Готовые решения задач по физике (100 решений часть 21)

1. При определении периода полураспада T1/2 короткоживущего радиоактивного изотопа использован счетчик импульсов. За время ∆t =1мин в начале наблюдения (t = 0) было насчитано ∆n1 =250 импульсов, а в момент времени t = 1ч - ∆n2 = 92 импульса. Определить постоянную радиоактивного распада λ и период полураспада T1/2 изотопа. Получить решение задачи

2. Первоначальная масса радиоактивного изотопа радона 86Rn222 (период полураспада T1/2=3,82 суток) равна 1,5 г. Определить: 1) начальную активность изотопа; 2) его активность через 5 суток. Получить решение задачи

3. Определить начальную активность A0 радиоактивного препарата Mg27 массой m = 0,2мкг, а также его активность А через время t = 6 ч. Период полураспада T1/2 магния считать известным. Получить решение задачи

4. В результате захвата α-частицы ядром изотопа азота 147N образуются неизвестный элемент и протон. Написать реакцию и определить неизвестный элемент. Получить решение задачи

5. При облучении атома 63Li α-частицами испускаются протоны 11H. Какое превращение происходит с ядром азота? Получить решение задачи

6. Ядро нептуния 23493Np захватило электрон из К-оболочки атома (К-захват) и испустило α-частицу. Ядро какого элемента получилось в результате этих превращений? Получить решение задачи

7. При соударении α – частицы с ядром бора 5B10 произошла ядерная реакция, в результате которой образовалось два новых ядра. Одним из этих ядер было ядро атома водорода 1H1. Определить порядковый номер и массовое число второго ядра, дать символическую запись ядерной реакции и определить ее энергетический эффект. Получить решение задачи

8. В результате соударения дейтрона с ядром бериллия 4Be9 образовались новое ядро и нейтрон. Определить порядковый номер Z и массовое число A образовавшегося ядра, записать ядерную реакцию и определить ее энергетический эффект Q. Получить решение задачи

9. Определить, во сколько раз необходимо уменьшить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость Re ослабилась в 16 раз. Получить решение задачи

10. Температура внутренней поверхности муфельной печи при открытом отверстии площадью 30 см2 равна 1,3 кК. Принимая, что отверстие печи излучает как черное тело, определите, какая часть мощности рассеивается стенками, если потребляемая печью мощность составляет 1,5 кВт. Получить решение задачи

11. Определить силу тока, протекающего по вольфрамовой проволоке диаметром d = 0,8 мм, температура которой в вакууме поддерживается постоянной и равной t=28000С. Поверхность проволоки считать серой с поглощательной способностью a = 0,343. Удельное сопротивление проволоки при данной температуре ρ = 0,92∙10-4 Ом∙см. Температура окружающей проволоку среды t0 = 170С. Получить решение задачи

12. Фотон с энергией ε = 0,25 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить кинетическую энергию электрона отдачи, если длина волны рассеянного фотона изменилась на 25%. Получить решение задачи

13. Определить, как и во сколько раз изменится мощность излучения черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светимости сместилась с λ1 = 720 нм до λ2 = 400 нм. Получить решение задачи

14. Определите температуру тела, при которой оно при температуре окружающей среды t0 = 270С излучало энергии в 10 раз больше, чем поглощало. Получить решение задачи

15. Определить энергию фотонов красного (λк = 0,76 мкм) света. Получить решение задачи

16. Источник монохроматического излучения с длиной волны λ имеет мощность Р. Определить число фотонов N, испускаемых источником ежесекундно. Получить решение задачи

17. Тело массой 2 кг ударяется о неподвижное тело массой 5 кг. Кинетическая энергия системы этих двух тел непосредственно после удара стала равна 10 Дж. Считая удар центральным и неупругим, найдите кинетическую энергию первого тела до удара. Получить решение задачи

18. Маховик насажен на горизонтальную ось. На обод маховика намотан шнур, к которому привязан груз массой 800 г. Опускаясь равноускоренно, груз прошел 160 см за 2 с. Радиус маховика 20 см. Определить момент инерции маховика. Получить решение задачи

19. Амплитуды смещения вынужденных колебаний при частотах вынуждающей силы, равных 200 Гц и 300 Гц, равны между собой. Найти частоту, соответствующую резонансу смещенияПолучить решение задачи

20. Определить длину математического маятника, если его частота равна 0,2 Гц Получить решение задачи

21. Груз массой 0,2 кг подвешенный к пружине совершает 30 колебаний за 1 минуту. Определить жёсткость пружины Получить решение задачи

22. В сосуде вместимостью 5 л при нормальных условиях находится азот. Определить: 1) количество вещества ν; 2) массу азота; 3) концентрацию n его молекул в сосуде Получить решение задачи

23. Найдите концентрацию молекул кислорода, если их средняя квадратичная скорость равна 400 м/с, а давление 5∙104 Па. Получить решение задачи

24. Поперечная волна распространяется вдоль упругого шнура со скоростью υ =15 м/с. Период колебаний точек шнура Т=1,2 с. Определить разность фаз ∆φ колебаний двух точек, лежащих на луче и отстоящих от источника волн на расстояниях х1=20 м и х2=30 м. Получить решение задачи

25. Снаряд массой m=10 кг обладал скоростью V=300 м/с в верхней точке траектории. В этой точке он разорвался на две части. Меньшая массой m1=2 кг получила скорость u1 = 500 м/с. С какой скоростью и в каком направлении полетит большая часть, если меньшая полетела вперед под углом α = 600 к плоскости горизонта? Получить решение задачи

26. Атом распадается на две части массами m1=1,6∙10-25кг и m2=2,3∙10-25кг. Определить кинетические энергии Т1 и Т2 частей атома, если их общая кинетическая энергия Т=2,2∙10-11Дж. Кинетической энергией и импульсом атома до распада пренебречь. Получить решение задачи

27. Вычислить массы атома азота и атома урана Получить решение задачи

28. Два шарика массой m = 1 г каждый подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити l = 10 см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол α = 600? Получить решение задачи

29. Найти отношение скоростей ионов Cu++ и K+, прошедших одинаковую разность потенциалов. Получить решение задачи

30. Соленоид содержит N = 4000 витков провода, по которому течёт ток I = 20 A. Определить магнитный поток Ф, если индуктивность L = 0,7 Гн. Получить решение задачи

31. На пути луча света поставлена стеклянная пластинка толщиной d = 1 мм так, что угол падения луча i1 = 300. На сколько изменится оптическая длина пути луча? Получить решение задачи

32. При какой скорости υ масса движущейся частицы в три раза больше массы покоя этой частицы? Получить решение задачи

33. Вычислить энергию связи ∆Е ядра дейтерия 1Н2 и трития 1Н3. Получить решение задачи

34. Движение материальной точки, перемещающейся по прямой, задано уравнением s=4t3 + 2t + 1. В интервале времени от 1 до 2 с найти мгновенные скорости и ускорения в начале и конце интерва¬ла, среднюю скорость движения. Получить решение задачи

35. Материальная точка движется по прямой. Уравнение ее дви¬жения s = t4 + 2t2 + 5. Определить мгновенную скорость и ускорение точки в конце второй секунды от начала движения, среднюю ско¬рость и путь, пройденный за это время. Получить решение задачи

36. Движение двух тел описывается уравнениями х1 = 0,75t3 + 2,25t2 + t, х2 = 0,25t3 + 3t2 + 1,5t. Определить величину скоростей этих тел и момент времени, когда ускорения их будут одинаковы, а также значение ускорения в этот момент времени. Получить решение задачи

37. С башни брошен камень в горизонтальном направлении с на¬чальной скоростью 40 м/с. Какова скорость камня через 3 с после начала движения? Какой угол образует вектор скорости камня с плоскостью горизонта в этот момент? Получить решение задачи

38. Тело брошено под углом 45° к горизонту. Определить наиболь¬шую высоту подъема и дальность полета, если начальная скорость тела υ0 = 20 м/с. Получить решение задачи

39. Точка начала двигаться по окружности радиусом 0,6 м с тан¬генциальным ускорением 0,1 м/с2. Чему равны нормальное и полное ускорения в конце третьей секунды после начала движения? Чему равен угол между векторами полного и нормального ускорений в этот момент? Получить решение задачи

40. Тело движется вниз равноускоренно по наклонной плоскости, и зависимость пройденного пути от времени задается уравнением s = 2t + 1,6t2. Найти коэффициент трения k тела о плоскость, если угол наклона плоскости к горизонту равен 30°. Получить решение задачи

41. По горизонтальной плоскости равномерно перемещается тело массой 1 кг (без качения). Определить коэффициент трения, если тело перемещается под действием силы 1 Н. Получить решение задачи

42. Тело массой 100 кг поднимается по наклонной плоскости с углом у основания 20° под действием силы, равной 1000 Н и направ¬ленной параллельно плоскости. Коэффициент трения тела о плос¬кость равен 0,1. С каким ускорением будет двигаться тело? Получить решение задачи

43. Пуля массой 20 г в момент удара о стенку под углом 90° имела скорость 300 м/с. Углубившись в стенку на какое-то расстояние» она остановилась через время 5∙10-4 с. Определить: 1) среднюю силу сопротивления стенки Fc и расстояние l, на ко¬торое пуля проникла; 2) с какой скоростью υк пуля вылетит из стенки, если стенка будет иметь толщину 5 см. Получить решение задачи

44. Металлический шарик массой 5 г падает с высоты 1 м на гори¬зонтальную поверхность стола и, отразившись от нее, поднимается на высоту 0,8 м. Определить среднюю силу удара, если соприкосно¬вение шарика со столом длилось 0,01 с. Получить решение задачи

45. Зависимость угла поворота от времени для точки, лежащей на ободе колеса радиуса R, задается уравнением φ = t3 + 0,5t2 + 2t + 1. К концу третьей секунды эта точка получила нормальное ускорение, равное 153 м/с2. Определить радиус колеса. Получить решение задачи

46. Тело вращается вокруг неподвижной оси по закону φ = 10 + 20t – 2t2. Найти величину и направление полного ускорения точ¬ки, находящейся на расстоянии 0,1 м от оси вращения для момента времени t = 4 с. Получить решение задачи

47. Однородный диск, имеющий вес Р = 124 Н, вращается с посто¬янным угловым ускорением, и его движение описывается уравнени¬ем (φ = 30t2 + 2t + 1). Диск вращается под действием постоянной касательной тангенциальной силы Fτ = 90,2 Н, приложенной к ободу диска. Определить момент сил трения Мтр, действующих на диск при вращении. Радиус диска R = 0,15 м. Получить решение задачи

48. Два маховика в виде дисков одинаковых радиусов и масс были раскручены до скорости вращения 480 об/мин и предоставлены са¬мим себе. Под действием сил трения валов о подшипники первый остановился через 80 с, а второй сделал 240 оборотов до остановки. У какого маховика момент сил трения валов о подшипники был больше и во сколько раз? Получить решение задачи

49. Легкая нить с прикрепленным к ней грузом массой 2 кг намо¬тана на сплошной вал радиусом 10 см. При разматывании нити груз опускается с ускорением 0,5 м/с2. Определить массу и момент инер¬ции вала. Получить решение задачи

50. Сплошной диск радиусом 20 см вращается под действием по¬стоянной касательной силы 40 Н. Кроме того, на него действует мо¬мент сил трения 2Н∙м, и угловое ускорение его равно 30 рад/с2. Определить массу диска. Получить решение задачи

51. Шар и полый цилиндр одинаковой массы катятся равномерно без скольжения по горизонтальной поверхности и обладают одина¬ковой кинетической энергией. Во сколько раз отличаются их линей¬ные скорости? Получить решение задачи

52. Человек, масса которого 70 кг, прыгает с неподвижной тележ¬ки со скоростью 7 м/с. Определить силу трения тележки о землю, если тележка после толчка остановилась через 5 с. Перед прыжком тележка была неподвижна относительно земли. Получить решение задачи

53. Орудие, установленное на железнодорожной платформе, стре¬ляет под углом φ к горизонту. Снаряд массой 15 кг вылетает из ору¬дия со скоростью 800 м/с. Вследствие отдачи платформа с орудием покатилась по рельсам со скоростью 0,5 м/с. Масса платформы с орудием 12 т. Определить угол φ. Получить решение задачи

54. Точечный источник света мощностью Р испускает свет с длиной волны λ. Сколько фотонов N падает за время t на маленькую площадку площадью S, расположенную перпендикулярно падающим лучам, на расстояние r от источника? Получить решение задачи

55. Угол рассеяния рентгеновских лучей с длиной волны λ = 5 пм равен α = 300, а электроны отдачи движутся под углом β = 600 к направлению падающих лучей. Найти: а) импульс ре электрона отдачи; б) импульс рф’ фотонов рассеянных лучей. Получить решение задачи

56. В результате столкновения фотона и протона, летевших по взаимно перпендикулярным направлениям, протон остановился, а длина волны изменилась на η = 1%. Чему был равен импульс рф фотона? Скорость протона считать υ << c. Получить решение задачи

57. Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Оказывается, что длины волн рассеянного под углами θ1 = 600 и θ2 = 1200 излучения отличаются в 1,5 раза. Определить длину волны падающего излучения, предполагая, что рассеяние происходит на свободных электронах. Получить решение задачи

58. Калий освещается монохроматическим светом с длиной волны 400 нм. Определите наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекратится. Работа выхода электронов из калия равна 2,2 эВ. Получить решение задачи

59. Фотоны с энергией ε = 5 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода А = 4,7 эВ. Определите максимальный импульс pmax, передаваемый поверхности этого металла при вылете электрона Получить решение задачи

60. Определите, с какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона, длина волны которого а) λ1 = 0,5 мкм; б) λ2 = 2 пм. Получить решение задачи

61. Через какое время t космическая яхта с солнечным парусом общей массой m = 1 т, движущаяся под действием давления солнечных лучей приобрела бы скорость υ= 50 м/с, если площадь паруса S = 1000 м2, а среднее давление солнечных лучей р = 10 мкПа? Какой бы путь l прошла бы яхта за это время? Начальную скорость яхты относительно Солнца считать равной нулю. Получить решение задачи

62. Определите изменение орбитального механического момента электрона при переходе его из возбужденного состояния в основное испусканием фотона с длиной волны λ = 1,02∙10-7 м. Получить решение задачи

63. Электрон выбит из атома водорода, находящегося в основном состоянии, фотоном, энергия которого ε = 17,7 эВ. Определите скорость υ электрона за пределами атома. Получить решение задачи

64. Определите, какие спектральные линии появятся в видимой области спектра излучения атомарного водорода под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны λ = 95 нм. Получить решение задачи

65. Определите, какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы длина волны де Бройля для него была равна 1 нм. Получить решение задачи

66. Длина волны излучаемого атомом фотона составляет 0,6 мкм. Принимая время жизни возбужденного состояния ∆t = 10-8 с, определите отношение естественной ширины энергетического уровня, на который был возбужден электрон, к энергии, излученной атомом. Получить решение задачи

67. Распределение вероятностей значений некоторой величины х описывается функцией f (x) ~ √x при х ≤ a. Вне этого интервала f(x) = 0. Здесь А и а – постоянные. Считая, что а задано, найти: а) наиболее вероятное хвер и среднее значения величины х; б) вероятность нахождения х в интервале (0; a/2). Получить решение задачи

68. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной» яме шириной l с бесконечно высокими «стенками» находится в возбужденном состоянии (n = 2). Определите вероятность нахождения частицы в средней трети «ямы». Получить решение задачи

69. Частица находится в одномерной прямоугольной потенциальной «яме» с бесконечно высокими «стенками». Определите, во сколько раз изменяется отношение разности соседних энергетических уровней ∆En+1,n/En частицы при переходе от n = 3 к n’=8. Получить решение задачи

70. Протон с энергией Е = 5 эВ движется в положительном направлении оси х, встречая на своем пути потенциальный барьер высотой U = 10 эВ и шириной d = 0,1 нм. Определите вероятность прохождения протоном этого барьера. Во сколько раз надо сузить барьер, чтобы вероятность прохождения его протоном была такой же, как для электрона в вышеупомянутых условиях. Получить решение задачи

71. Плотность вероятности распределения частиц по плоскости зависит от расстояния до точки О как f(r) =A(1-r2/a2), м-2, если r ≤ a, и f(r) = 0, если r ≥ a. Здесь a задано, А – некоторая неизвестная постоянная. Найти: а) наиболее вероятное расстояние rвер частиц от точки О; б) постоянную А; в) среднее значение частиц от точки О. Получить решение задачи

72. Электрон в возбужденном атоме водорода находится в 3р – состоянии. Определите: 1) орбитальный момент импульса электрона; 2) максимальное значение проекции орбитального момента импульса на направление внешнего магнитного поля; 3) магнитный момент импульса электрона. Получить решение задачи

73. Найти число электронов в атоме, у которого в нормальном состоянии заполнены K -, L – слои и 3s-, 3p – оболочки. Получить решение задачи

74. Определите период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за время t = 849 с. Получить решение задачи

75. Определить начальную активность А0 радиоактивного магния 27Mg массой m = 0,2 мкг, а также активность А по истечении времени t = 1 ч, Предполагается, что все атомы изотопа радиоактивны. Получить решение задачи

76. Радиоактивный изотоп претерпевает четыре 22588Ra - распада и два α-распада. Определите для конечного ядра: 1) зарядовое число; 2) массовое число. Получить решение задачи

77. Определите энергию, выделяющуюся в результате реакции 2312Mg→2311Na+0-1e+00ν Массы нейтральных атомов магния и натрия равны соответственно 3,8184∙10-26 кг и 3,8177∙10-26 кг. Получить решение задачи

78. Шар массой 20 г, движущийся горизонтально с некоторой скоростью υ1, столкнулся с неподвижным шаром массой 40 г. Шары абсолютно упругие, удар прямой, центральный. Какую долю ε своей кинетической энергии первый шар передал второму? Получить решение задачи

79. Груз массой 700 кг падает с высоты 5 м для забивки сваи мас¬сой 300 кг. Найти среднюю силу сопротивления грунта, если в ре¬зультате одного удара свая входит в грунт на глубину 4 см. Удар между грузом и сваей считать абсолютно неупругим. Получить решение задачи

80. Тонкий стержень массой m и длиной l вращается с угловой скоростью 10с-1 в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей через середину стержня. Продолжая вращаться в той же плоскости, стержень перемещается так, что ось вращения теперь проходит через конец стержня. Найти угловую скорость во втором случае. Получить решение задачи

81. С какой скоростью должна быть выброшена с поверхности Солнца частица, чтобы она могла удалиться в бесконечность? Получить решение задачи

82. Автомобиль на горизонтальном участке дороги развивает скорость 108 км/ч, мощность мотора 70 л. с. Определить тяговое уси¬лие, считая его постоянным. Получить решение задачи

83. К катящемуся по горизонтальной поверхности шару массой 1 кг приложили силу 1 Н и остановили его. Путь торможения соста¬вил 1 м. Определить скорость шара до начала торможения. Получить решение задачи

84. Какую скорость нужно сообщить ракете, чтобы она не верну¬лась на Землю? Сопротивление атмосферы не учитывать. Получить решение задачи

85. Сплошной цилиндр скатывается с наклонной плоскости, со¬ставляющей с горизонтом угол 22°. Найти длину наклонной плос¬кости I, если его скорость в конце наклонной плоскости равна 7 м/с, а коэффициент трения равен 0,2. Получить решение задачи

86. Однородный шар скатывается без скольжения с плоскости, на¬клоненной под углом 15° к горизонту. За какое время он пройдет путь 2 м и какой будет его скорость в конце пути? Получить решение задачи

87. За 15 мин по трубе диаметром 2 см протекает 50 кг воды. Най¬ти скорость течения. Получить решение задачи

88. Свинцовый шарик диаметром 2 мм падает с постоянной скоро¬стью 3,6 см/с в сосуде, наполненном глицерином. Найти коэффици¬ент вязкости глицерина. Получить решение задачи

89. Два свинцовых шарика диаметрами 2 и 1 мм опускают в сосуд с глицерином высотой 0,5 м. Считая, что скорость шариков сразу становится равномерной, определить, насколько раньше и какой из шариков достигнет дна сосуда. Получить решение задачи

90. Космическая ракета движется с большой относительной ско¬ростью. Релятивистское сокращение ее длины составило 36%. Опре¬делить скорость движения ракеты. Получить решение задачи

91. Прямоугольный брусок со сторонами 3,3 и 6,9 см движется параллельно большому ребру. При какой скорости движения прямо¬угольный брусок превратится в куб? Получить решение задачи

92. С момента образования до распада π-мезон пролетел расстоя¬ние 1,35 км. Время жизни π-мезона в неподвижной системе коорди¬нат равно 5 мкс. Определить время жизни π-мезона по часам в систе¬ме координат, движущейся вместе с ним. Получить решение задачи

93. При какой скорости движения кинетическая энергия электро¬на равна 5 МэВ? Получить решение задачи

94. Определить импульс электрона, обладающего кинетической энергией 5 МэВ. Получить решение задачи

95. Протон движется со скоростью, равной 0,8 скорости света. На¬встречу ему движется электрон со скоростью 0,9 скорости света. Ка¬ковы их скорости относительно друг друга? Определить полную и кинетическую энергию электрона. Получить решение задачи

96. Какое давление создают 2 г азота, занимающие объем 820 см3 при температуре 7 °С? Получить решение задачи

97. В сосуде емкостью 8,3 л находится воздух при нормальном давлении и температуре 300 К. В сосуд вводят 3,6 г воды и закрыва¬ют крышкой. Определить давление в сосуде при 400 К, если вся вода при этой температуре превращается в пар. Получить решение задачи

98. Температура вольфрамовой спирали 25-ваттной электрической лампочке T = 2450 К. Отношение ее энергетической светимости к энергетической светимости АЧТ при данной температуре равно k = 0,3. Найти площадь излучаемой поверхности. Получить решение задачи

99. При нагревании АЧТ длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости изменилась от 690 до 500 нм. Во сколько раз увеличилась при этом энергетическая светимость тела? Получить решение задачи

100. Электрическая лампа мощностью 100 Вт испускает 3% потребляемой энергии в форме видимого света (λ=550 нм) равномерно по всем направлениям. Сколько фотонов видимого света попадает за 1с в зрачок наблюдателя (диаметр зрачка 4 мм), находящегося на расстоянии 10 км от лампы? Получить решение задачи

Готовые решения задач по физике (100 решений часть 22)

1. Найти постоянную Планка h, если известно, что электроны, вырываемые из металла светом с частотой ν1 = 2,2•1015, полностью задерживается разностью потенциалов Uз1 = 6,6 В, а вырываемые светом с частотой ν2 = 4,6•1015 Гц разностью потенциалов Uз2 = 16,5 В. Получить решение задачи

2. Электрон находится в бесконечно глубоком одномерном потенциальном ящике (яме) шириной L = 0,5 нм на первом энергетическом уровне. Найти вероятность нахождения электрона в интервале L / 4, равно удаленном от стенок ящика. Получить решение задачи

3. Электрон проходит через прямоугольный потенциальный барьер шириной d = 0,5 нм. Высота барьера U больше энергии Е электрона на 1%. Вычислить коэффициент прозрачности D если энергия электрона Е = 100 эВ. Получить решение задачи

4. Найти наименьшую и наибольшую длины волн спектральных линий водорода в видимой области спектра. Получить решение задачи

5. Искусственно полученный радиоактивный изотоп кальция 45Ca20 имеет период полураспада, равный 164 суткам. Найти активность 1 мкг этого препарата. Получить решение задачи

6. Найдите энергию, освобождающуюся при ядерной реакции: 3Li7 + 1H1 → 2He4 + 2He4 Получить решение задачи

7. В реакции 7N14 (α, p) кинетическая энергия α – частицы (2He4)равна Eα = 7,7 МэВ. Найти, под каким углом к направлению движения α – частицы вылетает протон, если известно, что его кинетическая энергия Ep = 8,5 МэВ. Получить решение задачи

8. В баллоне содержится кислород m1 = 80 г и аргон m2 = 320 г. Давление смеси р = 1 МПа, температура Т = 300 К. Принимая дан¬ные газы за идеальные, определить емкость V баллона. Получить решение задачи

9. В сосуде объемом 2 м3 находится смесь 4 кг гелия и 2 кг водо¬рода при температуре 27 °С. Определить давление и молярную массу смеси газов. Получить решение задачи

10. В резервуаре объемом 1,2 м3 находится смесь 10 кг азота и 4 кг водорода при температуре 300 К. Определить давление и молярную массу смеси газов. Получить решение задачи

11. В закрытом сосуде емкостью 3 м3 находятся 1,4 кг азота и 2 кг гелия. Определить температуру газовой смеси и парциальное давле¬ние гелия, если парциальное давление азота равно 1,3∙105 Па. Получить решение задачи

12. Какой объем занимает смесь 1 кг кислорода и 2 кг гелия при нормальных условиях? Какова молярная масса смеси? Получить решение задачи

13. Сосуд емкостью 2 л содержит азот при температуре 27 °С и давлении 0,5 атм. Найти число молекул в сосуде, число столкнове¬ний между всеми молекулами за 1 с, среднюю длину свободного про¬бега молекул. Получить решение задачи

14. Найти число молекул азота в 1 м3, если давление равно 3,69 атм, а средняя квадратичная скорость молекул равна 2400 м/с. Получить решение задачи

15. При каком давлении средняя длина свободного пробега моле¬кул водорода <λ> = 2,5 см при температуре 68 °С? Диаметр молекул водорода принять равным d = 2,3∙10-10 м. Получить решение задачи

16. Вакуумная система заполнена водородом при давлении 10-3 мм рт. ст. Рассчитать среднюю длину свободного пробега моле¬кул водорода при таком давлении, если t = 50 °С. Получить решение задачи

17. Определить среднюю длину свободного пробега молекул и чис¬ло соударений за 1 с, происходящих между всеми молекулами кис¬лорода, находящегося в сосуде емкостью 2 л при температуре 27 °С и давлении 100 кПа. Получить решение задачи

18. Найти плотность азота, если молекула за 1 с испытывает 2,05∙108 с-1 столкновений при температуре 280 К. Какова средняя длина свободного пробега молекул? Получить решение задачи

19. Определить среднюю длину свободного пробега молекул и чис¬ло соударений за 1 с, происходящих между всеми молекулами азота, в сосуде емкостью 4 л, содержащегося при нормальных условиях. Получить решение задачи

20. Определить плотность разреженного азота, если средняя дли¬на свободного пробега молекул 10 см. Какова концентрация мо¬лекул? Получить решение задачи

21. Определить коэффициент внутреннего трения для водорода, имеющего температуру 27 °С. Получить решение задачи

22. Вычислить коэффициент внутреннего трения и коэффициент диффузии кислорода, находящегося при давлении 0,2 МПа и темпе¬ратуре 280 К. Получить решение задачи

23. Определить коэффициент диффузии и коэффициент внутрен¬него трения азота, находящегося при температуре 300 К и давлении 105 Па. Получить решение задачи

