Fysiikan yhtenäisen valtiontutkinnon neljännessä tehtävässä testataan tietoa kommunikoivista aluksista, Arkhimedes-voimasta, Pascalin laista ja voimien momenteista.

Fysiikan kokeen tehtävän numero 4 teoria

Voiman hetki

Hetki voimaa kutsutaan suureksi, joka kuvaa voiman pyörimisvaikutusta kiinteään aineeseen. Voiman momentti on yhtä suuri kuin voiman tulo F matkan päästä h akselilta (tai keskustasta) tämän voiman käyttöpisteeseen ja on yksi dynamiikan pääkäsitteistä: M 0 = Fh.

Etäisyysh sitä kutsutaan yleensä voiman olkapääksi.

Monissa tämän mekaniikan osan ongelmissa sovelletaan voimien momenttien sääntöä, jotka kohdistetaan runkoon, jota perinteisesti pidetään vivuna. Vivun tasapainotila F 1 / F 2 = l 2 / l 1 voidaan käyttää, vaikka vipuun kohdistuisi enemmän kuin kaksi voimaa. Tässä tapauksessa kaikkien voimien momenttien summa määritetään.

Kommunikoivien alusten laki

Kommunikaatioalusten lain mukaan minkä tahansa tyyppisissä avoimissa yhteyksissä olevissa astioissa nestepaine kullakin tasolla on sama.

Samalla verrataan kunkin astian nestetason yläpuolella olevien pilarien painetta. Paine määritetään kaavalla: p = ρgh. Jos vertaamme nestepatsaiden paineita, saamme yhtälön: ρ 1 gh 1 = ρ 2 gh 2... Tämä tarkoittaa suhdetta: ρ 1 h 1 = ρ 2 h 2, tai ρ 1 / ρ 2 = h 2 / h 1. Tämä tarkoittaa, että nestepilarien korkeudet ovat kääntäen verrannollisia aineiden tiheyteen.

Archimedesin vahvuus

Archimedean voima tai työntövoima syntyy, kun kiinteä kappale upotetaan nesteeseen tai kaasuun. Neste tai kaasu pyrkii ottamaan heiltä "otetun" paikan, joten ne työntävät sen ulos. Archimedesin voima vaikuttaa vain niissä tapauksissa, joissa painovoima vaikuttaa kehoon mg

Arkhimedesin voimaa kutsutaan perinteisesti nimellä F A.

Fysiikan kokeen nro 4 tyypillisten vaihtoehtojen analyysi

Demoversio 2018

0,2 kg painava vartalo ripustetaan painottoman käsivarren oikeasta olkapäästä (katso kuva). Mikä massa on ripustettava vivun vasemman varren toiseen jakoon tasapainon saavuttamiseksi?

Ratkaisualgoritmi:

1. Muista hetkien sääntö.
2. Etsi kuorman synnyttämä voimamomentti 1.
3. Etsi voiman olkapää, joka luo kuorman 2, kun se on ripustettu. Löydämme hänen voimansa hetken.
4. Yhdistämme voimien momentit ja määritämme massan halutun arvon.
5. Kirjoitamme vastauksen muistiin.

Ratkaisu:

Tehtävän ensimmäinen versio (Demidova, nro 1)

Vasemmanpuoleiseen vipuun vaikuttava voimamomentti on 75 N ∙ m. Mitä voimaa oikeanpuoleiseen vipuun tulee kohdistaa, jotta se on tasapainossa, jos sen olake on 0,5 m?

Ratkaisualgoritmi:

1. Esittelemme ehdoissa annettujen määrien nimet.
2. Kirjoitamme voimamomenttien säännön.
3. Ilmaisemme voimaa hetken ja olkapään kautta. Me laskemme.
4. Kirjoitamme vastauksen muistiin.

Ratkaisu:

1. Vivun saattamiseksi tasapainoon siihen kohdistetaan voimien M 1 ja M 2 momentit vasemmalle ja oikealle. Vasemmanpuoleinen voimamomentti ehdon mukaan on M 1 = 75 N ∙ m. Voiman olkapää oikealla on l = 0,5 m.
2. Koska vivun on oltava tasapainossa, niin hetkisäännön mukaan M1 = M2... Sikäli kuin M 1 =F· l, niin meillä on: M2 =F∙ l.
3. Saadusta yhtäläisyydestä ilmaisemme vahvuuden: F= M 2 /l= 75 / 0,5 = 150 N.

Tehtävän toinen muunnelma (Demidova, nro 4)

0,5 kg painava puukuutio sidotaan langalla kerosiinisäiliön pohjaan (katso kuva). Kuutioon vaikuttaa langan kireysvoima, joka on 7 N. Määritä kuutioon vaikuttava Arkhimedes-voima.

Archimedean voima tai työntövoima syntyy, kun kiinteä kappale upotetaan nesteeseen tai kaasuun. Neste tai kaasu pyrkii ottamaan heiltä "otetun" paikan, joten ne työntävät sen ulos. Archimedesin voima vaikuttaa vain painovoiman vaikutuksesta kehoon mg... Painovoiman ollessa nolla tätä voimaa ei synny.

Langan jännitys T tapahtuu, kun lankaa venytetään. Se ei riipu siitä, onko painovoima läsnä.

Jos kappaleeseen vaikuttaa useita voimia, niin sen liikettä tai tasapainotilaa tutkittaessa otetaan huomioon näiden voimien resultantti.

Ratkaisualgoritmi:

1. Muunnamme ehdon tiedot SI:ksi. Syötetään ratkaisulle tarvittava veden tiheyden taulukkoarvo.
2. Analysoimme ongelman tilan, määritämme nesteiden paineen kussakin astiassa.
3. Kirjoitamme muistiin kommunikoivien alusten lain yhtälön.
4. Korvaa määrien numeeriset arvot ja laske haluttu tiheys.
5. Kirjoitamme vastauksen muistiin.

Ratkaisu:

KÄYTÄ 2017 Fysiikka Lukaševin tyypilliset testitehtävät

Moskova: 2017 - 120 s.

Tyypilliset fysiikan testitehtävät sisältävät 10 vaihtoehtoa tehtäväsarjoille, jotka on koottu ottaen huomioon kaikki vuoden 2017 yhtenäisen valtionkokeen ominaisuudet ja vaatimukset. Käsikirjan tarkoituksena on antaa lukijoille tietoa vuoden 2017 fysiikan ohjausmittausmateriaalien rakenteesta ja sisällöstä sekä tehtävien vaikeusasteesta. Kokoelma tarjoaa vastauksia kaikkiin testivaihtoehtoihin sekä ratkaisuja vaikeimpiin ongelmiin kaikissa 10 vaihtoehdossa. Lisäksi kokeessa käytetyistä lomakkeista on näytteitä. Kirjoittajaryhmä on asiantuntijoita Unified State Examination in Physicsin liittovaltion ainekomiteasta. Käsikirja on suunnattu opettajille valmistamaan opiskelijoita fysiikan tenttiin ja lukiolaisia ​​itseopiskeluun ja itsehillintään.

