Fysiikan yhtenäinen valtiokoe: analysoimme tehtäviä opettajan kanssa. Fysikaaliset suureet ja niiden mittayksiköt Johdetun yksikön ilmaisu

termodynaaminen

lämpötila

SI-perusyksiköt

Arvo

Yksikkö

Nimitys

Nimi

Venäjän kieli

kansainvälinen

Sähkövirran voimakkuus

Termodynaaminen lämpötila

Valon voima

Aineen määrä

SI:stä johdetut yksiköt omilla nimillään

Yksikkö

Johdettu yksikkölauseke

Arvo

Nimi

Nimitys

Muiden SI-yksiköiden kautta

Perus- ja lisä-SI-yksiköiden kautta

Paine

m -1 ChkgChs -2

Energia, työ, lämmön määrä

m 2 ChkgChs -2

Voimaa, energian virtausta

m 2 ChkgChs -3

Sähkön määrä, sähkövaraus

Sähköjännite, sähköpotentiaali

m 2 ChkgChs -3 CHA -1

Sähköinen kapasitanssi

m -2 Chkg -1 Hs 4 CHA 2

Sähkövastus

m 2 ChkgChs -3 CHA -2

sähkönjohtavuus

m -2 Chkg -1 Hs 3 CHA 2

Magneettisen induktion vuo

m 2 ChkgChs -2 CHA -1

Magneettinen induktio

kghs -2 CHA -1

Induktanssi

m 2 ChkgChs -2 CHA -2

Valon virtaus

valaistus

m 2 ChkdChsr

Radioaktiivisen lähteen toiminta

becquerel

Absorboitunut säteilyannos

KAAVIOT

FYSIKAALISET MÄÄRÄT

Kuorman kineettinen energia

Latausnopeus

Kevätkurssi

Kuorman kineettinen energia

Latausnopeus

Kevätkurssi

KOORDINAATTI

NOPEUS

missä X 0 on kappaleen alkukoordinaatti; v x on nopeusvektorin projektio valitulle akselille; x on kiihtyvyysvektorin projektio valitulle akselille; t- Matkustusaika.

Rungolle A kirjoitamme: alkukoordinaatti X 0 = 10 m; v x= -5 m/s; x\u003d 4 m/s 2. Sitten yhtälö nopeuden projektiolle ajassa näyttää tältä:

v x= v 0x + a x t (2)

Meidän tapauksellemme vx = 4t – 5.

Rungolle B kirjoitamme ottaen huomioon kaavan (1): X 0 = 5 m; v x= 0 m/s; x\u003d -8 m/s 2. Sitten kirjoitetaan yhtälö kappaleen B nopeuden projektion aikaan v x = –8t.

missä k – Boltzmannin vakio, T – kaasun lämpötila kelvineissä. Kaavasta voidaan nähdä, että keskimääräisen kineettisen energian riippuvuus lämpötilasta on suora, eli kuinka monta kertaa lämpötila muuttuu, niin monta kertaa molekyylien lämpöliikkeen keskimääräinen kineettinen energia muuttuu.

Vastaus: 4 kertaa.

Tehtävä 9

Kaasusta vapautui tietyssä prosessissa 35 J lämpöä ja kaasun sisäinen energia lisääntyi tässä prosessissa 10 J. Mitä työtä ulkoiset voimat tekivät kaasulle?

Ratkaisu

Ongelman tila koskee kaasuun kohdistuvien ulkoisten voimien toimintaa. Siksi termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö voidaan kirjoittaa seuraavasti:

∆U = K + A v.s (1),

Missä ∆ U= 10 J on muutos kaasun sisäisessä energiassa; K= -35 J - kaasun vapauttaman lämmön määrä, A w.c on ulkoisten voimien työtä.

Korvaa kaavan (1) numeroarvot 10 = –35 + MUTTA v.s; Siksi ulkoisten voimien työ on yhtä suuri kuin 45 J.

Vastaus: 45 J.

Vesihöyryn osapaine 19 °C:ssa oli 1,1 kPa. Selvitä ilman suhteellinen kosteus, jos kyllästyshöyryn paine tässä lämpötilassa on 2,2 kPa?

Ratkaisu

Määrittämällä ilman suhteellinen kosteus

φ - ilman suhteellinen kosteus, prosentteina; P v.p - vesihöyryn osapaine, P n.p - kylläisen höyryn paine tietyssä lämpötilassa.

