Решебник Касьянов, 10 класс (Физика) Скачать на нашем сайте решебник не получится, он доступен только для просмотра онлайн Разделы решебника: Физика в познании вещества; поля; пространства и времени Тема: Что изучает физика §1 Тема: Органы чувств как источник информации об окружающем мире §2 Тема: Эксперимент. Закон. Теория §3 Тема: Физические модели §4 Тема: Симметрия и физические законы §5 Тема: Идея атомизма §6 Тема: Фундаментальные взаимодействия §7 Тема: Базовые физические величины в механике;их единицы §8 Механика. Кинематика материальной точки Тема: Траектория. Закон движения §9 Тема: Перемещение §10 Тема: Скорость §11 Тема: Скорость §11. Задачи Тема: Равномерное прямолинейное движение §12 Тема: Равномерное прямолинейное движение §12. Задачи Тема: Ускорение §13 Тема: Прямолинейное движение с постоянным ускорением §14 Тема: Прямолинейное движение с постоянным ускорением §14. Задачи Тема: Свободное падение тел §15 Тема: Графики зависимости пути; перемещения; скорости и ускорения от времени при равнопеременном движении §16 Тема: Графики зависимости пути; перемещения; скорости и ускорения от времени при равнопеременном движении §16. Задачи Тема: §17. Баллистическое движение Тема: Баллистическое движение §17. Задачи Тема: Кинематика периодического движения §18 Тема: Кинематика периодического движения §18. Задачи Механика. Динамика материальной точки Тема: Принцип относительности галилея §19 Тема: Первый закон ньютона §20 Тема: Второй закон ньютона §21 Тема: Второй закон ньютона §21. Задачи Тема: Третий закон ньютона §22 Тема: Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения §23 Тема: Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения §23. Задачи Тема: Сила тяжести §24 Тема: Сила тяжести §24. Задачи Тема: Сила упругости. Вес тела §25 Тема: Сила упругости. Вес тела §25. Задачи Тема: Сила трения §26 Тема: Сила трения §26. Задачи Тема: Применение законов ньютона §27 Тема: Применение законов ньютона §27. Задачи Механика. Законы сохранения Тема: Импульс материальной точки §28 Тема: Импульс материальной точки §28. Задачи Тема: Закон сохранения импульса §29 Тема: Закон сохранения импульса §29. Задачи Тема: Работа силы §30 Тема: Работа силы §30. Задачи Тема: Потенциальная энергия §31 Тема: Потенциальная энергия §31. Задачи Тема: Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях §32 Тема: Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях §32. Задачи Тема: Кинетическая энергия §33 Тема: Кинетическая энергия §33. Задачи Тема: Мощность §34 Тема: Мощность §34. Задачи Тема: Закон сохранения механической энергии §35 Тема: Закон сохранения механической энергии §35. Задачи Тема: Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения §36 Тема: Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения §36. Задачи Механика. Динамика периодического движения Тема: Движение тел в гравитационном поле §37 Тема: Движение тел в гравитационном поле §37. Задачи Тема: Динамика свободных колебаний §38 Тема: Динамика свободных колебаний §38. Задачи Тема: Колебательная система под действием внешних сил §39 Тема: Колебательная система под действием внешних сил §39. Задачи Тема: Вынужденные колебания. Резонанс §40 Тема: Вынужденные колебания. Резонанс §40. Задачи Релятивистская механика Тема: Постулаты специальной теории относительности §41 Тема: Относительность времени §42 Тема: Замедление времени §43 Тема: Замедление времени §43. Задачи Тема: Релятивистский закон сложения скоростей §44 Тема: Релятивистский закон сложения скоростей §44. Задачи Тема: Взаимосвязь массы и энергии §45 Тема: Взаимосвязь массы и энергии §45. Задачи Молекулярная физика: молекулярная структура вещества Тема: Масса атомов. Молярная масса §46 Тема: Масса атомов. Молярная масса §46. Задачи Тема: Агрегатные состояния вещества §47 Молекулярная физика: молекулярно-кинетическая теория идеального газа Тема: Распределение молекул идеального газа в пространстве §48 Тема: Распределение молекул идеального газа в пространстве §48. Задачи Тема: Распределение молекул идеального газа по скоростям §49 Тема: Распределение молекул идеального газа по скоростям §49. Задачи Тема: Температура §50 Тема: Температура §50. Задачи Тема: Основное уравнение молекулярно-кинетической теории §51 Тема: Основное уравнение молекулярно-кинетической теории §51. Задачи Тема: Уравнение клапейрона-менделеева §52 Тема: Уравнение клапейрона-менделеева §52. Задачи Тема: Изопроцессы §53 Тема: Изопроцессы §53. Задачи Молекулярная физика: термодинамика Тема: Внутренняя энергия §54 Тема: Внутренняя энергия §54. Задачи Тема: Работа газа при изопроцессах §55 Тема: Работа газа при изопроцессах §55. Задачи Тема: Первый закон термодинамики §56 Тема: Первый закон термодинамики §56. Задачи Тема: Адиабатный процесс §57 Тема: Адиабатный процесс §57. Задачи Тема: Тепловые двигатели §58 Тема: Тепловые двигатели §58. Задачи Тема: Второй закон термодинамики §59 Молекулярная физика: жидкость и пар Тема: Фазовый переход пар - жидкость §60 Тема: Испарение. Конденсация §61 Тема: Испарение. Конденсация §61. Задачи Тема: Давление насыщенного пара. Влажность воздуха §62 Тема: Давление насыщенного пара. Влажность воздуха §62. Задачи Тема: Кипение жидкости §63 Тема: Поверхностное натяжение §64 Тема: Поверхностное натяжение §64. Задачи Тема: Смачивание. Капиллярность §65 Тема: Смачивание. Капиллярность §65. Задачи Твердое тело Тема: Кристаллизация и плавление твердых тел §66 Тема: Кристаллизация и плавление твердых тел §66. Задачи Тема: Структура твердых тел §67 Тема: Кристаллическая решетка §68 Тема: Механические свойства твердых тел §69 Тема: Механические свойства твердых тел §69. Задачи Механические волны. Акустика Тема: Распространение волн в упругой среде §70 Тема: Периодические волны §71 Тема: Периодические волны §71. Задачи Тема: Стоячие волны §72 Тема: Стоячие волны §72. Задачи Тема: Звуковые волны §73 Тема: Звуковые волны §73. Задачи Тема: Высота; тембр и громкость звука §74 Тема: Высота; тембр и громкость звука §74. Задачи Электродинамика. Силы электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов Тема: Электрический заряд. Квантование заряда §75 Тема: Электризация тел. Закон сохранения заряда §76 Тема: Электризация тел. Закон сохранения заряда §76. Задачи Тема: Закон кулона §77 Тема: Закон кулона §77. Задачи Тема: Равновесие статистических зарядов §78 Тема: Равновесие статистических зарядов §78. Задачи Тема: Напряженность электростатического поля §79 Тема: Напряженность электростатического поля §79. Задачи Тема: Линии напряженности электростатического поля §80 Тема: Принцип суперпозиции электростатических полей §81 Тема: Принцип суперпозиции электростатических полей §81. Задачи Электродинамика. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов Тема: Работа сил электростатического поля §82 Тема: Работа сил электростатического поля §82. Задачи Тема: Потенциал электростатического поля §83 Тема: Потенциал электростатического поля §83. Задачи Тема: Электрическое поле в веществе §84 Тема: Диэлектрики в электростатическом поле §85 Тема: Диэлектрики в электростатическом поле §85. Задачи Тема: Проводники в электростатическом поле §86 Тема: Распределение зарядов по поверхности проводника §87 Тема: Распределение зарядов по поверхности проводника §87. Задачи Тема: Электроемкость уединенного проводника §88 Тема: Электроемкость конденсатора §89 Тема: Электроемкость конденсатора §89. Задачи Тема: Энергия электростатического поля §90 Тема: Энергия электростатического поля §90. Задачи Список всех задач из учебника: Физика в познании вещества; поля; пространства и времени Тема: Что изучает физика §1 1. Какова роль астрономии в возникновении физики как экспериментальной науки? (смотреть решение →) 2. Что является предметом изучения физики? (смотреть решение →) 3. Почему именно Галилео Галилея считают первым физиком? (смотреть решение →) Тема: Органы чувств как источник информации об окружающем мире §2 1. Почему диапазон восприятия органов чувств человека достаточен для адаптации к жизни в земных условиях? (смотреть решение →) 2. Почему диапазон восприятия органов чувств является препятствием для формирования научных представлений об окружающем мире? (смотреть решение →) 3. Чем ограничен диапазон восприятия органов осязания, вкуса, обоняния и слуха? (смотреть решение →) 4. Какой диапазон длин волн излучения, называемый световым, воспринимается глазом? (смотреть решение →) 5. Что компенсирует недостаток восприятия органов чувств человека при формировании представлений о структуре окружающего мира? (смотреть решение →) Тема: Эксперимент. Закон. Теория §3 1. Что называют физическим законом? (смотреть решение →) 2. В чем ценность фундаментальных законов? (смотреть решение →) 3. Перечислите основные компоненты физической теории (смотреть решение →) 4. Что означает преемственность фундаментальной физической теории? (смотреть решение →) 5. Почему эксперимент является критерием правильности физической теории? (смотреть решение →) Тема: Физические модели §4 1. Чем определяются границы применимости физической теории? (смотреть решение →) 2. Что такое модель в физике? (смотреть решение →) 3. Приведите пример физической модели (смотреть решение →) 4. Что определяет адекватность модели физическому явлению? (смотреть решение →) 5. В чем заключается взаимосвязь теории и физической модели? (смотреть решение →) Тема: Симметрия и физические законы §5 1. Что такое инварианты? (смотреть решение →) 2. Приведите примеры физических инвариантов. (смотреть решение →) 3. Приведите примеры непрерывной и дискретной симметрии. (смотреть решение →) 4. В каком случае система обладает симметрией? (смотреть решение →) 5. Охарактеризуйте основные типы симметрии физического пространства. (смотреть решение →) Тема: Идея атомизма §6 1. В чем состояла гипотеза Демокрита о строении вещества? (смотреть решение →) 2. Какие выводы следовали из экспериментов Д Дальтона? (смотреть решение →) 3. Какое количество элементов насчитывается в настоящее время в периодической таблице химических элементов Д И Менделеева? (смотреть решение →) 4. Что представляет собой планетарная модель атома? (смотреть решение →) 5. На какие три группы подразделяют элементарные частицы? (смотреть решение →) Тема: Фундаментальные взаимодействия §7 1. Как расположить в порядке возрастания интенсивности фундаментальные взаимодействия? (смотреть решение →) 2. Для взаимодействия каких частиц характерно каждое фундаментальное взаимодействие? (смотреть решение →) 3. Какие фундаментальные взаимодействия являются короткодействующими и какие — дальнодействующими? Чему равен их радиус действия? (смотреть решение →) 4. Какие фрагменты структуры вещества или физические процессы определяют каждое фундаментальное взаимодействие? (смотреть решение →) 5. Какие взаимодействия объединяет теория великого объединения? (смотреть решение →) Тема: Базовые физические величины в механике;их единицы §8 1. Какие физические величины называют базовыми или основными? (смотреть решение →) 2. Какое свойство пространства характеризует длина? Что является эталоном метра? Перечислите основные методы измерения расстояний различных пространственных масштабов (смотреть решение →) 3. Что характеризует время? Какой эталон секунды принят в настоящее время? Какая физическая величина используется в качестве масштаба для измерения больших промежутков времени? (смотреть решение →) 4. Какие свойства тела характеризует масса? Что является эталоном килограмма? (смотреть решение →) 5. Приведите примеры кратных и дольных единиц (смотреть решение →) Механика. Кинематика материальной точки Тема: Траектория. Закон движения §9 1. Какое движение называется механическим? (смотреть решение →) 2. Какое тело можно считать материальной точкой? (смотреть решение →) 3. Что такое система отсчета? (смотреть решение →) 4. Произойдет ли столкновение двух кораблей, если траектории их движения пересекаются? (смотреть решение →) 5. Что определяет закон движения тела? (смотреть решение →) Тема: Перемещение §10 1. Что такое вектор перемещения? Что он характеризует? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте правила действия с векторами перемещений. (смотреть решение →) 3. При каком движении путь, пройденный точкой, равен модулю перемещения? (смотреть решение →) 4. Будет ли путь равен модулю перемещения при вращательном движении? (смотреть решение →) 5. Найдите путь и перемещение конца минутной стрелки часов длиной 10 см, совершившей полный оборот (смотреть решение →) Тема: Скорость §11 1. Сформулируйте определение средней скорости. (смотреть решение →) 2. Как определяется мгновенная скорость при прямолинейном движении? Чему равен ее модуль? (смотреть решение →) 3. Может ли мгновенная скорость быть больше (меньше) средней скорости? (смотреть решение →) 4. Что такое вектор мгновенной скорости? Куда он направлен? Почему? (смотреть решение →) 5. Какая скорость называется относительной? Может ли человек бежать быстрее своей тени? (смотреть решение →) Тема: Скорость §11. Задачи 1. Докажите, что средняя скорость автобуса, движущегося из пункта А в пункт В со скоростью а из В в А со скоростью v2, меньше либо равна (v1 + v2)/2. (смотреть решение →) 2. Самолет пролетел первую треть пути со скоростью 1100 км/ч, а оставшийся путь со скоростью 800 км/ч Найдите среднюю скорость его полета [880 км/ч] (смотреть решение →) 3. Материальная точка переместилась с постоянной скоростью по прямой из точки 1 с координатами x1= 6 см, y1 = 5 см в точку 2 с координатами х2 = 2 см, у2 = 9 см за 2 с Какой угол образует скорость точки с осью X? Чему равен модуль скорости? [135°; 2,84 ⋅ 10-2м/с] (смотреть решение →) 4. Теплоход проходит расстояние от пункта А до пункта В по течению реки за трое суток, а обратно от B до A за пять суток, затрачивая одинаковое количество топлива на путь в оба конца. За сколько суток проплывет расстояние от А до B плот9 [15 суток] (смотреть решение →) 5. Пассажир поезда, идущего со скоростью 60 км/ч, наблюдает встречный состав в течение 2 с Длина каждого поезда 200 м С какой скоростью двигался встречный состав? [120 км/ч] (смотреть решение →) Тема: Равномерное прямолинейное движение §12 1. Какое движение называется равномерным прямолинейным? (смотреть решение →) 2. При равномерном прямолинейном движении средняя скорость совпадает с мгновенной Почему? (смотреть решение →) 3. Почему при равномерном прямолинейном движении за любые равные промежутки времени тело перемещается на одно и то же расстояние? (смотреть решение →) 4. Как по графику зависимости v(t) определяется перемещение тела при равномерном прямолинейном движении? (смотреть решение →) 5. Как угол наклона графика равномерного прямолинейного движения зависит от скорости? (смотреть решение →) Тема: Равномерное прямолинейное движение §12. Задачи 1. Тело движется в направлении, противоположном оси X, со скоростью 200 м/с Постройте график зависимости vx(t) Найдите графически перемещение тела от начала отсчета за 4 с (смотреть решение →) 2. Постройте графики равномерного движения бегунов, стартующих из начала отсчета в противоположных направлениях со скоростями vx1 = 5 м/с и vx2 = -8 м/с соответственно Найдите графически расстояние между бегунами через 5 с [65 м] (смотреть решение →) 3. Через равные промежутки времени Δt от вокзала отходят поезда с постоянной скоростью v. Запишите закон движений первого поезда, отправляющегося в момент времени t = 0, второго, третьего, n-го Постройте графики движений этих поездов. (смотреть решение →) 4. В начальный момент времени автомобиль, движущийся равномерно по шоссе со скоростью v1 = 25 м/с, отстает от автобуса, имеющего постоянную скорость v2 = 20 м/с, на расстояние l = 30 м Изобразите графики движения автомобиля и автобуса, выбрав систему координат с началом отсчета в точке, где находится автомобиль в момент времени t = 0. Найдите графически, через сколько секунд автомобиль догонит автобус. Какое расстояние преодолеют автомобиль и автобус до встречи? [6 с; 150 м; 120 м] (смотреть решение →) 5. Катера выходят из пунктов А и В, находящихся на расстоянии l = 1800 м один от другого, и сближаются по прямой со скоростями v1= 40 м/с и v2 = 20 м/с соответственно. Изобразите графики движений катеров в системе координат, в которой нуль отсчета находится в точке А, а ось X направлена от А к B. Найдите графически время и место встречи катеров. [30 с; 1200 м от точки А] (смотреть решение →) Тема: Ускорение §13 1. Сформулируйте определение мгновенного ускорения (смотреть решение →) 2. Что такое тангенциальное и нормальное ускорения? (смотреть решение →) 3. Почему нормальное ускорение при прямолинейном движении равно нулю? (смотреть решение →) 4. Почему при прямолинейном ускоренном движении вектор ускорения