Muoto: pdf

Koko: 4,3 Mt

Katso, lataa: drive.google

SISÄLTÖ
Työohjeet 4
VAIHTOEHTO 1 9
Osa 1 9
Osa 2 15
VAIHTOEHTO 2 17
Osa 1 17
Osa 2 23
VAIHTOEHTO 3 25
Osa 1 25
Osa 2 31
VAIHTOEHTO 4 34
Osa 1 34
Osa 2 40
VAIHTOEHTO 5 43
Osa 1 43
Osa 2 49
VAIHTOEHTO 6 51
Osa 1 51
Osa 2 57
VAIHTOEHTO 7 59
Osa 1 59
Osa 2 65
VAIHTOEHTO 8 68
Osa 1 68
Osa 2 73
VAIHTOEHTO 9 76
Osa 1 76
Osa 2 82
VAIHTOEHTO 10 85
Osa 1 85
Osa 2 91
VASTAUKSIA. ARVIOINTIJÄRJESTELMÄ TUTKINTAA VARTEN
TOIMII FYSIIKASSA 94

Fysiikan harjoitustöihin on varattu 3 tuntia 55 minuuttia (235 minuuttia). Työ koostuu 2 osasta, joista 31 tehtävää.
Tehtävissä 1-4, 8-10, 14, 15, 20, 24-26 vastaus on kokonaisluku tai viimeinen desimaalimurto. Kirjoita numero työn tekstin vastauskenttään ja siirrä se sitten alla olevan näytteen mukaisesti vastauslomakkeeseen nro 1. Fysikaalisten suureiden mittayksikköjä ei tarvitse kirjoittaa.
Tehtävien 27-31 vastaus sisältää yksityiskohtaisen kuvauksen tehtävän koko etenemisestä. Merkitse vastauslomakkeeseen nro 2 tehtävän numero ja kirjoita sen täydellinen ratkaisu.
Laskennassa saa käyttää ei-ohjelmoivaa laskinta.
Kaikki USE-lomakkeet on täytetty kirkkaan mustalla musteella. Geeli-, kapillaari- tai mustekynien käyttö on sallittua.
Kun suoritat tehtäviä, voit käyttää luonnosta. Luonnosehdotuksia ei oteta huomioon arvioinnissa.
Summateista tehtävistä saamasi pisteet lasketaan yhteen. Yritä suorittaa mahdollisimman monta tehtävää ja saada eniten pisteitä.

Muutoksia fysiikan tentin tehtäviin vuodelle 2019 vuosi ei.

Fysiikan-2019 tentin tehtävien rakenne

Tenttipaperi koostuu kahdesta osasta, jotka sisältävät mm 32 tehtävää.

Osa 1 sisältää 27 tehtävää.

• Tehtävissä 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 25–27 vastaus on kokonaisluku tai viimeinen desimaalimurto.
• Tehtävien 5-7, 11, 12, 16-18, 21, 23 ja 24 vastaus on kahden numeron sarja.
• Tehtävien 19 ja 22 vastaus on kaksi numeroa.

Osa 2 sisältää 5 tehtävää. Tehtävien 28–32 vastaus sisältää yksityiskohtaisen kuvauksen tehtävän koko etenemisestä. Toisen osan tehtävistä (yksityiskohtaisen vastauksen kera) arvioi asiantuntijatoimikunta.

Fysiikan tentin teemat, jotka tulevat tenttipaperiin

1. Mekaniikka(kinematiikka, dynamiikka, statiikka, mekaniikan säilymislait, mekaaniset värähtelyt ja aallot).
2. Molekyylifysiikka(molekyylikineettinen teoria, termodynamiikka).
3. SRT:n sähködynamiikka ja perusteet(sähkökenttä, tasavirta, magneettikenttä, sähkömagneettinen induktio, sähkömagneettiset värähtelyt ja aallot, optiikka, SRT:n perusteet).
4. Kvanttifysiikka ja astrofysiikan elementit(hiukkas-aaltodualismi, atomin fysiikka, atomin ytimen fysiikka, astrofysiikan elementit).

Fysiikan kokeen kesto

Kaikki koetyöt määrätään 235 minuuttia.

Arvioitu aika eri työn osien tehtävien suorittamiseen on:

1. jokaisesta tehtävästä lyhyellä vastauksella - 3-5 minuuttia;
2. jokaiselle tehtävälle yksityiskohtaisella vastauksella - 15–20 minuuttia.

Mitä tenttiin voi ottaa:

• Käytössä on ei-ohjelmoitava laskin (jokaiselle opiskelijalle), joka pystyy laskemaan trigonometrisiä funktioita (cos, sin, tg) ja viivain.
• Rosobrnadzor hyväksyy luettelon lisälaitteista, joiden käyttö on sallittu kokeessa.

Tärkeä!!!älä luota kokeen aikana huijauslehtiin, vinkkeihin ja teknisten välineiden (puhelimet, tabletit) käyttöön. Videovalvontaa tentissä-2019 tehostetaan lisäkameroilla.

KÄYTÄ fysiikan pisteitä

• 1 piste - 1-4, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 19, 20, 22, 23, 25, 26, 27 tehtävästä.
• 2 pistettä - 5, 6, 7, 11, 12, 16, 17, 18, 21, 24.
• 3 pistettä - 28, 29, 30, 31, 32.

Yhteensä: 52 pistettä(ensisijainen pistemäärä).

Mitä sinun tulee tietää kokeen tehtäviä valmistellessa:

• Tunne/ymmärrä fysikaalisten käsitteiden, määrien, lakien, periaatteiden, postulaattien merkitys.
• Osaakseen kuvata ja selittää kappaleiden (mukaan lukien avaruusobjektien) fyysisiä ilmiöitä ja ominaisuuksia, kokeiden tulokset ... antavat esimerkkejä fyysisen tiedon käytännön käytöstä
• Erottele hypoteesit tieteellisestä teoriasta, tee johtopäätöksiä kokeiden perusteella jne.
• Pystyy soveltamaan hankittua tietoa fyysisten ongelmien ratkaisemisessa.
• Käytä hankittuja tietoja ja taitoja käytännössä ja jokapäiväisessä elämässä.

Mistä aloittaa fysiikan tenttiin valmistautuminen:

1. Opi jokaisessa tehtävässä vaadittava teoria.
2. Harjoittele tentin pohjalta kehitettyjä fysiikan koetehtäviä. Sivuillamme täydennetään fysiikan tehtäviä ja vaihtoehtoja.
3. Varaa aikasi oikein.

Toivotamme menestystä!

Valmistautuminen tenttiin ja tenttiin

Yleinen keskiasteen koulutus

UMK-linja A. V. Grachev. Fysiikka (10-11) (perus, syvällinen)

UMK-linja A. V. Grachev. Fysiikka (7-9)

UMK-linja A.V. Peryshkin. Fysiikka (7-9)

Fysiikan tenttiin valmistautuminen: esimerkkejä, ratkaisuja, selityksiä

Analysoimme fysiikan tentin (vaihtoehto C) tehtävät opettajan kanssa.

Lebedeva Alevtina Sergeevna, fysiikan opettaja, työkokemus 27 vuotta. Moskovan alueen opetusministeriön kunniakirja (2013), Ylösnousemuskunnan piirin päällikön kiitollisuus (2015), Moskovan alueen matematiikan ja fysiikan opettajien yhdistyksen presidentin kunniakirja (2015).

