Нижняя грань прозрачного клина посеребрена и представляет собой плоское зеркало. Показатель преломления материала клина равен 1,4. Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани отражается от нижней грани и через грань выходит в воздух под углом к её нормали. Определите угол при основании клина. Сделайте рисунок, поясняющий ход луча в клине.
Задачи
ТегиОдин моль гелия участвует в циклическом процессе 1-2-3-4-1, график которого изображён на рисунке в координатах где — давление газа, — абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модуль работы газа в процессах 2–3 и 3–4. Постройте график цикла в координатах где — давление газа, — объём газа.
В стакан налита вода, а поверх неё — керосин. Однородный шар плавает, погружённый в обе жидкости. При этом четверть объёма шара находится в воде. Найдите плотность материала шара.
Линза, фокусное расстояние которой 30 см, даёт на экране резкое изображение предмета с пятикратным увеличением. Экран пододвинули к линзе вдоль её главной оптической оси. Затем при неизменном положении линзы передвинули предмет на 3 см так, чтобы изображение снова стало резким. На какое расстояние сдвинули экран относительно его первоначального положения? Сделайте рисунок построения изображений в линзе с указанием хода лучей.
Снаряд, выпущенный из пушки с начальной скоростью под углом к горизонту, разрывается в верхней точке своей траектории на два осколка. Масса первого осколка Его скорость сразу после взрыва направлена горизонтально в сторону первоначального полёта снаряда и равна На каком расстоянии от точки на земле под местом взрыва упал на землю второй осколок, если его масса Траектории снаряда и осколков лежат в одной вертикальной плоскости. Сопротивлением воздуха пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
На двойном фокусном расстоянии от рассеивающей линзы с оптической силой −10 дптр на её главной оптической оси расположен точечный источник света. Линза вставлена в непрозрачную оправу радиусом 5 см. Каков диаметр светлого пятна на экране, расположенном по другую сторону линзы на расстоянии 10 см от неё перпендикулярно главной оптической оси линзы? Сделайте рисунок с указанием хода лучей.
Сосуд объёмом разделён на две части. В меньшей части сосуда находится влажный воздух и вода, причём масса воды в 2 раза меньше, чем масса пара. Бóльшая часть сосуда пустая. Найдите объём меньшей части сосуда если после соединения обеих частей относительная влажность воздуха в сосуде Температура во всём сосуде постоянна.
На двойном фокусном расстоянии от собирающей линзы с оптической силой 5 дптр на её главной оптической оси расположен точечный источник света. Линза вставлена в непрозрачную оправу радиусом 8 см. Каков диаметр светлого пятна на экране, расположенном на расстоянии 60 см от линзы? Сделайте рисунок с указанием хода лучей.
Груз массой соединён невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через гладкий невесомый блок, с бруском массой К этому бруску на лёгкой пружине жёсткостью подвешен второй такой же брусок. Длина нерастянутой пружины коэффициент трения груза о поверхность стола Определите длину пружины при движении брусков, считая, что при этом движении она постоянна. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на тела. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Однородный стержень AB постоянного поперечного сечения прикреплен верхним концом к шарниру, в котором он может без трения поворачиваться в плоскости рисунка. Масса стержня Если к нижнему концу стержня приложена в плоскости рисунка постоянная горизонтальная сила то в равновесии стержень образует с вертикалью угол Чему равен модуль силы, с которой стержень действует в равновесии на шарнир? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на стержень AB. Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи.
К двум вертикально расположенным пружинам одинаковой длины подвесили однородный стержень длиной Если к этому стержню подвесить груз массой на расстоянии от правой пружины, то стержень будет расположен горизонтально, и растяжения обеих пружин будут одинаковы (см. рисунок). Жесткость левой пружины в 2 раза меньше, чем правой. Чему равна масса стержня Сделайте рисунок с указанием используемых в решении сил. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
На -диаграмме показано, как изменялись объём и абсолютная температура некоторого постоянного количества одноатомного разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как при этом изменялись давление газа и его внутренняя энергия на каждом из трёх участков 1-2, 2-3, 3-4 (увеличивались, уменьшались или же оставались постоянными)? Ответ поясните, указав, какие физические явления и законы Вы использовали для объяснения.
Со дна озера, имеющего глубину медленно поднимается пузырёк воздуха. Определите объём пузырька у дна озера, если на расстоянии от поверхности воды пузырёк имел объём Давление воздуха на уровне поверхности воды равно нормальному атмосферному давлению. Силы поверхностного натяжения не учитывать, температуры воды и воздуха в пузырьке считать постоянными.
