Физика в.13

Модуль "Механика"

3. С аэростата, спускающегося равномерно со скоростью u = 4 м/с, бросают маленький камень вертикально вверх со скоростью v = 25 м/с относительно земли. Определить максимальное расстояние L между аэростатом и камнем до момента их повторной встречи. Ответ: L = 42,9 м.

19. Мяч брошен горизонтально с начальной скоростью v = 6,0 м/с. Определить радиус R кривизны его траектории через t = 1,2 с после начала движения. Ответ: R = 39 м.

28. Аэростат массы m =1200 кг движется с постоянной скоростью вниз. На него действует Архимедова сила F_A = 1,1·10⁴ Н. Определить массу Δm груза, который нужно сбросить с аэростата, чтобы он стал двигаться с такой же постоянной скоростью вверх. Силу сопротивления воздуха при подъеме и спуске считать одинаковой. Ответ: Δm = 155 кг.

49. Альфа-частица, пролетая вблизи первоначально покоившегося ядра атома А, отклоняется на угол α = 59,0°. Импульс альфа-частицы до взаимодействия с ядром р₀= 13,0·10^–20 Н·с, после взаимодействия р = 11,5·10^–20 Н·с. