Самостоятельная работа

10 класс

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Что изучает физика. Органы чувств как источник информации об окружающем мире. Эксперимент. Закон. Теория

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Чем ограничен диапазон восприятия органов осязания, вкуса, обоняния, зрения и слуха?

2.С помощью какого опыта можно показать справедливость закона преломления света?

3.Каковы основные положения молекулярно-кинетической теории вещества?

4.Какие звуковые иллюзии тебе известны? В чем их суть? Дайте объяснение.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Кто первым в мире ввел в науку понятие «физика»? Почему же Галилео Галилея считают первым физиком? Кто первым ввел понятие «физика» в России?

2.Какие наблюдения и опыты положены в фундамент теории Ньютона о всемирном тяготении?

3.Назовите кратные и дольные единицы базовых (основных) физических величин.

4.Какие оптические иллюзии тебе известны? В чем их суть? Дайте объяснение.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Что компенсирует недостаток восприятия органов чувств человека при формировании представлений о структуре окружающего мира?

2.Приведите формулировки все трех аксиом Ньютона описывающих любые взаимодействия во Вселенной.

3.Какие тепловые иллюзии тебе известны? В чем их суть? Дайте объяснение.

4.Приведите опыты и факты, подтверждающие основные положения молекулярно-кинетической теории вещества.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Почему эксперимент является критерием правильности физической теории?

2.Какие слуховые иллюзии тебе известны? В чем их суть? Дайте объяснение.

3.Какие опыты доказывают взаимосвязь магнитного и электрического поля?

4.Согласны ли вы с утверждением, что наука началась, когда человек перешел от чтения и комментирования древних авторов, например Аристотеля, к изучению живой природы?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Почему диапазон восприятия органов чувств человека достаточен для адаптации к жизни в земных условиях?

2.Почему сложно проводить наблюдения за живыми организмами в природе?

3.Продуктом науки являются не только знания. В чем же ещё состоит ценность науки?

4.Приведите опыты и факты, подтверждающие наличие действия выталкивающей силы на любое тело, погруженное в жидкость и газ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Почему ограниченность диапазона восприятия органов чувств препятствует формированию научных представлений об окружающем мире?

2.Чем различается процесс познания в естествознании и в гуманитарных науках? (Попробуйте сравнить научную деятельность физика и историка.)

3.Какие вкусовые иллюзии тебе известны? В чем их суть? Дайте объяснение.

4.Чем отличается научный эксперимент от научного наблюдения? Могут ли эксперимент или наблюдения служить критерием истинности научной теории? Почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Физические модели. Идея атомизма. Фундаментальные взаимодействия

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Как называется природный объект, из которого ученые при изучении выделяют одно или несколько свойств?

2.Моделью чего является математический маятник? В чем отличие модели от реального прототипа? Укажите границы применимости данной модели.

3.Что общего с физической точки зрения между глазом и фотоаппаратом?

4.Как вы понимаете слова Исаака Ньютона: «Я смотрю на себя, как на ребенка, который, играя на морском берегу, нашел несколько камешков поглаже и раковин попестрее, чем удавалось другим, в то время как неизмеримый океан истины расстилался перед моим взором неисследованным».

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Как называется объект науки, в который преобразуют объект изучения для формулировки закона, построения теории?

2.Моделью чего является материальная точка? В чем отличие модели от реального прототипа? Укажите границы применимости данной модели.

3.Какие фундаментальные взаимодействия являются короткодействующими и какие - дальнодействующими? Чему равен их радиус действия?

4.Какие из перечисленных физических явлений могут быть объяснены законами геометрической оптики: а) изображение в зеркале; б) изображение слайда на экране диапроектора; в) независимость распространения света от одного источника от наличия других источников света; в) кажущееся уменьшение глубины чашки при наливании в неё воды?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Какое количество элементов насчитывается в настоящее время в периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева?

2.Согласны ли вы с точкой зрения французского писателя Вовнарта: «Ум не заменяет знания»? Ответ обоснуйте.

3.Какие из ниже перечисленных явлений можно объяснить с точки зрения акустики: а) огибание звуком препятствий (дифракция); б) отражение звука (эхо); в) распространение звука в различных средах и не распространение звука в вакууме; г) внутренний голос сознания; д) изменение частоты звука приближающегося или удаляющегося автомобиля (эффект Доплера).

4.Моделью чего является световой луч? В чем отличие модели от реального прототипа? Укажите границы применимости данной модели.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Что определяет адекватность модели физическому явлению?

2.Моделью чего является идеальный газ? В чем отличие модели от реального прототипа? Укажите границы применимости данной модели.

3.Какие из перечисленных явлений можно объяснить с точки зрения механики: а) полет самолета; б) движение электрических зарядов по проводнику; в) течение реки; г) движение мысли человека; д) спуск лыжника по склону.

4.Дайте интерпретацию слов Блеза Паскаля с точки зрения современного уровня развития науки: «Изучая истину, можно иметь троякую цель: открыть истину, когда ищем её; доказать её, когда нашли; наконец, отличить от лжи, когда её рассматриваем».

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Для взаимодействия каких частиц характерно каждое фундаментальное взаимодействие?

2.Моделью чего является сила? В чем отличие модели от реального прототипа? Укажите границы применимости данной модели.

3.Какие из перечисленных ниже явлений можно объяснить с точки зрения молекулярно-кинетической теории вещества: а) таяние снега; б) падение снега; в) синие тени на снегу; г) растворение сахара в стакане с чаем; д) утренний туман.

4.Объясните суть парадоксальных слов Альберта Эйнштейна: «Пока математический закон отражает реальную действительность, он не точен; как только математический закон точен, он не отражает реальную действительность».

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Какие фрагменты структуры вещества или физические процессы определяют каждое фундаментальное взаимодействие?

2.Прав ли Архимед когда утверждал: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю».

3.Какие из перечисленных ниже явлений можно объяснить с точки зрения теории магнетизма: а) магнитная стрелка устанавливаются в данной точке пространства определенным и единственным образом; б) при пропускании электрического тока по проводнику магнитная стрелка поворачивается; в) одноименные заряды отталкиваются; г) рамка с током поворачивается при приближении к ней постоянных магнитов; д) магнитная стрелка поворачивается при поднесении к ней заряженной палочки.

4.В чем заключается взаимосвязь теории и физической модели?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Материальная точка. Система отсчета. Перемещение

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Тело, находящееся в точке с координатами x₁ = 0 м, y₁ = 0,5 м переместили на расстояние 2 м по направлению оси Y. Определите конечные координаты тела и его перемещение. Выполните чертеж.

2.Движущийся по дороге велосипедист крутит педали. Каково при этом движение педалей: поступательное или вращательное?

3.Дорожка имеет форму прямоугольника, меньшая сторона которого равна 21 м, а большая - 28 м. Человек обходит всю дорожку за I мин. Определите перемещение и путь человека за I мин и за 0,5 мин.

4.Путь или перемещение мы оплачиваем при поездке в такси, на самолете, на теплоходе, на поезде?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Белка бежит внутри колеса, находясь на одной и той же высоте относительно пола. Равны ли путь и перемещение при таком движении?

2.Поезд прибыл из Ленинграда в Москву. Одинаковые ли расстояния прошли при этом локомотив и последний вагон? Допустимо ли в данной задаче рассматривать поезд как материальную точку?

3. Велосипедист движется равномерно по окружности радиусом 100 м и делает один оборот за 2 мин. Определить путь и перемещение велосипедиста за I мин и за 2 мин.

4. На листке отрывного календаря I июня 1990г. для Солнца указано, что его восход 4 ч 52 мин, заход 22 ч 04 мин. Для Луны заход 2 ч 13 мин, восход 14 ч 26 мин. Относительно какого тела отсчета» рассматривается движение Солнца и Луны в данном случае?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Какие из перечисленных явлений изучает механика: а) кипение жидкости; б) свечение нити накала электрической лампы; в) подъем груза на некоторую высоту?

2. За сколько времени поезд пройдет туннель длиной 200 м, если длина поезда 100 м, а скорость 36 км/ч? Допустимо ли в этой задаче рассматривать поезд как материальную точку?

3. Мальчик подбросил мяч вверх и снова поймал его. Считая, что мяч поднялся на высоту 2,5 м, найдите путь и перемещение мяча.

4. Известно, что траектории двух материальных точек пересекаются. Столкнутся ли эти точки?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Поезд длиной 120 м движется по мосту со скоростью 18 км/ч. За какое время поезд проедет мост, если длина моста 480 м? Можно ли поезд в этой задаче рассматривать как материальную точку?

2. Можно ли считать футболиста материальной точкой, когда: а) он бежит от середины поля к воротам противника; б) он отбирает мяч у противника; в) он делает пас другому игроку; г) он спорит с судьей; д) врач оказывает ему помощь?

3. По арене цирка лошадь пробежала круг диаметром 12м за 30с. Найти путь и перемещение лошади за 15с движения; 30с.

4. Тело переместилось из точки с координатами х₁ = 2 м в точку с координатами х₂= 6 м. Чему равно изменение координаты х?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Правильно ли мы говорим: «Луна восходит», «Луна заходит»? Ответ поясните.

2. На железной дороге между станциями установлены километровые столбы. Что они указывают: перемещение поезда или пройденный путь?

3. Можно ли Луну принять за материальную точку по отношению к ракете: а) стартовавшей с Земли; б) сделавшей посадку на Луне?

ВАРИАНТ 6

1. Определите проекции перемещения на оси X и Y, если в начальный момент времени координаты тела: x₁ = 2 м, y₁ = 10 м, а конечные координаты x₂ = 14 м, y₂ = 2 м. Выполните поясняющий чертеж.

2. Один из приборов автомобиля показывает пройденный им путь (в км). При каком условии по показаниям прибора можно вычислить модуль перемещения?

3. В каких случаях человека можно считать материальной точкой: а) человек идет из дома на работу; б) человек выполняет гимнастические упражнения; в) человек совершает путешествие на пароходе; г) при измерении роста человека?

4. По заданным траекториям движения тела найдите его перемещение. Задачу решите графически.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Скорость. Равномерное прямолинейное движение

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Автомобиль движется к востоку со скоростью 40 км/ч. Другой автомобиль движется к югу с той же скоростью 40 км/ч. Можно ли сказать, что оба автомобиля движутся с одинаковыми скоростями?

2. По графику скорости построить график перемещения, если х_о = 0. Записать уравнение движения.

3. По оси Х движутся две точки: первая по закону x₁ = 10 + 2t, а вторая по закону x₂ = 4 + 5t. В какой момент времени они встретятся?

4. Найти среднюю скорость самолета, если известно, что первую треть пути он летел со скоростью 700 км/ч, вторую треть – со скоростью 500 км/ч, а последнюю часть пути – со скоростью, вдвое большей средней скорости на первых двух участках пути.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Что отмечает спидометр автомобиля: модуль скорости или проекцию скорости?

2. Даны уравнения движения: x₁ = 4 + 0,5t и x₂ = 8 – 2t . Найти место и время встречи. Задачу решить графически.

3. Автомобиль движется равномерно и прямолинейно, удаляясь от моста со скоростью 72 км/ч. На каком расстоянии от моста будет находиться автомобиль через 10 с, если в начальный момент времени он находится на расстоянии 200 м? Напишите уравнение изменения координаты со временем.

4. Поезд прошел путь 200 км. В течение времени 1 ч он двигался со скоростью 100 км/ч, затем сделал остановку на время 30 мин. Оставшуюся часть пути он шел со скоростью 40 км/ч. Какова средняя скорость движения поезда?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Определить среднюю скорость поезда, если первую половину пути он прошел со скоростью 50 км/ч, а вторую половину пути – со скоростью 100 км/ч.

2. Написать уравнение движения тел, графики которых даны на рисунке.

3. Скорость пешехода в стоячей воде 36 км/ч, скорость течения реки 1,8 км/ч. Определите промежуток времени, в течении которого теплоход, двигаясь против течения реки, равномерно и прямолинейно, преодолевает расстояние

684 км.

4. По дороге два туриста. Один из них делает шаги на 10%короче и в то же время на 10% чаще, чем другой. Кто из туристов идет быстрее?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Определить вид каждого из двух движений, если для первого |V| = const, а для второго V = const.

2. Точка движется по оси Х согласно закону x = 2 + 5t. , где t измеряется в секундах, а x - в метрах. Какова скорость этой точки?

3. Через полустанок проследовал товарный поезд со скоростью 10 м/с. Через 0,5 ч через этот же полустанок проследовал экспресс, скорость которого в полтора раза выше скорости товарного поезда. Через какое время после того, как прошел товарный поезд, и на каком расстоянии от полустанка экспресс нагонит товарный поезд?

4. Запишите формулу для вычисления координаты x тела, движущегося равномерно и прямолинейно для случаев: а) V_x = 1 м/с; x= 0; t = 0; б) V_x = 2 м/с; x= 1; t = 0

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Почему в определении равномерного движения нельзя опустить слово «любые», а слова «совершает одинаковые перемещения» заменить словами «проходит одинаковые пути»?

2. Даны уравнения движения: x₁ = 10t и x₂ = 6 – 2t. Найти место и время встречи. Задачу решить графически.

2. Вы едете на автомобиле со скоростью 60 км/ч. На сколько нужно увеличить скорость вашего автомобиля, чтобы проезжать один километр пути на полминуты быстрее?

4. Велосипедист должен проехать 36 км за определенное время. После двух часов пути он сделал остановку на 20 мин и, чтобы ликвидировать отставание, оставшийся путь проезжал со скоростью большей прежней на 6 км/ч. Какова первоначальная скорость велосипедиста?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. В чем заключается ошибка утверждения: «Скорость равномерного движения прямо пропорциональна пройденному пути и обратно пропорциональна времени»?

2. Какое из перечисленных тел движется равномерно: поезд, отходящий от станции; лента конвейера; лента магнитофона при записи и воспроизведении звука?

3. По прямолинейной дороге в одном направлении движется велосипедист со скоростью 36 км/ч и мотоциклист со скоростью 72 км/ч. В момент начала наблюдения расстояние между ними было 250м. Через какое время мотоциклист догонит велосипедиста?

4. Уравнения движения двух тел имеют вид: а) x = 3t + 2t²; y = 0; z = 0; б) x = 3 + 5t; y = 0; z = 0, где координата тела x выражена в м; время t - в сек. Какова траектория движения каждого тела? Какое из этих движений является равномерным и прямолинейным?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ускорение. Прямолинейное движение с постоянным ускорением

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Что означает, что тело движется с ускорением 12 м/с²?

2. Вагонетка в течение 1 минуты катится под уклон с ускорением 5 см/с². Какой путь она пройдет за это время и какова её скорость в конце этого пути? (начальную скорость принять равной нулю).

3. По графикам, изображенным на рисунке, записать уравнение зависимости скорости и координаты от времени, если x₀₁ =2, а x₀₂ = -3.

4. Автомобиль движется равноускоренно с начальной скоростью 5 м/с и ускорением 2 м/с². За какое время он пройдет 1 км пути?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Как по графику проекции равноускоренного движения определяют проекцию перемещения тела?

2. Начав двигаться, тело достигло скорости 50 м/с, пройдя путь 50 м. Определите время, за которое тело прошло этот путь, и ускорение, с которым оно двигалось.

3. По графикам, изображенным на рисунке, построить график движения, если x₀₁ = 1, x₀₂ = 0

4. Поезд начинает движение из состояния покоя и равномерно увеличивает свою скорость. На 1-ом км она возросла до 10 м/с. На сколько она возрастет на 2-ом км?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Тело движется равноускоренно. За первую секунду движения его скорость изменилась на I м/с. Каким будет изменение скорости за 2, 3... N-ю секунду движения?

2. Начав торможение с ускорением 0,5 м/с², поезд прошел до остановки 225 м. Какова была его скорость перед началом торможения?

3. Зависимость координаты тела, движущегося прямолинейно, задана формулой x = 13 + 40t – 41t²? Определите начальную координату x₀, проекцию начальной скорости V_0x и проекцию ускорения a_x. Напишите уравнение зависимости скорости от времени для данного движения.

4. При равноускоренном движении из состояния покоя тело проходит за пятую секунду 90 см. Определить перемещение тела за седьмую секунду.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Тело, двигаясь без начальной скорости, прошло за первую секунду I м, за вторую -2м, за третью – Зм, за четвертую - 4м и т.д. Можно ли считать такое движение равноускоренным?

2. Велосипедист, разгоняясь, движется под уклон с постоянным ускорением 0,5м/с². Чему равно перемещение велосипедиста за 10 с, если его начальная скорость движения равна 2 м/с?

3. Запишите уравнения проекций скоростей и перемещения при равноускоренном движении, у которых:

а) V_0x = 0, a_x = 5 м/с²; б) V_0x = 5 м/с, a_x = 1 м/с²; в) V_0x = 10 м/с; a_x = -2 м/с²

4. Самки, скатывающиеся с горы, в первые три секунды проходят 2 м, а в последующие три секунды - 4м. Считая движение равноускоренным, найдите ускорение и начальную скорость санок.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Скорости прямолинейного движения двух тел заданы уравнениями V_1x = 2t, V_2x = 2 + t². Какое из этих тел движется равноускоренно?

2. Через сколько секунд после отхода от станции поезда метрополитена его скорость достигнет значения 75 км/ч, если ускорение при разгоне равно 1м/с²?

3. Опишите характер движения тепловоза, график изменения координаты которого изображен на рисунке. Начертите график скорости, соответствующий данному графику.

4. Тело, имея скорость I м/с, двигалось равноускоренно и приобрело, пройдя некоторое расстояние, скорость 7 м/с. Какова была скорость тела на половине этого расстояния?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Может ли тело двигаться с большой скоростью, но с малым ускорением?

2. Скорость материальной точки в течение 10 с увеличилась от нуля до 8 м/с. Определить ускорение. Начертить график ускорения.

3. Зависимость скорости тела от времени задана формулой V_x = 12 – 4t. Запишите уравнение для вычисления координаты тела (x₀ = 5 м).

4. Тело, имея начальную скорость 5 м/с, прошло за пятую секунду путь, равный 4,5 м. Определить ускорение и путь, пройденный телом за 10 с.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Свободное падение тел. Графики зависимости пути, перемещения, скорости и ускорения от времени при равномерном движении

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Стрела выпущена из лука вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Определите: а) время максимального подъема стрелы; б) скорость стрелы через 4 с ее движения; в) ускорение тела через 3 с её движения.

2. Тело свободно падает с высоты 245 м. Сколько времени падло тело и какова его скорость в момент падения на землю?

3. Определите глубину шахты, если камень достиг её дна через 6 секунд после начала падения.

4. Тело, двигаясь прямолинейно с постоянным ускорением без начальной скорости, проходит за пятую 8,1 м. Какой путь оно пройдет за 15 секунд?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Парашютист, совершающий затяжной прыжок, пролетел в свободном падении до раскрытия парашюта 25 секунд. Какое расстояние он при этом пролетел и какова его скорость в момент раскрытия парашюта?

2. Из пружинного пистолета выстрелил вертикально вверх шариком, который поднялся на высоту 4,9 м. С какой скоростью вылетел шарик из пистолета? Чему равна величина ускорения тела, брошенного вертикально вверх?

3. Тело падает с высоты 80 м без начальной скорости. Какой путь проходит тело за первую и последнюю секунду своего падения?

4. Два тело падают с разной высоты, достигают земли одновременно. Первое тело падало 2 с, а второе – 3 с. На какой высоте находилось второе тело, когда начало падать первое?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. За какое время тело, начавшее падение вниз из состояния покоя, пройдет путь, равный 4,9 м? Какова его скорость конце этого пути?

2. Сколько времени падало тело без начальной скорости, если за последние 2 с оно прошло 60 м?

3. Два камешка выпущены из рук один за другим с одной и той же высоты. Будет ли меняться расстояние между ними? Ответ поясните.

4. Свободно падающее тело проходит последнюю треть своего пути за 1, 1 с. Найти высоту и время падения.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Тело свободно падает с высоты 20 м над землей. Какова скорость тела в момент удара о землю? На какой высоте его скорость вдвое меньше?

2. Стрела выпущена их лука вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Определите, на какую максимальную высоту она поднимется.

3. Мяч, брошенный вертикально вверх, упал на землю через 4 секунды. Каковы были скорость его бросания и максимальная высота подъема?

4. Свободно падающее тело проходит за последнюю секунду своего движения половину всего пути. Определите время и высоту падения.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Мальчик бросил вертикально вверх и поймал его через 2с. На какую высоту поднялся мячик и какова его начальная скорость? Объясните, почему скорость тела, брошенного вертикально вверх, изменяется?

2. Мяч бросают вниз с начальной скоростью 10 м/с. Через 4 секунды после начала движения он упал на землю. С какой высоты был брошен мяч?

3. Почему плотность дождя (количество капель в 1 м³) уменьшается по мере приближения капель к земле? Ответ поясните.

4. Для определения глубины расщелины альпинист кинул в неё камень. Через 6 секунд он услышал звук. Какова глубина шахты? (Скорость звука в воздухе при данных условиях составляет 340 м/с.)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Тело падает без начальной скорости. Какова его скорость после 2 с падения?

2. Камень бросили вверх с начальной скоростью 18 м/с. Чему равно его перемещение за 3 секунды?

3. Два тела одновременно начинают падать на землю с разной высоты и достигают земли в один и тот же момент. При каком условии это возможно?

4. С вертолета сбросили без начальной скорости два груза, причем второй на 1 с позже первого. Определить расстояние между грузами через 2 с и через 4 с после начала движения.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Баллистическое движение

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Два мяча под действием силы тяжести падают на землю с одинаковой высоты. Первый мяч имел начальную скорость, равную нулю, второй - некоторую скорость, направленную горизонтально. Что представляет собой траектория движения второго мяча в системе отсчета, связанной с первым мячом?

2. Камень брошен под углом 30⁰ к горизонту со скоростью 10 м/с. Через какое время камень будет на высоте 1 м?

3. Вектор начальной скорости направлен под углом  к горизонту. Под каким углом к горизонту направлен вектор скорости в момент падения на землю?

4. С какой скоростью надо бросить тело горизонтально с некоторой высоты, чтобы дальность полета равнялась высоте падения?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Если бы тело падало на Землю с высоты в несколько сот или тысяч километров, было бы его движение равноускоренным? Зависело ли бы в этом случае ускорение от массы тела (влиянием воздуха на движение тела пренебречь)?

2. С какой скоростью двигался самолет, если при бомбометании с высоты 2 км бомба упала в 4-х км от места сброса?

3. Траектория движения тела под действием силы тяжести: а) вертикальная прямая; б) парабола. Как направлены начальные скорости движения тела?

4. Мяч был брошен под углом к горизонту равным 30° с начальной скоростью 20 м/с. Найти дальность полета.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Как направлены сила, ускорение и скорость тела, брошенного под углом к горизонту, в различных точках траектории? Изобразите указанные физические величины в какой-либо точке траектории. (Сопротивление движению не учитывать).

2. Дальность полета мяча S равна высоте его подъема Н. Под каким углом к горизонту был брошен мяч?

3. С самолета, летящего горизонтально с постоянной скоростью υ, сбрасывается бомба. Где будет находиться самолет, когда бомба достигнет земли?

4. Найти максимальную высоту подъема камня, брошенного с начальной скоростью 10 м/с под углом в 45° к горизонту.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Какова траектория движения каждого из трех тел, если уравнения их координат имеют вид:

а) для первого тела y = h + g_yt²/2, x = V_0xt

б) для второго тела y = V_0yt + g_yt²/2, x = 0

в) для третьего тела y = V_0yt + g_yt²/2, x = V_0xt

Где V_0y, V_0x - проекция начальной скорости соответственно на оси ОУ, ОХ; g_y- проекция ускорения свободного падения на ось ОУ?

2. Скорость пули при выстреле из охотничьего ружья составляет 375 м/с. Какова дальность и время полета пули, если выстрел произведен в горизонтальном направлении с высоты 2 м?

3. Почему у автомобиля, предназначенного для поливки дорог, дальность разных водяных струй различна?

4. Камень, брошенный горизонтально с крыши дома со скоростью 15 м/с упал на землю под углом 60° к горизонту. Какова высота дома?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.В системе отсчета, связанной с равномерно движущейся по столу тележкой, бросили тело вертикально вверх. Что представляет собой траектория движения этого тела в системе отсчета, связанной со столом?

2. Уравнения координат груза, сброшенного с горизонтально летящего самолета, имеют вид у = 180 – 5t², х = 200t:, где y , х - координаты груза в м; t - время в с. С какой высоты сброшено тело? Как далеко от места, над которым сброшен груз, он упадет на землю? (Сопротивление воздуха не учитывать).

3. Под действием каких сил находится тело, брошенное под углом к горизонту, в различных точках траектории?