Teoksessa esitetään eri vaikeustasoisia tehtäviä: perus, edistynyt ja korkea. Perustason tehtävät ovat yksinkertaisia ​​tehtäviä, jotka testaavat tärkeimpien fyysisten käsitteiden, mallien, ilmiöiden ja lakien hallintaa. Edistyneen tason tehtävillä testataan kykyä käyttää fysiikan käsitteitä ja lakeja erilaisten prosessien ja ilmiöiden analysointiin sekä kykyä ratkaista ongelmia yhden tai kahden lain (kaavan) soveltamisesta mille tahansa aihealueelle. koulun fysiikan kurssista. Työssä 4 osan 2 tehtävät ovat erittäin monimutkaisia ​​tehtäviä ja testaavat kykyä käyttää fysiikan lakeja ja teorioita muuttuneessa tai uudessa tilanteessa. Tällaisten tehtävien suorittaminen edellyttää tiedon soveltamista kahdelta kolmelta fysiikan osa-alueelta kerralla, ts. korkea koulutustaso. Tämä vaihtoehto on täysin yhdenmukainen USE:n demoversion 2017 kanssa, tehtävät on otettu avoimesta USE-tehtävien pankista.

Kuvassa on kaavio nopeusmoduulin riippuvuudesta ajasta t... Määritä auton kulkema polku aikavälillä 0 - 30 s.

Ratkaisu. Autolla ajama matka aikavälillä 0 - 30 s on helpoin määritellä puolisuunnikkaan pinta-alaksi, jonka perustana ovat aikavälit (30 - 0) = 30 s ja (30 - 10) = 20 s, ja korkeus on nopeus v= 10 m/s, so.

S =	(30 + 20) kanssa	10 m/s = 250 m.
	2

Vastaus. 250 m.

100 kg painava kuorma nostetaan pystysuunnassa ylös köyden avulla. Kuvassa näkyy nopeusprojektion riippuvuus V kuormittaa ylöspäin suuntautuvaa akselia aika ajoin t... Määritä kaapelin kireysmoduuli nousun aikana.

Ratkaisu. Nopeuden projektion riippuvuuden kuvaajan mukaan v akselin kuormitus, joka on suunnattu pystysuoraan ylöspäin, ajankohdasta lähtien t, voit määrittää kuorman kiihtyvyyden projektion

a =	∆v	=	(8 - 2) m/s	= 2 m/s 2.
	∆t		3 sek

Kuormaan vaikuttavat: pystysuunnassa alaspäin suunnattu painovoima ja köyttä pitkin pystysuunnassa ylöspäin suunnattu vetovoima, ks. 2. Kirjataan muistiin dynamiikan perusyhtälö. Käytetään Newtonin toista lakia. Kappaleeseen vaikuttavien voimien geometrinen summa on yhtä suuri kuin kappaleen massan tulo sille annetulla kiihtyvyydellä.

+ = (1)

Kirjoitetaan yhtälö vektorien projektiolle maahan kytketyssä vertailukehyksessä, OY-akseli on suunnattu ylöspäin. Vetovoiman projektio on positiivinen, koska voiman suunta osuu yhteen OY-akselin suunnan kanssa, painovoiman projektio on negatiivinen, koska voimavektori on suunnattu vastakkaisesti OY-akseliin nähden, kiihtyvyysvektorin projektio on myös positiivinen, joten keho liikkuu kiihtyvyydellä ylöspäin. Meillä on

T – mg = ma (2);

kaavasta (2) vetovoimamoduuli

T = m(g + a) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.

Vastaus... 1200 N.

Runkoa vedetään pitkin karkeaa vaakasuuntaista pintaa vakionopeudella, jonka moduuli on 1,5 m/s, kohdistaen siihen voimaa kuvan (1) mukaisesti. Tässä tapauksessa runkoon vaikuttavan liukukitkavoiman moduuli on 16 N. Mikä on voiman kehittämä teho F?

Ratkaisu. Kuvittele fysikaalinen prosessi, joka on määritelty tehtävänkuvauksessa ja piirrä kaavio, josta käy ilmi kaikki kehoon vaikuttavat voimat (kuva 2). Kirjataan muistiin dynamiikan perusyhtälö.

Tr + + = (1)

Kun olet valinnut kiinteään pintaan liittyvän vertailukehyksen, kirjoitamme ylös yhtälöt vektorien projektioille valituille koordinaattiakseleille. Ongelman tilanteen mukaan keho liikkuu tasaisesti, koska sen nopeus on vakio ja yhtä suuri kuin 1,5 m / s. Tämä tarkoittaa, että kehon kiihtyvyys on nolla. Kaksi voimaa vaikuttaa runkoon vaakasuunnassa: liukukitkavoima tr. ja voima, jolla kehoa vedetään. Kitkavoiman projektio on negatiivinen, koska voimavektori ei ole sama kuin akselin suunta NS... Voiman projektio F positiivinen. Muistutamme, että projektion löytämiseksi pudotamme kohtisuoran vektorin alusta ja lopusta valitulle akselille. Tämän mielessä meillä on: F cosα - F tr = 0; (1) ilmaisee voiman projektion F, Tämä on F cosα = F tr = 16 N; (2) silloin voiman kehittämä teho on yhtä suuri kuin N = F cosα V(3) Tehdään korvaus ottaen huomioon yhtälö (2) ja korvataan vastaava data yhtälöön (3):

N= 16 N 1,5 m / s = 24 W.

Vastaus. 24 wattia

Kuorma, joka on kiinnitetty kevyeen jouseen, jonka jäykkyys on 200 N / m, aiheuttaa pystysuuntaista tärinää. Kuvassa on käyrä siirtymän riippuvuudesta x rahtia silloin tällöin t... Selvitä, mikä on kuorman paino. Pyöristä vastauksesi lähimpään kokonaislukuun.

Ratkaisu. Jousikuormitettu paino tärisee pystysuunnassa. Kuorman siirtymän riippuvuuden kaavion mukaan NS ajasta t, määrittelemme kuorman vaihtelujakson. Värähtelyjakso on T= 4 s; kaavasta T= 2π ilmaisee massan m rahti.

=	T	;	m	=	T 2	; m = k	T 2	; m= 200 H/m	(4 s) 2	= 81,14 kg ≈ 81 kg.
	2π		k		4π 2		4π 2		39,438

Vastaus: 81 kg.

Kuvassa on kahden kevyen lohkon ja painottoman kaapelin järjestelmä, jolla voit tasapainottaa tai nostaa 10 kg painavaa kuormaa. Kitka on mitätön. Valitse yllä olevan kuvan analyysin perusteella kaksi oikeat väitteet ja merkitse niiden numerot vastauksessa.

1. Kuorman pitämiseksi tasapainossa sinun on toimittava köyden päähän 100 N:n voimalla.
2. Kuvassa esitetty lohkojärjestelmä ei anna tehonlisäystä.
3. h, sinun on venytettävä köyden osa, jonka pituus on 3 h.
4. Nostaaksesi kuorman hitaasti korkealle hh.

Ratkaisu. Tässä tehtävässä on muistettava yksinkertaiset mekanismit, nimittäin lohkot: liikkuva ja kiinteä lohko. Liikkuva lohko kaksinkertaistaa lujuuden, kun köysi venyy kaksi kertaa pidempään ja paikallaan olevaa lohkoa käytetään voiman ohjaamiseen. Toiminnassa yksinkertaiset voittomekanismit eivät anna. Ongelman analysoinnin jälkeen valitsemme välittömästi tarvittavat lausunnot:

1. Nostaaksesi kuorman hitaasti korkealle h, sinun on vedettävä ulos köyden osa, jonka pituus on 2 h.
2. Jotta kuorma pysyy tasapainossa, sinun on toimittava köyden päähän 50 N:n voimalla.

