Температура невеликого свинцевого кулі при падінні на масивну плиту сталеву плиту з висоти 6,5 м підвищилася на 0,5 0 С. Нехтуючи втратами енергії на теплопередачу навколишніх тіл, визначте по результату цього експерименту питому теплоємність свинцю. Прискорення вільного падіння прийняти рівним 10м / с 2.
Так як на висоті h тіло володіє потенційною енергією, яка визначається за формулою, а на нагрівання тіла теплота, то згідно із законом збереження енергії Звідси отримуємо:
;
Відповідь: 130 Дж / кг К.
Обчисліть силу струму в ланцюзі при підключенні до джерела постійного струму з ЕРС 6 В і внутрішнім опором 1 Ом резистора з електричним опором 2 Ом. Відповідь запишіть числом, вираженим в амперах.
Згідно із законом Ома для повного кола сила струму визначається за формулою:
Фокусна відстань збиральної лінзи 15см. На якій відстані від лінзи знаходиться зображення предмета, розташованого на відстані 20 см від лінзи? Відповідь запишіть числом, вираженим в сантиметрах.
За формулою тонкої збиральної лінзи маємо:
, звідси отримуємо:, підставимо дані:
В експерименті встановлено, що при температурі повітря в кімнаті 23 0 С на стінці склянки з холодною водою починається конденсація парів води з повітря, якщо знизити температуру склянки до 12 0 С. За результатами цих експериментів визначте абсолютну і відносну вологість повітря. Для вирішення завдання скористайтеся таблицею. Поясніть, чому конденсація парів води в повітрі може починатися при різних значеннях температури. Тиск і щільність насиченої водяної пари при різній температурі.
Відносну вологість повітря визначимо за формулою:%, де р - парціальний тиск, Р0 -тиск насиченої пари, яка при даній температурі беремо з таблиці. Парціальний тиск в умови даної задачі беремо з таблиці при температурі, при якій починається конденсація пара. Отримуємо Р0 = 3200Па, р = 1400Па.
Звідси вологість повітря дорівнює:
Абсолютна вологість повітря дорівнює щільності пара при даній температурі, тобто 20,6г / м 3. або можна вважати рівною парціальному тиску при цій температурі, що дорівнює тиску насиченої пари при температурі конденсації. Конденсація парів води в повітрі може починатися при різних значеннях температур з тієї причини, що відносна вологість буває різною. При більшій відносній вологості концентрація водяної пари в повітрі більше, тому при більшій температурі цей водяна пара стане насиченим, тобто Конденсація почнеться при більшій температурі, ніж коли відносна вологість буде менше.
У атракціоні людина масою 70 кг рухається на візку по рейках і робить "мертву петлю" у вертикальній площині. З якою швидкістю рухається візок у верхній точці кругової траєкторії радіусом 5 м, якщо в цій точці сила тиску людини на сидіння візка дорівнює 700Н? Прискорення вільного тиску прийняти рівним 10м / с 2. Рішення: зобразимо на кресленні траєкторію руху і сили, що діють на людину у верхній точці: За другим законом Ньютона векторна сума сил, що діють на тіло, дорівнює добутку маси на прискорення:
, в скалярною формі це рівняння має вигляд:
, де FT = mg: звідси знайдемо прискорення:
.
Так як доцентрове прискорення визначається за формулою:, то отримуємо формулу швидкості:
.
Підставами дані і зробимо обчислення:
На діаграмі представлені зміни тиску і об'єму ідеального одноатомного газу. Яка кількість теплоти було отримано або віддано газом при переході зі стану 1 в стан 3?
Загальна кількість теплоти визначимо за формулою:
тоді кількість теплоти на ділянці 1-2 дорівнюватиме:
.
Кількість теплоти на ділянці 2-3 дорівнюватиме:
тоді загальна кількість теплоти дорівнюватиме: Q123 = 50 + 90 = 140кДж. Тепло буде отримано.
При короткому замиканні висновків акумулятора сила струму в ланцюзі дорівнює I1 = 12 А.
