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 73,1 м, закачивается сверху воздух. Вода вытесняется из мешка через нижнее отверстие, и, когда объём воздуха в мешке достигает 28,0 м3, мешок всплывает вместе с прикреплённым к нему грузом массой 25,0 тонн. Определите массу оболочки мешка. Температура воды равна 7 °С, атмосферное давление на уровне моря равно 105 Па. Объёмом груза и стенок мешка пренебречь.
Шар массой свободно падает с высоты без начальной скорости. На высоте в шар попадает и застревает в нем горизонтально летевшая пуля массой Найдите начальную скорость пули, если скорость шара с застрявшей в нем пулей перед соударением с полом Сопротивлением воздуха пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны ЭДС батарейки равна ее внутреннее сопротивление ничтожно Как ведут себя (увеличиваются, уменьшаются, остаются постоянными) показания идеального вольтметра при перемещении движка реостата из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
В камере, заполненной азотом, при температуре находится открытый цилиндрический сосуд (рис. 1). Высота сосуда Сосуд плотно закрывают цилиндрической пробкой и охлаждают до температуры В результате расстояние от дна сосуда до низа пробки становится равным (рис. 2). Затем cocyд нагревают до первоначальной температуры (рис. 3). Чему равно расстояние от дна сосуда до низа пробки при этой температуре? Величину силы трения между пробкой и стенками сосуда считать одинаковой при движении пробки вниз и вверх. Массой пробки пренебречь. Давление азота в камере во время эксперимента поддерживается постоянным.
В открытой пробирке, вращающейся в горизонтальной плоскости с угловой скоростью вокруг вертикальной оси, проходящей через край пробирки, находится столбик ртути длиной , центр которого отстоит от оси вращения на расстояние . До какой температуры надо нагреть пробирку, чтобы при увеличении угловой скорости в 4 раза столбик ртути не сместился? Начальная температура , а внешнее атмосферное давление .
Воздушный шар наполняется горячим воздухом при нормальном атмосферном давлении. Абсолютная температура горячего воздуха в 2 раза больше температуры окружающего воздуха. При каком отношении массы оболочки к массе наполняющего её воздуха шар начнёт подниматься? Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части небольшое отверстие. Массой груза и объёмом материала оболочки шара пренебречь.
В теплоизолированный сосуд, в котором находится 1 кг льда при температуре налили 0,5 кг воды при температуре Определите массу воды в сосуде после установления теплового равновесия. Теплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь.
К бруску массой прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая нить, один конец которой привязан к стене, а к другому прикреплено тело массой На брусок действует сила Определите ускорение тела. Свободные куски нити горизонтальны и лежат в одной вертикальной плоскости, тела двигаются вдоль одной прямой. Массой блока и нити, а также трением пренебречь.
Обоснуйте применимость законов, используемых при решении задачи.
Два теплоизолированных сосуда, объёмы которых и соединены между собой трубкой с вентилем. Вентиль закрыт. Сосуды содержат разреженный аргон и разреженный криптон в количествах и при температурах и соответственно. Каким будет давление в сосудах, если вентиль открыть? Объёмом трубки пренебречь.
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками, открытом сверху, под тяжелым поршнем c площадью основания находится одноатомный идеальный газ. В первоначальном состоянии поршень покоится на высоте опираясь на выступы на внутренней стороне стенок цилиндра (см. рис. а). Давление газа равно внешнему атмосферному. Газу сообщили количество теплоты и в результате медленного расширения газа нижняя сторона поршня оказалась на высоте (см. рис. б). Чему равна масса поршня Тепловыми потерями пренебречь.
На улице при относительная влажность воздуха составляет При умеренной физической нагрузке через легкие человека проходит 15 л воздуха за 1 мин. Выдыхаемый воздух имеет температуру и относительную влажность Давление насыщенного водяного пара при равно а при — Какую массу воды теряет тело человека за 20 минут за счет дыхания? Считать, что объем выдыхаемого воздуха равен объему, который проходит через легкие человека. Влажность воздуха на улице считать неизменной.
Небольшие шарики, массы которых г и г, соединены легким стержнем и помещены в гладкую сферическую выемку. В начальный момент шарики удерживаются в положении, изображенном на рисунке. Когда их отпустили без толчка, шарики стали скользить по поверхности выемки. Максимальная высота подъема шарика массой относительно нижней точки выемки оказалась равной 12 см. Каков радиус выемки
Нихромовый проводник длиной включен в цепь постоянного тока. К нему подключают вольтметр таким образом, что одна из клемм вольтметра всегда подключена к началу проводника, а вторая может перемещаться вдоль проводника. На рисунке приведена зависимость показаний вольтметра от расстояния между клеммами. Как зависит от площадь поперечного сечения проводника? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали.