Vastaus. 45.

Alumiinipaino, joka on kiinnitetty painottomaan ja venymättömään kierteeseen, upotetaan kokonaan astiaan, jossa on vettä. Paino ei kosketa astian seiniä ja pohjaa. Sitten samaan astiaan veden kanssa upotetaan rautapaino, jonka massa on yhtä suuri kuin alumiinipainon massa. Miten kierteen vetovoiman moduuli ja kuormaan vaikuttavan painovoiman moduuli muuttuvat tämän seurauksena?

1. Lisääntyy;
2. Vähenee;
3. Ei muutu.

Ratkaisu. Analysoimme ongelman tilan ja valitsemme ne parametrit, jotka eivät muutu tutkimuksen aikana: nämä ovat kehon massa ja neste, johon keho upotetaan lankoilla. Sen jälkeen on parempi tehdä kaaviollinen piirustus ja osoittaa kuormaan vaikuttavat voimat: kierteen jännitysvoima F ohjaus suunnattu ylöspäin lankaa pitkin; painovoima, joka on suunnattu pystysuunnassa alaspäin; Archimedean voima a vaikuttavat vedenalaiseen kappaleeseen nesteen puolelta ja suunnattuna ylöspäin. Ongelman ehdon mukaan kuormien massa on sama, joten kuormaan vaikuttavan painovoiman moduuli ei muutu. Koska lastin tiheys on erilainen, myös tilavuus on erilainen.

V =	m	.
	p

Raudan tiheys on 7800 kg / m 3 ja alumiinin tiheys on 2700 kg / m 3. Siten, V f< V a... Keho on tasapainossa, kaikkien kehoon vaikuttavien voimien resultantti on nolla. Suunnataan koordinaattiakseli OY ylöspäin. Dynaamiikan perusyhtälö, jossa otetaan huomioon voimien projektio, on kirjoitettu muotoon F ohjaus + F a – mg= 0; (1) Ilmoita vetovoima F ohjaus = mg – F a(2); Arkhimedeen voima riippuu nesteen tiheydestä ja vedenalaisen kehon osan tilavuudesta F a = ρ gV p.h.t. (3); Nesteen tiheys ei muutu, ja rautakappaleen tilavuus on pienempi V f< V a Siksi rautakuormaan vaikuttava Archimedean voima on pienempi. Teemme johtopäätöksen kierteen jännitysvoiman moduulista, työskennellen yhtälön (2) kanssa, se kasvaa.

Vastaus. 13.

Estä paino m liukuu pois kiinteästä karkeasta kaltevasta tasosta, jonka pohjassa on kulma α. Lohkon kiihtyvyysmoduuli on a, tangon nopeusmoduuli kasvaa. Ilmanvastus on mitätön.

Muodosta vastaavuus fyysisten suureiden ja kaavojen välille, joilla ne voidaan laskea. Valitse jokaiselle ensimmäisen sarakkeen paikalle vastaava paikka toisesta sarakkeesta ja kirjoita valitut numerot taulukkoon vastaavien kirjainten alle.

B) Tangon kitkakerroin kaltevassa tasossa

3) mg cosα

4) sinα -	a
	g cosα

Ratkaisu. Tämä tehtävä edellyttää Newtonin lakien soveltamista. Suosittelemme kaaviokuvan tekemistä; osoittavat kaikki liikkeen kinemaattiset ominaisuudet. Jos mahdollista, kuvaa kiihtyvyysvektori ja kaikkien liikkuvaan kappaleeseen kohdistuvien voimien vektorit; Muista, että kehoon vaikuttavat voimat ovat seurausta vuorovaikutuksesta muiden kappaleiden kanssa. Kirjoita sitten muistiin dynamiikan perusyhtälö. Valitse vertailujärjestelmä ja kirjoita tuloksena oleva yhtälö voimien ja kiihtyvyyksien vektorien projektiolle;

Teemme ehdotetun algoritmin mukaan kaaviokuvan (kuva 1). Kuvassa on esitetty tangon painopisteeseen kohdistuvat voimat ja kaltevan tason pintaan liittyvät vertailukehyksen koordinaattiakselit. Koska kaikki voimat ovat vakioita, tangon liike on yhtä vaihteleva nopeuden kasvaessa, ts. kiihtyvyysvektori on suunnattu liikettä kohti. Valitaan akselien suunta kuvan osoittamalla tavalla. Kirjataan ylös voimien projektiot valituille akseleille.

Kirjataan muistiin dynamiikan perusyhtälö:

Tr + = (1)

Kirjoitetaan tämä yhtälö (1) voimien ja kiihtyvyyden projektiolle.

OY-akselilla: tukireaktiovoiman projektio on positiivinen, koska vektori osuu yhteen OY-akselin suunnan kanssa N y = N; kitkavoiman projektio on nolla, koska vektori on kohtisuorassa akseliin nähden; painovoiman projektio on negatiivinen ja yhtä suuri mg y= – mg cosa; kiihtyvyysvektorin projektio a y= 0, koska kiihtyvyysvektori on kohtisuorassa akseliin nähden. Meillä on N – mg cosα = 0 (2) yhtälöstä ilmaistaan ​​tankoon vaikuttavan reaktion voiman kaltevan tason puolelta. N = mg cosα (3). Kirjoitetaan projektiot OX-akselille.

OX-akselilla: voiman projektio N yhtä suuri kuin nolla, koska vektori on kohtisuorassa OX-akselia vastaan; Kitkavoiman projektio on negatiivinen (vektori on suunnattu vastakkaiseen suuntaan suhteessa valittuun akseliin); painovoiman projektio on positiivinen ja yhtä suuri kuin mg x = mg sinα (4) suorakulmaisesta kolmiosta. Kiihtyvyysprojektio positiivinen x = a; Sitten kirjoitetaan yhtälö (1) ottaen huomioon projektio mg sinα - F tr = ma (5); F tr = m(g sinα - a) (6); Muista, että kitkavoima on verrannollinen normaalipainevoimaan N.

A-priory F tr = μ N(7), ilmaisemme tangon kitkakertoimen kaltevassa tasossa.

μ =	F tr	=	m(g sinα - a)	= tgα -	a	(8).
	N		mg cosα		g cosα

Valitsemme kullekin kirjaimelle sopivat paikat.

Vastaus. A - 3; B-2.

Tehtävä 8. Happikaasua on astiassa, jonka tilavuus on 33,2 litraa. Kaasun paine 150 kPa, lämpötila 127 °C. Määritä kaasun massa tässä astiassa. Ilmaise vastauksesi grammoina ja pyöristä lähimpään kokonaislukuun.

Ratkaisu. On tärkeää kiinnittää huomiota yksiköiden muuntamiseen SI-järjestelmään. Muunnamme lämpötilan kelvineiksi T = t°С + 273, tilavuus V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3; Käännämme paineen P= 150 kPa = 150 000 Pa. Ideaalikaasun tilayhtälöä käyttämällä

ilmaista kaasun massa.

