Задача по физике - 10169
Яркие прожектора освещают снежный покров так, что на каждый квадратный метр поверхности ежесекундно попадает световая энергия $E = 1,5 кДж$. Снег содержит одинаковые частицы грязи, равномерно распределенные по объему с концентрацией $n = 10^{7} частиц/м^{3}$. Доля $\alpha$ энергии, поглощаемой снегом и переходящей в тепло, зависит от количества грязи на его поверхности; остальная энергия света отражается. На рисунке приведена зависимость величины $\alpha$ от числа $\sigma$ частиц грязи на единице поверхности. Используя график, определите, за какое время растает слой снега толщиной 25 см. Считайте, что снег тает равномерно, образовавшаяся вода сразу стекает, а частицы грязи из растаявшей массы остаются на поверхности. Плотность снега $\rho = 500 кг/м^{3}$, удельная теплота плавления снега $\lambda = 3 \cdot 10^{5} Дж/кг$, температура снега $0^{ \circ} C$, величина $\alpha$ вначале была равна 0,25.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10170
Длинная мензурка может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси O (см. рис.), расположенной на расстоянии $a$ от дна. В мензурке под поршнем П находится $\nu$ молей идеального газа и кольцо К массой $m_{0}$. Поршень соединен с дном эластичной резинкой жесткости $k$; в нерастянутом состоянии длина резинки пренебрежимо мала. Газ сначала медленно нагревают от температуры $T_{min}$ до $T_{max}$, а затем медленно охлаждают до $T_{min}$. Найдите расстояние между поршнем и дном в зависимости от температуры газа на протяжении всего процесса; постройте график. Массой мензурки и газа в ней пренебречь. Масса поршня $m$, площадь $S$; поршень двигается без трения. Атмосферное давление $p_{a}$, ускорение свободного падения $g$. Диапазон изменения температуры $T_{min} < T < T_{max}$ велик.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10171
Маленький шарик лежит на массивной плоской горизонтальной плите. Шарику сообщают скорость $V$, направленную вертикально вверх. Сразу после отрыва шарика от плиты ее стали двигать вверх со скоростью $u < V$. В дальнейшем после каждого удара шарика о плиту направление движения плиты немедленно меняют на противоположное. Скорость движения плиты по модулю все время равна $u$, соударения абсолютно упругие. Найдите средний вектор скорости плиты за большой промежуток времени. Трением шарика о воздух пренебречь.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10172
Полупрозрачное зеркало пропускает некоторую долю световой энергии, а остальное отражает, как обычное зеркало. На плоское полупрозрачное зеркало поставили полупрозрачную зеркальную чашку сферической формы. Снизу, на расстоянии $a$ от плоского зеркала, на оси симметрии чашки, расположен источник света А (см. рис.). Вычислите координаты всех изображений источника А, укажите, действительные изображения или мнимые. Радиус кривизны чашки $R$. Считайте, что изображения создаются лучами, слабо отклоняющимися от вертикали (приближение параксиальных лучей).
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10173
С идеальным одноатомным газом совершают циклический процесс. Сначала давление газа изохорически увеличивается в 2 раза. Затем его объем увеличивается в 3 раза изобарически. Далее сосуд с газом помещают в герметичный контейнер, объем которого в 4 раза больше первоначального объема газа; в контейнере вакуум. Крышку сосуда с газом быстро открывают, так что газ вытекает наружу, в контейнер; в этом процессе контейнер был теплоизолирован. Затем давление газа изохорически уравнивают с первоначальным; наконец, газ изобарически выдавливают из контейнера обратно в сосуд, и его объем оказывается равным первоначальному. Далее цикл повторяют. Найдите КПД тепловой машины, работающей по такому циклу.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10174
Равномерно заряженная тонкая нить длины $L$ имеет заряд $Q$. Нить положили неподвижно на скользкий ровный стол, при этом ее натяжение в середине оказалось равно $T_{0}$. Затем нить продели в две маленькие бусинки с зарядом $q$ каждая. Бусинки прикрепили к столу на расстоянии $l$ друг от друга, при этом продетая в них нить расположилась на столе прямолинейно, симметрично относительно бусинок. Сила трения между нитью и бусинками отсутствует. Чему теперь окажется равным натяжение нити в середине? Нить нерастяжима, заряды нити и бусинок одноименны. Размером бусинок пренебречь, нить невесома.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10175
Точечный заряд $q > 0$ летит в плоскости xy под действием внешних электрического и магнитного полей. Измерив одновременно проекции скорости $V_{x}$ и $V_{y}$, экспериментатор наносит на график $V_{x} (V_{y})$ точку, соответствующую измерению в данный момент. Точки, соответствующие последовательным моментам времени, образовали на графике кривую, выходящую из начала координат, и заканчивающуюся в точке $(2u, 0)$. Кривая состоит из двух полуокружностей с радиусами $2u$ и $u$ (см. рис.), переходящих одна в другую в точке A, которой соответствует момент времени $t_{A}$. В моменты времени $t < t_{A}$ внешнее магнитное поле однородно, а его индукция равна $B_{0}$; при $t > t_{A}$ магнитное поле однородно, а его индукция равна $8B_{0}$. Найдите напряженность внешнего электрического поля, действующего на частицу, при $t < t_{A}$ и $t > t_{A}$. Силой тяжести, трением и электромагнитным излучением точечного заряда пренебречь.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10176