Два одинаковых бруска массой каждый связаны друг с другом невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый гладкий блок, неподвижно закреплённый на потолке (см. рисунок). На один из брусков кладут груз массой и система приходит в движение. С какой силой груз будет давить на брусок? Сделайте схематичный рисунок с указанием сил, действующих на бруски и груз. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
В комнате размерами в которой воздух имеет температуру 25 °C и относительную влажность 20%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 2 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 25 °C равно 3,17 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.
Метеорологический зонд общей массой 20 кг удерживают на поверхности Земли силой, равной по модулю 1 кН и направленной вниз. Затем зонд отпускают, он поднимается вверх и остаётся на такой высоте, где его объём увеличивается в 2 раза. Температура, измеренная зондом на этой высоте, равна −43 °С. Определите давление на этой высоте, если на поверхности Земли давление равно 105 Па, а температура равна +17 °С.
Шарик удерживается в жесткой изогнутой трубке, закрепленной на доске, на высоте Доска находится на гладкой горизонтальной поверхности стола (см. рис.). Система покоится. Как только шарик отпускают, он начинает двигаться без трения по трубке и вылетает из другого ее конца, находящегося на высоте Скорость шарика при вылете из трубки равна 3 м/с и направлена горизонтально. При этом доска движется поступательно со скоростью 0,5 м/с по поверхности стола. Чему равна высота Обоснуйте применимость законов, используемых при решении задачи.
Прямоугольник находится на главной оптической оси тонкой собирающей линзы так, как показано на рисунке. Две его бóльшие стороны длиной параллельны линзе, при этом дальняя сторона находится на расстоянии от линзы (см. рис.). Найдите площадь изображения прямоугольника, если меньшая сторона равна а оптическая сила линзы
В U-образную трубку налита вода. Левое колено трубки герметично закрывают пробкой. Температура в комнате уменьшается, из-за чего уровень воды в коленах становится различным. После этого герметично закрывают правое колено трубки, а температура в комнате повышается до исходного значения.
-
Сравните давление воздуха в левом и правом колене в конечных состояниях.
-
В каком колене уровень воды будет выше в конечном состоянии?
Небольшой брусок массой скользящий по гладкой горизонтальной поверхности, абсолютно неупруго сталкивается с неподвижным телом массой При дальнейшем поступательном движении тела налетают на недеформированную пружину, одним концом прикреплённую к стене (см. рисунок). Через какое время после абсолютно неупругого удара бруски вернутся в точку столкновения? Скорость движения бруска до столкновения жёсткость пружины а расстояние от точки столкновения до пружины Обоснуйте применимость законов, использованных при решении задачи.
Тело бросили с высоты над горизонтальной гладью озера со скоростью под неизвестным углом к горизонту. Найти конечную скорость тела при падении в озеро. Решить предпочтительно без использования ЗСЭ.
Мальчик на санках спускается без начальной скорости с вершины гладкой ледяной горки из точки B. У основания горка плавно переходит в горизонтальную заснеженную поверхность, по которой санки с мальчиком скользят в течение и останавливаются в точке C (см. рисунок). Определите, какую минимальную работу A необходимо совершить, чтобы перетащить санки обратно от места остановки к месту старта (из точки C в точку B), если коэффициент трения полозьев санок о заснеженную поверхность Масса санок с мальчиком равна Ускорение свободного падения примите равным
С одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс -диаграмма которого изображена на рисунке. В процессе давление газа увеличивается в раз, а объем увеличивается в раз. Определите КПД тепловой машины, работающей по указанному циклу.
Сформулируйте закон силы сухого трения скольжения. Дайте определение коэффициента трения.
Дайте определение потенциала электростатического поля. Как связана разность потенциалов с напряженностью однородного электростатического поля?
Дайте определение идеального газа. Сформулируйте основные положения молекулярно-кинетической теории. Запишите уравнение состояния идеального газа.
Какое устройство называется конденсатором? Какое электростатическое поле создаётся внутри заряженного плоского конденсатора? Чему равна электроёмкость плоского конденсатора?
Если к верхней точке колеса, стоящего на шероховатой горизонтальной поверхности, приложить горизонтальную силу, то в нижней точке колеса возникнет сила трения.
-
Куда эта сила трения будет направлена?
-
В каком случае ускорение центра масс колеса будет больше при фиксированной внешней силе — в случае гладкой или шероховатой поверхности?
Ответ объясните на основании известных Вам физических законов и явлений.
Виталик к верхнему концу вертикальной медной трубки прикрепил динамометр, а затем бросил в трубку постоянный магнит, удерживая при этом динамометр и не касаясь трубки. Оказалось, что в течение почти всего времени падения магнита в трубке показания динамометра оказываются больше на величину, равную силе тяжести, действующей на магнит (считайте, что колебания не возникают).
-
Объясните, почему меняются показания динамометра, основываясь на известных Вам физических законах.