4. Диск, брошенный под угол 45° к горизонту, находился в полете 12 с. Какой наибольшей высоты достиг снаряд?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. С горизонтально летящего самолета производится выстрел. Скорость самолета и начальная скорость пули равны по модулю, но противоположны по направлению. Какой будет траектория пули в системе отсчета «Земля» и системе отсчета «Самолет»?

2. Мяч был брошен под углом к горизонту равным 30⁰ с начальной скоростью 20 м/с. Через какое время мяч будет на высоте 1 м?

3. Ствол ружья и центр яблока, подвешенного на нити, находятся на одной прямой. Попадет ли пуля в мишень, если нить обрывается и яблоко начинает свободно падать в момент вылета пули из дула? Сопротивление воздуха не учитывать.

4. Снаряд, вылетевший из орудия под углом к горизонту, находился в полете 12с. Какой наибольшей высоты достиг снаряд?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кинематика периодического движения

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Во сколько раз время прохождения колеблющейся точкой первой половины амплитуды меньше, чем время прохождения второй половины? Колебания происходят по закону x = A sin ωt.

2. Конькобежец движется со скоростью 12 м/с по окружности радиусом 50 м. Определите центростремительное ускорение при движении конькобежца.

3. Небольшое тело движется с постоянной скоростью υ по траектории, состоящей из двух плавно соединенных дуг окружностей радиуса R и R/2 . Постройте векторы ускорения в точке А и В,

4. Одинакова ли скорость граммофонной иголки относительно пластинки в начале и в конце проигрывания?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Шарик, подвешенный на пружине, совершает колебания по закону: x = A sin (πt/16). За сколько секунд после начала движения шарик пройдет путь, численно равный трем амплитудам его колебаний?

2. Какова линейная скорость тела, движущегося равномерно по окружности радиусом 3 м, если центростремительное ускорение равно 12 см/с²?

3. Шарик катится по траектории, состоящей из двух плавно соединенных дуг окружностей одинакового радиуса R . Шарик разгоняется так, что в точке В его скорость в 2 раза больше чем в точке А. Постройте векторы ускорения в точке А и в точке В.

4. На рисунке изображены векторы скорости и ускорения тела в случае а) и б). Опишите характер движения тела в этих случаях.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Грузик на пружине колеблется вдоль прямой с амплитудой 2 см. Период колебаний 2 с. Определите среднюю скорость движения грузика от положения равновесия до максимального отклонения от положения равновесия.

2. Тепловоз движется по закруглению дороги радиусом 1000 м с постоянной по модулю скоростью 72 км/ч. Чему равно центростремительное ускорение тепловоза?

3. Тело движется по криволинейной траектории с постоянной по модулю скоростью. Отдельные участки траектории представляют собой дуги окружности. В каких из указанных на рисунке точках А, В, С траектории модуль ускорения тела наибольший, наименьший?

4. При постоянной скорости 900 км/ч самолет описывает вертикальную петлю. При каком радиусе петли центростремительное ускорение не превысит 5q?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Через сколько секунд от начала движения точка, совершающая колебания по закону: x = A sin ωt, сместится от положения равновесия на половину амплитуды? Период колебаний 24 с.

2. Тело, двигаясь равномерно по окружности прошло за 2c путь равный 4м. Найти ускорение тела, если радиус окружности 1 м.

3. Искусственный спутник Земли движется по круговой орбите на высоте 200 км от поверхности Земли со скоростью 8 км/ч. Определите центростремительное ускорение спутника, если радиус Земли равен 6400 км.

4. Катер со спортсменом на водных лыжах движется по окружности. Спортсмен может следовать за катером по той же окружности, но может двигаться и вне и внутри окружности. Каково соотношение скоростей спортсмена и катера в этих трех случаях?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Шарик, подвешенный на пружине, совершает колебания по закону: x = A sin (πt/4). За сколько секунд после начала движения шарик пройдет путь, численно равный амплитуде его колебаний?

2. Картинг движется по закруглению дороги радиусом 100 м. Скорость машины 10м/с. С каким центростремительным ускорением движется картинг?

3. Тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью из точки А в точку В. В точке С показаны 4 вектора. Укажите, какой из этих векторов является скоростью, а какой - ускорением движения спутника.

4. Радиус одного колеса 15 см, другого - 30 см, а линейные скорости точек на ободе колее соответственно равны 2,5 и 5 м/с. Во сколько раз центростремительное ускорение точек на ободе одного колеса больше, чем на ободе другого?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Гармонические колебания происходят по закону: x = A sin ωt. Известно, что при фазе π/6 рад смещение равно 4 см. Определите амплитуду колебаний.

2. С какой скоростью автомобиль должен проходить мост радиусом 40 м, чтобы его центростремительное ускорение было равно ускорению свободного падения?

3. Две материальные точки движутся по окружности радиусами R₁ и R₂, причем R₁ = 2R₂.Сравнить их центростремительные ускорения в случае равенства их скоростей.

4. Какова траектория движения конца лопасти пропеллера самолета, движущегося равномерно и прямолинейно относительно: а) конца другой лопасти пропеллера, б) корпуса самолета, в) Земли.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Период и частота обращения. Изменение координат

тела при равномерном движении по окружности

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Что происходит с физическими величинами - координатам, скоростью и ускорением тела, движущегося по окружности, - через каждый период обращения?

2. Карусель совершает один оборот за 20 с. Каковы модуль и направление ускорения мальчика, находящегося на расстоянии 5 м от оси вращения?

3. Почему, когда колесо катится, то часто бывает, что нижние спицы видны отчетливо, а верхние спицы как будто сливаются?

4. Волчок совершает 1200 оборотов в минуту, свободно падая с 20м. Найти число оборотов за время падения.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Тело равномерно движется по окружности радиусом R. Из точки А в точку В тело переместилось за время τ. Чему равны: а) период и частота обращения; б) скорость движения тела по окружности; в) центростремительное ускорение?

2. Период вращения молотильного барабана комбайна диаметром 0,8м рaвен 0,04c. Найти скорость точек, лежащих на ободе барабана и их центростремительное ускорение.

3. При езде на велосипеде без заднего крыла грязь с колеса попадает на спину велосипедисту. Как получается, что комочки грязи могут догнать велосипедиста?

4. Мальчик вращает мяч, прикрепленный к веревке длиной 0,5 м, в вертикальной плоскости с частотой 3с^-1. На какую максимальную высоту взлетит мяч, если веревка оборвется в тот момент, когда скорость мяча будет направлена вертикально вверх?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. В какой-то момент времени координаты x тела, движущегося равномерно по окружности, равна максимальному ее значению. Через какой промежуток времени таким же будет значение координаты y?

2. Определить период и частоту вращения платформы карусельного станка, если скорость крайних точек, удаленных на 2 м от оси вращения, равна 3 м/с.

3. Почему в кино, когда автомобиль движется вперед, зачастую кажется, что его колеса катятся назад?

4. Пропеллер самолета радиусом 1,5 м вращается при посадке с частотой 2000 мин^-1 . Посадочная скорость самолета относительно Земли равна 162 км/ч. Определите скорость точки на конце пропеллера. Какова траектория движения этой точки.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Тело равномерно движется по окружности радиусом R. Период его обращения Т. Чему равны: а) координаты тела через промежутки времени Т/4, 2Т, б) изменения координат ОХ, ОУ за эти же промежутки времени?

2. Точильный круг радиусом 10 см имеет период вращения 0,5с. Чему равно ускорение точек, наиболее удаленных от оси вращения?

3. Тонкостенный цилиндр вращается вокруг продольной оси. Под незначительным углом к горизонту в центр цилиндра произведен выстрел, и пуля прошла навылет, При каких условиях в цилиндре могло оказаться только одно отверстие?

4. Во сколько раз линейная скорость секундной стрелки больше линейной скорости минутной стрелки, если минутная стрелка длиннее секундной в 3 раза и часовой в 2 раза.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Как изменяется координата Х или У в течение промежутка времени, равного половине периода обращения?

2. Колесо ветродвигателя вращается с частотой 30 об/мин. Определить период вращения ветроколеса и число оборотов, сделанных им за 30 с.

3. Одинакова ли линейная скорость граммофонной иголки относительно пластинки в начале и в конце проигрывания?

4. Вентилятор вращается со скоростью соответствующей частоте 15 с^-1, После выключения вентилятора, вращаясь равнозамедленно, он сделал до остановки 75 оборотов. Сколько времени прошло с момента выключения вентилятора до полной остановки?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Каков период вращения секундной, минутной и часовой стрелки часов? Какова частота вращения?

2. Определить радиус равномерно вращающегося колеса, если скорость точек обода колеса 10 м/с, а период вращения составляет 0,25 с.

3. Найти скорость точек обода колес мотоцикла радиусом 32 см, если он движется ускорением 2 м/с? С какой частотой вращается колесо?

4. Линейная скорость точек обода вращающегося диска υ₁ = 3 м/с, а точек, находящихся на расстоянии r = 10 см ближе к оси вращения, υ₂ = 2 м/с. Какова частота вращения диска?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Принцип относительности Галилея

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Комбайн, убирающий в поле хлеб, движется относительно земли со скоростью 2,5 км/час и, не останавливаясь, ссыпает зерно в автомашину. Относительно какого тела отсчета автомашина движется, и относительно какого покоится?

2. Изобразите на рисунке траекторию движения ступни ноги велосипедиста относительно велосипеда и относительно земли.

3. Велосипедист едет со скоростью 36 км/чае. Скорость ветра 2м/с. Определите скорость ветра относительно велосипедиста, если: а) ветер встречный; б)ветер боковой,

4. Теплоход проходит расстояние между двумя пунктами на реке вниз по течению за 60 часов, а обратно - за 8 часов. Сколько суток между этими пунктами плывут плоты?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Относительно каких тел покоится лодка, плывущая по течению? Относительно каких тел движется?

2. Изобразите траекторию движения иглы при проигрывании грампластинки: а) в системе отсчета, связанной со столом, на котором стоит неподвижно проигрыватель; б) в системе отсчета, связанной с диском проигрывателя.

3. Самолет летит равномерно, горизонтально со скоростью 180 м/с. Летчик стреляет из пулемета вперед, делая 600 выстрелов в минуту. На каком расстоянии друг от друга будут ложиться пули на поверхность земли?

4. Два поезда идут навстречу друг другу со скоростью 72 км/ч и 54 км/ч. Пассажир, находящийся в первом поезде, замечает, что второй поезд проходит мимо него в течении 14 с. Какова длина второго поезда?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Буксир толкает по реке баржу. Относительно каких тел отсчета баржа движется? Относительно какого тела она покоится?

2. Какова траектория движения конца лопасти пропеллера самолета, движущегося равномерно и прямолинейно, относительно: а) конца другой лопасти пропеллера; б) корпуса самолета; в) Земли?

3. Через реку переплавляется лодка, выдерживающая курс перпендикулярный течению. Скорость лодки 1,4 м/с, скорость течения 0,7 м/с, ширина реки 308м. Найти время, за которое лодка пересечет реку. На сколько метров снесет лодку по течению?

4. Эскалатор поднимает стоящего человека за I минуту; если эскалатор стоит, а человек идет по нему сам, на тот же подъем уходит 3 минуты. Сколько времени понадобится на подъем, если человек будет идти по движущемуся эскалатору?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Почему в летящем самолете, глядя в иллюминатор на безоблачное небо, мы не испытываем ощущения полета?

2. Гайка свинчивается с неподвижного болта. Изобразите примерно траекторию точки на поверхности гайки относительно: а) болта; б) гаечного ключа.

3. Лодка плывет под парусом по ветру со скоростью 9 км/ч относительно воды. Ветер дует со скоростью 15 км/ч. Чему равна скорость ветра относительно лодки? В какую сторону вытягивается флажок, развевающийся на вершине мачты?

4. Летящий со скоростью 1000 км/ч самолет - истребитель выпускает ракету, имеющую скорость 1000 км/ч. Чему равна скорость ракеты относительно земли, если она запущена вперед? назад? в сторону?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

I. Когда самолет летит над облаками, то пассажиру иногда кажется, что самолет падает вниз на облака, чего на самом деле нет. Почему так получается?

2. Какую траекторию при движении автомобиля описывает центр его колеса относительно прямолинейного отрезка дороги? относительно точки обода колеса? относительно корпуса автомобиля?

3. Скорость велосипеда 10 м/с, а скорость встречного ветра 6 м/с. Определите скорость ветра относительно мальчика.

4. Человек, идущий вниз по опускающемуся эскалатору, затрачивает на спуск 1 минуту. Если человек будет идти вдвое быстрее, он затратит на 15 секунд меньше. Сколько времени он будет спускаться, стоя на эскалаторе?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

I. Группа самолетов одновременно выполняет фигуры высшего пилотажа, сохраняя заданный строй. Что можно сказать о движении самолетов относительно друг друга?

2. Из окна движущегося вагона выпал предмет. Какова траектория предмета для пассажира, стоящего у окна, и для человека, стоящего у полотна дороги?

3. Парашютист опускается вертикально вниз со скоростью 4 м/с в безветренную погоду. С какой скоростью он будет двигаться при горизонтальном ветре, скорость которого относительно земли равна 3 м/с?

4. По параллельным путям в одну сторону движутся два электропоезда: первый со скоростью 54 км/ч, второй со скоростью 10 м/с. Сколько времени первый поезд будет обгонять второй, если длина каждого из них 150 м?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Первый закон Ньютона. Второй закон Ньютона.

Третий закон Ньютона

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Почему возможно равномерное движение автомобиля при работающем двигателе?

2.Хоккейная шайба массой 250 г после удара клюшкой, длящегося 0,02 с скользит по льду со скоростью 30 м/с. Определите силу удара.

3.Лошадь тянет груженую телегу. По третьему закону Ньютона сила, с которой лошадь тянет телегу, равна силе, с которой телега тянет лошадь. Почему же всё – таки телега движется за лошадью?

4.Почему парашют бесполезен при прыжке с малой высоты?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Как объяснить опускание столбика ртути при встряхивании медицинского термометра?

2.С каким ускорением движется тело массой 3 кг, если на него действует сила 0,1 Н? Какова скорость тела в конце шестой секунды движения?

3.Одинаково ли сжимаются буферы при столкновении двух одинаковых вагонов? При столкновении груженого и порожнего вагонов?

4.Почему стеклянная посуда бьётся, если упадёт на камень, и остается целой, если упадёт в траву?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему, находясь в купе поезда с зашторенным окном и хорошей звукоизоляцией, можно обнаружить, что поезд движется ускоренно, но нельзя узнать, что он движется равномерно?

2.Под действием силы 150 Н тело движется так, что его координата в направлении действия силы изменяется по закону x = 100 + 5t + 0,5t². Какова масса тела?

3.Двое мальчиков тянут за динамометр в противоположные стороны с силой 100 Н каждый. Каково показание динамометра?

4.Что более инертно: ружье или пуля?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Барон Мюнхгаузен утверждал, что вытащил сам себя из болота за волосы. Обосновать невозможность этого.

2.По второму закону Ньютона F = ma. Но m = ρ V. Можно ли в связи с этим утверждать, что сила F прямо пропорциональна плотности тела ρ или его объему V.

3.Покоящееся тело массой 400 г под действием силы 8 Н приобрело скорость 36 км/ч. Найти какой путь при этом тело прошло.

4.Почему автомобилю трудно тронуться с места на обледенелой дороге?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Почему входное отверстие, пробиваемое пулей от воздушного ружья в пустом стакане, меньше выходного?

2.Птица в клетке – ящике сидит на дне. Ящик с ней уравновешен на весах. Нарушится ли равновесие весов, если птица взлетит?

3.Напищите уравнение скорости движения и уравнение зависимости координаты от времени для реактивного самолета, начинающего разбег по взлетной полосе аэродрома, если результирующая сила тяги двигателя равна 90 кН, а масса его равна 60 т.

4.Как ослабляют силу удара тяжёлого мяча, когда ловят его руками?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.При прополке посевов вручную сорняки не следует выдергивать из земли слишком быстро. Почему?

2.Какую скорость приобретет ранее покоящееся тело массой 500 г, если под действием силы 5 Н оно прошло путь в 80 см?

3.Почму нагруженный автомобиль на булыжной мостовой движется более плавно, чем такой же автомобиль без груза?

4.Через неподвижный блок перекинута верёвка. На одном её конце, держась руками висит человек, а на другом – груз. Вес груза равен весу человека. Что произойдет, если человек будет на руках подтягиваться вверх по верёвке?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Почему мы не замечаем притяжения окружающих тел к друг другу, хотя притяжения этих же тел к Земле наблюдать легко?

2. На каком расстоянии от поверхности Земли сила притяжения космического корабля к ней станет в 100 раз меньше, чем на поверхности Земли?

3. Как изменится сила притяжения между двумя телами, если а) расстояние между их центрами удвоить, б) массу каждого из тел уменьшить в 3 раза?

4. На каком расстоянии L от центра Луны тело притягивается к Земле и Луне с одинаковой силой?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Планеты движутся по своим орбитам вокруг Солнца. Куда направлена сила тяготения, действующая на планеты со стороны Солнца? Куда направлено ускорение планеты в любой точке на орбите? Как направлена скорость?

2. Определить силу тяготения между Землей и Солнцем, если их массы равны 2 10³⁰кг и 6·10²⁴кг соответственно и расстояние между ними 1,5•10¹¹м.

3. Можно ли защититься от сил тяготения (исключить их действие на тела)?

4. Из всего добытого на Земле золота можно было бы сделать шар, диаметр которого всего 22 м. Плотность золота равна 19,3 10³ кг/м³. С какой силой притягивал бы вас этот шар, если бы вы подошли к нему вплотную?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1 Два одинаковых тела находятся друг от друга на расстоянии 1 м. Определите массы этих тел, если они притягиваются с силой 6,67•10^-11Н.

2. Как велика сила взаимного притяжения двух спутников Земли массой 3,87т каждый, если они сблизятся до расстояния 100 м?

З. В каких из указанных ниже случаев силу всемирного тяготения можно вычислить по формуле : а) Земля - Солнце, б) два стоящих рядом автомобиля, ) Земля и воздушный шар?

4. Радиус планеты Марс приблизительно в 2 раза меньше радиуса Земли, а масса Марса составляет приблизительно 0,1 массы Земли. Как относятся между собой силы тяготения тел одинаковой массы к Земле и к Марсу на поверхностях этих планет?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если расстояние между ними увеличить вдвое?

2. Почему космические тела (планеты, кометы, астероиды) движутся не по прямым, а по кривым линиям? Может ли космический корабль в космосе двигаться по инерции прямолинейно?

3 Сила тяготения между двумя одинаковыми шарами равна 0,01 Н. Каковы массы шаров, если расстояние между их центрами равно 1 м?

4 В воде имеются два пузырька воздуха радиуса .r .притягиваются или отталкиваются пузырьки? Какова cила взаимодействия? расстояние между пузырьками равно R. Плотность воды равна ρ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Почему Земля сообщает всем телам одно и то же ускорение независимо от их массы?

2. У поверхности Земли на тело А действует сила всемирного тяготения . Во сколько раз уменьшится эта сила, если тело расположить от центра Земли на расстоянии равным трем радиусам (3R)?

3. Силу притяжения измеряют между двумя свинцовыми шарами. Во сколько раз изменится эта сила, если бы шарики были из стали? Плотность свинца 11300 кг/м³, плотность стали 7800 кг/м³.

4. Солнце притягивает любую точку земной поверхности сильнее, чем Луна, а между тем явления приливов и отливов вызываются главным образом действием Луны, а не Солнца. Почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Электрические заряды могут притягиваться и отталкиваться. Существуют ли гравитационные силы отталкивания между телами?

2. Как изменится сила притяжения между двумя телами, если масса одного из них удвоится? если масса обоих тел удвоится? если масса обоих тел утроится?

3. Определить силы, с которыми действуют друг на друга вследствие тяготения два соприкасающихся свинцовых шара диаметром по метру каждый. Плотность

свинца 11,3 г/ см³.

4. На все тела на Земле действует сила притяжения Солнца. Ночью (Солнце «под ногами») эта сила складывается с силой притяжения Земли, днем (Солнце «над головой») из нее вычитается. Следовательно, ночью все тела должны быть тяжелее, чем днем. Верно ли это?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Сила упругости. Вес тела

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Подвешенное к динамометру тело массой 2 кг поднимается вверх. Что покажет динамометр: а) при подъеме тела с ускорением 2 м/с²; б) при равномерном подъеме?

2. Стальная проволока под действием силы 200 Н удлинилась на 2 мм. Определите жесткость проволоки.

3. Найти удлинение буксирного троса жесткостью 100 кН/м при буксировке автомобиля массой 2 т с ускорением 0,5 м/с². Трением пренебречь.

4 Жесткость одной пружины 20 Н/м, другой - 40 Н/м. Пружины соединили последовательно. Найти жесткость этого соединения.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Определите вес человека массой 60 кг, если он стоит на горизонтальной поверхности и если он находится на наклонной плоскости с углом наклона 45⁰.

2. Какую силу надо приложить к стальной проволоке, чтобы она удлинилась на 1,5 мм? Жесткость проволоки 30000 Н /м.

3. Две пружины равной длины, скрепленные одними концами, растягивают за свободные концы руками. Пружина жесткостью 100 Н/м удлинилась на 5 см. Какова жесткость второй пружины, если ее удлинение равно 1 см?

4.Стрелок натягивает тетиву лука, действуя силой F = 150 Н. Угол между ветвями тетивы α = 150⁰. Чему равна сила упругости F_упр, возникающая при растяжении тетивы?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Какой вид деформации испытывает: а) тетива лука; б) жидкость, находящаяся под поршнем гидравлического пресса; в) сверло при сверлении отверстия; г) бумага при резании ножницами?

2. На рисунке представлен график зависимости модуля силы упругости пружины F от деформации x. Найдите жесткость пружины.

3. Аквалангист полностью погружен в воду и находится в ней в положении безразличного равновесия. Можно ли утверждать, что аквалангист находится в состоянии невесомости?

4. Жесткость данного куска проволоки к. Чему равна жесткость половины этого куска проволоки? Ответ обоснуйте.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Человек, масса которого 70 кг, находится в лифте. Определить вес человека: а) перед началом подъема лифта; б) при подъеме с ускорением 3 м/с²; в) при движении с постоянной скоростью 5 м/с.

2. Под действием какой силы пружина, имеющая жесткость 10000 Н/м, сжалась на 4 см?

3. Брусок лежит на горизонтальной поверхности стола. На него действует сила тяжести, равная 10 Н, и сила упругости, действующая на брусок. Чему равна эта сила?

4. Во сколько раз отличается жесткость троса, свитого из шести проволок, от жесткости одной проволоки этого троса?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Какого вида деформации испытывают следующие тела: а) подвес люстры; б) ножки стола; в) струны музыкальных инструментов; г) доска перекинутая через канаву.

2. Определите удлинение пружины, если на неё действует сила 10 Н, а жесткость пружины 500 Н/м.

3. Грузовик взял на буксир легковой автомобиль массой 2 т и, двигаясь равноускоренно, за 50 с проехал путь 400 м. На сколько удлинился при этом трос, соединяющий автомобиль, если его жесткость 2·10⁶ Н/м. Трением пренебречь.

4. Два человека тянут веревку в противоположные стороны с силой 50 Н каждый. Разорвется ли веревка, если она выдерживает натяжение до 80 Н?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. На дне шахтной клети лежит груз массой 100 кг. Каков будет вес этого груза, если клеть: 1) поднимается вертикально вверх с ускорением 0,3 м/с²; 2) движется равномерно; 3) опускается с ускорением 0,4 м/с²; 4) свободно падает?

1. Найдите жесткость пружины, которая под действием силы 5 Н удлинилась на 0,5 см.

3. Две одинаковые тележки массой 100 г каждая связаны между собой сжатой пружиной. Длина пружины (в сжатом состоянии) равна 6 см. Жесткость пружины 30 Н/м. После того как пружина разжалась, тележки разъехались с ускорением 6 м/с². Найдите длину недеформированной пружины.

4. Длина недеформированной пружины 20 см, её жесткость 10 Н/м. Какой станет длина пружины, если её растянуть с силой 1 Н?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Вес тела

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Исчезает ли сила притяжения тела к Земле при переходе тела в состояние невесомости?

2.Ракета поднимается вертикально вверх с ускорением а = 3g. Каков будет в ней вес тела массой 10 кг? Какая сила тяжести действует на тело?

3.Мальчик высоко подпрыгнул. На каких этапах прыжка предметы, находящиеся в карманах его костюма, находились в состоянии невесомости?

4.Автомобиль массой 2 т, проходящий по выпуклому мосту радиусом 40 м, имеет вес 15 кН. С какой скоростью движется автомобиль?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Укажите направление ускорения тела в случае движения подъемника: а) F_упр > F_т; б) F_упр < F_т; в) F_упр = F_т. Укажите, в каком случае движения подъемника имеет место перегрузка.