параллелен вектору скорости? (смотреть решение →) 5. Почему при прямолинейном замедленном движении вектор ускорения антипараллелен вектору скорости? (смотреть решение →) Тема: Прямолинейное движение с постоянным ускорением §14 1. Какое прямолинейное движение называется равноускоренным? равнозамедленным? равнопеременным? (смотреть решение →) 2. Чем равноускоренное движение отличается от равнозамедленного, происходящего в том же направлении? (смотреть решение →) 3. Определите направление ускорения авиалайнеров, если один ускоренно летит на восток, а другой — замедленно на запад (смотреть решение →) 4. Как определяется графически перемещение тела при равноускоренном и равнозамедленном движениях? (смотреть решение →) 5. Какая кривая определяет зависимость координаты от времени при равнопеременном движении? (смотреть решение →) Тема: Прямолинейное движение с постоянным ускорением §14. Задачи 1. Через какой промежуток времени с момента старта мотоциклист, двигаясь с постоянным ускорением а = 5 м/с2, разовьет скорость v = 90 км/ч? На каком расстоянии от места старта это произойдет? [3 с; 62,5 м] (смотреть решение →) 2. Используя данные задачи 1, нарисуйте зависимость скорости мотоциклиста от времени Найдите графически перемещение мотоциклиста при достижении им скорости 90 км/ч Постройте график движения мотоциклиста (смотреть решение →) 3. Автомобиль движется в северном направлении со скоростью 90 км/ч Найдите модуль и направление его постоянного ускорения при торможении перед светофором за 4 с Рассчитайте длину тормозного пути автомобиля [6,25 м/с2; 50 м] (смотреть решение →) 4. Используя данные задачи 3, нарисуйте зависимость скорости автомобиля от времени Найдите графически длину тормозного пути автомобиля Постройте график движения автомобиля (смотреть решение →) 5. За какое время, двигаясь равнозамедленно с ускорением а, тело уменьшает вдвое начальную скорость v0? Какой путь проходит тело за это время? [v0/(2a); 3v02/(8а)] (смотреть решение →) Тема: Свободное падение тел §15 1. Почему струя воды разделяется при падении на Землю на отдельные капли? (смотреть решение →) 2. При каких условиях падение тел на Землю можно считать равноускоренным движением? (смотреть решение →) 3. Опишите эксперименты Г Галилея и Р Бойля, подтвердившие постоянство ускорения тел, свободно падающих на Землю (смотреть решение →) 4. Чем отличается падение тел в воздухе от их падения в вакууме? (смотреть решение →) 5. Почему раскрытие парашюта существенно уменьшает скорость приземления парашютиста? (смотреть решение →) Тема: Графики зависимости пути; перемещения; скорости и ускорения от времени при равнопеременном движении §16 1. Запишите закон свободного падения тела, падающего без начальной скорости с высоты Н, выбрав нуль отсчета на Земле, а ось У направив вверх Постройте график закона движения тела. (смотреть решение →) 2. Как выглядят графики зависимости скорости и ускорения свободного падения монеты при выборе координатной оси У так же, как и в вопросе 1? (смотреть решение →) 3. Какой физический смысл может иметь отброшенный корень квадратного уравнения (19), не решенного нами явно, когда у = -H? (смотреть решение →) 4. Чем объяснить отличие друг от друга графиков перемещения и пути тела, брошенного вверх в поле тяжести (см. рис. 51 )? (смотреть решение →) 5. Постройте графики пути, проекции перемещения, скорости и ускорения тела, брошенного вертикально вниз со скоростью v0 с высоты Н Направьте ось Y вниз, выбрав начало отсчета по оси Y в точке бросания (смотреть решение →) Тема: Графики зависимости пути; перемещения; скорости и ускорения от времени при равнопеременном движении §16. Задачи 1. Какой путь проходит свободно падающая (без начальной скорости) капля за четвертую секунду от момента отрыва? [34,3 м] (смотреть решение →) 2. С крыши дома через промежуток времени т одна за другой падают капли Запишите закон движения капель. Постройте в одних координатных осях Y, t графики движения первой, второй, третьей, n-й капель. (смотреть решение →) 3. Используя данные задачи 2, найдите расстояние между второй и третьей каплями в момент отрыва седьмой капли. [4,5gτ2] (смотреть решение →) 4. Тело свободно падает с высоты Н без начальной скорости. Какой путь оно проходит в последнюю секунду падения на Землю? (смотреть решение →) 5. По данным рисунка 51, а оцените начальную скорость v0 мяча, брошенного вертикально вверх Постройте графики перемещения и пути мяча, выбрав начало отсчета на поверхности Земли [≈ 24 м/с] (смотреть решение →) Тема: §17. Баллистическое движение 1. Какая идеализированная модель используется для описания баллистического движения тела? Почему перемещение тела по различным координатным осям можно рассматривать независимо? (смотреть решение →) 2. Почему при баллистическом движении тело движется по горизонтали равномерно, а по вертикали равнопеременно? (смотреть решение →) 3. Какой угол должна составлять начальная скорость тела с горизонтом, чтобы дальность полета в отсутствие сопротивления воздуха была максимальной? Приведите необходимую формулу для аргументации (смотреть решение →) 4. Как сила сопротивления воздуха влияет на баллистическое движение и на максимальную дальность полета снарядов и пуль? (смотреть решение →) 5. Определите угол, при котором максимальная высота подъема снаряда равна максимальной дальности полета (смотреть решение →) Тема: Баллистическое движение §17. Задачи 1. Из окна дома с высоты 19,6 м горизонтально брошена монета со скоростью 5 м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найдите, через какой промежуток времени монета упадет на Землю На каком расстоянии по горизонтали от дома находится точка падения? [2 с; 10 м] (смотреть решение →) 2. Используя условие задачи 1, найдите скорость падения монеты и угол, который образует вектор скорости с горизонтом в точке падения [20,2 м/с; 78,7°] (смотреть решение →) 3. Длина скачка блохи на столе, прыгающей под углом 45° к горизонту, равна 20 см. Во сколько раз высота ее подъема над столом превышает ее собственную длину, составляющую 0,4 мм? [125] (смотреть решение →) 4. Мяч, брошенный под углом 45° к горизонту, упруго отскочив от вертикальной стены, расположенной на расстоянии L от точки бросания, ударяется о Землю на расстоянии l от стены С какой начальной скоростью был брошен мяч? (смотреть решение →) 5. Под каким углом к горизонту охотник должен направить ствол ружья, чтобы попасть в птицу, сидящую на высоте Я на дереве, находящемся на расстоянии l от охотника? В момент выстрела птица свободно падает вниз на землю. (смотреть решение →) Тема: Кинематика периодического движения §18 1. Какое движение называют периодическим? Что такое период движения? (смотреть решение →) 2. Какие параметры характеризуют положение точки на окружности? (смотреть решение →) 3. Почему равномерное движение по окружности является ускоренным? Куда направлено нормальное ускорение и чему оно равно? (смотреть решение →) 4. Скорость отдельных частей колец Сатурна не пропорциональна их расстоянию до оси вращения, проходящей через центр планеты Что можно сказать о структуре колец по результатам этих астрономических наблюдений? (смотреть решение →) 5. Какие колебания называют гармоническими? Как зависят координата колеблющейся точки, ее скорость и ускорение от времени? (смотреть решение →) Тема: Кинематика периодического движения §18. Задачи 1. Найдите скорость вращения Земли вокруг Солнца, считая ее орбиту круговой с радиусом r0 = 1,5 ⋅ 108 км [29,9 км/с] (смотреть решение →) 2. Северная широта Москвы составляет 55°45' С какой скоростью москвичи вращаются вместе с земным шаром вокруг его оси? Радиус Земли принять равным 6400 км [943 км/ч] (смотреть решение →) 3. Найдите нормальное и тангенциальное ускорения конца секундной, минутной и часовой стрелок наручных часов, если их длина соответственно равна 1,5 см, 1 см и 0,5 см. (смотреть решение →) 4. Частица совершает гармонические колебания по закону х = 24 cos π/12 t см Как зависят проекции скорости и ускорения частицы на ось X от времени? Определите координату частицы Найдите проекции ее скорости и ускорения на ось X в момент времени t = 4 с [12 см, 5,44 см/с; 1,42 см/с2] (смотреть решение →) 5. Две частицы 1 и 2 совершают гармонические колебания вдоль оси X с одинаковой амплитудой А = 18 см Их координаты косинусоидально зависят от времени, а периоды колебаний составляют T1=3,6с и Т2=1,8с соответственно На каком расстоянии друг от друга частицы будут находиться в момент времени t = 0,9 с? Найдите скорость частицы 2 относительно частицы 1 в этот момент времени [0,18 м; 0,314 м/с] (смотреть решение →) Механика. Динамика материальной точки Тема: Принцип относительности галилея §19 1. Что изучает динамика? (смотреть решение →) 2. Какое движение называется движением по инерции? Сформулируйте принцип инерции Галилея (смотреть решение →) 3. Какую систему отсчета называют инерциальной? Почему равномерное прямолинейное движение и состояние покоя физически эквивалентны и взаимозаменяемы лишь в инерциальных системах отсчета? (смотреть решение →) 4. Получите преобразования Галилея и закон сложения скоростей (смотреть решение →) 5. Сформулируйте принцип относительности Галилея. Разъясните его смысл (смотреть решение →) Тема: Первый закон ньютона §20 1. Сформулируйте закон инерции (первый закон Ньютона) (смотреть решение →) 2. При каком условии скорость тела остается неизменной? (смотреть решение →) 3. Почему при резком выдергивании свеклы из земли ботва рвется, а при постепенном нет? (смотреть решение →) 4. Какие различные физические эффекты и почему наблюдаются при резком и постепенном выдергивании листа бумаги из-под стоящего на нем стакана с водой? (смотреть решение →) 5. Сформулируйте следствие первого закона Ньютона (смотреть решение →) Тема: Второй закон ньютона §21 1. Какая физическая величина характеризует отсутствие или наличие внешнего воздействия? Дайте определение силы и назовите единицы силы (смотреть решение →) 2. Почему, находясь в купе поезда с зашторенным окном и хорошей звукоизоляцией, можно обнаружить, что поезд движется ускоренно, но нельзя узнать, что он движется равномерно? (смотреть решение →) 3. Что такое инертность? Какая физическая величина является мерой инертности? (смотреть решение →) 4. Сформулируйте принцип суперпозиции сил (смотреть решение →) 5. Сформулируйте второй закон Ньютона (смотреть решение →) Тема: Второй закон ньютона §21. Задачи 1. Тело массой m = 2 кг, движущееся на восток, тормозится постоянной силой F = 10Н, направленной на запад. Чему равно и куда направлено ускорение тела? [а = 5 м/с2] (смотреть решение →) 2. Коляска массой m = 10 кг движется на юг с ускорением а = 0,5 м/с2 под действием двух сил, одна из которых F1 = 25 Н направлена на юг. Куда направлена и чему равна сила F2, действующая на коляску? [на север; 20 Н] (смотреть решение →) 3. На тело массой m = 5 кг действуют силы F1=9Н и F2=12H, направленные на север и восток соответственно Чему равно и куда направлено ускорение тела? [а = 3 м/с2; 36,87°; на северо-восток] (смотреть решение →) 4. При входе ракеты со скоростью v0 в плотные слои атмосферы тормозящая сила F1, действовавшая на ракету в менее плотных слоях, скачком возросла втрое, оставаясь затем постоянной Как будет зависеть от времени скорость ракеты в плотных слоях атмосферы? Масса ракеты m (смотреть решение →) 5. Моторная лодка движется с ускорением а = 2 м/с2 под действием трех сил силы тяги двигателя F1 = 1000 Н, силы ветра F2 = 1000 Н и силы сопротивления воды F3 = 414 Н Сила F1 направлена на юг, сила F2 — на запад, а сила F3 противоположна направлению движения лодки В каком направлении движется лодка и чему равна ее масса? [на юго-запад; 500 кг] (смотреть решение →) Тема: Третий закон ньютона §22 1. Почему при действии тела на частицу возникает противодействие со стороны частицы? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте третий закон Ньютона (смотреть решение →) 3. Для каких фундаментальных взаимодействий применим третий закон Ньютона? (смотреть решение →) 4. С какой силой вы притягиваете к себе Землю? (смотреть решение →) 5. Как ускорение, приобретаемое телами в результате парного столкновения, зависит от соотношения масс тел? (смотреть решение →) Тема: Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения §23 1. Что такое дальнодействие? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте закон всемирного тяготения В чем заключается физический смысл гравитационной постоянной? (смотреть решение →) 3. Как определял Г Кавендиш силу гравитационного притяжения шариков? (смотреть решение →) 4. Почему не приближаются друг к другу предметы в комнате, несмотря на их гравитационное притяжение? (смотреть решение →) 5. Во сколько раз уменьшается гравитационная сила притяжения к Земле космической ракеты, совершающей посадку на Луне? (смотреть решение →) Тема: Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения §23. Задачи 1. Во сколько раз сила гравитационного притяжения двух шаров массой по 1 кг, находящихся на расстоянии 1 м один от другого, меньше силы их гравитационного притяжения к Земле? [1,47⋅1011] (смотреть решение →) 2. Сравните гравитационные силы, действующие на Луну со стороны Земли и Солнца Масса Земли 6 • 1024 кг, масса Солнца 2⋅1036 кг Среднее расстояние от Земли до Луны 3,8⋅108 м, от Луны до Солнца 1,5⋅1011 м [FЗ/Fc = 0,47] (смотреть решение →) 3. Первый искусственный спутник Земли (был запущен в нашей стране) вращался по орбите радиусом 6950 км Чему был равен период его обращения? [1 ч 36 мин] (смотреть решение →) 4. Определите радиус орбиты, на которую должен быть выведен спутник Земли, чтобы он постоянно висел над определенной точкой, находящейся на экваторе [42,3 ⋅ 103 км] (смотреть решение →) 5. Солнце притягивает Луну примерно в 2 раза сильнее, чем Земля (см. задачу 2) Почему Луна является спутником Земли, а не самостоятельной планетой? (смотреть решение →) Тема: Сила тяжести §24 1. Что такое сила тяжести? (смотреть решение →) 2. В каком приближении можно считать силу тяжести постоянной? (смотреть решение →) Что такое ускорение свободного падения (смотреть решение →) Покажите, что гравитационное ускорение пропорционально плотности Земли (смотреть решение →) 3. Дайте определение веса тела (смотреть решение →) 4. Чем определяется вес тела на опоре? (смотреть решение →) 5. Где расположены точки приложения силы тяжести и веса тела? (смотреть решение →) Тема: Сила тяжести §24. Задачи 1. Во сколько раз сила тяжести космонавта на Меркурии меньше, чем на Земле? [в 2,63 раза] (смотреть решение →) 2. Найдите гравитационное ускорение на поверхности планеты, если ее масса равна массе Земли, а радиус в 2 раза меньше [39,2 м/с2] (смотреть решение →) 3. Какое расстояние пролетит за первую секунду тело, свободно падающее на поверхность Венеры? Диаметр Венеры 1,21⋅104 км, ее средняя плотность 5,2 103 кг/м3 [4,45 м] (смотреть решение →) 4. Во сколько раз масса Луны меньше массы Земли, если гравитационное ускорение на ее поверхности gЛ = 1,6 м/с29 Радиус Луны в 3,7 раза меньше радиуса Земли [в 81 раз] (смотреть решение →) 5. Чему равен вес водителя автомобиля, движущегося по горизонтальному шоссе с ускорением 10 м/с29 Масса водителя 70 кг [980 Н] (смотреть решение →) Тема: Сила упругости. Вес тела §25 1. Какие взаимодействия определяют характер механических движений в макромире? Следствием какого взаимодействия являются силы упругости? (смотреть решение →) 2. Почему механическая модель кристалла правильно описывает упругие силы, возникающие при его сжатии и растяжении? (смотреть решение →) 4. Сформулируйте определения силы реакции опоры и силы натяжения (смотреть решение →) 5. Сформулируйте закон Гука Выясните физический смысл жесткости пружины Определите границы применимости закона Гука (смотреть решение →) Куда приложена сила тяжести и вес (смотреть решение →) Тема: Сила упругости. Вес тела §25. Задачи 1. При растяжении стержня длиной l0 = 70 см среднее расстояние между атомами увеличилось на 0,1% Найдите удлинение стержня. [7 мм] (смотреть решение →) 2. Мяч прижимается ногой к стене и полу одновременно Силы давления мяча на стену и пол одинаковы и равны F. Куда направлена и чему равна суммарная сила реакции опоры? [F√2] (смотреть решение →) 3. Когда четыре человека массой по 70 кг садятся в автомобиль, пружина амортизатора автомобиля сжимается на 2,5 см Найдите жесткость одной пружины, если всего пружин — четыре [2,7 104 Н/м] (смотреть решение →) 4. Пружина длиной l0 = 20 см растягивается силой F = 50 Н Найдите конечную длину растянутой пружины, если ее жесткость k = 1000 Н/м. [0,25 м] (смотреть решение →) 5. Две одинаковые пружины жесткостью k и 3k соединены друг с другом одним концом, образуя единую пружину Найдите ее жесткость [1,5k] (смотреть решение →) Тема: Сила трения §26 1. Какое фундаментальное взаимодействие определяет силу трения? Сформулируйте определение силы трения, перечислите возможные виды трения (смотреть решение →) 2. Чему равна сила трения покоя? Как находится максимальная сила трения покоя? (смотреть решение →) 3. Что требует меньшего усилия удержать сани на склоне горы или перемещать их равномерно вверх по склону? (смотреть решение →) 4. Куда направлена сила трения скольжения и чему она равна? (смотреть решение →) 5. Почему для коэффициентов трения покоя μп, скольжения μ и качения μкач справедливо неравенство μп > μ > μкач? (смотреть решение →) Тема: Сила трения §26. Задачи 1. Спичечный коробок может скользить по поверхности стола под действием постоянной силы F. При движении на какой грани сила трения скольжения коробка будет наибольшей? Размеры коробка 50 х 37 х 14 мм (смотреть решение →) 2. Найдите массу стального бруска, равномерно скользящего по горизонтальной поверхности под действием силы F = 20 Н Сила направлена вдоль поверхности Коэффициент трения скольжения приведен в таблице 8 [5,1 кг] (смотреть решение →) 3. С какой силой упряжка собак равномерно перемещает сани с грузом массой m = 250 кг, если коэффициент трения скольжения μ = 0,1? [245 Н] (смотреть решение →) 4. Для сооружения памятника Петру I в XVIII в гранитную глыбу массой 1600 т перевозили на салазках, катившихся по пушечным ядрам Зная силу тяги F = 157 кН при равномерном движении, найдите коэффициент трения качения [0,01] (смотреть решение →) 5. Деревянный брусок массой 1 кг тянут равномерно по горизонтальной деревянной доске с помощью пружины жесткостью 100 Н/м Найдите удлинение пружины, если μ = 0,5 [4,9 см] (смотреть решение →) Тема: Применение законов ньютона §27 1. При каком движении лифта вес тела, находящегося в нем равен силе тяжести, больше силы тяжести, меньше силы тяжести, равен нулю? (смотреть решение →) 2. Какой способ перемещения холодильника по полу требует меньших усилий — когда его толкают или когда тянут? (смотреть решение →) 3. Под действием какой силы F (см задачу 2) тело движется равномерно? (смотреть решение →) 4. Какие часы следует использовать в условиях невесомости: маятниковые, песчаные, пружинные? (смотреть решение →) 5. При каком угле наклона плоскости к горизонту (см задачу 3) тело будет скатываться с нее равномерно? При каком угле наклона плоскости тело не будет скатываться с плоскости? (смотреть решение →) Тема: Применение законов ньютона §27. Задачи 1. Собачья упряжка начинает тащить стоящие на снегу сани массой 100 кг с постоянной силой 149 Н За какой промежуток времени сани проедут первые 200 м пути? Коэффициент трения скольжения полозьев о снег 0,05 [20 с] (смотреть решение →) 2. Вагон массой т соединен с электровозом массой М пружиной жесткостью k Найдите ускорение состава, если на состав действует тормозящая сила F Определите сжатие пружины (смотреть решение →) 3. Тепловоз тащит состав из трех одинаковых вагонов массой m = 50 т с силой F = 17 940 Н Коэффициент трения качения колес о рельсы μкач = 0,002 С каким ускорением движется состав? Определите силы натяжения сцепок между вагонами [а = 0,1 м/с2; 5980 кг; 11 960 кг] (смотреть решение →) 4. Стальной кубик вкатывают с начальной скоростью v0 на ледяную прямолинейную горку, наклоненную к горизонту под углом а Коэффициент трения скольжения кубика о лед μ Через какой промежуток времени кубик вернется к основанию горки? На какую максимальную высоту он поднимется? (смотреть решение →) 5. Два груза, массы которых m1 и m2 (m2 > m1), связаны невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через блок (mH << m1, m2) С каким ускорением будут двигаться грузы? Найдите силу натяжения нити и силу давления на ось блока (смотреть решение →) Механика. Законы сохранения Тема: Импульс материальной точки §28 1. Что такое импульс силы? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте определение импульса тела (смотреть решение →) 3. Почему небольшая сила, действующая значительный промежуток времени, оказывает на движение тела такое же воздействие, как и большая сила, которая действует кратковременно? (смотреть решение →) 4. Почему импульс шайбы линейно увеличивается со временем (см рис 103), если на шайбу действуют постоянные силы F1 и F2? (смотреть решение →) 5. При каком условии импульс тела сохраняется? (смотреть решение →) Тема: Импульс материальной точки §28. Задачи 1. По изогнутому под прямым углом шлангу течет вода Определите направление импульса силы, изменяющей направление потока воды, и направление силы, действующей на шланг (смотреть решение →) 2. Автомобиль массой 2000 кг, двигаясь на север со скоростью 90 км/ч, повернул на перпендикулярное шоссе, ведущее на восток. Определите направление и модуль изменения импульса автомобиля [юго-восток; 7,07 ⋅ 104 кг ⋅ м/с] (смотреть решение →) 3. Теннисный мяч, летящий со скоростью v, отскакивает от теннисной ракетки, движущейся навстречу мячу со скоростью и С какой скоростью отлетит мяч после упругого удара о ракетку? [v + 2u] (смотреть решение →) 4. Шар из пластилина и теннисный мяч, двигаясь вправо, ударяются о бетонную стенку, имея перед ударом скорость v Определите направление и модуль изменения импульса шара и мяча, если их массы одинаковы [влево; mv; 2mv] (смотреть решение →) 5. Молекула газа массой m упруго ударяется о стенку сосуда, двигаясь со скоростью v, составляющей угол α с перпендикуляром к стенке Какой импульс и в каком направлении сообщает молекула стенке? [2mv cos α; перпендикулярно стенке] (смотреть решение →) Тема: Закон сохранения импульса §29 1. Какая система тел называется замкнутой? Приведите примеры замкнутых систем (смотреть решение →) 2. Сформулируйте закон сохранения импульса Как эффект отдачи используется в реактивном движении? (смотреть решение →) 3. Почему для запуска космических кораблей с поверхности Земли используются многоступенчатые ракеты? (смотреть решение →) 4. Камень дважды бросают с одинаковой начальной скоростью под одним и тем же углом к горизонту сначала с причала, затем из покоящейся на воде надувной резиновой лодки В каком случае дальность полета камня больше и почему? (смотреть решение →) 5. Почему лодка начинает отплывать от берега, когда человек выходит из нее на причал? (смотреть решение →) Тема: Закон сохранения импульса §29. Задачи 1. Два шара массой m1 = 1 кг и m2 = 2 кг скользят по гладкой горизонтальной поверхности на запад и север со скоростью v1 = 10 м/с и v2 = 5 м/с соответственно Определите направление и модуль импульса системы двух шаров [14,14 кг - м/с; на северо-запад] (смотреть решение →) 2. Граната массой 1 кг, летящая со скоростью 20 м/с на запад, разрывается на два осколка Один массой 0,2 кг начинает двигаться со скоростью 500 м/с в направлении полета гранаты В каком направлении и с какой скоростью полетит другой осколок? [на восток; 100 м/с] (смотреть решение →) 3. Из орудия, установленного на гладкой горизонтальной поверхности, вылетает снаряд массой m = 20 кг со скоростью v0 = 200 м/с под углом α = 30° к горизонту Какую скорость приобретет орудие после выстрела, если его масса М = 2000 кг? [v = mv0 cos α/М = 1,73 м/с] (смотреть решение →) 4. Человек массой m = 70 кг переходит с кормы лодки на нос Масса лодки М = 130 кг, ее длина l = 4м На какое расстояние и в какую сторону отплывет лодка? (смотреть решение →) 5. Снаряд, вылетевший из орудия, разорвался в верхней точке траектории на высоте 1960 м на два равных осколка Скорость снаряда перед разрывом равна 100 м/с. Один из осколков полетел горизонтально в обратном направлении со скоростью, вдвое большей На каком расстоянии друг от друга осколки упадут на землю? [4000 м] (смотреть решение →) Тема: Работа силы §30 1. Сформулируйте определение работы силы. В каких единицах измеряется работа? В чем заключается физический смысл работы? (смотреть решение →) 2. При каких условиях работа силы положительна? отрицательна? равна нулю? (смотреть решение →) 3. Как зависимость силы от координаты влияет на величину работы силы? Как можно найти работу графически? (смотреть решение →) 4. В каком случае штангист совершает бОльшую работу: при подъеме штанги массой 100 кг на высоту 2 м или при подъеме штанги массой 120 кг на высоту 1,5 м? (смотреть решение →) 5. Почему наклонные лестницы облегчают усилия при подъеме? (смотреть решение →) Тема: Работа силы §30. Задачи 1. Для разрезания сыра толщиной 15 см требуется усилие 40 Н Какая при этом совершается работа? [6 Дж] (смотреть решение →) 2. Деревянный контейнер массой m = 200 кг равномерно передвинули по деревянному полу на расстояние l = 5м Найдите работу, совершенную при таком перемещении. Коэффициент трения скольжения μ = 0,5 (см. табл 8). [4,9 Дж] (смотреть решение →) 3. Сердце взрослого человека за одно сокращение прогоняет около 160 см3 крови Оно сокращается примерно 70 раз в минуту, совершая работу 1 Дж за каждое сокращение Какую работу совершает сердце за день? [100 кДж] (смотреть решение →) 4. Упряжка собак, протащив сани по горизонтальному пути длиной 10 км, совершает работу 980 кДж Считая коэффициент трения равным 0,02, найдите массу саней [500 кг] (смотреть решение →) 5. Найдите массу груза, если для его подъема на высоту 20 м подъемник совершает работу 9,8 кДж. [50 кг] (смотреть решение →) Тема: Потенциальная энергия §31 1. Какая сила называется потенциальной? (смотреть решение →) 2. Дайте определение потенциальной энергии (смотреть решение →) 3. Чему равна результирующая работа силы тяжести при подъеме с Земли тела массой m на высоту Н и при последующем его опускании обратно на Землю? (смотреть решение →) 4. В чем состоит принцип минимума потенциальной энергии? Почему потенциальная сила направлена в сторону убывания потенциальной энергии? (смотреть решение →) 5. Сформулируйте определения устойчивого, неустойчивого, безразличного равновесия и приведите примеры (смотреть решение →) Тема: Потенциальная энергия §31. Задачи 1. Тело массой m =1 кг имеет потенциальную энергию Ер = 9,8 Дж На какую высоту над Землей поднято тело, если нуль отсчета потенциальной энергии находится на поверхности Земли? [1 м] (смотреть решение →) 2. Землекоп, выкапывая яму глубиной 1 м, длиной 2 м и шириной 1 м, выбрасывает глину на уровень земли Считая плотность глины равной 2⋅103 кг/м3, найдите изменение потенциальной энергии глины и минимальную работу, совершенную землекопом [19,6 кДж] (смотреть решение →) 3. В цилиндрической бочке находится 200 л воды Высота столба воды в бочке 1 м Найдите изменение потенциальной энергии воды после ее вытекания: а) на поверхность Земли, б) на поверхность Луны [-9,8 кДж; -1,6 кДж] (смотреть решение →) 4. Найдите работу, которую надо совершить, чтобы положить друг на друга в одну стопку пять словарей, лежащих отдельно на столе высотой 1 м Масса каждого словаря 2 кг, а толщина 10 см [3,92 Дж] (смотреть решение →) 5. Какую работу против силы тяжести совершает штангист, поднимая штангу массой 200 кг на высоту 2 м? [3,92 кДж] (смотреть решение →) Тема: Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях §32 1. При каком выборе начала отсчета потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли будет отрицательна? (смотреть решение →) 2. Почему потенциальная энергия минимальна на поверхности Земли? (смотреть решение →) 3. Почему сила упругости является потенциальной силой? (смотреть решение →) 4. Как потенциальная энергия силы упругости пружины зависит от деформации пружины? (смотреть решение →) 5. Почему правая ветвь параболы (см рис 119) определяет потенциальную энергию растяжения, а левая ветвь — потенциальную энергию сжатия? (смотреть решение →) Тема: Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях §32. Задачи 1. Почему движение планет и спутников по эллиптической орбите не может быть равномерным? (смотреть решение →) 2. Ракета поднимает спутник сначала на высоту h = R⊕ над поверхностью Земли, а затем запускает его на круговую орбиту на этой высоте Найдите отношение работ на поднятие А1 и на запуск А2 спутника [А1/А2 = 2] (смотреть решение →) 3. При растяжении пружины на 2 см совершена работа 1 Дж. Какую работу следует совершить, чтобы растянуть пружину еще на 2 см? [3 Дж] (смотреть решение →) 4. Пружина сжимается дважды из положения равновесия первый раз на 3 см, второй раз на 6 см Во сколько раз энергия, накопленная пружиной при повторном сжатии, больше, чем при первоначальном? [в 4 раза] (смотреть решение →) 5. Шар массой m = 0,2 кг, прикрепленный к горизонтальной, закрепленной с другого конца пружине, отводят от положения равновесия на расстояние А = 0,2 м и отпускают Частота возникающих при этом гармонических колебаний шара v = 2 Гц Определите максимальную силу упругости Fmax, действующую на шар, и его механическую энергию. [6,32 Н; 15,8 Дж] (смотреть решение →) Тема: Кинетическая энергия §33 1. Сформулируйте определение кинетической энергии тела Какие единицы энергии вам известны? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте теорему о кинетической энергии (смотреть решение →) 3. Может ли оставаться неизменной кинетическая энергия тела, если равнодействующая сил, приложенных к нему, отлична от нуля? (смотреть решение →) 4. От каких физических величин зависит тормозной путь автомобиля? (смотреть решение →) 5. В каком случае требуется бОльшая энергия — при запуске спутника вдоль меридиана или вдоль экватора (в сторону вращения Земли)? (смотреть решение →) Тема: Кинетическая энергия §33. Задачи 1. Ракета, летящая со скоростью v, разгоняется до вдвое большей скорости В результате сгорания топлива полная масса ракеты уменьшается вдвое по сравнению с массой до разгона Как изменяется при этом кинетическая энергия ракеты? [увеличивается в 2 раза] (смотреть решение →) 2. Шар массой 1 кг, летящий со скоростью 4 м/с, при ударе сжимает пружину Найдите максимальную энергию сжатия пружины [8 Дж] (смотреть решение →) 3. Серьезной опасностью при межпланетных перелетах может стать столкновение космического корабля с небольшими высокоскоростными метеоритами Определите энергию микрометеорита массой 1 кг, движущегося со скоростью 60 км/с. [1,8 МДж] (смотреть решение →) 4. Энергия 7,4⋅1016 Дж, выделяемая 1 т урана-235, идет на ускорение космического корабля массой 3000 т Какую максимальную скорость может набрать корабль? [220 км/с] (смотреть решение →) 5. Пуля массой m= 9 г вылетает из винтовки со скоростью v0 = 650 м/с. На расстоянии 400 м от места выстрела скорость пули становится равной v = 390 м/с Какую часть от своей начальной кинетической энергии потеряла пуля на этом расстоянии в результате трения о воздух? Найдите работу сил сопротивления воздуха при полете пули. [0,64; -1,22 кДж] (смотреть решение →) Тема: Мощность §34 1. Сформулируйте определение средней мощности. В каких единицах измеряется мощность? (смотреть решение →) 2. Чему равна мгновенная мощность? (смотреть решение →) 3. К каким величинам относится мощность: скалярным или векторным? (смотреть решение →) 4. Почему при увеличении скорости автомобиля требуется меньшая сила тяги для ее поддержания? (смотреть решение →) 5. На что расходуется мощность двигателей палубного истребителя, зависшего над авианосцем? (смотреть решение →) Тема: Мощность §34. Задачи 1. Какой минимальной мощностью должен обладать двигатель подъемника, чтобы поднять груз массой 100 кг на высоту 20 м за 9,8 с? [2 кВт] (смотреть решение →) 2. Вентиляторный ремень автомобиля, движущийся со скоростью 40 м/мин, натянут с силой 30 Н. Определите мощность, передаваемую ремнем [20 Вт] (смотреть решение →) 3. Река Замбези в Центральной Африке приносит к водопаду Виктория ежеминутно 90 млн л воды (высота падения воды около 100 м) Найдите мощность водопада Виктория. [1470 МВт] (смотреть решение →) 4. Чему равна мощность сердца спортсмена во время соревнований, если при одном ударе оно совершает работу 16 Дж, а ежеминутно делает 180 ударов? [48 Вт] (смотреть решение →) 5. При вдыхании человеком 1 л кислорода в организме (в результате взаимодействия кислорода с белками, жирами и углеводами) выделяется энергия 20 кДж Для нормального функционирования организма человеку массой 70 кг требуется (даже во время сна) приток мощности 80 Вт. Какой объем вдыхаемого воздуха в секунду обеспечит такой приток мощности? [4 мл] (смотреть решение →) Тема: Закон сохранения механической энергии §35 1. Что называется полной механической энергией системы? Сформулируйте закон изменения механической энергии (смотреть решение →) 2. Какая система тел называется консервативной? (смотреть решение →) 3. При каких условиях полная механическая энергия системы сохраняется? (смотреть решение →) 4. Воспользовавшись решением задачи (рис 123), определите скорость мяча, падающего на