Korvataan numeeriset arvot kaavaan (1).

Vastaus: 50%.

Kiinteän määrän monoatomisen ideaalikaasun tilan muutos tapahtuu kuvassa esitetyn syklin mukaisesti.

Muodosta vastaavuus prosessien ja fysikaalisten suureiden välillä (∆ U– sisäisen energian muutos; MUTTA– kaasutyöt), jotka ovat heille ominaisia.

Valitse jokaiselle ensimmäisen sarakkeen paikalle vastaava paikka toisesta sarakkeesta ja kirjoita valitut numerot taulukkoon vastaavien kirjainten mukaan.

Ratkaisu

Tämä kaavio voidaan rakentaa uudelleen akseleille PV tai käsitellä mitä annetaan. Osassa 1–2 isokorinen prosessi V= const; Nouseva paine ja lämpötila. Kaasu ei toimi. Siksi A= 0, Muutos sisäisessä energiassa on suurempi kuin nolla. Siksi fyysiset suuret ja niiden muutokset on kirjoitettu oikein numeron 4) Δ alle U > 0; A= 0. Segmentit 2–3: isobarinen prosessi, P= const; lämpötila nousee ja tilavuus kasvaa. Kaasu laajenee, kaasutyö A>0, Siksi siirtymä 2–3 vastaa tietuetta numerolla 1) Δ U > 0; A > 0.

Ihanteellinen yksiatominen kaasu, joka sijaitsee sylinterissä raskaan männän alla (kitka männän pinnan ja sylinterin välillä voidaan jättää huomiotta) kuumennetaan hitaasti 300 K:sta 400 K:iin. Ulkoinen paine ei muutu. Sitten sama kaasu lämmitetään uudelleen 400 K:sta 500 K:iin, mutta kiinteällä männällä (mäntä ei liiku).

Vertaa kaasun työtä, sisäisen energian muutosta ja kaasun vastaanottamaa lämmön määrää ensimmäisessä ja toisessa prosessissa.

Määritä kullekin arvolle muutoksen luonne:

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

Kirjoita ylös pöytään valitut luvut kullekin fyysiselle suurelle. Vastauksen numerot voivat toistua.

Ratkaisu

Jos kaasua kuumennetaan hitaasti sylinterissä löysällä raskaalla männällä, niin jatkuvassa ulkoisessa paineessa prosessia voidaan pitää isobarisena (kaasun paine ei muutu)

Siksi kaasun työ voidaan laskea kaavalla:

A = P · ( V 2 – V 1), (1)

missä A– kaasutyöt isobarisessa prosessissa; P– kaasun paine; V 1 on kaasun tilavuus alkutilassa; V 2 on kaasun tilavuus lopullisessa tilassa.

Ihanteellisen yksiatomisen kaasun sisäisen energian muutos lasketaan kaavalla:

missä v- aineen määrä; R on yleinen kaasuvakio; ∆ T- kaasun lämpötilan muutos.

∆T= T 2 – T 1 = 400 K - 300 K = 100 K.

Termodynamiikan ensimmäisen lain mukaan kaasun vastaanottaman lämmön määrä on

K = ∆U + A (3)

K = 150v R + P(V 2 – V 1) (4);

Jos kaasua kuumennetaan sylinterissä, jossa on kiinteä mäntä, prosessia voidaan pitää isokorisena (kaasun tilavuus ei muutu). Isokoorisessa prosessissa ihanteellinen kaasu ei tee työtä (mäntä ei liiku).

A z = 0 (5)

Sisäisen energian muutos on:

Vastaus: 232.

Varaamaton eristeen pala johdettiin sähkökenttään (katso kuva). Sitten se jaettiin kahteen yhtä suureen osaan (katkoviiva) ja poistettiin sitten sähkökentästä. Mikä varaus eristeen jokaisella osalla on?

1. Molempien osien varaus on nolla;
2. Vasen puoli on positiivisesti varautunut, oikea puoli on negatiivisesti varautunut;
3. Vasen puoli on negatiivisesti varautunut, oikea puoli on positiivisesti varautunut;
4. Molemmat osat ovat negatiivisesti varautuneita;
5. Molemmat osat ovat positiivisesti varattuja.