При підключенні до висновків акумулятора електричної лампи з електричним опором 5 Ом сила струму в ланцюзі дорівнює I2 = 2А. За результатами цих експериментів визначте ЕРС генератора.
Згідно із законом Ома для повного кола в разі короткого замикання, де r-опір джерела струму. Зовнішній опір в цьому випадку дорівнює 0.
Якщо зовнішній опір відмінно від 0, то закон Ома для повного кола має вигляд:
.
Висловивши з двох рівнянь, отримаємо систему рівнянь:
,
тоді ЕРС джерела дорівнюватиме:
,
підставивши дані, отримаємо:
У самій поверхні в річці летить комар, Зграя риб знаходиться на відстані 2 м від поверхні води. Яка максимальна відстань до комара, на якому він ще видно рибам на цій глибині? Відносний показник заломлення світла на межі повітря - вода дорівнює 1,33.
Зобразимо розташування зграї риб і комара на поверхні води: В точці А знаходяться риби, в точці В - комар. Згідно із законом заломлення маємо формулу:, де -Показник заломлення води, для повітря показник заломлення дорівнює 1. Для того, щоб риби побачили комара, кут заломлення має дорівнювати 90 0. Для кута по визначенню синуса маємо:
Тоді для визначення відстані r отримуємо формулу:
Фотоефект з поверхні даного металу спостерігається при частоті випромінювання не менше 6 # 8729, 10 14 Гц. Знайдіть частоту падаючого світла, якщо вилітають з поверхні металу фотоелектрони повністю затримуються сіткою, потенціал якої щодо металу становить 3В.
Згідно із законом збереження енергії для фотоефекту в разі падіння світла з частотою, що відповідає червоній межі фотоефекту і для більшої частоти отримуємо два рівняння:
Так як робота електричного струму з переміщення зарядженої частинки дорівнює зміні кінетичної енергії цієї частинки, тобто
,
отримуємо друге рівняння для фотоефекту в вигляді:
Віднімаючи з другого рівняння найперше, отримуємо:
.
Підставами дані і зробимо обчислення:
.
Відповідь: 1,3 # 8729, 10 15 Гц.
Гиря масою 2 кг підвішена на тонкому шнурі. Якщо її відхилити від положення рівноваги на 10 см. А потім відпустити, вона робить вільні коливання як математичний маятник. Що станеться з періодом коливань гирі, максимальної потенційної енергією гирі і частотою її коливань, якщо початкове відхилення гирі дорівнюватиме 5 см?
Так як період математичного маятника визначається за формулою:
Т. е. Які залежать від амплітуди коливань, то і період і частота коливань не зміняться.
Потенційна енергія зменшиться, т.к чим менше амплітуда, тим на меншу висоту піднімається гиря -.
Фізичні величини. Їх зміна.
А) період 1) збільшиться
Б) частота 2) зменшиться
В) максимальна потенційна 3) не зміниться
Відносну вологість повітря визначимо за формулою:
%,
де р - парціальний тиск, Р0 -тиск насиченої пари, яка при даній температурі беремо з таблиці. Парціальний тиск в умови даної задачі беремо з таблиці при температурі, при якій починається конденсація пара. Отримуємо Р0 = 3200Па, р = 1600Па.
Звідси вологість повітря дорівнює:
При підвищенні температури тиск насиченої пари стане більше, парціальний ж тиск не зміниться, так як конденсація відбувається при тій же температурі. Тому відносна вологість в цьому випадку зменшиться.
У атракціоні людина масою 60 кг рухається на візку по рейках і робить "мертву петлю" у вертикальній площині по круговій траєкторії радіусом 5м. Яка сила тиску людини на сидіння візка при швидкості проходження нижньої точки 10м / с? Прискорення вільного тиску прийняти рівним 10м / с 2.
Рішення: зобразимо на кресленні траєкторію руху і сили, що діють на людину у верхній точці:
За другим законом Ньютона векторна сума сил, що діють на тіло, дорівнює добутку маси на прискорення:
,
в скалярною формі це рівняння має вигляд:
,
де FT = mg: звідси знайдемо силу реакції опори: N = mg + ma. Так як доцентрове прискорення визначається за формулою:, то отримуємо формулу: N = m (g + v 2 / R).