24. Наружная поверхность кирпичной стены площадью 25 м2 и толщиной 37 см имеет температуру 259 К, а внутренняя поверх¬ность – 293 К. Помещение отапливается электроплитой. Опреде¬лить ее мощность, если температура в помещении поддерживается постоянной. Теплопроводность кирпича 0,4 Вт/(м∙К). Получить решение задачи

25. Вычислить количество льда, которое образуется в течение ча¬са в бассейне, площадь которого 10 м2. Толщина льда 15 см, тем¬пература воздуха –10 °С, коэффициент теплопроводности льда χ = 2,1Вт/(м∙К). Получить решение задачи

26. Давление газа 750 мм рт. ст., температура 27 °С. Определить концентрацию молекул и среднюю кинетическую энергию поступа¬тельного движения одной молекулы. Получить решение задачи

27. Чему равны средние кинетические энергии поступательного и вращательного движения молекул, содержащихся в 2 кг водорода при температуре 400 К? Получить решение задачи

28. Газ, занимавший объем 20 л при нормальных условиях, был изобарически нагрет до 80 °С. Определить работу расширения газа. Получить решение задачи

29. Определить скорость вылета поршня массой 4 кг из цилиндра при адиабатном расширении воздуха в 40 раз, если начальное давле¬ние воздуха 107 Па, а объем 0,3 л. Получить решение задачи

30. Азот массой 2 кг охлаждают при постоянном давлении от 400 до 300 К. Определить изменение внутренней энергии, внешнюю работу и количество выделенной теплоты. Получить решение задачи

31. Молекулярный пучок кислорода ударяется о неподвижную стенку. После соударения молекулы отражаются от стенки с той же по модулю скоростью. Определить давление пучка на стенку, если скорость молекул 500 м/с и концентрация молекул в пучке 5∙1024 м-3. Получить решение задачи

32. Определить удельные теплоемкости сp, сv для смеси 1 кг азота и 1 кг гелия. Получить решение задачи

33. Газовая смесь состоит из азота массой 2 кг и аргона массой 1 кг. Принимая эти газы за идеальные, определить удельные тепло¬емкости сv и сp газовой смеси. Получить решение задачи

34. Кислород массой 160 г нагревают при постоянном давлении от 320 до 340 К. Определить количество теплоты, поглощенное газом, изменение внутренней энергии и работу расширения газа. Получить решение задачи

35. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 1,5∙105 Дж. Температура нагревате¬ля 400 К, температура холодильника 260 К. Найти КПД машины, количество теплоты, получаемое машиной за один цикл от нагрева¬теля, и количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику. Получить решение задачи

36. Температура нагревателя тепловой машины 500 К. Темпера¬тура холодильника 400 К. Определить КПД тепловой машины, рабо¬тающей по циклу Карно, и полезную мощность машины, если нагре¬ватель ежесекундно передает ей 3675 Дж теплоты. Получить решение задачи

37. Тепловая машина работает по обратимому циклу Карно. Тем¬пература нагревателя 227 °С. Определить термический КПД цикла и температуру охладителя тепловой машины, если за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, машина соверша¬ет работу 350 Дж. Получить решение задачи

38. Кислород массой 1 кг совершает цикл Карно. При изотермиче¬ском расширении газа его объем увеличивается в 2 раза, а при после¬дующем адиабатическом расширении совершается работа 3000 Дж. Определить работу, совершенную за цикл. Получить решение задачи

39. Тепловая машина работает по циклу Карно. При изотермиче¬ском расширении двухатомного газа его объем увеличивается в 3 раза, а при последующем адиабатическом расширении – в 5 раз. Определить КПД цикла. Какую работу совершает 1 кмоль газа за один цикл, если температура нагревателя 300 К? Какое количество теплоты получит от холодильника машина, если она будет совер¬шать тот же цикл в обратном направлении, и какое количество теп¬лоты будет передано нагревателю? Получить решение задачи

40. При давлении 105 Па 0,2 моля двухатомного газа занимает объем 10 л. Газ изобарно сжимают до объема 4 л, затем сжимают адиабатно, после чего газ изотермически расширяется до начального объема и давления. Построить график процесса в координатах р, V. Найти: работу, совершенную газом за один цикл; температуру, дав¬ление и объем в характерных точках процесса; количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное газом холодильнику, а также термический КПД цикла. Получить решение задачи

41. В результате изотермического расширения объем 8 г кислоро¬да увеличился в 2 раза. Определить изменение энтропии газа. Получить решение задачи

42. Горячая вода некоторой массы отдает теплоту холодной воде такой же массы, и температуры их становятся одинаковыми. Пока¬зать, что энтропия при этом увеличивается. Получить решение задачи

43. Как изменится энтропия 2 г водорода, занимающего объем 40 л при температуре 270 К, если давление увеличить вдвое при по¬стоянной температуре и затем повысить температуру до 320 К? Получить решение задачи

44. При температуре 250 К и давлении 1,013∙105 Па двухатомный газ занимает объем 80 л. Как изменится энтропия газа, если давление увеличить вдвое, а температуру повысить до 300 К? Получить решение задачи

45. Лед массой 2 кг, находящийся при температуре –13 °С, нагре¬ли до 0 °С и расплавили. Определить изменение энтропии. Получить решение задачи

46. Лед масой 2 кг, находящийся при температуре –10°С, нагрели и превратили в пар. Определить изменение энтропии. Получить решение задачи

47. Струя водяного пара при температуре 100 °С, направленная на глыбу льда, масса которой 5 кг и температура 0 °С, растопила ее и нагрела получившуюся воду до температуры 50 °С. Найти массу израсходованного пара и изменение энтропии при описанных про¬цессах. Получить решение задачи

48. В сосуде емкостью 10 л находится 360 г водяного пара при тем¬пературе 470 К. Вычислить давление пара на стенки сосуда. Какую часть объема V составляет собственный объем V молекул пара? Ка¬кую часть давления р составляет внутреннее давление р'? Получить решение задачи

49. Даны постоянные а и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса. Определить значения критической температуры и критического давления аргона. Получить решение задачи

50. Углекислый газ массой 88 г находится в сосуде емкостью 10 л. Определить внутреннее давление газа и собственный объем молекул. Получить решение задачи

51. В сосуде емкостью 25 л при температуре 300 К находится 40 моль кислорода. Определить давление газа, считая его идеальным; реальным. Получить решение задачи

52. В сосуде под давлением 8 МПа содержится кислород, плот¬ность которого 100 кг/м3. Считая газ реальным, определить его тем¬пературу и сравнить ее с температурой идеального газа при тех же условиях. Получить решение задачи

53. Как изменится высота поднятия спирта между двумя пластин¬ками, погруженными в спирт, если расстояние между ними умень¬шить с 1 мм до 0,5 мм? Смачивание пластинок считать полным. Получить решение задачи

54. Из капиллярной трубки с радиусом канала 0,2 мм по капле вытекает жидкость. Масса 100 капель равна 0,282 г. Определить ко¬эффициент поверхностного натяжения жидкости. Получить решение задачи

55. Два заряда находятся в керосине (ε = 2) на расстоянии 1 см друг от друга и взаимодействуют с силой 2,7 Н. Величина одно¬го заряда в 3 раза больше другого. Определить величину каждого заряда. Получить решение задачи

56. Два точечных заряда, находясь в воде (ε1 = 81) на расстоянии l друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой F. Во сколько раз необходимо изменить расстояние между ними, чтобы они взаимо¬действовали с такой же силой в воздухе (ε2 = 1)? Получить решение задачи

57. Два шарика одинакового объема, обладающие массой 0,6∙10-3 г каждый, подвешены на шелковых нитях длиной 0,4 м так, что их поверхности соприкасаются. Угол, на который разошлись ни¬ти при сообщении шарикам одинаковых зарядов, равен 60°. Найти величину зарядов и силу электрического отталкивания. Получить решение задачи

58. В элементарной теории атома водорода принимают, что элект¬рон вращается вокруг протона по окружности. Какова скорость вра¬щения электрона, если радиус орбиты 0,53∙10-10 м? Получить решение задачи

59. Вычислить ускорение, сообщаемое одним электроном друго¬му, находящемуся от первого в вакууме на расстоянии 1 мм. Получить решение задачи

60. Два равных по величине заряда 3∙10-9 Кл расположены в вер¬шинах при острых углах равнобедренного прямоугольного треуголь¬ника на расстоянии 2√2 см. Определить, с какой силой эти два за¬ряда действуют на третий заряд 10-9 Кл, расположенный в вершине при прямом угле треугольника. Рассмотреть случаи, когда первые два заряда одно- и разноименные. Получить решение задачи

61. Два равных отрицательных заряда по 9 нКл находятся в воде на расстоянии 8 см друг от друга. Определить напряженность и по¬тенциал поля в точке, расположенной на расстоянии 5 см от зарядов. Получить решение задачи

62. Электрон движется по направлению силовых линий одно¬родного поля напряженностью 2,4 В/м. Какое расстояние он проле¬тит в вакууме до полной остановки, если его начальная скорость 2∙106 м/с? Сколько времени будет длиться полет? Получить решение задачи

63. Две бесконечно длинные, равномерно заряженные нити с линейной плотностью зарядов 6∙10-5 Кл/м расположены на расстоянии 0,2 м друг от друга. Найти напряженность электрического поля, созданного в точке, удаленной на 0,2 м от каждой нити. Получить решение задачи

64. Две параллельные металлические пластины, расположенные в диэлектрике с диэлектрической проницаемостью 2,2, обладают по¬верхностной плотностью заряда 3 и 2 мкКл/м2. Определить напря¬женность и индукцию электрического поля между пластинами и вне пластин. Получить решение задачи

65. Определить поток вектора напряженности электрического по¬ля сквозь замкнутую шаровую поверхность, внутри которой нахо¬дятся три точечных заряда +2, −3 и +5нКл. Рассмотреть случаи, когда система зарядов находится в вакууме и в воде. Получить решение задачи

66. Электрическое поле создается тонкой, бесконечно длинной нитью, равномерно заряженной с линейной плотностью заряда 10-10 Кл/м. Определить поток вектора напряженности через цилиндрическую поверхность длиной 2 м, ось которой совпадает с нитью. Получить решение задачи

67. Заряд 1∙10-9 Кл переносится из бесконечности в точку, нахо¬дящуюся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного шара ра¬диусом 9 см. Поверхностная плотность заряда шара 1∙10-4 Кл/м2. Определить совершаемую при этом работу. Какая работа совершает¬ся на последних 10 см пути? Получить решение задачи

68. Зависимость пройденного материальной точкой пути от времени задается уравнением s = A − Bt + Ct2 + Dt3, где C = 0,2 м/с2, D = 0,1 м/с3. Определите: 1) через какой промежуток времени t после начала движения ускорение тела a =1 м/с2; 2) среднее ускорение a за этот промежуток времени. Получить решение задачи

69. Кинематическое уравнение движения материальной точки вдоль прямой (ось x) задается уравнением x = A + Bt + Ct2 + Dt3, где B = 9 м/с; C = −6 м/с2; D = 1 м/с3. Определите среднюю скорость υ и среднее ускорение a материаль¬ной точки за промежуток времени, в течение которого точка движется в направ¬лении, противоположном первоначальному. Получить решение задачи

70. На рисунке представлена зависимость ускорения a от времени t для мате¬риальной точки, движущейся прямолинейно. Определите скорость υ и координа¬ту x точки через t = 3 с после начала движения. В какой момент времени t1 точка изменит направление движения? Получить решение задачи

71. Ускорение движущейся прямолинейно материальной точки изменяется по закону a = A + Bt, где A = 9 м/с2; B = −6 м/с3. Определите скорость υ точки через t1 = 4 с после начала движения, а также координату x и путь s, пройденный точкой за этот промежуток времени. Получить решение задачи

72. Ускорение прямолинейно движущейся материальной точки возрастает по закону a = kt (k–постоянная) и через промежуток времени t1=8 с достигает значения a1=6 м/с2. Определите для момента времени t2 = 5 с: 1) скорость υ2 точки; 2) пройденный точкой путь s2. Получить решение задачи

73. Нормальное ускорение точки, движущейся по окружности радиусом r = 4 м, задается уравнением an = A + Bt + Ct2 (A = 1 м/с2, B = 6 м/с3, C = 9 м/с4). Опреде¬лите: 1) тангенциальное ускорение точки; 2) путь, пройденный точкой за время t1 = 5 с после начала движения; 3) полное ускорение в момент времени t2 = 1 с. Получить решение задачи

74. Движение материальной точки в плоскости xOy описывается законом x = At, y = A(1 + Bt)t, где A и B – положительные постоянные, t – время. Опре¬делите уравнение траектории материальной точки; радиус-вектор точки в зави¬симости от времени; модули скорости и ускорения в зависимости от времени. Получить решение задачи

75. Радиус-вектор материальной точки изменяется со временем по закону r = At2i + Btj, где A = 0,4 м/с2, B = 0,1 м/с; i и j – орты координатных осей x и y. Определите выражения для υ(t) и a(t); модули скорости и ускорения, тангенци¬альную и нормальную составляющие ускорения в момент времени t = 2 с. Получить решение задачи

76. Одно из тел бросили с высоты h1 = 18 м вертикально вверх, другое в тот же момент с высоты h2 = 32 м бросили горизонтально. Определите начальную скорость υ01 первого тела, если оба тела на Землю упали одновременно. Получить решение задачи

77. Воздушный шар поднимается с Земли вертикально вверх с ускорением a = 0,9 м/с2. Через t1 = 12 с после начала его движения пассажир уронил гайку. Определите время tпад падения гайки на Землю; ее скорость υпад в момент удара о Землю. Получить решение задачи

78. Тело брошено под углом α к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите этот угол, если максимальная высота подъема hmax меньше дальности полета s в n = 2,4 раза. Получить решение задачи

79. С вершины наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол α = 37°, горизонтально брошен камень со скоростью υ0= 8 м/с. Пренебрегая сопротивле¬нием воздуха, определите расстояние l до точки падения камня на наклонную плоскость и угол β между вектором скорости и, камня в момент его падения и наклонной плоскостью. Получить решение задачи

80. Радиус-вектор материальной точки, движущейся в поле тяготения Земли, описывается уравнением r =υ0ti – gt2/2j, где υ0= 76 м/с, g – ускорение сво¬бодного падения; i, j – орты координатных осей х и у. Определите момент време¬ни t1, после начала движения, когда вектор скорости υ точки направлен под углом α= 35° к горизонту. Чему равна скорость υ в этот момент времени? Получить решение задачи

81. Материальная точка начинает вращаться с постоянным угловым ускорени¬ем. Определите угловое ускорение ε точки, если через промежуток времени t = 5 с угол α между векторами полного ускорения а и скорости υ составляет 51°. Получить решение задачи

82. Диск радиусом R = 5 см вращается вокруг неподвижной оси так, что зависимость угловой скорости от времени задается уравнением ω= 2At + 5Bt4 (A = 2 рад/с2, В = 1 рад/с5). Определите для точек на ободе диска к концу первой секунды после начала движения: 1) полное ускорение; 2) число оборотов, сделан¬ных диском. Получить решение задачи

83. Скорость автомобиля (радиус колес R = 35 см), движущегося равнозамедленно, за время ∆t = 2 с уменьшилась с υ1 = 65 км/ч до υ2 = 46 км/ч. Опреде¬лите угловое ускорение ε и число полных оборотов N колес за это время. Получить решение задачи

84. Вентилятор после выключения за время t = 5,5 с, вращаясь равнозамедленно, сделал до остановки N = 22 оборота. Определите угловую скорость ω0 и частоту вращения n вентилятора в рабочем режиме, а также угловое ускорение вентилятора ε. Получить решение задачи

85. Тело массой m = 4 кг движется прямолинейно так, что зависимость прой¬денного телом расстояния s от времени t описывается уравнением s = A + Bt + Ct2 + Dt3, где С= 1 м/с2; D = −0,2 м/с3. Определите силу F, действующую на тело в конце первой секунды. Получить решение задачи

86. Движение материальной точки массой m = 0,25 кг описывается уравне¬нием r = Аsinωti + Acosωtj, где А = 2 м; ω = 0,7 рад/с; i, j – орты координат¬ных осей х и у. Определите путь s, пройденный точкой за время t1 = 8 с, и силу F, действующую на точку в конце указанного промежутка времени. Получить решение задачи

87. На неподвижное тело массой m = 0,5 кг начинает действовать сила, изменяющаяся по закону F = Аі + Вtj + Сk, где А = 2 Н, В = 3 Н/с, С = 0,5 Н, где і, j, k – орты координатных осей х, у и z. Определите: скорость υ тела; модуль скорости υ в момент времени t = 2 с после начала движения. Получить решение задачи

88. Шарик массой m = 200 г, подвешенный на нити длиной l = 56 см, совер¬шает колебания в вертикальной плоскости. Сила натяжения нити Т, когда нить составляет угол α = 50° с вертикалью, равна 4,5 Н. Определите скорость шарика в этот момент времени. Получить решение задачи

89. Летчик совершил на самолете «мертвую петлю» радиусом R = 240 м. Оп¬ределите силу давления летчика на сиденье в верхней и нижней точках, если его масса m = 75 кг, а скорость самолета υ = 210 км/ч. Какую скорость υ0 должен иметь самолет при том же радиусе петли, чтобы сила давления летчика на сиде¬нье в верхней точке оказалась равной нулю? Получить решение задачи

90. Через блок, укрепленный на конце стола, перекинута нерастяжимая нить, к концам которой прикреплены грузы, один из которых (m1 = 400 г) движется но поверхности стола, а другой (m2 = 600 г) – вдоль вертикали вниз. Коэффициент трения f груза о стол равен 0,1. Считая нить и блок невесомыми, определите: 1) ус¬корение а, с которым движутся грузы; 2) силу натяжения Т нити. Получить решение задачи

91. Через невесомый блок перекинута невесомая нерастяжимая нить с гру¬зами одинаковой массы М = 1,4 кг. На один из грузов положен перегрузок массой m = 0,2 кг. Считая, что грузы первоначально находились на одном уровне и пренебрегая трением, определите разность высот ∆h, на которых будут находиться грузы через промежуток времени t= 1 с. Получить решение задачи

92. Определите ускорения а1 и а2 тел и натяжение нитей Т и Т1 в системе, представленной на рисунке. Масса одного тела m1 = 0,6 кг, масса другого m2 = 0,4 кг. Нити невесомы и нерастяжимы, массой блока и силами трения пренебречь. Получить решение задачи

93. На наклонной плоскости с углом наклона α = 330 к горизонту находится брусок массой m = 2,3 кг, на который действует горизонтальная прижимающая сила F. Определите коэффициент трения f между бруском и на¬клонной плоскостью, если брусок начинает скользить, когда сила F = 7,5 Н. Получить решение задачи

94. Три бруска массами m1 = 0,16 кг, m2 = 0,29 кг и m3 = 0,21 кг соединены перекинутой через блок нерастяжимой и невесомой нитью. Опре¬делите, при каких значениях коэффициента трения f между брусками и поверх¬ностью возможно скольжение тел. Получить решение задачи

95. Определите, за какое время t тело, соскальзывая вдоль наклонной плос¬кости длиной l = 3,1 м, пройдет вторую половину пути, если угол наклона α плос¬кости к горизонту равен 320, коэффициент трения тела о плоскость f = 0,4. Получить решение задачи

96. Нa вершине двух наклонных плоскостей, образующих с горизонтом углы α = 300 и β = 450, укреплен невесомый блок (см. рисунок). Бруски массами m1 = 1 кг и m2 = 2 кг соединены невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через блок. Коэффициенты трения брусков о плоскости одинаковы и равны f = 0,08. Пренебрегая трением в оси блока, определите: 1) ускорения а брусков; 2) натяже¬ние Т нити; 3) силу давления F на блок. Получить решение задачи

97. Брусок массой m = 1,1 кг лежит на горизонтальной доске массой М= 3,2 кг. Коэффициент трения между бруском и доской f = 0,4, между доской и горизон¬тальной поверхностью трение отсутствует. Определите, при какой минимальной силе Fmin приложенной к доске, брусок начнет скользить по доске. Получить решение задачи

98. Снаряд, вылетевший из орудия под не¬которым углом к горизонту со скоростью υ0, в верхней точке траектории разрывается на два осколка, причем масса первого m1, в n = 1,4 раза меньше массы второго m2. Меньший из оскол¬ков полетел горизонтально в обратном направ¬лении со скоростью υ1, равной скорости υ сна¬ряда перед разрывом (см. рисунок). Определите, на каком расстоянии s от орудия упадет больший осколок, если место разрыва отстоит от места выстрела на рас¬стояние l = 2,1 км (по горизонтали). Сопротивление воздуха не учитывать. Получить решение задачи

99. Две лодки (масса каждой вместе с рыбаком равна m) движутся со скоро¬стями υ1= 2,2 м/с и υ2 = 1,9 м/с, причем скорость второй лодки направлена под углом α = 350 к первой. При сближении лодок рыбаки обменялись мешками (масса обоих мешков одинакова и в n = 5 раз меньше массы m). Опреде¬лите скорости лодок υ’1 и υ’2 после обмена мешками. Получить решение задачи

100. Однородная тонкая пластинка имеет форму круга (радиус R = 60 см), в котором вырезано круглое отверстие (радиус r = 25 см), с центром, лежащим на середине вертикального радиуса пластинки. Определите положе¬ние центра масс этой фигуры. Получить решение задачи

Готовые решения задач по физике (100 решений часть 23)

1. Определите положение центра масс (радиус-вектор центра масс rс и его модуль rс) системы, состоящей из трех материальных точек массами m1 =1,4 кг, m2 = 1,2 кг и m3 = 1,8 кг, находящихся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а = 0,6 м. Определите также угол α. Получить решение задачи

2. Ракета начальной массой m0 = 500 г выбрасывает непрерывную струю газов с постоянной относительно нес скоростью u = 400 м/с. Расход газа μ = 150 г/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха и внешним силовым полем, определите, какую скорость относительно Земли приобретет ракета через время t = 2 с после качала движения, если се начальная скорость равна нулю. Получить решение задачи

3. Ракета начальной массой m0 поднимается вертикально вверх с нулевой начальной скоростью. Скорость истечения газа относительно ракеты постоянна и равна u. Пренебрегая сопротивлением воздуха и считая поле тяготения однородным, запишите зависимость скорости ракеты υ от массы m и времени t подъема ракеты. Получить решение задачи

4. Тело массой m= 4 кг под действием некоторой силы движется прямолинейно согласно уравнению s = Bt+ Ct2 + Dt3, где В = 0,5 м/с, С = 3 м/с2, D = 2 м/с3. Определите работу А силы в течение первых двух с половиной секунд. Получить решение задачи

5. Автомобиль, мощность двигателя которого Р постоянна и равна 50 кВт. поднимается в гору с уклоном h/l = 0,15 с постоянной скоростью υ = 54 км/ч. Спускаясь под уклон при выключенном двигателе, он движется равномерно с той же скоростью. Определите массу m автомобиля. Получить решение задачи

6. С башни высотой H = 15 м под углом α = 30° к горизонту со скоростью υ0 = 12 м/с брошено тело массой m = 1 кг. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите для момента времени t = 1,5 с кинетическую Т и потенциальную П энергии тела. Получить решение задачи

7. Медную игральную кость с ребром а = 2 см перекатывают таким образом, чтобы она, сделав один оборот, вернулась в исходное положение. Определите затраченную работу А, Плотность меди ρ = 8,93 г/см3. Получить решение задачи

8. Конькобежец, разогнавшись до скорости υ = 21 км/ч, въезжает на горку с уклоном α= 20° на высоту h = 1,6 м. Определите коэффициент трения f коньков о лед. Получить решение задачи

9. Материальная точка массой m = 1 кг двигалась под действием некоторой силы, направленной вдоль оси х, согласно уравнению х = A + Bt + Ct2 + Dt3, где В= −2 м/с, С= 1 м/с2, D= −0,2 м/с3. Определите мощность N, затрачиваемую на движение точки, за время t = 2 с. Получить решение задачи

10. Автомобиль массой m1 = 1,1 т с прицепом движется с некоторой скоростью по горизонтальной поверхности. Отцепив прицеп, автомобиль с той же скоростью поднимается в гору с уклоном α = 11°. Считая мощность двигателя постоянной, определите массу m2, прицепа, если коэффициент трения колес о дорогу f = 0,07. Получить решение задачи

11. Мощность Р двигателей самолета массой m = 5,2 т при отрыве от Земли равна 820 кВт. Разгоняясь равноускоренно, самолет достигает скорости υ = 32 м/с. Принимая, что коэффициент сопротивления f = 0,04 не зависит от скорости, определите длину пробега s самолета перед взлетом. Получить решение задачи

12. Груз массой m = 80 кг поднимают вдоль наклонной плоскости с ускорением а = 1 м/с2. Длина наклонной плоскости l = 3 м, угол а ее наклона к горизонту ранен 30°, а коэффициент трения f = 0,15. Определите: 1) работу, совершаемую подъемным устройством; 2) его среднюю мощность; 3) его максимальную мощность. Начальная скорость груза равна нулю. Получить решение задачи

13. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите отношение кинетической Т и потенциальной энергии П шарика, брошенного под углом α = 40° к горизонту, в момент времени, когда его скорость будет составлять угол 1) β1 = 20°, 2) β2 = 0° с горизонталью. Получить решение задачи

14. Заряд 1 нКл переносится в воздухе из точки, находящейся на расстоянии 1 м от бесконечно длинной, равномерно заряженной нити, в точку на расстоянии 10 см от нее. Определить работу, совершаемую против сил поля, если линейная плотность заряда нити 1 мкКл/м. Какая работа совершается на последних 20 см пути? Получить решение задачи

15. Батарею из двух конденсаторов емкостью 400 и 500 пФ соединили последовательно и включили в сеть с напряжением 220 В. Потом батарею отключили от сети, конденсаторы разъединили и соединили параллельно обкладками, имеющими одноименные заряды. Каким будет напряжение на зажимах полученной батареи? Получить решение задачи

16. Найти, как изменятся электроемкость и энергия плоского воздушного конденсатора, если параллельно его обкладкам ввести металлическую пластину толщиной 1 мм. Площадь обкладки конденсатора и пластины 150 см2, расстояние между обкладками 6 мм. Конденсатор заряжен до 400 В и отключен от батареи. Получить решение задачи

17. Расстояние между обкладками плоского воздушного конденсатора 4 мм. На помещенный между обкладками конденсатора заряд Q = 4,9 нКл действует сила F = 98 мкН. Площадь обкладки 100 см2. Определить напряженность поля и разность потенциалов между обкладками, энергию поля конденсатора и объемную плотность энер¬гии. Получить решение задачи

18. Заряд конденсатора 1 мкКл, площадь пластин 100 см2, зазор между пластинками заполнен слюдой. Определить объемную плотность энергии поля конденсатора и силу притяжения пластин. Получить решение задачи

19. К одной из обкладок плоского конденсатора прилегает стеклянная плоскопараллельная пластинка (ε1 = 7) толщиной 9 мм. После того как конденсатор отключили от источника напряжением 220 В и вынули стеклянную пластинку, между обкладками установилась разность потенциалов 976 В. Определить расстояние между обкладками и отношение конечной и начальной энергии конденсатора. Получить решение задачи

