Тип 21

Если не учитывать сопротивление воздуха, то брошенное с начальной скоростью с высоты тело всегда приземлится с одной и той же скоростью в независимости от направления вектора начальной скорости.

1. Найдите эту конечную скорость без учета сопротивления воздуха.
2. Тело бросили вертикально вниз с той же высоты и с той же начальной скоростью Конечная скорость с учетом сопротивления воздуха оказалась равна Сравните эту скорость со скоростью
3. Тело бросили вертикально вверх с той же высоты и с той же начальной скоростью Конечная скорость с учетом сопротивления воздуха оказалась равна Сравните эту скорость со скоростями и

Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым лампам, как показано на рисунках а и б. Конденсаторы имеют одинаковую площадь пластин, но различаются расстоянием между пластинами. В некоторый момент времени ключи К в обеих схемах переводят из положения 1 в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, в каком из приведенных опытов при переключении ключа лампа вспыхнет ярче. Сопротивлением соединяющих проводов пренебречь.

После влажной уборки парциальное давление водяного пара в комнате возросло, при этом температура воздуха не изменилась. Как изменились относительная влажность воздуха и плотность водяных паров в комнате? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

В термокружку налили горячий чай.

1. Как правило, если в горячий чай поместить ложку комнатной температуры, он остынет быстрее. Объясните этот факт.

2. Может ли чай остыть быстрее, если в него поместить ложку температуры чая?

Ответ в каждом случае поясните, основываясь на известных физических явлениях и законах.

Саркис натер пластмассовую ручку об остатки волос на своей голове, в результате чего ручка приобрела положительный электрический заряд. Затем, держась рукой за шар незаряженного электрометра, Саркис поднес близко к шару (не касаясь его) положительно заряженную ручку. После этого Саркис убрал руку от шара, а затем убрал и ручку. В результате электрометр оказался заряжен. Объясните этот эффект, основываясь на известных Вам физических законах, и определите знак заряда электрометра.

Аккумуляторы смартфонов характеризуют «емкостью», измеряемой в мАч. Например, «емкость» аккумулятора в iPhone 13 Pro равна 3095 мАч.

1. Что это означает?
2. Переведите 3095 мАч в систему СИ.
3. Поскольку полученное число довольно велико и имеет размерность заряда, то при подстановке в закон Кулона получается огромная сила, с которой должны были бы взаимодействовать два находящихся рядом аккумулятора. Почему этого не происходит?

На графике схематично изображена зависимость веса тела, находящегося в лифте, от времени. Момент соответствует началу движения лифта, а — остановке. Опираясь на физические законы, объясните, почему вес от до увеличивается, затем от до возвращается к исходному значению, а затем уменьшается от до Как двигался лифт — поднимался или опускался?

Проводник АБ подвешен на тонких проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Снизу к проводнику подносят северным полюсом постоянный магнит. В какую сторону начнёт двигаться проводник сразу после замыкания ключа К? Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, почему это произойдёт.

Катушка, обладающая индуктивностью соединена с источником питания с ЭДС и двумя одинаковыми резисторами Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. В момент времени ключ замыкают, что приводит к изменению силы тока, регистрируемого амперметром, как показано на рис. 2. Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения Определите значение силы тока Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

На графике представлена зависимость давления неизменной массы идеального газа от его плотности. Опишите, как изменяются в зависимости от плотности температура и объём газа в процессах 1–2 и 2–3.

Плоский воздушный конденсатор подключили к источнику постоянного напряжения и зарядили, а затем отключили от источника. После этого уменьшили расстояние между его пластинами в 1,5 раза. Во сколько раз при этом изменилась энергия электрического поля, накопленная конденсатором? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, график которого изображен на рисунке в координатах - где — давление газа, — абсолютная температура газа. Определите, как изменялись объем и внутренняя энергия газа на каждом из участков 1-2, 2-3, 3-4 (увеличивались, уменьшались или оставались неизменными)? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.

На рис. 1 приведена зависимость концентрации идеального одноатомного газа от его давления в процессе 1-2-3. Количество вещества газа постоянно. Постройте график этого процесса в координатах (где — объём газа). Точка, соответствующая состоянию 1, уже отмечена на рис. 2. Построение объясните, опираясь на законы молекулярной физики.

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2-3-4, график которого изображён на рисунке в координатах где — объём газа, — абсолютная температура газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните, получает ли газ или отдаёт положительное количество теплоты в процессах 1-2, 2-3 и 3-4.

С 1 молем идеального газа проводят процесс 1−2−3, график которого изображён на рисунке в координатах где   — концентрация газа, а   — его давление. Постройте график процесса 1−2−3  в координатах где   — объём газа, а   — его температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните построение графика.

Две порции одного и того же идеального газа нагреваются в сосудах одинакового объема. Графики процессов представлены на рисунке. Почему изохора лежит выше изохоры Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

1 моль разреженного аргона участвует в процессе, график которого изображён на рисунке в координатах где — давление газа, — плотность газа. Определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики.

Постоянная масса разреженного азота участвует в процессах 1–2–3, график которого изображён на рисунке в координатах , где — давление газа, — концентрация молекул газа. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменяются в ходе процессов 1–2–3 абсолютная температура газа и плотность газа

На рисунке представлен график процессов, происходящих с идеальным газом неизменной массы в координатах Постройте график этих процессов в координатах Опишите используемые при построении закономерности.

На рисунке представлен график процессов, происходящих с идеальным газом неизменной массы в координатах Постройте график этих процессов в координатах Опишите используемые при построении закономерности.

