного предела, а затем становится постоянным?
(смотреть решение →)
№1201. Напряжение 40—50 В поддерживает дуговой разряд в газовом промежутке. Искровой разряд в том же промежутке требует напряжения в несколько тысяч вольт. Объясните почему.
(смотреть решение →)
№1202. К массивной металлической детали нужно приварить тонкостенную деталь. Какую из них следует соединить с плюсом, а какую — с минусом дугового электросварочного генератора?
(смотреть решение →)
№1203. Что произойдет с горящей электрической дугой, если сильно охладить отрицательный уголь? Что будет при охлаждении положительного угля?
(смотреть решение →)
№1204. Разным участкам вольт-амперной характеристики газа (рис. 197) соответствует различное сопротивление. Почему сопротивление газа изменяется?