В солдата, сидящего в окопе, неприятель выстрелил из мортиры (см. рис.). Снаряд летел ровно на него, но до окопа не долетел. С точки зрения солдата снаряд поднимался в течение $t_{1}$ секунд, а опускался быстрее, за $t_{2}$ секунд, смотрел он из окопа от уровня земли. Известно, что неприятельские мортиры стреляют под углом а к горизонту, а модуль начальной скорости снаряда равен $V_{0}$. Найдите, на каком расстоянии от окопа упал снаряд? Сопротивлением воздуха пренебречь, ускорение свободного падения равно $g$.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10177
Из нерастяжимой легкой нити, блоков и двух металлических шариков собрали систему (см. рис.). Известно, что в такой системе левый шарик (см. рис.) будет двигаться вверх с ускорением, равным $\frac{2}{7} g$. Сначала оба шарика имели разную температуру, ниже $0^{ \circ} C$. Шарики сняли с блоков и опустили в большой резервуар с водой температуры $0^{ \circ} C$. В результате, когда они пришли в тепловое равновесие с водой в резервуаре, на них намерзло некоторое количество льда. Потом шарики повесили на свои места. Выяснилось, что теперь система находится в равновесии, то есть шарики не двигаются. Найдите начальную температуру и массу правого шарика, если известно, что начальная температура левого шарика была равна $T^{ \circ} C$, а его масса равна $m$. Шарики сделаны из одинакового металла, его удельная теплоемкость равна $C$, удельная теплота плавления льда равна $\Lambda$. Блоки легкие, в них трения нет, ускорение свободного падения равно $g$. Теплопотерями пренебречь.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10178
По цилиндрической трубе равномерно с постоянной скоростью $V$ течет проводящая жидкость (см. рис.). Удельное сопротивление жидкости равно $d$, а плотность $\rho$. Поперек трубы вмонтированы две проводящие сеточки (см. рис. Ии Б). Они не мешают течению жидкости, расстояние между ними равно $L$. К сеточкам подключили напряжение, равное $U$. Определите температуру, которая установилась внутри трубы, в зависимости от расстояния до сеточки А. Удельная теплоемкость жидкости равна $C$. Жидкость не перемешивается, а скорость теплопередачи в ней мала по сравнению с $V$. Теплопотерями пренебречь, температура втекающей в трубу жидкости равна $T$.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10179
На рисунке дан график зависимости потребления бензина $\mu$ (литры/час) от скорости движения автомобиля по ровной дороге. Теплота сгорания литра бензина - 32,5 МДж. Масса автомобиля 1,5 т. Автовладельцу Арсению потребовалось срочно заехать на возвышенность. Длина дороги составляет 35 км, уклон 5 % (это значит, что синус угла наклона дороги равен 0.05). Через какое минимальное время Арсений на машине доедет до цели, если у него осталось 3.8 литра бензина? Считать, что $g = 10м/с^{2}$.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10180
Легкий жгут жесткости $k$ прикреплен к потолку, а на его конце висят два жука (см. рис.). В таком положении жгут равномерно растянут и его длина от потолка до жуков равна $l$. Потом один жук начинает карабкаться по жгуту вверх с постоянной скоростью $V$ относительно жгута. Как и с какой скоростью относительно потолка будет двигаться второй жук, который продолжает держаться за конец жгута. Считать, что каждый жук хватается за жгут в одной точке. Масса обоих жуков равна $m$, их размерами пренебречь. Ускорение свободного падения равно $g$.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10181
На гладкой наклонной плоскости с углом наклона $45^{ \circ}$ в точке O закреплена пушка (см. рисунок). Дуло пушки зафиксировано под углом $\beta$ к наклонной плоскости. Пушка может стрелять мячиками с произвольной начальной скоростью. Ударяясь о плоскость, мячик отскакивает, при этом составляющая скорости, перпендикулярная к поверхности, уменьшается в $\sigma$ раз, а параллельная поверхности - не изменяется. Определите все возможные значения начальной скорости мячика, при которых он окажется в лунке, находящейся в точке A. Расстояние OA известно и равно $L$. Сопротивлением воздуха пренебречь, мячик и лунку считать материальными точками, ускорение свободного падения равно $g$.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10182
Горизонтальная поверхность равномерно и густо покрыта одинаковыми липкими ворсинками. Ворсинки могут упруго растягиваться как идеальные пружинки с пренебрежимо малой начальной длиной. Каждая ворсинка при контакте с некоторым телом прилипает к нему верхним концом, а отлипает только растянувшись на величину $\Delta$. Лёша взял прямоугольный параллелепипед массой $M$ с рёбрами $a, b, c$ (причем $a, b, c > \Delta$) и вертикально опустил его на поверхность так, чтобы тот стоял на грани со сторонами $a$ и $c$ (положение 1 на рис.). Затем он перекантовал параллепипед на грань со сторонами $b$ и $c$ (в положение 2). Минимальная энергия, требуемая, чтобы перекантовать параллепипед обратно из 2 в 1, равна $E$. Какую минимальную энергию необходимо затратить Лёше для того, чтобы после первого переворота параллелепипеда перекантовать его дальше, из положения 2 в положение 3 (на вторую грань со сторонами $a$ и $c$)?
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 10183
В вертикально расположенном высоком цилиндре с площадью основания $S = 5 м^{2}$ при постоянной температуре $T = -0,005^{ \circ} C$ находятся лед и вода. Лед образует над водой пробку, плотно накрывая ее сверху как поршень; ледяная пробка может скользить вдоль цилиндра без трения. Используя зависимость температуры плавления льда от давления, приведенную на графике, найдите высоту столба воды между дном цилиндра ледяной пробкой. Суммарная масса воды и льда $M = 50 тонн$. Плотность воды $\rho_{в} = 1000 кг/м^{3}$, атмосферное давление $P_{0} = 101,3 кПа$, ускорение свободного падения $g = 9,8 м/с^{2}$.
Подробнее
Подробнее