-
Докажите, что магнит большую часть времени движется с постоянной скоростью.
Учитель Сергей Л. решил наглядно проиллюстрировать ученикам некоторую мысль при изучении гармонических колебаний. Он попросил учеников одного класса (22 человека) взять в одну руку гирю массой 4 кг и совершать ей колебательные движения амплитудой около 30 см, стараясь прикладывать для этого как можно меньше усилий. Для каждого ученика по результатам двадцати колебаний был измерен период. Усредненный период колебаний по классу составил 2,1 секунды. Поскольку класс был математического профиля, то к концу эксперимента гирю сломали.
На следующем уроке с инженерным классом пришлось воспользоваться гирей таких же размеров и формы, но массой 8 кг. Усредненный период по инженерному классу составил 2,2 секунды. Однако период математического маятника не зависит от массы согласно формуле, которую изучают в школе. Основываясь на известных физических законах, предложите объяснение, почему в данном эксперименте период колебаний увеличивается с массой. Считать, что систематические и случайные погрешности измерений учтены учителем.
На оси в точке находится оптический центр тонкой рассеивающей линзы с фокусным расстоянием а в точке — оптический центр тонкой собирающей линзы. Главные оптические оси обеих линз совпадают с осью Свет от точечного источника, расположенного в точке пройдя данную оптическую систему, распространяется параллельным пучком. Найдите фокусное расстояние собирающей линзы Сделайте рисунок с указанием хода лучей через данную систему линз.
К источнику с ЭДС и внутренним сопротивлением подключены резисторы и реостат. Каким должно быть сопротивление реостата чтобы на участке ток был направлен от точки к точке ?
По горизонтальному столу катится без трения тележка массой со скоростью На горизонтальную поверхность тележки положили кирпич массой начальная скорость которого относительно стола была равна нулю. Кирпич прошел по тележке путь и остановился относительно нее. Найдите коэффициент трения между кирпичом и тележкой.
Кузнечик сидит на одном из концов соломинки длины , покоящейся на гладком полу. С какой минимальной относительно пола скоростью он должен прыгнуть вдоль соломинки, чтобы при приземлении попасть точно на второй конец соломинки? Масса кузнечика в раза больше массы соломинки. Размерами кузнечика и трением между полом и соломинкой пренебречь. Обоснуйте применимость использованных законов.
Шарик, брошенный из точки под углом к горизонту, в точке лежащей на одной горизонтали с точкой ударяется о гладкую площадку, наклоненную к горизонту. После упругого удара шарик возвращается в исходную точку затратив на полет в раз меньшее время. Найти угол под которым тело было брошено из точки
Шарику, висящему на нити длиной придали горизонтальную скорость после чего он стал колебаться в вертикальной плоскости. Найдите, при каком угле отклонения нити от вертикали ускорение шарика направлено горизонтально. Силой сопротивления воздуха пренебречь.
Небольшой шарик, подвешенный на длинной нити, совершает колебания в вертикальной плоскости (нить не доходит до горизонтального положения). Опираясь на физические законы,
-
укажите, в какие моменты ускорение шарика направлено вдоль нити, если силой сопротивления воздуха можно пренебречь.
-
укажите, в какие моменты ускорение шарика направлено перпендикулярно нити, если силой сопротивления воздуха можно пренебречь.
-
укажите, в какие моменты ускорение шарика направлено вдоль нити, если силой сопротивления воздуха пренебречь нельзя.
-
укажите, в какие моменты ускорение шарика направлено перпендикулярно нити, если силой сопротивления воздуха пренебречь нельзя.
Сделайте рисунки с указанием сил для каждого случая.
Василий живет на первом этаже. За один прием душа он тратит горячей воды и некоторое количество холодной. Температура горячей воды, текущей из крана, равна а температура холодной равна Однажды Василий решил принять душ у соседа, живущего на 5 этаже. Оказалось, что у того температура горячей воды составляет где — известный безразмерный коэффициент. Сколько горячей воды потратит Василий на приём душа на 5 этаже? Температура холодной воды одинакова везде.
Шарику, подвешенному на нити, сообщили некоторую начальную скорость, после чего он начал вращаться по окружности в вертикальной плоскости. Определить массу шарика если известно, что сила натяжения нити в верхней точке траектории составляет а в нижней точке траектории Сопротивлением воздуха пренебречь.
Арбуз выпадает из дирижабля, неподвижно парящего на большой высоте над пустынной местностью. Через некоторое время скорость арбуза достигает максимального значения после чего не меняется. Считайте, что сила сопротивления воздуха пропорциональна скорости.
Нарисуйте схематически графики зависимости координаты, скорости и ускорения арбуза от времени. Объясните характер изображенных зависимостей на основании физических законов.