2.Вес тела в лифте, движущемся с ускорением, направленным вверх, оказался равным 100 Н. Какова масса этого тела?

3 Мальчик, поднявшись на лестницу, выпустил из рук сосуд с водой. Чему равно давление воды на дно сосуда во время падения?

4.Шахтная клеть в покое весит 2500 Н. С каким ускорением опускается клеть, если её вес уменьшился до 2000 Н?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.В механике рассматривают три вида сил: силу упругости, силу трения и силу тяготения. К какому виду сил относится вес тела?

2.Человек, масса которого 70 кг, находится в лифте. Определить вес человека: а) перед началом подъема, б) при подъеме с ускорением 3 м/с² в) при движении с постоянной скоростью 5 м/с.

3.Работу космонавтов в условиях невесомости моделируют на Земле. Для этого космонавты, одетые в скафандры, проводят эту работу под водой. При этом сила тяжести, действующая на них, уравновешивается выталкивающей силой. В чем отличие такой невесомости от настоящей?

4. Автомобиль в нижней точке выгнутого участка дороги, имеющего радиус кривизны 50 м, достиг скорости 72 км/ч. Чему в этом случае равен вес водителя автомобиля, если масса водителя 60 кг?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.На рисунке показаны сила упругости , сила тяжести груза , находящегося в подъемнике. Чему равен вес груза? К какому телу он приложен?

2.Изменяется ли вес тела, если оно движется с ускорением в горизонтальном направлении?

3 Вес человека в неподвижном лифте равен 600 Н. Когда его измерили в движущемся лифте, он оказался равным 540 Н. Определите ускорение, с которым двигался лифт Что можно сказать о направлении вектора ускорения? Что можно сказать о направлении вектора скорости?

4.Чем можно измерять время в космическом корабле: часами-ходиками или песочными часами?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Изменяется ли вместе изменением веса тела и его масса?

2.Назовите силы, действующие на следующие тела: а) снаряд, вылетевший из пушки, б) искусственный спутник, обращающийся вокруг Земли, в) брусок, скользящий вдоль наклонной плоскости (Сопротивление движению не учитывать). Какие из указанных тел находятся в состоянии невесомости?

3.Как в условиях невесомости перелить воду из одного сосуда в другой?

4.С какой скоростью должен ехать велосипедист по средней части выпуклого моста с радиусом кривизны 10 м, чтобы не оказывать давления на мост?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Груз, выпущенный из руки, свободно падает и находится в состоянии невесомости. А если тело брошено вверх?

2.Как изменяется вес летчика, совершающего фигуру «мертвая петля» (петля Нестерова), когда он находится в нижней и верхней точках фигуры?

3.В дне и на стенках консервной банки пробили гвоздем отверстия. Будет ли выливаться вода через эти отверстия при падении банки?

4.На дне шахтной клети лежит груз массой 50 кг. Каков будет вес груза, если клеть: а) поднимается вверх с ускорением 0,4 м/с², б) опускается с ускорением 0,6 м/с², в) движется равномерно, г) свободно падает?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Сила трения.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Почему не придают обтекаемую форму тракторам, дорожным каткам?

2.В каких пределах изменялась сила трения покоя в опыте, если брусок с грузом удалось сдвинуть с места силой 3 Н?

3.Гвоздь сравнительно легко выдернуть из сухой доски и трудно - из набухшей. Почему? Ведь, казалось бы, вода, играя роль смазки, должна уменьшать трение.

4.Деревянный брусок массой 2 кг тянут по деревянной доске, расположенной горизонтально, с помощью пружины жесткостью 100 н/м. Коэффициент трения равен 0,3. Найти удлинение пружины

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Человек толкает книжный шкаф, но шкаф остается в покое. Не нарушается ли здесь второй закон Ньютона, согласно которому тело, к которому приложена сила, изменяет свою скорость?

2.Шариковые подшипники обладают меньшим трением, чем роликовые. Однако в настоящее время большие цельнометаллические вагоны строят на роликовых подшипниках. Почему?

3.Почему капли дождя легко стекают с наклонного ската крыши, а снег на крышах скапливается толстым слоем?

4.Упряжка собак при движении саней по снегу может действовать с максимальной силой 0,5 кН. Какой массы сани с грузом может перемещать упряжка, если коэффициент трения равен 0,1?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Сила трения между колесами велосипеда и дорогой почти не зависит от скорости. Между тем известно, что чем большую скорость развивает велосипедист, тем с большей мускульной силой он должен действовать на педали. С чем это связано?

2.Тележка равномерно движется. Какая сила приводит в движение груз, лежащий на тележке? Куда она направлена?

3.Проявлением какого взаимодействия - электромагнитного или гравитационного - является сила трения?

4.С каким максимальным ускорением может двигаться достаточно мощный автомобиль, если коэффициент трения скольжения равен 0,3?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Брусок под действием динамометра перемещают по горизонтальной поверхности двумя способами: а) равномерно; б) равноускоренно. В каком из этих случаев сила, с которой динамометр действует на брусок, равна по модулю силе трения?

2.Зубья пилы разводят в разные стороны от плоскости пилы Какой пилой труднее пилить: разведенной или не разведенной ? Почему?

3.Почему легче плыть, чем бежать по дну по пояс погруженным в воду?

4.Сила, прижимающая деревянный ящик к полу, 400 Н. Чтобы его сдвинуть с места, потребовалось приложить силу 200 Н. Определите коэффициент трения покоя.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Нужно ли придавать обтекаемую форму космическим кораблям? А ракетам, выводящим их космос?

2.В каких случаях машина буксует? Что надо сделать, чтобы сдвинуть автомобиль с места, не пользуясь посторонними силами тяги?

3.На транспортёре движется ящик с грузом без скольжения. Куда направлена сила трения покоя между лентой транспортера и ящиком?

4.Алюминиевый кубик массой З кг лежит на стальной горизонтальной плите. Придет ли кубик в движение, если к нему приложить силу 10 Н? Коэффициент трения равен 0,61.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.На шляпке гвоздя имеется насечка в виде сетки, а под нею несколько поперечных рисок. В чем их значение?

2.Почему мука или крупа, высыпанная из стакана на стол, образует горку конической формы, а вода растекается тонким слоем?

3.Почему опасно вести машину по обледенелой дороге?

4. Коэффициент трения между железной осью и бронзовым вкладышем подшипника без смазки равен 0,18. Сила, прижимающая вкладыш, 10000 Н. Какова в этом случае сила трения?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Применение законов Ньютона

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Как легче везти суку-тележку: толкать её перед собой или тащить позади себя?

2.На длинной нити, перекинутой через блок, подвешены на одном уровне одинаковые грузы. От одного из грузов отделяется часть, масса которой равна 1/5 массы груза, и через 1 с падает на землю. Через какое время после этого достигнет земли другой груз?

3.Тело соскальзывает с наклонной плоскости высотой 5 м и длиной 13 м. Коэффициент трения 0,4. Найдите время движения тела вдоль наклонной плоскости.

4.Два велосипедиста едут по одной и той же окружности – один с большой скоростью, другой с меньшей. Который из них больше отклоняется от вертикального положения и почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Почему самолет при повороте наклоняется в сторону поворота, а корабль – в противоположную сторону?

2.Какое ускорение приобретут санки массой 6 кг, если потянуть за веревку с силой 20 Н, направленной под углом 30⁰ к горизонту? Коэффициент трения 0,1.

3.Небольшой шарик массой 250 г, прикрепленный к концу нити, равномерно вращают в вертикальной плоскости. На сколько сила натяжения нити в нижней точке траектории больше, чем в верхней?

4.В каком случае сила тяги автомобиля больше: при движении по сухой или по мокрой дороге?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему выглаженное накрахмаленное бельё меньше пачкается, чем ненакрахмаленное?

2.Зачем на нижней поверхности лыж делается продольная выемка?

3.Две гири массами 7 кг и 11 кг висят на концах нити, перекинутой через блок с неподвижной осью. Гири вначале находятся на одной высоте. Через сколько времени после начала движения легкая гиря окажется на 20 см выше тяжелой?

4.Самолет, летящий со скоростью 540 км/ч, наклоняется при повороте на угол, тангенс которого 0,3. Чему равен радиус поворота?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Монета, катящаяся в вертикальном положении (без наклона), движется по прямой, а наклоненная поворачивается в сторону наклона. Почему?

2.Лыжник массой 65 кг движется по вогнутому участку дороги с радиусом кривизны 20 м. Определите силу давления лыж на дорогу в низшей точке этого участка, если скорость движения лыжника 2 м/с.

3.Через блок с неподвижной осью перекинута нить, к концам которой прикреплены грузы массами 2 кг и 8 кг. Найдите силу натяжения нити.

4.Парашютист совершил затяжной прыжок. Какие виды движения имели место при этом?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Ведро с водой, удерживаемое рукой, вращается в вертикальной плоскости с такой скоростью, что вода из него не выливается. Объясните явление.

2.Вверх по наклонной плоскости с углом наклона к горизонту 45⁰ пущена шайба. Через некоторое время она останавливается и соскальзывает вниз. Коэффициент трения шайбы о плоскость 0,8. Во сколько раз время спуска шайбы больше времени подъема?

3.Грузовик взял на буксир легковой автомобиль и, двигаясь равноускоренно, за время 10 с увеличил скорость на 20 м/с. На сколько при этом удлиняется трос, соединяющий автомобили, если жесткость 2·10⁶ Н/м. Масса автомобиля 1 т. Трение не учитывать.

4.Почему на поворотах железной дороги машинист замедляет движение поезда?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Почему ржавой иглой трудно шить?

2.Может ли один спортсмен при помощи каната перетянуть двух других спортсменов, если все они действуют на канат с одинаковыми силами? При каком условии это возможно?

3.С какой максимальной скоростью может проходить автомобиль поворот дороги радиусом закругления 400 м, если коэффициент трения между шинами автомобиля и дорогой 0,1?

4.Два бруска массами 0,4 кг и 0,6 кг, связанные нитью, движутся по гладкой горизонтальной поверхности под действием горизонтальной силы 5 Н, приложенной ко второму бруску. Найдите силу натяжения нити.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Импульс материальной точки. Закон сохранения импульса

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Почему молотком можно разбить кирпич на ладони, не ощущая боли от удара?

2.Молоток массой 10 кг свободно падает на наковальню с высоты 1,25 м. Сила удара 5 кН. Какова длительность удара?

3.В движущийся вагон с песком попадает встречный снаряд и, не разорвавшись, застревает в нем. В каком случае в результате такого попадания вагон лишь уменьшит скорость, сохранив прежнее направление движения? остановится? откатится назад?

4.Спортсмен, стоя на роликовых коньках, бросает ядро массой 4 кг со скоростью 8 м/с под углом 60⁰ к горизонту. Какова начальная скорость спортсмена после броска, если его масса 80 кг?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Почему пуля, вылетевшая из ружья, не может отворить дверь, но пробивает в ней отверстие, тогда как давлением пальца отворить дверь легко, но проделать отверстие невозможно?

2.Движение материальной точки описывается уравнением x = 25 – 10t + 2t². Считая массу точки равной 3 кг, найдите изменение импульса тела за первые 8 с её движения. Найдите импульс силы, вызвавшей это изменение за это же время.

3.Как космонавту, находящемуся в открытом космосе, вернуться на космический корабль без посторонней помощи?

4.Два тела, двигаясь навстречу друг другу со скоростью 3 м/с каждое, после соударения стали двигаться со скоростью 1,5 м/с. Определить отношение масс этих тел. Трением пренебречь.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается при этом его количество движения?

2.Тело массой 2 кг двигалось по окружности, причем в некоторой точке оно имело скорость 4 м/с. Пройдя четверть окружности, тело приобрело скорость 3 м/с. Определите модуль изменения импульса тела.

3.Почему из ракетного противотанкового ружья, которое представляет собой сквозную трубу, можно стрелять снарядами (ракетами) такого большого калибра, какой для ружья с затвором недопустим?

4.На тележку массой 100 кг, движущуюся равномерно по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью 3 м/с, вертикально падает груз массой 50 кг. С какой скоростью будет двигаться тележка, если груз не соскальзывает с неё?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Обладает ли импульсом однородной диск, вращающийся вокруг своей оси? Ось диска неподвижна.

2.Свободно падающее тело массой 100 г, пройдя некоторый путь, имело скорость 80 м/с. Определить импульс силы, сообщивший телу эту скорость.

3.Почему при выстреле ружье отбрасывается назад? Почему советуют при выстреле ружье покрепче прижать к плечу?

4.Человек бежит навстречу тележке. Скорость человека 2 м/с, скорость тележки 1 м/с. Человек вскакивает на тележку и остается на ней. Какой будет скорость тележки после этого, если масса человека в 2 раза больше массы тележки?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Может ли висящая на паутине гусеница повернуться к наблюдателю другим боком?

2.Мяч массой 1,8 кг, движущийся со скоростью 6,5 м/с, под прямым углом ударяется в стенку и отскакивает от неё со скоростью 4,8 м/с. Чему равен импульс силы, действующей на мяч?

3.Чтобы сойти на берег, лодочник направился от кормы лодки к её носовой части. Почему при этом лодка отошла от берега?

4.Граната, летевшая со скоростью 10 м/с, разорвалась на 2 осколка массами 1,2 и 0,8 кг. Скорость большего осколка по направлению полета гранаты составляет 25 м/с. Чему равна скорость меньшего осколка?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Почему человек может бежать по очень тонкому льду и не может стоять на нем не проваливаясь?

2.Пловец, масса которого 100 кг, способен оттолкнуться от края бассейна с силой 2,5 кН. Какую скорость можно приобрести при таком толчке за 0,1с? Почему бы не порекомендовать пловцу отталкиваться подобным образом в течение 0,3 с?

3.Можно ли привести в движение яхту, направляя на её поток воздуха от мощного вентилятора, закрепленного на корме яхты? Что произойдет, если вентилятор развернуть так, чтобы поток воздуха был направлен в сторону кормы яхты?

4.Мальчик, масса которого 50 кг, бежит со скоростью 2 м/с, догоняет тележку, движущуюся в том же направлении со скоростью 0,5 м/с, и вскакивает на неё. С какой скоростью стала двигаться тележка с мальчиком? Масса тележки 100 кг.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Работа силы. Потенциальная энергия

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Спортсмен поднимается по вертикальному канату, который в одном случае непосредственно привязан к потолку, а в другом – перекинут через блок и на конце его привязан груз, равный весу спортсмена. Одинаковая ли работа совершается в обоих случаях?

2.С плотины высотой в 20 м падает 18000 т воды. Какая при этом совершается работа?

3.В каком месте потенциальная энергия 1 кубометра воды меньше – у истоков реки или в её устье?

4.Тело массой 100 кг поднимают с ускорением 2 м/с² на высоту 25 м. Какая работа совершается при подъеме тела?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Совершает ли человек работу, поднимаясь по лестнице на верхний этаж здания? А если он поднимается на лифте?

2.За веревку тянут груз на расстояние 52 м. Чему равна совершаемая работа, если сила натяжения веревки 25 Н, а угол веревки с горизонтом 30⁰?

3.Какие силы совершают работу при спуске глубоководного исследовательского аппарата (батискафа) на дно океана?

4.Какую работу совершит сила 20 Н, подняв по наклонной плоскости груз массой 2 кг на высоту на высоту 2,5 м с ускорением 5 м/с²? Сила действует параллельно наклонной плоскости. Трением пренебречь.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Камень свободно падает с некоторой высоты. Равной ли величины работу совершает сила тяжести за равные промежутки времени?

2.Тело переместили на 10 м силой в 200 Н, направленной под углом 60⁰ к горизонту. Определите совершенную при этом работу.

3.Один мальчик встал на плечи другого, чтобы достать мяч, застрявший в ветвях дерева. Совершал ли второй мальчик работу, если он держал на своих плечах первого в течение 5 минут?

4.Тело массой 0,5 кг соскальзывает с вершины наклонной плоскости высотой 7 м до её основания. Угол наклона плоскости к горизонту 45⁰, коэффициент трения 0,2. Найдите работу силы трения.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Какие силы совершают работу при подъеме воздушного шара?

2.Груз массой в 100 кг свободно падает в течение 10 секунд. Чему равна работа, совершенная силой тяжести?

3.Бочка заполнена водой. Пользуясь ведром, половину воды из бочки вычерпала девочка. Оставшуюся часть воды – мальчик. Одинаковую ли работу совершили девочка и мальчик? Ответ объясните.

4.Какую работу надо совершить, чтобы увеличить скорость тела от 2 м/с до 6 м/с на пути 10 м? На всем пути действует постоянная сила трения, равна 2 Н. Масса тела 1 кг.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.У лыжника есть две возможности спуститься с вершины горы в долину: по извилистой лыжной трассе и на фуникулере – подвесной канатной дороге. Одинакова ли при этом работа поля тяготения?

2.Какую работу нужно совершить, чтобы растянуть пружину с жесткостью 40 кН/м на 0,4 см?

3.Двое ухватились за веревку и тянут её в разные стороны. Один из них перетянул. Означает ли это, что он прилагает к веревке большую силу, нежели другой? Сравните работы, совершаемые силами, приложенными к веревке.

4.Какая работа будет совершена, если силой 2 Н поднять груз, вес которого в покое 1 Н, на высоту 3 м?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Спутник движется по круговой орбите вокруг Земли. Совершает ли работу сила притяжения к Земле?

2.Плот передвигают багром, прилагая к нему силу 200 Н. Совершенная при этом работа равна 1000 Дж. На какое расстояние переместился плот, если угол между направлением силы и направлением перемещения составляет 60⁰?

3.Грузчик перетаскивает ящик массой в 10 кг: поднимает его на 1 м, затем переносит на 10 м и опускает на пол. Чему равна работа на каждом этапе действий грузчика? Чему равна полная работа?

4.В чём состоит работа (в механическом смысле) при ходьбе, при письме, при натяжении нити, при сжимании мяча, при вскапывании земли, при спуске с горы?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях.

Кинетическая энергия. Мощность

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Когда расходуется меньше энергии при запуске спутника Земли: при пуске вдоль меридиана или вдоль экватора на восток?

2.Скорость свободно падающего тела массой 4 кг на некотором пути увеличилась с 2 м/с до 8 м/с. Найдите работу силы тяжести на этом пути.

3.Сравнить работы, которую совершает человек, растягиваю пружину динамометра от 0 до 10 Н, от 10 до 20 Н, от 20 до 30 Н.

4.Поезд массой 1500 т движется на подъем, равный 0,004, со скоростью 16 м/с при коэффициенте сопротивления 0,006. Какова полезная мощность локомотива?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Почему нагруженный автомобиль при той же мощности двигателя имеет меньшую скорость, чем ненагруженный?

2.Когда к некоторой пружине подвешен груз массой 2 кг, пружина удлиняется на 4 см. Какую работу надо совершить для того, чтобы растянуть пружину от 2 до 12 см?

3.С какой скоростью двигался поезд массой 1500 т, если под действием тормозящей силы 150 кН он прошел до остановки путь 500м?

4.Какую полезную мощность развивает трактор, поднимаясь со скоростью 9 км/ч по дороге, уклон которой составляет 1 м на каждые 10 м пути? Масса трактора 6 т.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему трудно прыгнуть на берег с лодки, а такой же прыжок с теплохода легко осуществить?

2.Какую минимальную работу надо совершить, чтобы выкачать на поверхность земли воду, наполовину заполняющую бассейн площадью 10 м² и глубиной 2 м?

3.Определить полезную мощность двигателя мотоцикла, если при скорости 108 км/ч его сила тяги равна 350 Н.

4.Подъемный кран поднимает груз массой 5 т на высоту 15 м. За какое время поднимется этот груз, если мощность двигателя крана 10 кВт и КПД равен 80 %.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.При движении автомобиля массой 2000 кг со скоростью 60 км/ч двигатель развивает полезную мощность 120 кВт. Каким может быть при этом максимально возможное ускорение автомобиля?

2.Поезд, масса которого 4000 т, трогается с места и движется с ускорением 0,2 м/с² в течение 1,5 мин. Найти работу локомотива при разгоне, если коэффициент сопротивления 0,05.

3.Камень и теннисный мяч ударяют палкой. Почему мяч при прочих равных условиях летит дальше камня?

4.Резиновый шнур длиной 1 м под действием груза весом 10 Н удлинился на 10 см. Найти работу силы упругости.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Каково назначение коробки скоростей автомобиля?

2.Какая работа произведена при сжатии буферной пружины железнодорожного вагона на 5 см, если для сжатия пружины на 1 см требуется сила 30 кН?

3.Лифт массой 300 кг поднимается на 10 м. Какую работу совершит сила натяжения каната, поднимающего лифт? Какую работу совершит сила тяжести?

4.При скорости полета 900 км/ч все четыре двигателя самолета Ил-62 развивают мощность 30 МВт. Найти силу тяги каждого двигателя в этом режиме полета.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Для растяжения пружины на 4 мм необходимо совершить работу 0,02 Дж. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть эту пружину на 4 см?

2.Как изменяется энергия тела при упругих деформациях?

3.При движении со скоростью 36 км/ч электровоз потребляет мощность 60 кВт. Определите силу тяги электровоза, если его КПД равен 80%.

4.Тонкий лом длиной 1,5 м и массой 10 кг лежит на горизонтальной поверхности. Какую минимальную работу надо совершить, чтобы поставить его на землю в вертикальное положение?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Закон сохранения механической энергии

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Для чего рыболовы используют для ловли удилища с тонкими упругими концами, а иногда привязывают леску к удилищу при помощи резинки?

2.На нити длиной 5 м подвешен шар. Какую горизонтальную скорость нужно сообщить шару, чтобы он отклонился до высоты, на которой расположена точка подвеса?

3.На завод часов затрачивается 1 мин. После этого часы работают сутки. Не нарушается ли в этом случае закон сохранения и превращения энергии?

4.Хоккейная шайба скользит 5 м, если при броске ей сообщают начальную скорость 2 м/с. Какой путь она проскользит, если ей сообщить начальную скорость 4 м/с?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Вязанку дров подняли на второй этаж здания и сожгли в печи. Исчезла ли потенциальная энергия вязанки?

2.Для изготовления рогатки использовали резиновый шнур жесткостью 400 Н/м. Из рогатки выстрелили камнем массой 10 г, поместив его в середину шнура и потянув силой 40 Н. С какой скоростью вылетит камень?

3.Как бросить мяч на пол, чтобы он подпрыгнул выше уровня, с которого брошен? Удар считать упругим.

4.Легкий стержень длиной 80 см с закрепленными на его концах грузами 1 кг и 3 кг может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через середину стержня. Стержень приводят в горизонтальное положение и отпускают. Найдите скорость грузов в тот момент, когда стержень проходит вертикальное положение.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему дверь, поставленная наклонно, либо сама открывается, либо сама закрывается? За счет какой энергии совершается эта работа? Не возникает ли здесь энергия из ничего?

2.Вагон массой 2 т, двигаясь со скоростью 2 м/с, наезжает на вертикальную стенку, в результате чего сжимаются две буферные пружины жесткостью 100 кН/м каждая. Найдите максимальную деформацию пружин.

3.Почему автомашина, шедшая с большой скоростью, может пройти довольно значительное расстояние с выключенным мотором?

4.Мяч брошен под углом к горизонту со скоростью 20 м/с. Найти скорость мяча на высоте 10 м.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.При стрельбе из лука потенциальная энергия натянутой тетивы переходит в кинетическую энергию стрелы. Не нарушается ли в этом случае закон сохранения и превращения энергии?

2.Тело брошено с поверхности земли вертикально вверх со скоростью 20 м/с. На какой высоте кинетическая энергия этого тела будет равна потенциальной? Потенциальную энергию на поверхности земли принять равной нулю.

3.Резиновые баллоны автомашины (а также рессоры, вагонные буфера и т. п.) ослабляют толчки и удары. Почему?

4.К нижнему концу недеформированной пружины жесткостью 200 Н/м прикрепили груз массой 1 кг и без толчка отпустили. Определите максимальную деформацию пружины.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Почему прыгать в высоту легче «перекатом», чем «прямо»?

2.Маленькое тело скользит по гладкой горизонтальной плоскости со скоростью 4 м/с и въезжает на подъем. На какую высоту над уровнем плоскости поднимется тело?

3.Падающий с высоты 2 м мячик подскочил на высоту 1,5 м. Как согласовать это с законом сохранения энергии?

4.Хоккейная шайба массой 160 г, летящая со скоростью 20 м/с, влетела в ворота и ударила в сетку, которая прогнулась на 6,4 см. Какова максимальная сила, с которой шайба подействовала на сетку? Считать, что сила упругости сетки изменяется в зависимости от её прогиба по закону Гука.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретет пуля массой 20 г при выстреле а горизонтальном направлении?

