Два маленьких тела массы $m$ бросают из одной точки. Экспериментатор хочет добиться, чтобы траектории тел были зеркально симметричны друг другу относительно лески $OO^{ \prime}$, которая натянута под углом $\beta$ к горизонту. Для этого экспериментатор придал одному телу заряд $q$, а другое оставил незаряженным. Начальные скорости тел составляют одинаковый угол с леской, ($\beta < \alpha$, см. рис.) и лежат в одной вертикальной плоскости. Какое постоянное внешнее электрическое поле $E$ надо создать экспериментатору? Ускорение свободного падения равно $g$.
Подробнее
На плоском горизонтальном диске, вращающемся с постоянной угловой скоростью $\omega$, расположена небольшая лаборатория. Шайба массой $m$ и зарядом $q$ прикреплена пружиной жесткостью $k$ к оси диска. В нерастянутом состоянии длина пружины пренебрежимо мала. Постоянное магнитное поле $B$ в лаборатории направлено вертикально. Ученый в лаборатории проводил разнообразные эксперименты, запуская шайбу по скользкой поверхности диска. Оказалось, что шайба во всех опытах движется относительно диска прямолинейно и равномерно. При каких значениях $k$ и $B$ это возможно?
Подробнее
Кипятильник представляет собой резистор длиной $l$, сопротивление единицы длины постоянно и равно $\lambda$. Кипятильник медленно, со скоростью $v$, погружают вертикально на глубину $h$ в стакан воды, причем $h > l$, а затем с такой же скоростью вынимают. Кипятильник включен в сеть с постоянным напряжением $U$, теплоемкость стакана вместе с водой $C$. Пренебрегая тепловыми потерями и вязкостью жидкости, найти изменение температуры воды в результате такого нагревания.
Подробнее
Проволочный каркас, изображенный на рисунке, состоит из фотосопротивлений, проводимость которых зависит от того, как они освещены. Изображенные треугольники равносторонние и одинаковые, величина $L$ известна. В тени сопротивление, приходящееся на единицу длины проволоки, равно $\lambda$, а на солнце $\lambda /2$. Тень от Солнца движется со скоростью $v$ как показано на рисунке. Построить график зависимости сопротивления $R(t)$ между точками А и В каркаса от времени $t$. В начальный момент времени вся система освещена и граница тени пересекает точку В.
Подробнее
Схема, приведенная на рисунке, содержит два ключа и пять одинаковых лампочек. Схема подключена к источнику постоянного напряжения. Считая, что изначально все ключи замкнуты, расположите лампочки в порядке возрастания яркости. В каком положении должны находиться ключи $К_{1}$ и $К_{2}$, чтобы лампочка 4 горела с минимально возможной яркостью? Ответы обоснуйте.
Подробнее
В цилиндре под поршнем содержится $\nu$ молей водорода. В середине дна сосуда и в середине поршня закреплены точечные заряды противоположного знака. Определить теплоемкость такой системы. Теплоемкостью стенок цилиндра и поршня пренебречь. Сила тяжести пренебрежимо мала, снаружи системы вакуум. Диэлектрическую проницаемость считать постоянной во всем пространстве.
Подробнее
Система, изображенная на рисунке, состоит из двух плоских конденсаторов. Первый, заряженный до заряда $q$, имеет пластины площадью $S$; второй конденсатор, площадь пластин которого $S_{1} = 3S$, незаряжен. Первоначально ключ К разомкнут. Электрон, стартуя без начальной скорости с одной пластины (см. рис.), пролетает до другой пластины за некоторое время. На сколько изменится время пролета электрона после замыкания ключа? Расстояние между пластинами у обоих конденсаторов одинаково и равно $d$. Заряд электрона $e$, масса $m$. Ускорением свободного падения, влиянием поля электрона на заряды пластин и краевыми эффектами пренебречь.
Подробнее
Маленькое заряженное тело соскальзывает без начальной скорости с наклонной плоскости. Угол плоскости с горизонтом $\alpha$, трение пренебрежимо мало. Тело движется в магнитном поле, направленном перпендикулярно плоскости рисунка, и в поле силы тяжести. Оказалось, что через некоторое время тело оторвалось от плоскости и полетело по сложной траектории. В полете высота тела над землей изменялась на величину $\Delta h$ (см. рис). Определите путь, пройденный телом по плоскости до момента отрыва.
Подробнее
Два одинаковых проводящих проволочных кольца радиуса $a$ сварили в противоположных точках $O$ и $O^{ \prime}$ как указано на рисунке. Сопротивление единицы длины проволоки равно $\lambda$. Дуги АО и ВО равны, их длина $l$. Найти зависимость сопротивления между точками А и В от величины $l$.
Подробнее
Бесконечная электрическая цепочка, изображенная на рисунке внизу, состоит из одинаковых идеальных сопротивлений $R$ и элементов D (идеальных диодов). Идеальный диод пропускает ток без сопротивления, если ток течет по "стрелке", и не пропускает ток в обратном направлении. Экспериментатор стал исследовать зависимость напряжения между точками A и B от протекающего через схему полного тока, полученная им вольт-амперная характеристика приведена на графике справа (за положительное направление тока выбрано направление от точки B к точке A). Определите величину сопротивления $R$.
Подробнее
Тяжелое крепление в виде маленького шара массы $M$ соединяет жестко стержень длиной $L$ и середину тонкого круглого металлического диска. Второй конец стержня прикреплен к потолку шарниром III, так что вся конструкция может качаться, при этом стержень всегда перпендикулярен диску (см. рисунок). Снизу, точно под шарниром, на расстоянии $a$ от диска закрепляют точечный заряд $q$. Найдите период малых колебаний конструкции. Диск заземлен, величина $a$ мала по сравнению с $L$ и с радиусом диска, стержень и диск легкие. Ускорение свободного падения $g$, сопротивлением воздуха пренебречь.
Подробнее
Тележка массой $M$ укреплена на рельсах. На тележке расположена вертушка, на ее концах, на расстоянии $R$ от оси вращения, имеются заряды $q$ и $- q$ (см. рисунок, вид сверху). Двигатель вращает вертушку с постоянной угловой скоростью $\omega$, при этом заряды движутся в вертикальном магнитном поле индукции $B$. В момент, когда вертушка параллельна рельсам, тележку освобождают. Найдите координаты тележки на рельсах как функцию времени. Трение тележки о рельсы пренебрежимо мало. Как изменится ответ задачи, если тележку освободить в момент, когда вертушка перпендикулярна рельсам?
Подробнее
Два студента (не физики) А и Б, живущие в соседних комнатах колледжа, решили сэкономить, соединив свои потолочные светильники последовательно. Они договорились, что установят лампочки по 100 Вт в своих комнатах и будут оплачивать равные доли счета за электричество. Однако каждый решил попробовать получить лучшее освещение за счет другого: студент А установил лампочку в 200 Вт, а студент Б - лампочку в 50 Вт.
Какой студент впоследствии провалит экзамены за очередной семестр?
Подробнее
Если батарея с напряжением $U$ подсоединена к электрическим клеммам 1 черного ящика, показанного на рисунке, то вольтметр, подсоединенный к электрическим клеммам 2, показывает напряжение $U/2$. Если же эту батарею подключить к клеммам 2, то вольтметр, подсоединенный к клеммам 1, покажет напряжение $U$. Черный ящик содержит только пассивные элементы. Какие это элементы?
Подробнее
Заряженный сферический конденсатор в результате небольшой проводимости заполняющего его диэлектрика медленно разряжается. Какова величина и направление магнитного поля, вызванного током саморазряда?
Подробнее