20. В медном проводнике сечением 6 мм2 и длиной 5 м течет ток. За 1 мин в проводнике выделяется 18 Дж теплоты. Определить напряженность поля, плотность и силу электрического тока в проводнике. Получить решение задачи

21. Внутреннее сопротивление аккумулятора 2 Ом. При замыкании его одним резистором сила тока равна 4 А, при замыкании другим – 2 А. Во внешней цепи в обоих случаях выделяется одинако¬вая мощность. Определить ЭДС аккумулятора и внешние сопротив¬ления. Получить решение задачи

22. Сила тока в резисторе линейно возрастает за 4 с от 0 до 8 А. Сопротивление резистора 10 Ом. Определить количество теплоты, выделившееся в резисторе за первые 3 с. Получить решение задачи

23. Батарея состоит из пяти последовательно соединенных элементов. ЭДС каждого 1,4 В, внутреннее сопротивление 0,3 Ом. При каком токе полезная мощность батареи равна 8 Вт? Определить на¬ибольшую полезную мощность батареи. Получить решение задачи

24. По двум бесконечно длинным прямолинейным проводникам, находящимся на расстоянии 50 см друг от друга, в одном направлении текут токи І1 и I2 силой по 5 А. Между проводниками на расстоянии 30 см от первого расположен кольцевой проводник, сила тока I3 в котором равна 5 А. Радиус кольца 20 см. Определить индукцию и напряженность магнитного поля, создаваемого то¬ками в центре кольцевого проводника. Получить решение задачи

25. По двум бесконечно длинным прямолинейным проводникам, находящимся на расстоянии 10 см друг от друга, текут токи силой 5 А в каждом. Определить индукцию магнитного поля, создаваемого токами в точке, лежащей посередине между проводниками в случаях, когда: 1) проводники параллельны и токи текут в одном направлении (рис., а); проводники перпендикулярны, направления токов показаны на рис. б.) Получить решение задачи

26. Изолированный проводник изогнут в виде прямого угла со сторонами 20 см каждая. В плоскости угла помещен кольцевой проводник радиусом 10 см так, что стороны угла являются касательными к кольцу. Найти индукцию в центре кольца. Силы токов в проводнике равны 2 А. Влияние подводящих проводов не учитывать. Получить решение задачи

27. Два бесконечно длинных прямых проводника, сила тока в которых 6 и 8 А, расположены перпендикулярно друг другу. Определить индукцию и напряженность магнитного поля на середине кратчайшего расстояния между проводниками, равного 2 см. Получить решение задачи

28. Виток радиусом 5 см помещен в однородное магнитное поле напряженностью 5000 А/м так, что нормаль к витку составляет угол 60° с направлением поля. Сила тока в витке 1 А. Какую работу совершат силы поля при повороте витка в устойчивое положение? Получить решение задачи

29. Пройдя ускоряющую разность потенциалов 3,52 кВ, электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Индукция поля 0,01 Тл, радиус траектории r = 2 см. Определить удельный заряд электрона. Получить решение задачи

30. Виток радиусом 2 см, сила тока в котором 10 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией 1,5 Тл. Линии индукции перпендикулярны плоскости витка. Определить работу, совершаемую внешними силами при повороте витка на угол 90° во¬круг оси, совпадающей с диаметром витка. Считать, что при повороте витка сила тока в нем поддерживается неизменной. Получить решение задачи

31. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 88 кВ, влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции. Индукция поля равна 0,01 Тл. Определить радиус траектории электрона. Получить решение задачи

32. Соленоид без сердечника длиной 15 см и диаметром 4 см имеет 100 витков на 1 см длины и включен в цепь источника тока. За 1 мс сила тока в нем изменилась на 10 мА. Определить ЭДС самоиндук¬ции, считая, что ток в цепи изменяется равномерно. Получить решение задачи

33. Соленоид с сердечником (μ = 1000) длиной 15 см и диаметром 4 см имеет 100 витков на 1 см длины и включен в цепь источника тока. За 1 мс сила тока в нем изменилась на 10 мА. Определить ЭДС самоиндукции, считая, что ток в цепи изменяется равномерно. Получить решение задачи

34. По соленоиду течет ток силой 5 А. Длина соленоида 1 м, число витков 500. В соленоид вставлен железный сердечник. Найти намагниченность и объемную плотность энергии магнитного поля соленоида. Получить решение задачи

35. Соленоид без сердечника имеет плотную однослойную намотку проводом диаметром 0,2 мм, и по нему течет ток 0,1 А. Длина соленоида 20 см, диаметр 5 см. Найти энергию магнитного поля соленоида. Получить решение задачи

36. Напряженность электрического поля в зазоре между обкладками конденсатора площадью 1 см2, заполненного диэлектриком с ε = 1000, изменяется равномерно со скоростью 0,17 МВ/(м∙с). Определить силу тока смещения в таком электрическом поле. Получить решение задачи

37. При разрядке плоского конденсатора, площадь обкладок которого равна 10 см2, заполненного диэлектриком с ε = 103, в подводящих проводах течет ток 1 мкА. Определить скорость изменения напряженности электрического поля в конденсаторе. Получить решение задачи

38. При разрядке длинного цилиндрического конденсатора длиной 5 см и внешним радиусом 0,5 см в подводящих проводах течет ток проводимости силой 0,1 мкА. Определить плотность тока смещения в диэлектрике между обкладками конденсатора. Получить решение задачи

39. Написать уравнение гармонического колебания, если амплитуда его 10 см, максимальная скорость 50 см/с, начальная фаза 15°. Определить период колебания и смещение колеблющейся точки через 0,2 с от начала колебания. Получить решение задачи

40. Точка совершает гармонические колебания с частотой 10 Гц. В момент, принятый за начальный, точка имела максимальное смещение 1 мм. Написать уравнение колебаний точки и начертить их график. Получить решение задачи

41. Материальная точка массой 1 г колеблется гармонически. Амплитуда колебания равна 5 см, циклическая частота 2 с-1, начальная фаза равна 0. Определить силу, действующую на точку в тот момент, когда ее скорость равна 6 см/с. Получить решение задачи

42. Найти закон изменения периода колебания математического маятника с поднятием маятника над поверхностью Земли. Получить решение задачи

43. Однородный диск радиусом R = 0,49 м совершает малые колебания относительно оси, которой является гвоздь, вбитый перпендикулярно стенке. Колебания совершаются в плоскости, параллельной стене. Найти частоту колебаний диска, если гвоздь находится на расстоянии d = 2R/3 от центра диска. Получить решение задачи

44. Материальная точка массой 0,01 кг совершает гармонические колебания, уравнения которых имеют вид: х = 0,2 sin 8πt (м). Найти возвращающую силу в момент времени 0,1с и полную энергию точки. Получить решение задачи

45. Материальная точка массой 0,01 кг совершает гармонические колебания с периодом 2 с. Полная энергия колеблющейся точки 10-4 Дж. Найти амплитуду колебаний, написать уравнение колебаний, найти наибольшее значение силы, действующей на точку. Получить решение задачи

46. В упругой среде распространяется волна со скоростью 20 м/с. Частота колебаний 2 с-1, амплитуда 0,02 м. Определить фазу колебаний, смещение, скорость, ускорение точки, отстоящей на расстоянии 60 м от источника в момент времени t = 4 с, и длину волны. Получить решение задачи

47. Волна распространяется по прямой со скоростью 20 м/с. Две точки, находящиеся на этой прямой на расстоянии 12 и 15 м от источника колебаний, колеблются по закону синуса с амплитудами, равными 0,1 м, и с разностью фаз 135°. Найти длину волны, написать ее уравнение и найти смещение указанных точек в момент времени t =1,2 с. Получить решение задачи

48. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 444 пФ и катушки с индуктивностью 4 мГн. На какую длину волны настроен контур? Получить решение задачи

49. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 37,5 нФ и катушки с индуктивностью 0,68 Гн. Максимальное значение заряда на обкладках конденсатора равно 2,5 мкКл. Написать уравнения изменения напряжения и заряда на обкладках конденсатора и тока в цепи и найти значения этих величин в момент времени Т/2. Получить решение задачи

50. Изменение разности потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре происходит в соответствии с уравнением U = 50cos104πt. Емкость конденсатора равна 0,1 мкФ. Найти период колебаний, индуктивность контура, закон изменения силы тока со временем и длину волны. Получить решение задачи

51. В вакууме распространяется плоская электромагнитная вол¬на. Амплитуда напряженности магнитного поля волны 0,1 А/м. Оп¬ределить энергию, переносимую этой волной через поверхность пло¬щадью 1 м2, расположенную перпендикулярно направлению рас¬пространения волны, за время t = 1 с. Период волны Т < < t Получить решение задачи

52. Какую наименьшую толщину должна иметь мыльная пленка, чтобы отраженные лучи имели красную окраску (λ = 0,63 мкм)? Белый луч падает на пленку под углом 30° (n = 1,33). Получить решение задачи

53. Для получения колец Ньютона используют плосковыпуклую линзу. Освещая ее монохроматическим светом с длиной волны 0,6 мкм, установили, что расстояние между 5 и 6 светлыми кольца¬ми в отраженном свете равно 0,56 мм. Определить радиус кривизны линзы. Получить решение задачи

54. Определить радиус 4-го темного кольца Ньютона в отражен¬ном свете, если между линзой с радиусом кривизны 5 м и плоской поверхностью, к которой она прижата, находится вода. Свет с дли¬ной волны 0,589 мкм падает нормально. Получить решение задачи

55. Монохроматический свет длиной волны 0,5 мкм падает на мыльную пленку (n = 1,3) толщиной 0,1 мкм, находящуюся в воздухе. Найти наименьший угол падения, при котором пленка в проходящем свете кажется темной. Получить решение задачи

56. На пленку из глицерина (n = 1,47) толщиной 0,1 мкм падает белый свет. Каким будет казаться цвет пленки в отраженном свете, если угол падения лучей 45°? Получить решение задачи

57. Радиус кривизны плосковыпуклой линзы 12,1 м. Диаметр второго светлого кольца Ньютона в отраженном свете равен 6,6 мм. Найти длину волны падающего света, если он падает нормально. Получить решение задачи

58. Расстояние между двумя когерентными источниками (опыт Юнга) 0,55 мм. Источники испускают свет длиной волны 550 нм. Каково расстояние от щелей до экрана, если расстояние между соседними темными полосами на нем 1 мм? Получить решение задачи

59. Найти длину волны света, падающего на установку в опыте Юнга, если при помещении на пути одного из интерферирующих лучей стеклянной пластинки (n = 1,52) толщиной 3 мкм картина интерференции на экране смещается на 3 светлые полосы. Получить решение задачи

60. Два когерентных источника, расстояние между которыми 0,2 мм, расположены от экрана на расстоянии 1,5 м. Найти длину световой волны, если 3-й интерференционный минимум расположен на расстоянии 12,6 мм от центра картины. Получить решение задачи

61. Найти угловое расстояние между соседними светлыми полосами в опыте Юнга, если известно, что экран отстоит от когерентных источников света на 1 м, а пятая светлая полоса на экране расположена на расстоянии 1,5 мм от центра интерференционной картины. Получить решение задачи

62. Для устранения отражения света от поверхности линзы на нее наносится тонкая пленка вещества с показателем преломления 1,25, меньшим, чем у стекла (просветление оптики). При какой наименьшей толщине пленки отражение света с длиной волны 0,72 мкм не будет наблюдаться, если угол падения лучей 60°? Получить решение задачи

63. Постоянная дифракционной решетки 2,5 мкм. Определить наибольший порядок спектра, общее число главных максимумов в дифракционной картине и угол дифракции в спектре 2-го порядка при нормальном падении монохроматического света с длиной волны 0,62 мкм. Получить решение задачи

64. Какую разность длин волн Δλ может разрешить дифракционная решетка с периодом 2,5 мкм шириной 1,5 см в спектре 3-го порядка для зеленых лучей (λ = 0,5 мкм)? Получить решение задачи

65. На дифракционную решетку с периодом 2 мкм нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной гелием. Какую разность длин волн может разрешить эта решетка в области красного света (λ1 = 0,7 мкм) в спектре второго порядка, если ширина решетки 2,5 см? На какую длину волны в спектре второго порядка накладывается синяя линия (λ2 = 0,447 мкм) спектра третьего порядка? Получить решение задачи

66. Дифракционная решетка шириной 12 мм содержит 4800 штрихов. Определить число главных максимумов, наблюдаемых в спектре дифракционной решетки для длины волны 0,55 мкм. Получить решение задачи

67. На дифракционную решетку с периодом 4,8 мкм падает нормально естественный свет. Какие спектральные линии, соответствующие длинам волн в видимой области спектра, будут совпадать в направлении под углом 30°? Получить решение задачи

68. Период дифракционной решетки 0,005 мм. Определить число наблюдаемых главных максимумов в спектре для длины волны 0,445 мкм. Получить решение задачи

69. Экран, на котором наблюдается дифракционная картина, расположен на расстоянии 1 м от точечного источника монохроматического света (λ=0,5 мкм). Посередине между экраном и источником помещена диафрагма с круглым отверстием. При каком наименьшем диаметре отверстия центр дифракционной картины будет темным? Получить решение задачи

70. Свет от монохроматического источника (λ = 0,6 мкм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием r = 0,6 мм. Темным или светлым будет центр дифракционной картины на экране, находящемся на расстоянии b = 0,3 м от диафрагмы? Получить решение задачи

71. На узкую щель шириной 0,1 мм падает нормально плоская монохроматическая волна (λ = 0,585 мкм). Найти расстояние между первыми дифракционными минимумами на экране, удаленном от щели на 0,6 м. Получить решение задачи

72. На дифракционную решетку Д нормально падает монохроматический свет с длиной волны 0,65 мкм. На экране Э, расположенном параллельно решетке и отстоящем от нее на расстояние 0,5 м, наблюдается дифракционная картина. Расстояние между дифракционными максимумами первого порядка равно 10 см. Определить постоянную дифракционной решетки и общее число главных максимумов, получаемых с помощью этой решетки. Получить решение задачи

73. Постоянная дифракционной решетки 10 мкм, ее ширина 2 см. В спектре какого порядка эта решетка может разрешить дублет λ1= 486 нм и λ2 = 486,1 нм? Получить решение задачи

74. Определить расстояние между атомными плоскостями в кристалле каменной соли, если дифракционный максимум первого порядка наблюдается при падении рентгеновских лучей с длиной волны 0,147 нм под углом 15°12' к поверхности кристалла. Получить решение задачи

75. Интенсивность естественного света, прошедшего через поляризатор, уменьшилась в 2,3 раза. Во сколько раз она уменьшится, если за первым поставить второй такой же поляризатор так, чтобы угол между их главными плоскостями был равен 60°? Получить решение задачи

76. Естественный свет падает на поверхность диэлектрика под углом полной поляризации. Степень поляризации преломленного луча составляет 0,124. Найти коэффициент отражения света. Получить решение задачи

77. Какой угол образуют плоскости поляризации двух николей, если свет, вышедший из второго николя, был ослаблен в 5 раз? Учесть, что поляризатор поглощает 10, а анализатор 8% падающего на них света. Получить решение задачи

78. Угол между плоскостями поляризации двух поляроидов 70°. Как изменится интенсивность прошедшего через них света, если этот угол уменьшить в 5 раз? Получить решение задачи

79. Определить, во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света, прошедшего через два николя, плоскости поляризации которых составляют угол 45°. Каждый николь поглощает 8% света, падающего на него. Получить решение задачи

80. Измерение дисперсии показателя преломления оптического стекла дало n1= 1,528 для λ1 = 0,434 мкм и n2 = 1,523 для λ2 = 0,486 мкм. Вычислить отношение групповой скорости к фазовой для света с длиной волны 0,434 мкм. Получить решение задачи

81. Дисперсия показателя преломления кварца представлена таб¬лицей: l, нм 589,3 486,1 410,0 n 1,5442 1,5497 1,5565 Найти отношение фазовой и групповой скоростей света вблизи λ= 486,1? Получить решение задачи

82. Показатель преломления сероуглерода для света с длинами волн 509, 534 и 589 нм равен соответственно 1,647, 1,640 и 1,630. Вычислить фазовую и групповую скорости света вблизи длины вол¬ны 534 нм. Получить решение задачи

83. В черенковском счетчике из каменной соли релятивистские протоны излучают в конусе с раствором 82°. Определить кинетическую энергию протонов. Показатель преломления каменной соли 1,54. Получить решение задачи

84. При каких значениях кинетической энергии протона будет на¬блюдаться черенковское излучение, если протон движется с посто¬янной скоростью в среде с показателем преломления 1,6? Получить решение задачи

85. Абсолютно черное тело было нагрето от температуры 100 до 300 °С. Найти, во сколько раз изменилась мощность суммарного из¬лучения при этом. Получить решение задачи

86. Максимум энергии излучения абсолютно черного тела приходится на длину волны 450 нм. Определить температуру и энергетическую светимость тела. Получить решение задачи

87. Температура абсолютно черного тела понизилась с 1000 до 850 К. Определить, как и на сколько при этом изменилась длина волны, отвечающая максимуму распределения энергии. Получить решение задачи

88. Во сколько раз увеличится мощность излучения черного тела, если максимум энергии излучения сместится от красной границы видимого спектра к его фиолетовой границе? Получить решение задачи

89. На зачерненную поверхность нормально падает монохроматический свет с длиной волны 0,65 мкм, производя давление 5∙10-6 Па. Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности и число фотонов, падающих на площадь 1 м2 в 1 с. Получить решение задачи

90. Пучок параллельных лучей света падает нормально на плоскую зеркальную поверхность. Определить силу давления, испытываемую этой поверхностью, если ее площадь 2 м2, а энергетическая освещенность поверхности 0,6 Вт/м2. Получить решение задачи

91. Определить давление, оказываемое светом с длиной волны 0,4 мкм на черную поверхность, если ежесекундно на 1 см2 поверхности нормально падает 6∙1016 фотонов. Получить решение задачи

92. Световое давление, испытываемое зеркальной поверхностью площадью 1 см2, равно 10-6 Па. Найти длину волны света, если на поверхность ежесекундно падает 5∙1016 фотонов. Получить решение задачи

93. Давление света на зеркальную поверхность, расположенную на расстоянии 2 м от лампочки, нормально падающим лучом, равно 10-8 Па. Определить мощность, расходуемую на излучение. Получить решение задачи

94. Давление света с длиной волны 0,55 мкм, нормально падающего на зеркальную поверхность, равно 9 мкПа. Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности. Получить решение задачи

95. Красная граница фотоэффекта для никеля равна 0,257 мкм. Найти длину волны света, падающего на никелевый электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов, равной 1,5 В. Получить решение задачи

96. Для фотокатода, выполненного из вольфрама, работа выхода равна 4,5 эВ. Определить, при какой максимальной длине волны происходит фотоэффект. Получить решение задачи

97. Фотон с длиной волны 0,2 мкм вырывает с поверхности фотокатода электрон, кинетическая энергия которого 2 эВ. Определить работу выхода и красную границу фотоэффекта. Получить решение задачи

98. Какую часть энергии фотона составляет энергия, которая пошла на совершение работы выхода электронов из фотокатода, если красная граница для материала фотокатода равна 0,54 мкм, кинетическая энергия фотоэлектронов 0,5 эВ? Получить решение задачи

99. Кинетическая энергия электронов, выбитых из цезиевого катода, равна 3 эВ. Определить, при какой максимальной длине волны света выбиваются электроны. Работа выхода для цезия 1,8 эВ. Получить решение задачи

100. Облучение литиевого фотокатода производится фиолетовыми лучами, длина волны которых равна 0,4 мкм. Определить скорость фотоэлектронов, если длина волны красной границы фотоэффекта для лития равна 0,52 мкм. Получить решение задачи

Готовые решения задач по физике (100 решений часть 24)

1. Какой кинетической энергией должен обладать протон, чтобы длина волны де Бройля протона равнялась его комптоновской длине волны? Получить решение задачи

2. Среднее время жизни возбужденных состояний атома составляет 10 нс. Вычислить естественную ширину спектральной линии (λ = 0,7 мкм), соответствующую переходу между возбужденными уровнями атома. Получить решение задачи

3. Среднее время жизни π°-мезона равно 1,9∙10-16с. Какова должна быть энергетическая разрешающая способность прибора, с помощью которого можно зарегистрировать π°-мезон? Получить решение задачи

4. Атом испустил фотон с длиной волны 0,55 мкм. Продолжительность излучения 10 нс. Определить наименьшую погрешность, с которой может быть измерена длина волны излучения. Получить решение задачи

5. Электрон находится в одномерной потенциальной яме с беско¬нечно высокими стенками, ширина которой 1,4∙10-9 м. Определить энергию, излучаемую при переходе электрона с третьего энергетиче¬ского уровня на второй. Получить решение задачи

6. Электрон находится в одномерной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Ширина ямы l = 1 нм. Определить наименьшую разность энергетических уровней электрона. Получить решение задачи

7. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной l на втором энергетическом уровне. В каких точках ямы плотность вероятности обнаружения частицы совпадает с классической плотностью вероятности? Получить решение задачи

8. Определить ширину одномерной потенциальной ямы с бесконечно высокими стенками, если при переходе электрона с третьего энергетического уровня на второй излучается энергия 1 эВ. Получить решение задачи

9. Определить, при какой ширине одномерной потенциальной ямы дискретность энергии электрона становится сравнимой с энергией теплового движения при температуре 300 К. Получить решение задачи

10. Определить, при какой температуре дискретность энергии электрона, находящегося в одномерной потенциальной яме шириной 2∙10-9 м, становится сравнимой с энергией теплового движения. Получить решение задачи

11. Частица в потенциальной яме шириной l находится в возбужденном состоянии. Определить вероятность нахождения частицы в интервале 0 < х < l /4 на втором энергетическом уровне. Получить решение задачи

12. Частица в потенциальной яме шириной l находится в возбужденном состоянии. Определить вероятность нахождения частицы в интервале 0 < х < l/2 на третьем энергетическом уровне. Получить решение задачи

13. Длина волны линии Lα у вольфрама равна 0,148 нм. Найти постоянную экранирования. Получить решение задачи

14. Определить минимальную длину волны тормозного рентгенов¬ского излучения, если к рентгеновской трубке приложены напряже¬ния 30 кВ, 75кВ. Получить решение задачи

15. Граничная длина волны k – серии характеристического рентгеновского излучения некоторого элемента равна 0,1284 нм. Определить этот элемент. Получить решение задачи

16. Найти граничную длину волны k-серии рентгеновского излучения от платинового антикатода. Получить решение задачи

17. При каком наименьшем напряжении на рентгеновской трубке с железным антикатодом появляются линии k-серии? Получить решение задачи

18. На поверхность воды падает γ-излучение с длиной волны 0,414 пм. На какой глубине интенсивность излучения уменьшится в 2 раза? Получить решение задачи

19. Через кварцевую пластинку толщиной 5 см пропускаются инфракрасные лучи. Угол падения равен нулю. Известно, что для инфракрасных лучей с длиной волны λ1 = 2,72 мкм коэффициент линейного ослабления k1 = 0,2 см-1, а для лучей с λ2 = 4,50 – k2 = 7,3 см-1. Определить слои половинного ослабления х1 и х2 соответ¬ственно для λ1 и λ2 и относительное изменение интенсивности этих лучей после прохождения ими кварцевой пластинки. Получить решение задачи

20. На железный экран падает пучок γ-лучей, длина волны которых 0,124∙10-2 нм. Найти толщину слоя половинного ослабления γ -излучения в железе. Получить решение задачи

21. Определить, как изменится интенсивность узкого пучка лучей при прохождении через экран, состоящий из двух плит: алюминиевой толщиной 10 см и железной – 5 см. Коэффициент линейного ослабления для Аlμ1 =0,1 см-1, для Fe μ2 = 0,3 см-1. Получить решение задачи

22. Какова энергия γ-лучей, если при прохождении через слой железа толщиной 3,15 см интенсивность излучения ослабляется в 4 раза? Получить решение задачи

23. Как изменится степень ослабления γ -лучей при прохождении через свинцовый экран, если длина волны этих лучей 4,1∙10-13 м и 8,2∙10-13 м, толщина экрана 1 см? Получить решение задачи

24. Рассчитать толщину защитного водяного слоя, который ослабляет интенсивность излучения с энергией 1,6 МэВ в 5 раз. Получить решение задачи

25. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра 816O. Получить решение задачи

26. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи для элемента 47108Ag. Получить решение задачи

27. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи для элемента 1224Mg. Получить решение задачи

28. Ядро, состоящее из 92 протонов и 143 нейтронов, выбросило α-частицу. Какое ядро образовалось при α-распаде? Определить дефект массы и энергию связи образовавшегося ядра. Получить решение задачи

29. В какой элемент превращается 92238U после трех α-распадов и двух β -распадов? Получить решение задачи

30. Период полураспада 2760Со равен примерно 5,3 года. Определить постоянную распада и среднюю продолжительность жизни атомов этого изотопа. Получить решение задачи

31. Сколько ядер, содержащихся в 1 г трития 13H, распадается за среднее время жизни этого изотопа? Получить решение задачи

32. Период полураспада 2760Со равен 5,3 года. Определить, какая доля первоначального количества ядер этого изотопа распадается через 5 лет. Получить решение задачи

33. Период полураспада радиоактивного аргона 1841Аr равен 110 мин. Определить время, в течение которого распадается 25% начального количества ядер. Получить решение задачи

34. Определить постоянную распада и число атомов радона, распавшихся в течение суток, если первоначальная масса радона 10 г. Период полураспада 22286Rn равен 3,82 сут. Получить решение задачи

35. Вычислить энергию ядерной реакции 42Не + 42Не → р + 73Li. Выделяется или поглощается энергия при этой реакции? Получить решение задачи

36. Вычислить энергию ядерной реакции 21Н + 73Li → 2∙42He + 10n. Получить решение задачи

37. Баллон содержит 80 г кислорода и 320 г аргона. При температуре Т = 300 К давление смеси равняется 1 МПа. Считая газы идеальными, определить объем баллона. Получить решение задачи

38. Гамма-фотон с длиной волны 1,2 пм в результате комптоновского рассеяния на свободном электроне отклонился от первоначального направления на угол 60°. Определить кинетическую энергию и импульс электрона отдачи. До столкновения электрон покоился. Получить решение задачи

s 39. Угол рассеяния фотона с энергией 1,2 МэВ на свободном электроне 60°. Найти длину волны рассеянного фотона, энергию и импульс электрона отдачи (кинетической энергией электрона до соударения пренебречь). Получить решение задачи

40. Фотон с импульсом 5,44∙10-22 кг∙м/с был рассеян на свободном электроне на угол 30° в результате эффекта Комптона. Определить импульс рассеянного фотона. Получить решение задачи

41. Фотон с энергией 0,51 МэВ в результате комптоновского рассеяния отклонился на угол 180°. Определить долю энергии в процентах, оставшуюся у рассеянного фотона. Получить решение задачи

42. В результате комптоновского эффекта электрон приобрел энергию 0,5 МэВ. Определить энергию падающего фотона, если длина волны рассеянного фотона 2,5∙10-12 м. Получить решение задачи