2.Ледокол колет только тонкий лед. Чаще он вползает на ледяное поле и проваливает его своей тяжестью. За счет какой энергии в этом случае совершается работа по разрушению льда?

3.Почему лыжник, стремительно спустившийся с горы, катится дальше по ровной горизонтальной поверхности снежного поля с уменьшающейся скоростью?

4.С какой начальной скоростью надо бросить вниз мяч с высоты 2 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 4 м? Считать удар о землю абсолютно упругим.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновения

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Шар абсолютно упруго сталкивается с таким же покоящимся шаром. Под каким углом они разлетятся? Удар нецентральный.

2.В шар массой 440 г, висящий на легком стержне длиной 40 см, попадает и застревает в нем горизонтально летящая пуля массой 10 г. При какой минимальной скорости пули шар после этого совершит полный оборот в вертикальной плоскости?

3.Шары массой 5 и 1 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 5 м/с. После центрального абсолютно упругого удара шары движутся в одном направлении, причем скорость первого шара равна 2 м/с. Найдите скорость второго шара после удара.

4.Почему при вбивании гвоздя его шляпка слабо нагревается от многих ударов, но, когда гвоздь уже забит, достаточно немногих ударов, чтобы значительно нагреть его шляпку?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Положите на стекло две игральные шашки. Толкните одну из них так, чтобы она ударила другую. Почему при этом первая шашка иногда останавливается, а вторая приобретает скорость?

2.Два шара подвешены на длинных нитях одинаковой длины так, что они соприкасаются. Шар меньшей массы отводят в сторону на высоту 50 см и отпускают. На сколько сантиметров поднимутся шары после абсолютно неупругого удара? Отношение масс шаров 1,5.

3.Два неупругих шара массами 1 и 0,5 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 5 и 4 м/с. Какова будет их скорость после столкновения?

4.Почему скорость воды, выходящей из гидротурбины, меньше, чем скорость входящей?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Когда покоящийся шар приобретает большую скорость от другого такого же шара: при упругом или неупругом центральном ударе?

2.Тележка массой 50 кг движется со скоростью 2 м/с по гладкой горизонтальной поверхности. На тележку с высоты 20 см падает груз массой 50 кг и остается на ней. Найдите количество выделившейся теплоты.

3.Платформа массой 10 т движется со скоростью 2 м/с. Её нагоняет платформа массой 15 т, движущаяся со скоростью 3 м/с. Какой будет скорость этих платформ после удара? Удар считать абсолютно упругим.

4.Скорость автомобиля уменьшается, если он въезжает на гору при неизменной мощности двигателя. Почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Мяч брошен вертикально вверх. Что больше: время подъёма или время падения мяча?

2.Брусок массой 90 г лежит на гладком полу и соединен с вертикальной стеной недеформированной пружиной. Ось пружины горизонтальна, жесткость пружины 4 кН/м. В бруске застревает пуля массой 10 г, скорость которой равна 100 м/с и параллельна оси пружины. Чему равна максимальная деформация пружины?

3.Во сколько раз уменьшится скорость атома гелия после упругого столкновения с неподвижным атомом водорода, масса которого в 4 раза меньше массы атома гелия?

4.Почему для запуска спутника с большей массой на заданную орбиту требуется израсходовать больше энергии, чем для спутника с меньшей массой?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Как будут двигаться два одинаковых шарика после центрального упругого удара в отсутствие внешних сил, если один из них до удара покоился?

2.Два тела, находящиеся на гладкой горизонтальной поверхности, соединены сжатой пружиной. Энергия пружины 3 Дж, массы тел 1 кг и 2 кг. С какими скоростями будут двигаться тела после освобождения пружины?

3.Два неупругих шара массами 6 и 4 кг движутся навстречу друг другу со скоростями, соответственно равными 8 и 3 м/с, направленными вдоль одной прямой. С какой скоростью будут двигаться шары после абсолютно неупругого столкновения?

4.Человек толкнул вагонетку. Вагонетка пришла в движение по горизонтальному пути. Совершил ли человек работу?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Почему футболистам было бы тяжело играть слабо накачанным или «перекачанным» мячом?

2.Неупругие шары массами 1 кг и 2 кг движутся навстречу друг другу со скоростями соответственно равными 1 м/с и 2 м/с. Найдите изменение кинетической энергии системы после удара.

3.Шар массой 1 кг, двигаясь со скоростью 6 м/с, догоняет шар массой 1,5 кг, движущийся по тому же направлению со скоростью 2 м/с. Найдите скорости шаров после их абсолютно упругого соударения.

4.Цирковой гимнаст стоит на конце гибкой доски, положенной на опору. Второй гимнаст прыгает на другой, поднятый конец доски. Почему прыжок второго гимнаста позволяет первому высоко прыгнуть?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Движение тел в гравитационном поле

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Известно, что для запуска спутника к Луне он должен получить вторую космическую скорость. Однако теоретически это можно сделать в ракете, имеющей скорость автомашины. Как же это понимать?

2.На какой высоте должен находиться искусственный спутник Земли, чтобы его период обращения был равен 24 ч?

3.Космический корабль движется по круговой орбите радиусом 13000 км около некоторой планеты со скоростью 10 км/с. Каково ускорение силы тяжести на поверхности этой планеты, если её радиус 10000 км?

4.По какой траектории полетит пуля, выпущенная из спутника вперед? назад? в сторону?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Может ли спутник обращаться устойчиво в плоскости, не проходящей через центр Земли?

2.Период обращения Луны вокруг Земли равен 27 суток. Считая орбиту Луны окружностью определите её радиус.

3.Масса некоторой планеты в 4,5 раза больше массы Земли, а её радиус – в 2 раза больше, чем радиус Земли. На сколько процентов первая космическая скорость для этой планеты больше, чем для Земли?

4.Как в условиях невесомости нагреть воду?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Какова траектория движения спутника?

2.Спутник движется по круговой орбите в плоскости экватора на высоте от поверхности планеты, равной её радиусу. Найдите линейную скорость спутника. Радиус планеты 7200 км. Ускорение свободного падения на поверхности планеты 10 м/с².

3.Каую скорость должен иметь искусственный спутник, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 600 км над поверхностью Земли? Каков период его обращения?

4.Как в условиях невесомости перелить воду из одного сосуда в другой?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Можно ли создать спутник, который будет двигаться вокруг Земли практически сколь угодно долго?

2.Ускорение свободного падения на Луне равно 1,7 м/с². Найдите первую космическую скорость для Луны, если её радиус равен 1,7·10⁶ м.

3.Период обращения некоторой планеты по круговой орбите вокруг Солнца равен 27 годам. Во сколько раз расстояние от этой планеты до Солнца больше, чем от Земли до Солнца?

4.Почему тела внутри спутника, движущегося за пределами земной атмосферы, невесомы?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Чем создается центростремительная сила, действующая на спутник Земли?

2.Ускорение свободного падения на Венере составляет 0,9 земного, а радиус Венеры равен 0,95 R_з . Найдите первую космическую скорость у поверхности Венеры.

3.Спутник движется по круговой орбите на высоте, равной земному радиусу. Каков период обращения спутника?

4.Почему космические корабли запускают в направлении с запада на восток? Почему наиболее выгодно запускать ракеты в плоскости экватора?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Что произойдет с искусственным спутником Земли, если он будет выведен на орбиту со скоростью, чуть меньшей или чуть большей первой космической скорости?

2.Если масса и радиус планеты соответственно в 2 раза больше, чем у Земли, то каково значение первой космической скорости?

3.Найти массу Солнца, зная, что средняя скорость движения Земли по орбите 30 км/с, а радиус орбиты Земли 1,5·10⁸ км.

4.Как измерить массу тела в условиях невесомости?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Динамика свободных колебаний

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Изменится ли период колебаний качелей, если вместо одного человека на качели сядут двое?

2.Часы с маятником длиной 1 м за сутки отстают на 1 ч. Что надо сделать с длиной маятника, чтобы часы не отставали?

3.Найти массу груза, который на пружине жесткостью 250 Н/м делает 20 колебаний за 16 с.

4.В какой машине меньше трясет – в пустой или нагруженной? Почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Сохранится ли период колебаний часов-ходиков, если их с Земли перенести на Луну?

2.За одно и то же время один математический маятник делает 50 колебаний, а другой – 30. Найдите их длины, если один из них на 32 см короче другого.

3.Два шарика, подвешенные на пружинах с жесткостями 400 и 100 Н/м, совершают гармонические вертикальные колебания с одинаковыми периодами. Во сколько раз масса одного шарика больше массы другого?

4.В какой точке при колебаниях математического маятника имеет наибольшее значение сила, возвращающая маятник в положение равновесия? сила упругости нити?

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Каким образом с помощью математического маятника можно определить ускорение силы тяжести в данном месте?

2.Два маятника начинают одновременно совершать колебания. За время первых 15 колебаний первого маятника второй совершил только 10 колебаний. Определите отношение длин маятников.

3.Груз массой 0,1 кг, подвешенный на пружине, совершает гармонические колебания. Во сколько раз увеличится период колебаний, если к нему прикрепить груз массой 300 г?

4.При прыжках на батуте спортсмен раскачивается с определенной частотой. От чего зависит эта частота?

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Как изменится период колебаний стального маятника, если под ним разместить постоянный магнит? Ответ поясните.

2.Частота колебаний струны равна 1,2 к Гц. Сколько колебаний совершает точка струны за 0,5 мин? Какой путь проходит за это время точка струны, амплитуда колебаний которой равна 2 мм?

3.Под действием силы 2 Н пружина растягивается на 1 см. К этой пружине прикрепили груз массой 2 кг. Найти период колебаний данного пружинного маятника.

4.Какие из величин, характеризующих колебательное движение материальной точки (смещение, амплитуда, период, частота, скорость, ускорение), являются постоянными, а какие переменными?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Как надо передвинуть чечевицу маятника при повышении температуры окружающего воздуха? при понижении её?

2.Во сколько раз уменьшится период колебаний груза, подвешенного на резиновом жгуте, если отрезать 3/4 длины жгута и подвесить на оставшуюся часть тот же груз?

3.Один математический маятник имеет период 3 с, а другой – 4 с. Каков период колебаний математического маятника, длина которого равна сумме длин данных маятников?

4.В каком положении кинетическая энергия груза на пружине наибольшая? наименьшая?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Как будут идти маятниковые часы, отрегулированные для широты Перми, на полюсе? на экваторе?

2.Математический и пружинный маятники совершают колебания с одинаковым периодом. Определить массу груза пружинного маятника, если коэффициент жесткости пружины 20 Н/м. Длина нити математического маятника 0,4 м.

3.Период колебаний груза на пружине 0,5 с. На сколько уменьшится длина пружины, если снять с неё груз?

4.Как изменится период колебаний пружинного маятника, если его перенести из воздушной среды в вязкую жидкость?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Колебательная система под действием внешних сил, не зависящих от времени.

Вынужденные колебания. Резонанс

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.В ведре несут воду. После того как сделано около десятка шагов, вода начинает расплескиваться. Почему?

2.Грузик на пружине колеблется вдоль прямой с амплитудой 2 см. Период колебаний 2 с. Определите среднюю скорость движения грузика от положения равновесия до максимального отклонения от положения равновесия.

3.Автомобиль с двухколесным автоприцепом движется по дороге, выложенной из бетонных неплотно пригнанных плит длиной 10 м каждая. Оцените, при какой скорости автомобиля прицеп будет «подпрыгивать» на стыках наиболее сильно, если масса прицепа 100 кг, а жесткость пружин амортизаторов каждого из его колес 5кН/м.

4.Чему равна масса груза, который на пружине жесткостью 250 Н/м совершает 20 колебаний за 16 с?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.При некоторой скорости вращения швейной машины стол, на котором она стоит, иногда сильно раскачивается. Почему?

2.Через ручей переброшена длинная узкая доска. Когда мальчик стоит на ней неподвижно, она прогибается на 10 см. Когда же мальчик идет по доске со скоростью 3,6 км/ч, то она начинает раскачиваться так, что он падает в воду. Какова длина шага мальчика?

3.Какое значение получил для ускорения свободного падения учащийся при выполнении лабораторной работы, если маятник длиной 80 см совершил за 3 мин 100 колебаний?

4.Чему равна циклическая частота гармонических колебаний точки, если амплитуда колебаний 6 см, а максимальная скорость точки 1,2 м/с?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Если положить на воду в ведре деревянный кружок, то при ходьбе вода не расплескивается. Почему?

2.Груз массой 0,2 кг, подвешенный на пружине, совершает гармонические колебания на пружине с жесткостью 125 Н/м. Определите наибольшее ускорение груза, если амплитуда колебаний 0,08 м.

3.На чашку массой 50 г пружинных весов с жесткостью пружины 10 Н/м роняют с некоторой высоты маленький шарик. Оцените высоту, с которой должен падать шарик, чтобы возникающие в системе колебания происходили с наибольшей амплитудой. Сопротивление воздуха не учитывать, соударения шарика с чашкой весов считать абсолютно упругими. Оценку произвести в предположении, что после каждого отскока модуль скорости шарика фактически равен модулю его скорости до соударения.

4.Точка совершает гармонические колебания. При смещении от положения равновесия её скорость равна 6 см/с, а при смещении 3 см – 8 см/с. Найдите амплитуду колебаний.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Груз массой 200 г, подвешенный к пружине, совершает 30 колебаний за 1 мин. Определите жесткость пружины.

2.По грунтовой дороге прошел трактор, оставив следы в виде ряда углублений, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга. По этой дороге покатили детскую коляску, имеющую две одинаковые рессоры, каждая из которых прогибается на 2 см под действием груза массой 1 кг. С какой скоростью катили коляску, если от толчков на углублениях она, попав в резонанс, начала сильно раскачиваться? Масса коляски 10 кг.

3.Возможно ли раскачать тяжелые качели, прилагая к ним очень малое усилие, и получить большую амплитуду колебаний, несмотря на малое значение затрачиваемой мощности?

4.При перенесении математического маятника с Земли на другую планету период его колебаний увеличился в 3 раза. Во сколько раз масса Земли больше массы планеты, если радиус Земли в 2 раза больше радиуса планеты?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.На некоторых участках старых объезженных грунтовых дорог автомобиль начинает сильно раскачиваться. Объясните это явление.

2.При какой скорости поезда маятник длиной 11 см, подвешенный в вагоне, особенно сильно раскачивается, если расстояние между стыками рельсов 12,5 м?

3.Груз массой 400 г совершает колебания на пружине жесткостью 250 Н/м. Амплитуда колебаний 15 см. Найдите полную механическую энергию колебаний и наибольшую скорость. В каком положении она достигается?

4.При отскоке мяча от пола возникают колебания с медленно убывающей амплитудой. Покажите, что даже при неизменной амплитуде эти колебания не являются гармоническими.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Мальчик несет на коромысле ведра с водой, период собственных колебаний которых 1,6 с. При какой скорости движения вода начинает особенно сильно выплескиваться, если длина шага мальчика равна 60см?

2.С какой целью все вибрирующие установки высотных зданий (электродвигатели, дизельные установки и др.) ставятся на специальные резиновые или металлические амортизаторы?

3.Какова величина деформации пружины под действием висящего на ней груза, если период малых колебаний груза равен 0,6 с?

4.Две материальные точки совершают гармонические колебания. Величина максимальной скорости первой точки 4 м/с. Какова величина максимальной скорости второй точки, если период её колебаний в 3 раза больше, а амплитуда колебаний в 6 раз больше, чем у первой точки?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Условие равновесия для поступательного движения

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.На тело действуют две силы, равные 3Н и 4Н и направленные под прямым углом друг к другу. Чему должна равняться величина третьей силы, действующей на тело, чтобы сумма всех трех сил была равна нулю?

2.Мальчик, двигаясь равномерно, тянет за веревку салазки. Какая сила уравновешивает силу трения салазок о снег?

3.На наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 0,8 м лежит груз массой 2 кг. Коэффициент трения 0,5. Какую минимальную силу, направленную перпендикулярно к плоскости, надо приложить к грузу, чтобы он не соскальзывал вниз?

4.Фонарь массой 10 кг подвешен над серединой улицы шириной 10 м на тросе, допустимая сила натяжения которого 500 Н. Какова высота крепления концов троса, если точка крепления фонаря находится на высоте 5 м?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.К кольцу приложены три равные силы, направленные по радиусам под углом 120⁰ друг к другу. Как будет двигаться кольцо под действием этих сил?

2.К гладкой вертикальной стене на нити подвешен шар массой 0,4 кг. Определите силу натяжения нити, если она составляет угол 60⁰ с вертикалью?

3.Как в лесу вытащить застрявшую машину, имея только трос?

4.Тело массой 2 кг подвешено на нити. К телу привязали другую нить и оттянули её в горизонтальном направлении. Найдите силу натяжения нити в новом положении равновесия, если сила натяжения горизонтальной нити равна 12 Н.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему туго натянутая бельевая веревка часто обрывается под тяжестью подвешенного на неё платья, в то время как слабо натянутая выдерживает тот же груз?

2.Найдите равнодействующую трех сил по 200 Н каждая, если углы между первой и второй силой и второй и третьей силой равны по 60⁰.

3.Чтобы удержать брусок в равновесии, прижимая его к вертикальной стене, требуется минимальная горизонтально направленная сила 500 Н. Чему равна масса бруска, если коэффициент трения между бруском и стеной 0,1?

4.В каких случаях герои известной басни Крылова лебедь, рак и щука действительно не сдвинут воза, если считать что силы их равны по модулю? Силу трения между возом и землей не учитывать.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Может ли человек, стоящий у стены так, что его правая нога и правое плечо упираются в стену, поднять левую ногу и не потерять при этом равновесия?

2.Может ли равнодействующая двух сил, равных 3 Н и 5 Н, равняться: 1 Н? 3 Н? 5 Н? 7 Н? 9 Н?

3.На доску массой 500 г, лежащую на столе, действует горизонтально направленная сила 5 Н. Груз какой наименьшей массы надо положить на доску, чтобы она оставалась в покое, если коэффициент трения между доской и столом 0,2?

4.Вам дано задание забраться на шведскую стенку и, ухватившись руками за перекладину, повиснуть. Как при этом следует расположить руки, чтобы усилие было наименьшим?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Какой гамак выйдет скорее из употребления: туго натянутый или слегка провисающий?

2.Найдите силы натяжения нитей на рисунке, если масса тела равна 10 кг, а угол СДЕ равен 30⁰.

3.Найдите равнодействующую трех сил по 100 Н каждая, если угол между первой и второй силой равен 60⁰, а между второй и третьей – 90⁰.

4.Изобразите систему сил, действующих на парящий воздушный змей при горизонтальном ветре.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Как надо поставить подпорку для телеграфного столба, у которого телеграфная линия меняет свое направление? Как надо провести оттяжку, заменяющую подпорку?

2.Фонарь массой 20 кг подвешен над улицей на двух одинаковых тросах, угол между которыми 120⁰. Найдите силу натяжения каждого троса.

3.Какую минимальную горизонтальную силу надо приложить к бруску массой 2,6 кг, находящемуся на наклонной плоскости, чтобы удержать его от соскальзывания вниз? Длинной наклонной плоскости 50 см, высота 30 см, коэффициент трения 0,4.

4.Можно ли натянуть веревку так, чтобы она абсолютно не провисала?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Условие равновесия для вращательного движения

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Почему у автомашин, велосипедов и т. п. тормоза лучше ставить на задние, а не на передние колеса?

2.С какой целью цирковые артисты при хождении по канату держат в руках тяжелые шесты?

3.Однородный стержень длиной 1 м и массой 12 кг подвешен на расстоянии 20 см от одного из его концов. С какой силой будет давить стержень на рук, если, взявшись за короткий конец, удерживать его в горизонтальном положении?

4.Лестница массой 30 кг приставлена к гладкой вертикальной стене под углом 45⁰. Найдите силу давления лестницы на стену. Центр тяжести лестницы находится в её середине.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Почему конькобежцы, разгоняясь, размахивают руками?

2.В каких видах равновесия может быть шар на горизонтальной плоскости, если одна половина шара деревянная, а другая – свинцовая?

3.Два груза уравновешены на концах рычага, плечи которого 50 и 70 см. Найдите вес большего груза, если сила давления рычага на опору 72 Н. Весом рычага пренебречь.

4.Однородный куб весит 100 Н. Какую горизонтальную силу нужно приложить к верхней точке куба, чтобы его опрокинуть?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему согнутой в локте рукой можно поднять больший груз, чем вытянутой?

2.К гладкой вертикальной стене на нити длиной 8 см подвешен шар радиусом 5 см и массой 6 кг. Определите силу давления шара на стену.

3.Что произойдет, если, сидя в лодке, двигать веслами в противоположные стороны?

4.Рельс длиной 10 м и массой 900 кг поднимают на двух параллельных тросах. Найдите силу натяжения тросов, если один из них укреплен на конце рельса, а другой на расстоянии 1 м от другого конца.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.При каком положении педали велосипеда момент действующей на неё силы, направленной вертикально, будет наибольшим? равным нулю?

2.Два человека несут груз на доске, положив её себе на плечи. На долю одного из них приходится нагрузка, равная 2/5 от веса груза. Какова длина доски, если груз находится на расстоянии 10 см от её середины? Массу доски не учитывать.

3.Длинный стержень легче удерживать в горизонтальном положении за середину, чем за конец. Почему?

4.При взвешивании на неравноплечных рычажных весах на одной чашке получился 16 Н, а на другой 25 Н. Определите массу тела.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Если быстро движущийся автомобиль резко затормозить, то его передок опускается. Почему?

2.Однородный стержень с прикрепленным на одном из его концов грузом массой 1,2 кг находится в равновесии, если точка опоры находится на расстоянии 1/5 длины стержня от груза. Чему равна масса стержня?

3.Внутрь гладкого высокого цилиндрического стакана с внутренним радиусом 6 см помещают палочку длиной 13 см и массой 250 г. С какой силой действует на стенку верхний конец палочки?

4.Почему не опрокидывается вагон однорельсовой подвесной железной дороги?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Тяжелая однородная лестница стоит на шероховатом полу и опирается на гладкую стену. Покажите, как направлены силы, удерживающие лестницу в покое.

2.Почему полено цилиндрической формы с плотностью 600 кг/м³ никогда не будет плавать стоя (вертикально), а только плашмя?

3.Труба весом 12 Н лежит на земле. Какую силу надо приложить, чтобы приподнять трубу за конец?

4.На однородной доске длиной 4 м и массой 30 кг качаются два мальчика массам 30 и 40 кг. На каком расстоянии от середины должна находиться точка опоры доски, если мальчики сидят на её концах?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Центр тяжести (центр масс) системы материальных точек и твердого тела.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Сидящий в лодке встал во весь рост. Как изменилась устойчивость лодки?

2.В вершинах треугольника АВС находятся соотвественно массы 4, 6 и 10 г. Стороны треугольника равны: АВ = 50 см, ВС = 40 см и СА = 30 см. На каком расстоянии от стороны АВ находится центр тяжести системы?

3.Надо ли широко расставлять ноги при подъеме больших тяжестей, или их надо держать вместе?

4.Определите построением центр тяжести пластинки, изображенной на рисунке.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Почему труднее столкнуть мальчика, когда он стоит на двух ногах, чем когда на одной? когда он стоит на коленях и руках, чем когда прямо на двух ногах?

2.Четыре однородных шара массами 1 кг, 5 кг, 7 кг и 3 кг укреплены последовательно на невесомом стержне так, что их центры находятся на оси стержня на равных расстояниях 0,2 м друг от друга. На каком расстоянии от центра третьего шара находится центр тяжести системы?

3.Почему человек, несущий на спине тяжелый груз, наклоняется вперед?

4.Определите построением центр тяжести пластинки, изображенной на рисунке.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.В цилиндрический стакан наливают воду. При каком положении уровня воды в стакане центр тяжести стакана с водой занимает наинизшее положение?

2.Два шара радиусом 30 см каждый касаются друг друга. На каком расстоянии от точки касания находится центр тяжести, если масса одного шара вдвое больше массы другого?

3.Почему подъемный кран не опрокидывается в сторону поднимаемого груза? Почему без груза кран не опрокидывается в сторону противовеса?

4.Определите построением центр тяжести пластинки, изображенной на рисунке.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Почему нельзя встать со стула, если не наклонить корпус вперед?

2.От однородного вала отрезали конец длиной 40 см. Куда и на сколько переместился центр тяжести?

3.Однородная тонкая пластинка имеет форму равнобедренного треугольника с основанием 16 см и боковой стороной 10 см. На каком расстоянии от основания находится центр тяжести?

4.Определите построением центр тяжести пластинки, изображенной на рисунке.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Какой стакан более устойчив – пустой или с сахаром?

