В вертикальном цилиндрическом сосуде под легким подвижным поршнем находится некоторое количество одноатомного идеального газа. В положении равновесия поршень удерживается в сосуде атмосферным давлением. При этом расстояние от поршня до дна сосуда равно Поддерживая температуру газа постоянной, сверху на поршень медленно насыпают песок массой Найдите количество теплоты которое необходимо сообщить газу, чтобы вернуть поршень в первоначальное положение. Трение поршня о стенки сосуда считайте пренебрежимо малым, ускорение свободного примите равным
Задачи
ТегиНа гранях закрепленной призмы находятся два груза массами и соединенные друг с другом и неподвижной опорой невесомыми и нерастяжимыми нитями через систему невесомых блоков (см. рисунок). Правая грань призмы гладкая, левая — шероховатая с коэффициентом трения Определите модуль ускорения левого груза Углы при основании призмы Ускорение свободного падения примите равным
По тонкому гладкому непроводящему стержню начинает скользить из состояния покоя заряженная бусинка массой и положительным зарядом Стержень имеет форму дуги окружности с радиусом и расположен в вертикальной плоскости. Начальное положение бусинки находится на высоте относительно нижней точки стержня На этой же высоте над точкой расположен неподвижный положительный заряд Найти силу с которой бусинка действует на стержень в точке Пренебречь эффектами, связанными с появлением поляризационных зарядов.
Брусок массы удерживается на гладкой наклонной плоскости с углом наклона при помощи пружины жесткостью как показано на рисунке. Второй брусок массы который находится на расстоянии от первого выше по наклонной плоскости, соскальзывает вниз без начальной скорости. После абсолютно неупругого соударения двух брусков максимальное сжатие пружины составило Пренебрегая начальной деформацией пружины, найдите жесткость Ускорение свободного падения принять равным
Цикл теплового двигателя, использующего идеального одноатомного газа в качестве рабочего вещества, состоит из двух частей: верхней 1-2-3-1 и нижней 1-4-5-1 (см. рисунок). На участке 1-2 объём и давление газа увеличиваются на 1/4 от и соответственно. На участке 1-4 объём и давление газа уменьшаются на 1/4 от и соответственно. Найти отношение КПД верхней части цикла к КПД нижней части.
На вертикальной оси укреплена гладкая горизонтальная штанга, по которой могут перемещаться два груза массами и связанные нерастяжимой невесомой нитью длиной Нить закрепили на оси так, что грузы располагаются по разные стороны от оси и натяжение нити с обеих сторон от оси при вращении штанги одинаково (см. рисунок). При вращении штанги с частотой 900 об/мин модуль силы натяжения нити, соединяющей грузы, Определите длину нити
Маленький шарик, подвешенный на нити длины отклоняют от положения равновесия так, что нить составляет c вертикалью угол и отпускают без начальной скорости. В момент, когда шарик проходит положение равновесия, нить обрывается. Найти угол который составляет с вертикалью скорость шарика в момент падения на пол, если расстояние от точки подвеса нити до пола
Небольшой кубик массой начинает скользить с нулевой начальной скоростью по гладкой горке, переходящей в «мертвую петлю» радиусом (см. рисунок). С какой высоты был отпущен кубик, если на высоте от нижней точки петли сила давления кубика на стенку петли Сделайте рисунок с указанием сил, поясняющий решение. Обоснуйте применимость законов, использованных при решении задачи.
В установке, изображенной на рисунке, масса грузика подобрана так, что первоначально покоящаяся тележка после толчка вправо движется равномерно по поверхности трибометра. Во сколько раз масса грузика меньше массы тележки если после толчка влево тележка движется с ускорением Блок идеален. Нить невесома и нерастяжима. Силу сопротивления движению тележки считать постоянной и одинаковой в обоих случаях. Обоснуйте применимость законов, использованных при решении задачи.
Система из грузов массами и и связывающей их легкой нерастяжимой нити в начальный момент покоится в вертикальной плоскости, проходящей через центр закрепленной сферы. Груз находится в точке на вершине сферы (см. рисунок). В ходе возникшего движения груз отрывается от поверхности сферы, пройдя по ней дугу Найдите массу если Размеры груза ничтожно малы по сравнению с радиусом сферы. Трением пренебречь. Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на грузы. Обоснуйте применимость законов, использованных при решении задачи.
В однородном электрическом поле с напряжённостью находятся два точечных заряда: и с массами и соответственно (см. рисунок). Расстояние между зарядами составляет Определите, какую массу должен иметь заряд если ускорения зарядов совпадают по величине и направлению. Сделайте рисунок с указанием всех сил, действующих на заряды. Силой тяжести пренебречь.
Снаряд массой летящий со скоростью разрывается на две равные части, одна из которых летит в направлении движения снаряда, а другая — в противоположную сторону. В момент разрыва суммарная кинетическая энергия осколков увеличивается на Найдите скорость осколка, летящего по направлению движения снаряда. Сопротивлением воздуха пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
На шероховатой плоскости, наклоненной под углом к горизонту, находится однородный цилиндрический проводник массой и длиной (см. рисунок). По проводнику пропускают ток в направлении «от нас», за плоскость рисунка. Вся система находится в направленном вертикально вниз однородном магнитном поле с индукцией При какой силе тока цилиндр будет оставаться на месте, не скатываясь с плоскости и не накатываясь на нее?
Конденсатор емкостью заряженный до напряжения разряжается через резистор с большим сопротивлением и батарею с ЭДС Определить количество тепла, выделившееся при разрядке конденсатора.
Конденсатор емкостью заряженный до разности потенциалов подключается через большое сопротивление к батарее с ЭДС Определить количество теплоты, которое выделится при перезарядке конденсатора.
В схеме, изображенной на рисунке, известны емкости конденсаторов и Определить разность потенциалов между точками и ЭДС источника равен
Квадратную рамку из медной проволоки со стороной и сопротивлением перемещают вдоль оси по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка успевает пройти между полюсами магнита и оказаться в области, где магнитное поле отсутствует. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу направленную вдоль оси Чему равна суммарная работа внешней силы за время движения рамки? Ширина полюсов магнита магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция
Один моль идеального газа изменяет свое состояние по циклу, в котором (4-1) и (2-3) — изохоры, (3-4) — изобара, (1-2) — процесс с линейной зависимостью давления от объема. Температура в состояниях 1, 2, 3, 4 равна соответственно Какую работу совершает газ за один цикл?
Цепь, показанная на рисунке, находилась достаточно долго в состоянии с замкнутым ключом В некоторый момент времени ключ разомкнули. Какое количество теплоты выделится на резисторе после размыкания ключа? При расчетах положить: Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Мяч падает с высоты на плоскость, наклоненную под углом к горизонту. На каком расстоянии от места падения он второй раз упадет на плоскость? Столкновение абсолютно упругое.
Конденсатор емкостью заряженный до напряжения разряжается на катушку с индуктивностью и сопротивлением Какое количество теплоты выделится в катушке к тому моменту, когда сила тока в ней достигнет наибольшего значения
Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу Шар наполняют гелием при атмосферном давлении 105 Па. Определите минимальную массу оболочки, при которой шар начнет поднимать сам себя. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна Площадь сферы объем шара
Электрическая цепь состоит из батареи с ЭДС и внутренним сопротивлением и подключённого к ней резистора нагрузки с сопротивлением При изменении сопротивления нагрузки изменяется напряжение на резисторе и сила тока в цепи. На рисунке представлен график изменения силы тока в цепи в зависимости от напряжения на резисторе нагрузки. Используя известные Вам физические законы, объясните, почему этот график представляет собой линейную зависимость. Чему равна ЭДС батареи?
Система из грузов и и связывающей их лёгкой нерастяжимой нити в начальный момент покоится в вертикальной плоскости, проходящей перпендикулярно оси закреплённой цилиндрической трубы. Грузы находятся на горизонтальной прямой, пересекающей ось трубы (см. рисунок). В ходе возникшего движения груз отрывается от поверхности трубы в её верхней точке Найдите массу если Размеры грузов ничтожно малы по сравнению с радиусом трубы. Трением пренебречь. Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на грузы. Обоснуйте применимость законов, использованных при решении задачи.
До замыкания ключа конденсаторы и были заряжены до напряжений и как показано на рисунке. Какая энергия выделится на сопротивлении после замыкания ключа?
В электрической цепи, показанной на рисунке, ключ К длительное время находится в положении 1. За длительное время после перевода ключа К в положение 2 изменение заряда на правой обкладке конденсатора Найдите электроёмкость конденсатора
В электрической цепи, показанной на рисунке, емкость конденсатора равна ЭДС источника равен его внутреннее сопротивление К источнику подключены два одинаковых резистора сопротивлением Ключ К длительное время находится в положении 1. Определить изменение заряда на верхней обкладке конденсатора.
Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При замкнутом ключе на резисторе выделяется мощность Если ключ К разомкнуть, то на резисторе будет выделяться мощность Какая мощность будет выделяться на резисторе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
С одним молем идеального газа проводят циклический процесс, состоящий из двух изохор и двух изобар. Найти коэффициент полезного действия цикла если известно, что в состоянии 1 температура в состоянии 3 температура а в состояниях 2 и 4 температура одинакова.
Вольтамперные характеристики газовых ламп Л1, Л2 и Л3 при достаточно больших токах хорошо описываются квадратичными зависимостями где — некоторая известная размерная константа. Лампы 1 и 2 соединили последовательно, а лампу 3 — им параллельно (см. рисунок). Определите зависимость напряжения от силы тока, текущего через такой участок цепи, если токи через лампы таковы, что выполняются вышеуказанные квадратичные зависимости.
По П-образному проводнику постоянного сечения со скоростью скользит проводящая перемычка длиной из того же материала и такого же сечения. Проводники помещены в постоянное однородное магнитное поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости проводников (см. рисунок). Определите разность потенциалов между точками и в тот момент, когда Сопротивление между проводниками в точках контакта пренебрежимо мало, а сопротивление проводов велико.
Шарик массой с зарядом подвешен на нити в горизонтальном электрическом поле с напряжённостью Шарик сначала удерживают в нижнем положении, а затем отпускают. Найдите натяжение нити в тот момент, когда при движении шарика нить составляет с вертикалью угол
Полый конус с углом при вершине вращается с угловой скоростью вокруг вертикальной оси, совпадающей с его осью симметрии. Вершина конуса обращена вверх. На внешней поверхности конуса находится небольшая шайба. При каком минимальном коэффициенте трения шайба будет неподвижна относительно конуса на расстоянии от вершины конуса? Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на шайбу. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
В водонепроницаемый мешок, лежащий на дне моря на глубине закачивается сверху воздух. Вода вытесняется из мешка через нижнее отверстие, и, когда объём воздуха в мешке достигает мешок всплывает вместе с прикреплённым к нему грузом массой 25,0 тонн. Определите массу оболочки мешка. Температура воды равна атмосферное давление на уровне моря равно 105 Па. Объёмом груза и стенок мешка пренебречь.
Гелий в количестве моль находится в горизонтальном закрепленном цилиндре с поршнем, который может без трения перемещаться в цилиндре и вначале удерживается в равновесии силой При этом среднеквадратичная скорость движения атомов гелия составляет Затем гелий стали охлаждать, а поршень медленно сдвигать, постепенно уменьшая действующую на него силу. Когда эта сила равнялась среднеквадратичная скорость движения атомов гелия стала равной На какое расстояние при этом сдвинулся поршень?
Шарик (материальная точка) массой совершает гармонические колебания с амплитудой на пружине с жесткостью На расстоянии от положения равновесия установили массивную стальную плиту, от которой шарик абсолютно упруго отскакивает. Найти период колебания в этом случае.
Лестница состоит из трех одинаковых гладких ступенек ширины и такой же высоты. На верхней ступеньке расположена в плоскости рисунка невесомая пружина жесткостью правым концом прикрепленная к неподвижной стенке, а левым упирающаяся в лежащий на ступеньке маленький шарик массой Шарик сдвигают вправо, сжимая пружину, после чего отпускают без начальной скорости. До какой максимальной величины можно сжать пружину, чтобы выпущенный шарик по одному разу коснулся средней и нижней ступенек? Удар шарика о ступеньку считать абсолютно упругим, трение и сопротивление воздуха не учитывать. Ускорение свободного падения принять
Катер, движущийся со скоростью буксирует спортсмена на водных лыжах. Трос, за который держится спортсмен, составляет с направлением движения катера угол Направление движения спортсмена образует с тросом угол Чему равна величина скорости спортсмена в этот момент времени?
В сосуд объемом наполненный сухим воздухом при давлении и температуре вводят воды. Сосуд нагревают до температуры Каково давление влажного воздуха в сосуде при этой температуре?
В вертикально расположенном цилиндрическом сосуде под поршнем весом содержится идеальный одноатомный газ. Между поршнем и неподвижной опорой располагается пружина, жесткость которой Расстояние между поршнем и дном сосуда при этом пружина не деформирована. Какое количество тепла нужно сообщить газу, чтобы поршень переместился на расстояние Атмосферное давление не учитывать.