Землю без начальной скорости с высоты 1,5 м (смотреть решение →) 5. Почему снаряды, выпущенные из одного орудия под разными углами к горизонту, имеют одинаковую скорость на одной и той же высоте? (смотреть решение →) Тема: Закон сохранения механической энергии §35. Задачи 1. Найдите максимальную высоту, на которую поднимется камень, брошенный вертикально вверх со скоростью v0 = 20 м/с [20,4 м] (смотреть решение →) 2. Пружинный пистолет выбрасывает резиновую пулю на высоту 18м над поверхностью Земли. На какую максимальную высоту поднялась бы пуля, если бы выстрел был сделан с поверхности Марса? [47,7 м] (смотреть решение →) 3. Найдите скорость входа в воду прыгуна с пятиметрового трамплина, если начальная скорость отталкивания спортсмена v0 = 5 м/с. [11,1 м/с] (смотреть решение →) 4. Авиалайнер летит на высоте 9,2 км со скоростью 1080 км/ч Принимая, что нуль отсчета потенциальной энергии находится на поверхности Земли, найдите, какую часть от полной механической энергии составляют соответственно кинетическая и потенциальная энергии [2/3; ⅓] (смотреть решение →) 5. Ядро массой m = 5 кг свободно падает на Землю с высоты Н = 10 м. Определите изменения потенциальной и кинетической энергий ядра в точке падения. Найдите скорость ядра на высоте h = 5 м и при ударе о Землю, пренебрегая сопротивлением воздуха. (смотреть решение →) Тема: Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения §36 1. Какой удар является абсолютно неупругим? Приведите примеры такого удара (смотреть решение →) 2. Какой удар считается абсолютно упругим? Приведите примеры такого удара. (смотреть решение →) 3. Почему в результате абсолютно неупругого удара шаров их суммарная кинетическая энергия уменьшается? (смотреть решение →) 4. Покоящийся шар приобретает скорость в результате центрального соударения с другим шаром При каком ударе (упругом или неупругом) эта скорость больше? Почему? (смотреть решение →) 5. Почему в результате абсолютно упругого столкновения одинаковых шаров шар, движущийся с большей скоростью, замедляется, а шар, движущийся с меньшей скоростью, ускоряется? (смотреть решение →) Тема: Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения §36. Задачи 1. Какой молоток (легкий или тяжелый) при ковке теряет большую часть своей энергии? Почему? (смотреть решение →) 2. Во сколько раз скорость, приобретаемая при ударе двух одинаковых шаров неподвижным шаром, больше при упругом ударе, чем при неупругом? [в 2 раза] (смотреть решение →) 3. Какую часть своей первоначальной энергии теряет электрон при центральном упругом соударении с неподвижным атомом? Масса электрона mе много меньше массы атома mа [4mе/mа] (смотреть решение →) 4. При радиоактивном (самопроизвольном) делении неподвижное ядро атома может распадаться на две частицы с различной массой m1 и m2 С помощью законов сохранения импульса и энергии покажите, что энергия продуктов распада обратно пропорциональна их массе, т е менее массивная частица уносит большую энергию (смотреть решение →) 5. Пуля массой m = 9 г, летящая со скоростью v0 = 600 м/с, попадает в ящик с песком массой М = 2 кг, висящий на веревке длиной l = 2м, прикрепленной к потолку, и застревает в нем Какая часть энергии пули была израсходована на деформацию ящика? На какой максимальный угол от вертикали отклонится веревка в результате выстрела? [99,5%; 35,5°] (смотреть решение →) Механика. Динамика периодического движения Тема: Движение тел в гравитационном поле §37 1. Что называют первой и второй космической скоростью? Каковы их величины? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте определения перигея и апогея эллиптической орбиты (смотреть решение →) 3. По какой траектории движется тело, имеющее скорость: 1)v vII? (смотреть решение →) 4. Какой фактор способствует стягиванию всех тел во Вселенной в одно сплошное образование и какой фактор препятствует этому объединению? (смотреть решение →) 5. Солнце притягивает Луну сильнее, чем Земля. Почему в таком случае Луна — спутник Земли, а не самостоятельная планета? (смотреть решение →) Тема: Движение тел в гравитационном поле §37. Задачи 1. Спутник вращается вокруг Земли на небольшой высоте. Определите период его обращения, если радиус Земли R = 6400 км. (смотреть решение →) 2. Чему равна плотность планеты, если период обращения вокруг нее спутника, движущегося на небольшой высоте, равен Т? (смотреть решение →) 3. Вокруг звезды по круговым орбитам, радиусы которых R1 и R2, вращаются две планеты Период обращения первой планеты Т1 Найдите период обращения второй планеты (смотреть решение →) 4. Чему равна первая космическая скорость на планете, масса и радиус которой в 2 раза больше, чем у Земли? [7,9 км/с] (смотреть решение →) 5. Найдите вторую космическую скорость для планеты, имеющей радиус, равный радиусу Земли, и плотность, в 4 раза превышающую плотность Земли. [22,4 км/с] (смотреть решение →) Тема: Динамика свободных колебаний §38 1. Какие колебания называют вынужденными? Приведите примеры (смотреть решение →) 2. Какие колебания называют свободными? Приведите примеры В чем главная особенность систем, в которых происходят свободные колебания? (смотреть решение →) 3. Что такое период и амплитуда колебаний? (смотреть решение →) 4. Как период колебаний пружинного маятника зависит от его массы и жесткости пружины? (смотреть решение →) 5. Как полная механическая энергия гармонических колебаний зависит от их амплитуды? (смотреть решение →) Тема: Динамика свободных колебаний §38. Задачи 1. Во сколько раз отличается период колебаний пружинных маятников в невесомости? Массы маятников равны m и 2m [√2] (смотреть решение →) 2. Горизонтальному пружинному маятнику сообщается начальная скорость v0, направленная от положения равновесия. Найдите максимальное отклонение маятника от положения равновесия, если известна частота собственных колебаний маятника ω0. [v0/ω0] (смотреть решение →) 3. Смещение горизонтального пружинного маятника массой 10 г от положения равновесия изменяется по закону х = 0,4 sin (π/4 t) Определите жесткость пружины Постройте графики зависимости кинетической и потенциальной энергии маятника от времени С какой частотой изменяется с течением времени кинетическая и потенциальная энергия? Чему равна полная механическая энергия маятника? (смотреть решение →) 4. Шарик массой т свободно падает с высоты Н на вертикально расположенную пружину, сжимающуюся на величину Δl под действием его удара Определите жесткость пружины (смотреть решение →) 5. Горизонтальный пружинный маятник с периодом собственных колебаний Т отклоняют от положения равновесия на расстояние а и отпускают без начальной скорости Чему равна скорость маятника на расстоянии а/2 от положения равновесия? (смотреть решение →) Тема: Колебательная система под действием внешних сил §39 1. Какие колебания называют затухающими? Приведите примеры (смотреть решение →) 2. Почему в механических часах используется заводная пружина? (смотреть решение →) 3. Какое движение называют апериодическим? Приведите примеры (смотреть решение →) 4. При каких условиях в колебательной системе возникает апериодическое движение? (смотреть решение →) 5. Что такое статическое смещение? Изменяются ли характеристики свободных колебаний при наличии статического смещения? (смотреть решение →) Тема: Колебательная система под действием внешних сил §39. Задачи 1. Чему равно растяжение вертикальной пружины, жесткость которой k = 245 Н/м, под действием подвешенного груза массой m = 0,5 кг? [2 см] (смотреть решение →) 2. Два килограмма картофеля вызывают растяжение пружинных весов на 2 см Определите жесткость пружины. Чему равен возможный период собственных колебаний этой массы картофеля при незначительной встряске весов? [980 Н/м; 0,28 с] (смотреть решение →) 3. Груз, подвешенный к пружине динамометра, совершает по вертикали гармонические колебания, период которых Т = 0,4 с Найдите растяжение пружины под действием этого груза в отсутствие колебаний [4 см] (смотреть решение →) 4. Отклонение от положения равновесия горизонтального пружинного маятника изменяется с течением времени по закону х = 0,04 cos2 πt м Найдите статическое смещение, амплитуду и период колебаний маятника [0,02 м; 0,02 м; 1 с] (смотреть решение →) 5. Отклонение от положения равновесия горизонтального пружинного маятника массой m = 1 кг зависит от времени по закону х = -0,04 sin2 πt м Определите статическое смещение, амплитуду, период и частоту колебаний, число колебаний в единицу времени, жесткость пружины и постоянную силу, действующую на маятник [-0,02 м; 0,02 м; 1 с; 6,28 рад/с; 1 Гц; 39,5 Н/м; 0,79 Н] (смотреть решение →) Тема: Вынужденные колебания. Резонанс §40 1. Какое равновесие называют безразличным? (смотреть решение →) 2. Возможны ли свободные колебания в системе, находящейся в состоянии безразличного равновесия? (смотреть решение →) 3. Возможны ли свободные колебания в системе, имеющей положение устойчивого равновесия? (смотреть решение →) 4. Что такое резонанс? Почему резонансная кривая при наличии трения располагается ниже, чем при его отсутствии? (смотреть решение →) 5. Как можно избежать нежелательного резонанса? Как можно использовать энергетические ресурсы резонансных процессов? (смотреть решение →) Тема: Вынужденные колебания. Резонанс §40. Задачи 1. Шар массой m= 0,1 кг, находящийся на гладком горизонтальном столе, колеблется под действием внешней силы, изменяющейся с течением времени по закону F = 0,25 cos 5t Н Найдите зависимость ускорения шара от времени, его максимальное ускорение Чему равна амплитуда колебаний шара? [2 м/с2; 0,1 м] (смотреть решение →) 2. Шар массой m = 0,1 кг присоединяется к горизонтально расположенной, закрепленной на другом конце пружине Амплитуда колебаний шара под действием внешней вынуждающей силы F = 0,25 cos 5t Н возрастает в 5 раз по сравнению со случаем, когда он находился в состоянии безразличного равновесия Определите жесткость пружины [3 Н/м] (смотреть решение →) 3. Ускорение пружинного маятника, совершающего вынужденные колебания по оси X, изменяется со временем по закону ах = -0,8 cos 4t м/с2 Определите амплитуду колебаний маятника [0,05 м] (смотреть решение →) 4. На пружинный маятник, имеющий частоту собственных колебаний ω0 = 114,6 град/с, действуют последовательно вынуждающие силы одинаковой амплитуды, но разной частоты F1 = 0,5 cos 1,9t и F2 = 0,5 cos 1,95t Жесткость пружины k = 50 Н/м Чему равна амплитуда вынужденных колебаний маятника, происходящих под действием каждой из этих сил? [0,1 м; 0,2 м] (смотреть решение →) 5. К горизонтально расположенному пружинному маятнику приложена постоянная сила F0, вызывающая его статическое смещение от положения равновесия После прекращения действия этой силы на маятник действует периодическая внешняя сила с амплитудой F0. На сколько процентов отличается частота вынуждающей силы от частоты собственных колебаний маятника, если амплитуда вынужденных колебаний больше статического смещения в 10 раз? [5,1%] (смотреть решение →) Релятивистская механика Тема: Постулаты специальной теории относительности §41 1. Что показал эксперимент Майкельсона—Морли? (смотреть решение →) 2. Почему результаты эксперимента Майкельсона—Морли противоречили классическому закону сложения скоростей? (смотреть решение →) 3. Что изучают специальная теория относительности и общая теория относительности? (смотреть решение →) 4. Сформулируйте первый и второй постулаты теории относительности и объясните их смысл (смотреть решение →) 5. Почему существование черных дыр объясняется наличием верхнего предела скорости распространения любого взаимодействия? Что такое радиус Шварцшильда и горизонт событий? (смотреть решение →) Тема: Относительность времени §42 1. Почему сосуществование событий в нашем чувственном восприятии не означает их одновременности? (смотреть решение →) 2. Почему, глядя на звездное небо, мы как бы зондируем прошлое? (смотреть решение →) 3. Приведите пример того, что одновременность — не абсолютная характеристика явлений, а относительная, зависящая от положения в пространстве наблюдателя (смотреть решение →) 4. Будет ли определенным порядок следования событий, если разделяющий их промежуток времени больше времени, необходимого для распространения света между ними? (смотреть решение →) 5. При каком условии порядок следования событий не определен и зависит от положения наблюдателя? (смотреть решение →) Тема: Замедление времени §43 1. Какое время называют собственным? (смотреть решение →) 2. Чем определяется эффект замедления времени: свойствами света, конструкцией световых часов или свойствами самого времени? (смотреть решение →) 3. Почему при движении замедляется не только ход часов, но и протекание всех физических процессов, а также химических реакций в человеческом организме? (смотреть решение →) 4. В чем суть парадокса близнецов? (смотреть решение →) 5. Какой эксперимент подтверждает эффект замедления времени? (смотреть решение →) Тема: Замедление времени §43. Задачи 1. Во сколько раз замедляется время в ракете при ее движении относительно Земли со скоростью v = 2,6 ⋅ 108 м/с? [в 2 раза] (смотреть решение →) 2. На сколько отстают за год часы в искусственном спутнике Земли, движущемся на небольшой высоте от ее поверхности? [10,9 мс] (смотреть решение →) 3. Собственное время жизни нестабильной распадающейся частицы отличается на 1% от времени жизни по неподвижным часам. С какой скоростью движется частица? (смотреть решение →) Задача на замедление времени (смотреть решение →) 4. Время жизни одного из адронов (π+-мезон) в связанной с ним системе отсчета равно 26 нс. Найдите расстояние, фиксируемое неподвижным наблюдателем, которое до распада пройдет π+-мезон, движущийся со скоростью 0,99 с [54,7 м] (смотреть решение →) 5. Сестра в возрасте 18 лет, улетая в космическое путешествие, оставляет на Земле 14-летнего брата. Вернувшись через 2 года (по своим часам) на Землю, она встречает брата, ставшего ее ровесником. С какой скоростью путешествовала девушка? [0,94 с] (смотреть решение →) Тема: Релятивистский закон сложения скоростей §44 1. Почему преобразования Галилея и классический закон сложения скоростей не верны при скорости движения, соизмеримой со скоростью света? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте релятивистский закон сложения скоростей. (смотреть решение →) 3. Укажите границы применимости классического закона сложения скоростей (смотреть решение →) 4. Докажите, что релятивистский закон сложения скоростей согласуется со вторым постулатом теории относительности. (смотреть решение →) 5. Как релятивистский закон сложения скоростей согласуется с результатами эксперимента Майкельсона и Морли? (смотреть решение →) Тема: Релятивистский закон сложения скоростей §44. Задачи 1. Две ракеты движутся навстречу друг другу относительно Земли с одинаковой скоростью, равной 0,5 с Определите скорость сближения ракет: согласно классической механике; в соответствии с релятивистским законом сложения скоростей. [с; 0,8 с] (смотреть решение →) 2. Ионизованный атом, вылетев из ускорителя со скоростью 0,9 с, испустил фотон в направлении своего движения Найдите скорость фотона относительно ускорителя, [с] (смотреть решение →) 3. Две галактики разбегаются от центра Вселенной в противоположных направлениях с одинаковой скоростью 0,75 с относительно центра. С какой скоростью они удаляются друг от друга? [0,96 с] (смотреть решение →) 4. С какой скоростью распространяются друг относительно друга два лазерных импульса, излучаемых в вакууме в противоположных направлениях? Какой результат дает классический закон сложения скоростей? [с; 2 с] (смотреть решение →) 5. С космического корабля, удаляющегося от Земли со скоростью 0,8 с, стартует ракета в направлении движения корабля. Скорость ракеты относительно Земли 0,976 с. Чему равна скорость ракеты относительно корабля? [0,8 с] (смотреть решение →) Тема: Взаимосвязь массы и энергии §45 1. Что такое масса покоя тела? (смотреть решение →) 2. Какой эксперимент подтверждает конечность массы фотона, движущегося со скоростью света? (смотреть решение →) 3. Почему единый закон сохранения массы-энергии представляется в классической механике в виде двух законов сохранения: массы и энергии? (смотреть решение →) 4. Почему нагревание образца приводит к увеличению его массы? (смотреть решение →) 5. Кратко сформулируйте основные результаты, полученные специальной теорией относительности (смотреть решение →) Тема: Взаимосвязь массы и энергии §45. Задачи 1. Чему равна энергия покоя электрона? Масса покоя электрона равна mе = 9,1 • 10-31 кг. [8,2 ⋅ 10-22 Дж] (смотреть решение →) 2. Энергию покоя частиц и соответственно их массу покоя часто измеряют в электрон-вольтах 1 эВ = 1,6 ⋅ 10-19Дж. Выразите массу покоя электрона и