2.Стержень длиной 0,8 м и шар радиусом 0,2 м соединены вместе, причем ось стержня и центр шара лежат на одной прямой. На каком расстоянии от середины стержня находится центр тяжести системы, если массы стержня и шара одинаковы?

3.Почему половую щетку значительно легче удерживать на пальце, чем палку той же длины?

4.Определите построением центр тяжести пластинки, изображенной на рисунке.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.При установке стогометателей на колесные тракторы колеса должны быть расставлены на максимальную ширину колеи. Объясните физический смысл этого.

2.Два однородных шара массами 10 кг и 12 кг, радиусами 4 см и 6 см соединены посредством однородного стержня массой 2 кг и длиной 10 см. Центры шаров лежат на продолжении оси стержня. Найдите положение центра тяжести системы.

3.Почему можно управлять движением велосипеда при езде «без рук»?

4.Определите построением центр тяжести пластинки, изображенной на рисунке.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Постулаты специальной теории относительности.

Относительность времени

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Какие явления (механические, электрические, магнитные, тепловые, оптические) позволяют установить, движется ли лаборатория равномерно и прямолинейно или покоится относительно какой-либо инерциальной системы отсчета?

2.С гипотетической космической ракеты, движущейся к Земле равномерно и прямолинейно со скоростью 280 000 км/с, посылают радиосигнал. С какой скоростью этот сигнал придёт на Землю?

3.Определите радиус Шварцшильда для Юпитера, если его масса 1,9∙10²⁷ кг.

4.Как известно, одновременность событий относительна. Существует ли такая система отсчета, в которой попадание мяча в окно происходит одновременно с ударом по этому мячу?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Зависит ли скорость света в вакууме от длины волны? от частоты? от интенсивности? от скорости источника или наблюдателя?

2.Неподвижный наблюдатель 1, находившийся посередине между точками А и В, увидел, что в эти точки одновременно попали молнии. а) Одновременны ли эти события для наблюдателей 2 и 3, если они неподвижны? б) Для каких ещё неподвижных наблюдателей, кроме 1, события в А и В будут одновременными?

3.Тело имеет электрический заряд q в одной инерциальной системе отсчета. Каков его электрический заряд в другой инерциальной системе отсчета?

4.Для чего в науке необходимо знание всё более точной величины скорости света?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Представим такую ситуацию: бегун смотрит на себя в зеркало, которое держит перед собой в вытянутой руке. Увидит ли он себя в зеркале, если побежит со скоростью близкой к скорости света?

2.Определите радиус Шварцшильда для Сатурна, если его масса 5,68∙10²⁴ кг.

3.Представим следующую гипотетическую ситуацию. Человек держит перед собой в руке карандаш. Глядя на карандаш, он может представить себе проекцию карандаша на поверхность некоторой далёкой небесной сферы. Нетрудно предположить, что если перемещать карандаш перед собой, то его проекция по поверхности небесной сферы будет двигаться со скоростью, большей скорости света. Противоречит ли данная ситуация теории относительности А. Эйнштейна?

4.Почему говорят, что «взгляд на небо» - это «взгляд в прошлое»?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Квазар удаляется от Земли со скоростью, равной половине скорости света. Он испускает регистрируемый на Земле свет. Чему равна скорость этого света относительна нас?

2.Почему А. Эйнштейн основные положения специальной теории относительности назвал постулатами?

3.Одинаковые опыты по наблюдению спектра водорода выполнялись в одинаковых лабораториях на Земле и в космическом корабле, движущемся относительно Земли с постоянной скоростью, близкой к скорости света. Будут ли одинаковыми наблюдаемые эффекты?

4.Два события в некоторой инерциальной системе отсчета происходят в одной точке одновременно. Будут ли эти события одновременными в другой ИСО?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.В одной инерциальной системе отсчета получили зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза Т~ . Какая зависимость будет получена в системе отсчета, движущейся относительно этой системы отсчета со скоростью, близкой к скоростью света?

2.На локомотиве поезда собственной длины L вспыхивает прожектор. Это произошло в тот момент времени, когда пассажир, находящейся в последнем вагоне, и наблюдатель, стоящий на полотне железной дороги, поравнялись. Кто первым из них увидит вспышку? Поезд движется со скоростью относительно земли.

3.Космический корабль летит со скоростью v относительно звезды. С какой скоростью должен двигаться корабль, чтобы обогнать свет от этой звезды?

4.Определите радиус Шварцшильда для Земли, если её масса 6∙10²⁴ кг.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.В тот момент, когда середина поезда, движущегося равномерно и прямолинейно, проходит мимо наблюдателя 2, стоящего посередине перрона, одновременно для этого наблюдателя на концах перрона зажигаются фонари А и В. Одновременны ли эти события для наблюдателя 1, находящегося в середине поезда?

2.Скорость записи осциллографа равна скорости, с которой электронный луч прочерчивает линию на экране. Изготовитель утверждает, что скорость записи на его осциллографе равна 6∙10¹⁰ см/с. Объясните, может ли такое заявление быть правильным.

3.Три ракеты стартуют с ракетодрома интервалом в год и движутся далее по одной прямой с одинаковой скоростью 0,5 с. Командиры 1-й и 3-й ракет сверяют свои часы по радиосигналу со 2-й ракеты. Будут ли синхронизированы часы ракет сточки зрения наблюдателя, находящегося на Земле?

4. Определите радиус Шварцшильда для Нептуна, если его масса 87∙10²⁴ кг

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Замедление времени. Относительность длины.

Релятивистский закон сложения скоростей

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Возьмем шест длиной 20 м. В направлении его длины придадим ему такую скорость, чтобы в лабораторной СО длина стержня оказалась равной 10 м. В некоторый момент этот шест целиком может оказаться в сарае, длина которого также 10 м. Рассмотрим то же самое в СО бегуна с шестом. Для него наполовину сократившимся в длину оказывается сарай. Как же может 20-метровый целиком оказаться в 5-метровом сарае? Разве этот не вероятный вывод не доказывает, что в основе теории относительности где-то есть противоречие?

2.Во сколько раз замедляется ход времени при скорости движения 2,4∙10⁸ м/с?

3.Два ускорителя выбрасывают частицы навстречу друг другу со скоростями 0,95с. Определите относительную скорость сближения частиц с точки зрения наблюдателя, движущегося вместе с одной из частиц.

4.Собственная длина стержня равна 1 м. Определите его длину для наблюдателя, относительно которого стержень перемещается со скоростью 0,6с, направленной вдоль стержня.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Какую скорость должно иметь движущееся тело, чтобы его предельные размеры уменьшились в 2 раза?

2.Оцените относительную погрешность, возникающую при расчетах, если вместо релятивистского закона сложения скоростей воспользоваться классическим законом.

3.На фотонной ракете, летящей со скоростью 225 000 км/с относительно Земли, установлен ускоритель, разгоняющий электроны до скорости 240 000 км/с относительно ракеты в направлении её движения. Какова скорость этих электронов относительно Земли?

4.На космической станции произошла утечка кислорода. Оставшегося аварийного запаса достаточно на время τ. В момент обнаружения утечки, попавшие в бедствие, вылетели по направлению к базе на космолете и одновременно в момент старта послали сигнал бедствия на базу. Известно, что запаса кислорода до базы им не хватит. После получения сигнала бедствия на базе оттуда стартовал такой же космолет. Каким временем располагали на базе для сборов спасателей, если космолеты могут двигаться со скоростью υ относительно базы? Космическая станция и база неподвижны относительно друг друга.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.В космической ракете, движущейся относительно Земли равномерно и прямолинейно со скоростью 280 000 км/с, прошло 4 года. Сколько времени при этом прошло на Земле?

2.Ионизированный атом, вылетев из ускорителя со скоростью 0,8с, испустил фотон в направлении своего движения. Определить скорость фотона относительно ускорителя.

3.При какой скорости движения релятивистское сокращение длины движущегося тела составит 25%?

4.Г.Галилей предложил следующий способ для определения скорости света. На вершинах двух удаленных друг от друга холмов располагаются ночью наблюдатели с зажженными, но закрытыми фонарями. Наблюдатель на первом холме быстро открывает фонарь, то же делает наблюдатель на втором холме, как только заметит свет фонаря с первого холма. Первый наблюдатель измеряет промежуток времени между моментом, когда он открыл свой фонарь, и моментом, когда заметил свет фонаря с другого холма. Как вычислить скорость света из результатов этого опыта? Можно ли таким путём определить скорость света?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Какие доводы можно привести, чтобы развеять утверждение о том, что постулат о постоянстве скорости света (на скорость света не влияет равномерное движение источника или наблюдателя) должен быть отброшен как противоречащий здравому смыслу и основам классической механики? Из принципа относительности Г. Галилея следует закон сложения скоростей: при взаимном движении источника света и наблюдателя их скорости должны складываться.

2.Две ракеты движутся навстречу друг другу со скоростями ¾с относительно неподвижного наблюдателя. Определить скорость сближения ракет по классической и релятивистской формулам сложения скоростей.

3.Космический корабль летит со скоростью 0,6с относительно Земли. В кабине корабля растет стебель лука со скоростью 5 см/сут. Какова скорость роста стебля с точки зрения земного наблюдателя? Стебель расположен под прямым углом к направлению движения корабля.

4.При какой скорости движения тела релятивистское сокращение длины тела составляло бы 1%? 50%?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Среднее время жизни мюона (нестабильной элементарной частицы) согласно справочнику 2,2 мкс. Пучок мюонов движется со скоростью 0,95с. Какова средняя длина их пробега в отсутствие столкновений?

2.Космический корабль пролетает мимо Земли со скоростью 0,8с. Опишите, как меняется масштаб измерения длины метрового стержня, если его медленно поворачивать из перпендикулярного относительно скорости корабля положения в параллельное положение, с точки зрения: а) члена экипажа космического корабля; б) наблюдателя на Земле.

3.Какие существуют экспериментальные доказательства фактов замедления времени в движущихся с ускорением СО?

4.Два электрона движутся вдоль одной прямой со скоростями 0,9с и 0,8с относительно неподвижного наблюдателя. Какова относительная скорость электронов при их движении в одном направление? В противоположных направлениях?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Может ли электрон двигаться со скоростью, превышающий скорость света в данной среде?

2.Какое время пройдет по часам в ракете, движущейся равномерно и прямолинейно со скоростью υ, если на часах, покоящихся в инерциальной системе отсчета, относительно которой движется ракета, прошел 1 ч? Скорость ракеты считать равной 3000 км/с; 100 000 км/с; 250 000 км/с.

3.На какую часть от собственной длины изменяется длина стержня для неподвижного наблюдателя, относительно которого стержень движется со скоростью 4/5 с, направленной вдоль стержня?

4.Какие движения материальных тел можно описывать, используя формулы СТО?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Взаимосвязь энергии и массы

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Ракета движется относительно неподвижного наблюдателя со скоростью 0,99с. Какое время пройдет по часам неподвижного наблюдателя, если по часам, движущемся вместе с ракетой, прошел один год? Как изменятся линейные размеры тел в ракете (в направлении её движения) для неподвижного наблюдателя? Как изменится для этого наблюдателя плотность вещества в ракете?

2.Каким импульсом обладает электрон, движущийся со скоростью 4/5 скорости света?

3.Если масса представляет собой один из видов энергии, то означает ли это, что масса сжатой пружины больше массы свободной?

4.Найдите скорость мезона, если его полная энергия в 10 раз больше его энергии покоя.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Определите импульс электрона, скорость которого равна 0,75с, по классической и релятивистской формулам.

2.Сохраняется ли в релятивистской динамике понятие абсолютно твёрдого тела?

3.С единицы площади поверхности Солнца ежесекундно испускается энергия 74 мДж/(м²∙с). Насколько уменьшится масса Солнца за время 1000 лет?

4.Релятивистская масса движущегося протона в 1,5 раза больше его массы покоя. Определить полную и кинетическую энергии этого протона.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Электрон вынужден двигаться со скоростью меньше скорости света. Устанавливает ли это условие верхний предел для импульса электрона? Если да, то каков этот верхний предел?

2.При какой скорости кинетическая энергия частицы равна её энергии покоя?

3.Кинетическая энергия электрона 0,8 МэВ. Определите импульс электрона.

4.Объем воды в Мировом океане примерно равен 1,3∙10⁹ км³. На сколько возрастет масса воды в океане, если температура воды повысится на 1 ⁰С? Плотность воды в океане 1030 кг/м³.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Какова максимальная энергия кванта электромагнитного излучения, который образуется при аннигиляции электрона массой m и позитрона такой же массы?

2.Скорость частицы 30 Мм/с. На сколько процентов релятивистская масса движущейся частицы больше массы покоящейся частицы?

3.Солнце излучает световой поток мощностью 3,9∙10²⁶ Вт. За какое время масса Солнца уменьшится в 3 раза. Излучение Солнца считать постоянным.

4.Определить импульс частицы, если её кинетическая энергия равна энергии покоя.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Найти скорость, при которой релятивистский импульс частицы в 3 раза превышает его импульс, определяемый в классической механике.

2.Синхрофазотрон дает пучок протонов с кинетической энергией 10 ГэВ. Какую долю скорости света составляет скорость протонов в этом пучке?

3.Противоречит ли формула А. Эйнштейна Е₀ = mc² (энергия покоя тела) закону сохранения энергии?

4.Какому изменению массы соответствует энергия, вырабатываемая за 1 ч электростанцией мощностью 2,5∙10³ МВт.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Будет ли ускорение тела под действием постоянной силы оставаться постоянным при скорости, приближающейся к скорости света?

2.Полная энергия возросла на 1 Дж. На сколько при этом изменилась масса тела?

3.На сколько уменьшится масса 10 кг воды при её замерзании?

4.Тело массой покоя m движется криволинейно с постоянной по величине скоростью υ. Какая сила F действует на него в тот момент, когда ускорение тело равно α?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Молекулярная физика

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Масса атомов. Молярная масса. Агрегатные состояния вещества

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Перечислите известные вам доказательства существования молекул, не упомянутые в тексте учебника.

2.Какой объем занимают 100 моль ртути?

3.Почему не рекомендуется стирать окрашенные в темные цвета ткани вместе с белыми?

4.Хорошо откачанная лампа накаливания объемом 10 см³ имеет трещину, в которую ежесекундно проникает миллион частиц газа. Сколько времени понадобится для наполнения лампы до нормального давления, если скорость проникновения газа остается постоянной? Температура 0⁰С.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Газ способен к неограниченному расширению. Почему существует атмосфера Земли?

2.Почему из кусков разбитой чашки невозможно без применения клея изготовить новую, хотя известно, что между молекулами стекла действуют силы притяжения?

3.Сравните числа атомов в серебренной и алюминиевой ложках равной массы.

4.Кристаллы поваренной соли кубической системы состоят из чередующихся ионов натрия и хлора. Плотность соли 2200 кг/м3. Определите расстояние между центрами ближайших ионов.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Как вы считаете, наблюдалось бы броуновское движение, если бы молекулы прилипали при столкновениях к броуновской частице?

2.Вычислите массу одной молекулы озона ( О₃), углекислого газа ( СО₂) и метана ( СН₄).

3.Почему газы легче сжимаются, чем твердые тела и жидкости?

4.В комнате объема V = 60 м³ испарили капельку духов, содержащую m = 10^{-4 г ароматического вещества, Сколько молекул ароматического вещества попадает в легкие человека при каждом вдохе? Объем вдыхаемого воздуха} V=1 дм³. Молярная масса ароматического вещества М=1 кг/моль.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Чему равно количество вещества в литре воды?

2.Зная число АВОГАДРО, определите объем и диаметр атома золота.

3.Воздушный шарик, наполненный гелием, поднялся к потолку комнаты. Через некоторое время он опустился на пол. Почему?

4.При никелировании изделия его покрывают слоем никеля толщиной 1,5 мкм. Сколько атомов никеля содержится в покрытии, если площадь поверхности изделия 800 см²?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Почему броуновское движение особенно заметно у наиболее мелких взвешенных частиц, а у более крупных оно происходит менее интенсивно?

2.Капля масла объемом 0,003 мм³ растеклась по поверхности воды тонким слоем и заняла площадь 30 см² . Принимая толщину слоя равной диаметру молекулы масла, определите этот диаметр.

3.В какой среде при одной и той же температуре броуновское движение происходит интенсивнее - в капле воды или в капле масла?

4.Какой объем имеются N = 10²² атомов алмаза?

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Нарисуйте примерные траектории движения молекул газа, жидкости и твердого тела.

2.Оценить для железа: 1) число атомов в объеме V = 1 см³; 2) расстояние между центрами соседних атомов.

3.Скорость движения газовых молекул при обычных условиях измеряется сотнями метров в секунду. Почему же процесс диффузии газов происходит сравнительно медленно?

4.Считая, что объем молекул вода равен 1,1•10 см³, найти, какой процент от всего пространства, занятого водой, приходится на долю самих молекул.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Распределение молекул идеального газа в пространстве.

Распределение молекул идеального газа по скоростям

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.На рисунке показано сечение прибора, служащего для непосредственного измерения скорости теплового движения молекул. Покрытая серебром платиновая проволочка, натянутая вдоль общей оси цилиндров А и В диметром 12 и 240 мм, накаливалась током. Испаряющиеся с её поверхности атомы серебра пролетали в вакууме сквозь щель в цилиндре А и создавали на поверхности цилиндра В налет – полоску серебра. Когда прибор приводился в быстрое вращение вокруг оси цилиндров, происходило такое смещение, что средняя часть её М оказывалась в положении К на расстоянии МК=L. Вычислить среднюю скорость атомов, если смещение L при температуре проволоки 1173 К достигало 7,6 мм, а частота вращения цилиндров равнялась 2800 мин ^-1.

2.В стенке сосуда с разреженным газом сделано малое отверстие. Как будет изменяться температура газа при его вытекании?

3.Сколько молекул содержится в капле воды диаметром 0,1 мм?

4.Какую часть времени 10 частиц идеального газа будут распределены равномерно по двум половинам сосуда?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Отверстие в стенке перекрыто цилиндрической пробкой. На поверхности пробки прорезан узкий винтовой канал с шагом h. По одну сторону стенки находится разреженный газ, по другую вакуум. Молекулы газа легко поглощаются стенками канала. Пробка вращается с угловой скоростью ω. Какой скоростью будут обладать молекулы, прошедшие по каналу?

2.Сколько молекул содержится в капле ртути массой 0,01 г?

3.За какой время на поверхность стекла можно нанести слой серебра толщиной 5 мкм, используя для этого атомарный пучок с концентрацией атомов серебра 10¹⁸ м ^-3, движущихся со скоростью 0,39 км/с?

4.Определите полное число микросостояний при распределении шести частиц идеального газа по двум половинам сосуда, не разделенного перегородкой. Чему равно число способов реализации состояний ‹3│3›,‹2│4›,‹1│5›?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.При проведении опыта Штерна полоска серебра получается несколько размытой, так при данной температуре скорости атомов неодинаковы. По данным определения толщины серебра в различных местах полоски можно рассчитать доли атомов со скоростями, лежащими в том или ином интервале скоростей, от общего их числа. В результате измерений была получена следующая таблица:

Интервал скоростей (м/с)	Доля атомов %	Интервал скоростей (м/с)	Доля атомов %
0-100	1,4	600-700	9,2
100-200	8,1	700-800	4,8
200-300	16,7	800-900	2,0
300-400	21,5	900-1000	0,6
400-500	20,3	более 1000	0,3
500-600	15,1

На основании этой таблицы построить график распределения атомов серебра по скоростям (при температуре 1173 К). Как изменится вид графика при уменьшении интервалов скоростей? Что произойдет с ломаной линией, ограничивающей сверху прямоугольники графика?

2.Оценить концентрацию свободных электронов в натрии, полагая, что на один атом приходится один свободный электрон. Плотность натрия 970 кг/м³.

3.За 10 суток полностью испарилась из стакана 100 г воды. Сколько в среднем вылетало молекул с поверхности воды за 1 с?

4.Во сколько раз равномерное распределение 10 частиц ‹5│5› по двум половинам сосуда реализуется чаще, чем пребывание всех молекул в любой из двух половин сосуда?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.На горизонтальном валу, совершающем 200 об/с, на расстоянии 20 см друг от друга закреплены два тонких диска. Для определения скорости полета атомов паров серебра, вылетающих с поверхности проволоки раскаленной электрическим током, на обоих дисках на одинаковом расстоянии от оси вращения находятся одинаковые прорези. Определите скорость атомов серебра, если угловое смещение прорезей при котором атомы серебра пролетали через обои прорези, оказалось равным 18˚.

2.Плотность неизвестного газа равна 0,09 кг/м³. При этом в объеме 0,1 м³ содержится 2,7∙10²⁴ молекул. Какой это газ? Определить его молярную массу.

3.Найдите полное число микросостояний при распределении 6 частиц по трем одинаковым частям сосуда, не разделенными перегородками. Какую часть времени 6 частиц будут равномерно распределены по объему, т. е. реализуется микросостояние ‹2│2│2›?

4.Определить расстояние между ближайшими ионами кубической кристаллической решетки железа.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.На рисунке показано сечение прибора, служащего для непосредственного измерения скорости теплового движения молекул. Покрытая серебром платиновая проволочка, натянутая вдоль общей оси цилиндров А и В диметром 12 и 240 мм, накаливалась током. Испаряющиеся с её поверхности атомы серебра пролетали в вакууме сквозь щель в цилиндре А и создавали на поверхности цилиндра В налет – полоску серебра. Когда прибор приводился в быстрое вращение вокруг оси цилиндров, происходило такое смещение, что средняя часть её М оказывалась в положении К на расстоянии МК=L. Вычислить среднюю скорость атомов, если смещение L при температуре проволоки 1173 К достигало 9,5 мм, а частота вращения цилиндров равнялась 3000 мин ^-1.

2.Радоновые ванны содержат 1,8∙10⁶ атомов радона на объем воды равный 1 дм³. На сколько молекул воды приходится один атом радона?

3.Определите наиболее вероятный возраст учеников в вашем классе.

4.Какое количество вещества содержится в кислороде массой 48 г, если треть его молекул находится в диссоциированном состоянии?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Какой промежуток времени экспериментатор будет наблюдать равномерное распределение шести частиц по двум половинам сосуда, если опыт проводится в течение суток?

2.Вычислить плотность водорода, если известно, что число его молекул в сосуде вдвое больше числа Авогадро, а объем сосуда 40 л.

3.Угол между прорезями во вращающихся дисках в опыте Штерна составляет 90⁰. Прорезь образует угол 2⁰. Средняя скорость частиц, попадающих в вакуумную камеру, 450 м/с. В каком интервале скоростей детектор фиксирует частицы?

4.Сравнить число молекул воды и ртути, содержащиеся в равных объемах.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Температура

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Когда лед может быть нагревателем?

2.Найдите среднюю квадратичную скорость капельки воды массой 4∙10 ^{-21 кг, взвешенной во влажном воздухе. Температура воздуха 300 К.}

3.Если мы сейчас прикоснемся рукой одновременно к дереву и к металлу давно находящихся в классе, то дерево на ощупь нам покажется теплее, чем металл. Означает ли это что температура дерева выше температуры металла находящегося в том же помещении?

4.Какой термометр более чувствительный: ртутный или спиртовой (при прочих равных условиях)?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Можно ли обычным ртутным термометром измерить температуру одной капли горячей воды?

2.При какой температуре находился газ, если при его охлаждении до -73 ⁰С средняя квадратичная скорость его молекул уменьшилась в 2 раза?

3.Почему в современных жидкостных термометрах в качестве рабочей жидкости не используют воду?

4.В какой обуви больше мерзнут ноги зимой: в просторной или тесной?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Шарики двух термометров одинаковы. В одном шарике находится вода, в другом – ртуть. Почему в одинаковых условиях ртутный термометр охлаждается вдвое быстрее водяного?

2.Зачем в странах Средней Азии местные жители во время сильной жары носят шапки-папахи и ватные халаты?

3.Найти импульс молекулы азота, скорость которой равна средней квадратичной скорости при температуре 300 К.

4.Какую температуру покажет термометр в открытом космическом пространстве, в котором вещество отсутствует?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Можно ли говорить о температуре одной или нескольких молекул?

2.Вычислить среднюю квадратичную скорость атомов гелия при температуре 27 ⁰С.

3.Температуру какого вещества показывал термометр в тот момент, когда уровень ртути находился против штриха шкалы, обозначенного числом 20? Числом 100? Каким-либо промежуточным числом?

4.В каком платье летом менее жарко: в белом или в темном? Объясните почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Почему в медицинских термометрах используют ртуть, а не спирт или эфир?

2.Почему вода в открытых водоемах нагревается солнечными лучами медленнее, чем суша?

3.При некоторой температуре молекулы кислорода имеют среднюю квадратичную скорость 460 м/с. Какова при этой температуре средняя квадратичная скорость молекул азота?