Підставами дані і зробимо обчислення: N = 60 (10 + 100/5) = 1800H
За третім законом Ньютона сила тиску людини на сидінні по модулю дорівнює силі реакції опори, тобто Fд = N, F д = 1800H
На діаграмі представлені зміни тиску і об'єму ідеального одноатомного
газу. Яка кількість теплоти було отримано або віддано газом при переході зі стану 1 в стан 3?
Загальна кількість теплоти визначимо за формулою:
тоді кількість теплоти на ділянці 1-2 дорівнюватиме:
Q12 = 3/2 # 8729; 1 # 8729; (10-30) = -30кДж.
Кількість теплоти на ділянці 2-3 дорівнюватиме:
тоді загальна кількість теплоти дорівнюватиме: Q = -30 + 50 = 20кДж
Тепло буде отримано.
Катод фотоелемента з роботою виходу 4,42 # 8729; 10 -19 Дж освітлюється світлом з частотою
1,0 # 8729, 10 15 Гц. Вилетіли з катода електрони потрапляють в однорідне магнітне поле з індукцією 8,3 # 8729; 10 -4 Тл перпендикулярно до ліній індукції цього поля. Чому дорівнює максимальний радіус кола R, по якій рухаються електрони?
Згідно із законом збереження енергії для фотоефекту маємо формулу:
h # 957; = Aвих + Ek. Ek = mv 2/2, тоді h # 957; = Aвих + mv 2/2.
Звідси визначимо швидкість електрона:
У магнітному полі на заряджену частинку діє сила Лоренца, яка визначається за формулою: F = qvBsin # 945 ;, т.к кут дорівнює 90 0 С, то sin # 945; = 1, тоді F = qvB.
За другим законом Ньютоном сила F = ma.
Прирівнюючи дві формули, отримуємо рівність: qvB = ma. Прискорення визначаємо за формулою: a = v 2 / R, звідси qvB = mv 2 / R, спрощуючи, отримуємо:
R = mv / qB, підставивши дані, зробимо обчислення:
R = 9,1 # 8729; 10 -31 # 8729; 6,92 # 8729; 10 5 / (1,6 # 8729; 10 -19 # 8729; 8,3 # 8729; 10 -4) = 4,74 # 8729; 10 -3 м = 4,74мм
Басейн глибиною 4 м заповнений водою, відносний показник заломлення на межі повітря - вода 1,33. Який здається глибина басейну спостерігачеві, що дивиться в воду вертикально вниз?
Згідно із законом заломлення, де -Показник заломлення води, 1 - показник заломлення повітря. З трикутників АВС і МВС знаходимо катет х: x = htg # 946 ;, x = H # 8729; tg # 945 ;. Так як ліві частини рівні. значить рани і праві частини, отримуємо рівняння: h # 8729; tg # 946; = H # 8729; tg # 945 ;, звідси h = H # 8729; tg # 945; / tg # 946 ;. кути # 945; і # 946; беремо дуже малі, тому sin # 945; = tg # 945 ;, sin # 946; = tg # 946 ;. Отримуємо рівність:
h = H sin # 945; / sin # 946; = H / n, отримуємо: h = 4 / 1,33 = 3 м.
Використовуючи таблиці мас атомних ядер і елементарних частинок, обчисліть енергію, що звільняється при синтезі 1 кг гелію з ізотопів водню - дейтерію і тритію:
Маси атомних ядер
Знайдемо енергію, яка виділяється при синтезі одного ядра за формулою:, де - різниця мас між масами, що вступають в реакцію і масами, отриманими в результаті реакції, з - швидкість світла у вакуумі, з = 3 # 8729, 10 8 м / с.
Кількість ядер, що містяться в масі 1 кг гелію, знайдемо за формулою:
,
Тоді повна енергія буде дорівнює: Е = Е1 # 8729; N; підставимо дані і зробимо обчислення:
Е = 1,5 # 8729, 10 26 # 8729; 0,2817 # 8729; 10 -11 = 4,2 # 8729; 10 14 Дж
Відповідь: 4,2 # 8729, 10 14 Дж