протона в электрон-вольтах [mе = 0,511 МэВ; mр = 938,3 МэВ] (смотреть решение →) 3. Энергия протона, вылетающего с поверхности Солнца в сторону Земли, равна 083 МэВ. Через какой промежуток времени с момента вылета протона экспериментатор на Земле сможет зафиксировать его приземление? [16 мин 40 с] (смотреть решение →) 4. Какую работу необходимо совершить для увеличения скорости электрона от 0,6 с до 0,8 с? [0,213 МэВ] (смотреть решение →) 5. Дейтрон (ядро изотопа атома водорода — дейтерия) образовано из протона и нейтрона. Масса покоя протона mр = 1,673 • 10-27 кг, нейтрона mn = 1,675 • 10-27 кг. Энергия покоя дейтрона 1875,6 МэВ Какая энергия выделяется при образовании дейтрона? На сколько масса дейтрона меньше суммарной массы протона и нейтрона? [2,22 МэВ; 3,965 - 10-30кг] (смотреть решение →) Молекулярная физика: молекулярная структура вещества Тема: Масса атомов. Молярная масса §46 1. Что из себя представляет модель материального тела? (смотреть решение →) 2. Какая физическая величина является главной характеристикой химического элемента? (смотреть решение →) 3. Что такое массовое число? (смотреть решение →) 4. Что такое дефект массы? Чем он объясняется? (смотреть решение →) 5. Сформулируйте определение постоянной Авогадро Почему постоянная Авогадро одинакова для всех веществ? (смотреть решение →) Тема: Масса атомов. Молярная масса §46. Задачи 1. Какую часть массы изотопа углерода 126С составляет масса его электронной оболочки9 [2,74 ⋅ 10-4] (смотреть решение →) 2. В ядрах 94Be, 137N, 2311Na нейтроны заменили протонами, а протоны — нейтронами. Определите символы полученных изотопов, их зарядовые и массовые числа (смотреть решение →) 3. Какая энергия выделяется при образовании изотопа углерода 126C из образующих его частиц? [15,3 МэВ] (смотреть решение →) 4. Определите дефект массы атома бора 105B, имеющего массу 10,013 а е м [0,72 а, е. м.] (смотреть решение →) 5. Выразите массу протона и нейтрона, а также дефект массы дейтрона (см задачу 5 к § 45) в а е м [1,007276 а. е. м.; 1,008665 а. е. м.; 0,002388 а. е. м.] (смотреть решение →) Тема: Агрегатные состояния вещества §47 1. Назовите основные агрегатные состояния вещества Какие изменения происходят в веществе при фазовых переходах? (смотреть решение →) 2. При каком условии вещество находится в твердом состоянии? Как движутся молекулы в твердом теле? (смотреть решение →) 3. При каком условии образуется жидкое состояние вещества? В чем особенности движения молекул в жидкости? (смотреть решение →) 4. При каком условии вещество находится в газообразном состоянии? Сформулируйте условия идеальности газа. (смотреть решение →) 5. Назовите состав трехкомпонентной плазмы. Приведите примеры плазменного состояния вещества. (смотреть решение →) Молекулярная физика: молекулярно-кинетическая теория идеального газа Тема: Распределение молекул идеального газа в пространстве §48 1. Почему свойства разреженных газов не зависят от их химического состава? (смотреть решение →) 2. Почему для описания движения молекул газа нет смысла использовать законы динамики Ньютона? (смотреть решение →) 3. Почему газ неограниченно расширяется, занимая весь предоставленный ему объем? (смотреть решение →) 4. Скорость теплового движения молекул в воздухе при комнатной температуре близка к скорости пули. Почему аромат духов распространяется по комнате лишь через некоторое время после открытия флакона? (смотреть решение →) 5. Как распределяются в пространстве молекулы идеального газа в отсутствие внешних сил? Почему? (смотреть решение →) Тема: Распределение молекул идеального газа в пространстве §48. Задачи 1. Определите полное число микросостояний при распределении шести частиц идеального газа по двум половинам сосуда, не разделенного перегородкой Чему равно число способов реализации состояния <3|3>, <2|4>, <1|5>? [64; 20; 15; 6] (смотреть решение →) 2. Какой промежуток времени экспериментатор будет наблюдать равномерное распределение шести частиц по двум половинам сосуда, если опыт проводится в течение суток? [7,5 ч] (смотреть решение →) 3. Какую часть времени 10 частиц идеального газа будут распределены равномерно по двум половинам сосуда? [63/256] (смотреть решение →) 4. Во сколько раз равномерное распределение 10 частиц <5|5> по двум половинам сосуда реализуется чаще, чем пребывание всех молекул в любой из двух половин сосуда? [в 126 раз] (смотреть решение →) 5. Найдите полное число микросостояний при распределении 6 частиц по трем одинаковым частям сосуда, не разделенным перегородками. Какую часть времени 6 частиц будут равномерно распределены по объему, т е реализуется микросостояние <2|2|2>? [729; 10/81] (смотреть решение →) Тема: Распределение молекул идеального газа по скоростям §49 1. Сформулируйте закон сохранения импульса для упругого столкновения, изображенного на рисунке 176 (смотреть решение →) 2. Как определить среднее значение физической величины из эксперимента? (смотреть решение →) 3. Для чего в опыте Штерна используются вращающиеся диски? (смотреть решение →) 4. Как рассчитывается число частиц, приходящихся на единичный интервал скоростей? (смотреть решение →) 5. Сформулируйте определение наивероятной скорости частиц (смотреть решение →) Тема: Распределение молекул идеального газа по скоростям §49. Задачи 1. Рассчитайте средний возраст вашей семьи, используя формулу (152). (смотреть решение →) 2. Угол между прорезями во вращающихся дисках в опыте Штерна составляет 90°. Прорезь образует угол 2°. Средняя скорость частиц, попадающих в вакуумную камеру, 450 м/с. В каком интервале скоростей детектор фиксирует частицы? [(450 ±10) м/с] (смотреть решение →) 3. Определите наиболее вероятный возраст учеников в вашем классе (смотреть решение →) 4. Докажите, что после абсолютно упругого нецентрального удара двух одинаковых шаров (один из которых первоначально покоился) угол между их скоростями составляет 90° (смотреть решение →) 5. Докажите, что не существует преимущественного направления скорости молекул идеального газа (смотреть решение →) Тема: Температура §50 1. Какое состояние газа является равновесным стационарным? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте определение температуры тела Какая единица температуры используется в СИ? (смотреть решение →) 3. Применимо ли понятие температуры к одной молекуле? (смотреть решение →) 4. Почему термодинамическая температура не может быть отрицательной? (смотреть решение →) 5. Атмосферный воздух состоит из азота, кислорода, аргона и других газов Одинакова ли тепловая скорость молекул этих газов? (смотреть решение →) Тема: Температура §50. Задачи 1. Чему равны показания термометра по шкале Фаренгейта: 1) при таянии льда; 2) при кипении воды; 3) при измерении нормальной температуры (36,6 °С) человеческого тела? [32 °F; 212 °F; 97,9 °F] (смотреть решение →) 2. При какой температуре показания термометров по шкалам Цельсия и Фаренгейта одинаковы? [-40 °С] (смотреть решение →) 3. При какой температуре показания термометров по термодинамической шкале и шкале Фаренгейта одинаковы? [574,25 К] (смотреть решение →) 4. Определите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода и аргона в воздухе при температуре 20 °С. [478 м/с; 427 м/с] (смотреть решение →) 5. При какой температуре тепловая скорость молекул азота равна 90 км/ч? [10,5 К] (смотреть решение →) Тема: Основное уравнение молекулярно-кинетической теории §51 1. Почему барабанная перепонка уха не продавливается бомбардирующими ее молекулами воздуха? (смотреть решение →) 2. Что доказал эксперимент О. фон Герике? (смотреть решение →) 3. Сформулируйте и запишите основное уравнение молекулярно-кинетической теории. (смотреть решение →) 4. На высоте порядка сотен километров над Землей молекулы атмосферы имеют кинетическую энергию, которой соответствует температура порядка тысяч градусов Цельсия. Почему на такой высоте не плавятся искусственные спутники Земли? (смотреть решение →) 5. Сформулируйте закон Дальтона. (смотреть решение →) Тема: Основное уравнение молекулярно-кинетической теории §51. Задачи 1. Магдебургские полушария растягивали 8 лошадей с каждой стороны. Как изменится сила тяги, если одно полушарие прикрепить к стене, а другое будут тянуть 16 лошадей? (смотреть решение →) 2. Идеальный газ оказывает на стенки сосуда давление 1,01 • 105 Па. Тепловая скорость молекул 500 м/с Найдите плотность газа. [1,21 кг/м3] (смотреть решение →) 3. Под каким давлением находится кислород, если тепловая скорость его молекул 550 м/с, а их концентрация 1025м-3? [9,7 кПа] (смотреть решение →) 4. Азот занимает объем 1 л при нормальном атмосферном давлении. Определите энергию поступательного движения молекул газа [15,15 Дж] (смотреть решение →) 5. Воздух состоит из смеси азота, кислорода и аргона. Их концентрация соответственно равна 7,8 • 1024м-3, 2,1 ⋅ 1024м-3, 1023м-3. Средняя кинетическая энергия молекул смеси одинакова и равна 3 - 10-21 Дж. Найдите давление воздуха. [20 кПа] (смотреть решение →) Тема: Уравнение клапейрона-менделеева §52 1. Каковы нормальные условия для идеального газа? (смотреть решение →) 2. Какова концентрация молекул идеального газа при нормальных условиях? (смотреть решение →) 3. Как соотносится среднее расстояние между атомами идеального газа с размером атома. (смотреть решение →) 4. Какие макроскопические параметры связывает уравнение Клапейрона—Менделеева? (смотреть решение →) 5. Какие макроскопические параметры следует задать для однозначного определения состояния идеального газа? (смотреть решение →) Тема: Уравнение клапейрона-менделеева §52. Задачи 1. Как изменится давление газа при уменьшении в 4 раза его объема и увеличении температуры в 1,5 раза? [увеличится в 6 раз] (смотреть решение →) 2. Давление газа в люминесцентной лампе 103 Па, а его температура 42 °С Определите концентрацию атомов в лампе. Оцените среднее расстояние между атомами.[2,3 ⋅ 1023 м-3; 16,3 нм] (смотреть решение →) 3. Оцените число молекул воздуха, находящихся в классе при атмосферном давлении и температуре 20 °С. (смотреть решение →) 4. Найдите объем одного моля идеального газа любого химического состава при нормальных условиях. [22,4 л = 0,0224 м3] (смотреть решение →) 5. В сосуде объемом 4 л находятся молекулярный водород и гелий. Считая газы идеальными, найдите давление газов в сосуде при температуре 20 °С, если их массы соответственно равны 2 г и 4 г. [4,87 кПа] (смотреть решение →) Тема: Изопроцессы §53 1. Какие процессы изменения состояния идеального газа называют изопроцессами? (смотреть решение →) 2. Какой процесс называют изотермическим? Сформулируйте закон Бойля—Мариотта. Постройте изотермы в осях р, V; р, Т, V, Т (смотреть решение →) 3. Почему при изотермическом процессе к газу подводится теплота? (смотреть решение →) 4. Какой процесс называют изобарным? Сформулируйте закон Гей-Люссака. Постройте изохору в осях р, V и V, Т (смотреть решение →) 5. Какой процесс называют изохорным? Сформулируйте закон Шарля. Постройте изохоры в осях р, Т и р, V. (смотреть решение →) Тема: Изопроцессы §53. Задачи 1. Определите глубину озера, если объем воздушного пузырька удваивается при подъеме со дна на поверхность. Температура пузырька не успевает измениться при подъеме [10,3 м] (смотреть решение →) 2. Цилиндр разделен непроницаемой закрепленной перегородкой на две части, объемы которых V1 и V2 Давление воздуха в этих частях цилиндра р1 и р2 соответственно При снятии закрепления перегородка может двигаться вдоль цилиндра как невесомый поршень. На какое расстояние и в какую сторону сдвинется перегородка? (смотреть решение →) 3. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длиной 27,5 см находится столбик ртути длиной 7,5 см. При повороте трубки в вертикальное положение столбик ртути смещается вниз на 2 см. Определите давление воздуха в обеих частях трубки в горизонтальном и вертикальном положениях [2,4 • 104 Па] (смотреть решение →) 4. В цилиндре под поршнем массой 50 кг и площадью S = 10-2 м2 находится 1 моль воздуха. Цилиндр нагревают снаружи при нормальном атмосферном давлении на 15 °С. Найдите смещение поршня в результате нагревания. [8,3 см] (смотреть решение →) 5. Автомобильные шины накачаны до давления 2 ⋅ 104 Па при температуре 7 °С. После нескольких часов езды температура воздуха в шинах поднялась до 42 °С. Каким стало давление воздуха в шинах? [2,25 • 104 Па] (смотреть решение →) Молекулярная физика: термодинамика Тема: Внутренняя энергия §54 1. Сформулируйте определение внутренней энергии тела. Зависит ли внутренняя энергия тела от его движения и положения относительно других тел? (смотреть решение →) 2. От какого макроскопического параметра зависит внутренняя энергия идеального газа? Как изменяется температура тела, если оно отдает энергии больше, чем получает извне? (смотреть решение →) 3. Сформулируйте определение числа степеней свободы. (смотреть решение →) 4. Моль какого газа (гелия или водорода) имеет бОльшую внутреннюю энергию при одинаковой температуре газов? (смотреть решение →) 5. Как можно изменить внутреннюю энергию жидкости газа? (смотреть решение →) Тема: Внутренняя энергия §54. Задачи 1. Воздух массой 87 кг нагревается от 10 °С до 30 °С. Определите изменение внутренней энергии воздуха. Молярную массу воздуха следует принять равной 2,9 • 10-2 кг/моль, а воздух считать двухатомным (идеальным) газом. [0,125 МДж] (смотреть решение →) 2. Найдите изменение внутренней энергии гелия при изобарном расширении газа от начального объема 10 л до конечного 15 л Давление газа 104 Па. [75 Дж] (смотреть решение →) 3. Молекулярный кислород находится под давлением 105 Па в сосуде объемом 0,8 м3. При изохорном охлаждении внутренняя энергия газа уменьшается на 100 кДж. Чему равно конечное давление кислорода? [5 ⋅ 104 Па] (смотреть решение →) 4. Определите, какое давление воздуха установится в двух комнатах, имеющих объем V1 и V2, если между ними открывается дверь Первоначальное давление воздуха в комнатах р1 и р2, а температура одинакова. (смотреть решение →) 5. При стыковке двух космических кораблей их отсеки соединяются между собой Объем первого отсека V1 = 12 м3, второго — V2 = 20 м3. Давление и температура воздуха в отсеках равны р1 = 0,98 105 Па, р2 = 1,02 ⋅ 105 Па, t1 = 17 °С, t2 = 27 °С. Какое давление воздуха установится в объединенном модуле? Какой будет температура воздуха в нем? [1,005 ⋅ 105 Па; 23 °С] (смотреть решение →) Тема: Работа газа при изопроцессах §55 1. Как можно преобразовать хаотическое движение молекул газа в направленное движение макроскопического тела? (смотреть решение →) 2. От каких величин зависит работа, совершаемая силой давления газа? (смотреть решение →) 3. Какую по знаку работу совершает газ при расширении и при сжатии? (смотреть решение →) 4. Какой геометрический смысл имеет работа на диаграмме р, V? (смотреть решение →) 5. Газ, занимающий объем V1 и имеющий давление p1, расширяется до объема V2 один раз изобарно, а другой — изотермически. В каком случае работа расширения газа больше? Обоснуйте ответ графически. (смотреть решение →) Тема: Работа газа при изопроцессах §55. Задачи 1. Азот массой m = 0,28 кг нагревается изобарно от температуры Т1 = 290 К до температуры Т2 = 490 К. Какую работу совершает газ при этом нагревании? Найдите изменение его внутренней энергии. [1,66 МДж; 41,55 МДж] (смотреть решение →) 2. Кислород массой m = 50 г имеет температуру T1 = 320 К. В результате изохорного охлаждения давление кислорода уменьшилось вдвое, а затем после изобарного расширения температура газа в конечном состоянии стала равна первоначальной. Изобразите на диаграмме р, V эти процессы. Покажите графически работу, совершенную газом, и рассчитайте ее. Найдите результирующее изменение внутренней энергии. [2,08 кДж; 0] (смотреть решение →) 3. Определите работу, совершаемую гелием при переходе из состояния 1 в состояние 6 (рис. 200). [9 кДж] (смотреть решение →) 4. Изменение состояния идеального газа изображено на диаграмме V, Т (рис. 201). Начальное давление газа р1 = 105 Па и его объем V1 = 3 м3 известны Изобразите изменение состояния газа на диаграмме р, V Найдите работу, совершаемую газом в процессе 1—2—3—4, графически и рассчитайте ее. [5 • 105 Дж] (смотреть решение →) 5. Два моля идеального газа сжимаются изотермически при температуре Т = 300 К до половины первоначального объема. Какая работа совершается газом? Изобразите качественно рассматриваемый процесс на диаграмме р, V. [-3,46 кДж] (смотреть решение →) Тема: Первый закон термодинамики §56 1. Как определяется изменение внутренней энергии системы согласно первому закону термодинамики? (смотреть решение →) 2. На что расходуется, согласно первому закону термодинамики, количество теплоты, подведенное к системе? (смотреть решение →) 3. Сформулируйте первый