На тележке массой которая может кататься без трения по горизонтальной плоскости, имеется легкий кронштейн, на котором подвешен на нити маленький шарик массой На тележку по горизонтали налетает и абсолютно неупруго сталкивается с ней шар массой летящий со скоростью (см. рисунок). Чему будет равен модуль скорости тележки в тот момент, когда нить, на которой подвешен шарик, отклонится на максимальный угол от вертикали? Длительность столкновения шара с тележкой считать очень малой.
Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке. На участке 1–2 газ совершает работу Дж. На адиабате 3–1 внешние силы сжимают газ, совершая работу Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите количество теплоты отданное газом за цикл холодильнику.
Внутри закрытого вертикального цилиндрического сосуда с теплопроводящими стенками находится тонкий тяжелый горизонтальный поршень, который может двигаться без трения. Поршень подвешен на легкой вертикальной нерастяжимой нити, прикрепленной к центру верхней крышки сосуда. Расстояние между дном сосуда и поршнем составляет а между поршнем и крышкой сосуда — вдвое больше. В сосуде под поршнем и над поршнем находятся при одинаковой температуре равные количества идеального одноатомного газа. При этом сила натяжения нити равна Сосуд с газом медленно нагревают. Какое количество теплоты нужно сообщить всему газу в сосуде для того, чтобы поршень начал подниматься вверх?
В вертикальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится 0,5 моль гелия, нагретого до некоторой температуры. Поршень сначала удерживают, затем отпускают, и он начинает подниматься. Масса поршня 1 кг. Какую скорость приобретет поршень к моменту, когда поршень поднимется на 4 см, а гелий охладится на 20 К? Трением и теплообменом с поршнем пренебречь.
Разогретый сосуд прикрыли поршнем, который с помощью вертикальной нерастяжимой нити соединили с потолком. На сколько процентов от начальной понизится температура воздуха в сосуде к моменту, когда сосуд оторвется от поверхности, на которой он расположен? Масса сосуда 5 кг. Поршень может скользить по стенкам сосуда без трения. Площадь дна сосуда 125 см2. Атмосферное давление 105 Па. Тепловым расширением сосуда и поршня пренебречь.
Пластилиновый шарик в момент бросают с горизонтальной поверхности Земли с начальной скоростью под углом к горизонту. Одновременно с некоторой высоты над поверхностью земли начинает падать из состояния покоя другой такой же шарик. Шарики абсолютно неупруго сталкиваются в воздухе. Сразу после столкновения скорость шариков направлена горизонтально. В какой момент времени шарики упадут на землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Конденсаторы и соединены последовательно. Параллельно получившейся цепочке подключают последовательно соединенные одинаковые резисторы Точки соединения конденсаторов и резисторов замыкают проводником 1-2 (см. рисунок). Всю цепь подключают к батарейке конденсаторы практически мгновенно заряжаются. Какой заряд протечет по проводнику 1-2 за достаточно большое время после замыкания? Элементы цепи считать идеальными.
Два последовательно соединённых гальванических элемента с одинаковыми ЭДС (см. рисунок) замкнуты на параллельно соединённые резисторы, сопротивления которых Ом, Ом. Внутреннее сопротивление первого элемента Ом. Чему равно внутреннее сопротивление второго элемента, если напряжение на его зажимах равно нулю?
Деревянный брусок плавает на поверхности воды в миске. Миска покоится на поверхности Земли. Что произойдет с глубиной погружения бруска в воду, если миска будет стоять на полу лифта, который движется с ускорением, направленным вертикально вверх? Ответ поясните, используя физические закономерности.
Пластилиновый шарик в момент бросают с горизонтальной поверхности Земли под углом к горизонту. Одновременно с некоторой высоты над поверхностью Земли начинает падать из состояния покоя другой такой же шарик. Шарики абсолютно неупруго сталкиваются в воздухе. Сразу после столкновения скорость шариков направлена горизонтально. Время от столкновения шариков до их падения на Землю равно С какой начальной скоростью был брошен первый шарик? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Невесомый стержень с двумя малыми грузиками массами г и г, расположенными в точках и соответственно, шарнирно закреплен в точке Груз массой г подвешен к идеальному блоку за невесомую и нерастяжимую нить, другой конец которой соединен с нижним концом стержня, как показано на рисунке. Вся система находится в равновесии, если стержень отклонен от вертикали на угол а нить составляет угол с вертикалью, равный Расстояние см. Определите длину стержня пренебрегая трением в шарнире. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на груз и стержень.
Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
В закрытом сосуде находится азот под давлением 2 атм с начальной температурой 280 К. Газ нагревают до температуры 3000 К, при этом давление газа увеличивается до 30 атм, и часть молекул распадается на атомы. Какая часть молекул распалась?
В качестве рабочего тела в тепловой машине используется идеальный одноатомный газ, который совершает циклический процесс, состоящий из изобарного нагревания (1→2), изохорного охлаждения (2→3) и адиабатного сжатия (3→1). КПД этой тепловой машины . Найдите отношение работы совершенной газом в изобарном процессе, к работе совершенной над газом при адиабатном сжатии.
Влажный воздух с относительной влажностью находится в вертикальном гладком цилиндрическом сосуде под невесомым поршнем с площадью На поршень медленно насыпают песок. Какую массу песка нужно насыпать, чтобы на стенках сосуда начала появляться роса? Температура влажного воздуха в сосуде поддерживается постоянной. Снаружи сосуда давление воздуха равно нормальному атмосферному давлению
В закрытом сосуде при температуре 100 °C находится влажный воздух с относительной влажностью 70% под давлением 100 кПа. Объем сосуда изотермически уменьшили в 3 раза. До какой абсолютной температуры надо вместо этого нагреть воздух без изменения объема сосуда, чтобы получить такое же конечное давление? Объемом сконденсировавшейся воды пренебречь.
От груза, неподвижно висящего на невесомой пружине жесткостью отделился с начальной скоростью, равной нулю, его фрагмент. После этого при возникших колебаниях оставшаяся часть груза поднималась на максимальную высоту относительно первоначального положения. Какова масса отделившегося от груза фрагмента?
В однородном электрическом поле с напряжённостью В/м находятся два точечных заряда: нКл и нКл с массами г и г соответственно (см. рисунок). На каком расстоянии друг от друга находятся заряды, если их ускорения совпадают по величине и направлению? Сделайте рисунок с указанием всех сил, действующих на заряды. Силой тяжести пренебречь.
На тонкую собирающую линзу от удалённого источника падает пучок параллельных лучей (см. рисунок). Как изменится положение изображения источника, создаваемого линзой, если между линзой и её фокусом поставить плоскопараллельную стеклянную пластинку с показателем преломления (на рисунке положение пластинки отмечено пунктиром)? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали. Сделайте рисунок, поясняющий ход лучей до и после установки плоскопараллельной стеклянной пластинки.
Однородный тонкий стержень массой одним концом шарнирно прикреплён к потолку, а другим концом опирается на массивную горизонтальную доску, образуя с ней угол Под действием горизонтальной силы доска движется поступательно влево с постоянной скоростью (см. рисунок). Стержень при этом неподвижен. Найдите если а коэффициент трения стержня по доске Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на стержень и доску. Трением доски по опоре и трением в шарнире пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Однородный брусок AB массой M постоянного прямоугольного сечения лежит на гладкой горизонтальной поверхности стола, свешиваясь с него менее чем наполовину (см. рисунок). К правому концу бруска прикреплена лёгкая нерастяжимая нить. Другой конец нити закреплён на меньшем из двух дисков идеального составного блока. На большем диске этого блока закреплена другая лёгкая нерастяжимая нить, на которой висит груз массой Диски скреплены друг с другом, образуя единое целое. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на брусок M, блок и груз m. Найдите минимальное значение M, при котором система тел остаётся неподвижной. Обоснуйте применимость законов, используемых при решении задачи.
Круговой виток провода радиусом расположенный в однородном магнитном поле перпендикулярно его вектору индукции растянули вдоль диаметра так, что он превратился в прямой проводник. При этом через виток прошёл заряд Отношение сопротивления проводника к его длине Определите величину индукции магнитного поля.
На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с
Замкнутое медное кольцо подвешено на длинных нитях вблизи катушки индуктивности, закрепленной на столе и подключенной к источнику постоянного тока (см. рисунок). Первоначально электрическая цепь катушки разомкнута. Как будет двигаться кольцо при замыкании цепи? Ответ поясните, используя физические закономерности.