4.Можно ли пользоваться ртутным термометром в Антарктиде?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Какими будут казаться на ощупь металл и дерево в тридцатиградусную жару? сорокоградусную жару? Почему? При какой температуре они будут казаться нам одинаково нагретыми?

2.Можно ли использовать в термометре вещество, объем которого с повышением температуры линейно уменьшается?

3.Почему в пустынях днем очень жарко, а ночью температура может упасть ниже 0 ⁰С?

4.Какова средняя квадратичная скорость молекул гелия при температуре 0,1 К? Какова средняя квадратичная скорость атомов гелия в атмосфере Солнца при температуре 6000 К?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Идеальный газ. Основное уравнение МКТ

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Газ оказывает давление на стенки сосуда, А давит ли один слой газа на другой?

2. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа, имеющего плотность 1,8 кг/м³ при давлении 152 кПа.

3. В 1м³ газа при давлении 1,5•10⁵ Па содержится 2•10²⁵ молекул. Определите среднюю кинетическую энергию хаотического движения этих молекул.

4. Часть стенки сосуда покрыли клеем, поглощающим все попадающие молекулы газа. Изменится ли давление газа на этом участке стенки?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

I. Почему молекула при соударении со стенкой действует на нее с силой, пропорциональной скорости, а давление пропорционально квадрату скорости?

2. Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если масса 3•10^{-3 кг, объем 0,5•10-3 м3}, средняя квадратичная скорость молекул 500м/с?

3. Как изменилось бы давление внутри газа или жидкости, если бы силы притяжения между молекулами внезапно исчезли?

4. Современные вакуумные насосы позволяют понижать давление до 10^{-12 мм.рт.ст. Сколько молекул газа содержится в 1 см3} при указанном давлении и температуре 48°С?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. В каких слоях атмосферы воздух ближе к идеальному: у поверхности земли или на больших высотах?

2. Чему равна средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул аргона, если 2 кг его, находясь в сосуде объемом 2 м³, оказывают давление 3•10⁵ Па?

3. Зависит ли давление газа на стенку сосуда от того является ли она абсолютно гладкой или шероховатой?

4. Во сколько раз изменится давление одноатомного газа в результате уменьшения его объема в 3 раза и увеличении средней кинетической энергии его молекул в 2 раза?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

I. В чем отличие между упругостью газа и упругостью пружины?

2. Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если масса молекул газ 3 г, объем 0,5 л, а средняя квадратичная скорость молекул 500 м/с?

3. Одинакова ли концентрация молекул газа внутри сосуда и у его стенки?

4. В закрытом сосуде находится идеальный газ. Как изменится его давление, если средняя скорость его молекул увеличится на 20%?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Имеет ли смысл вопрос: "Какое давление оказывает на стенку сосуда одна молекула"?

2. Вычислите среднее значение квадрата скорости молекул азота, если плотность азота в сосуде и давление соответственно равны 1,24 кг/м³ и 10⁵ Па.

3. В закрытом со всех сторон сосуде находится неидеальный газ, молекулы которого при ударах о стенки передают им часть кинетической энергии. Будет ли нагреваться сосуд, если он теплоизолирован от окружающей среды?

4. Два одинаковых сосуда, содержащих одинаковое число молекул азота, соединены краном. В первом сосуде средняя квадратичная скорость молекул 400 м/с, а во втором 500 м/с. Какая установится скорость, если открыть кран, соединяющий сосуды?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Имеется два сосуда с одинаковым числом молекул газа в них. В каком случае давления в них будут одинаковы?

2. В сосуде объемом 1 м³ содержится 1 моль идеального газа. Чему равна средняя кинетическая энергия его молекул? Давление газа 10⁵ Па.

3. Стенки сосуда, в котором находится газ температуры Т, имеют температуру Т_с. В каком случае давление газа на стенки сосуда больше, когда они холоднее газа (Т_с < Т) или когда теплее (Т_c>Т)?

4. Одинаковые сосуды наполнили - один водородом, другой - кислородом. Сравните давления этих газов, если одинаковы их: а) массы; б) количество молекул.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Температура. Энергия теплового движения молекул

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Какую температуру покажет термометр в комнате, в холодильнике, в открытом космическом пространстве, в котором плотность вещества равна нулю?

2. Найти температуру газа при давлении 100 кПа и концентрации молекул 10²⁵ м^-3.

3. Нормальная температура тела человеку равна приблизительно 37⁰ С. Почему же человеку не холодно при 25°С и очень жарко при 37⁰ С?

4. После того как в комнате включили электрокамин, температура воздуха повысилась от 17 до 22° С при неизменном давлении. На сколько процентов уменьшилось число молекул воздуха в комнате?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

I. Термометр, показывающий комнатную температуру (20⁰ С), поместили в кипящую воду (100⁰ С). Температуру какого вещества показывал термометр в тот момент, когда уровень ртути находился против штриха шкалы, обозначенного числом 20? числом 100? Каким-либо .промежуточным числом, например 60?

2. Определить среднюю квадратичную скорость молекул кислорода при 20⁰ С. При какой температуре эта скорость равна 500 м/с?

3. Зимой на улице металл на ощупь холоднее дерева. Каким будут казаться на ощупь металл и дерево в тридцатиградусную жару? Почему?

4. Общая кинетическая энергия молекул многоатомного газа равна 3,2 кДж, а масса 2•10^{-2 кг. Найти среднюю квадратичную скорость молекул этого газа.}

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Известно, что для измерения температуры человека медицинским термометром нужно 5 - 10 мин, а для того, чтобы сбросить ртуть температура, когда он вынут достаточно иногда секунды. Почему это происходит?

2. Определить количество молекул в I м³ азота и его плотность, если давление 1,33 нПа, а температура 290 К.

3. Как обычным термометром измерить температуру очень маленького насекомого, например, жука и долгоносика, длина тела которого 2-3 мм?

4. В баллоне вместимостью 10 л находится газ при температуре 27°С. Вследствие утечки газа давление снизилось на 4,2 кПа. Какое число молекул вышло из баллона, если температура сохранилась неизменной?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Почему, опустив термометр в сосуд с водой, нельзя сразу же снимать показание? Почему нельзя снимать показание, вынув термометр из воды?

2. Вычислить число молекул воздуха, находящихся в помещении размером 6х4х2,5 м при температуре 27° С и давлении 99,8 кПа.

3. У одного из двух одинаковых жидкостных термометров шарик зачернили, после чего оба термометра поместили в холодильник. Какой термометр быстрее покажет понижение температуры и почему?

4. Какое число молекул двухатомного газа содержится в сосуде объемом 20 см³

при давлении 1,06•10⁴ Па и температуре 27° С? Какой энергией теплового движения обладают эти молекулы?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Можно ли говорить о температуре одной или нескольких молекул?

2. Гелий находится при температуре 580 К.. При какой температуре должен находиться водород, чтобы средняя квадратичная скорость молекул этих газов была одна и та же?

3. Если температура в комнате 16⁰ С, то нам не холодно, но если войти в воду, температура которой 20⁰ С, то мы ощущаем довольно сильный холод. Почему?

4. При повышении температуры идеального газа на 150 К средняя скорость его молекул возросла от 400 до 500 м/с. На сколько градусов надо нагреть газ, чтобы увеличить среднюю скорость его молекул от 500 до 600 м/с?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Можно ли пользоваться ртутным термометром в Антарктиде?

2. Определите объем резервуара, в котором заключено 2-10²⁷ молекул газа оказывающего при температуре 27⁰ С; давление на дно и стенки резервуара, равное 2,76•I0⁵ Па.

3. Если у вас имеются два непроградуированных термометра, как определить, какой из них нагрет больше другого?

4. Какой воздух тяжелей: сухой или сырой (при заданной температуре и заданном давлении)?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Уравнение Клапейрона-Менделеева. Изопроцессы

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Вы надули щеки. При этом и объем, и давление воздуха во рту увеличивается. Как это согласовать с законом Бойля-Мариотта?

2. Какова разница в массе воздуха, заполняющего помещение объемом 50 м³, зимой и летом, если летом температура помещения достигает 40⁰ С, а зимой падает до 0°С?

3. Известно, что почва "дышит": ночью происходит "вдох", а днем "выдох". Объясните, почему и как это происходит.

4. В воде на глубине 1 м находится шарообразный пузырек воздуха. На какой глубине этот пузырек сожмется в шарик вдвое меньшего радиуса? Атмосферное давление нормальное?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Может ли объем идеального газа увеличится вдвое от нагревания на один градус при постоянном давлении?

2. Газы, выходящие из топки в трубу, охлаждаются от 1150 до 200⁰ С. Во сколько раз уменьшается их объем?

3. Почему нагретая медицинская банка "присасывается" к телу человека?

4. Когда из сосуда выпустили некоторое количество газа, давление в нем упало на 40%, а абсолютная температура - на 10%. Какую часть газа выпустили?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Почему в гараже камеры колес автомобиля нагнетают воздухом зимой до большего давления, чем летом?

2. Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объемом 120 м³ при повышении температуры от 15 до 225° С? Атмосферное давление 10⁵ Па.

3. Может ли объем идеального газа увеличиться вдвое от нагревания на один градус при постоянном давлении?

4. Газ массой 16 г при давлении 1 МПа и температуре 112⁰ С занимает объем 1,6л. Определите какой это газ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Можно ли реализовать одновременно изохорный и изобарный процессы при изменении температуры газа?

2. При давлении 10⁵ Па и. температуре 15⁰ С воздух имеет объем 2•10^{-3 м3}. При каком давлении данная масса воздуха займет объем 4•10^{-3 м3} , если температура его станет 20⁰ С?

3. Почему электрическая лампочка заполняется инертным газом при давлении, существенно меньшим атмосферного?

4. Какова разница в массе воздуха, заполняющего помещение объемом 50м³, зимой и летом, если летом температура помещения достигает 40⁰ С, а зимой до 0°С?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Почему в изотермическом процессе при уменьшении объема газа его давление увеличивается?

2. Определить давление воздуха в сосуде объемом 2•10^{-3 м3}, если его масса 1,2•10^{-2 кг, температура 27° С, а молярная масса 0,029 кг/моль.}

3. Где больше вероятность возникновения утренних заморозков - на возвышенности или в низине?

4. Находившийся в закрытом баллоне газ нагрели от 300 до 360 К, причем давление возросло на 0,81 МПа. Определить первоначальное давление. Расширением баллона пренебречь.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. При каком процессе нагревание газа сопровождается изменением его плотности? Почему?

2. В баллоне вместимостью 40 л находится 1,98 кг углекислого газа. Баллон выдерживает давление не более 30•10⁵ Па. При какой температуре возникает опасность разрыва баллона?

3. Два разных по объему, но имеющих одинаковое давление баллона с углекислым газом вынесли из теплого помещения на мороз. Одинаковым ли станет давление газа в них?

4. Цилиндрический сосуд делится на две части подвижным поршнем. Каково будет равновесное положение поршня, когда в одну часть сосуда помещено некоторое количество кислорода, в другую - такое же по массе количество водорода, если длина сосуда 85 см?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Внутренняя энергия. Работа газа при изопроцессах

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Какой объем занимает идеальный газ, если при нормальном атмосферном давлении его внутренняя равна 600 Дж?

2.В цилиндре под поршнем находится некоторая масса газа при температуре 300 К, занимающая при давлении 0,1 МПа объем 6 л. На сколько градусов надо охладить газ при неизменном давлении, чтобы при этом была совершена работа 50 Дж по его сжатию?

3.Газ, занимающий объем V₁ и имеющий давление Р₁, расширяется до объема V₂ один раз изобарно, а другой изотермически. В каком случае работа расширения газа больше? Ответ обоснуйте графически.

4.На втором этаже потенциальная энергия вязанки дров больше, чем на первом. Будет ли получена от сжигания этих дров на втором этаже большая энергия по сравнению с той, которая была бы получена при их сжигании на первом этаже?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Почему стальной орудийный ствол не плавится при выстреле, хотя температура газов при этом достигает 3600 ⁰С? (Температура плавления стали 1400 ⁰С).

2.Найдите концентрацию молекул идеального газа в сосуде вместимостью 2 л при температуре 27 ⁰С, если внутренняя энергия его равна 300 Дж.

3.Какую работу совершают два моля некоторого газа при изобарном повышении температуры на 10 К?

4.Почему температура выхлопных газов на выходе из глушителя низкая, несмотря на то, что в цилиндре двигателя она достигает 1800 ⁰С?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Тёплый воздух поднимается вверх. Почему же в нижней части тропосферы теплее, чем в верхней?

2.Каково давление идеального газа, занимающего объём 2 л, если его внутренняя энергия равна 300 Дж?

3.При изобарном нагревании 2 кг воздуха им была совершена работа 166 кДж. На сколько градусов был нагрет воздух? Молярная масса воздуха 29 г/моль.

4.Чем объяснить, что в начале осени в реках и озерах вода не замерзает, хотя температура воздуха на несколько градусов ниже нуля?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.В дизельном двигателе воздух подвергается очень сильному и быстрому сжатию. Для чего это делается?

2.Рассчитайте внутреннюю энергию идеального газа в количестве 3 моль при температуре 127 ⁰С.

3.Одинаковые массы водорода и кислорода изобарно нагревают на одинаковое число градусов. Во сколько раз работа, совершенная водородом, больше, чем кислородом?

4.На столе в кухне стоят стакан и графин с водой. Одинаковы ли внутренние энергии воды в этих сосудах?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Почему нагревается насос при накачивании шины?

2.Найти внутреннюю энергию смеси, состоящей из гелия массой 20 г и неона массой 10 г, при температуре 300 К.

3.Какую работу совершает кислород массой 0,32 кг при изобарном нагревании на 20 К?

4.Сравнить внутреннюю энергию одного моля гелия и водорода, находящихся при одинаковой температуре.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Какой газ при данной температуре обладает большей внутренней энергией – идеальный или реальный (при равном количестве молекул)?

2.Одноатомный идеальный газ, находящийся при 0⁰С, нагрет на 27 ⁰С. На сколько процентов возросла его внутренняя энергия?

3.Какую работу совершает газ, расширяясь изобарически при давлении 2∙10⁵ Па от объема 1,6 до объема 2,5 л?

4.Мука из-под жерновов выходит горячей, хлеб из печи вынимают тоже горячим. Какова причина повышения температуры этих тел?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Напищите первый закон термодинамики в следующих случаях: 1) теплообмен между телами в калориметре; 2) нагрев воды на спиртовке; 3) нагрев тела при ударе.

2.Одноатомный идеальный газ, первоначально занимающий объем 2 м³, изохорически перевели в состояние, при котором его давление увеличилось на 0,2 МПа. Какое количество теплоты сообщили газу?

3.При изотермическом процессе газу передано 6000 Дж теплоты. Чему равна работа, совершенная газом?

4.При изобарном расширении идеальный одноатомный газ получил 100 Дж теплоты. Какую он при этом совершил работу?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Может ли газ нагреться или охладиться без теплообмена с окружающей средой? Как это происходит?

2.При адиабатическом сжатии аргона массой 1 кг совершена работа 10⁵ Дж. Какова будет конечная температура Т₂ газа, если до сжатия аргон находился при температуре 27⁰С?

3.При изобарном сжатии идеального одноатомного газа над ним совершили работу 80 Дж. На сколько при этом уменьшилась его внутренняя энергия?

4.При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам теплоту 800 Дж. Какую работу совершил газ? Какую работу совершили внешние силы?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему уровень ртути понижается, если термометр поместить в струю воздуха, вытекающего из камеры волейбольного мяча? Влияет ли ветер на показание термометра?

2.Газу передано при изохорическом процессе 60 МДж теплоты. Чему равно изменение его внутренней энергии?

3.В каком случае изменение давления газа будет большим: при адиабатическом или изотермическом уменьшении его объема?

4.Определите изменение внутренней энергии 0,5 моль газа при изобарном нагревании от температуры 27⁰С до 47⁰С, если газу было сообщено количество теплоты 290 Дж.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Почему бензин, поступающий в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, испаряется в основном не во время такта всасывания, а во время такта сжатия?

2.При нагревании газа его внутренняя энергия увеличивается на 600 Дж и он совершает работу 200 Дж. Какое количество теплоты сообщили газу?

3.При адиабатном процессе газом была совершена работа 150 Дж. Как и на сколько изменилась его внутренняя энергия?

4.Как определить, какой из двух непроградуированных термометров показывает большую температуру?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.При резком сжатии газа в цилиндре поршнем объем газа уменьшился в 2 раза. Почему давление при этом возросло более чем в 2 раза?

2.При передаче газу количества теплоты 17 кДж он совершает работу, равную 50 кДж. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Охладился газ или нагрелся?

3.В изотермическом процессе газ получил 200 Дж теплоты. После этого в адиабатическом процессе газ совершил работу в два раза большую, чем в первом процессе. На сколько уменьшилась внутренняя энергия газа в результате этих двух процессов?

4.Почему гаснет свеча в сильной струе воздуха?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Воздух массой 2 кг находится в сосуде при температуре 16 ⁰С. Какую работу он совершит при изобарном нагревании до 100 ⁰С?

2.Почему можно говорить, что система обладает внутренней энергией, но нельзя сказать, что она обладает запасом определенного количества теплоты или работы?

3.В каком случае работа газа больше: при изотермическом расширении от объема V₁ до объема V₂ или при изобарном расширении от V₁ до V₂?

4.При изобарном расширении гелия газ получил 300 Дж теплоты. Найдите изменение объема газа, если его давление 20 кПа.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Тепловые двигатели. Второй закон термодинамики

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 80%. Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника?

2.Тепловая машина работает по циклу Карно и за счет каждой килокалории, полученной от нагревателя, совершает работу 1,7 кДж. Температура холодильника равна 20 ⁰С. Какова температура нагревателя?

3.Станет ли КПД тепловых машин равны 100%, если трение в частях машины свести к нулю?

4.К какому типу двигателей следует отнести огнестрельное оружие?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Отличается ли температура пара, выходящего из цилиндра паровой машины, от температуры пара, поступающего в цилиндр?

2.Двигатель работает по циклу Карно. Как изменится КПД теплового двигателя, если при постоянной температуре холодильника 17 ⁰С температуру нагревателя повысить со 127 до 447 ⁰С?

3.Совершая замкнутый цикл, газ получил от нагревателя 420 ДЖ теплоты. Какую работу совершил газ, если КПД цикла 10%?

4.В каком случае жидкое распыленное топливо в цилиндре двигателя внутреннего сгорания обладает большей внутренней энергией: к концу такта всасывания или к концу такта сжатия?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Что является нагревателем и что холодильником в ракетном двигателе?

2.Котел современной тепловой станции работает при температуре 550 ⁰С. Отработанное тепло может отводиться к озеру или реке при температуре около 20 ⁰С. Каков был бы КПД такой станции, если бы она работала по идеальному циклу Карно?

3.Во время каких тактов закрыты оба клапана в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания?

4.Как изменится температура воздуха в комнате, если бытовой холодильник будет работать с открытой дверцей?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Возможен ли процесс, при котором вся теплота, заимствованная от некоторого резервуара с постоянной температурой, идет на совершение работы?

2.Почему рабочее тело в тепловой машине должно совершать циклический процесс? Каковы роль нагревателя и холодильника?

3.КПД тепловой машины 50%. Какую работу совершает машина за один цикл, если ⁰холодильнику при этом передается 700 Дж теплоты?

4.Три четверти теплоты, полученной от нагревателя при осуществлении цикла Карно, передается холодильнику. Температура нагревателя 400 К. Найти температуру холодильника.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.В каком случае КПД цикла Карно повысится больше: при увеличении температуры нагревателя на ∆Т или при уменьшении температуры холодильника на такую же величину?

2.Тепловая машина совершает работу 200 Дж, при этом холодильнику передается 300 Дж энергии. Определите КПД тепловой машины.

3.КПД цикла Карно равен ¼. Во сколько раз нужно увеличить температуру нагревателя (оставляя неизменной температуру холодильника), чтобы КПД увеличился вдвое?

4.Иногда газ при охлаждении отдает меньшее количество теплоты, чем было затрачено на его нагревание. Не противоречит ли это закону сохранения энергии?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Можно ли количество теплоты, которое передается двигателем внутреннего сгорания холодильнику, использовать для теплофикации?

2.Чему равен максимальный КПД тепловой машины, если температура нагревателя 227 ⁰С, а холодильника 27 ⁰С?

3.Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 100 Дж. Температура нагревателя 100 ⁰С, температура холодильника 0 ⁰С. Найдите количество тепла, отдаваемое за один цикл холодильнику.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Фазовый переход пар – жидкость. Испарение. Конденсация.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Почему в летнюю жару температура поверхностных слоёв воды в открытых водоемах (прудах, реках и озерах) всегда бывает ниже, чем температура окружающего воздуха?

2.Почему огурец всегда на 1 - 2 ⁰С холоднее окружающей среды?

3.Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой 10 кг при температуре 100 ⁰С и охлаждении образовавшейся воды до 20 ⁰С?

4.Какое значение имеет для организма человека потовыделение?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Для чего разрезают на части картофель, яблоки и другие овощи и фрукты, предназначенные для сушки?

2.Почему в сухом воздухе человек выдерживает температуру, превышающую 100 ⁰С?

3.Какую массу воды, находящейся при температуре 30 ⁰С, можно испарить, затратив энергию 100 Дж?

4.Почему жирный бульон остывает дольше, чем такое же количество воды?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему в комнате после мытья пола чувствуется прохлада?

2.Что обладает большей внутренней энергией: вода при температуре кипения или пар той же массы при той же температуре?

3.Почему у многих растений пустыни вместо листьев колючки или шипы?

4.Почему в сильную жару собака высовывает язык?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Чем объяснить, что при наступлении засухи листья у многих растений скручиваются?

2.Из легких человека и животных вместе с выдыхаемым воздухом всегда выделяются водяные пары. Почему же мы видим это только в холодное время года?

3.Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой 2,5 кг, взятого при температуре кипения?

4.Как известно, после дождя цветы начинают пахнуть сильнее. Чем это объясняется?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Почему удар молнии часто расщепляет дерево?

2.Обычно при похолодании образование облаков усиливается. Почему же в хорошую погоду облака «тают» к вечеру, хотя в это время становится холоднее?

3.Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 0,75 кг от 20 до 100 ⁰С и последующее образование пара массой 250 г?

4.Почему нам становится холодно в намокшей одежде?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Когда лучше срезать листья салата, чтобы они были более сочными: рано утром или же вечером после жаркого дня?

2.В качестве одного из средств борьбы с заболачиваемостью в субтропической зоне применяют посадку специального сорта деревьев – эвкалиптов. Что этим достигается?

3.Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л, начальная температура которой была равна 10 ⁰С. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным?

4.Почему обычно не бывает росы под густым деревом?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кипение жидкости. Давление насыщенного пара. Влажность воздуха

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Как заставить закипеть жидкость, охлаждая сосуд?

2. Относительная влажность воздуха в комнате 44 %, а температура 20⁰ С. Какую температуру показывает влажный термометр психрометра?

3. В кастрюле бурно кипит вода, и в ней варятся макароны. Кипит ли вода в трубках макарон?

4. Всасывающий насос поднимает холодную воду на высоту 10,3 м. На какую высоту он поднимет воду, кипящую при температуре 100 ⁰С, если поршень насоса перемещается очень медленно?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Почему для кипения существенно повышение давления насыщенного пара в пузырьках, а не повышение давления имеющегося в них воздуха?

2. При какой температуре воздуха его относительная влажность равно 50 %, если известно, что в состояние насыщения водяные пары, содержащиеся в воздухе, переходят при 7⁰ С?

3. Как будет меняться температура кипения воды, если сосуд с водой опустить в глубокую шахту?

4. Что произойдет, вели космонавт, выйдя из корабля в открытый космос, откроет сосуд с водой?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Будет ли кипеть вода в кастрюле, которая плавает в другой кастрюле с кипящей водой?

2. Относительная влажность воздуха в комнате равна 80 %, температура воздуха 15 ⁰С. Каково давление водяного пара?

3. На улице моросит холодный осенний дождь. В комнате развешано выстиранное белье. Высохнет ли белье быстрее, если открыть форточку?

4. В двух одинаковых чайниках, поставленных на одинаковые горелки, кипит вода. У одного из них крышка часто подпрыгивает, а у другого неподвижна. Почему?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Почему температура кипения возрастает с увеличением давления?

2. Температура воздуха в комнате 20 ⁰С. Относительная влажность воздуха 60 %. При какой температуре воздуха за окном начнут запотевать оконные стекла?

3. Трубка, один конец которой запаян, наполнена водой и открытым концом опущена в стакан с водой. Вода и в стакане и в трубке постепенно нагревается до 100 ⁰С. Что при этом должно происходить в трубке?