закон термодинамики для изохорного процесса (смотреть решение →) 4. Запишите первый закон термодинамики для изотермического процесса. (смотреть решение →) 5. Сформулируйте первый закон термодинамики для изобарного процесса. Почему при изобарном расширении газа от объема V1 до объема V2 требуется большее количество теплоты, чем при изотермическом процессе? (смотреть решение →) Тема: Первый закон термодинамики §56. Задачи 1. При подведении к идеальному газу количества теплоты 125 кДж газ совершает работу 50 кДж против внешних сил. Чему равна конечная внутренняя энергия газа, если его энергия до подведения количества теплоты была равна 220 кДж? [295 кДж] (смотреть решение →) 2. Кислород массой 32 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 МПа при температуре 17 °С. После нагревания давление в сосуде увеличилось в 2 раза. Найдите: 1) объем сосуда; 2) температуру, до которой нагрели газ; 3) количество теплоты, сообщенное газу. [2,41 ⋅ 10-2 м3; 580 К; 6,02 кДж] (смотреть решение →) 3. Какое количество теплоты было подведено к гелию, если работа, совершаемая газом при изобарном расширении, составляет 2 кДж? Чему равно изменение внутренней энергии гелия? [5 кДж; 3 кДж] (смотреть решение →) 4. Какое количество теплоты требуется для изобарного увеличения объема молекулярного азота массой 14 г, имеющего до нагревания температуру 27 °С, в 2 раза? [4,36 кДж] (смотреть решение →) 5. Рассчитайте результирующее изменение внутренней энергии газа и подведенное к нему количество теплоты по диаграмме р, V (см задачу 3 к § 55). [5,625 кДж; 14,625 кДж] (смотреть решение →) Тема: Адиабатный процесс §57 1. Какой процесс называется адиабатным? Сформулируйте первый закон термодинамики для адиабатного процесса. (смотреть решение →) 2. За счет какой энергии совершается работа при адиабатном расширении газа? (смотреть решение →) 3. Почему при адиабатном расширении температура газа падает, а при сжатии возрастает? (смотреть решение →) 4. При резком сжатии газа в цилиндре поршнем объем газа уменьшился в 2 раза Почему давление газа при этом возросло более чем в 2 раза? (смотреть решение →) 5. Как используется адиабатное сжатие в дизельном двигателе (см рис. 208)? (смотреть решение →) Тема: Адиабатный процесс §57. Задачи 1. При адиабатном расширении воздуха была совершена работа 500 Дж Чему равно изменение внутренней энергии воздуха? [-500 Дж] (смотреть решение →) 2. При адиабатном сжатии 8 моль гелия в цилиндре компрессора была совершена работа А = 1 кДж. Определите изменение температуры газа. [40,1 °С] (смотреть решение →) 3. При адиабатном расширении 64 г кислорода O2, находящегося при нормальных условиях, температура газа увеличилась в 2 раза. Найдите: изменение внутренней энергии, работу расширения газа. [-11,3 кДж; 11,3 кДж] (смотреть решение →) 4. Температура азота массой m = 1,4 кг в результате адиабатного расширения упала на 20 °С Какую работу совершил газ при расширении? [31,16 кДж] (смотреть решение →) 5. Молекулярный кислород занимает объем V1 = 2 м3 при нормальных условиях При сжатии газа без теплообмена с окружающей средой совершается работа А = 50,5 кДж. Чему равна конечная температура кислорода? (смотреть решение →) Тема: Тепловые двигатели §58 1. Какие устройства относят к тепловым двигателям? Почему в качестве рабочего тела в тепловых двигателях используют газы и пары? (смотреть решение →) 2. Почему наличие нагревателя и холодильника является необходимым условием для циклического получения полезной механической работы в тепловом двигателе? (смотреть решение →) 3. Как определяют КПД замкнутого цикла? (смотреть решение →) 4. Какие тепловые процессы являются наиболее эффективными для получения максимальной работы в тепловом двигателе? Чему равен КПД цикла Карно? (смотреть решение →) 5. В чем состоит отрицательное воздействие тепловых двигателей на окружающую среду? Какие методы защиты окружающей среды используют в настоящее время? (смотреть решение →) Тема: Тепловые двигатели §58. Задачи 1. Кислород совершает замкнутый цикл, изображенный на диаграмме р, V (рис 210) Найдите графически и рассчитайте работу, совершенную газом в каждом изопроцессе и в результате цикла. На каких участках к газу подводится количество теплоты? Чему равно количество теплоты, полученное газом от нагревателя? Определите КПД цикла. [2/19] (смотреть решение →) 2. Количество теплоты, получаемое двигателем от нагревателя, 100 Дж, а отдаваемое холодильнику 75 Дж. Найдите КПД двигателя и совершаемую работу [25%, 25 Дж] (смотреть решение →) 3. Чему равно максимальное теоретическое значение КПД паровой машины, работающей в интервале температур 100—400 °С? [75%] (смотреть решение →) 4. Паровая машина работает в интервале температур t1 = 120 °С, t2 = 320 °С, получая от нагревателя количество теплоты Q1 = 200 кДж за каждый цикл. Найдите: 1) КПД машины, 2) работу, совершаемую за цикл; 3) количество теплоты, отдаваемое за цикл. [62,5%; 125 кДж; 75 кДж] (смотреть решение →) 5. Двигатель автомобиля расходует за час работы 5 кг бензина При этом температура газа в цилиндре двигателя Т1 = 1200 К, а отработанного газа Т2 = 370 К. Удельная теплота сгорания бензина q=46 МДж/кг Определите мощность, развиваемую двигателем. [44 кВт] (смотреть решение →) Тема: Второй закон термодинамики §59 1. Какие процессы считают необратимыми? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте второй закон термодинамики. (смотреть решение →) 3. Как связана формулировка второго закона термодинамики с необратимостью тепловых процессов? (смотреть решение →) 4. В чем заключается статистическая интерпретация второго закона термодинамики? (смотреть решение →) 5. Почему дым тает в воздухе? (смотреть решение →) Молекулярная физика: жидкость и пар Тема: Фазовый переход пар - жидкость §60 1. При какой температуре возможен переход из газообразного состояния вещества в жидкое? Какая температура называется критической? (смотреть решение →) 2. Какое состояние вещества называют паром? (смотреть решение →) 3. Опишите последовательно процесс сжижения пара при его изотермическом сжатии. (смотреть решение →) 4. Какой пар считают насыщенным? Почему при сжатии насыщенного пара его давление остается постоянным? (смотреть решение →) 5. Почему при сжатии жидкости давление резко возрастает? (смотреть решение →) Тема: Испарение. Конденсация §61 1. Сформулируйте определение процессов испарения и конденсации При каком условии происходит испарение жидкости? (смотреть решение →) 2. От каких факторов зависит скорость испарения жидкости? (смотреть решение →) 3. Что такое удельная теплота парообразования? На что расходуется подводимое количество теплоты при парообразовании? (смотреть решение →) 4. Почему при ветре жара переносится легче? (смотреть решение →) 5. Одинакова ли внутренняя энергия 1 кг воды и 1 кг пара при температуре 100 °С? (смотреть решение →) Тема: Испарение. Конденсация §61. Задачи 1. Пары серебра конденсируются при температуре 2466 К Какое количество теплоты выделяется при конденсации 0,5 кг серебра? Удельная теплота парообразования серебра r = 2,34 МДж/кг [1,17 МДж] (смотреть решение →) 2. Организм человека в результате обменных процессов генерирует тепловую мощность 75 Вт. Постоянство температуры тела обеспечивается, в частности, испарением воды с поверхности кожи Какое количество воды испаряется с поверхности кожи за 1ч? [0,11кг] (смотреть решение →) 3. Для нагревания в электрочайнике некоторой массы воды от температуры t1 = 0 °С до кипения потребовался промежуток времени Δt1= 3 мин. На последующее обращение в пар этой же массы воды потребовалось время Δt2 = 16 мин 3 с. Найдите удельную теплоту парообразования воды. [2,26 МДж/кг] (смотреть решение →) 4. Какое количество теплоты требуется для превращения 1 кг воды при t1 = 0 °С в пар при t2 = 100 °С? [2,68 МДж] (смотреть решение →) 5. В теплоизолированный сосуд, содержащий m1 = 100 г воды при температуре t1 = 10 °С, впускают водяной пар при температуре t2 = 110 °С Определите содержание вещества в сосуде после установления теплового равновесия При какой температуре установится тепловое равновесие, если масса пара m2 = 40 г? [104,4 г воды и 35,6 г пара при t = 100 °С] (смотреть решение →) Тема: Давление насыщенного пара. Влажность воздуха §62 1. Какими способами из ненасыщенного пара можно получить насыщенный? (смотреть решение →) 2. Почему давление насыщенного пара при определенной температуре является максимальным давлением, которое может иметь пар при этой температуре? (смотреть решение →) 3. Почему давление насыщенного пара быстрее растет при увеличении температуры, чем давление идеального газа? (смотреть решение →) 4. Сформулируйте определение относительной влажности воздуха. (смотреть решение →) 5. Почему жару значительно труднее переносить при высокой влажности воздуха? (смотреть решение →) Тема: Давление насыщенного пара. Влажность воздуха §62. Задачи 1. Давление водяного пара в воздухе при температуре 30 °С равно 2,52 кПа. Определите относительную влажность воздуха, если давление насыщенного пара при этой температуре равно 4,2 кПа. [60%] (смотреть решение →) 2. В сосуде находится воздух, температура которого t1 = 30 °С и относительная влажность φ1 = 60%. Чему будет равна влажность воздуха, если его нагреть до температуры t2 = 100 °С? Давление насыщенных паров воды при температуре 17 °С равно 4,2 кПа. [3,1%] (смотреть решение →) 3. Воздух, имеющий при атмосферном давлении в комнате температуру 20 °С и относительную влажность 30%, остывает до температуры 0 °С Определите относительную влажность воздуха при температуре 0 °С. Давление насыщенного пара при указанной температуре равно соответственно 6 • 102 Па и 2,5 • 102 Па [67%] (смотреть решение →) 4. Вечером температура воздуха была 20 °С, а его относительная влажность 50% Ночью температура упала до 7 °С Выпала ли роса? Давление насыщенных паров при 20 °С равно 2,5 • 102 Па, при 7 °С оно составляет 102 Па. (смотреть решение →) 5. В объеме 10 л содержится насыщенный водяной пар при температуре 100 °С. Какую работу надо совершить, чтобы в результате изотермического сжатия уменьшить объем паров до 5 л? [505 Дж] (смотреть решение →) Тема: Кипение жидкости §63 1. Сформулируйте определение процесса кипения. (смотреть решение →) 2. При каком условии пузырьки в жидкости начинают увеличиваться в объеме? Почему их объем увеличивается при подъеме в жидкости? (смотреть решение →) 3. При какой температуре кипит жидкость? (смотреть решение →) 4. Почему температура остается постоянной в процессе кипения? Как температура кипения зависит от давления воздуха над жидкостью? (смотреть решение →) 5. Какая жидкость называется перегретой? (смотреть решение →) Тема: Поверхностное натяжение §64 1. Почему число молекул, приходящееся на единицу поверхности жидкости, не изменяется при увеличении площади поверхностей? (смотреть решение →) 2. Почему площадь свободной поверхности жидкости минимальна? (смотреть решение →) 3. Отличается ли и почему давление воздуха внутри мыльного пузыря от атмосферного? (смотреть решение →) 4. Почему молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, не движутся ускоренно вниз под действием сил притяжения соседних молекул? (смотреть решение →) 5. Почему волоски акварельной кисточки слипаются после того, как кисточка поднята из воды? (смотреть решение →) Тема: Поверхностное натяжение §64. Задачи 1. Докажите, что при слиянии нескольких капель воды в одну, происходящем при постоянной температуре, выделяется энергия. Для доказательства следует сравнить между собой поверхностную энергию всех мелких капель и одной крупной. Объем сферы, радиус которой R, равен V=¾πR3, площадь ее поверхности 4 πR2. (смотреть решение →) 2. Какую работу надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром 10 см? Поверхностное натяжение мыльного раствора равно 4 • 10-2 Н/м. [2,5 мДж] (смотреть решение →) 3. Пульверизатор для опрыскивания растений разбрызгивает капли со средним диаметром 50 мкм Какая работа затрачивается на создание таких капель из 0,5 кг воды? [4,35 Дж] (смотреть решение →) 4. Какое усилие надо приложить для отрыва проволочного кольца радиусом R = 5 см и массой m = 4 г с поверхности воды? [8,5⋅10-2 Н] (смотреть решение →) 5. Несмачиваемый кубик плавает на поверхности воды. Найдите глубину погружения кубика. 1) без учета силы поверхностного натяжения, 2) с учетом силы поверхностного натяжения Масса кубика 3 г, длина его ребра 20 мм [7,5 мм; 6 мм] (смотреть решение →) Тема: Смачивание. Капиллярность §65 1. Охарактеризуйте явление смачивания. При каких условиях жидкость смачивает (не смачивает) поверхность твердого тела? (смотреть решение →) 2. Опишите явление капиллярности Почему смачивающая жидкость образует в капиллярах вогнутый мениск, а несмачивающая — выпуклый? (смотреть решение →) 3. Как высота подъема жидкости в капилляре зависит от его диаметра? (смотреть решение →) 4. Какую функцию несет тонкий жировой слой на перьях водоплавающих птиц? (смотреть решение →) 5. Почему вспахивание и боронование земли способствует сохранению влаги в почве? (смотреть решение →) Тема: Смачивание. Капиллярность §65. Задачи 1. В стебле пшеницы вода по капиллярам поднимается на высоту 1 м. Определите средний диаметр капилляров [0,03 мм] (смотреть решение →) 2. Чему равна разность уровней ртути в двух сообщающихся капиллярах с диаметром каналов d1 = 0,5 мм и d2 = 1 мм? Плотность ртути ρ = 13,6 • 103 кг/м3 [5,6 см] (смотреть решение →) 3. Открытая с обоих концов капиллярная трубка диаметром D = 0,2 мм опущена вертикально в воду на глубину h = 10 см. На какую высоту над уровнем жидкости в сосуде поднимется вода в капилляре? Чему равна масса воды в капилляре? [14,9 см; 7,8 мг] (смотреть решение →) 4. Какое давление необходимо, чтобы выдуть пузырек воздуха из капиллярной трубки, использованной в условии задачи 3? (смотреть решение →) 5. Какую работу совершают силы поверхностного натяжения воды при поднятии воды по опущенному в нее капилляру? Докажите, что эта работа не зависит от диаметра капилляра (смотреть решение →) Твердое тело Тема: Кристаллизация и плавление твердых тел §66 1. При каком условии начинается кристаллизация жидкости? (смотреть решение →) 2. Почему при кристаллизации жидкости происходит резкий переход от неупорядоченного расположения частиц к упорядоченному? (смотреть решение →) 3. Почему кристаллизация и плавление происходят при определенной температуре? (смотреть решение →) 4. Почему при затвердевании жидкого парафина его объем уменьшается? (смотреть решение →) 5. Почему вода замерзает на поверхности водоемов? (Благодаря этому не замерзают живые существа в водоемах) (смотреть решение →) Тема: Кристаллизация и плавление твердых тел §66. Задачи 1. Медная гиря массой 1 кг, раскаленная до температуры 500 °С, помещается на льдину, имеющую температуру 0 °С Какую массу льда расплавит гиря? [579 г] (смотреть решение →) 2. Через какой промежуток времени под лучами весеннего Солнца расплавится кусок льда площадью 2 м2 и толщиной 1 см, имеющий температуру 0 °С? Энергия солнечного излучения, падающего на единицу площади за единицу времени, равна 350 Вт/м2. [2,5 ч] (смотреть решение →) 3. Какое количество теплоты требуется для превращения 1 кг льда, находящегося при температуре t1 = -10 °С и при нормальном атмосферном давлении, в пар при температуре t2 = 110°С? [3,1 мДж] (смотреть решение →) 4. Две одинаковые льдинки летят навстречу друг другу с равной скоростью и при абсолютно неупругом ударе превращаются в пар при температуре 100 °С. Температура льдинок до удара -10 °С Определите скорость льдинок до удара. Удельная теплоемкость льда 2,1 • 103 Дж/(кг • К) [2,46 км/с] (смотреть решение →) 5. Закрытый сосуд наполовину наполнен водой при 0 °С. Какая часть воды замерзнет, если откачивать воздух из сосуда? Удельная теплота парообразования воды 2,26 МДж/кг, удельная теплота плавления льда 0,34 МДж/кг. [87%] (смотреть решение →) Тема: Структура твердых тел §67 1. На какие три вида по характеру относительного расположения частиц делят твердые тела? Чем определяется принадлежность твердых тел к одному из этих видов? (смотреть решение →) 2. Чем характеризуется пространственное расположение частиц в кристаллической решетке? Какие точки называют узлами кристаллической решетки? (смотреть решение →) 3. В чем отличие моно- и поликристаллов? (смотреть решение →) 4. Какие твердые тела относят к аморфным? (смотреть решение →) 5. Охарактеризуйте структуру композитов. (смотреть решение →) Тема: Кристаллическая решетка §68 1. Перечислите основные типы кристаллических решеток. (смотреть решение →) 2. Какой процент заполнения пространства характерен для кубической, кубически центрированной, гранецентрированной и гексагональной решеток? (смотреть решение →) 3. Приведите