43. Атом водорода испустил фотон с длиной волны 4,86∙10-7 м. На сколько изменилась энергия электрона в атоме? Получить решение задачи

44. Определить первый боровский радиус орбиты в атоме водорода и скорость движения электрона по этой орбите. Получить решение задачи

45. Определить наибольшие и наименьшие длины волн фотонов, излучаемых при переходе электронов в сериях Лаймана, Бальмера и Пашена. Получить решение задачи

46. Кинетическая энергия протона в 4 раза меньше его энергии покоя. Вычислить дебройлеровскую длину волны протона. Получить решение задачи

47. Вычислить длину волны де Бройля электрона, движущегося со скоростью υ = 0,75с (с – скорость света в вакууме). Получить решение задачи

48. Кинетическая энергия протона равна его энергии покоя. Вы¬числить длину волны де Бройля для такого протона. Получить решение задачи

49. Определить кинетическую энергию протона и электрона, для которых длина волны де Бройля равна 0,06 нм. Получить решение задачи

50. Протон обладает кинетической энергией, равной энергии покоя. Во сколько раз изменится длина волны де Бройля протона, если его кинетическая энергия увеличится в 2 раза? Получить решение задачи

51. Сколько молекул водорода содержится в сосуде объемом V = 1,55 л при температуре t = 270С и давлении P = 750 мм.рт.ст.? Получить решение задачи

52. Найти молярную массу воздуха, считая, что он состоит по массе из одной части кислорода и трех частей азота. Получить решение задачи

53. В баллоне емкостью V = 15 л находится смесь, содержащая 10 г водорода, 54 г водяного пара и 60 г окиси углерода. Определить давление смеси при температуре t = 270С. Получить решение задачи

54. В сосуде объемом V = 1 л находится газ массой m = 1 г при температуре t = 270С и давлении Р = 12,5∙105 Па. Какой это газ? Получить решение задачи

55. Найти массу сернистого газа (SO2), находящегося в сосуде объемом V = 25 л при температуре t = 270С и давлении Р = 1∙105 Па. Получить решение задачи

56. Плотность некоторого газа при температуре t = 100С и давлении Р = 2∙105 Па равна 0,34 кг/м3. Чему равна молярная масса этого газа? Получить решение задачи

57. Углекислый газ (СО2) массой m1 = 6 г и закись азота (N2O) массой m2 = 5 г заполняют сосуд объемом V = 2 л. Каково давление смеси при температуре t = 1270С? Получить решение задачи

58. В сосуде находится смесь, состоящая из 10 г углекислого газа и 15 г азота. Найти плотность этой смеси при температуре t = 270С и давлении Р = 1,5∙105 Па. Получить решение задачи

59. Азот массой m= 5 г, находящийся в закрытом сосуде объемом V = 4 л при температуре t1 = 200С, нагревается до температуры t2 = 400С. Найти давление газа до и после нагревания. Получить решение задачи

60. В баллоне объемом V = 22,4 л находится водород при нормальных условиях. После того, как в баллон ввели некоторое количество гелия, давление в баллоне возросло до Р = 0,25 МПа. Определить массу гелия, введенного в баллон, если температура газа при этом не изменилась. Получить решение задачи

61. Сколько молекул содержится в стакане воды при нормальных условиях? Получить решение задачи

62. Смесь азота и гелия при температуре t = 270С находится под давлением Р =1,3∙102 Па. Масса азота составляет 70% от общей массы смеси. Найти концентрацию молекул каждого из газов. Получить решение задачи

63. В баллоне емкостью V = 30 л находится сжатый воздух при температуре t = 170С. После того, как часть воздуха израсходовали, давление понизилось на 2 атм. Какое количество воздуха было израсходовано, если температура его осталась постоянной? Получить решение задачи

64. Из баллона со сжатым водородом вытекает газ. При температуре t1 = 70С манометр показал давление Р1 = 5∙106 Па. Через некоторое время при температуре t2 = 140С манометр показал такое же давление. Определите величину утечки газа. Объем баллона V = 10-2 м3.Получить решение задачи

65. Определить концентрацию молекул в 0,2 молях кислорода, находящегося в сосуде объемом V = 2 л. Получить решение задачи

66. В баллоне объемом V = 15 л находится аргон под давлением р1 = 600 кПа и температуре Т1 = 300 К. Когда из баллона было изъято некоторое количество аргона, давление в баллоне понизилось до р2 = 400 кПа, а температура установилась Т2 = 260 К. Определить массу m аргона, взятого из баллона. Получить решение задачи

67. Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление р1 = 3 МПа и температура Т1 = 700 К, в другом р2 = 1,5 МПа, Т2 = 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры Т = 180 К. Определить установившееся в сосудах давление р. Получить решение задачи

68. Определить внутреннюю энергию 0,5 молей водорода, а также среднюю кинетическую энергию <ε> молекул этого газа при температуре Т = 300 К. Получить решение задачи

69. Один баллон объемом V1 = 10 л содержит кислород под давлением р1 = 1,5 МПа, другой баллон объемом V2 = 22 л содержит азот под давлением р2 = 0,6 МПа. После соединения баллонов газы смешались, образовав однородную смесь (без изменения температуры). Найти парциальные давления р1 и р2 газов в смеси, а также полное давление р смеси. Получить решение задачи

70. Найти работу и изменение внутренней энергии при изобарном расширении 32 граммов кислорода, если его объем увеличился в 2 раза. Начальная температура кислорода 27°С Получить решение задачи

71. C какой скорость должна лететь пуля чтобы при ударе о стенку она полностью расплавилась? Температура плавления пули 600 К удельная теплоемкость 125 Дж/кг∙К удельная теплота плавления 2,5∙104 Дж/кг. Считать перед ударом температура пули была 50 0С и что она получила всю выделившуюся энергию Получить решение задачи

72. Бесконечно длинный прямой провод согнут под прямым углом. По проводу течет ток силой 100 А. Вычислить магнитную индукцию в точках, лежащих на биссектрисе угла и удаленных от вершины угла на 100 см. Получить решение задачи

73. Кристалл алмаза содержит N=1,76∙1023 атома углерода. Плотность алмаза ρ=3,5 г/см3. Найти объем кристалла. Получить решение задачи

74. В двигателе внутреннего сгорания объем цилиндра равен 940 см3. К моменту открытия выпускного клапана температура газа в цилиндре и его давление имеют значения 1000 0С и 0,5 МПа. Какой объем занимает выхлопной газ в атмосфере после того, как он охлаждается до 0 0С. Давление атмосферы равно 100 кПа. Получить решение задачи

75. Два одинаковых сосуда, содержащих одинаковое количество молекул азота, соединены краном. В первом сосуде средняя квадратичная скорость молекул равна 400 м/с, а во втором 500 м/с. Какая установится температура, если открыть кран, соединяющий сосуды? Получить решение задачи

76. Для какого значения проекции скорости υx плотность вероятности обнаружения молекул гелия одинакова при температурах T1 = 300 К и T2 = 1200 К? Получить решение задачи

77. Найти среднюю потенциальную энергию молекул воздуха в земной атмосфере, считая ее изотермической с температурой Т = 300К, а поле тяжести однородным. Получить решение задачи

78. Один моль кислорода (О2), находившегося при температуре T1 = 290 К, адиабатически сжали так, что давление возросло в k=10 раз. Найти температуру газа после сжатия. Получить решение задачи

79. Статистический вес 1 мг воды при нагревании увеличился в e2,4∙1019раз. Определить конечную температуру воды, если начальная равна 0 0С Получить решение задачи

80. Найти диаметр молекулы кислорода, если известно, что для кислорода динамическая вязкость при 0 0С равна η = 18,8∙10-6 Н∙с/м2 Получить решение задачи

81. Определить суммарную кинетическую энергию всех молекул трехатомного газа, если средняя квадратичная скорость молекул равна <υкв> = 2∙103 м/с. Масса газа 10 г. Какой объем занимает этот газ при атмосферном давлении. Получить решение задачи

82. При изотермическом расширении азота массой 140 г при температуре 300 К совершена работа 12,5 кДж. Найти: 1) во сколько раз изменится объем газа; 2) на сколько изменилась внутренняя энергия газа; 3) теплоту, полученную газом. Начертить диаграмму изопроцесса. Получить решение задачи

83. Амплитуды вынужденных гармонических колебаний при частоте ν1 = 400 Гц и ν2 = 600 Гц равны между собой. Определить резонансную частоту νрез. Затуханием пренебречь. Получить решение задачи

84. Каким моментом инерции обладает маятник Обербека, если при падении груза массой m = 780 г маятник начинает вращаться и достигает максимальной угловой скорости ω=8,7 с-1 за время t = 5,5 с? Радиус шкива r = 42 мм, ускорение свободного падения g = 9,81 м/с2. Чему равна масса одного стержня, если момент инерции обусловленный стержнями, составляет 40% момента инерции маятника? Длина стержня l=0,4 м. Получить решение задачи

85. Однородный диск колеблется около горизонтальной оси (радиус диска R=0,4 м) перпендикулярной плоскости диска и проходящей через одну крайних точек диска. Определить период колебаний диска. Получить решение задачи

86. Из залитого подвала, площадь пола которого равна 50 м2, требуется выкачать воду на мостовую. Глубина воды в подвале 1,5 м, а расстояние до верхнего уровня воды за мостовой 5 м. Найти наименьшую работу, которую необходимо затратить на откачку воды. Получить решение задачи

87. Ударная часть молота копровой установки для забивания свай массой m1 = 600 кг, движущаяся со скоростью υ1 = 4 м/с, падает на сваю массой m2 = 1 т и забивает ее в грунт под фундамент здания. Вычислить глубину h, на которую опускается свая после удара молота, если сила сопротивления F грунта постоянна и равна 9∙104 Н. Удар считать абсолютно неупругим. Получить решение задачи

88. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0,01м2, расстояние между ними d1=5мм. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=3кВ. Какова будет напряжённость Е поля конденсатора если не отключая его от источника напряжения, пластины раздвинуть до расстояния d2=5см? Найти энергии W1 и W2 конденсатора до и после раздвижения пластин. Получить решение задачи

89. Шарик массой 5 г с зарядом 2 мКл подвешен на нити длинной 1 м в горизонтальном электрическом поле с напряжённостью 20 В/м. Шарик сначала удерживают в нижнем положении, а затем отпускают. Найдите силу натяжения нити (в мН) в тот момент, когда шарик поднимается на 20 см выше начального положения g=10м/с2. Получить решение задачи

90. Три одинаковые лампочки, каждая из которых расчитана на напряжение U=4В, соединены параллельно и подключены через реостат к источнику тока с ЭДС E=8В. Лампочки горят в номинальном режиме (т.е. в рабочем состоянии напряжение на них U1 и мощность тока в каждой из них Р1 такие же , как написано на их цоколе). Во сколько раз будет отличаться мощность тока в каждой из лампочек по сравнению с номинальной, если одна из них перегорит, а сопротивление оставшихся будет прежним? Получить решение задачи

91. Движение точки по плоскости задано уравнениями: x = A + Bt2, У = Ct, где А=2м, В=1м/с2, С=3м/с. Найти: 1) зависимость вектора ускорения точки от времени; 2) путь, пройденный точкой за 10 с от начала движения. Получить решение задачи

92. Смесь водорода и азота при температуре Т = 600 К и давлении р = 2,46 МПа занимает объем V = 30 л. Определить массу водорода и массу азота, если общая масса смеси m = 290 г. Получить решение задачи

93. В баллоне объемом V = 22,4 л находится водород при нормальных условиях. После того, как в баллон было дополнительно введено некоторое количество гелия, давление в баллоне возросло до р = 1,25 МПа, а температура не изменилась. Определить массу гелия, введенного в баллон. Получить решение задачи

94. Смесь кислорода и азота находится в сосуде под давлением р = 1,2 МПа. Определить парциальные давления р1 и р2 газов, если масса кислорода составляет 20% массы смеси. Получить решение задачи

95. В сосуде объемом V = 10 л при температуре Т = 450 К находится смесь азота и водорода. Определить давление смеси, если масса азота m1 = 5 г, а масса водорода m2 = 2 г. Получить решение задачи

96. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул газа, находящихся в 1,5 молях гелия при температуре газа Т = 120 К. Получить решение задачи

97. Температура окиси азота (NO) равна 300 К. Определить долю молекул, скорости которых лежат в интервале от υ1 = 820 м/с до υ2= 830 м/с. Получить решение задачи

98. Какая часть молекул сернистого ангидрида (SO2) при температуре t = 2000С обладает скоростями, лежащими в интервале от υ1 = 420 м/с до υ2 = 430 м/с? Получить решение задачи

99. Какая часть от общего числа молекул газа имеет скорости, превышающие наиболее вероятную скорость? Получить решение задачи

100. На какой высоте h от поверхности Земли плотность кислорода уменьшается на 1%? Температура кислорода t = 270С. Получить решение задачи

Готовые решения задач по физике (100 решений часть 25)

1. Какая часть от общего числа N молекул газа имеет скорости, меньшие наиболее вероятной скорости? Получить решение задачи

2. Какая часть молекул азота, находящегося при температуре Т = 400 К, имеет скорости, лежащие в интервале от υв до υв + Δυ, где υв наиболее вероятная скорость, Δυ = 20 м/с? Получить решение задачи

3. Какая часть молекул водорода при температуре t = 00С обладает скоростями от υ1 = 2000 м/с до υ2 = 2100 м/с? Получить решение задачи

4. Какая часть молекул азота, находящегося при температуре Т = 900 К, имеет скорости, лежащие в интервале от υв до υв + Δυ, где υв наиболее вероятная скорость, Δυ = 20 м/с? Получить решение задачи

5. Найти среднюю квадратичную скорость молекул азота при температурах 1000 0С, 0 0С, -270 0С. Получить решение задачи

6. Вычислить среднюю квадратичную скорость молекул CO2 при 0 0С. Получить решение задачи

7. При какой температуре находится азот, если средняя квадратичная скорость его молекул равна 2250 км/ч? Получить решение задачи

8. Найти среднюю арифметическую, среднюю квадратичную и наиболее вероятную скорости при 0 0С для молекул углекислого газа. Получить решение задачи

9. Найти среднюю арифметическую, среднюю квадратичную и наиболее вероятную скорости при 0 0С для молекул кислорода. Получить решение задачи

10. Найти среднюю арифметическую, среднюю квадратичную и наиболее вероятную скорости при 0 0С для молекул водяного пара. Получить решение задачи

11. Найти для газообразного азота температуру, при которой скоростям молекул 300 м/с и 600 м/с соответствуют одинаковые значения функции распределения Максвелла f(υ). Получить решение задачи

12. Определить температуру газа, для которой средняя квадратичная скорость молекул водорода больше их наиболее вероятной скорости на ΔV =540 м/с. Получить решение задачи

13. Найти среднюю длину свободного пробега молекул водорода, находящегося при давлении Р = 1∙10-3 мм рт. ст. и температуре t=−173 0C Получить решение задачи

14. В колбе объемом V = 100 см3 находится 0,5 г азота. Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота. Получить решение задачи

15. Подсчитать среднее число столкновений, которое испытывает за 1 с молекула аргона при температуре Т = 290 К и давлении Р = 0,1 мм рт. ст. Эффективный диаметр молекул аргона d = 2,9∙10-10 м Получить решение задачи

16. Средняя длина свободного пробега молекул водорода при некоторых условиях равна 2 мм. Найти плотность водорода при этих условиях. Получить решение задачи

17. Какова средняя скорость молекул кислорода при нормальных условиях, если известно, что средняя длина свободного пробега молекулы кислорода при этих условиях λ = 100 нм? Получить решение задачи

18. В сосуде объемом V = 5 л находится 0,5 г азота. Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота при данных условиях. Получить решение задачи

19. Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота в сосуде объемом V = 5 л. Масса газа m = 0,5 г. Получить решение задачи

20. Какова средняя скорость молекул водорода при нормальных условиях, если известно, что средняя длина свободного пробега молекулы водорода при этих условиях λ = 100 нм? Получить решение задачи

21. При нормальных условиях длина свободного пробега молекул водорода равна 0,112 пм. Определить диаметр d молекул водорода. Получить решение задачи

22. Сколько столкновений происходит в среднем за 1 с между молекулами водорода в объеме V = 1 см3, если плотность водорода ρ = 8,5∙10-2 кг/м3 и температура t = 00С? Получить решение задачи

23. В баллоне, объем которого V = 2,53 л, содержится углекислый газ (СО2). Температура газа t =1270С, давление Р = 100 мм.рт.ст. Найти количество молекул в баллоне и среднее число столкновений между молекулами в течение 1 с. Получить решение задачи

24. Вычислить эффективный диаметр молекул азота, если его критическая температура 126 К, критическое давление 3,40 МПа. Получить решение задачи

25. Определить, сколько ядер в 1 г радиоактивного 9038Sr распадается в течение одного года. Получить решение задачи

26. Две частицы движутся навстречу друг другу со скоростями: 1) υ=0,5 с и u=0,75 с; 2) υ=с и u=0,75 с. Найти их относительную скорость в первом и во втором случаях. Получить решение задачи

27. Молот массой 70 кг надает с высоты 5 м в ударяет по железному изделию, лежащему на наковальне. Масса наковальни вместе с изделием 1330 кг. Считая удар абсолютно неупругим, определить энергию, расходуемую на деформацию изделия. Систему молот – изделие – наковальня считать замкнутой. Получить решение задачи

28. Тело массой 1 кг под действием постоянной силы движется прямолинейно. Зависимость пути, пройденного телом, от времени задана уравнением s=2t2+4t+1. Определить работу силы за 10 с с начала ее действия и зависимость кинетической энергии от времени. Получить решение задачи

29. Объем аргона, находящегося при давлении 80 кПа, увеличился от 1 до 2 л. На сколько изменится внутренняя энергия газа, если расширение производилось: а) изобарно; б) адиабатно. Получить решение задачи

30. В углах при основании равнобедренного треугольника с боковой стороной 8 см расположены заряды Q1, и Q2. Определить силу, действующую на заряд 1 нКл, помещенный в вершине треугольника. Угол при вершине 120°. Рассмотреть случаи: а) Q1= Q2 = 2нКл б) Q1= −Q2 = 2нКл Получить решение задачи

31. Электродвижущая сила батареи равна 20 В. Коэффициент полезного действия батареи составляет 0,8 при силе тока 4 А. Чему равно внутреннее сопротивление батареи? Получить решение задачи

32. Соленоид длиной 20 см и диаметром 4 см имеет плотную трехслойную обмотку из провода диаметром 0,1 мм. По обмотке соленоида течет ток 0,1 А. Зависимость B=f(H) для материала сердечника приведена на рис. Определить напряженность и ин¬дукцию поля в соленоиде, магнитную проницаемость сердечника, индуктивность соленоида, энергию и объемную плотность энер¬гии поля соленоида. Получить решение задачи

33. Материальная точка массой 10 г совершает гармоническое колебание с периодом 1 с. Определить амплитуду колебаний, максимальные скорость и ускорение колеблющейся точки, если полная энергия точки равна 0,02 Дж. Получить решение задачи

34. Масса движущегося электрона в три раза больше его массы покоя. Чему равна минимальная неопределенность координаты электрона? Получить решение задачи

35. Полоний имеет простую кубическую решетку. Постоянная решетки равна 0,334 нм. Вычислить плотность полония. Получить решение задачи

36. Молярная изохорная теплоемкость аргона при температуре 4 К равна 0,174 Дж/моль∙К. Определить значение молярной изохорной теплоемкости аргона при температуре 2 К. Получить решение задачи

37. Дебаевская температура кристалла равна 150 К. Определить максимальную частоту колебаний кристаллической решетки. Сколько фононов такой частоты возбуждается в среднем в кристалле при температуре 300 К? Получить решение задачи

38. Определить концентрацию дырок в полупроводнике германия при такой температуре, когда его удельное сопротивление равно 0,5 Ом∙м, если подвижности электронов и дырок соответственно равны 0,40 и 0,20 м2/(В∙с) Получить решение задачи

39. Какова концентрация одновалентных ионов в воздухе, если при напряженности поля 30 В/м плотность тока j=1,6∙10-6А/м2? Подвижности ионов b+ = 1,4∙10-4 м2/(В∙с), b− = 1,2∙10-4 м2/(В∙с) Получить решение задачи

40. Материальная точка массой 10 г совершает гармонические колебания с периодом 1 с. Начальная фаза колебаний 300. Определить амплитуду колебаний, максимальные скорость и ускорение колеблющейся точки, если максимальная кинетическая энергия равна 0,02 Дж. Получить решение задачи

41. Разность потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре изменяется со временем по закону U=100sin1000πt. Электроемкость конденсатора 0,5 мкФ. Определить период собственных колебаний, индуктивность, энергию контура и максимальную силу тока, текущего по катушке индуктивности. Получить решение задачи

42. Определить энергию, переносимую плоской синусоидальной элек¬тромагнитной волной, распространяющейся в вакууме, за 1 с сквозь поверхность площадью 1 м2, расположенную перпендикулярно по направлению распространения волны. Амплитуда напряженности элек¬трического поля волны 5 мВ/м. Период волны T < < t. Получить решение задачи

43. В черенковском счетчике из каменной соли релятивистские протоны излучают в фиолетовом участке спектра в конусе с раствором 98°80. Определить кинетическую энергию протонов. Длина волны фиолетовых лучей 0,4 мкм. Коэффициент преломления для этого участка спектра 1,54. Получить решение задачи

44. Определить удельные теплоемкости сp и сv газообразной окиси углерода СО. Получить решение задачи

45. Известны удельные теплоемкости сv = 649 Дж/(кг∙К); сp = 912 Дж/(кг∙К). Определить молярную массу газа и число степеней свободы его молекул. Получить решение задачи

46. Определить удельные теплоемкости сv и сp для газа, состоящего из 85% кислорода (О2) и 15% озона (О3). Получить решение задачи

47. При изобарическом нагревании от температуры t1 = 00С до температуры t2 = 100 0С моль идеального газа поглощает Q = 3,32 кДж тепла. Определить значение γ=Сp/Cv. Получить решение задачи

48. Найти отношение γ=Сp/Cv для газовой смеси, состоящей из 8 г гелия и 16 г кислорода. Получить решение задачи

49. Удельная теплоемкость cv газовой смеси, состоящей из одного киломоля кислорода и нескольких киломолей аргона, равняется 430 Дж/(кг∙К). Какая масса аргона находится в данной смеси? Получить решение задачи

50. Чему равны удельные теплоемкости cv и cp некоторого двухатомного газа, если плотность этого газа при нормальных условиях ρ = 1,43 кг/м3? Получить решение задачи

51. Для некоторого двухатомного газа удельная теплоемкость при постоянном давлении cp = 15∙103 Дж/(кг∙К). Чему равна масса одного киломоля этого газа? Получить решение задачи

52. В сосуде объемом V = 6 л находится двухатомный газ при нормальных условиях. Определить теплоемкость Сv этого газа при постоянном объеме. Получить решение задачи

53. Найти удельные теплоемкости азота и гелия при постоянном объеме и давлении. Получить решение задачи

54. Определить молярные теплоемкости Сp и Сv смеси двух газов – одноатомного и двухатомного. Количество вещества ν1 одноатомного и ν2 – двухатомного газов соответственно равны 0,4 моля и 0,2 моля. Получить решение задачи

55. Определить удельные теплоемкости сv и сp водорода, в котором половина молекул распалась на атомы. Получить решение задачи

56. В сосуде находится смесь двух газов – кислорода массой m1 = 6 г и азота массой m2 = 3 г. Определить удельные теплоемкости сv и сp такой газовой смеси. Получить решение задачи

57. Одноатомный газ, количество вещества ν1 которого равно 2 моля, смешан с трехатомным газом, количество вещества ν2 которого равно 3 моля. Определить молярные теплоемкости Сv и Сp этой смеси. Получить решение задачи

58. Смесь двух газов состоит из гелия массой m1 = 5 г и водорода массой m2 = 2 г. Найти отношение теплоемкостей Сp/Сv этой смеси Получить решение задачи

59. Найти молярные теплоемкости Сv и Сp смеси кислорода массой m1 = 2,5 г и азота массой m2 = 1 г. Получить решение задачи

60. Кислород массой m = 200 г занимает объем V1 = 100 л и находится под давлением Р1 = 200 кПа. При нагревании газ расширяется при постоянном давлении до объема V2 = 300 л, а затем его давление возрастает до Р2 = 500 кПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии газа, совершенную им работу и количество теплоты, переданное газу. Получить решение задачи

61. При изобарическом расширении двухатомного газа была совершена работа А = 160 Дж. Какое количество тепла было сообщено газу? Получить решение задачи

62. Газ, занимающий объем V = 5 л, находящийся под давлением Р = 2∙105 Па и при температуре t = 170С, был нагрет и расширялся изобарически. Работа расширения газа А = 200 Дж. На сколько градусов нагрет газ? Получить решение задачи

63. Найти работу, совершенную при изотермическом расширении азота массой m = 10,5 г от давления Р1 = 2,5∙105 Па до давления Р2 = 105 Па. Температура газа t = −230С. Получить решение задачи

64. Гелий объемом V1 = 1 л, находящийся при нормальных условиях, изотермически расширяется за счет полученного извне тепла до объема V2 = 2∙V1. Найти работу, совершенную газом при расширении, а также количество теплоты, сообщенное газу. Получить решение задачи

65. Объем водорода при изотермическом расширении увеличился в 3 раза. Определить работу А, совершенную газом, и количество теплоты Q, полученное им при этом. Масса водорода равна 200 г, температура 27 0С. Получить решение задачи

66. Водород массой m = 400 г, имевший температуру Т = 300 К, адиабатически расширился, увеличив свой объем в 3 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в 2 раза. Определить полную работу А, совершенную газом, и конечную температуру Т газа. Получить решение задачи

67. Азот массой m = 0,4 кг был изобарически нагрет от температуры Т1 = 200 К до температуры Т2 = 300 К. Определить работу А, совершенную газом, полученное им количество теплоты Q и изменение ΔU внутренней энергии азота. Получить решение задачи

68. В сосуде при температуре t = 20°C и давлении р = 0,2 МПа содержится смесь газов – кислорода массой m1 =16 г и азота массой m2 = 21 г. Определить плотность смеси. Получить решение задачи

69. Определить наиболее вероятную скорость молекул газа, плотность которого при давлении 40 кПа составляет 0,35 кг/м3. Получить решение задачи

70. Воспользовавшись законом распределения идеального газа по относительным скоростям, определить, какая доля молекул кислорода, находящегося при температуре t=0 0C имеет скорости от 100 до 110 м/с. Получить решение задачи

71. На какой высоте плотность воздуха в два раза меньше, чем плотность на уровне моря? Считать, что температура воздуха везде одинакова и равна 273 К. Получить решение задачи

72. Определить среднюю продолжительность свободного пробега молекул водорода при температуре 300 К и давлении 5 кПа. Эффективный диаметр молекул принять равным 0,28 нм. Получить решение задачи

73. Азот массой 1 кг находится при температуре 280 К. Определить: 1) внутреннюю энергию молекул азота; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул азота. Газ считать идеальным. Получить решение задачи