Muista kiinnittää huomiota yksikköön, johon sinua pyydetään kirjoittamaan vastaus. Se on erittäin tärkeää.

Vastaus. 48 g

Tehtävä 9. Ihanteellinen yksiatominen kaasu 0,025 mol adiabaattisesti paisutettuna. Samaan aikaan sen lämpötila laski + 103 ° С:sta + 23 ° С: een. Millaista työtä kaasu teki? Ilmaise vastauksesi jouleina ja pyöristä lähimpään kokonaislukuun.

Ratkaisu. Ensinnäkin kaasu on yksiatominen vapausasteiden lukumäärä i= 3, toiseksi kaasu laajenee adiabaattisesti - tämä tarkoittaa ilman lämmönvaihtoa K= 0. Kaasu toimii vähentämällä sisäistä energiaa. Tämän huomioon ottaen kirjoitetaan termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö muodossa 0 = ∆ U + A G; (1) ilmaista kaasun työtä A r = –∆ U(2); Monatomisen kaasun sisäisen energian muutos voidaan kirjoittaa seuraavasti

Vastaus. 25 J.

Ilman osan suhteellinen kosteus tietyssä lämpötilassa on 10 %. Kuinka monta kertaa tämän ilmaosan painetta tulee muuttaa, jotta sen suhteellinen kosteus nousisi 25 % vakiolämpötilassa?

Ratkaisu. Kyllästynyttä höyryä ja ilmankosteutta koskevat kysymykset ovat useimmiten vaikeita koululaisille. Lasketaan kaavalla ilman suhteellinen kosteus

Ongelman tilanteen mukaan lämpötila ei muutu, mikä tarkoittaa, että kylläisen höyryn paine pysyy samana. Kirjataan kaava (1) kahdelle ilman tilalle.

φ 1 = 10 %; φ 2 = 35 %

Esitetään ilmanpaine kaavoista (2), (3) ja lasketaan painesuhde.

P 2	=	φ 2	=	35	= 3,5
P 1		φ 1		10

Vastaus. Painetta tulee nostaa 3,5 kertaa.

Kuuma aine nestemäisessä tilassa jäähdytettiin hitaasti sulatusuunissa vakioteholla. Taulukossa on esitetty aineen lämpötilan mittaustulokset ajan kuluessa.

Valitse tarjottavasta luettelosta kaksi lausunnot, jotka vastaavat suoritettujen mittausten tuloksia ja osoittavat niiden numerot.

1. Aineen sulamispiste näissä olosuhteissa on 232 °C.
2. 20 minuutissa. mittausten alkamisen jälkeen aine oli vain kiinteässä tilassa.
3. Aineen lämpökapasiteetti nestemäisessä ja kiinteässä tilassa on sama.
4. 30 min jälkeen. mittausten alkamisen jälkeen aine oli vain kiinteässä tilassa.
5. Aineen kiteytysprosessi kesti yli 25 minuuttia.

Ratkaisu. Aineen jäähtyessä sen sisäinen energia väheni. Lämpötilamittaustulosten avulla voit määrittää lämpötilan, jossa aine alkaa kiteytyä. Niin kauan kuin aine siirtyy nesteestä kiinteään tilaan, lämpötila ei muutu. Tietäen, että sulamispiste ja kiteytyslämpötila ovat samat, valitsemme väitteen:

1. Aineen sulamispiste näissä olosuhteissa on 232 °С.

Toinen tosi väite on:

4. 30 minuutin kuluttua. mittausten alkamisen jälkeen aine oli vain kiinteässä tilassa. Koska lämpötila tällä hetkellä on jo kiteytyslämpötilan alapuolella.

Vastaus. 14.

Eristetyssä järjestelmässä kehon A lämpötila on + 40 ° C ja kehon B lämpötila on + 65 ° C. Nämä kappaleet saatetaan lämpökosketukseen toistensa kanssa. Jonkin ajan kuluttua lämpötasapaino on tullut. Miten kehon lämpötila B ja kehon A ja B sisäinen kokonaisenergia muuttuivat tämän seurauksena?

Määritä kullekin arvolle vastaava muutoskuvio:

1. Lisääntynyt;
2. Vähentynyt;
3. Ei ole muuttunut.

Kirjoita kullekin fyysiselle suurelle valitut numerot taulukkoon. Vastauksen numerot voivat toistua.

Ratkaisu. Jos eristetyssä kappalejärjestelmässä ei tapahdu energiamuutoksia lukuun ottamatta lämmönvaihtoa, niin kappaleiden, joiden sisäinen energia vähenee, luovuttaman lämmön määrä on yhtä suuri kuin kappaleiden vastaanottaman lämmön määrä, jonka sisäinen energia kasvaa. . (Energian säilymisen lain mukaan.) Tässä tapauksessa järjestelmän sisäinen kokonaisenergia ei muutu. Tämän tyyppiset ongelmat ratkaistaan ​​lämpötasapainoyhtälön perusteella.

∆U = ∑	n	∆U i = 0 (1);
	i = 1

missä ∆ U- sisäisen energian muutos.

Meidän tapauksessamme lämmönvaihdon seurauksena kehon B sisäinen energia laskee, mikä tarkoittaa, että tämän kappaleen lämpötila laskee. Kehon A sisäinen energia kasvaa, koska keho on vastaanottanut lämpöä kehosta B, niin sen lämpötila nousee. Kappaleiden A ja B sisäinen kokonaisenergia ei muutu.

Vastaus. 23.

Protoni p, joka on lennätetty sähkömagneetin napojen väliseen rakoon, on kohtisuorassa magneettiseen induktiovektoriin nähden, kuten kuvassa näkyy. Missä on protoniin vaikuttava Lorentzin voima, joka on suunnattu suhteessa kuvioon (ylös, kohti havainnoijaa, havainnoijasta, alas, vasemmalle, oikealle)

Ratkaisu. Magneettikenttä vaikuttaa varautuneeseen hiukkaseen Lorentzin voimalla. Tämän voiman suunnan määrittämiseksi on tärkeää muistaa vasemman käden muistisääntö, unohtamatta ottaa huomioon hiukkasvaraus. Ohjaamme vasemman käden neljä sormea ​​nopeusvektoria pitkin, positiivisesti varautuneelle hiukkaselle vektorin tulee mennä kämmen kohtisuoraan, 90 ° taaksepäin asetettu peukalo näyttää hiukkaseen vaikuttavan Lorentzin voiman suunnan. Tuloksena on, että Lorentzin voimavektori on suunnattu poispäin havaitsijasta suhteessa kuvaan.

Vastaus. tarkkailijalta.

Sähkökenttävoimakkuuden moduuli 50 μF litteässä ilmakondensaattorissa on 200 V / m. Kondensaattorilevyjen välinen etäisyys on 2 mm. Mikä on kondensaattorin varaus? Kirjoita vastaus muistiin μC.

Ratkaisu. Muunnetaan kaikki mittayksiköt SI-järjestelmään. Kapasitanssi C = 50 μF = 50 · 10 -6 F, levyjen välinen etäisyys d= 2 · 10 –3 m. Ongelma puhuu litteästä ilmakondensaattorista - laitteesta sähkövarauksen ja sähkökentän energian keräämiseen. Sähkökapasiteetin kaavasta

missä d Onko levyjen välinen etäisyys.