пример полиморфизма. (смотреть решение →) 4. Сформулируйте определения анизотропии и изотропии. (смотреть решение →) 5. Какие кристаллы анизотропны, а какие — изотропны? (смотреть решение →) Тема: Механические свойства твердых тел §69 1. Сформулируйте определение деформации твердого тела. (смотреть решение →) 2. Сформулируйте определения упругих и пластических деформаций. Приведите примеры. (смотреть решение →) 3. Сформулируйте закон Гука и определение напряжения. В каких единицах измеряется напряжение? (смотреть решение →) 4. Какое напряжение в материале называют пределом упругости? (смотреть решение →) 5. Почему предел упругости при сжатии больше предела упругости при растяжении? (смотреть решение →) Тема: Механические свойства твердых тел §69. Задачи 1. Определите максимальную высоту здания, которое можно построить из кирпича, если плотность кирпича ρ = 1,8 • 103 кг/м3, а предел прочности кирпича на сжатие с учетом шестикратного запаса прочности составляет σ = 3 • 106 Па. (смотреть решение →) 2. Какой минимальный диаметр должен иметь стальной трос подъемного крана, если максимальная масса поднимаемого груза m = 5т? Предел прочности стальной проволоки с учетом пятикратного запаса прочности равен 1,1 108 Па. [2 см] (смотреть решение →) 3. Чему равно абсолютное удлинение Δl стального троса длиной 10 м и диаметром 2 см при подвешивании к нему груза массой 2 т? Модуль Юнга для стали 2 • 1011 Па. (смотреть решение →) 4. Сечение бедренной кости человека (в средней ее части) напоминает пустотелый цилиндр с внешним радиусом 11 мм и внутренним 5 мм. Предел прочности костной ткани на сжатие 170 МПа. Груз какой минимальной массы под действием силы тяжести, направленной вдоль кости, может ее сломать? [4,9 т] (смотреть решение →) 5. Определите модуль упругости хрящевой ткани, поперечное сечение которой 1 см2, если растяжение ткани силой 100 Н вызывает ее относительное удлинение 4,2%. [24 МПа] (смотреть решение →) Механические волны. Акустика Тема: Распространение волн в упругой среде §70 1. Назовите два фундаментальных способа передачи энергии и импульса в пространстве. (смотреть решение →) 2. Какой процесс называется волновым? В чем заключается необходимое условие распространения механических волн? (смотреть решение →) 3. Какая волна называется продольной? Объясните процесс возникновения и распространения продольной волны в твердом теле и газе. (смотреть решение →) 4. Какая волна называется поперечной? Объясните процесс возникновения и распространения поперечной волны в твердом теле. (смотреть решение →) 5. В чем отличие отражения поперечной волны в шнуре с закрепленным и незакрепленным концами? (смотреть решение →) Тема: Периодические волны §71 1. Какая волна называется гармонической? (смотреть решение →) 2. Объясните возникновение сжатия и растяжения в продольных гармонических волнах. (смотреть решение →) 3. Что такое длина волны? По какой формуле она вычисляется? (смотреть решение →) 4. В чем суть явления поляризации? Как определяется плоскость поляризации? (смотреть решение →) 5. Какое устройство называется поляризатором? Приведите пример поляризатора. (смотреть решение →) Тема: Периодические волны §71. Задачи 1. Длина продольной волны, распространяющейся в воде со скоростью 1498 м/с, равна 3,4 м. Определите частоту источника, вызывающего эту волну. [440 Гц] (смотреть решение →) 2. Чему равна скорость звука в граните, если колебания с периодом 0,5 млс вызывают звуковую волну, длина волны которой 3 м? [6 км/с] (смотреть решение →) 3. Колебания, происходящие с частотой v, имеют в первой среде длину волны λ, а во второй 2&lanbda;. Определите отношение скоростей распространения волн в первой и второй средах [v1/v2 = 0,5] (смотреть решение →) 4. Уравнение гармонической линейно-поляризованной волны, распространяющейся в положительном направлении оси X (см. рис. 250), имеет вид где А — амплитуда, ω — частота, v — скорость распространения волны. Постройте графики зависимости у (х) в одних и тех же осях координат в моменты времени t = 0; t = Т/4; t = Т/2 (Т — период колебаний). (смотреть решение →) 5. Уравнение гармонической линейно-поляризованной волны, распространяющейся противоположно оси X, имеет вид Постройте на одном графике зависимость у (х) в момент времени t = 0; t = Т/4; t = Т/2. (смотреть решение →) Тема: Стоячие волны §72 1. Какая волна называется стоячей? Объясните процесс образования стоячей волны. (смотреть решение →) 2. Охарактеризуйте особенности колебаний точки в поперечной стоячей волне. (смотреть решение →) 3. Сформулируйте определение пучностей и узлов стоячей волны. (смотреть решение →) 4. При каком условии в струне, закрепленной на концах, образуются стоячие волны? (смотреть решение →) 5. Что такое первая гармоника собственных колебаний в струне и обертоны? (смотреть решение →) Тема: Стоячие волны §72. Задачи 1. падающая гармоническая поперечная волна (см. рис. 250) описывается уравнением [а — амплитуда, со — частота, v — скорость волны]. уравнение отраженной волны имеет вид изменение знака в скобках характеризует направление, противоположное скорости распространения отраженной волны. получите уравнение стоячей волны как сумму падающей и отраженной волн. (смотреть решение →) 2. Введите в полученное в задаче 1 уравнение стоячей волны период Т и длину волны λ вместо ω и v. (смотреть решение →) 3. С помощью полученного в задаче 2 уравнения стоячей волны получите положения узлов стоячей волны и пучностей. (смотреть решение →) 4. Расстояние между первым и четвертым узлами стоячей волны равно 60 см. Чему равна длина волны? [40 см] (смотреть решение →) 5. Определите частоту основной моды колебаний и обертонов у бронзовой струны длиной l = 0,5 м, закрепленной на концах. Скорость звука в бронзе v = 3500 м/с. [14 кГц] (смотреть решение →) Тема: Звуковые волны §73 1. Какие волны называют звуковыми? (смотреть решение →) 2. Опишите процесс возникновения и восприятия звуковых волн (смотреть решение →) 3. Охарактеризуйте частотный диапазон инфразвуковых, звуковых и ультразвуковых волн. (смотреть решение →) 4. Укажите примерные размеры источников, генерирующих инфразвуковые, звуковые и ультразвуковые волны. (смотреть решение →) 5. Что можно сказать о скорости звука в твердом теле, в жидкости и газе? (смотреть решение →) Тема: Звуковые волны §73. Задачи 1. Принимая скорость звука в воздухе при 20 °С равной 343 м/с, найдите диапазон длин волн, вызывающих у человека слуховые ощущения. [17 мм — 21,4 м] (смотреть решение →) 2. Звук выстрела и пуля, вылетающая из винтовки вертикально, одновременно достигают высоты 686 м. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найдите начальную скорость пули (смотреть решение →) 3. Определите длину волны сигналов, испускаемых летучими мышами и дельфинами. [3,43 мм; 1,5 мм] (смотреть решение →) 4. Ультразвуковой сигнал, испускаемый вертикально вниз с рыболовецкого траулера в сторону косяка рыбы, возвращается к приемнику излучения через 0,01 с. На какой глубине находится объект? [7,6 м] (смотреть решение →) 5. Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, фиксирует звук приближающегося поезда на τ = 3 с раньше, чем слышит его в воздухе. На каком расстоянии от наблюдателя находился поезд? Скорость звука в воздухе v1 = 343 м/с, в стали v2 = 1500 м/с. (смотреть решение →) Тема: Высота; тембр и громкость звука §74 1. Какая физическая величина определяет высоту звука? (смотреть решение →) 2. Чем определяется отличие тембра звуков? (смотреть решение →) 3. Что такое порог слышимости? Какая интенсивность звука соответствует порогу слышимости? (смотреть решение →) 4. Что такое болевой порог? Какая интенсивность звука соответствует болевому порогу? (смотреть решение →) 5. Как оценивается уровень интенсивности звука? В каких единицах измеряется уровень интенсивности? (смотреть решение →) Тема: Высота; тембр и громкость звука §74. Задачи 1. Струна длиной 60 см издает звук с частотой основной моды 1 кГц. Какие обертоны может иметь звук? Чему равна скорость звука в струне? (смотреть решение →) 2. Определите интенсивность звука в кабине автомобиля, если уровень интенсивности 69,9 дБ. [5 мкВт/м2] (смотреть решение →) 3. Какая интенсивность звука соответствует нулевому уровню интенсивности? [10-12 Вт/м2] (смотреть решение →) 4. Отбойный молоток создает уровень интенсивности звука 110 дБ. Какой уровень интенсивности возникает от двух таких одинаковых источников звука? [113 дБ] (смотреть решение →) 5. Детектор звука площадью 10 см2 фиксирует уровень интенсивности на улице города, равный 80 дБ. Какая энергия звука ежесекундно попадает на детектор? [10-7 Дж] (смотреть решение →) Электродинамика. Силы электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов Тема: Электрический заряд. Квантование заряда §75 1. Почему существование тел стабильных размеров невозможно объяснить только наличием сил гравитационного притяжения? (смотреть решение →) 2. Что характеризует электрический заряд? (смотреть решение →) 3. Какой минимальный заряд известен в настоящее время? (смотреть решение →) 4. Сформулируйте принцип квантования заряда. (смотреть решение →) 5. Почему экспериментальное обнаружение кварков не нарушает принцип квантования заряда? (смотреть решение →) Тема: Электризация тел. Закон сохранения заряда §76 1. Почему при электризации трением заряжаются оба трущихся тела? (смотреть решение →) 2. Определите знак избыточных зарядов на дереве после того, как об него потрется кошка. Какие по знаку заряды остаются на шерсти кошки? (смотреть решение →) 3. Остается ли неизменной масса тела при его электризации? (смотреть решение →) 4. Почему магнитофонная пленка, снятая с кассеты, притягивается к окружающим предметам? (смотреть решение →) 5. Сформулируйте закон сохранения заряда. (смотреть решение →) Тема: Электризация тел. Закон сохранения заряда §76. Задачи 1. Какой положительный и какой отрицательный заряды содержатся в атоме 23592U? (смотреть решение →) 2. Какой положительный и какой отрицательный заряды находятся в капле воды объемом V = 9 мм3? Масса молекулы воды m0 = 3 • 10-26 кг. [+480 Кл; -480 Кл] (смотреть решение →) 3. При электризации эбонитовой палочки о шерсть ей сообщили заряд -4,8 • 10-13 Кл. Какое число электронов перешло при этом из шерсти в эбонит? [3 млн] (смотреть решение →) 4. Можно ли при электризации янтарной палочки о шерсть сообщить ей заряд -1,6 • 10-21 Кл? (смотреть решение →) 5. Стекло, натертое о шерсть, получило заряд 8 • 10-12Кл. Какой заряд остался на шерсти? Сколько электронов и в какое вещество перешло? [80 млн] (смотреть решение →) Тема: Закон кулона §77 1. Опишите эксперимент Кулона с крутильными весами. (смотреть решение →) 2. Сформулируйте закон Кулона. В чем заключается физический смысл коэффициента k в законе Кулона? Определите границы применимости этого закона. (смотреть решение →) 3. Во сколько раз кулоновская сила отталкивания протонов больше силы их гравитационного притяжения? (смотреть решение →) 4. Почему при описании механического движения не учитываются гигантские электрические силы? (смотреть решение →) 5. Попробуйте оценить кулоновскую силу взаимодействия двух учеников, сидящих за одной партой, если доля избыточных электронов в их телах составляет 1% от полного заряда тела. (смотреть решение →) Тема: Закон кулона §77. Задачи 1. Определите силу взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов по 1 мкКл, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга. [0,1 Н] (смотреть решение →) 2. Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, находящихся на расстоянии 0,5 м, равна 3,6 Н. Найдите величины этих зарядов. [10-5 Кл] (смотреть решение →) 3. Два одинаковых шарика массой 44,1 г подвешены на нитях длиной 0,5 м. При сообщении шарикам одинаковых избыточных зарядов они оттолкнулись друг от друга так, что угол между нитями стал равным 90°. Найдите величины избыточных зарядов на шариках. [4,9 мкКл] (смотреть решение →) 4. Согласно классической модели атома водорода, электрон вращается вокруг протона по круговой орбите радиусом r = 5,3 • 10-11 м. Найдите период обращения электрона, его угловую и линейную скорости. Масса электрона mе = 9,1 • 10-31 кг. [1,52 • 10-16с; 4,1 • 1017 рад/с; 2,2 • 106м/с] (смотреть решение →) 5. Определите гравитационную силу притяжения двух водяных шаров, содержащих избыточный электрический заряд, равный 1% от их полного заряда. Шары взаимодействуют на расстоянии 58 см с силой 5,98 • 1025 Н. Масса каждого шара 60 кг. [7,14 • 10-7 Н] (смотреть решение →) Тема: Равновесие статистических зарядов §78 1. Почему равновесие третьего заряда возможно лишь между двумя положительными зарядами? (смотреть решение →) 2. Почему равновесие третьего заряда не зависит от его знака? (смотреть решение →) 3. Почему равновесие третьего заряда не зависит от его величины? (смотреть решение →) 4. Докажите, что равновесие отрицательного заряда в точке А будет неустойчивым (см. рис. 273). (смотреть решение →) 5. Почему равновесие статических зарядов неустойчиво? (смотреть решение →) Тема: Равновесие статистических зарядов §78. Задачи 1. Заряженные шарики, находящиеся на расстоянии l = 1м друг от друга, отталкиваются с силой F = 0,576 Н. Суммарный заряд шариков Q = 10 мкКл Найдите заряд каждого шарика. [8 мкКл; 2 мкКл] (смотреть решение →) 2. Точечные заряды — q и 2q находятся на расстоянии l друг от друга. В какой точке следует поместить третий заряд, чтобы система находилась в равновесии? Определите величину и знак этого заряда. (смотреть решение →) 3. Три одинаковых положительных точечных заряда находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной l = 30 см. Сила, действующая на каждый заряд, F = 17,3 Н. Найдите величину зарядов. [10 мкКл] (смотреть решение →) 4. Три одинаковых точечных отрицательных заряда q = -10 мкКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. Какой заряд следует поместить в центре треугольника, чтобы вся система зарядов находилась в равновесии? (смотреть решение →) 5. В вершинах квадрата находятся четыре одинаковых положительных точечных заряда q. Какой заряд следует поместить в центр квадрата, чтобы вся система зарядов находилась в равновесии? (смотреть решение →) Тема: Напряженность электростатического поля §79 1. Как обнаружить в пространстве наличие электрического поля? (смотреть решение →) 2. Сформулируйте определение напряженности электрического поля. Какова единица напряженности? (смотреть решение →) 3. Как напряженность поля, созданного точечным зарядом, зависит от расстояния? (смотреть решение →) 4. Какую поверхность образует геометрическое место точек с одинаковым модулем напряженности электростатического поля точечного заряда? (смотреть решение →) 5. Что из себя представляет геометрическое место точек с одинаковым по направлению вектором напряженности электростатического поля точечного заряда? (смотреть решение →) Тема: Напряженность электростатического поля §79. Задачи 1. Напряженность поля в точке А направлена на восток и равна 2 • 105Н/Кл. Какая сила и в каком направлении будет действовать на заряд -3 мкКл? [0,6 Н] (смотреть решение →) 2. Определите напряженность поля, созданного протоном на расстоянии 5,3 • 10-11 м от него. Какая сила действует на электрон, находящийся в этой точке? [5,13 ⋅ 1011 Н/Кл; 8,2 ⋅ 10-8 Н] (смотреть решение →) 3. Определите ускорение электрона в точке В, если напряженность поля в этой точке равна 1,3 • 1011 Н/Кл. [2,28 ⋅ 1022 м/с2] (смотреть решение →) 4. На точечный заряд q = 2 мкКл действует сила F = 9 Н со стороны другого точечного заряда Q. Найдите напряженность электростатического поля, созданного зарядом Q, в точке, находящейся посередине расстояния между зарядами Q и q. [2 ⋅ 10-3 Н/Кл] (смотреть решение →) 5. Точечный заряд, помещенный в начале координат, создает напряженность поля в точках А и В, находящихся на положительной полуоси оси ОХ, равную соответственно Еа= 3,6 • 10-5 Н/Кл и Ев = 1,6 • 10-5 Н/Кл. Определите напряженность поля в точке С, лежащей посередине между точками А и В. (смотреть решение →) Тема: Линии напряженности электростатического поля §80 1. Сформулируйте определение линий напряженности электростатического поля. (смотреть решение →) 2. Почему линии напряженности для точечных зарядов направлены радиально? (смотреть решение →) 3. Где начинаются и где заканчиваются линии напряженности электростатического поля? Почему они не пересекаются? (смотреть решение →) 4. Почему модуль напряженности поля пропорционален степени сгущения линий напряженности электростатического поля? (смотреть решение →) 5. Какое электростатическое поле называют однородным? (смотреть решение →) Тема: Принцип суперпозиции электростатических полей §81 1. Сформулируйте принцип суперпозиции электростатических полей. (смотреть решение →) 2. Какую напряженность поля создает на большом расстоянии от себя любая система, суммарный заряд которой отличен от нуля? (смотреть решение →) 3. Как зависит от расстояния напряженность поля, созданного диполем? (смотреть решение →) 4. Как зависит от расстояния напряженность поля, созданного заряженной сферой? Почему внутри сферы напряженность поля равна нулю? (смотреть решение →) 5. Почему заряженная плоскость создает однородное поле, напряженность которого направлена перпендикулярно плоскости? Чему равна напряженность этого поля? (смотреть решение →) Тема: Принцип суперпозиции электростатических полей §81. Задачи 1. Два одинаковых точечных положительных заряда q = 10 мкКл находятся на расстоянии l = 12 см один от другого. Найдите напряженность поля в точке А, находящейся посередине расстояния между зарядами Определите напряженность поля, созданного зарядами, в точке В, лежащей на перпендикуляре, восставленном из точки А, если АВ = х = 8 см. [0; 7,2 ⋅ 108 Н/Кл] (смотреть решение →) 2. Диполь образован двумя зарядами q = +3,2 • 10-19 Кл, находящимися на расстоянии l = 10-9 м друг от друга Найдите напряженность поля, созданного диполем в точке А, находящейся на расстоянии а = 2,5 • 10-10м от отрицательного заряда (вне диполя на его оси). [4,4 ⋅ 1010Н/Кл] (смотреть решение →) 3. Расстояние между зарядами q = +2 нКл и q = -2 нКл равно l = 10 см. Определите напряженность поля, созданного диполем в точке А, находящейся на расстоянии l1 = 6 см от положительного заряда и на расстоянии l2 = 8 см от отрицательного. [1,43 ⋅ 104Н/Кл] (смотреть решение →) 4. Электростатическое поле создано двумя равномерно заряженными концентрическими сферами, радиусы которых R1 = 2 см и R2 = 4 см. Заряд сфер соответственно равен Q1, = 1 нКл и Q2 = -3 нКл Определите напряженность поля в точках, лежащих от центра сфер на расстоянии: 1 см; 3 см; 5 см [0; 104 Н/Кл; -7,2 ⋅ 103 Н/Кл] (смотреть решение →) 5. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, равномерно заряженными разноименными зарядами с поверхностной плотностью -σ и +2σ, расположенными на расстоянии d друг от друга. Найдите напряженность электростатического поля между плоскостями и за их пределами. Постройте график изменения напряженности вдоль оси X, перпендикулярной плоскостям. (смотреть решение →) Электродинамика. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов Тема: Работа сил электростатического поля §82 1. Почему движение заряда в однородном электростатическом поле аналогично движению тела в гравитационном поле? (смотреть решение →) 2. Зависит ли работа сил электростатического поля от формы траектории заряженной частицы? (смотреть решение →) 3. Почему электростатическое поле потенциально? (смотреть решение →) 4. Почему электростатическое притяжение разноименных зарядов подобно гравитационному притяжению? (смотреть решение →) 5. Чему равна потенциальная энергия двух зарядов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга? (смотреть решение →) Тема: Работа сил электростатического поля §82. Задачи 1. Во время грозы между облаками возникает напряженность поля Е = 3 • 106 Н/Кл. Найдите изменение кинетической энергии электрона под действием электростатического поля на расстоянии l = 3 • 10-9 м. [1,44 ⋅ 10-21 Дж] (смотреть решение →) 2. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными пластинами, равномерно заряженными разноименными зарядами с поверхностной плотностью -σ и +σ. Расстояние между пластинами d. Какую работу совершает электростатическое поле над электроном при его перемещении из точки А в точку В? Какую скорость приобретает в точке В электрон, если в точке А он покоился? (смотреть решение →) 3. Какая работа совершается электростатическим полем протона атома водорода над электроном, вращающимся вокруг протона по круговой орбите радиусом 5,3 • 10-11 м? (смотреть решение →) 4. Система, состоящая из двух положительных точечных зарядов, обладает потенциальной энергией W1= 6 • 10-4Дж. Какой потенциальной энергией будет обладать эта система зарядов, если расстояние между ними будет втрое больше первоначального? Какую работу совершат силы электростатического поля при удалении зарядов друг от друга на расстояние, втрое большее первоначального? [2 ⋅ 10-4 Дж; 4 ⋅ 10-4 Дж] (смотреть решение →) 5. Точечный заряд q = 1 мкКл перемещается в поле отрицательного заряда q по некоторой траектории. Первоначальное расстояние между зарядами r1 = 5 см, конечное r2 = 9 см Работа, совершаемая силой электростатического поля над зарядом q, равна -0,4 Дж. Найдите заряд Q. [5 мкКл] (смотреть решение →) Тема: Потенциал электростатического поля §83 1. Сформулируйте определение потенциала. В каких единицах он измеряется? (смотреть решение →) 2. Потенциал, созданный точечным зарядом, зависит от расстояния от него. По какому закону? (смотреть решение →) 3. Какая поверхностность называется эквипотенциальной? (смотреть решение →) 4. Как линии напряженности направлены относительно эквипотенциальных поверхностей? (смотреть решение →) 5. Сформулируйте определение разности потенциалов. Чему равна разность потенциалов в однородном поле? (смотреть решение →) Тема: Потенциал электростатического поля §83. Задачи 1. Найдите потенциал электростатического поля, созданного протоном на расстоянии 5,3 • 10-11 м от него. Какой потенциальной энергией будет обладать электрон, движущийся в атоме водорода вокруг протона по круговой орбите такого радиуса? [27,2 В; -27,2 эВ = -4,35 ⋅ 10-18 Дж] (смотреть решение →) 2. Определите разность потенциалов между двумя параллельными пластинами, равномерно заряженными с поверхностной плотностью σ и -σ, расположенными на расстоянии d друг от друга. [σd/ε0] (смотреть решение →) 3. Электрический заряд перемещается из точки с потенциалом 125 В в точку с потенциалом 75 В. При этом силы электростатического поля совершают работу 1 мДж. Определите величину заряда q. [20 мкКл] (смотреть решение →) 4. Разность потенциалов между катодом и ускоряющим анодом в электронно-лучевой трубке телевизора (см. рис. 289) U = 10 кВ. Какую скорость приобретает электрон, пройдя такую разность потенциалов? Начальную скорость электрона примите равной нулю. [5,9 ⋅107 м/с] (смотреть решение →) 5. В пространство между вертикально отклоняющими пластинами кинескопа телевизора влетает электрон со скоростью v0 = 6 ⋅ 107м/с, направленной параллельно пластинам (см. рис 289). На какое расстояние по вертикали сместится электрон за время его движения между пластинами? Длина пластины l = 5 см, расстояние между ними d = 2 см, разность потенциалов между пластинами U = 650 В. [2 мм] (смотреть решение →) Тема: Электрическое поле в веществе §84 1. На какие группы по степени мобильности электрических зарядов делят все вещества? Чем определяется подвижность заряженных частиц в среде? (смотреть решение →) 2. Какие заряды называют свободными? Какие вещества называют проводниками? Приведите примеры проводников. (смотреть решение →) 3. Какие заряды называют связанными? Какие вещества называют диэлектриками? Приведите примеры диэлектриков. (смотреть решение →) 4. Какие вещества называют полупроводниками? Приведите примеры полупроводников. (смотреть решение →) 5. Сопоставьте энергии связи электрона с атомом проводника, полупроводника, диэлектрика. (смотреть решение →) Тема: Диэлектрики в электростатическом поле §85 1. На какие два типа делят молекулы веществ по характеру пространственного распределения в них зарядов? (смотреть решение →) 2. В чем проявляется действие внешнего электростатического поля на молекулы полярного диэлектрика? (смотреть решение →) 3. Как действует внешнее электростатическое поле на молекулы неполярного диэлектрика? (смотреть решение →) 4. Почему диэлектрик ослабляет электростатическое поле? Сформулируйте определение относительной диэлектрической проницаемости среды. (смотреть решение →) 5. Как используется поляризация частиц в сильном электростатическом поле в электрическом фильтре для очистки газа? (смотреть решение →) Тема: Диэлектрики в электростатическом поле §85. Задачи 1. Земной шар обладает отрицательным зарядом порядка Q = -5,7 • 105 Кл. Оцените напряженность электростатического поля, создаваемого этим зарядом вблизи поверхности Земли в воздухе и в водоемах, принимая R = 6400 км. Диэлектрическая проницаемость воды ε = 80. [125 В/м; 0,016 В/м] (смотреть решение →) 2. Разность потенциалов между двумя заряженными плоскопараллельными пластинами в воздухе 200 В После их погружения в жидкий аммиак разность потенциалов оказалась равной 8 В. Чему равна диэлектрическая проницаемость аммиака? [25] (смотреть решение →) 3. Свинцовый шарик плотностью ρ1 = 11,3 • 103 кг/м3 помещен в глицерин плотностью ρ2 = 1,26 • 103 кг/м3. Найдите заряд шарика, если в однородном электростатическом поле с напряженностью Е = 400 кВ/м, направленной вверх, шарик оказался взвешенным в глицерине. Диаметр шарика 0,5 см. [1,01 нКл] (смотреть решение →) 4. Две плоскопараллельные пластины, имеющие заряды Q = +1 мкКл, погружены в керосин с диэлектрической проницаемостью ε = 2. Определите силу взаимодействия пластин Площадь каждой пластины конденсатора S = 25 см. [11,3 Н] (смотреть решение →) 5. Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускаются в керосин, плотность которого ρ = 0,8 г/см3, а диэлектрическая проницаемость ε = 2. Найдите плотность материала шариков, если угол расхождения нитей в воздухе и в керосине один и тот же. [1,6 ⋅ 103 кг/м3] (смотреть решение →) Тема: Проводники в электростатическом поле §86 1. Чему равен суммарный заряд незаряженного проводника? (смотреть решение →) 2. Как размещается избыточный заряд на изолированном проводнике в отсутствие внешнего электростатического поля? (смотреть решение →) 3. Чему равна напряженность поля внутри проводника, помещенного в электростатическом поле? (смотреть решение →) 4. Почему электростатическое поле не проникает внутрь проводника? Что называют электростатической защитой? (смотреть решение →) 5. Почему электронейтральная металлическая сфера притягивает как положительные, так и отрицательные заряды, находящиеся на малых расстояниях от нее? (смотреть решение →) Тема: Распределение зарядов по поверхности проводника §87 1. Почему электронейтральный проводник заряжается при соприкосновении с заряженным проводником? (смотреть решение →) 2. Почему при соединении заряженного проводника с землей (при заземлении) проводник становится электронейтральным? (смотреть решение →) 3. Почему поверхность проводника является эквипотенциальной? (смотреть решение →) 4. Три одинаковые металлические сферы, одна из которых имеет заряд Q, а две другие нейтральны, приводятся в контакт. Какие заряды будут на каждой из сфер после их разъединения друг от друга? (смотреть решение →) 5. Имеются три одинаковые сферы, одна из которых заряжена, а две другие нейтральны. Как зарядить нейтральные сферы, не приводя их в контакт с заряженной сферой? (смотреть решение →) Тема: Распределение зарядов по поверхности проводника §87. Задачи 1. Восемь шарообразных капель ртути одноименно заряжены до одного и того же потенциала Определите потенциал φ капли ртути, получившейся в результате слияния этих капель. (смотреть решение →) 2. Две проводящие сферы, радиусы которых R1 и R2, заряжены до потенциалов φ1 и φ2 Найдите потенциалы сфер после их соединения проволокой (смотреть решение →) 3. Между двумя параллельными плоскостями площадью S с зарядами -Q и +Q, находящимися на расстоянии d друг от друга, вводится параллельная металлическая пластина толщиной d/З. Найдите разность потенциалов между плоскостями и заряды на сторонах пластин. [2Qd/3Sε0] (смотреть решение →) 4. Тонкостенная металлическая сфера радиусом R1 = 2 см имеет заряд Q = 4 мкКл и окружена концентрично толстостенной металлической сферической оболочкой, внутренний радиус которой R2 = 3 см, а наружный R3 = 4 см. Определите поверхностную плотность заряда на внутренней и внешней поверхностях оболочки Постройте график зависимости напряженности поля, созданного сферой и оболочкой, от расстояния до их центра. [3,5 ⋅ 10-4 Кл/м2; 2⋅ 10-4 Кл/м2] (смотреть решение →) 5. На стол перпендикулярно линиям напряженности электростатического поля положили друг на друга металлические пластины площадью S = 900 см2. Какой заряд останется на верхней пластине, если ее приподнять? Напряженность электростатического поля Е = 4 ⋅ 105 В/м. [3,2 ⋅ 10-7 Кл] (смотреть решение →) Тема: Электроемкость уединенного проводника §88 1. Почему масса жидкости в гидростатике аналогична заряду в электростатике? (смотреть решение →) 2. Почему давление жидкости в гидростатике аналогично потенциалу в электростатике? (смотреть решение →) 3. Сформулируйте определение электрической емкости уединенного проводника. Запишите единицу электроемкости. (смотреть решение →) 4. Почему электроемкость сферы не зависит от заряда на ее поверхности? (смотреть решение →) 5. Почему большой заряд не удерживается на сфере малого радиуса? (смотреть решение →) Тема: Электроемкость конденсатора §89 1. Какая система проводников называется конденсатором? Сформулируйте определение электроемкости конденсатора. (смотреть решение →) 2. Как зависит электроемкость плоского конденсатора от его геометрических размеров? (смотреть решение →) 3. Почему введение диэлектрика увеличивает электроемкость конденсатора? (смотреть решение →) 4. Во сколько раз увеличивается электроемкость конденсатора при введении диэлектрика? (смотреть решение →) 5. Почему электроемкость конденсатора не зависит от внешних электростатических полей? (смотреть решение →) Тема: Электроемкость конденсатора §89. Задачи 1. Заряд Q = +6 • 10-4 Кл на пластинах плоского конденсатора создает разность потенциалов между пластинами U = 200 В. Определите электроемкость конденсатора. [3 мкФ] (смотреть решение →) 2. Постройте график изменения потенциала вдоль оси X, перпендикулярной пластинам плоского конденсатора. Поверхностная плотность заряда на пластинах ±σ, расстояние между ними d. Конденсатор заполнен диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью ε. За нуль отсчета потенциала примите потенциал отрицательно заряженной пластины. (смотреть решение →) 3. Какую площадь должны иметь пластины плоского воздушного конденсатора, для того чтобы его электроемкость была равна 1 пФ? Расстояние между пластинами d = 0,5 мм. Как изменится результат, если пространство между пластинами заполнить слюдой с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 7? [56,5 мм2; 8,1 мм2] (смотреть решение →) 4. Плоский воздушный конденсатор, электроемкость которого С = 12 пФ, имеет площадь пластин S = 1 см2. При какой разности потенциалов произойдет пробой воздуха между обкладками, если он возникает при напряженности поля Е = 3 МВ/м? [220 В] (смотреть решение →) 5. Между пластинами плоского конденсатора площадью S = 1,25 см2 находится два слоя диэлектрика: слюдяная пластинка (ε1 = 7) толщиной d1 = 0,7 мм и парафин (ε2 = 2) толщиной d2 = 0,4 мм. Найдите электроемкость такого слоистого конденсатора. [10 пФ] (смотреть решение →) Тема: Энергия электростатического поля §90 1. Почему схлопываются пластины плоского конденсатора, предоставленные сами себе? (смотреть решение →) 2. От каких величин зависит энергия электростатического поля, запасенная конденсатором? (смотреть решение →) 3. Сформулируйте определение объемной плотности энергии электростатического поля. (смотреть решение →) 4. Как объемная плотность энергии зависит от напряженности электростатического поля? (смотреть решение →) 5. Приведите примеры использования энергии электростатического поля. (смотреть решение →) Тема: Энергия электростатического поля §90. Задачи 1. Рассчитайте энергию электростатического поля конденсатора емкостью 0,1 мкФ, заряженного до разности потенциалов 200 В. [2 мДж] (смотреть решение →) 2. Энергия электростатического поля плоского конденсатора 2 мДж, расстояние между пластинами 0,5 мм. Найдите силы притяжения пластин друг к другу. [4 Н] (смотреть решение →) 3. Заряд +Q распределен по пластинам плоского воздушного конденсатора, электроемкость которого С. Какая работа совершается внешними силами при увеличении расстояния между пластинами в 3 раза? (смотреть решение →) 4. Из плоского заряженного конденсатора емкостью С выдвигают диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε. Найдите изменение электроемкости и энергии конденсатора. (смотреть решение →) 5. Атмосферный электрический разряд в воздухе возникает при напряженности поля Е = 3 • 106В/м. Оцените объемную плотность энергии электростатического поля при этих условиях. [40 Дж/м3] (смотреть решение →)

Рады приветствовать учеников всех учебных заведений всех возрастов на нашем сайте! Здесь вы найдете решебники и решения задач бесплатно, без регистрации.
davay5.com