74. Водород массой 20 г был нагрет на 100 К при постоянном давлении. Определить: 1) количество теплоты, переданной газу; 2) приращение внутренней энергии газа; 3) работу расширения газа. Получить решение задачи

75. Кислород объемом 2 л находится под давлением 1 МПа. Определить, какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы увеличить его давление вдвое в результате изохорного процесса. Получить решение задачи

76. Некоторый газ массой 2 кг находится при температуре 300 К под давлением 0,5 МПа. В результате изотермического сжатия давление увеличилось в три раза. Работа, затраченная на сжатие, А = −1,37 кДж. Определить: 1) какой это газ; 2) первоначальную плотность газа. Получить решение задачи

77. Двухатомный идеальный газ занимает объем V1 = 1 л и находится под давлением p1 = 0,1 МПа. После адиабатического сжатия газ характеризуется объемом V2 и давлением p2. В результате последующего изохорного процесса газ охлаждается до первоначальной температуры, а его давление становится равным p3 = 0,2 МПа. Определить: 1) объем V2; 2) давление p2. Получить решение задачи

78. Тепловая машина, совершая обратимый цикл Карно, за один цикл совершает работу 1 кДж. Температура нагревателя 400 К а холодильника 300 К. Определить: 1) к.п.д. машины; 2) количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за цикл; 3) количество теплоты, отдаваемой холодильнику. Получить решение задачи

79. Кислород массой m = 250 г, имевший температуру Т1 = 200 К, был адиабатически сжат. При этом была совершена работа А = 25 кДж. Определить конечную температуру газа. Получить решение задачи

80. Во сколько раз увеличился объем 0,4 молей водорода при изотермическом расширении, если при этом газ получил количество теплоты Q = 800 Дж. Температура водорода Т = 300 К. Получить решение задачи

81. В баллоне при температуре Т1 = 145 К и давлении р1 = 2 МПа находится кислород. Определить температуру Т2 и давление р2 кислорода после того, как из баллона будет очень быстро выпущена половина газа. Получить решение задачи

82. Газ, совершающий цикл Карно, отдал холодильнику количество теплоты Q2 = 14 кДж. Определить температуру Т1 нагревателя, если при температуре холодильника Т2 = 280 К работа цикла А = 6 кДж. Получить решение задачи

83. Газ, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от нагревателя количество теплоты Q1 = 4,38 кДж и совершил при этом работу А = 2,4 кДж. Определить температуру нагревателя, если температура холодильника Т2 = 273 К. Получить решение задачи

84. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла Карно при повышении температуры нагревателя от Т1 = 380 К до Т’1 = 560 К? Температура холодильника Т2 = 280 К. Получить решение задачи

85. Газ, совершающий цикл Карно, получает количество теплоты Q1 = 84 кДж. Какую работу А совершает газ, если температура Т1 нагревателя в три раза выше температуры Т2 холодильника? Получить решение задачи

86. Совершая цикл Карно, газ получил от нагревателя количество теплоты Q1 = 500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Температура нагревателя Т1 = 400 К. Определить температуру холодильника. Получить решение задачи

87. Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя Т1 = 500 К. Определить к.п.д. цикла и температуру Т2 холодильника, если за счет количества теплоты Q1 = 1 кДж, полученной от нагревателя, машина совершает работу А = 350 Дж. Получить решение задачи

88. Газ, совершающий цикл Карно, отдал холодильнику количество теплоты Q2 = 14 кДж. Определить температуру Т1 нагревателя, если при температуре холодильника Т2 = 280 К работа цикла А = 10 кДж. Получить решение задачи

89. Газ, совершающий цикл Карно, получает количество теплоты Q = 84 кДж. Какую работу совершает газ, если температура Т1 нагревателя в два раза выше температуры холодильника Т2? Получить решение задачи

90. Газ, совершающий цикл Карно, отдал холодильнику 76% теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру холодильника Т2, если температура нагревателя Т1 = 400 К. Получить решение задачи

91. Определить работу А2 изотермического сжатия газа, совершающего цикл Карно, к.п.д. которого η = 0,4, если работа изотермического расширения А1 = 18 Дж. Получить решение задачи

92. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, и за один круговой процесс газ совершает работу 980 кДж. К.п.д. цикла составляет 38%. Определить количество теплоты, переданное холодильнику. Получить решение задачи

93. Найти изменение энтропии при изобарическом расширении гелия массой m = 8 г от объема V1 = 10 л до объема V2 = 25 л. Получить решение задачи

94 Найти изменение энтропии при изотермическом расширении водорода массой m = 6 г, если давление изменяется от Р1 = 105 Па до Р2 = 0,5∙105 Па. Получить решение задачи

95. Определить молярную массу М двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность cp–сv удельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж/(кг∙К). Получить решение задачи

96. Найти удельные сp и сv, а также молярные Сp и Сv теплоемкости углекислого газа. Получить решение задачи

97. При нормальных условиях длина свободного пробега <λ> молекулы водорода равна 0,160 мкм. Определить диаметр d молекулы водорода. Получить решение задачи

98. Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V=50 л при его изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на ΔP = 0,5МПа. Получить решение задачи

99. При изотермическом расширении азота при температуре Т = 280 К объем его увеличился в два раза. Определить 1) совершенную при расширении газа работу А; 2) изменение ΔU внутренней энергии; 3) количество теплоты Q, полученное газом. Масса азота m = 0,20 кг. Получить решение задачи

100. Во сколько раз увеличится объем водорода, содержащий количество вещества ν=0,4моль при изотермическом расширении, если при этом газ получит теплоту Q =800 Дж? Температура водорода Т =300 К. Получить решение задачи

Готовые решения задач по физике (100 решений часть 26)

1. Какая доля ω1 количества теплоты Q, подводимого к идеальному двухатомному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение ΔU внутренней энергии газа и какая доля ω2 – на работу А расширения? Рассмотреть три случая, если газ: 1) одноатомный; 2) двухатомный; 3) трехатомный. Получить решение задачи

2. Идеальный газ совершает цикл Карно при температурах теплоприемника T2=290 К и теплоотдатчика T1 = 400 К. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла, если температура теплоотдатчика возрастет до T1’ = 600 К? Получить решение задачи

3. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т1 теплоотдатчика в четыре раза (n=4) больше температуры теплоприемника. Какую долю ω количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст теплоприемнику? Получить решение задачи

4. Какую работу А надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объём от V1 = 8 см3 до V2 =16 см3? Считать процесс изотермическим. Получить решение задачи

5. Определить давление p внутри воздушного пузырька диаметром d = 4 мм, находящегося в воде у самой ее поверхности. Считать атмосферное давление нормальным. Получить решение задачи

6. Пространство между двумя стеклянными параллельными пластинками с площадью поверхности S = 100 см2 каждая, расположенными на расстоянии L = 20 мкм друг от друга, заполнено водой. Определить силу F, прижимающую пластинки друг к другу. Считать мениск вогнутым с диаметром d, равным расстоянию между пластинками. Получить решение задачи

7. В воду опущена на очень малую глубину стеклянная трубка с диаметром канала d=1мм. Определить массу m воды, вошедшей в трубку. Получить решение задачи

8. Воздушный пузырек диаметром d = 2,2 мкм находится в воде у самой ее поверхности. Определить плотность ρ воздуха в пузырьке, если воздух над поверхностью воды находится при нормальных условиях. Получить решение задачи

9. Кинетическая энергия электрона равна 1,02 МэВ. Вычислить длину волны де Бройля этого электрона. Получить решение задачи

10. Используя соотношение неопределенностей Гейзенберга, показать, что ядра атомов не могут содержать электронов. Считать радиус ядра равным 10-13 см Получить решение задачи

11. Электрон находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной 1 нм в возбужденном состоянии. Определить минимальное, значение энергии электрона и вероятность нахождения электрона в интервале 0 < x < l/3 второго энергетического уровня. Получить решение задачи

12. Граничная длина волны К α -серии характеристического рентгеновского излучения для некоторого элемента равна 0,0205 нм. Определить этот-элемент. Получить решение задачи

13. На поверхность воды падает узкий монохроматический пучок γ-лучей с длиной волны 0,775 пм. На какой глубине интенсивность γ-лучей уменьшится в 100 раз! Получить решение задачи

14. Вычислить в мегаэлектрон-вольтах энергию ядерной реакции: 59 27Co + 1 0n →60 27Co + γ Выделяется или поглощается энергия при этой реакции? Получить решение задачи

15. Медь имеет гранецентрированную кубическую решетку. Расстояние между ближайшими атомами меди 0,255 нм. Определить плотность меди и параметр решетки. Получить решение задачи

16. Кристаллический алюминий массой 10 г нагревается от 10 до 20 К. Пользуясь теорией Дебая, определить количество теплоты, необходимое для нагревания. Характеристическая температура Дебая для алюминия равна 418 К. Считать, что условие T<<Θ D выполняется. Получить решение задачи

17. С поверхности бесконечного равномерно заряженного (τ = 50 нКл/м) прямого цилиндра вылетает α – частица (υ0 = 0). Определить кинетическую энергию Т 2 α- частицы в точке 2 на расстоянии 8R от поверхности цилиндра. Получить решение задачи

18. Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью υ0 = 107 м/с. Напряженность поля в конденсаторе Е=100 В/cм, длина конденсатора l=5см. Найти модуль и направление скорости электрона в момент вылета из конденсатора. На сколько отклонится электрон от первоначального направления? Получить решение задачи

19. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин S равной 500 см2, подключён к источнику тока, ЭДС которого равна ε = 300В. Определить работу А внешних сил по раздвижению пластин от расстояния d1 = 1см до d2 =3 см в двух случаях: 1) пластины перед раздвижением отключались от источника тока; 2) пластины в процессе раздвижения остаются подключёнными к нему. Получить решение задачи

20. Найдите заряд на конденсаторе в схеме, изображенной на рисунке. Получить решение задачи

21. По проводнику сопротивлением R=3 Ом течет ток, сила которого возрастает. Количество теплоты Q, выделившееся в проводнике за время τ = 8с, равно 200 Дж. Определить количество электричества q, протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, сила тока в проводнике равна нулю. Получить решение задачи

22. Найти силу тока во всех участках цепи, представленной на рисунке. (ξ1 =2,1 В, ξ2 = 1,9 В, R1 = 45 Ом, R2 = 10 Ом и R3 = 10 Ом). Внутренним сопротивлением элементов пренебречь. Получить решение задачи

23. Рядом с длинным прямым проводом MN, по которому течёт ток силой I1, расположена квадратная рамка со стороной b, обтекаемая током силой I2. Рамка лежит в одной плоскости с проводником MN, так что её сторона, ближайшая к проводу, находится от него на расстоянии a. Определить магнитную силу, действующую на рамку. Получить решение задачи

24. Электрон, влетев в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,2 Тл, стал двигаться по окружности радиуса R = 5 см. Определить магнитный момент Pm эквивалентного кругового тока. Получить решение задачи

25. В одной плоскости с бесконечно длинным прямым проводом, по которому течёт ток I =50 А, расположена прямоугольная рамка так, что две большие стороны её длиной l=65 см параллельны проводу, а расстояние от провода до ближайшей из этих сторон равно её ширине. Каков магнитный поток Ф, пронизывающий рамку? Получить решение задачи

26. В однородном магнитном поле (В = 0,2Тл) равномерно с частотой ν=600мин-1 вращается рамка, содержащая N = 1200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S = 100 см2. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определите максимальную ЭДС, индуцируемую в рамке. Получить решение задачи

27. Частица совершает гармонические колебания вдоль оси х около положения равновесия x=0, частота колебания ω0=4с-1. В некоторый момент времени координата частицы x0 = 25 см и ее скорость υ0 = 100 см/с. Найти координату x и скорость υ частицы через t = 2,4 с после этого момента. Получить решение задачи

28. Точка совершает гармонические колебания вдоль некоторой прямой с периодом Т = 0,6 с и амплитудой А = 10 см. Найти среднюю скорость точки за время, в течении которого она проходит путь А/2: а) из положения равновесия; б) из крайнего положения. Получить решение задачи

29. Найти амплитуду и начальную фазу результирующего колебания, возникающего при сложении двух одинаково направленных колебаний, выражаемых уравнениями: х1 = 3cos(ωt + π/3) см, х2 = 8sin(ωt + π/3) см. Написать уравнение результирующего колебания. Получить решение задачи

30. Тело массой m = 5 г совершает затухающие колебания. В течении времени t =50 с тело потеряло 60 % своей энергии. Определить коэффициент сопротивления r. Получить решение задачи

31. Тело массой m=10 г совершает затухающие колебания с максимальным значением амплитуды 7см, начальной фазой, равной нулю, коэффициентом затухания, равным 1,6 с-1. На это тело начала действовать внешняя периодическая сила, под действием которой установились вынужденные колебания. Уравнение вынужденных колебаний имеет вид x=5sin(10πt-0,75π)см. Найти: 1) уравнение свободных колебаний; 2) уравнение внешней периодической силы. Получить решение задачи

32. Омическое сопротивление контура R =102Ом, индуктивность L = 10-2Гн, ёмкость С = 10-6 Ф. Определить силу тока в контуре в момент времени t = 5∙10-5с, если при t = 0 заряд на конденсаторе q0 = 10-5 Кл, а начальная сила тока равна нулю. Получить решение задачи

33. В цепи, состоящей из последовательно соединённых резистора R=20 Ом, катушки индуктивностью L =1мГн и конденсатора ёмкостью С =0,1мкФ, действует синусоидальная ЭДС. Определите частоту ω ЭДС, при которой в цепи наступит резонанс. Найти действующие значения силы тока I и напряжений UR, UL, UC на всех элементах цепи при резонансе, если при этом действующее значение ЭДС E = 30B. Получить решение задачи

34. Движение частицы в плоскости ХУ описывается кинематическими уравнениями: x = At ; y = At(1 – Bt), где А и В – константы. Определить: 1) уравнение траектории y = f (x); 2) векторы скорости, ускорения и их численные значения; 3) вектор средней скорости за первые τ секунд движения и его модуль. Получить решение задачи

35. Маховик, вращающийся с постоянной частотой n0 = 10 об/c, при торможении начал вращаться равнозамедленно. Когда торможение прекратилось, частота вращения оказалась равной n = 6 об/c. Определить угловое ускорение ε маховика и продолжительность t торможения, если за время равнозамедленного движения маховик сделал N = 50об. Получить решение задачи

36. В системе, показанной на рисунке, массы тел равны m0; m1 и m2, трения нет, массы блоков пренебрежимо малы. Найти ускорение тела массой m0 относительно стола и ускорения грузов m1 и m2 относительно подвижного блока. Получить решение задачи

37. Пуля массой m=15г, летящая с горизонтальной скоростью υ=500м/с, попадает в баллистический маятник M=6 кг и застревает в нем. Определить высоту h, на которую поднимется маятник, откачнувшись после удара. Получить решение задачи

38. Частица совершает перемещение в плоскости ХУ из точки с координатами (1,2)м в точку с координатами (2,3)м под действием силы F = (3i + 4j) Н. Определить работу данной силы. Получить решение задачи

39. Найти скорость, ускорение и уравнение траектории тела, координаты которого следующим образом зависят от времени: x = c∙t2; y = b∙t2, где постоянные величины с>0 и b>0. Получить решение задачи

40. Зависимость пройденного телом пути s от времени t дается уравнением s = A+B∙t+C∙t2+D∙t3, где С = 0,14 м/с2, D = 0,01 м/с3. Через сколько времени после начала движения ускорение тела будет равно 1 м/с2? Получить решение задачи

41. Кинематические уравнения движения двух материальных точек имеют вид: x1 = A1+B1∙t +C1∙t2 и x2 = A2 + B2∙t +C2∙t2, где A1 = 10 м; B1 = 1 м/с; C1 = 2 м/c2; A2= 3 м; B2= 2 м/с; C2= 0,2 м/с2. В какой момент времени скорости этих точек будут одинаковы? Найти ускорения точек в момент времени t = 3 с. Получить решение задачи

42. Радиус-вектор материальной точки меняется со временем по закону r = c∙t∙i+k∙t2∙j, где с = 3 м/с и k = 1м/с2, а i и j орты осей х и у. Найти уравнение траектории точки, модуль ее скорости и модуль ускорения в момент времени t1 = 3 c. Получить решение задачи

43. Уравнение движения тела S = A – B∙t +С∙t2, где А = 8 м, В = 4 м/с, С = 3 м/с2. Определить среднюю скорость и среднее ускорение тела в промежутке времени от 2 до 4 с. Получить решение задачи

44. Два тела движутся равномерно навстречу друг другу. Расстояние между ними уменьшается за каждые 4 с на 12 м. Определить скорости этих тел, если они будут двигаться с теми же скоростями в одном направлении, а расстояние между ними будет увеличиваться за каждые 2 с на 2 м. Получить решение задачи

45. Учитывая только вращение Земли вокруг оси, определить линейную скорость и ускорение точки, находящейся на поверхности Земли в Петербурге на широте 600. Радиус Земли 6400 км. Получить решение задачи

46. Точка движется по прямой согласно уравнению: x = А∙t + В∙t3, где А = 6 м/с, В = - 0,125 м/с3. Определите среднюю скорость точки в интервале времени от t1= 2 c до t2 = 6 c. Получить решение задачи

47. Материальная точка движется прямолинейно. Уравнение движения имеет вид x = А∙t + В∙t3, где А = 3 м/с, В = 0,06 м/с3. Найти скорость V и ускорение а точки в моменты времени t1 = 0 и t2 = 3 c. Каковы средние значения скорости < V > и ускорения < a > за первые 3 с движения? Получить решение задачи

48. Частица движется в плоскости ху из точки с координатами х = у = 0 со скоростью V=A∙i+B∙j, где А и В – положительные постоянные, i и j – орты осей х и у. Найти уравнение траектории частицы. Получить решение задачи

49. Точка движется замедленно по прямой с ускорением, модуль которого зависит от скорости по закону a = bV, где b = 1 м1/2/c3/2. В начальный момент времени скорость точки V0= 9 м/с. Сколько времени будет двигаться точка до полной остановки? Получить решение задачи

50. По прямой линии движутся две материальные точки согласно уравнениям: x1 = A1 + B1∙t + C1∙t2 и x2 = A2 + B2∙t + C2∙t2, где A1 = 10 м; B1 =-2 м/с; C1 = 3 м/c2; A2= 5 м; B2= 3 м/с; C2= 0,4 м/с2. В какой момент времени t скорости этих точек будут одинаковы? Найти ускорения точек в момент времени t = 3 с. Получить решение задачи

51. Колесо детского велосипеда радиусом 12 см вращается с постоянным угловым ускорением 3,14 рад/с2. Определить для точек, лежащих на ободе колеса, к концу второй секунды после начала движения: 1) угловую скорость; 2) линейную скорость; 3) тангенциальное, нормальное и полное ускорения; 4) угол между радиус-вектором и направлением полного ускорения. Получить решение задачи

52. В момент времени t = 0 частица начинает двигаться из начала координат в положительном направлении оси х. Ее скорость меняется со временем по закону V=V0∙(1- t/τ), где V0 – вектор начальной скорости, модуль которого V0 = 10 см/с; τ = 5 c. Найти путь, пройденный частицей за первые 4 с. Получить решение задачи

53. Материальная точка движется по окружности радиуса R = 0,1 м согласно уравнению φ = A + B∙t +С∙t3, где А = 10 рад; В = 20 рад/с; С = -2 рад/с2. Определить полное ускорение точки в момент времени t = 1 c. Получить решение задачи

54. Найти полное ускорение в момент времени t = 3 с точки, находящейся на ободе колеса радиусом R = 0,5 м, вращающегося согласно уравнению φ = A∙t + B∙t3, где А = 2 рад/с, B = 0,2 рад/с3.Получить решение задачи

55. Точка движется по окружности с угловой скоростью ω=A∙t∙i+B∙t2∙j, где А = 0,5 рад/с2; В = 0,06 рад/с3; i, j – орты осей х и у. Найти модули угловой скорости и углового ускорения в момент времени t = 10 с. Получить решение задачи

56. Точка движется по плоскости так, что ее тангенциальное ускорение равняется 4 м/с2. Нормальное ускорение зависит от времени по закону аn = b∙t4, где b = 2 м/с6; а = 4 м/с2. Найти радиус кривизны траектории в момент времени t = 2 с, если в начальный момент времени t0 = 0 точка покоилась. Получить решение задачи

57. Материальная точка начинает двигаться по окружности с угловым ускорением ε = k∙t, где k= 4 рад/с3. Определить угловую скорость точки в момент времени t1 = 2 c. Получить решение задачи

58. Точка движется по окружности радиусом R = 1,2 м. Уравнение движения точки: φ = At + Bt3, где А = 0,5 рад/с, B = 0,2 рад/с3. Определить тангенциальное, нормальное и полное ускорения точки в момент времени t = 4 с. Получить решение задачи

59. Потенциальная энергия частицы имеет вид U=a(x/y – y/z), где a – константа. Найти: а) силу F действующую на частицу; б) работу А, совершаемую над частицей силами поля при её перемещении из точки М(1,1,1) в точку N(2,2,3). Получить решение задачи

60. Через блок в виде диска массой m0 перекинута нить, к концам которой прикреплены грузы массами m1 и m2 (m2 > m1). Найти ускорение грузов. Трением пренебречь. Получить решение задачи

61. Однородный шар скатывается без скольжения с наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол α. Найдите ускорение центра инерции шара. Получить решение задачи

62. Тонкий стержень массой m и длиной L подвешен за один конец и может вращаться без трения. К той же оси подвешен на нити l шарик такой же массы. Шарик отклоняется на некоторый угол и отпускается. При какой длине нити шарик после удара о стержень остановится? Удар абсолютно упругий. Получить решение задачи

63. В сосуде объёмом V = 5 л находится азот массой m = 1,4 г при температуре Т = 1800 К. Найти давление газа, имея в виду, что при этой температуре η=30% молекул диссоциировано на атомы. Получить решение задачи

64. На какой высоте давление воздуха составляет 60 % от давления на уровне моря? Считать температуру воздуха везде одинаковой и равной 10 0С. Получить решение задачи

65. Найти среднюю продолжительность свободного пробега молекул кислорода при температуре Т = 250 К и давлении P =100 Па. Получить решение задачи

66. Определить отношение удельных теплоёмкостей γ для смеси газов, содержащей гелий массой m1=8 г и водород массой m2 = 2 г. Получить решение задачи

67. Идеальный газ с γ =1,4 расширяется изотермически от объёма V1 = 0,1 м3 до объёма V2 = 0,3 м3. Конечное давление газа P2 = 2∙105 Па. Определить приращение внутренней энергии газа, совершённую газом работу и количество теплоты, полученное газом. Получить решение задачи

68. При адиабатном расширении (ν = 2 моль) кислорода, находящегося при нормальных условиях, его объём увеличился в n = 3 раза. Определить изменение внутренней энергии газа и работу расширения газа. Получить решение задачи

69. Зависимость потенциальной энергии П тела в центральном силовом поле от расстояния r задается функцией П( r) = A/r2 – B/r, где А и В – положительные постоянные. Определите значение r, при котором сила, действующая на тело, максимальна. Получить решение задачи

70. Энергозатраты на откачку воды из подвала глубиной h = 2 м, длиной а = 10 м и шириной b = 6 м составили Е = 2 МДж. Определите коэффициент полезного действия η насоса, если уровень воды составлял Н = 0,8 м от дна подвала. Плотность воды ρ = 1 г/см3. Получить решение задачи

71. Подъемный кран поднимает груз массой m = 3 т с ускорением а = 0,5 м/с2. Определите среднюю мощность крана за время от t1 = 4 с до t2 = 8 с, если коэффициент полезного действия крана η = 40 %. Получить решение задачи

72. Шар, положенный на верхний конец спиральной пружины, сжимает пружину на х0 = 2 мм. Определите, насколько сожмет пружину этот же шар, брошенный вертикально вниз с высоты h = 15 см со скоростью υ0 = 1,5 м/с. Удар шара о пружину считать абсолютно упругим. Получить решение задачи

73. Шарик массой m1 = 16 г, движущийся горизонтально, столкнулся с шаром массой m2 = 0,8 кг, висящим на прямом недеформируемом и невесомом стержне длиной l = 1,7 м. Считая удар упругим, определите скорость шарика υ1, если угол отклонения стержня после удара α = 20°. Получить решение задачи

74. Стальной шарик массой m = 20 г положен на пружинные весы массой М = 40 г. При этом чашка весов отклонилась на х0 = 3 см. Определите максимальное показание х весов, если шарик бросить на весы без начальной скорости с высоты h = 40 см, и после удара он подпрыгнул на высоту h1 = 17 см. Удар считать абсолютно упругим. Получить решение задачи

75. Нa край тележки массой М = 6 кг, движущейся горизонтально без трения с постоянной скоростью υ = 2 м/с, опускают с небольшой высоты короткий брусок массой m = 1 кг. Коэффициент трения между бруском и тележкой f = 0,4. Определите, на какое расстояние s переместится брусок по тележке; какое количество теплоты Q при этом выделится? Получить решение задачи

76. Шар, движущийся со скоростью υ1 налетает на покоящийся шар, масса которого в n = 1,5 раза больше первого. Определите отношение скорости υ’1 первого шара и скорости υ’2 второго шара после удара. Удар считать упругим, центральным и прямым. Получить решение задачи

77. Два свинцовых шара массами m1 = 2 кг и m2 = 3 кг подвешены на нитях длиной l = 70 см. Первоначально шары соприкасаются между собой, затем меньший шар отклонили на угол α = 60° и отпустили (см. рисунок). Считая удар центральным и неупругим, определите: 1) высоту h, на которую поднимутся шары после удара; 2) энергию ΔТ, израсходованную на деформацию шаров при ударе. Получить решение задачи

78. Определите момент инерции однородного сплошного цилиндра массой m и радиусом R относительно его геометрической оси. Получить решение задачи

79. Определите момент инерции J сплошного шара радиусом R и массой m относительно оси, отстоящей от центра шара на расстоянии а = R/3 и параллельной оси, проходящей через центр шара. Получить решение задачи

80. Определите момент инерции J однородной прямоугольной пластинки массой 500 г со сторонами a = 20 см и b = 30 см относительно оси, проходящей через геометрический центр пластинки и параллельно большей его стороне. Получить решение задачи

81. К стержню длиной l = 0,5 м и массой m = 0,3 кг приварен цилиндр массой М= 1,2 кг и радиусом R = 0,25 м. Определите момент инерции J системы относительно оси OO', проходящей через незакрепленный конец стержня параллельно образующей цилиндра. Получить решение задачи

82. Сравните кинетические энергии двух шаров с одинаковыми плотностями, катящихся но плоскости с одинаковой скоростью, если радиус второго шара в n = 3 раза меньше радиуса первого. Получить решение задачи

83. Шар и сплошной цилиндр, изготовленные из одного и того же материала, одинаковой массы и одинакового радиуса, катятся без скольжения с одинаковой скоростью. Определите, во сколько раз отличаются их кинетические энергии. Получить решение задачи

84. С наклонной плоскости, составляющей угол α= 37° с горизонтом, скатывается без скольжения сплошной диск. Пренебрегая трением, определите скорость υ диска через t = 4 с после начала движения. Получить решение задачи