Ratkaisu

Jos tuot dielektrisen (aineen, jossa ei ole vapaita sähkövarauksia) sähkökenttään normaaleissa olosuhteissa, havaitaan polarisaatioilmiö. Dielektrikissä varautuneet hiukkaset eivät pysty liikkumaan koko tilavuudessa, vaan voivat liikkua vain pieniä etäisyyksiä suhteessa vakioasemiinsa, eristeiden sähkövaraukset ovat yhteydessä toisiinsa. Jos eriste otetaan pois kentästä, niin molempien osien varaus on nolla.

Värähtelypiiri koostuu kondensaattorista, jolla on kapasiteetti C ja kelat induktanssilla L. Miten värähtelypiirin taajuus ja aallonpituus muuttuvat, jos kondensaattorilevyjen pinta-ala puolitetaan? Määritä kullekin arvolle muutoksen luonne:

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

Kirjoita ylös pöytään valitut luvut kullekin fyysiselle suurelle. Vastauksen numerot voivat toistua.

Ratkaisu

Ongelma liittyy värähtelevään piiriin. Määrittämällä piirissä syntyvien värähtelyjen jakso , aallonpituus on suhteessa taajuuteen

missä v on värähtelytaajuus. Määrittämällä kondensaattorin kapasitanssin

C = ε 0 ε S/d (3),

missä ε 0 on sähkövakio, ε on väliaineen permittiivisyys. Ongelman tilan mukaan levyjen pinta-ala pienenee. Siksi kondensaattorin kapasitanssi pienenee. Kaavasta (1) näemme, että piirissä esiintyvien sähkömagneettisten värähtelyjen jakso pienenee. Värähtelyn jakson ja taajuuden välisen suhteen tunteminen

Kaavio näyttää kuinka magneettikentän induktio muuttuu ajan myötä johtavassa piirissä. Millä aikavälillä induktiivinen virta tapahtuu piirissä.

Ratkaisu

Määritelmän mukaan induktiovirta johtavassa suljetussa piirissä tapahtuu siinä tilanteessa, että tämän piirin tunkeutuva magneettivuo muuttuu.

Sähkömagneettisen induktion laki, jossa Ɛ on induktion EMF, ∆Φ on magneettivuon muutos, ∆ t aika, jonka aikana muutoksia tapahtuu.

Ongelman tilanteen mukaan magneettivuo muuttuu, jos magneettikentän induktio muuttuu. Tämä tapahtuu aikavälillä 1 s - 3 s. Ääriviiva-alue ei muutu. Siksi kotelossa esiintyy induktiovirtaa

1. Siihen mennessä t\u003d 1 s magneettivuon muutos piirin läpi on suurempi kuin nolla.
2. Induktiovirta piirissä on alueella ( t= 1 s to t= 3 s)
3. Piirissä esiintyvän induktion EMF:n moduuli on 10 mV.
4. magneettivuon muutos piirin läpi alkaen t = 3 s t = 4 pienemmällä kuin nollalla.
5. Induktiovirta on nolla aikavälein alkaen ( t= 0 s to t= 1 s) ja alkaen ( t= 3 s t= 4 s)

Vastaus: 2.5.

Neliömäinen kehys sijaitsee tasaisessa magneettikentässä magneettisten induktiolinjojen tasolla (katso kuva). Virran suunta kehyksessä näytetään nuolilla. Mikä on sivulle vaikuttavan voiman suunta ab kehys ulkoisesta magneettikentästä ? (oikealle, vasemmalle, ylös, alas, kohti tarkkailijaa, poispäin tarkkailijasta)

Ratkaisu

Amperen voima vaikuttaa runkoon magneettikentän puolelta tulevalla virralla. Ampèren voimavektorin suunta määräytyy vasemman käden muistosäännön mukaan. Vasemman käden neljä sormea ​​on suunnattu nykyistä puolta pitkin ab, induktiovektori AT, tulee kämmenelle, niin peukalo näyttää ampeerivoimavektorin suunnan.

Vastaus: tarkkailijalle.

Varautunut hiukkanen lentää tietyllä nopeudella tasaiseen magneettikenttään, joka on kohtisuorassa kenttäviivoja vastaan. Jostakin ajankohdasta lähtien magneettikentän induktiomoduulia on lisätty. Hiukkasen varaus ei ole muuttunut.

Miten liikkuvaan hiukkaseen vaikuttava voima magneettikentässä, ympyrän säde, jota pitkin hiukkanen liikkuu, ja hiukkasen liike-energia muuttuivat magneettikentän moduulin kasvaessa?