4. Можно ли расплавить свинец в воде?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Готовя пищу, пастухи-горцы закрывают котел крышкой, а сверху кладут каши. Зачем?

2. Относительная влажность воздуха вечером при температуре 16 ⁰С равна 55 %. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до 8 ⁰С?

3. Раз прокипяченная вода закипает не так бурно, как сырая. Почему?

4. Чему равна плотность пара в пузырьках, поднимающихся к поверхности воды, кипящей при атмосферном давлении?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Сравнить поведение молекул в идеальном газе и в насыщенном паре при сжатии.

2. В комнате при температуре + 20°С измерения влажности показали 40 %. В это время на улице при температуре 0°С влажность оказалась равной 80 %. Если в комнате открыть форточку, то куда пойдут водяные пары: с улицы или из комнаты на улицу?

3. Целесообразно ли запаивать оловом отверстия в дне: а) кастрюли, в которой варят пищу; б) сковороды, служащей для поджаривания пищи?

4. В одном чайнике налита кипяченая вода, в другом - сырая. Как определить, в котором чайнике кипяченая вода?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Поверхностное натяжение. Смачивание, капиллярность

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Между двумя столбами натянута веревка. Как изменится прогиб веревки, когда она намокнет от дождя?

2.Определите внутренний диаметр капиллярной трубки, если спирт поднялся в ней на высоту 4,6 см. Спирт полностью смачивает стенки трубки.

3.Почему бидон, в котором хранится керосин, часто бывает покрыт снаружи тонким слоем керосина?

4.В каком случае из крана самовара падают более тяжелые капли: когда вода горячая или когда она остыла?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Какую жидкость можно налить в стакан выше его краев?

2.Вода в капиллярной трубке поднялась на 27,2 мм. На сколько опустится ртуть в той же трубке? Вода полностью смачивает трубку, а ртуть – полностью не смачивает.

3.Почему волоски кисточки в воде расходятся, а вынутые из воды слипаются?

4.Почему при утрамбовывании разрыхленной земли катками почвенные воды поднимаются выше?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Песок значительно тяжелее воды. Почему же ветер поднимает тучи песка в пустыне и образует сравнительно невысокие поднимающиеся брызги на воде?

2.Какую массу имеет капля воды, вытекающая из стеклянной трубки диаметром 10^{-3 м, если считать, что диаметр шейки капли равен диаметру трубки?}

3.Почему из мыльного раствора легко выдуть пузырь, а из воды нельзя?

4.Почему падающая струя воды всегда разрывается на капли? Нельзя ли, устранив возможные сотрясения, неограниченно увеличивать длину струи?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Почему на поверхности керосина и многих других горючих жидкостей никогда не бывает пыли?

2.На поверхность воды положили рамку в виде квадрата со стороной 6 см. Какая сила удерживает рамку на воде? Какую силу необходимо приложить, чтобы оторвать рамку от поверхности воды, если масса рамки 5 г?

3.Почему не следует держать рядом на лотке классной доски мел и влажную тряпку?

4.Некоторые насекомые могут свободно бегать по поверхности воды, как по твёрдой поверхности. Почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Можно ли носить воду в решете?

2.Каков максимальный размер капель воды, которые могут висеть на потолке?

3.Куда девается мыльная плёнка, когда лопнет?

4.Для удаления жирных пятен материю проглаживают горячим утюгом, подложив под неё лист бумаги. Почему жир при этом впитывается в бумагу, а не расходится по материи?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Почему новые полотняные ткани после стирки «садятся»?

2.В капиллярной трубке на Земле вода поднялась на 12 мм. На какую высоту поднимется вода в такой же капиллярной трубке на Луне, где ускорение свободного падения в 6 раз меньше?

3.Почему во избежание быстрого высыхания почвы стараются ранней весной вспахать землю и сразу же её забороновать?

4.При смазывании лыжных ботинок их нагревают, чтобы мазь лучше впитывалась. Как нужно нагревать ботинки – снаружи или изнутри?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кристаллизация и плавление твердых тел. Испарение и конденсация жидкостей

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Люди научились обрабатывать бронзу раньше, чем железо. Чем это объяснить?

2.Сколько теплоты уходит на приготовление воды из льда, масса которого 10 кг? Лед взят при температуре -20 ⁰С, а температура воды должна быть 15 ⁰С.

3.В алюминиевой кастрюле массой 0,2 кг находится вода объемом 0,5 л и лед массой 200 г при 0 ⁰С. Кастрюлю нагревают на электроплитке мощностью 600 Вт в течение 30 мин. Сколько выкипело воды, если КПД плитки 50%?

4.В калориметре смешиваются три химически не взаимодействующие жидкости массами 1 кг, 10 кг, 5 кг, имеющие соответственно температуры 6 ⁰С, -40 ⁰С, 60 ⁰С. Удельные теплоемкости жидкостей равны соответственно 2 кДж/(кг·К), 4 кДж/(кг·К), 2 кДж/(кг·К). Определите температуру смеси и количество теплоты, необходимое для последующего нагревания смеси до 6 ⁰С.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Почему сырые спички не загораются?

2.При изготовлении льда в холодильнике потребовалось 5 мин для того, чтобы охладить воду от 4 ⁰С до 0 ⁰С, и ещё 1 ч 40 мин, чтобы превратить её в лед. Определите удельную теплоту плавления льда.

3.Двухлитровый алюминиевый чайник налили доверху водой при температуре 20 ⁰С и поставили на электроплитку с КПД 30%. Мощность плитки 5 кВт, масса чайника 500 г. Через какое время масса воды в чайнике уменьшится на 200 г?

4.Какая масса воды окажется в смеси, если лед массой 150 г и воду массой 200 г, находящиеся в состоянии теплового равновесия, нагреть до 100 ⁰С путем пропускания пара, имеющего температуру 100 ⁰С?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Почему крупные озера редко замерзают от берега до берега, в то время как малые на той же географической широте покрываются сплошным слоем льда?

2.В медный сосуд, нагретый до температуры 350 ⁰С, положили 600 г льда при температуре -10 ⁰С. В результате в сосуде оказалось 550 г льда, смешанного с водой. Определите массу сосуда.

3.В сосуд, содержащий 4,6 кг воды при 20 ⁰С, бросают кусок стали массой 10 кг, нагретый до 500 ⁰С. Вода нагревается до 100 ⁰С, и часть её обращается в пар. Найдите массу образовавшегося пара.

4.Какое количество теплоты потребуется для сушки свежих фруктов массой 10 т, если масса готовой продукции составляет 20% от массы свежих фруктов, начальная температура фруктов 20 ⁰С, а температура в сушилке 80 ⁰С?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Почему ожоги паром опаснее ожогов кипятком?

2.В литр воды при температуре 20 ⁰С брошен ком снега массой 250 г, частично уже растаявший, т. е. содержащий некоторое количество воды при 0 ⁰С. Температура воды в сосуде при достижении теплового равновесия оказалась равна 5 ⁰С. Определите количество воды в коме снега.

3.Чайник, в который налили воду при температуре 10 ⁰С, поставили на электроплитку. Через 10 мин вода закипела. Через какое время вода полностью выкипит?

4.В электрическом чайнике мощностью 800 Вт можно довести до кипения воду объемом 1,5 л, имевшую начальную температуру 20 ⁰С, за время 20 мин. Найдите КПД чайника.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Кварцевая посуда прочна и никогда не лопается. Кварца на земле много. Почему же не делают посуду из кварца?

2.При охлаждении куска льда массой 0,5 кг от температуры 0 ⁰С до -40 ⁰С его внутренняя энергия уменьшается на 42 кДж. Найдите теплоемкость куска льда и удельную теплоемкость льда.

3.Кусок льда при температуре -10 ⁰С положили в электрочайник и стали его нагревать. Спустя время 30 мин из чайника испарилась десятая часть воды. Мощность чайника 1 кВт. КПД плитки 40%. Найдите массу куска льда.

4.В каком отношении следует смешать две массы воды, взятые при температурах 55 ⁰С и 0 ⁰С, чтобы температура смеси стала равной 21 ⁰С?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Одну из бутылок с водой положили на лед при температуре 0 ⁰С, вторую – опустили в воду при 0 ⁰С. Замерзнет ли вода в какой-нибудь из них?

2.В воду массой 480 г, имеющую температуру 22 ⁰С, бросили кусок льда с температурой -8 ⁰С. Сколько бросили льда, если температура смеси установилась равно 12 ⁰С?

3.В стеклянный стакан массой 100 г налито 200 г воды. Температура воды и стакана 75 ⁰С. На сколько понизится температура воды при опускании в неё серебряной ложки массой 80 г при температуре 15 ⁰С?

4.В чайник со свистком налили воду массой 1 кг и поставили на электрическую плитку мощностью 900 Вт. Через 7 мин раздался свисток. Сколько воды останется в чайнике после кипения воды в течение 2 мин? Каков КПД плитки? Начальная температура воды 20 ⁰С.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кристаллические тела. Аморфные тела

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Древесина анизотропна. Является ли она кристаллическим телом?

2. Почему холодный воск резать труднее, нежели нагретый?

3. Почему в мороз снег скрипит под ногами?

4. В каком случае строение стали будет более мелкозернистым после закалки: когда охлаждение производится в холодной воде или когда - в горячей воде?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Возникла ли бы профессия стеклодува, если бы стекло было кристаллическим телом, а не аморфным?

2. Почему в природе не существует кристаллов шарообразной формы?

3. Что произойдет с монокристаллом поваренной соли ( NaCl ), если его опустить в ненасыщенный раствор этой соли? в насыщенный? в пересыщенный?

4. Какая разница в строении крупинки сахарного песка и куска сахара - рафинада?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Кубик из оконного стекла и кубик, вырезанный из монокристалла кварца, опущены в горячую воду. Сохранят ли кубики свою форму?

2. Вблизи поверхности кристалла в процессе его роста наблюдаются так называемые концентрационные потоки раствора, поднимающиеся вверх. Объясните явление

3. Каково происхождение узоров на поверхности оцинкованного железа?

4. Почему в таблицах температур плавления различных веществ нет температуры плавления стекла?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Металлы и сплавы имеют кристаллическую структуру, однако анизотропность в механических, тепловых и электрических явлениях у них на практике проявляются довольно редко. Объясните, почему.

2. Шар, выточенный из монокристалла, при нагревании может изменить не только свой объем, но и форму. Почему?

3. Что будет с кристаллом, опущенным в ненасыщенный раствор или переохлажденный раствор?

4. При ударе кусок некоторого твердого тела разбивается на части, представляющие собой прямоугольные параллелепипеды или кубики различных размеров. Какое это вещество: кристаллическое или аморфное?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Почему кусок слюды легко расслаивается в горизонтальном направлении на тонкие пластинки, а в направлении, перпендикулярном пластинкам, расслаивается гораздо труднее?

2. На рисунке показано как изменяются со временем температуры металла и стекла. Который из графиков относится к металлу?

3. Почему углерод встречается в природе чаще в виде графита, а не алмаза?

4. Как легче строгать доску: вдоль волокон или поперек? Почему?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. В каком случае строение будет более мелкозернистым - после закалки в воде или в масле?

2. В металлических кристаллах все ионы положительны (отталкиваются). Почему же кристаллы не распадаются?

3. Если тело обладает анизотропией, означает ли это, что оно обязательно является кристаллическим?

4. Как, имея лишь сосуд с горячей водой, определить какой из двух одинаковых по внешнему виду шариков стеклянный, а какой из горного хрусталя?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Механические свойства твердых тел

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Можно ли подвергнуть деформации сдвига части вашего тела?

2. Медная проволока, площадь поперечного сечения которой 2 мм², разорвалась под действием груза, верящего 440 Н. Каков предел прочности меди?

3. Можно десять тысяч раз уронить железный таз, а фарфоровую вазу уронить нельзя ни разу. Ведь на десять тысяч раз нужно десять тысяч ваз. Почему?

4. Каково механическое напряжение у основания кирпичной стены высотой 20 м? Одинаковой ли должна быть прочность кирпичной кладки в основании стены и в её верхней части? Плотность кирпича 1800 кг/м³.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. В чем сходство и в чем различие между напряжением в твердом теле и давлением в жидкости?

2. Каково диаметра нужно взять стальной стержень, чтобы при нагрузке 25 кН растягивающее напряжение равнялось 6•10⁷ Па?

3. Какие виды деформаций испытывает стены зданий? Тросы подъемного крана? Рельсы железной дороги? Валы машин? Бумага при разрезании?

4. С помощью пресса, развивающего усилие 1,5 10⁷ Н, сжимают куб из хромоникелевой стали с ребром 15 см. Определите модуль Юнга для этого сорта, если сжатие куба составляет 0,5 мм.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Что означает утверждение "Относительное удлинение равно 1/2? равно 1? равно 0,0015? равно 12 10⁶?" Можно ли в жизни встретить такое значение относительного удлинения ?

2. Под действием какой силы, направленной вдоль оси стержня, в нем возникает напряжение 150 МПа? Диаметр стержня 0,4 см.

3. На рисунке схематически изображен процесс волочения, в результате которого из толстой проволоки получается более тонкая. Почему тонкий конец проволоки не отрывается, хотя и испытывает большие напряжения, необходимые для процесса волочения?

4. Какой груз может быть подвешен на стальном тросе диаметром 3 см при запасе её прочности, равным 10, если предел прочности стали 700 МПа?

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Почему при очень кратковременных воздействиях не возникают пластические деформации?

2. Какие силы надо приложить к концам стальной проволоки длиной 4 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм² для удлинения её на 2 мм?

3. Почему при небрежном обращении с тетрадью уголки листов загибаются и им не удается вернуть прежней формы?

4. Груз весом 12 Н подвесили к проволоке с поперечным сечением 0,2 мм².Что произойдет с проволокой, если она свинцовая? алюминиевая? латунная?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Что означает утверждение "Модуль упругости материала равен 7•10¹⁰ Па?

2. Какого поперечного сечения надо взять алюминиевый прут, чтобы подвесить к нему груз массой 200 кг при коэффициенте запаса прочности 5?

3. Предел прочности чугуна на сжатие близок к пределу упругости. Можно ли штамповать чугун? Прокатывать его?

4. Какую наименьшую длину должна иметь свободно подвешенная за один конец стальная проволока, чтобы она разорвалась под действием силы тяжести?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Как изменится площадь поперечного сечения стержня при продольном сжатии? При продольном растяжении?

2. Плуг связан с трактором железной тягой, длина которой 1 м и площадь поперечного сечения 10 см². Определите удлинение тяги при пахоте, считая, что сопротивление почвы движению плуга равно 1,6•10⁵ Н.

3. Современной медицине часто требуется материал с необычными свойствами. Такие материалы нужны для создания искусственных органов: клапанов и желудочков сердца, кровеносных сосудов и др. Какими свойствами должны обладать эти материалы?

4. Какой потенциальной энергией обладает пружина, если для её удлинения на 10 см понадобилось усилие 100 Н?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Распространение волн в упругой среде. Периодические волны. Стоячие волны

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Рыболов заметил, что за время 10 с поплавок совершил 20 колебаний, а расстояние между соседними гребнями волн 1,2 м. Какова скорость распространения волн?

2.Две точки находятся на прямой вдоль которой распространяются волны со скоростью 50 м/с. Период колебаний 0,05 с, расстояние между точками 0,5 м. Найдите разность фаз колебаний в этих точках.

3.На шнуре длиной 3 м, один конец которого привязан к стене, а другой колеблется с частотой 5 Гц, возбуждаются стоячие волны. При этом между источником и стеной образуется 6 узлов. Найти скорость распространения волны в шнуре.

4.В безветренную погоду мальчик, стоящий на берегу озера, бросил камень в воду и заметил, что волна, вызванная камнем, дошла до него спустя 5 с. Расстояние между соседними гребнями волн 0,5 м и за 2 с было 7 всплесков о берег. Как далеко мальчик бросил камень?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Расстояние между гребнями волн в море 5 м. При встречном движении катера волна за 1 с ударяет о корпус катера 4 раза, а при попутном – 2 раза. Найдите скорость волны и катера, если известно, что скорость катера больше скорости волны.

2.Найдите длину волны распространяющихся колебаний, если расстояние между первой и пятой пучностями стоячей волны равно 16 см.

3.Определите длину волны, если две точки среды, расположенные на одном луче на расстоянии 0,5 м, совершают колебания с разностью фаз π/8.

4.Человек, стоящий на берегу моря, определил, что расстояние между следующими друг за другом гребнями 12 м. Кроме того, он подсчитал, что за 75 с мимо него прошло 16 волновых гребней. Определить скорость распространения волн.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.На резиновом жгуте длиной 1,5 м, один конец которого привязан к стене, возбуждают стоячие волны с частотой 3 Гц. При этом на жгуте образуется 4 узла. Найдите скорость распространения волн в жгуте.

2.Волна с частотой 10 Гц распространяется в некоторой среде, причем разность фаз в двух точках, находящихся на расстоянии 1 м одна от другой на одной прямой с источником колебаний π радиан. Найдите скорость распространения волны в этой среде.

3.Упругая волна переходит из среды, в которой её скорость равна υ, в среду, где её скорость в два раза меньше. Что происходит с частотой и длиной волны?

4.По поверхности воды в озере волна распространяется со скоростью 6 м/с. Каковы период и частота колебаний бакена, если длина волны 3 м?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.На рисунке дана «моментальная фотография» смещения x частиц среды, в которой распространяется вдоль оси r упругая волна. Указать направление скорости частиц в точках А, В, С для продольной и поперечной волн.

2.Волны распространяются вдоль резинового шнура со скоростью 3 м/с и частотой 2 Гц. Какова разность фаз колебаний двух точек шнура, отстоящих друг от друга на расстоянии 75 см?

3.На озере в безветренную погоду бросили тяжелый якорь. От места бросания пошли волны. Человек, стоящий на берегу, заметил, что волна дошла до него через 50 с, расстояние между соседними горбами волн 0,5 м, а за 5 с было 20 всплесков о берег. Как далеко от берега находилась лодка?

4.В реку брошен камень. Какой будет образовавшаяся волна: круглой или вытянутой течением?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Человек, стоящий на берегу моря, определил, что расстояние между следующими друг за другом гребнями волн равно 8 м. Кроме того, он насчитал 23 волновых гребня за 60 с. Определить скорость распространения волны.

2.Определить разность фаз колебаний двух точек, удаленных от источника колебаний на расстояния 3,5 и 2 м, если период колебаний 0,5 с, а скорость распространения колебаний 6 м/с.

3.На рисунке показаны мгновенное положение и направление частиц среды в стоячей поперечной волне. Начертить положение частиц среды и направление их движения через 0,5 Т и Т (где Т – период колебаний).

4. Скорость волны на «мелкой воде» уменьшается с уменьшением глубины. Прямой фронт такой волны при приближении к берегу, полого уходящему в воду, искривляется вблизи него, повторяя его очертания. Почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Определите частоту основной моды колебаний и обертонов у бронзовой струны длиной 0,5 м, закрепленной на концах. Скорость звука в бронзе 3500 м/с.

2.В бегущей поперечной волне частица А (см. рисунок) имеет направление скорости, указанное на рисунке. В каком направлении «движется» волна?

3.При землетрясениях в океане возникают протяженные возмущения поверхности – волны цунами. Особенно далеко они распространяются вдоль подводных хребтов, почти не теряя своей разрушительной способности. Объясните это.

4.Какую волну – продольную или поперечную – описывает уравнение y = a cos (ωt – kx)?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Звуковые волны. Высота, тембр, громкость звука

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Почему в туман звуки слышны на более далеком расстоянии, чем в солнечную погоду?

2.Как изменяется высота тона струны или камертона при повышении температуры?

3. Когда наблюдатель воспринимает по звуку, что самолет находится в зените, он видит его под углом 73⁰ к горизонту. С какой скоростью летит самолет?

4.Почему неполный чайник перед закипанием воды шумит сильнее, чем полный?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Почему летучие мыши даже в полной темноте не натыкаются на препятствия?

2.Если мы смотрим издали на марширующих под духовой оркестр солдат, то нам кажется, что они идут не в такт с музыкой. Почему?

3.Самолет летит горизонтально на высоте 4 км над поверхностью Земли со сверхзвуковой скоростью. Звук дошел до наблюдателя через время 10 с после того как над ним пролетел самолет. Определить скорость самолета. Скорость звука 330 м/с.

4.Может ли звук сильного взрыва на Луне быть слышен на Земле?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Будет ли слышать звук реактивного двигателя летчик, если самолёт летит со сверхзвуковой скоростью, а двигатель находится позади пилота?

2.Реактиваный самолет пролетел со скоростью в два раза превышающей скорость звука, на высоте 5 км над наблюдателем. На каком расстоянии от наблюдателя был самолет, когда человек услышал звук?

3.Как летучие мыши, обладающие плохим зрением, могут в темноте найти комара или другое летающее насекомое?

4.Если ударить молотком по одному концу длинной металлической трубы, то стоящий у другого конца трубы услышит двойной удар. Почему?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Зачем полый корпус скрипки делают фигурным?

2.Какое влияние на слышимость звука оказывают занавеси и мягкая мебель?

3.Мотоциклист, движущийся по прямолинейному участку дороги, увидел, как человек, стоящий у дороги, ударил стержнем по висящему рельсу, а через 2 с услышал звук удара. С какой скоростью двигался мотоциклист, если он проехал мимо человека через 36 с после начала наблюдения?

4.Может ли возникнуть эхо в степи?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Почему дверь лишь чуть-чуть приоткрытая в шумный коридор, практически не уменьшает шума?

2.Случайно залетев в окно, летучая мышь часто садится людям на голову. Почему?

3.Когда самолет летит с дозвуковой скоростью, на земле слышен шум его двигателей. Если же пролетает самолет со сверзвуковой скоростью, то сначала слышен громкий хлопок, а затем уже шум двигателей. С чем это связано?

4.Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, фиксирует звук приближающегося поезда на 3 с раньше, чем слышит его в воздухе. На каком расстоянии от наблюдателя находился поезд? Скорость звука в воздухе 343 м/с, в стали 1500 м/с.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.На скрипке имеется всего четыре струны. Однако с помощью этих немногих струн музыкант получает огромное количество весьма разнообразных звуков. Как это делается?

2.Могут ли космонавты при выходе в открытый космос общаться между собой при помощи звуковой речи?

3.Оперный певец способен разбить большой винный бокал, спев очень громко

определенную ноту в течение нескольких секунд. Почему?

4.Звук выстрела и пуля, вылетающая из винтовки вертикально, одновременно достигают высоты 686 м. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найдите начальную скорость пули.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Электродинамика

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Электрический заряд. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1 Правильно ли выражение: " При трении создаются заряды"? Почему?

2. Почему заряженный электрон разрядится быстрее, если его шар покрыт пылью?

3. Можно ли на концах стеклянной палочки получить два одновременно существующих разноименных заряда?

4. На тонких шелковых нитях, укрепленных в одной точке, подвешены одинаковые легкие бумажные гильзы, имеющие электрические заряды одинакового знака, но разные по абсолютному значению. Одинаково ли гильзы отклоняются от вертикали, проходящей через точку подвеса?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Обычно говорят, что волосы наэлектризованные при их расчесывании, притягиваются к гребенке. А будет ли правильно выражение: "гребенка притягивается волосами"?

2. Проводя опыты с электризацией человека, его ставят на изолированную скамеечку. Объясните почему.

3. Два маленьких шарика с одноименными зарядами подвешены на изолирующих нитях

одинаковой длины L одной точке. Что произойдет с шариками в условиях невесомости?

4. Можно ли наэлектризовать трением латунную палочку?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Почему мельчайшие капельки одеколона, разбрызгиваемого пульверизатором, оказываются наэлектризованными?

2. Почему шарик, висящий на шелковой нити, притянувшись к наэлектризованному предмету, после соприкосновения с ним отскакивает?

3. На тонких шелковых нитях подвешены две одинаковые легкие бумажные гильзы, одна из них заряжена, другая нет. Как определить, какая из них заряжена, если не даны никакие приборы и материалы?

4. В стакан с водой поместили стальную булавку так, что она плавает. Куда будет перемещаться булавка, если к ней подвезли наэлектризованную эбонитовую палочку?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Почему при перевозке бензина к цистерне прикрепляют металлическую цепь, касающуюся земли?

2. Почему мы уверены, что электрический заряд бывает двух видов ("+" и "-"), а не трех, четырех?

3. Многие тела обнаруживающие способность наэлектризовываться трением (шелковые нити, бумага, кожа и др.), проявляют это свойство в большей степени, если их предварительно нагреть. Почему?

4. Два одинаковых металлических цилиндра стоят на изолирующей подставке. Как получить на них заряды, одинаковые по абсолютному значению и знаку?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. В каком материале - стекле или шелке - электроны в молекулах и атомах веществ более сильно удерживаются притяжением атомных ядер?