85. Колесо массой m = 2,8 кг раскручивается постоянной касательной силой F= 15 Н. Пренебрегая трением, определите момент времени t, когда кинетическая энергия вращающегося колеса Твр = 3 кДж. Получить решение задачи

86. Нa однородный сплошной цилиндрический вал радиусом R = 20 см намотана невесомая нить, к концу которой подвешен груз массой m = 2 кг. Груз, разматывая нить, опускается с ускорением а = 1 м/с2. Определите: 1) момент инерции J вала; 2) массу m1 вала. Получить решение задачи

87. Кинетическая энергия вращающегося с частотой n1 = 3с-1 маховика рав¬на 8,4 кДж. Во сколько раз увеличится частота вращения маховика за время t = 5 с, если на маховик начинает действовать ускоряющий момент силы М= 100 Н∙м? Получить решение задачи

88. Через неподвижный блок, укрепленный на краю стола, перекинута нить, к которой привязаны три груза массами m1 = 800 г, m2 = 700 г, m3 = 200 г. Масса блока M = 500 г, радиус R = 0,38 м. Считая нить невесомой и пренебрегая трением, определите ускорение грузов а, а также расстояние s, которое груз m3 пройдет от начала движения до того момента, когда кинетическая энергия вращения блока будет Твр = 1,1 Дж. Получить решение задачи

89. Маховик в виде однородного сплошного диска радиусом R = 35 см и массой m= 2,1 кг вращается с частотой n = 360 мин-1. После приложения к диску постоянной касательной силы торможения он останавливается за время t = 2 мин. Определите работу A силы торможения; силу торможения F. Получить решение задачи

90. Стержень длиной l = 0,7 м и массой m = 1,8 кг вращается вокруг оси, перпендикулярной стержню и проходящей через один из его концов, при этом угловая скорость ω стержня изменяется по закону ω = At2 + Bt (A = 2 рад/с3, В = 3 рад/с2). Определите работу вращения А, произведенную над стержнем в течение времени t = 5 с, а также момент сил M, действующий в конце пятой секунды. Получить решение задачи

91. Вентилятор вращается с частотой n= 420 мин-1. После выключения он начал вращаться равнозамедленно и остановился, сделав N = 100 оборотов. Определите работу сил торможения А; момент сил торможения М. Момент инерции вентилятора J = 0,4 кг∙м2. Получить решение задачи

92. При раскручивании диска массой m = 20 кг и радиусом R = 0,6 м электродвигателем, обладающим КПД η = 0,4, была затрачена энергия Е = 10 кДж. Определите момент импульса L диска. Получить решение задачи

93. На пружинных весах лежит гиря массой m = 1,2 кг, которая сжимает пружину на х1 = 3 см. Определите, на какую величину Δх уменьшится длина пружины, если совершить дополнительную работу по ее сжатию А = 1,4 Дж. Получить решение задачи

94. Человек сидит в центре скамьи Жуковского, вращающейся по инерции вокруг неподвижной вертикальной оси с частотой n1 = 30 мин-1. В вытянутых в стороны руках он держит но гире массой m = 5 кг каждая. Расстояние от каждой гири до оси вращения l1 = 60 см. Суммарный момент инерции человека и скамьи относительно оси вращения J0 = 2 кг∙м2. Определите: 1) частоту n2 вращения скамьи с человеком; 2) какую работу А совершит человек, если он прижмет гантели к себе так, что расстояние от каждой гири до оси станет равным l2 = 20 см. Получить решение задачи

95. Человек массой m = 60 кг, стоящий на краю горизонтальной платформы массой М = 120 кг, вращающейся по инерции вокруг неподвижной вертикальной оси с частотой n1 = 12 мин-1, переходит к ее центру. Считая платформу круглым однородным диском, а человека – точечной массой, определите, с какой частотой n2 будет тогда вращаться платформа. Получить решение задачи

96. Медная проволока длиной l = 80 см и сечением S = 8 мм2 закреплена одним концом в подвесном устройстве, а к ее другому концу прикреплен груз массой m = 400 г. Вытянутую проволоку с грузом, отклонив до высоты подвеса, отпускают. Считая проволоку невесомой, определить ее удлинение в нижней точке траектории движения груза. Модуль Юнга для меди Е = 118 ГПа. Получить решение задачи

97. Максимальный груз, который выдерживает алюминиевая проволока диаметром d = 2 мм, равен 8 кг. Определите: 1) предел упругости (σпр этой проволоки; 2) относительное удлинение ε; 3) относительное поперечное сжатие ε'. Коэффициент Пуассона μ = 0,34, модуль Юнга Е = 69∙109 Па. Получить решение задачи

98. Принимая, что масса Земли неизвестна, определите высоту h, на которой ускорение свободного падения g1, будет в n = 3 раза меньше, чем ускорение свободного падения у поверхности Земли g. Радиус Земли R0 = 6,37∙106 м. Получить решение задачи

99. Определите среднюю плотность <ρ> фунта Луны, если известно, что ускорение свободного падения у поверхности Луны g=1,7 м/с2, а ее радиус R = 1,74 Мм. Получить решение задачи

100. Радиус некоторой планеты R' в n = 3 раза больше радиуса Земли R0. Определите продолжительность суток Т' на планете, если тела на ее экваторе невесомы. Ускорение свободного падения g у поверхности планеты в k=1,2 раза больше ускорения свободного падения у поверхности Земли. Период суточного вращения Земли Т= 24 ч. Получить решение задачи

Готовые решения задач по физике (100 решений часть 27)

1. Радиус некоторой планеты R = 3800 км, продолжительность суток Т = 40 ч. Определите массу M этой планеты, если на полюсе тела весят в n = 1,2 раза больше, чем на экваторе. Получить решение задачи

2. Искусственный спутник вращается вокруг Земли по окружности на высоте h = 2 Мм. Считая массу Земли неизвестной, определите период Т обращения спутника, если радиус Земли R0 = 6,37∙106 м. Получить решение задачи

3. Определите работу сил поля тяготения при перемещении тела массой m = 12 кг из точки 1, находящейся от центра Земли на расстоянии r1 = 4R0, в точку 2, находящуюся от ее центра на расстоянии r2 = 2R0, где R0 – радиус Земли. Получить решение задачи

4. Определите высоту h, на которую можно поднять с Луны ракету массой m = 2 т, если при этом совершается работа А = 1 ГДж. Какую энергию Т надо затратить, чтобы запустить ракету но круговой орбите с данной высоты? Масса Луны М = 7,33∙1022 кг, радиус Луны R = 1,74∙106 м. Получить решение задачи

5. Определите, во сколько раз изменится потенциальная энергия гравитационного взаимодействия двух соприкасающихся из одинакового материала однородных шаров одинаковых радиуса и массы, если у одного из них увеличить массу в n = 8 раз. Получить решение задачи

6. Определите потенциал φ поля тяготения, создаваемого однородным стержнем длиной l = 2 м и линейной плотностью τ = 100 кг/м в точке О, находящейся на оси, проходящей через его середину и лежащей на расстоянии R = 1 м от стержня. Получить решение задачи

7. Определите числовое значение первой космической скорости υ1 для Луны, если ускорение свободного падения у поверхности Луны g = 1,7 м/с2, а радиус Луны R = 1,74∙106 м. Получить решение задачи

8. На край тележки длиной l =1,8 м, движущейся горизонтально с ускорением а = 2,1 м/с2, положили брусок. Определите, за какое время t брусок соскользнет с доски, если коэффициент трения между бруском и тележкой f = 0,4. Получить решение задачи

9. Через блок перекинута нерастяжимая нить, к концам которой прикреплены грузы массами m1 = 2 кг и m2 = 0,5 кг. Вся система находится в лифте, поднимающемся с ускорением а0 = 2,1 м/с2, направленным вверх. Считая нить и блок невесомыми, определите силу давления блока на ось. Получить решение задачи

10. При вертикальной посадке на Луну ракета последние 120 м пути, двигаясь равнозамедленно, прошла за время t = 6,5 с. Определите вес Р космонавта перед посадкой, если его масса m = 70 кг. Радиус Луны R = 1740 км, масса Луны М = 7,35∙1022 кг. Получить решение задачи

11. Вертикальный стержень укреплен на горизонтальном диске, вращающемся с частотой n = 0,8 с-1. К вершине стержня привязан шарик на нити длиной l = 0,12 м. Определите расстояние b от стержня до оси вращения, если угол α нити с вертикалью равен 37°. Получить решение задачи

12. Электровоз массой m = 142 т движется со скоростью υ = 79 км/ч на широте φ = 62° вдоль меридиана. Определите, чему равна горизонтальная составляющая силы давления на рельсы F. Получить решение задачи

13. Определите скорость υ пули, если отклонение от мишени при стрельбе вдоль меридиана составляет 6,2 см вправо от центра. Расстояние до мишени s = 900 м, стрельба производится на широте φ = 54°. Скорость пули считать постоянной. Получить решение задачи

14. Тело брошено вниз в безветренную погоду с высоты h с нулевой начальной скоростью и попадает на Землю в точку с географической широтой φ = 50° Северного полушария. Определите эту высоту h, если отклонение l тела от вертикали при его падении составляет 9 см. Получить решение задачи

15. Полый шар плавает на границе двух несмешивающихся жидкостей так, что соотношение частей шара во второй и первой жидкости равно V2/V1 = n = 2. Плотности жидкостей и тела соответственно равны ρ1 = 0,8 г/см3, ρ2 = 1 г/см3 и ρ = 2,7 г/см3. Определите объем шара V, если размер его внутренней полости V0 = 20 см3. Получить решение задачи

16. В стакан с водой, уравновешенный на рычажных весах, опустили подвешенный на нити латунный шарик массой М= 400 г так, чтобы он не касался дна. Определите массу m гирьки, с помощью которой можно уравновесить весы. Плотность материала шарика ρ = 8,55 г/см3, плотность воды ρ1 = 1 г/см3. Получить решение задачи

17. В сообщающиеся трубки с водой площадью сечения S = 0,5 см2 долили в левую масло объемом V1 = 40 мл, в правую керосин объемом V2 = 30 мл. Определите разность Δh установившихся уровней воды в трубках, если плотность воды ρ = 1 г/см3, плотность масла ρ1 = 0,9 г/см3, плотность керосина ρ2 = 0,8 г/см3. Получить решение задачи

18. В некоторых устройствах используется прибор, основанный на следующем принципе: когда жидкость доходит до уровня контрольной отметки на некоторой высоте, клапан открывается, и жидкость начинает выливаться (рисунок). Площадь клапана S=9 см2, его масса m = 300 г, пружина сжата от положения равновесия на Δx = 1 см. Определите коэффициент жесткости пружины k, если высота контрольной отметки h = 23,2 см, а в качестве жидкости используется вода (ρ = 1 г/см3). Получить решение задачи

19. Два мальчика массами m1 = 20 кг и m2 = 25 кг катаются на льдинах. Определите минимальную площадь Smin льдины, способной удержать их обоих, если толщина льда h = 0,4 м. Плотность льда ρ = 0,9 г/см3, плотность воды ρ1 = 1 г/см3. Получить решение задачи

20. Определите силу F, с которой надо давить на поршень горизонтального цилиндра площадью основания S= 8 см2, чтобы за время t = 2,5 с выдавить из него через круглое отверстие площадью S0 = 4 мм2 слой жидкости толщиной l = 5 см. Плотность жидкости ρ = 1 г/см3. Вязкость жидкости не учитывать. Получить решение задачи

21. Открытый цилиндрический сосуд, стоящий на ножках высотой h1 = 1,33 м, заполнен водой до отметки h = 3,8 м. Пренебрегая вязкостью воды, определите площадь сечения S цилиндра, если через отверстие диаметром d1 = 2,5 см у его основания струя, вытекающая из отверстия, падает на иол на расстоянии l = 4,5 м от цилиндра. Получить решение задачи

22. Цилиндрический сосуд высотой Н= 1 м до краев заполнен жидкостью. Пренебрегая вязкостью жидкости, определите, на какой высоте h должно быть проделано малое отверстие и стенке сосуда, чтобы струя, вытекающая из отверстия, падала на пол на расстоянии l = 50 см от цилиндра. Получить решение задачи

23. Для определения объема перекачки газа используется прибор, основанный на принципе действия трубки Пито. При перекачке азота по трубе за время t = 1 мин проходит объем газа V = 59,3 м3. Определите диаметр d трубы, если разность уровней воды в коленах трубки Пито Δh = 1 см. Плотность азота ρ = 1,25 кг/м3, плотность воды ρ1 = 1 г/см3. Получить решение задачи

24. Пренебрегая вязкостью воды, определите объем V воды в цилиндрическом баке диаметром d = 1 м, если через отверстие диаметром d1 = 2 см на дне бака вся вода вытекла за время t = 30 мин. Получить решение задачи

25. В области соприкосновения двух параллельно текущих слоев воды их скорость изменяется, как показано на рисунке. Определите силу внутреннего трения F, если площадь S соприкосновения слоев равна 3 м2. Динамическая вязкость воды η =10-3 Па∙с. Получить решение задачи

26. При параллельном течении двух движущихся с разной скоростью слоев воды в области соприкосновения скорость изменяется но закону υ = 5xj. Определите силу внутреннего трения F между слоями, если расстояние l, на котором происходит изменение скорости, равно 30 м (см. рисунок). Глубина слоев h = 2 м. Динамическая вязкость воды η = 10-3 Па∙с. Получить решение задачи

27. Пробковый шарик радиусом r = 0,5 см всплывает в широком сосуде в глицерине. Определите предельную скорость υ0 шарика, если течение жидкости, вызванное его всплытием, является ламинарным. Плотность материала шарика ρ = 0,2 г/см3, плотность глицерина ρ1 = 1,26 г/см3. Динамическая вязкость глицерина η = 1,48 Па∙с. Получить решение задачи

28. Цилиндрический сосуд площадью основания S= 20 см2 заполнен машинным маслом. В его боковую поверхность на расстоянии h = 1,2 м от верхнего края вставлен капилляр радиусом r = 1,2 мм. Определите длину l капилляра, если за время t = 5 с уровень масла понизился на Δh = 10 мм. Плотность масла ρ= 0,9 г/см3, динамическая вязкость η = 100 мПа∙с. Получить решение задачи

29. Шарик радиусом r = 2 мм падает в глицерине с постоянной скоростью υ = 8,5 мм/с. Определите число Рейнольдса Re и плотность ρ1, материала шарика, если критическое число Рейнольдса Reкp = 0,5. Плотность глицерина ρ = 1,26 г/см3, динамическая вязкость глицерина η = 1,48 Па∙с. Получить решение задачи

30. За время t = 1 ч через трубу диаметром d = 40 см прокачивается газ массой m = 15 кг. Динамическая вязкость газа η = 10-5 Па∙с. Если за характерный размер принять диаметр трубы, то критическое значение числа Рейнольдса Reкp для ламинарного течения газа равно 2000. Определите характер течения газа. Получить решение задачи

31. Космический корабль летит со скоростью υ = 0,8c относительно Земли. Определите промежуток времени τ' отсчитанный по часам на Земле, если по корабельным часам между двумя происшедшими на корабле событиями проходит промежуток времени τ = 1 год. Получить решение задачи

32. Определите скорость нестабильной частицы, если ее время жизни по часам наблюдателя с Земли увеличилось в n = 1,8 раз. Получить решение задачи

33. Долетит ли до поверхности Земли возникшая на высоте h= 4 км нестабильная частица, обладающая собственным временем жизни τ = 4,5 мкс и летящая со скоростью υ = 0,95с по направлению к Земле? Получить решение задачи

34. С какой скоростью тело должно лететь навстречу наблюдателю, чтобы его линейный размер уменьшился на 7 %? Получить решение задачи

35. Определите собственную длину стержня l0, если для наблюдателя, пролетающего со скоростью υ= 0,85c, его длина равна 1 м. Получить решение задачи

36. Космическая платформа движется со скоростью υ= 0,8с относительно наблюдателя. На платформе одновременно происходят два события в точках, расположенных на расстоянии l0 = 150 м друг от друга. Определите промежуток времени τ' между этими событиями, отсчитанный по часам наблюдателя. Получить решение задачи

37. С космического корабля, приближающегося к Земле со скоростью υ1 = 0,6с, по ходу движения корабля стартовала ракета со скоростью υ2 = 0,5с. С какой скоростью u ракета приближается к Земле? Получить решение задачи

38. Два фотона движутся навстречу друг другу со скоростями, равными с относительно неподвижных звезд. Определите скорость сближения фотонов. Получить решение задачи

39. Определите релятивистский импульс частицы, если ее полная энергия Е = 1,5 ГэВ, а скорость υ = 0,5с. Получить решение задачи

40. Определите скорость частицы, если ее полная энергия в n = 2,5 раза больше ее энергии покоя. Получить решение задачи

41. Кинетическая энергия частицы в n = 2 раза меньше ее энергии покоя. Определите скорость движения частицы. Получить решение задачи

42. Определите кинетическую энергию протона, если его релятивистский импульс р = 2∙10-18 Н∙с. Масса протона mp = 1,67∙10-27 кг. Получить решение задачи

43. Два тела бросили одновременно из одной точки: одно – вертикально вверх, другое - под углом θ=60° к горизонту. Начальная скорость каждого тела υ0 = 25 м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найти расстояние между телами через t0 = 1,7с. Получить решение задачи

44. Радиус-вектор частицы меняется со временем t по закону r=bt(1 – αt), где b - постоянный вектор, α - положительная постоянная. Найти: а) скорость υ и ускорение а частицы в зависимости от времени; б) промежуток времени Δt, по истечении которого частица вернется в исходную точку, а также путь, который она пройдет при этом. Получить решение задачи

45. Точка движется, замедляясь, по прямой с ускорением, модуль которого зависит от ее скорости υ по закону а = α , где α - положительная постоянная. В начальный момент скорость точки равна υ0. Какой путь она пройдет до остановки? За какое время этот путь будет пройден? Получить решение задачи

46. Под каким углом к горизонту надо бросить шарик, чтобы: а) центр кривизны вершины траектории находился на земной поверхности; б) радиус кривизны начала его траектории был в η= 8,0 раз больше, чем в вершине? Получить решение задачи

47. Воздушный шар начинает подниматься с поверхности земли. Скорость его подъема постоянна и равна υ0. Благодаря ветру, шар приобретает горизонтальную компоненту скорости υx=αy где α - постоянная, у - высота подъема. Найти зависимость от высоты подъема: а) величины сноса шара х(у); б) полного, тангенциального и нормального ускорений шара. Получить решение задачи

48. Точка движется по окружности со скоростью υ=αt, где α =0,5 м/с2. Найти ее полное ускорение в момент, когда она пройдет n = 0,1 длины окружности после начала движения. Получить решение задачи

49. Частица А движется в одну сторону по траектории (рис.) с тангенциальным ускорением aτ=ατ, где α – постоянный τ вектор, совпадающий по направлению с осью х, а τ – единичный вектор, связанный с частицей А и направленный по касательной к траектории в сторону возрастания дуговой координаты. Найти скорость частицы в зависимости от x, если в точке x = 0 ее скорость равна нулю. Получить решение задачи

50. Колесо вращается вокруг неподвижной оси так. что угол φ его поворота зависит от времени как φ = βt2, где β =0,20 рад/с2. Найти полное ускорение а точки А на ободе колеса в момент t = 2,5 с, если скорость точки А в этот момент υ = 0,65 м/с. Получить решение задачи

51. Твердое тело начинает вращаться вокруг неподвижной оси с угловым ускорением β = αt, где α=2,0·10-2 рад/с3. Через сколько времени после начала вращения вектор полного ускорения произвольной точки тела будет составлять угол φ = 60° с ее вектором скорости? Получить решение задачи

52. Твердое тело вращается вокруг неподвижной оси так. что его угловая скорость зависит от угла поворота φ по закону ω = ω0 - αφ, где (ω0 и а - положительные постоянные. В момент времени t = 0 угол φ = 0. Найти зависимость от времени: а) угла поворота; б) угловой скорости. Получить решение задачи

53. Точка А находится на ободе колеса радиуса R = 0,50 м, которое катится без скольжения по горизонтальной поверхности со скоростью υ=1,0 м/с. Найти: а) модуль и направление ускорения точки А; б) полный путь s, проходимый точкой А между двумя последовательными моментами ее касания поверхности. Получить решение задачи

54. Шар радиуса R = 10 см катится без скольжения по горизонтальной плоскости так, что его центр (точка С на рис.) движется с постоянным ускорением а = 2,5 см/с2. Через t = 2,0 с после начала движения его положение соответствует рисунку. Найти: а) скорости точек A и В; б) ускорения точек А и О. Получить решение задачи

55. Цилиндр катится без скольжения по горизонтальной плоскости. Радиус цилиндра равен r. Найти радиусы кривизны траекторий точек A и В. Получить решение задачи

56. Два твердых тела вращаются вокруг неподвижных взаимно перпендикулярных пересекающихся осей с постоянными угловыми скоростями ω1= 3,0 рад/с и ω2=4,0 рад/с. Найти угловую скорость и угловое ускорение одного тела относительно другого. Получить решение задачи

57. Круглый конус с углом полураствора α=30° и радиусом основания R = 5,0 см катится равномерно без скольжения по горизонтальной плоскости, как показано на рис.. Вершина конуса закреплена шарнирно в точке О, которая находится на одном уровне с точкой С – центром основания конуса. Скорость точки С равна υ = 10,0 см/с. Найти модули: а) угловой скорости конуса: б) углового ускорения конуса. Получить решение задачи

58. Частица движется вдоль оси х по закону x = αt2 – βt3, где α и β – положительные постоянные. В момент времени t = 0 сила, действующая на частицу, равна F0. Найти значения Fx, силы в точках поворота и в момент, когда частица опять окажется в точке x = 0. Получить решение задачи

59. Небольшое тело пустили снизу вверх по наклонной плоскости, составляющий угол α = 15° с горизонтом. Найти коэффициент трения, если время подъема тела оказалось в η = 2,0 раза меньше времени спуска. Получить решение задачи

60. На гладкой горизонтальной плоскости лежит лоска массы m1, и на ней брусок массы m2. К бруску приложили горизонтальную силу, увеличивающуюся со временем t по закону F = αt, где α – постоянная. Найти зависимость от t ускорений доски a1 и бруска а2, если коэффициент трения между доской и бруском равен k. Получить решение задачи

61. Призме, на которой находится брусок массы m, сообщили влево горизонтальное ускорение а (см. рис.). При каком максимальном значении этого ускорения брусок будет оставаться еще неподвижным относительно призмы, если коэффициент трения между ними k < ctgα? Получить решение задачи

62. К бруску массы m, лежащему на гладкой горизонтальной плоскости, приложили постоянную по модулю силу F = mg/3. В процессе его прямолинейного движения угол α между направлением этой силы и горизонтом меняют по закону α =ks, где k – постоянная, s – пройденный бруском путь (из начального положения). Найти скорость бруска как функцию угла α. Получить решение задачи

63. Определите число N молекул воды в бутылке вместимостью 0,33 л. Молярная масса воды М = 18∙10-3 кг/моль, плотность воды ρ = 1 г/см3. Получить решение задачи

64. В баллоне вместимостью V= 5 л находится кислород, концентрация n молекул которого равна 8∙1025 м-3. Определите массу m кислорода. Получить решение задачи

65. Газ в баллоне пол давлением р1 = 3,1 МПа находился на складе при температуре t1 = 6 °С. Израсходовав половину газа, баллон внесли в помещение. Определите температуру t2 в помещении, если давление газа через некоторое время стало р2 = 1,6 МПа. Получить решение задачи

66. В закрытом сосуде при температуре 300 К и давлении 0,1 МПа находятся 10 г водорода и 16 г гелия. Считая газы идеальными, определите удельный объем υсм смеси. Получить решение задачи

67. Кислород массой m = 10 г находится под давлением 200 кПа при температуре 280 К. В результате изобарного расширения газ занял объем 9 л. Определите: 1) объем газа V, до расширения; 2) температуру газа Т2 после расширения; 3) плотность газа ρ2 после расширения. Получить решение задачи

68. В баллоне вместимостью V = 5 л находится гелий под давлением р1= 3 MПa при температуре t1 = 27 °С. После того как из баллона был израсходован гелий массой m = 15 г, температура в баллоне понизилась до t2 = 17 °С. Определите давление р2, газа, оставшегося в баллоне. Получить решение задачи

69. В сосуде вместимостью V= 5 л находится кислород массой m = 15 г. Определите: 1) концентрацию n молекул кислорода в сосуде; 2) число N молекул газа в сосуде. Получить решение задачи

70. Определите среднюю арифметическую скорость <υ> молекул идеального газа, плотность которого при давлении 35 кПа составляет 0,3 кг/м3. Получить решение задачи

71. Исходя из основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеальных газов, выведите связь между давлением р газа, его объемом V и суммарной кинетической энергией Е поступательного движения всех молекул газа. Получить решение задачи

72. Определите среднюю кинетическую энергию <Е> поступательного движения молекул, содержащихся в 1 моль <Е1> и в 1 кг <Е2> азота при температуре 300 К. Получить решение задачи

73. Используя закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям, найдите закон, выражающий распределение молекул идеального газа по энергиям теплового движения f(). Получить решение задачи

74. Используя функцию распределения молекул идеального газа по энергиям f(ε) = 2/√π(kT) -3/2ε1/2e-ε/kT , определите для данной температуры отношение средней кинетической энергии <ε> молекул к их наиболее вероятному значению энергии εв Получить решение задачи

75. Используя функцию распределения молекул идеального газа по относительным скоростям f(u)=4/√πe-u2u2 (u=υ/ υв), определите число молекул ΔN, скорости υ которых меньше 0,002 наиболее вероятной скорости, если в объеме газа содержится N = 1,67∙1024 молекул. Получить решение задачи

76. Используя функцию распределения молекул идеального газа по скоростям f(υ) = 4π(m0/2πkT)3/2υ2e-m0υ2/2kT, найдите среднюю скорость <υ> молекул Получить решение задачи

77. Французский физик Ж. Перрен, наблюдая под микроскопом изменение концентрации взвешенных в воде (ρ= 1 г/см)3) шариков гуммигута (ρ1 = 1,25 г/см3) с изменением высоты, экспериментально определил постоянную Авогадро. Определите это значение, если температура взвеси Т = 298 К, радиус шариков r = 0,21 мкм, а при расстоянии между двумя слоями Δh = 30 мкм число шариков гуммигута в одном слое в два раза больше, чем в другом. Получить решение задачи

78. Какова температура T азота, если средняя длина свободного пробега < l > молекул азота при давлении р = 8 кПа составляет 1 мкм. Эффективный диаметр молекул азота d = 0,38 нм. Получить решение задачи

79. При температуре Т = 280 К и некотором давлении средняя длина < l1 > свободного пробега молекул кислорода равна 0,1 мкм. Определите среднее число < z2 > столкновений молекул в 1 с, если давление в сосуде уменьшить до 0,02 первоначального давления. Температуру считать постоянной, а эффективный диаметр d молекулы кислорода принять равным 0,36 нм. Получить решение задачи