Määritä kullekin arvolle muutoksen luonne:

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

Kirjoita ylös pöytään valitut luvut kullekin fyysiselle suurelle. Vastauksen numerot voivat toistua.

Ratkaisu

Magneettisessa kentässä liikkuvaan hiukkaseen vaikuttaa Lorentzin voima magneettikentän puolelta. Lorentzin voimamoduuli voidaan laskea kaavalla:

F l = B · q· v sinα(1),

missä B- magneettikentän induktio, q on hiukkasen varaus, v on hiukkasnopeus, α on nopeusvektorin ja magneettisen induktiovektorin välinen kulma.

Tässä tapauksessa hiukkanen lentää kohtisuorassa voimalinjoihin nähden, α = 90°, sin90 = 1.

Kaavasta (1) voidaan nähdä, että magneettikentän induktion kasvaessa magneettikentässä liikkuvaan hiukkaseen vaikuttava voima, lisääntyy.

Ympyrän säteen kaava, jota pitkin varattu hiukkanen liikkuu, on muotoa:

missä m on hiukkasen massa. Siksi kentän induktion kasvaessa ympyrän säde vähenee.

Lorentzin voima ei vaikuta liikkuvaan hiukkaseen, koska voimavektorin ja siirtymävektorin välinen kulma (siirtymävektori on suunnattu nopeusvektoria pitkin) on 90°.

Siksi kineettinen energia, riippumatta magneettikentän induktion arvosta ei muutu.

Vastaus: 123.

Tasavirtapiirin osassa, jossa on vastus R virta kulkee minä. Muodosta vastaavuus fyysisten suureiden ja kaavojen välille, joilla ne voidaan laskea. Valitse jokaiselle ensimmäisen sarakkeen kohdalle vastaava paikka toisesta sarakkeesta ja kirjoita valitut numerot taulukkoon vastaavien kirjainten alle.

missä P- sähkövirran teho, A- sähkövirran toiminta, t- aika, jonka aikana sähkövirta kulkee johtimen läpi. Työ puolestaan ​​lasketaan

A = I Ut (2),

missä minä- sähkövirran voimakkuus, U- jännitystä alueella

Ytimen ja α-hiukkasten reaktion seurauksena protoni ja ydin ilmestyivät:

Ratkaisu

Kirjoitetaan ydinreaktio tapauksellemme:

Tämän reaktion seurauksena varauksen ja massaluvun säilymislaki täyttyy. Z = 13 + 2 – 1 = 14; M = 27 + 4 – 1 = 30.

Siksi ydinnumero 3)

Aineen puoliintumisaika on 18 minuuttia, alkumassa on 120 mg, mikä on aineen massa 54 minuutin kuluttua, vastaus ilmaistaan ​​mg?

Ratkaisu

Tehtävänä on käyttää radioaktiivisen hajoamisen lakia. Se voidaan kirjoittaa lomakkeeseen

Vastaus: 15 mg.

Valokennon valokatodi valaistaan ​​tietyn taajuuden ultraviolettivalolla. Miten valokatodin materiaalin (aineen) työfunktio, valoelektronien suurin liike-energia ja valosähköisen efektin punainen raja muuttuvat, jos valon taajuutta kasvatetaan?

Määritä kullekin arvolle muutoksen luonne:

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

Kirjoita ylös pöytään valitut luvut kullekin fyysiselle suurelle. Vastauksen numerot voivat toistua.

Ratkaisu

On hyödyllistä muistaa valosähköisen vaikutuksen määritelmä. Tämä on valon ja aineen vuorovaikutuksen ilmiö, jonka seurauksena fotonien energia siirtyy aineen elektroneihin. Erota ulkoinen ja sisäinen valosähköinen vaikutus. Meidän tapauksessamme puhumme ulkoisesta valosähköisestä efektistä. Valon vaikutuksesta aineesta irtoaa elektroneja. Työtoiminto riippuu materiaalista, josta valokennon valokatodi on valmistettu, eikä se riipu valon taajuudesta. Siksi, kun valokatodille osuvan ultraviolettivalon taajuus kasvaa, työtoiminto ei muutu.

Kirjoitetaan Einsteinin yhtälö valosähköiselle efektille:

hv = A ulos + E kohtaan (1),

hv on valokatodille osuvan fotonin energia, A vy – työtehtävä, E k on valokatodista valon vaikutuksesta emittoimien fotoelektronien suurin kineettinen energia.