Морозным зимним днем (температура воздуха была около ) школьник Миша пришел домой после школы, и ему показалось, что дома очень сухой воздух. Домашний гигрометр показал относительную влажность На улице, откуда он только что пришел, такого ощущения не было. Миша проверил прогноз погоды — оказалось, что относительная влажность в этот день составляла Поэтому Миша решил открыть окна, чтобы запустить в квартиру более влажный уличный воздух. Закрыв окна и дождавшись, пока воздух нагрелся до прежней комнатной температуры, Миша с удивлением обнаружил, что относительная влажность в квартире стала меньше Объясните этот эффект, основываясь на известных Вам физических законах.

Тонкая линза Л даёт чёткое действительное изображение предмета AB на экране Э (см. рисунок 1). Что произойдёт с изображением предмета на экране, если верхнюю половину линзы закрыть куском чёрного картона К (см. рис. 2)? Постройте изображение предмета в обоих случаях. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

На одну из двух близко расположенных горизонтальных металлических пластин положили легкий шарик из алюминиевой фольги. Одна из пластин лежит на земле, а вторая укреплена на изолирующей ручке (см. рисунок). Когда верхнюю пластину подсоединили к отрицательной клемме высоковольтного источника постоянного тока, шарик пришел в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите и объясните движение шарика.

На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов — идеального амперметра и идеального вольтметра. Как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата вправо? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

На полу лифта стоит теплоизолированный сосуд, открытый сверху. В сосуде под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Изначально поршень находится в равновесии. Лифт начинает равноускоренно подниматься вверх. Опираясь на законы механики и молекулярной физики, объясните, как при движении лифта изменится температура газа в сосуде. Трением между поршнем и стенками сосуда, а также утечкой газа из сосуда пренебречь.

Три одинаковых резистора и два одинаковых идеальных диода включены в электрическую цепь, показанную на рисунке, и подключены к аккумулятору в точках и Сопротивление диодов в прямом направлении равно нулю, сила тока для диодов в обратном направлении равна нулю. Показания амперметра равны 4,5 А. Определите силу тока через амперметр после смены полярности подключения аккумулятора. Нарисуйте эквивалентные электрические схемы для двух случаев подключения аккумулятора. Опираясь на законы электродинамики, поясните свой ответ. Сопротивлением амперметра и внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь.

Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены к электрической схеме, приведённой на рисунке. Между пластинами находится в равновесии маленькое заряженное тело массой и зарядом Электростатическое поле между пластинами считать однородным. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как и в каком направлении начнёт двигаться тело, если сдвинуть ползунок реостата вправо.

Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1-2-3-4-1, график которого изображён на рисунке в координатах - где — объём газа, — абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модули работы газа в процессе 2-3 и модуль работы внешних сил в процессе 4-1. Постройте график цикла в координатах - где — давление газа, — объём газа.

Три параллельных тонких длинных провода в сечении, перпендикулярной им плоскостью, находятся в вершинах равностороннего треугольника (см. рисунок), и по ним текут в одном направлении одинаковые токи. Во сколько раз изменится по модулю сила Ампера, действующая на единицу длины провода №1 со стороны проводов №№ 2 и 3, если направление тока в проводе №2 изменить на противоположное?

Маленькая шайба движется из состояния покоя по неподвижной гладкой сферической поверхности радиусом Начальное положение шайбы находится на высоте относительно нижней точки поверхности. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шайбу в момент, когда она движется вправо-вверх, находясь на высоте над нижней точкой поверхности (см. рисунок). Покажите на этом рисунке, куда направлено в этот момент ускорение шайбы (по радиусу поверхности, по касательной к поверхности, внутрь поверхности, наружу от поверхности). Ответ обоснуйте. Сопротивление воздуха не учитывать.

В вертикальной плоскости маленький шарик, подвешенный к потолку на легкой нерастяжимой нити, совершает колебания. Угол соответствует максимальному отклонению нити от вертикали. В момент, когда шарик движется влево-вверх, а нить образует с вертикалью угол (см. рисунок), сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к шарику. На этом рисунке покажите, куда направлено в этот момент ускорение шарика (внутрь траектории, наружу от траектории, по нити, перпендикулярно нити). Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ обоснуйте.

На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их металлическим стержнем с изолирующей ручкой (рис. 1). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, отрицательно заряженную палочку (рис. 2). Не убирая палочки, убрали стержень, а затем убрали палочку.

Ссылаясь на известные Вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки заряда каждого из электрометров после того, как палочку убрали.

На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их металлическим стержнем с изолирующей ручкой (рис. 1). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, положительно заряженную палочку (рис. 2). Не убирая палочки, убрали стержень, а затем убрали палочку.

Ссылаясь на известные Вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки заряда каждого из электрометров после того, как палочку убрали.

На диаграмме (см. рисунок) показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа в сосуде под поршнем. Количество вещества газа при этом постоянно. Опираясь на свои знания по молекулярной физике, объясните, как меняется давление газа по мере его перехода из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3.

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2-3-4, график которого изображён на рисунке в координатах где — объём газа, — абсолютная температура газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните, получает ли газ или отдаёт положительное количество теплоты в процессах 1-2, 2-3 и 3-4.

Один 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.

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.

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.

1. Сравните давление воздуха в левом и правом колене в конечных состояниях.

2. В каком колене уровень воды будет выше в конечном состоянии?

Если к верхней точке колеса, стоящего на шероховатой горизонтальной поверхности, приложить горизонтальную силу, то в нижней точке колеса возникнет сила трения.

1. Куда эта сила трения будет направлена?

2. 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).

1. Объясните, почему меняются показания динамометра, основываясь на известных Вам физических законах.

2. Докажите, что магнит большую часть времени движется с постоянной скоростью.