80. Определите среднюю длину < l > свободного пробега атомов гелия, если плотность ρ газа равна 2∙10-2 кг/м3. Эффективный диаметр d молекулы гелия равен 0,22 нм. Получить решение задачи

81. Определите давление p кислорода в сосуде, если при температуре Т= 250 К средняя продолжительность <τ> свободного пробега молекул кислорода равна 280 нс. Эффективный диаметр d молекулы кислорода равен 0,36 нм. Получить решение задачи

82. Определите, во сколько раз отличаются коэффициенты динамической вязкости кислорода η1, и азота η2, если температура газов одинакова. Эффективные диаметры молекул кислорода и азота соответственно равны d1 = 0,36 нм и d2 = 0,38 нм. Получить решение задачи

83. Определите теплопроводность λ кислорода, находящегося в сосуде при температуре Т = 300 К. Эффективный диаметр молекулы кислорода d = 0,36 нм, удельная теплоемкость сv = 649 Дж/(кг∙К). Получить решение задачи

84. Определите, во сколько раз отличается коэффициент диффузии азота (M1 = 28∙10-3 кг/моль) и углекислого газа (M2 = 44∙10-3 кг/моль), если оба газа находятся при одинаковых температуре и давлении. Эффективные диаметры молекул этих газов считать одинаковыми. Получить решение задачи

85. Определите массу m кислорода, прошедшего вследствие диффузии через площадку S = 100 см2 за t = 20 с, если градиент плотности в направлении, перпендикулярном площадке, равен 1,26 кг/м4, температура газа Т= 300 К, средняя длина свободного пробега < l > молекул кислорода 0,1 мкм. Получить решение задачи

86. Можно ли считать вакуум 100 мкПа высоким, если он создан в колбе радиусом r = 15 см, содержащей азот при 0 °С? Эффективный диаметр молекулы азота d = 0,38 нм. Получить решение задачи

87. Определите среднюю кинетическую энергию <ε1>, приходящуюся на одну степень свободы молекулы кислорода, среднюю кинетическую энергию поступательного движения <εп> молекулы, среднюю кинетическую энергию вращательного движения <εвр> молекулы, среднее значение полной кинетической энергии <ε> молекулы, а также среднюю кинетическую энергию вращательного движения <Евр> всех молекул газа. Газ считать идеальным, температура газа Т = 500 К, масса газа m = 10 г. Получить решение задачи

88. Азот массой m = 5 г находится под давлением 100 кПа при температуре 17° С. После нагревании при постоянном давлении газ занял объем 10 л. Определите: 1) количество теплоты Q, полученное газом; 2) изменение внутренней энергии ΔU газа. Получить решение задачи

89. Определите удельные теплоемкости сv и сp смеси газов, содержащей гелий массой m1 = 1 г и водород массой m2 = 2 г. Получить решение задачи

90. При изохорном нагревании азота объемом 10 л газа изменилось на Δр = 0,1 МПа. Определите количество теплоты Q сообщенное газу. Получить решение задачи

91. Азот (N2) массой 14 г находится при температуре 27 °С. В результате изобарного расширения объем газа увеличился в 2 раза. Определите: 1) изменение внутренней энергии ΔU газа; 2) работу расширения А газа; 3) количество теплоты Q, сообщенное азоту. Удельная теплоемкость азота равна 1,05∙103 Дж/(кг∙К). Получить решение задачи

92. При изобарном расширении двухатомного газа была совершена работа А = 1 кДж. Определите количество теплоты Q, переданное газу. Получить решение задачи

93. Азот массой m = 100 г (молярная масса M = 28∙10-3 кг/моль) находится при температуре T1 = 300 К. В результате изохорного охлаждения его давление уменьшилось в n = 3 раза, а затем в результате изобарного расширения температура газа в конечном состоянии оказалась равной первоначальной. Определите: 1) работу A, совершенную газом; 2) изменение внутренней энергии ΔU газа. Получить решение задачи

94. Газ массой m = 10 г расширяется изотермически от объема V1, до объема V2=2V1. Работа А расширения газа равна 900 Дж. Определите наиболее вероятную скорость υв молекул газа. Получить решение задачи

95. Некоторый газ массой m = 1 г и первоначальным удельным объемом υ1=0,831 м3/кг, находящийся при температуре Т = 280 К и под давлением р1 = 0,1 МПа, сжимают изотермически до давления р2 = 1 МПа. Определите: 1) какой это газ; 2) работу А, затраченную на сжатие газа. Получить решение задачи

96. Многоатомный идеальный газ из одного и того же состояния расширяется одни раз при постоянной температуре, другой – при постоянном давлении. В обоих случаях работа расширения газа одинакова. Начертите графики этих процессов. В котором из рассматриваемых процессов и во сколько раз количество подведенной к газу теплоты больше? Получить решение задачи

97. Азот массой m = 56 г, находящийся при нормальных условиях, расширяется адиабатно, причем объем газа увеличивается в два раза. Определите: 1) изменение внутренней энергии ΔU газа; 2) работу расширения А газа. Получить решение задачи

98. Определите число i степеней свободы газа, если он расширяется адиабатно и при этом его объем увеличивается в четыре раза, а термодинамическая температура уменьшается в 1,74 раза. Получить решение задачи

99. Газ расширяется от объема V1 до объема V2 один раз при постоянном давлении, второй – при постоянной температуре, третий – без теплообмена с окружающей средой. Начертив графики процессов, сравните для этих процессов работу расширения газа А1, А2, A3 и количество теплоты Q1, Q2, Q3, подведенной к газу. Получить решение задачи

100. Двухатомным газ необходимо сжать от объема V1 = 5 л до объема V2 = 2,5л. Определите, как и во сколько раз выгоднее газ сжимать: адиабатно или изотермически. Получить решение задачи

Готовые решения задач по физике (100 решений часть 28)

p1 = 0,5 МПа при температуре T1 = 350 К, подвергли сначала адиабатному расширению от объема V1= 1 л до объема V2 = 2 л, а затем изобарному расширению, в результате которого объем газа увеличился от объема V2 до объема V3 = 3 л. Определите для каждого из этих процессов: 1) работу А совершенную газом; 2) изменение его внутренней энергии ΔU 3) количество подведенной к газу теплоты Q. Получить решение задачи

2. Двухатомный идеальный газ совершает процесс, в ходе которого молярная теплоемкость С газа остается постоянной и равной 7/2R. Определите показатель политропы n этого процесса. Получить решение задачи

3. Некоторый двухатомный газ подвергают политропному сжатию, в результате чего давление газа возросло от р1 = 10 кПа до р2 = 30 кПа, а объем газа уменьшился от V1 = 2,5 л до V2 = 1л. Определите: 1) показатель политропы n; 2) изменение внутренней энергии ΔU газа. Получить решение задачи

4. В сосуде, теплоемкость которого 0,6 кДж/К, находится 0,5 л воды и 300 г льда при 0°С. Определите, какая установится температура Θ после впуска в воду 100 г водяного пара при температуре 100 °С Удельная теплота парообразования 2,26 МДж/кг, удельная теплота плавления льда 3,35∙105 Дж/кг, плотность воды 1 г/см3, удельная теплоемкость воды 4,19∙103 Дж/(кг∙К). Получить решение задачи

5. В идеальном тепловой машине Карно, работающей но обратному циклу (холодильной машине), в качестве холодильника используется вода при 0 °С, а в качестве нагревателя – вода при 100 °С. Сколько воды m2 следует заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар 100 г воды в нагревателе? Удельная теплота плавления льда λ = 3,35∙105 Дж/кг, удельная теплота парообразования воды r=2,26МДж/кг. Получить решение задачи

6. Идеальный газ количеством вещества ν = 2 моль совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Определите работу А, совершенную газом за цикл, если точки 2 и 4 лежат на одной изотерме, начальная температура Т1, газа равна 300 К, а температура Т3 газа в результате изобарного расширения достигла 500 К. Получить решение задачи

7. Идеальный трехатомный газ количеством вещества ν = 2 моль занимает объем V1 = 10 л и находится под давлением р1 = 250 кПа. Сначала газ подвергли изохорному нагреванию до температуры T2 = 500 К, затем – изотермическому расширению до начального давления, а после этого в результате изобарного сжатия возвратили в первоначальное состояние. Постройте график цикла и определите термический КПД η цикла. Получить решение задачи

8. Температура пара, поступающего в паровую машину, T1 = 400 К, температура в конденсаторе Т2 = 320 К. Какова теоретически возможная максимальная работа А машины при затрате количества теплоты 5 кДж? Получить решение задачи

9. В котле паровой машины температура равна 400 К, а температура холодильника 300 К. Какова теоретически возможная максимальная работа А машины, если в топке сожжено 500 кг дров с удельной теплотой сгорания 1,26∙107 Дж/кг. Получить решение задачи

10. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, произвел работу А = 600 Дж. Температура T1 нагревателя равна 500 К, Т2 холодильника – 300 К. Определите: 1) термический КПД цикла; 2) количество теплоты, отданное холодильнику за один цикл. Получить решение задачи

11. Азот массой m = 100 г был изобарно нагрет так, что его объем увеличился в 2 раза, а затем был изохорно охлажден так, что его давление уменьшилось в 2 раза. Определите изменение энтропии ΔS в ходе указанных процессов. Получить решение задачи

12. Исходя из неравенства Клаузиуса, выведите формулу для термического КПД цикла Карно. Получить решение задачи

13. Определите изменение энтропии ΔS при превращении 15 г льда при –13 °С в пар при 100 °С. Удельная теплоемкость льда сл = 2,1∙103 Дж/(кг∙К), удельная теплота плавления льда λ = 3,35∙105 Дж/кг, удельная теплоемкость воды св = 4,19∙103 Дж/(кг∙К), удельная теплота парообразования воды r = 2,20∙106 Дж/кг. Получить решение задачи

14. Углекислый газ массой m = 10 г находится в сосуде вместимостью V = 1 л. Принимая поправки Ван-дер-Ваальса а = 0,361 Н∙м4/моль2 и b=4,28∙10-5 м3/моль, определите: 1) собственный объем V’ молекул газа; 2) внутреннее давление p’ газа. Получить решение задачи

15. Давление р кислорода равно 8 МПа, его плотность ρ = 100 кг/м3. Определите температуру газа, если: 1) газ идеальный (Т1); 2) газ реальный (Т). Поправки Ван-дер-Ваальса а = 0,136 Н∙м4/моль2 и b = 3,17∙10-5 м3/моль. Получить решение задачи

16. Вычислите поправки Ван-дер-Ваальса для кислорода, если критическая температура Ткр = 155К и критическое давление ркр = 5,08 MПа. Получить решение задачи

17. Углекислый газ массой m = 10 кг адиабатно расширяется в вакуум от V1 = 1 м3 до V2 = 2 м3. Принимая поправку Ван-дер-Ваальса а = 0,361 Н∙м4/моль2, определите понижение температуры ΔТ газа при этом расширении. Получить решение задачи

18. Некоторый газ количеством вещества ν = 1 кмоль занимает объем V1 = 1 м3. При расширении газа до объема V2 = 1,5 м3 была совершена работа А против сил межмолекулярного притяжения, равная 45,3 кДж. Определите поправку а, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса. Получить решение задачи

19. Азот количеством вещества ν = 2 моль, занимавший при температуре Т = 350 К объем V1 = 2∙10-3 м3 расширяется изотермически до объема V2 = 3V1. Принимая поправки Ван-дер-Ваальса а = 0,136 Н∙м4/моль2 и b = 3,86∙10-5м3/моль, определите: 1) работу А расширения газа; 2) изменение внутренней энергии ΔU газа. Получить решение задачи

20. Докажите, что эффект Джоуля – Томсона будет всегда положительным, если дросселируется газ, для которого можно пренебречь собственным объемом молекул. Получить решение задачи

21. Определите, какую силу F следует приложить к горизонтальному медному кольцу высотой h = 15 мм, внутренним диаметром d1 = 40 мм и внешним – d2 = 42 мм, чтобы оторвать его от поверхности воды. Плотность меди ρ = 8,93 г/см3, поверхностное натяжение воды σ = 73 мН/м. Получить решение задачи

22. Спирт по каплям вытекает из сосуда через вертикальную трубку внутренним диаметром d = 1,5 мм. Плотность спирта ρ = 0,8 г/см3, его поверхностное натяжение σ = 22 мН/м. Считая, что в момент отрыва капля имеет сферическую форму, определите ее диаметр D. Получить решение задачи

23. Определите изменение поверхностной энергии ΔЕ мыльного пузыря при изотермическом увеличении его объема от V1 = 5 см3 до V2 = 2V1. Поверхностное натяжение мыльного раствора σ= 40 мН/м. Получить решение задачи

24. Ртуть массой m = 5 г помещена между двумя параллельными стеклянными пластинками. Считая, что ртуть стекло не смачивает, определите силу F, которую следует приложить, чтобы расплющить каплю до толщины h = 0,15 мм. Плотность ртути ρ = 13,6 г/см3, а ее поверхностное натяжение σ = 0,5 Н/м. Получить решение задачи

25. Определите давление р воздуха в воздушном пузырьке диаметром d = 0,01 мм, находящемся на глубине h = 15 см под поверхностью воды. Поверхностное натяжение воды σ = 73 мН/м, ее плотность ρ = 1 г/см3. Атмосферное давление принять нормальным. Получить решение задачи

26. Вертикальный капилляр внутренним диаметром d = 0,04 см погружен в воду. Определите, на какую высоту h поднимется вода в капилляре, если поверхностное натяжение воды σ = 73 мН/м, ее плотность ρ = 1 г/см3. Считать, что вода полностью смачивает стекло. Получить решение задачи

27. Вертикальный стеклянный капилляр внутренним радиусом r = 0,2 мм в ртуть, которая опускается в капилляре на глубину h = 3,75 см. Определите поверхностное натяжение σ ртути, если ее плотность ρ = 13,6 г/см3. Считать, что ртуть не смачивает стекло. Получить решение задачи

28. Две одинаковые длинные плоскопараллельные пластины, расстояние между которыми d = 1 мм, погружены в воду (см. рисунок). Считая смачивание полным, определите, на какую высоту h поднимется вода в зазоре. Плотность воды ρ = 1 г/см3, ее поверхностное натяжение σ = 73 мН/м. Получить решение задачи

29. Узкое колено U-образного ртутного манометра имеет диаметр d1= 2 мм, широкое – d2 = 4 мм. Определите разность Δh уровней ртути в обоих коленах, если поверхностное натяжение ртути σ = 0,5 Н/м. плотность ртути ρ = 13,6 г/см3, а краевой угол θ = 138°. Получить решение задачи

30. Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определите удельную теплоемкость сv золота. Молярная масса золота М = 197∙10-3 кг/моль. Получить решение задачи

31. Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определите количество теплоты Q, необходимое для нагревания алюминиевого шарика массой m= 20 г от t1 = 20 °С до t2 = 40 °С. Молярная масса алюминия M =27∙10-3 кг/моль. Получить решение задачи

32. Автомашина движется с постоянным тангенциальным ускорением аτ =0,62 м/с2 по горизонтальной поверхности, описывая окружность радиуса R = 40 м. Коэффициент трения скольжения между колесами машины и поверхностью k = 0,20. Какой путь пройдет машина без скольжения, если в начальный момент ее скорость равна нулю? Получить решение задачи

33. Через блок, укрепленный на потолке комнаты, перекинута нить, на концах которой подвешены тела с массами m1 и m2. Массы блока и нити пренебрежимо малы, трения нет. Найти ускорение центра масс этой системы. Получить решение задачи

34. Бак с водой движется по наклонной плоскости, составляющей угол α с горизонтом. Определить угол наклона β поверхности воды с горизонтом, считая положение воды в баке установившимся. Коэффициент трения между баком и плоскостью равен k (k < tgα). Получить решение задачи

35. Цепочка массы m = 1кг и длины l =1,4 м висит на нити, касаясь поверхности стола своим нижним концом. После пережигания нити цепочка упала на стол. Найти полный импульс, который она передала столу. Получить решение задачи

36. Пушка массы М начинает свободно скользить вниз по гладкой плоскости, составляющей угол α с горизонтом. Когда пушка прошла путь l произвели выстрел, в результате которого снаряд вылетел с импульсом р в горизонтальном направлении, а пушка остановилась. Пренебрегая массой снаряда, найти продолжительность выстрела. Получить решение задачи

37. Небольшое тело начинает скользить с высоты h по наклонному желобу, переходящему в полуокружность радиуса h/2 (см. рис.). Пренебрегая трением, найти скорость тела в наивысшей точке его траектории после отрыва от желоба. Получить решение задачи

38. Система состоит из двух одинаковых цилиндров, каждый массы m, между которыми находится сжатая невесомая пружина жесткости k (рис.) Цилиндры связаны нитью, которую в некоторый момент пережигают. При каких значениях Δl - начальном сжатии пружины – нижний цилиндр подскочит после пережигания нити? Получить решение задачи

39. Замкнутая система состоит из двух частиц с массами m1 и m2, которые движутся под прямым углом друг к другу со скоростями υ1 и υ2. Найти в системе их центра масс: а) импульс каждой частицы; б) суммарную кинетическую энергию обеих частиц. Получить решение задачи

40. Шайба А массы m, скользя по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью υ, испытала в точке О (см. рис.) упругое столкновение с гладкой неподвижной стенкой. Угол между направлением движения шайбы и нормалью к стенке равен α. Найти: а) точки, относительно которых момент импульса М шайбы остается постоянным в этом процессе; б) модуль приращения момента импульса шайбы относительно точки О1. которая находится в плоскости движения шайбы на расстоянии l от точки О. Получить решение задачи

41. Гладкий однородный стержень AВ массы M и длины l свободно вращается с угловой скоростью в горизонтальной плоскости вокруг неподвижной вертикальной оси, проходящей через его конец A. Из точки А начинает скользить по стержню небольшая муфта массы m. Найти скорость υ1 муфты относительно стержня в тот момент, когда она достигнет его конца В. Получить решение задачи

42. Небольшую шайбу поместили на внутреннюю гладкую поверхность неподвижного круглого конуса (рис.) на высоте h1 от его вершины и сообщили ей в горизонтальном направлении по касательной к поверхности конуса скорость υ1. На какую высоту h2 от вершины конуса поднимется шайба? Получить решение задачи

43. Из пушки массы M, находящейся на наклонной плоскости, в момент, когда пушка покоится, производится выстрел и вылетает снаряд массы m с начальной скоростью υ0 относительно земли. Определить на какую высоту поднимется пушка в результате отдачи, если угол наклона плоскости равен φ, а коэффициент трения между пушкой и плоскостью равен μ. Продолжительность выстрела считать пренебрежимо малой. Получить решение задачи

44. Однородный шар массы m = 4,0 кг движется поступательно по поверхности стола под действием постоянной силы F, приложенной, как показано на рис., где угол α = 30°. Коэффициент трения между шаром и столом k = 0,20. Найти F и ускорение шара. Получить решение задачи

45. Горизонтально расположенный тонкий однородный стержень массы m подвешен за концы на двух вертикальных нитях. Найти силу натяжения одной из нитей сразу после пережигания другой нити. Получить решение задачи

46. Система, показанная на рис., состоит из двух одинаковых однородных цилиндров, на которые симметрично намотаны две легкие нити. Найти ускорение оси нижнего цилиндра в процессе движения. Трения в оси верхнего цилиндра нет. Получить решение задачи

47. В системе, показанной на рис., известны масса m груза А, масса М ступенчатого блока В, момент инерции J последнего относительно его оси и радиусы ступеней блока R и 2R. Масса нитей пренебрежимо мала. Найти ускорение груза А. Получить решение задачи

48. Однородным диск радиуса R раскрутили до угловой скорости ω0 и осторожно положили на горизонтальную поверхность. Сколько времени диск будет вращаться на поверхности, если коэффициент трения равен k? Получить решение задачи

49. Однородный цилиндр радиуса R раскрутили вокруг его оси до угловой скорости ω0 и поместили затем в угол. Коэффициент трения между стенками угла и цилиндром равен k. Найти: а) сколько времени будет вращаться цилиндр; б) сколько оборотов сделает цилиндр до остановки. Получить решение задачи

50. Вертикально расположенный однородный стержень массы М и длины l может вращаться вокруг своего верхнего конца. В нижний конек стержня попала, застряв, горизонтально летевшая пуля массы m, в результате чего стержень отклонился на угол α. Считая m << М. найти: а) скорость летевшей пули; б) приращение импульса системы «пуля - стержень» за время удара и причину изменения этого импульса; в) на какое расстояние х от верхнего конца стержня должна попасть пуля, чтобы импульс системы «пуля - стержень» не изменился в процессе удара. Получить решение задачи

51. Однородный стержень длины l может вращаться вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к стержню и проходящей через один из его концов (рис). Систему равномерно вращают с угловой скоростью ω вокруг вертикальной оси. Пренебрегая трением, найти угол θ между стержнем и вертикалью. Получить решение задачи

52. Однородный шар скатывается без скольжения по наклонной плоскости, составляющей угол α с горизонтом. Найти ускорение центра шара и значение коэффициента трения k, при котором скольжения не будет. Получить решение задачи

53. Однородный шар массы m = 5,0 кг скатывается без скольжения по наклонной плоскости, составляющей угол α=30° с горизонтом. Найти кинетическую энергию шара через t=1,6 с после начала движения. Получить решение задачи

54. На гладкой горизонтальной поверхности лежит лоска массы m1 и на ней однородный шар массы m2. Коэффициент трения скольжения между шаром и поверхностью доски равен k. К доске приложили постоянную горизонтальную силу F. С какими ускорениями будут двигаться доска и центр шара в отсутствие скольжения между ними? При каких значениях силы F скольжение отсутствует? Получить решение задачи

55. Однородный стержень, падавший в горизонтальном положении с высоты h, упруго ударился одним концом о край массивной плиты. Найти скорость центра стержня сразу после удара. Получить решение задачи

56. Однородный диск радиуса R = 5,0 см вращающийся вокруг своей оси с угловой скоростью ω = 60 рад/с, падает в вертикальном положении на горизонтальную шероховатую поверхность и отскакивает под углом θ = 30° к вертикали, уже не вращаясь. Найти скорость диска сразу после отскакивания. Получить решение задачи

57. На идеально гладкой горизонтальной поверхности лежит стержень длиной l и массой М. В одну из точек стержня ударяет шарик массой m, движущийся по поверхности перпендикулярно стержню. Считая удар абсолютно упругим, определить на каком расстоянии x от середины стержня должен произойти удар, чтобы шарик передал стержню всю свою кинетическую энергию? При каком соотношении масс М и m это возможно? Получить решение задачи

58. Вертикальный однородный столб высотой l падает на землю под действием силы тяжести. Определить линейную скорость его верхнего конца в момент удара о землю, если а) столб падает, поворачиваясь вокруг неподвижного нижнего основания; б) столб первоначально стоял на абсолютно гладком льду. Получить решение задачи

59. Сплошному однородному цилиндру массы m и радиуса R сообщили вращение вокруг его оси с угловой скоростью ω0, затем его положили боковой поверхностью на горизонтальную плоскость и предоставили самому себе. Коэффициент трения между цилиндром и плоскостью равен k. Найти: а) скорость цилиндра, когда его движение перейдет в чистое качение; б) время, в течение которого движение цилиндра будет происходить со скольжением: в) полную работу силы трения скольжения. Получить решение задачи

60. Сплошному однородному шару радиусом R, лежащему на горизонтальной плоскости, сообщили скорость υ0 без вращения. Найти угловую скорость шара, когда его движение перейдет в чистое качение. Получить решение задачи

61. Как надо ударить кием по бильярдному шару, чтобы он после удара двигался по поверхности стола а) замедленно, б) ускоренно, в) равномерно? Предполагается, что удар наносится горизонтально в вертикальной плоскости, проходящей через центр шара и точку касания его с плоскостью бильярдного стола. Получить решение задачи

62. Однородный шар радиуса r скатывается без скольжения с вершины сферы радиуса R. Найти угловую скорость шара после отрыва от сферы. Начальная скорость шара пренебрежимо мала. Получить решение задачи

63. Сплошной однородный цилиндр радиуса R катится без скольжения по горизонтальной плоскости, которая переходит в наклонную плоскость, идущую под уклон и составляющую угол α с горизонтом. Найти максимальное значение скорости υ0 цилиндра, при котором он перейдет на наклонную плоскость еще без скачка. Получить решение задачи

64. На полу кабины лифта, которая начинает подниматься с постоянным ускорением а = 2,0 м/с2 установлен гироскоп - однородный диск радиуса R = 5.0 см на конце стержня длины l= 10 см. Другой конец стержня укреплен в шарнире О (см. рис.). Гироскоп прецессирует с угловой скоростью n = 0,5 об/с. Пренебрегая трением и массой стержня, найти собственную угловую скорость диска. Получить решение задачи

65. Два одинаковых шарика массой m = 20 г каждый находятся на некотором расстоянии друг от друга. Определите, какими равными зарядами следует зарядить шарики, чтобы их взаимодействие уравновешивало силу тяготения. Получить решение задачи

66. Два одинаковых заряженных шарика массой m, подвешенные на нитях равной длины, опускаются в жидкий диэлектрик, плотность которого ρ1, и диэлектрическая проницаемость ε1. Какова должна быть плотность ρ материала шариков, чтобы углы их расхождения в воздухе и диэлектрике были одинаковы? Получить решение задачи

67. Медный шарик (ρ = 8,93 г/см3) радиусом r = 0,5 см помещен в масло (ρ1 = 0,8 г/см3). Определите заряд шарика, если в однородном электростатическом поле он оказался взвешенным в масле. Электростатическое поле направлено вертикально вверх, и его напряженность Е = 4,25 кВ/см. Получить решение задачи

68. Три точечных отрицательных заряда Q = −3 нКл каждый находятся в вершинах равностороннего треугольника. Определите, какой заряд следует поместить в центре треугольника, чтобы система находилась в равновесии. Получить решение задачи

69. Определите напряженность Е электростатического поля на продолжении оси электрического диполя в точке А (см. рисунок). Получить решение задачи

70. Определите напряженность Е электростатического поля в точке В на перпендикуляре, восстановленном к оси диполя из его середины. Получить решение задачи

71. Расстояние l между двумя точечными зарядами Q1 = 2 нКл и Q2 = -3 нКл, расположенными в вакууме, равно 20 см. Определите напряженность Е в точке А, удаленной от первого заряда на расстояние r1 = 15 см и от второго заряда на r2 = 10 см. Получить решение задачи

72. Тонкое проволочное кольцо радиусом R = 4 см равномерно заряжено с линейной плотностью τ = 1 нКл/м. Определите напряженность Е электростатического поля в вакууме на оси, проходящей через центр кольца, в точке, удаленной на расстояние r = 6 см от центра кольца. Получить решение задачи

73. Определите поток ФE вектора напряженности электростатического поля сквозь сферическую поверхность, охватывающую точечные заряды Q1 = 2 нКл и Q2 = −1 нКл. Получить решение задачи

74. Электростатическое поле создается в вакууме бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью σ=1 мкКл/м2s. На некотором расстоянии от плоскости находится плоская круглая площадка радиусом r= 10 см. Определите поток вектора напряженности сквозь эту площадку, если ее плоскость составляет с линиями напряженности угол β = 30°. Получить решение задачи