Kaavasta (1) ilmaisemme

E k = hv – A ulos (2),

Siksi ultraviolettivalon taajuuden kasvaessa fotoelektronien suurin kineettinen energia kasvaa.

punainen reunus

Vastaus: 313.

Vesi kaadetaan dekantterilasiin. Valitse oikea arvo vesitilavuudelle ottaen huomioon, että mittausvirhe on yhtä suuri kuin puolet asteikon jaosta.

Ratkaisu

Tehtävässä testataan kykyä tallentaa mittauslaitteen lukemat ottaen huomioon määritetty mittausvirhe. Määritetään asteikkojaon arvo

Ehdon mukaan mittausvirhe on puolet jakoarvosta, ts.

Kirjoitamme lopputuloksen muotoon:

V= (100 ± 5) ml

Johtimet on valmistettu samasta materiaalista. Mikä johdinpari tulisi valita, jotta kokeellisesti selviää langan resistanssin riippuvuus sen halkaisijasta?

Ratkaisu

Tehtävässä todetaan, että johtimet on valmistettu samasta materiaalista, ts. niiden resistanssi on sama. Muistutetaan, mistä arvoista johtimen vastus riippuu, ja kirjoitetaan kaava vastuksen laskemiseksi:

missä R- johtimen vastus, s– resistanssi materiaali, l- johtimen pituus, S on johtimen poikkipinta-ala. Jotta voidaan tunnistaa johtimen riippuvuus halkaisijasta, sinun on otettava samanpituiset, mutta eri halkaisijat olevat johtimet. Laina, jossa johtimen poikkipinta-ala määritellään ympyrän pinta-alaksi:

missä d– johtimen halkaisija. Siksi vastaus on: 3.

Vaakasuunnassa nopeudella 600 m/s lentävä ammus, jonka massa on 40 kg, revitään kahteen osaan, joiden massat ovat 30 kg ja 10 kg. Suurin osa siitä liikkuu samaan suuntaan 900 m/s nopeudella. Määritä ammuksen pienemmän osan numeerinen arvo ja nopeuden suunta. Kirjoita vastauksena muistiin tämän nopeuden moduuli.

Ammuspurkauksen hetkellä (∆ t→ 0) painovoiman vaikutus voidaan jättää huomiotta ja ammusta voidaan pitää suljettuna järjestelmänä. Liikemäärän säilymislain mukaan: suljettuun järjestelmään kuuluvien kappaleiden momenttien vektorisumma pysyy vakiona tämän järjestelmän kappaleiden mahdollisille vuorovaikutuksille keskenään. Meidän tapauksessamme kirjoitamme:

m= m 1 1 + m 2 2 (1)

– ammuksen nopeus; m- ammuksen massa ennen räjähdystä; 1 – ensimmäisen fragmentin nopeus; m 1 on ensimmäisen fragmentin massa; m 2 – toisen fragmentin massa; 2 on toisen fragmentin nopeus.

Valitsemme X-akselin positiivisen suunnan, joka on yhtäpitävä ammuksen nopeuden suunnan kanssa, ja tämän akselin projektiossa kirjoitamme yhtälön (1):

mv x = m 1 v 1 x + m 2 v 2x (2)

Ilmoitetaan kaavasta (2) toisen fragmentin nopeusvektorin projektio.

Pienemmän osan ammusta murtumishetkellä nopeus on 300 m/s, joka on suunnattu vastakkaiseen suuntaan kuin ammuksen alkuliike.

Vastaus: 300 m/s.

Kalorimetrissä 50 g vettä ja 5 g jäätä ovat lämpötasapainossa. Mikä pitäisi olla pultin vähimmäismassa, jonka ominaislämpökapasiteetti on 500 J/kg K ja jonka lämpötila on 339 K, jotta kaikki jää sulaa kalorimetriin laskemisen jälkeen? Ohita lämpöhäviö. Ilmoita vastauksesi grammoina.

Ratkaisu

Ongelman ratkaisemiseksi on tärkeää muistaa lämpötasapainoyhtälö. Jos häviöitä ei ole, energian lämmönsiirto tapahtuu kappalejärjestelmässä. Tämän seurauksena jää sulaa. Aluksi vesi ja jää olivat lämpötasapainossa. Tämä tarkoittaa, että alkulämpötila oli 0 °C tai 273 K. Muista muunnos Celsius-asteista Kelvin-asteiksi. T = t+ 273. Koska ongelman tilanteen mukaan kysytään pultin minimimassaa, energian pitäisi riittää vain jään sulattamiseen.