2. Отрицательно заряженное тело притягивает подвешенный на нити легкий шарик, а положительно заряженное тело отталкивает. Можно ли утверждать, что шарик заряжен? Каков знак заряда?

3. Почему шарик, висящий на шелковой нити, притянувшись к наэлектризованному предмету, после соприкосновения с ним отскакивает?

4. Изолированному проводящему шару сообщен положительный заряд. Изменится ли при этом его масса?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Всегда ли одно и то же вещество при трении или соприкосновении с электрически нейтральными предметами из каких-либо других веществ электризуется зарядом одного и того же знака?

2. Почему у наэлектризованных людей волосы поднимаются вверх?

3. На шелковой нити висит заряженная бумажная гильза. Как узнать, какого рода заряд находится на гильзе?

4. Две одинаковые легкие гильзы из фольги подвешены на шелковых нитях равной длины в одной точке. После того как гильзам сообщили заряд одинакового знака, они удалились одна от другой (при этом нити между собой образовали некоторый угол). Что произойдет, если одну из гильз разрядить?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Закон Кулона. Единицы электрического заряда

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. В чем сходство и различие закона Кулона и закона всемирного тяготения?

2. Электрические заряды двух туч соответственно равны 20 и - 30 Кл. Среднее расстояние между тучами 30 км. С какой силой взаимодействуют тучи?

3. Два заряда q₁ = 0,5 мкКл и q₂ = 1,5 мкКл находятся на расстоянии r = 10 см друг от друга. Заряды привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. На сколько изменилась сила их взаимодействия?

4. В вершинах квадрата со стороной а помещены заряды по 1•10^-6 Кл. Какой отрицательный заряд нужно поместить в точке пересечения диагоналей, чтобы вся система находилась в равновесии?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Можно ли рассчитать силу взаимодействия между двумя заряженными телами, изображенными на рисунке. Ответ обоснуйте.

2. На каком расстоянии нужно расположить два заряда 5•10^-9 и 6•10^-9 Кл, чтобы они отталкивались с силой 12•10^-4 Н?

3. С какой силой будут взаимодействовать протоны и электроны, содержащиеся в медном шарике V = 1 см³ , если их развести на расстояние r = 1 м? Число электронов в атоме меди N = 29.

4. Три одинаковых точечных заряда по 20 нКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. На каждый заряд действует сила 10 мН. Найти длину стороны треугольника.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Может ли частица иметь заряд, равный 3,2 •10^-19 Кл? 5•10^-19 Кл? 10•10^-19 Кл?

2. Два точечных одинаковых заряда взаимодействуют друг с другом силой 0,4 мН, находясь на расстоянии 5 см друг от друга. Чему равен каждый заряд?

3. Два маленьких одинаковых металлических шарика c зарядами q = 2 мкКл и q = - 4 мкКл находятся на расстоянии r = 30 см друг от друга. На сколько изменится сила их взаимодействия, если шарики привести в соприкосновение и вновь развести на прежнее расстояние?

4. Два шарика одинаковой массы и радиуса подвешены в воздухе на нитях так, что их поверхности соприкасаются. После того как каждому шарику был сообщен заряд 4•10^-7 Кл, нити разошлись на угол 60°. Рассчитайте массу шариков, если расстояние от точки подвеса до центра шарика 0,2 м.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. В средней точке между двумя закрепленными одинаковыми зарядами помещен такой же третий незакрепленный заряд, будет ли он в равновесии, и если да, то в каком: устойчивом или неустойчивом?

2. Во сколько раз надо изменить расстояние между зарядами при увеличении одного из них в 4 раза, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

3. Заряженные шарики, находящиеся на расстоянии 2 м друг от друга, отталкиваются с силой 1 Н. Общий заряд шариков 5•10^-5 Кл. Как распределен этот заряд между шариками?

4. Заряды 90 и 10 нКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы силы, действующие на него со стороны двух других зарядов, были равны по модулю и противоположны по направлению?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Сравните силы электростатического и гравитационного взаимодействий двух электронов.

2. На каком расстоянии друг от друга заряды q₁ = 1 мкКл и q₂ = 10 нКл взаимодействуют с силой F = 9 мН?

3. Два тела, имеющие равные отрицательные электрические заряды, отталкиваются в воздухе с силой 0,9 Н. Определить число избыточных электронов в каждом теле, если расстояние между зарядами 8 см.

4 Одноименные заряды q₁= 0,2 мкКл, q₂ = 0,5 мкКл и q₃ = 0,4 мкКл расположены в вершинах треугольника со сторонами а = 6 см, в = 8 см, с = 10 см. Определить модуль и направление силы, действующей на заряд q₃.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Четыре заряда, равные по абсолютной величине, помещены в вершинах квадрата. Будут ли заряды сближаться, разбегаться друг от друга или вся система будет находиться в равновесии?

2. Определите силу взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода, если расстояние между ними равно 0,5•10^{-8 см.}

3. На двух одинаковых капельках воды находятся по одному лишнему электрону, причем сила электрического отталкивания уравновешивает силу их взаимного притяжения. Каковы радиусы капелек?

4. В центре квадрата расположен положительный заряд по 250 нКл. Какой отрицательный заряд надо поместить в каждой вершине квадрата, чтобы система зарядов находилась в равновесии?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Напряженность электростатического поля. Линии напряженности электростатического поля. Принцип суперпозиции электростатических полей

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. Иногда говорят, что линия напряженности электростатического поля это линия, по которой будет двигаться электрический заряд в электростатическом поле. Правильно ли это?

2. Нарисовать картину силовых линий электростатического поля между 3 точечными зарядами + q, + q, и —2 q лежащими в вершинах равнобедренного треугольника.

3. Два заряда, равных 20 нКл и 0,16 мкКл, помещены на расстоянии 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной от первого заряда на 3 см и от второго на 4 см.

4. В вершинах равностороннего треугольника со стороной а находятся заряды + q, + q, — q. Найти напряженность поля в центре треугольника.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. На рисунке показаны картины силовых линий трех электрических полей. Как будет вести себя в этих полях положительно заряженный шар?

2. Нарисовать картину силовых линий электрического поля между 3 точечными зарядами —2 q, + q, + q лежащими на одной прямой, на одинаковом расстоянии друг от друга.

3. В однородном электрическом поле электрон движется с ускорением 3,2•10¹³ м/с². Определить напряженность поля, если масса электрона равна 9,1 10^{-31 кг.}

4. Метку зарядами +6,4•10^-6 Кл и 6,4•10^-6 Кл расстояние равно 12 см. Найдите напряженность поля в точке, удаленной на 8 см от обоих зарядов.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Задана картина силовых линий электрического поля. В какой точке А, В или С - сила, действующая на внесенный в поле, пробный заряд, будет наибольшей?

2. Нарисовать картину силовых линий поля между двумя точечными зарядами +2 q и - q.

3. На каком расстоянии от заряда 1•10^-8 Кл напряженность поля равна 300 Н/Кл?

4. Два заряда, один из которых по модулю в 4 раза больше другого, расположены на расстоянии а друг от друга. В какой точке пространства напряженность поля равна нулю, если заряды разноименные?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. В каком случае заряженная частица в электрическом поле движется вдоль силовых линий?

2. Нарисовать картину силовых линий электростатического поля между тремя одинаковыми зарядами, расположенными в вершинах равностороннего треугольника.

3. С какой силой действует электрическое поле Земли, напряженность которого 100 Н/Кл, на тело, несущее заряд 1•10^-6 Кл?

4. В вертикально направленном однородном электрическом поле находится пылинка массой 1•10^{-9 г и зарядом 3,2•10-17} Кл. Какова напряженность поля, если сила тяжести пылинки уравновешена силой электрического поля?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Почему силовые линии электростатического поля не пересекаются?

2. Почему электрическое поле вблизи проводника перпендикулярно его поверхности?

3. Найти напряженность электростатического поля металлического шара радиусом 3 см и имеющего заряд 16 нКл на расстояниях 2 и 4 см от центра шара.

4. В трех вершинах квадрата со стороной 0,4 м находятся одинаковые положительные заряды по 5•10^-6 Кл. Найти напряженность поля в четвертой вершине.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Могут ли силовые линии электростатического поля быть замкнутыми?

2. В каком случае напряженность электрического поля в какой-либо точке и сила, действующая на пробный заряд в той же точке, будут направлены в противоположные стороны?

3. При напряженности 3•10⁶ Н/Кл воздух перестает быть надежным изолятором и в нем происходит искровой разряд. Каким, должен быть радиус шара, чтобы на нем мог удержаться заряд в 1 Кл?

4. Расстояние между зарядами +q и +9 q равно 8 см. На каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля равна нулю?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Работа сил электростатического поля. Потенциал электростатического поля

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1. В электрическом поле точечного заряда из точки А в тоски В, С и Д перемещали один и тот же заряд. Сравните работы по перемещению и обоснуйте ответ.

2. В координатах (φ, r) изобразите график зависимости потенциала поля точечного: а) положительного; б) отрицательного заряда от расстояния, от заряда.

3. На рисунке изображены силовые линии некоторого электрического поля. Является ли это поле потенциальным?

4. Два точечных электрических заряда 2•10^-8 и 3•10^-9 Кл находится в вакууме на расстоянии 0,6 м один от другого. Какую работу следует совершить, чтобы сблизить заряды до расстояния 25 см?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Сравните работу электрического поля при перемещении точечного заряда по контуру 1 и по контуру 2.

2. Чему равна разность электрических потенциалов между точкой на поверхности проводящего заряженного шара и любой точкой расположенной внутри него?

3. Бесконечные плоскости 1 и 2 параллельны друг другу и заряжены положительным электричеством с одинаковой плотностью . Найти напряженность в точке А и В.

4. Потенциалы точек А и В равны 30 В и 20 В. Найти потенциал точки С, лежащей посередине между точками А и В.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1. Сравните работы по перемещению заряда в электрическом поле из точки А в точки В, С, Д и Е.

2.Проводящий шар В находится в электрическом поле шара А. Является ли при этом поверхность шара В эквипотенциальной поверхностью?

3. Какую кинетическую энергию дополнительно получит электрон, пройдя разность потенциалов 1 МВ?

4. На расстоянии 5 см от поверхности шара потенциал электрического поля равен 1,2 кВ, а на расстоянии 10 см он равен 900 В. Определить радиус шара, его заряд и потенциал.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. На рисунке показаны силовые линии и две эквипотенциальные поверхности (А и В). Какая поверхность имеет больший потенциал? В какой точке - С или Д - больше напряженность поля?

2. В координатах (Е, r) изобразите график зависимости напряженности поля точечного: а) положительного, б) отрицательного заряда от расстояния от заряда.

3. Чему равна напряженность поля и потенциал внутри заряженного шарового проводника?

4. Полый шар равномерно заряжен электричеством. В центре шара потенциал φ₁ = 120 В, а в точке на расстоянии r = 36 см от центра потенциал φ₂ = 20 В. Каков радиус шара?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. На рисунке а) показаны эквипотенциальные поверхности положительного заряда, на рисунке б) отрицательного. Объяснить в каждом случае, какой потенциал больше φ₁ или φ₂ Изобразить силовые линии электрического поля в каждом случае.

2. На рисунке показаны линии напряженности поля. В какой точке поля (1 или 2) потенциал больше? Ответ обоснуйте.

3. Два шара - большой и маленький - равномерно заряжены электричеством, с поверхностной плотностью заряда G. Будут ли одинаковы потенциалы шаров?

4. Какую скорость может сообщить электрону, находящемуся в состоянии покоя, ускоряющая разность потенциалов в 1000 В? Масса электрона 9,1 10^{-31 кг.}

------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Что означает утверждение: «Напряжение (разность потенциалов) между двумя точками поля равно 127 В; 220 В; 600 В?»

2.При лечении электростатическим душем к электродам электрической машины приложена разность потенциалов 10⁵ В. Какой заряд проходит между электродами за время процедуры, если известно, что электрическое поле совершает при этом работу, равную 1800 Дж?

3.На рисунке изображено электрическое поле с помощью эквипотенциальных поверхностей (φ₁ > φ₂ > φ₃). Укажите направление вектора напряженности.

4.Напряженность поля, при котором происходит пробой органического стекла, 30 кВ/мм. Какую наименьшую толщину должно иметь стекло, чтобы изолировать напряжение 10 кВ?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Электрическое поле в веществе.

Диэлектрики в электростатическом поле. Проводники в электростатическом поле. Распределение зарядов по поверхности проводника

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Могут ли два положительно заряженных шара притягиваться друг к другу?

2.Почему покрытый пылью заряженный проводник быстро теряет свой заряд?

3.Несколько одинаково заряженных шариков одного размера и массы подвешены на нитях одинаковой длины, закрепленных в одной точке. Опуская шарики в жидкий диэлектрик, заметили, что угол отклонения нитей от вертикали в воздухе и в диэлектрике остается одним и тем же. Найдите диэлектрическую проницаемость диэлектрика, если его плотность в 1,25 раза меньше плотности материала шариков.

4.На расстоянии 3 см от заряда 4 нКл, находящегося в жидком диэлектрике, напряженность поля 20 кВ/м. Определите относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Наиболее вероятен удар молнии в те места, где поверхностный слой почвы лучше проводит электричество (например, болотистые места). Почему?

2.Всегда ли поверхностная плотность заряда у проводящего шара во всех точках одинакова?

3.Радиус металлического шара 5 см, а толщина сферического слоя эбонита, окружающего шар, 5 см. Заряд шара 6∙10^-9 Кл. Вычислить напряженность поля в точках, лежащих на расстоянии 6 см и 12 см от центра шара, и построить график зависимости напряженности от расстояния.

4.Два точечных заряда взаимодействуют в вакууме на расстоянии 5 см с силой 120 мкН, а в жидком диэлектрике на расстоянии 10 см – с силой 15 мкН. Найдите диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Положительно заряженная стеклянная палочка отталкивает подвешенное на нити тело. Следует ли отсюда, что тело заряжено положительно?

2.Почему во время грозы нельзя укрываться под деревьями?

3.Шарик массой 4,5 г с зарядом 0,1 мкКл помещен в масло плотностью 800кг/м³. Плотность материала шарика 1500 кг/м³. Определите напряженность электрического поля, в которое следует поместить шарик, чтобы он находился в равновесии.

4.Заряженный шарик погрузили в керосин. На каком расстоянии от шарика напряженность поля будет такая же, какая была до погружения в керосин на расстоянии 29 см?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Имеется металлический заряженный шарик на изолирующей ручке. Как передать электроскопу заряд, равный заряду шарика?

2.Почем для молниеотвода используют заостренный стержень?

3.Определите заряд заземленного металлического шара радиусом 2 см, если на расстоянии 1 м от его центра находится точечный заряд 5 мкКл.

4.Две концентрические проводящие сферы имеют радиусы 19 и 20 см. Внутренняя сфера заряжена, заряд внешней равен нулю. Во сколько раз уменьшится потенциал внутренней сферы, если её соединить с внешней сферой тонкой проводящей проволокой.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Парфиновый шарик притягивается к заряженному металлическому шарику в воздухе, но отталкивается от него в воде. Почему?

2.Находясь высоко в горах, альпинисты стремятся хранить металлические предметы подальше от лагеря. Почему?

3.Положительно заряженный шарик массой 0,18 г и плотностью вещества 1800 кг/м³ находится во взвешенном состоянии в жидком диэлектрике плотностью 900 кг/м³. В диэлектрике имеется однородное электрическое поле напряженностью 45кВ/м, направленное вертикально вверх. Найдите заряд шара.

4.Маленький шарик, имеющий заряд 10^-9 Кл, находится на расстоянии 3 см от плоской металлической заземленной стенки. С какой силой они взаимодействуют?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Почему во время грозы радистам запрещается работать с переносной радиостанцией, если её антенна не заземлена?

2.Два точечных заряда взаимодействуют в вакууме на расстоянии 10 см с такой же силой, как в диэлектрике на расстоянии 5 см. Определите диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

3.Как, имея электрический заряд, получить равный ему по величине заряд, но другого знака?

4.Металлический шар радиуса 5 см, несущий заряд, равномерно распределенный с поверхностной плотностью 2∙10^-9 Кл/м², погружают в керосин. Определить величину и знак поляризационного заряда, наведенного на границе металл-диэлектрик.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Электроемкость уединенного проводника. Электроемкость конденсатора

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ1

1. Объясните, обладают ли электроемкостью провода высоковольтных линий и подземные кабели?

2. При сообщении металлическому шару, находящемуся в воздухе, заряда 2•10^-7 Кл его

потенциал оказался равным 18кВ. Определить радиус шара.

3. Два металлических шара - большой и маленький - заряжаются одинаковым количеством электричества. Будут ли одинаковыми потенциалы шаров? Что произойдет, если шары соединить проволокой?

4. Эталон емкостью 1 мкФ делается из тонких листочков металла, прослоенных листочками толщиной 0,1 мм. Какова должна быть поверхность такого конденсатора?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1. Изменится ли разность потенциалов пластин воздушного конденсатора, если одну из них заземлить?

2. Определить электроемкость уединенного металлического шара радиусом 10 см, если шар находится в вакууме? опущен в воду?

3. Если к шарику заряженного электроскопа поднесли (не касаясь шарика) руку, листочки немного опадают. Почему?

4. Расстояние между пластинами квадратного плоского конденсатора со стороной 10 см равно 1 мм. Какова разность потенциалов между пластинами, если заряд конденсатора равен 1 нКл?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ З

1. Обладает ли незаряженный провод электроемкостью?

2. Какой заряд надо сообщить шару диаметром d = 18 см, находящемуся в масле, чтобы изменить его потенциал на Δφ ==400 В?

3. Как изменится пробивное напряжение плоского воздушного конденсатора, если на его внутренней поверхности появится бугорок, например, пылинка?

4. Слюдяной конденсатор состоит из двух пластин площадью по 15 см² каждая. Расстояние между пластинами 0,2 мм. Какой наибольший заряд можно сообщить конденсатору при напряжении 2•10³ В?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1. Определите электроемкость земного шара. Радиус земного шара 6400 км.

2. Два металлических шара - большой и маленький - заряжаются до одинакового потенциала? На каком шаре при этом будет большой заряд? В какую сторону будет перетекать заряд, если шары соединить проволокой?

3. Что произойдет с разностью потенциалов на пластинах заряженного конденсатора, если уменьшить расстояние между ними?

4. С какой силой взаимодействуют пластины плоского воздушного конденсатора площадью S = 0,01м², если напряжение на пластинах U =500 В и расстояние между ними d =310^-3м?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1. Два проводника имеют одинаковую форму и размеры, причем один из них полый, а другой сплошной. Если сообщить каждому из них одинаковый заряд, то будут ли их потенциалы равны?

2. Найти емкость плоского конденсатора, состоящего из двух круглых пластин диаметром d = 20 см, разделенных поролоновой прослойкой толщиной L = 1мм.

3. Два одинаковых шарика диаметром d = 1 см каждый заряжены до потенциала φ₁ = - 6 кВ Вычислить силу притяжения между этими шариками на расстоянии R = 1м.

4. Одна из пластин плоского конденсатора больше другой. Какая из этих пластин приобретет больший заряд при заряде конденсатора?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1. Можно ли изменить потенциал проводника, не изменяя его заряда и формы?

2. До какого напряжения нужно зарядить конденсатор емкостью 4 мкФ, чтобы ему передать заряд 4,4•10^-4 Кл?

3. Почему из двух конденсаторов одинаковой емкости и с одинаковыми диэлектриками и фольгой большие размеры имеет тот, который рассчитан на более высокое напряжение?

4. Конденсатор емкостью С зарядили до напряжения U₁ = 500 В. Каким будет напряжение U₂, если пластины раздвинуть на расстояние в 10 раз больше первоначального?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Соединения конденсаторов. Энергия электростатического поля

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 1

1.Во сколько раз увеличится емкость плоского конденсатора, пластины которого расположены вертикально, если конденсатор погрузить до половины в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью 5?

2.Возьмем плоский конденсатор и зарядим его пластины одинаковыми по величине и противоположными по знаку зарядами. Почти все электрическое поле будет сосредоточено внутри конденсатора. Энергия такого конденсатора остается постоянной. Электрон, попав в электрическое поле конденсатора, будет ускоряться. Следовательно, он приобретает кинетическую энергию. Откуда же взялась дополнительная энергия у электрона?

3.Конденсатор емкостью 4 мкФ, заряженный до напряжения 10 В, и конденсатор емкостью 6 мкФ, заряженный до напряжения 20 В, соединили параллельно разноименными полюсами. Какой заряд окажется на пластинах первого конденсатора после соединения?

4.Определите емкость бесконечно длинной системы одинаковых конденсаторов емкостью С, соединенных друг с другом, как показано на рисунке.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 2

1.Когда конденсатор присоединили к батарее аккумуляторов, он зарядился и приобрел энергию 1 Дж. Какую работу совершила при этом батарея?

2.Конденсатор, имеющий заряд 10 нКл, площадь пластин 10 см² и расстояние между пластинами 17,7 мм, погружают в керосин при вертикальном положении пластин на 2/3 его объема. Чему равно напряжение на таком конденсаторе?

3.Два последовательно соединенных конденсатора емкостями 2 мкФ и 4 мкФ присоединены к источнику постоянного напряжения 120 В. Определить напряжение на каждом конденсаторе.

4.Найдите емкость батареи конденсаторов между точками А и В, которая показана на рисунке, если С = 26 пФ.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 3

1.Воздушный конденсатор заряжается до некоторого потенциала и в заряженном состоянии заливается керосином, отчего энергия конденсатора уменьшается в ε раз. Куда «исчезает» остальная энергия?

2.Внутрь плоского конденсатора параллельно его обкладкам помещают диэлектрическую пластину, площадь которой равна площади обкладок, а толщина втрое меньше расстояния между ними. Чему равна диэлектрическая проницаемость пластины, если емкость конденсатора возросла на 20%?

3.Плоский воздушный конденсатор емкостью 6 мкФ заряжен до напряжения 200 В и отключен от источника. Пластины медленно раздвигают, увеличивая расстояние между ними в 4 раза. Какую работу при этом совершают?

4.Найи емкость батареи конденсаторов, показанной на рисунке, если С = 4 мкФ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 4

1.Пластины плоского конденсатора один раз раздвигаются, будучи все время подключенными к источнику напряжения, другой раз – отключенными после первоначальной зарядки. В каком из этих двух случаев нужно совершить большую работу на раздвижение пластин?

2.Конденсаторы емкостями 10 и 1,5 мкФ соединены параллельно. Суммарный заряд конденсатора 2,3 мкКл. Определите заряд конденсатора большей емкости.

3.Конденсатор емкостью 14 мкФ, заряженный до напряжения 3 кВ, разрядили через сопротивление, погруженное в сосуд с водой. На сколько увеличится температура воды, если её масса 100 г? Теплоемкостью сопротивления и сосуда пренебречь.

4.Найдите емкость батареи конденсаторов, показанной на рисунке, если С = 2 мкФ.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 5

1.Три конденсатора, имеющие разные электроемкости, соединены последовательно в одну батарею. Батарея заряжена. Отличаются ли разности потенциалов между обкладками отдельных конденсаторов? Одинаковы ли заряды конденсаторов?

2.При разрядке батареи, состоящей из 20 параллельно включенных конденсаторов одинаковыми емкостями 4 мкФ, выделилось количество теплоты 10 Дж. До какой разности потенциалов были заряжены конденсаторы?

3.Имеются три различных конденсатора. Электроемкость одного из них 2 мкФ. Когда все три конденсатора соединены последовательно, электроемкость соединения равна 1 мкФ. Когда конденсаторы соединены параллельно, то электроемкость цепи 11 мкФ. Определите электроемкости двух неизвестных конденсаторов.

4.Найдите емкость батареи конденсаторов, показанной на рисунке, если С = 12 мкФ.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВАРИАНТ 6

1.Наэлектризованный мыльный пузырь раздувается настолько, что его радиус делается вдвое больше, заряд на пузыре при этом не меняется. Как изменяется энергия конденсатора? Помогает или препятствует присутствие заряда раздуванию пузыря?

2.Конденсатор электроемкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 10 В. Какой заряд будет на обкладках этого конденсатора, если к нему подключить другой конденсатор электроемкостью 6 мкФ, заряженный до напряжения 20 В? Соединены обкладки, имеющие разноименные заряды.

3.Четыре одинаковых конденсатора емкостью 800 мкФ каждый соединяют различными способами. Нарисуйте схемы данных соединений и определите емкость системы конденсаторов в каждом случае.

4.Батарея из трех последовательно соединенных одинаковых конденсаторов подсоединена к источнику напряжения. К одному из конденсаторов батареи подсоединяют параллельно еще один такой же конденсатор. На сколько процентов увеличится при этом электрическая энергия, запасенная в батарее?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------