75. Определите напряженность E электростатического поля, создаваемого в вакууме равномерно заряженной бесконечной плоскостью с поверхностной плотностью заряда +σ. Получить решение задачи

76. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельны¬ми плоскостями в вакууме с поверхностными плотностями σ1 = 0,8 мкКл/м2 и σ2 = -0,2 мкКл/м2. Определите напряженность Е электростатического поля: 1) между плоскостями; 2) за пределами плоскостей. Получить решение задачи

77. Сферическая поверхность радиусом R, равномерно заряженная с поверхностной плотностью σ, расположена в вакууме. Определите напряженность Е электростатического поля: 1) на расстоянии r > R от центра сферы; 2) на расстоянии от центра сферы. Постройте график зависимости Е(r). Получить решение задачи

78. Электростатическое поле создается шаром радиусом R, равномерно заряженным с объемной плотностью ρ. Определите напряженность Е электростатического поля в вакууме: 1) на расстоянии r > R от центра шара; 2) на расстоянии r’ < R от центра шара. Постройте график зависимости Е( r). Получить решение задачи

79. Электростатическое поле создается круглым бесконечным цилиндром радиусом R, заряженным в вакууме равномерно с линейной плотностью τ. Определите напряженность E электростатического поля: 1) на расстоянии r > R от оси цилиндра; 2) на расстоянии r' < R от оси цилиндра. Получить решение задачи

80. Сплошной шар из диэлектрика (диэлектрическая проницаемость ε) радиусом R заряжен равномерно с объемной плотностью ρ. Определите напряженность электростатического поля: 1) на расстоянии r1 > R от центра шара; 2) на поверхности шара; 3) на расстоянии r2 < R от центра шара. Получить решение задачи

81. Определите работу внешних сил по перемещению заряда Q = 1 нКл вдоль линии напряженности с расстояния r1 = 4 см до расстояния r2 = 2 см, если электростатическое поле создается бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда σ = 2 мкКл/м2 Получить решение задачи

82. Три точечных заряда Q1 = 2 нКл, Q2 = 3 нКл и Q3 = -4 нКл расположены в вершинах равностороннего треугольника со стороной длиной а = 10 см. Определите потенциальную энергию этой системы. Получить решение задачи

83. Определите потенциал в центре кольца с внутренним радиусом R1 = 30 см и внешним R2 = 60 см, если на нем равномерно распределен заряд Q = 5 нКл. Получить решение задачи

84. Два точечных одноименных заряда (Q1 = 2 нКл и Q2 = 5 нКл) находятся в вакууме на расстоянии r1 = 20 см. Определите работу А, которую надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния r2 = 5 см. Получить решение задачи

85. Электростатическое поле создается положительно заряженной бесконечной нитью. Протон, двигаясь под действием электростатического поля вдоль линии напряженности от нити с расстояния r1 = 2 см до r2 = 10 см, изменил свою скорость от υ1 = 1 Мм/с до υ2 = 5 Мм/с. Определите линейную плотность τ заряда нити. Получить решение задачи

86. Электростатическое поле создается бесконечной плоскостью, равномерно заряженной с поверхностной плотностью σ = 4 нКл/м2. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 = 10 см и r2 = 30 см от плоскости. Получить решение задачи

87. Электростатическое поле создается сферой радиусом R = 10 см, равномерно заряженной с поверхностной плотностью σ = 5 нКл/м2. Определите разность потенциалов между двумя точками поля, лежащими на расстояниях r1 = 15 см и r2 = 20 см от поверхности сферы. Получить решение задачи

88. Электростатическое поле создается в вакууме шаром радиусом R = 8 см, равномерно заряженным с объемной плотностью ρ = 10 нКл/м3. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими от центра шара на расстояниях: 1) r1 = 10 см и r2 = 15 см; 2) r3 = 2 см и r4 = 5 см. Получить решение задачи

89. Электростатическое поле создается бесконечно длинным цилиндром радиусом R = 7 мм, равномерно заряженным с линейной плотностью τ = 15 нКл/м. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 = 1 см и r2 = 2 см от поверхности цилиндра. Получить решение задачи

90. В пространстве, наполовину заполненном парафином (ε2 = 2), создано однородное электростатическое поле, напряженность которого в вакууме Е1 = 4 В/м. Вектор Е, образует с плоской границей вакуум – парафин угол α = 60°. Определите в парафине: 1) электрическое смещение D2; 2) напряженность Е2, электростатического поля; 3) поляризованность Р2. Получить решение задачи

91. Между обкладками плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов 1,5 кВ, зажата парафиновая пластинка (ε = 2) толщиной 5 мм. Определите поверхностную плотность связанных зарядов на парафине. Получить решение задачи

92. Плоский конденсатор, между обкладками которого находится стеклянная пластинка (ε = 7) толщиной d = 3 мм, заряжен до разности потенциалов U = 500 В. Определите: 1) поверхностную плотность σ зарядов на обкладках конденсатора; 2) поверхностную плотность σ’связанных зарядов на стекле. Величиной зазора между пластинкой и обкладками пренебречь. Получить решение задачи

93. Расстояние между обкладками плоского конденсатора d = 1 мм. После зарядки конденсатора до разности потенциалов U = 700 В между обкладками вставили стеклянную пластинку (ε = 7). Определите: 1) диэлектрическую восприимчивость χ стекла; 2) поверхностную плотность σ’ связанных зарядов на стеклянной пластинке. Получить решение задачи

94. Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно d = 5 мм, разность потенциалов U = 300 В. На нижней пластине лежит пластинка из парафина (ε = 2) толщиной d1 = 4 мм. Определите поверхностную плотность σ’ связанных зарядов этой пластинки. Получить решение задачи

95. Между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов U, параллельно его обкладкам помещены два слоя диэлектриков. Толщина слоев и диэлектрическая проницаемость диэлектриков соответственно равны d1, d2, ε1, ε2. Определите напряженность электростатических полей в слоях диэлектриков. Получить решение задачи

96. Площадь пластин S плоского конденсатора равна 100 см2. Пространство между пластинами заполнено вплотную двумя слоями диэлектриков – слюдяной пластинкой (ε1 = 7) толщиной d1 = 3,5 мм и парафина (ε2 = 2) толщиной d2 = 5 мм. Определите емкость этого конденсатора. Получить решение задачи

97. Батарея из трех последовательно соединенных конденсаторов C1 = 1 мкФ; С2 = 2 мкФ и C3 = 4 мкФ подсоединены к источнику ЭДС. Заряд батареи конденсаторов Q = 40 мкКл. Определите: 1) напряжения U1, U2 и U3 на каждом конденсаторе; 2) ЭДС источника; 3) емкость батареи конденсаторов. Получить решение задачи

98. Два плоских воздушных конденсатора одинаковой емкости соединены последовательно и подключены к источнику ЭДС. Как и во сколько раз изменится заряд конденсаторов, если один из них погрузить в масло с диэлектрической проницаемостью ε = 2,2? Получить решение задачи

99. Конденсаторы емкостями С каждый соединены так, как указано на рис. а. Определите емкость Собщ этого соединения конденсаторов. Получить решение задачи

100. В каждое ребро куба, изготовленного из проволоки (рис. а), включены по одному конденсатору емкостью С каждый. Определите емкость этой батареи конденсаторов, если она включается в цепь проводниками, подсоединенными к противоположным концам (А и В) диагонали куба. Получить решение задачи

Готовые решения задач по физике (100 решений часть 29)

1. Плоский воздушный конденсатор емкостью С1 = 4 пФ заряжен до разности потенциалов U1 = 100 В. После отключения конденсатора от источника напряжения расстояние между обкладками конденсатора увеличили в два раза. Определите: 1) разность потенциалов U2 на обкладках конденсатора после их раздвижения: 2) работу внешних сил по раздвижению пластин. Получить решение задачи

2. Металлический шар радиусом R = 5 см с общим зарядом Q = 10 нКл окружен слоем эбонита толщиной d = 3 см. Определите энергию W электростатического поля, заключенного в слое диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость эбонита ε = 3. Получить решение задачи

3. Сплошной шар из диэлектрика радиусом R = 5 см заряжен равномерно с объемной плотностью ρ = 5 нКл/м3. Определите энергию электростатического поля, заключенную в окружающем шар пространстве. Получить решение задачи

4. Плоскому конденсатору с площадью обкладок S и расстоянием между ними l сообщен заряд Q, после чего конденсатор отключен от источника напряжения. Определите силу притяжения F между обкладками конденсатора, если диэлектрическая проницаемость среды между обкладками равна ε. Получить решение задачи

5. Плоский конденсатор площадью обкладок S и расстоянием между ними l подключен к источнику постоянного напряжения U. Определите силу притяжения F между обкладками конденсатора, если диэлектрическая проницаемость среды между обкладками равна ε. Получить решение задачи

6. Пространство между обкладками плоского конденсатора площадью обкладок S = 100 см2 заполнено эбонитом (ε = 3). Определите поверхностную плотность σ’ связанных зарядов на эбоните, если обкладки конденсатора притягиваются друг к другу с силой F = 10 мН. Получить решение задачи

7. Сила тока в проводнике равномерно растет от I0 = 0 до Imax = 3 А за время τ = 6 с. Определите заряд Q, прошедший по проводнику. Получить решение задачи

8. По железному проводнику (ρ = 7,87 г/см3, М= 56·10-3 кг/моль) сечением S = 0,5 мм2 течет ток I = 0,1 А. Определите среднюю скорость упорядоченного (направленного) движения электронов, считая, что число n свободных электронов в единице объема проводника равно числу атомов n’ в единице объема проводника. Получить решение задачи

9. Сопротивление однородной проволоки R = 36 Ом. Определите, на сколько равных отрезков разрезали проволоку, если после их параллельного соединения сопротивление оказалось равным R1 = 1 Ом. Получить решение задачи

10. Определите общее сопротивление между точками А и В цепи проводников в виде шестиугольника (рис. а). Сопротивление каждой проволоки r = 1 Ом. Получить решение задачи

11. Определите плотность тока в медной проволоке длиной l = 100 м, если разность потенциалов на ее концах φ1 – φ2 = 10 В. Удельное сопротивление меди ρ = 17 нОм·м. Получить решение задачи

12. Через лампу накаливания течет ток I = 1 А. Температура t вольфрамовой нити диаметром d1 =0,2 мм равна 2000 °С. Ток подводится медным проводом сечением S2 = 5 мм2. Определите напряженность электростатического поля: 1) в вольфраме; 2) в меди. Удельное сопротивление вольфрама при 0 °С ρ0 = 55 нОм·м, его температурный коэффициент сопротивления α1 = 0,0045 град-1 удельное сопротивление меди ρ2 = 17 нОм·м. Получить решение задачи

13. Два цилиндрических проводника одинаковой длины и одинакового сечения, один из железа, а другой из алюминия, соединены сначала последовательно, а затем параллельно. Определите отношение мощностей для этих проводников при их соединении: 1) последовательно; 2) параллельно. Удельные сопротивления железа и алюминия соответственно 98 нОм·м и 26 нОм·м. Получить решение задачи

14. По проводнику сопротивлением R = 10 Ом течет ток, сила тока возрастает при этом линейно. Количество теплоты Q, выделившееся в проводнике за время τ = 10 с, равно 300 Дж Определите заряд q, прошедший за это время по проводнику, если в начальный момент времени сила тока в проводнике равна нулю. Получить решение задачи

15. Сопротивление второго проводника в пять раз больше, чем сопротивление первого. Их сначала включают в цепь последовательно, а затем – параллельно. Определите отношение количеств теплоты, выделившихся в этих проводниках, для обоих случаев. Получить решение задачи

16. Определите внутреннее сопротивление источника тока, если во внешней цепи при силе тока I1 =4 А развивается мощность Р1 = 10 Вт, а при силе тока I2 = 6 А – мощность Р2 = 12 Вт. Получить решение задачи

17. Определите мощность тока P1 во внешней цепи при силе тока I1 = 2 А, если при силе тока I2 = 3 А мощность Р2 = 6 Вт, а внутреннее сопротивление r источника тока равно 0,5 Ом. Получить решение задачи

18. Определите ток короткого замыкания Iкз для источника ЭДС, если полезная мощность P1 при токе в цепи I1 = 5 A равна 300 Вт, а при токе I2 = 1 А – полезная мощность Р2 = 100 Вт. Получить решение задачи

19. В цепь, состоящую из источника ЭДС и резистора сопротивлением R = 10 Ом, включают вольтметр, сначала параллельно, а затем последовательно резистору, причем показания вольтметра одинаковы. Определите внутреннее сопротивление r источника ЭДС, если сопротивление вольтметра RV = 500 Ом. Получить решение задачи

20. Источник ЭДС вначале замыкают на резистор сопротивлением R1, а затем – на резистор сопротивлением R2, при этом в обоих случаях выделяется одинаковое количество теплоты. Определите внутреннее сопротивление r источника ЭДС. Получить решение задачи

21. Из 200 одинаковых источников ЭДС составлена батарея так, что имеет¬ся n соединенных последовательно групп, в каждой из которых содержится m источников, соединенных параллельно. Внутреннее сопротивление r1 каждого из элементов равно 2 Ом. Батарея замкнута на внешнее сопротивление R = 98 Ом. Определите значения n и m, при которых сила тока в цепи максимальна. Получить решение задачи

22. Определите внутреннее сопротивление и ЭДС батареи, образованной тремя источниками ЭДС (см. рисунок), если ЭДС источников ε1 =2 В, ε2 = 4 В и ε3 = 6 В, а их внутренние сопротивления одинаковы и равны 0,2 Ом. Получить решение задачи

23. Два источника, ЭДС которых ε1 = 2 В ε2 = 4В, соединены, как показано на рис. а. Внешнее сопротивление R = 1 Ом, а внутренние сопротивления источников r1 = r2 = 0,5 Ом. Определите силы токов, протекающих через источники и внешнее сопротивление. Получить решение задачи

24. Два одинаковых резистора сопротивлением R1 = 10 Ом и резистор сопротивлением R2 = 20 Ом подключены к источнику ЭДС (см. рисунок). К участку АВ подключен плоский конденсатор емкостью С = 0,1 мкФ. Заряд Q на обкладках конденсатора равен 2 мкКл. Определите ЭДС источника, пренебрегая его внутренним сопротивлением. Получить решение задачи

25. Определите разность потенциалов на обкладках конденсатора в схеме, приведенной на рисунке. ЭДС источника ε = 20 В, сопротивления всех резисторов равны. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Получить решение задачи

26. В приведенной на рисунке электрической схеме моста Уитстона заданы сопротивления R2, R3, R4, электродвижущая сила ε источника тока и его внутреннее сопротивление r. Определите сопротивление R1 если известно, что ток в цепи гальванометра G отсутствует (IG = 0). Сопротивление гальванометра равно RG. Получить решение задачи

27. Прямоугольная рамка со сторонами а = 5 см и b = 10 см, состоящая из N = 20 витков, помещена во внешнее однородное магнитное поле с индукцией В = 0,2 Тл. Нормаль к рамке составляет с направлением магнитного поля угол α=π/6. Определите вращающий момент сил, действующих на рамку, если по ней течет ток I = 2 А. Получить решение задачи

28. Принимая, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите, определите отношение магнитного момента рm эквивалентного кругового тока к моменту импульса L орбитального движения электрона. Получить решение задачи

29. Используя закон Био – Савара – Лапласа, определите магнитную индукцию В поля, создаваемого бесконечно длинным прямым проводником с током I в точке A, находящейся от оси проводника на расстоянии R. Получить решение задачи

30. Используя закон Био – Савара – Лапласа, определите в вакууме магнитную индукцию В поля в центре кругового проводника радиусом R = 10 см, если сила тока I в проводнике равна 5 А. Получить решение задачи

31. По тонкому проволочному кольцу течет ток. Определите, во сколько раз изменится индукция в центре контура, если проводнику придать форму квадрата, не изменяя силы тока в проводнике. Получить решение задачи

32. Определите магнитную индукцию на оси кругового контура на рассто¬янии d = 3 см от его плоскости, если радиус контура R = 4 см, а сила тока I в контуре равна 5 А. Получить решение задачи

33. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводникам, находящимся в вакууме на расстоянии R = 30 см, текут одинаковые токи одного направления. Определите магнитную индукцию В поля, создаваемого токами в точке А, лежащей на прямой, соединяющей проводники и лежащей на расстоянии r = 20 см правее правого провода (см. рисунок). Сила тока в проводниках равна 20 А. Получить решение задачи

34. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводникам в вакууме, расстояние между которыми d = 15 см, текут токи I1 = 70 A и I2 = 50 А в одном направлении. Определите магнитную индукцию B в точке, удаленной на r1 = 10 см от первого и r2 = 20 см от второго проводников. Получить решение задачи

35. Вычислите значение магнитной постоянной μ0. Получить решение задачи

36. По прямому горизонтальному проводу пропускают ток I1 = 100 А. Под этим проводом на расстоянии R = 1 см расположен второй, параллельный ему медный провод, по которому пропускают ток I2 = 50 А. Определите, какова должна быть площадь поперечного сечения второго провода, чтобы он удерживался в состоянии равновесия незакрепленным. Плотность меди ρ = 8,93 г/см3. Получить решение задачи

37. По двум параллельным прямым проводникам длиной l = 2 м каждый, находящимся в вакууме на расстоянии d = 10 см друг от друга, в противоположных направлениях текут токи I1 = 50 A и I2 = 100 А. Определите силу взаимодействия токов. Получить решение задачи

38. В одной плоскости с бесконечно прямым проводником с током I = 10 А расположена прямоугольная проволочная рамка (стороны а = 25 см, b = 10 см), по которой протекает ток I1 = 2 А. Длинные стороны рамки параллельны прямому току, причем ближайшая из них находится от прямого тока на расстоянии с = 10 см и ток в ней сонаправлен току I. Определите силы, действующие на каждую из сторон рамки. Получить решение задачи

39. В однородном магнитном поле (В = 1 мТл) в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции, расположено тонкое проволочное полукольцо длиной l = 50 см, по которому течет ток I = 5 A. Определите результирующую силу, действующую на полукольцо. Получить решение задачи

40. Электрон в вакууме движется прямолинейно с постоянной скоростью υ = 5 км/с. Определите напряженность H магнитного поля, создаваемого электроном в точке, находящейся на расстоянии r = 16 нм от электрона и лежащей на прямой, проходящей через мгновенное положение электрона, под углом α = 30° к вектору скорости электрона. Получить решение задачи

41. Определите угловую скорость ω вращения протона по окружности, ко¬торую он описывает в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,03 Тл. Получить решение задачи

42. Электрон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U = 1 кВ, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 3 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите: 1) силу, действующую на электрон; 2) радиус окружности, по которой электрон движется; 3) период обращения электрона. Получить решение задачи

43. Точка движется по окружности радиусом R = 8 м. В некоторый момент времени нормальное ускорение точки равно 4 м/с2, вектор полного ускорения образует в этот момент с вектором нормального ускорения угол 600. Найти линейную скорость и тангенциальное ускорение точки. Получить решение задачи

44. Тело движется по окружности с постоянным угловым ускорением 0,08 с-2. Через какое время после начала движения угол между полным ускорением и скоростью тела станет равным 600? Получить решение задачи

45. Определите число N атомов в 1 кг водорода и массу одного атома водорода Получить решение задачи

46. В закрытом сосуде вместимостью 20 л находятся водород массой 6 г и гелий массой 12 г. Определите: 1) давление; 2) молярную массу газовой смеси в сосуде, если температура смеси T=300 К. Получить решение задачи

47. Определите плотность смеси газов водорода массой m1=8 г и кислорода массой m2=64 г при температуре T=290 К и при давлении 0,1 МПа. Газы считать идеальными. Получить решение задачи

48. В баллоне вместимостью 15 л находится азот под давлением 100 кПа при температуре t1=27 0C. После того как из баллона выпустили азот массой 14 г, температура газа стала равной t2=17 0C. Определите давление азота, оставшегося в баллоне Получить решение задачи

49. Баллон вместимостью V=20 л содержит смесь водорода и азота при температуре 290 К и давлении 1 МПа. Определите массу водорода, если масса смеси равна 150 г. Получить решение задачи

50. Начертите графики изотермического, изобарного и изохорного процессов в координатах p и V, p и T, T и V. Получить решение задачи

51. Азот массой 7 г находится под давлением p=0,1 МПа и температуре T1=290 К. Вследствие изобарного нагревания азот занял объем V2=10 л. Определите: 1) объем V1 газа до расширения; 2) температуру Т2 газа после расширения; 3) плотность газа до и после расширения. Получить решение задачи

52. В сосуде вместимостью 1 л находится кислород массой 1 г. Определите концентрацию молекул кислорода в сосуде. Получить решение задачи

53. Средняя квадратичная скорость некоторого газа при нормальных условиях равна 480 м/с. Сколько молекул содержит 1 г этого газа? Получить решение задачи

54. В сосуде вместимостью V=0,3 л при температуре T=290 К находится некоторый газ. На сколько понизится давление газа в сосуде, если из него из-за утечки выйдет N=1019 молекул? Получить решение задачи

55. Определите давление, оказываемое газом на стенки сосуда, если его плотность равна 0,01 кг/м3, а средняя квадратичная скорость молекул газа составляет 480 м/с. Получить решение задачи

56. Определите среднюю кинетическую энергию <ε0> поступательного движения молекул газа, находящегося под давлением 0,1 Па. Концентрация молекул газа равна 1013 см-3. Получить решение задачи

57. Определите: 1) наиболее вероятную υв; 2) среднюю арифметическую <υ>; 3) среднюю квадратичную <υкв> скорость молекул азота (N2) при 27 0C. Получить решение задачи

58. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода больше их наиболее вероятной скорости на 100 м/с. Получить решение задачи

59. На какой высоте плотность воздуха в e раз (e – основание натуральных логарифмов) меньше по сравнению с его плотностью на уровне моря? Температуру воздуха и ускорение свободного падения считайте не зависящими от высоты. Получить решение задачи

60. Определите отношение давления воздуха на высоте 1 км к давлению на дне скважины глубиной 1 км. Воздух у поверхности Земли находится при нормальных условиях, и его температура не зависит от высоты. Получить решение задачи

61 Каково давление воздуха в шахте на глубине h = 1 км, если считать, что температура по всей глубине постоянная и равна 22 0С, а ускорение свободного падения g не зависит от высоты? Давление воздуха у поверхности Земли примите равным p0. Получить решение задачи

62. Используя идею установки Перрена для определения постоянной Авогадро и применив к частицам краски, взвешенным в воде, больцмановское распределение, найдите объем частиц, если при расстоянии между двумя слоями 80 мкм число взвешенных частиц в одном слоев вдвое больше, чем в другом. Плотность растворенной краски 1700 кг/м3, а температура окружающей среды 300 К. Получить решение задачи

63. Определите среднюю длину свободного пробега < l > молекул кислорода, находящегося при температуре 0 0С, если среднее число < z > столкновений, испытываемых молекулой в 1 с, равно 3,7∙109 Получить решение задачи

64. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул водорода 2,5 см при температуре 67 °С? Диаметр молекулы водорода примите равным 0,28 нм. Получить решение задачи

65. Определите среднюю продолжительность <τ> свободного пробега молекул водорода при температуре 27 0С и давлении 0,5 кПа. Диаметр молекулы водорода примите равным 0,28 нм. Получить решение задачи

66. Средняя длина свободного пробега < l 1 > молекул водорода при нормальных условиях составляет 0,1 мкм. Определите среднюю длину их свободного пробега при давлении 0,1 мПа, если температура газа остается постоянной. Получить решение задачи

67. При температуре 300 К и некотором давлении средняя длина < l > свободного пробега молекул кислорода равна 0,1 мкм. Чему равно среднее число < z > столкновений, испытываемых молекулами в 1 с, если сосуд откачать до 0,1 первоначального давления. Температуру газа считать постоянной. Получить решение задачи

68. Определите: 1) плотность ρ воздуха в сосуде; 2) концентрацию n его молекул; 3) среднюю длину свободного пробега < l > молекул, если сосуд откачан до давления 0,13 Па. Диаметр молекул воздуха примите равным 0,27 нм. Температура воздуха 300 К. Получить решение задачи

69. Определите коэффициент теплопроводности λ азота, находящегося в некотором объеме при температуре 280 К. Эффективный диаметр молекул азота примите равным 0,38 нм. Получить решение задачи

70. Кислород находится при нормальных условиях. Определите коэффициент теплопроводности λ кислорода, если эффективный диаметр его молекул равен 0,36 нм. Получить решение задачи

71. Пространство между двумя параллельными пластинками площадью 150 см2 каждая, находящимися на расстоянии 5 мм друг от друга, заполнено кислородом. Одна пластина поддерживается при температуре 17 0С, другая – при температуре 27 0С. Определите количество теплоты, прошедшее за 5 мин посредством теплопроводности от одной пластины к другой. Кислород находится при нормальных условиях. Эффективный диаметр молекул кислорода считать равными 0,36 нм. Получить решение задачи

72. Определите коэффициент диффузии D кислорода при нормальных условиях. Эффективный диаметр молекул кислорода примите равным 0,36 нм. Получить решение задачи

73. Определите массу азота, прошедшего вследствие диффузии через площадку S = 50 см2 за 20 с, если градиент плотности в направлении, перпендикулярном площадке, равен 1 кг/м4, температура азота 290 К, а средняя длина свободного пробега его молекул равна 1 мкм. Получить решение задачи

74. Определите, во сколько раз отличаются коэффициенты динамической вязкости кислорода η, углекислого газа и азота, если оба газа находятся при одинаковой температуре и том же давлении. Эффективные диаметры молекул этих газов равны. Получить решение задачи

75. Определите коэффициент теплопроводности λ азота, если коэффициент динамической вязкости η для него при тех же условиях равен 10 мкПа∙с Получить решение задачи

76. Азот находится под давление 100 кПа при температуре 290 К. Определите коэффициенты диффузии D и внутреннего трения η. Эффективный диаметр молекул азота принять равным 0,38 нм. Получить решение задачи

77. Ниже какого давления можно говорить о вакууме между стенками сосуда Дьюара, если расстояние между стенками сосуда равно 8 мм, а температура 17 0С? Эффективный диаметр молекул воздуха принять равным 0,27 нм. Получить решение задачи

78. Давление разреженного газа в рентгеновской трубке при температуре 17 0С равно 130 мкПа. Можно ли вести разговор о высоком вакууме, если характерный размер l0 (расстояние между катодом и анодом трубки) составляет 50 мм? Эффективный диаметр молекул воздуха примите равным 0,27 нм. Получить решение задачи

79. Азот массой m=10 г находится при температуре Т=290 К. Определите: 1) среднюю кинетическую энергию одной молекулы азота; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения всех молекул азота. Газ считайте идеальным. Получить решение задачи

80. Кислород массой 1 кг находится при температуре Т=320 К. Определите: 1) внутреннюю энергии, молекул кислорода; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул кислорода. Газ считайте идеальным. Получить решение задачи

81. В закрытом сосуде находится смесь азота массой m1=56 г и кислорода массой m2=64 г. определите изменение внутренней энергии этой смеси, если ее охладили на 20 0С Получить решение задачи