Ilmaise jännitystä U= E d(4); Korvaa (4) kohdassa (2) ja laske kondensaattorin varaus.

q = C · Ed= 50 · 10 –6 · 200 · 0,002 = 20 μC

Kiinnitämme huomiosi yksiköihin, joihin sinun on kirjoitettava vastaus. Saimme sen riipuksissa, mutta edustamme sitä μC:ssa.

Vastaus. 20 μC.

Opiskelija suoritti kokeen valokuvassa esitetystä valon taittumisesta. Miten lasissa etenevän valon taitekulma ja lasin taitekerroin muuttuvat tulokulman kasvaessa?

1. Kasvaa
2. Vähenee
3. ei muutu
4. Kirjoita jokaiselle vastaukselle valitut numerot taulukkoon. Vastauksen numerot voivat toistua.

Ratkaisu. Tällaisissa tehtävissä muistetaan, mitä taittuminen on. Tämä on muutos aallon etenemissuunnassa siirtyessään väliaineesta toiseen. Se johtuu siitä, että aaltojen etenemisnopeudet näissä väliaineissa ovat erilaisia. Selvitettyämme, mistä väliaineesta mihin valoon se leviää, kirjoitamme muotoon taittumislain

sinα	=	n 2	,
sinβ		n 1

missä n 2 - lasin absoluuttinen taitekerroin, väliaine, johon valo menee; n 1 on sen ensimmäisen väliaineen absoluuttinen taitekerroin, josta valo tulee. Ilmaa varten n 1 = 1. α on säteen tulokulma lasipuolisylinterin pinnalle, β on säteen taitekulma lasissa. Lisäksi taitekulma on pienempi kuin tulokulma, koska lasi on optisesti tiheämpi väliaine - väliaine, jolla on korkea taitekerroin. Valon etenemisnopeus lasissa on hitaampi. Huomaa, että mittaamme kulmat kohtisuorasta, joka on palautettu säteen tulopisteeseen. Jos lisäät tulokulmaa, myös taitekulma kasvaa. Lasin taitekerroin ei muutu tästä.

Vastaus.

Kupari jumpperi tiettynä ajankohtana t 0 = 0 alkaa liikkua nopeudella 2 m / s pitkin yhdensuuntaisia ​​vaakasuoria johtavia kiskoja, joiden päihin on kytketty 10 ohmin vastus. Koko järjestelmä on pystysuorassa tasaisessa magneettikentässä. Kaiman ja kiskojen vastus on mitätön, kama on aina kohtisuorassa kiskoja vastaan. Magneettisen induktiovektorin vuo Ф hyppyjohtimen, kiskojen ja vastuksen muodostaman piirin läpi muuttuu ajan myötä t kuten kaaviossa näkyy.

Valitse kaavion avulla kaksi oikeaa väitettä ja sisällytä niiden numerot vastaukseen.

1. Siihen mennessä t= 0,1 s, magneettivuon muutos piirin läpi on yhtä suuri kuin 1 mVb.
2. Induktiovirta jumpperissa alueella alkaen t= 0,1 s t= 0,3 s max.
3. Piirissä syntyvän induktion EMF-moduuli on 10 mV.
4. Puskurissa kulkevan induktiovirran voimakkuus on 64 mA.
5. Laipion liikkeen ylläpitämiseksi siihen kohdistetaan voima, jonka projektio kiskojen suuntaan on 0,2 N.

Ratkaisu. Piirin läpi kulkevan magneettisen induktiovektorin vuon riippuvuuden kaavion mukaan määritetään ne osat, joissa vuo Ф muuttuu ja joissa vuon muutos on nolla. Tämän avulla voimme määrittää aikavälit, jolloin induktiovirta esiintyy piirissä. Oikea väite:

1) Siihen mennessä t= 0,1 s magneettivuon muutos piirin läpi on yhtä suuri kuin 1 mWb ∆F = (1 - 0) · 10 -3 Wb; Piirissä esiintyvä EMF-induktiomoduuli määritetään EMR-lain avulla

Vastaus. 13.

Kaavion mukaan virran voimakkuuden riippuvuus ajasta sähköpiirissä, jonka induktanssi on 1 mH, määritä itseinduktion EMF-moduuli aikavälillä 5 - 10 s. Kirjoita vastaus muistiin μV.

Ratkaisu. Muunnetaan kaikki suureet SI-järjestelmään, ts. 1 mH:n induktanssi muunnetaan H:ksi, saadaan 10 –3 H. Kuvassa näkyvä virta mA:na muunnetaan myös A:ksi kertomalla 10 –3.

Itseinduktion EMF-kaavalla on muoto

tässä tapauksessa aikaväli annetaan ongelman tilanteen mukaan

∆t= 10 s - 5 s = 5 s

sekuntia ja kaavion mukaan määritämme virran muutosvälin tänä aikana:

∆minä= 30 · 10 –3 - 20 · 10 –3 = 10 · 10 –3 = 10 –2 A.

Korvaamalla numeeriset arvot kaavaan (2), saamme

| Ɛ | = 2 · 10 –6 V tai 2 µV.

Vastaus. 2.

Kaksi läpinäkyvää tasosuuntaista levyä puristetaan tiukasti toisiaan vasten. Valosäde putoaa ilmasta ensimmäisen levyn pinnalle (katso kuva). Tiedetään, että ylemmän levyn taitekerroin on n 2 = 1,77. Muodosta vastaavuus fyysisten suureiden ja niiden arvojen välille. Valitse jokaiselle ensimmäisen sarakkeen paikalle vastaava paikka toisesta sarakkeesta ja kirjoita valitut numerot taulukkoon vastaavien kirjainten alle.

Ratkaisu. Kahden väliaineen rajapinnan valon taittumiseen liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi, erityisesti valon läpäisyongelmia tasojen yhdensuuntaisten levyjen läpi, voidaan suositella seuraavaa ratkaisujärjestystä: tee piirustus, joka osoittaa yhdestä kohdasta lähtevien säteiden polun. keskipitkällä toiselle; Säteen tulokohdassa kahden väliaineen rajapinnassa piirrä pintaan normaali, merkitse tulo- ja taittokulmat. Kiinnitä erityistä huomiota kyseessä olevan väliaineen optiseen tiheyteen ja muista, että kun valonsäde siirtyy optisesti vähemmän tiheästä väliaineesta optisesti tiheämpään väliaineeseen, taitekulma on pienempi kuin tulokulma. Kuvassa näkyy tulevan säteen ja pinnan välinen kulma, mutta tarvitsemme tulokulman. Muista, että kulmat määritetään tulopisteessä palautetusta kohtisuorasta. Määritämme, että säteen tulokulma pinnalle on 90 ° - 40 ° = 50 °, taitekerroin n 2 = 1,77; n 1 = 1 (ilma).

Kirjataan ylös taittumislaki

sinβ =	synti50	= 0,4327 ≈ 0,433
	1,77

Muodostetaan likimääräinen säteen polku levyjen läpi. Käytämme kaavaa (1) rajoilla 2–3 ja 3–1. Vastauksessa saamme

A) Säteen tulokulman sini levyjen välisellä rajalla 2–3 on 2) ≈ 0,433;

B) Säteen taitekulma rajan 3–1 ylittäessä (radiaaneina) on 4) ≈ 0,873.

Vastaus. 24.