Kanssa b m b( t b – 0) = λ m l (1),

missä λ on sulamislämpö, m l on jään massa, m b on pultin massa.

Ilmaise kaavasta (1)

Vastaus: 50 g.

Kuvassa esitetyssä piirissä ihanteellinen ampeerimittari näyttää 6 A. Selvitä lähteen EMF, jos sen sisäinen vastus on 2 ohmia.

Ratkaisu

Luemme huolellisesti ongelman tilanteen ja käsittelemme suunnitelmaa. Siinä on yksi elementti, joka voidaan jättää huomiotta. Tämä on tyhjä johto 1 ohmin ja 3 ohmin vastusten välillä. Jos piiri on suljettu, sähkövirta kulkee tämän johdon läpi pienimmällä vastuksella ja 5 ohmin vastuksen läpi.

Sitten Ohmin laki koko piirille voidaan kirjoittaa seuraavasti:

missä on virran voimakkuus piirissä, ε on lähteen EMF, R- kuormituskestävyys, r- sisäinen vastus. Kaavasta (1) ilmaisemme EMF:n

ε = minä (R + r) (2)

ε \u003d 6 A (5 ohm + 2 ohm) \u003d 42 V.

Vastaus: 42 V.

Kammioon, josta ilma pumpattiin ulos, luotiin voimakas sähkökenttä ja magneettikenttä induktiolla . Kentät ovat homogeenisia ja vektorit ovat keskenään kohtisuorassa. Protoni lentää kammioon s, jonka nopeusvektori on kohtisuorassa intensiteettivektoriin ja magneettiseen induktiovektoriin nähden. Sähkökentän voimakkuuden ja magneettikentän induktion moduulit ovat sellaisia, että protoni liikkuu suoraviivaisesti. Selitä, kuinka protonin liikeradan alkuosuus muuttuu, jos magneettikentän induktiota lisätään. Kerro vastauksessasi, mitä ilmiöitä ja malleja käytit selittämään. Unohda painovoiman vaikutus.

Ratkaisu

Ongelmaa ratkaistaessa on tarpeen keskittyä protonin alkuliikkeeseen ja liikkeen luonteen muutokseen magneettikentän muutoksen jälkeen. Magneettikenttä vaikuttaa protoniin Lorentzin voimalla, jonka moduuli on yhtä suuri F l = qvB ja sähkökenttä, jonka voima on yhtä suuri kuin F e = qE. Koska protonin varaus on positiivinen, niin e on suunnattu yhdessä intensiteettivektorin kanssa sähkökenttä. (Katso kuva) Koska protoni liikkui alun perin suoraviivaisesti, nämä voimat olivat absoluuttisesti samat Newtonin toisen lain mukaan.

Kun magneettikentän induktio kasvaa, Lorentzin voima kasvaa. Resultanttivoima tässä tapauksessa eroaa nollasta ja suunnataan suurempaa voimaa kohti. Nimittäin Lorentzin voiman suuntaan. Resultanttivoima ilmoittaa protonille vasemmalle suunnatusta kiihtyvyydestä, protonin liikerata on kaareva, poikkeaa alkuperäisestä suunnasta.

Runko liukuu ilman kitkaa kaltevaa kourua pitkin muodostaen "kuolleen silmukan", jonka säde R. Millä korkeudella kehon tulisi alkaa liikkua, jotta se ei irtoa lentoradan huipulla olevasta kourusta.

Ratkaisu

Meillä on ongelma kehon epätasaisesti muuttuvasta liikkeestä ympyrää pitkin. Tämän liikkeen aikana kehon sijainti korkeudessa muuttuu. Ongelma on helpompi ratkaista käyttämällä energian säilymisen lain yhtälöitä ja Newtonin toisen lain yhtälöitä liikkeen normaalia pitkin. Teki piirustuksen. Kirjoitamme kaavan energian säilymisen laille:

A = W 2 – W 1 (1),

missä W 2 ja W 1 - mekaaninen kokonaisenergia ensimmäisessä ja toisessa asennossa. Nollatasolle valitsemme pöydän sijainnin. Olemme kiinnostuneita kahdesta kehon asennosta - tämä on kehon sijainti liikkeen alkuhetkellä, toinen on kehon sijainti liikeradan yläpisteessä (tämä on piste 3 kuvassa). Liikeprosessissa kehoon vaikuttaa kaksi voimaa: painovoima \u003d ja tuen reaktiovoima. Painovoiman työ huomioidaan potentiaalienergian muutoksessa, voima ei tee työtä, koska se on kaikkialla kohtisuorassa siirtymään nähden. A = 0 (2)

Asemassa 1: W 1 = mgh(3), missä m- kehomassa; g- painovoiman kiihtyvyys; h on korkeus, josta keho alkaa liikkua.