Määritä kuinka monta α - hiukkasta ja kuinka monta protonia saadaan lämpöydinfuusioreaktion tuloksena

+ → x+ y;

Ratkaisu. Kaikissa ydinreaktioissa noudatetaan sähkövarauksen ja nukleonien määrän säilymisen lakeja. Merkitään x - alfahiukkasten lukumäärää, y - protonien lukumäärää. Tehdään yhtälöt

+ → x + y;

järjestelmän ratkaiseminen, meillä on se x = 1; y = 2

Vastaus. 1 - a-partikkeli; 2 - protoni.

Ensimmäisen fotonin liikemäärä on 1,32 · 10 –28 kg · m/s, mikä on 9,48 · 10 –28 kg · m/s pienempi kuin toisen fotonin liikemäärä. Laske toisen ja ensimmäisen fotonin energiasuhde E 2 / E 1. Pyöristä vastauksesi kymmenesosiin.

Ratkaisu. Toisen fotonin liikemäärä on ehdon mukaan suurempi kuin ensimmäisen fotonin liikemäärä, se tarkoittaa, että voimme esittää p 2 = p 1 + Δ p(1). Fotonin energia voidaan ilmaista fotonin liikemääränä seuraavien yhtälöiden avulla. se E = mc 2 (1) ja p = mc(2) sitten

E = pc (3),

missä E- fotonienergia, p- fotonin liikemäärä, m - fotonin massa, c= 3 · 10 8 m / s - valon nopeus. Kun otetaan huomioon kaava (3), meillä on:

E 2	=	p 2	= 8,18;
E 1		p 1

Pyöristä vastaus kymmenesosaan ja saat 8,2.

Vastaus. 8,2.

Atomiydin on läpikäynyt radioaktiivisen positronin β-hajoamisen. Miten ytimen sähkövaraus ja siinä olevien neutronien määrä muuttuivat sen seurauksena?

Määritä kullekin arvolle vastaava muutoskuvio:

1. Lisääntynyt;
2. Vähentynyt;
3. Ei ole muuttunut.

Kirjoita kullekin fyysiselle suurelle valitut numerot taulukkoon. Vastauksen numerot voivat toistua.

Ratkaisu. Positroni β - hajoaminen atomin ytimessä tapahtuu protonin muuttuessa neutroniksi positronin emission avulla. Tämän seurauksena ytimessä olevien neutronien määrä kasvaa yhdellä, sähkövaraus pienenee yhdellä ja ytimen massaluku pysyy ennallaan. Siten elementin muunnosreaktio on seuraava:

Vastaus. 21.

Laboratoriossa suoritettiin viisi koetta diffraktion tarkkailemiseksi käyttämällä erilaisia ​​diffraktiohilaa. Jokainen hila valaistiin yhdensuuntaisilla monokromaattisilla valonsäteillä tietyllä aallonpituudella. Kaikissa tapauksissa valo osui kohtisuoraan ritilää vastaan. Kahdessa näistä kokeista havaittiin sama määrä päädiffraktiomaksimia. Ilmoita ensin sen kokeen numero, jossa käytettiin lyhyemmän ajanjakson diffraktiohilaa, ja sitten sen kokeen numero, jossa käytettiin pidemmän ajanjakson diffraktiohilaa.

Ratkaisu. Valon diffraktio on valonsäteen ilmiö geometrisen varjon alueella. Diffraktiota voidaan havaita, kun valoaallon reitillä on läpinäkymättömiä alueita tai reikiä suurissa ja läpinäkymättävissä esteissä ja näiden alueiden tai reikien koot ovat oikeassa suhteessa aallonpituuteen. Yksi tärkeimmistä diffraktiolaitteista on diffraktiohila. Diffraktiokuvion maksimien kulmasuunnat määritetään yhtälöllä

d sinφ = kλ (1),

missä d Onko diffraktiohilan jakso, φ on kulma hilan normaalin ja diffraktiokuvion yhteen maksimien suunnan välillä, λ on valon aallonpituus, k- kokonaisluku, jota kutsutaan diffraktiomaksimin järjestyksessä. Esitetään yhtälöstä (1)

Valittaessa pareja koeolosuhteiden mukaan valitaan ensin 4, jossa käytettiin lyhyemmän jakson diffraktiohilaa, ja sitten sen kokeen numero, jossa käytettiin pitkäjaksoista diffraktiohilaa, on 2.

Vastaus. 42.

Virta kulkee lankavastuksen läpi. Vastus korvattiin toisella, samaa metallia olevalla ja samanpituisella langalla, jonka poikkipinta-ala oli puolet, ja sen läpi johdettiin puolet virrasta. Miten vastuksen yli oleva jännite ja sen vastus muuttuvat?

Määritä kullekin arvolle vastaava muutoskuvio:

1. Lisääntyy;
2. Vähenee;
3. Ei muutu.

Kirjoita kullekin fyysiselle suurelle valitut numerot taulukkoon. Vastauksen numerot voivat toistua.

Ratkaisu. On tärkeää muistaa, mistä arvoista johtimen vastus riippuu. Resistanssin laskentakaava on

Ohmin laki piirin osuudelle kaavasta (2) ilmaisee jännitteen

U = Minä R (3).

Ongelman tilanteen mukaan toinen vastus on valmistettu samaa materiaalia olevasta, samanpituisesta, mutta poikkipinta-alaltaan erilaisesta langasta. Alue on puolet pienempi. Korvaamalla kohdan (1) saamme, että vastus kasvaa 2 kertaa ja virta pienenee 2 kertaa, joten jännite ei muutu.

Vastaus. 13.

Matemaattisen heilurin värähtelyjakso Maan pinnalla on 1,2 kertaa pidempi kuin sen värähtelyjakso tietyllä planeetalla. Mikä on painovoiman kiihtyvyyskerroin tällä planeetalla? Ilmakehän vaikutus molemmissa tapauksissa on mitätön.

Ratkaisu. Matemaattinen heiluri on järjestelmä, joka koostuu kierteestä, jonka mitat ovat paljon suuremmat kuin pallon ja itse pallon mitat. Vaikeuksia voi syntyä, jos Thomsonin kaava matemaattisen heilurin värähtelyjaksolle unohtuu.

T= 2π (1);

l- matemaattisen heilurin pituus; g- painovoiman kiihtyvyys.

Ehdon mukaan

Ilmaistaan ​​(3) g n = 14,4 m/s 2. On huomattava, että painovoiman kiihtyvyys riippuu planeetan massasta ja säteestä

Vastaus. 14,4 m/s 2.

1 m pitkä suora johdin, jonka läpi kulkee 3 A virta, sijaitsee tasaisessa induktiomagneettikentässä V= 0,4 T 30° kulmassa vektoriin nähden. Mikä on johtimeen magneettikentän puolelta vaikuttavan voiman moduuli?

Ratkaisu. Jos asetat johtimen, jossa on virta, magneettikenttään, virtaa sisältävän johtimen kenttä vaikuttaa ampeerivoimalla. Kirjoitamme ampeerivoiman moduulin kaavan

F A = Minä LB sina;

F A = 0,6 N

Vastaus. F A = 0,6 N.

Kelaan varastoidun magneettikentän energia, kun sen läpi johdetaan tasavirtaa, on 120 J. Kuinka monta kertaa käämin läpi kulkevaa virtaa on lisättävä, jotta varastoitu magneettikenttäenergia kasvaisi 5760 J .

Ratkaisu. Kelan magneettikentän energia lasketaan kaavalla

W m =	LI 2	(1);
	2

Ehdon mukaan W 1 = 120 J siis W 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

minä 1 2 =	2W 1	; minä 2 2 =	2W 2	;
	L		L

Sitten virtojen suhde

minä 2 2	= 49;	minä 2	= 7
minä 1 2		minä 1

Vastaus. Virran voimakkuutta on lisättävä 7 kertaa. Kirjoita vastauslomakkeeseen vain numero 7.

Sähköpiiri koostuu kahdesta hehkulampusta, kahdesta diodista ja johdinkelasta, jotka on kytketty kuvan mukaisesti. (Diodi kuljettaa virtaa vain yhteen suuntaan, kuten kuvan yläosassa näkyy). Mikä lampuista syttyy, jos magneetin pohjoisnapa tuodaan lähemmäs silmukkaa? Selitä vastaus kertomalla, mitä ilmiöitä ja kaavoja käytit selityksessä.

Ratkaisu. Magneettiset induktiolinjat jättävät magneetin pohjoisnavan ja hajaantuvat. Kun magneetti lähestyy, magneettivuo lankakelan läpi kasvaa. Lenzin säännön mukaan silmukan induktiovirran synnyttämä magneettikenttä on suunnattava oikealle. Gimbalin säännön mukaan virran tulee kulkea myötäpäivään (vasemmalta katsottuna). Toisen lampun piirissä oleva diodi kulkee tähän suuntaan. Tämä tarkoittaa, että toinen lamppu syttyy.

Vastaus. Toinen lamppu syttyy.

Alumiininen pinnan pituus L= 25 cm ja poikkileikkausala S= 0,1 cm 2 ripustettuna yläpään kierteeseen. Alapää lepää astian vaakasuoralla pohjalla, johon vesi kaadetaan. Uponneen pinnan pituus l= 10 cm. Etsi voima F, jolla neula painaa suonen pohjaa, jos tiedetään, että lanka on pystysuora. Alumiinin tiheys ρ a = 2,7 g / cm 3, veden tiheys ρ b = 1,0 g / cm 3. Painovoiman kiihtyvyys g= 10 m/s 2

Ratkaisu. Tehdään selittävä piirustus.

- Langan kireys;

- Aluksen pohjan reaktiovoima;

a - Arkhimedeen voima, joka vaikuttaa vain kehon upotettuun osaan ja kohdistuu pinnan upotetun osan keskelle;

- Maasta tulevaan pinnaan vaikuttava painovoima, joka kohdistuu koko pinnan keskustaan.

Määritelmän mukaan pinnan paino m ja Arkhimedeen voiman moduuli ilmaistaan ​​seuraavasti: m = SLρa (1);

F a = Slρ sisään g (2)

Harkitse voimien momentteja suhteessa pinnan ripustuspisteeseen.

M(T) = 0 - jännitysvoiman momentti; (3)

M(N) = NL cosα on tuen reaktiovoiman momentti; (4)

Ottaen huomioon hetkien merkit, kirjoitamme yhtälön

NL cosα + Slρ sisään g (L –	l	) cosα = SLρ a g	L	cosα (7)
	2		2

ottaen huomioon, että Newtonin kolmannen lain mukaan aluksen pohjan reaktiovoima on yhtä suuri kuin voima F d, jolla puoli painaa aluksen pohjaa, kirjoitamme N = F e ja yhtälöstä (7) ilmaisemme tämän voiman:

F d = [	1	Lρ a– (1 –	l	)lρ sisään] Sg (8).
	2		2L

Korvaa numeeriset tiedot ja hanki se

F d = 0,025 N.

Vastaus. F d = 0,025 N.

Säiliö, joka sisältää m 1 = 1 kg typpeä, räjähti lujuuskokeessa lämpötilassa t 1 = 327 °C. Mikä on vedyn massa m 2 voidaan säilyttää sellaisessa astiassa lämpötilassa t 2 = 27 °C, jolla on viisinkertainen turvallisuustekijä? Typen moolimassa M 1 = 28 g/mol, vety M 2 = 2 g/mol.

Ratkaisu. Kirjoitetaan Mendelejevin - Clapeyronin ideaalikaasun tilayhtälö typelle

missä V- sylinterin tilavuus, T 1 = t 1 + 273 °C. Ehtojen mukaan vetyä voidaan varastoida paineessa p 2 = p 1/5; (3) Ottaen huomioon tämän

voimme ilmaista vedyn massan työskentelemällä suoraan yhtälöiden (2), (3), (4) kanssa. Lopullinen kaava on:

m 2 =	m 1		M 2		T 1	(5).
	5		M 1		T 2

Numeeristen tietojen korvaamisen jälkeen m 2 = 28 g.

Vastaus. m 2 = 28 g.

Ihanteellisessa värähtelypiirissä kelan virran vaihteluiden amplitudi Olen= 5 mA ja kondensaattorin yli olevan jännitteen amplitudi U m= 2,0 V. Tuolloin t jännite kondensaattorin yli on 1,2 V. Selvitä kelan virta tällä hetkellä.

Ratkaisu. Ihanteellisessa värähtelypiirissä värähtelyenergia varastoidaan. Ajanhetkellä t energian säilymislaki on muodossa

C	U 2	+ L	minä 2	= L	Olen 2	(1)
	2		2		2

Amplitudin (maksimi) arvot kirjoitetaan

ja yhtälöstä (2) ilmaisemme

C	=	Olen 2	(4).
L		U m 2

Korvaa (4) kohdassa (3). Tuloksena saamme:

minä = Olen (5)

Siten virta kelassa ajanhetkellä t on yhtä suuri kuin

minä= 4,0 mA.

Vastaus. minä= 4,0 mA.

Säiliön pohjassa on peili 2 metrin syvyydessä. Veden läpi kulkeva valonsäde heijastuu peilistä ja tulee ulos vedestä. Veden taitekerroin on 1,33. Etsi etäisyys säteen tulopisteen veteen ja säteen poistumispisteen välillä, jos säteen tulokulma on 30°

Ratkaisu. Tehdään selittävä piirustus

α on säteen tulokulma;

β on säteen taitekulma vedessä;

AC on etäisyys säteen veteen tulokohdan ja säteen vedestä poistumiskohdan välillä.

Valon taittumislain mukaan

sinβ =	sinα	(3)
	n 2

Tarkastellaan suorakaiteen muotoista ΔADB:tä. Siinä AD = h, niin DВ = АD

tgβ = h tgβ = h	sinα	= h	sinβ	= h	sinα	(4)
	cosβ

Saamme seuraavan lausekkeen:

AC = 2 DB = 2 h	sinα	(5)

Korvaa numeeriset arvot tuloksena olevaan kaavaan (5)

Vastaus. 1,63 m.

Kokeeseen valmistautuessasi suosittelemme, että tutustut fysiikan työohjelma luokille 7–9 UMK Peryshkina A.V:n linjalle. ja syventävä työohjelma luokille 10-11 opetusmateriaalille Myakisheva G.Ya. Ohjelmat ovat kaikkien rekisteröityneiden käyttäjien katsottavissa ja ladattavissa ilmaiseksi.