Asemassa 2 (kohta 3 kuvassa):

v 2 + 4gR – 2gh = 0 (5)

Silmukan huipulla kaksi voimaa vaikuttaa kehoon Newtonin toisen lain mukaan

Ratkaisemalla yhtälöt (5) ja (7) saamme h= 2,5R

Vastaus: 2,5 R.

Ilmaa huoneessa V \u003d 50 m 3 on lämpötila t \u003d 27 ° C ja suhteellinen kosteus φ 1 \u003d 30%. Kuinka kauan τ ilmankostuttimen tulee toimia, suihkuttamalla vettä, jonka kapasiteetti on μ = 2 kg / h, jotta huoneen suhteellinen kosteus nousee arvoon φ 2 = 70%. Veden kylläinen höyrynpaine klo t = 27°C vastaa s n = 3665 Pa. Veden moolimassa on 18 g/mol.

Ratkaisu

Höyry- ja kosteusongelmia aloitettaessa on aina hyvä pitää mielessä seuraavat asiat: Jos kylläisen höyryn lämpötila ja paine (tiheys) on annettu, niin sen tiheys (paine) määritetään Mendeleev-Clapeyron yhtälöstä. . Kirjoita muistiin Mendeleev-Clapeyron-yhtälö ja suhteellinen kosteuskaava jokaiselle tilalle.

Ensimmäisessä tapauksessa, kun φ 1 = 30%, vesihöyryn osapaine ilmaistaan ​​kaavasta:

missä T = t+ 273 (K), R on yleinen kaasuvakio. Ilmaisemme huoneen sisältämän höyryn alkuperäisen massan yhtälöillä (2) ja (3):

Aika, jonka ilmankostuttimen tulisi toimia, voidaan laskea kaavalla

korvaa (4) ja (5) osalla (6)

Korvaa numeroarvot ja varmista, että ilmankostuttimen tulee toimia 15,5 minuuttia.

Vastaus: 15,5 min.

Määritä lähteen EMF, jos kytket siihen vastuksen R lähdeliittimen jännite U 1 = 10 V, ja kun vastus kytketään 5 R Jännite U 2 = 20V.

Ratkaisu

Kirjoitetaan yhtälöt kahdelle tapaukselle.

Ɛ = minä 1 R + minä 1 r (1)

U 1 = minä 1 R (2)

missä r on lähteen sisäinen vastus, Ɛ on lähteen EMF.

Ɛ = minä 2 5R + minä 2 r(3)

U 2 = minä 2 5R (4)

Ottaen huomioon Ohmin lain piiriosalle, kirjoitamme yhtälöt (1) ja (3) muotoon:

Viimeinen korvaus EMF:n laskemiseen. Korvaamme kaavan (7) kaavalla (5)

Vastaus: 27 V.

Kun jostain materiaalista valmistettu levy valaistaan ​​valolla, jolla on taajuus v 1 = 8 1014 Hz ja sitten v 2 = 6 1014 Hz, havaittiin, että elektronien suurin kineettinen energia muuttui kertoimella 3. Määritä tämän metallin elektronien työfunktio.

Ratkaisu

Jos valosähköisen vaikutuksen aiheuttavan valokvantin taajuus pienenee, myös kineettinen energia pienenee. Siksi kineettinen energia on myös toisessa tapauksessa kolme kertaa pienempi. Kirjoitetaan Einsteinin yhtälö valosähköiselle efektille kahdessa tapauksessa.

hv 1 = A + E kohteeseen (1)

valon ensimmäiselle taajuudelle

kineettisen energian kaava.

Yhtälöstä (1) ilmaisemme työfunktion ja korvaamme lausekkeen (3) liike-energian sijaan

Lopullinen lauseke näyttää tältä:

Vastaus: 2eV.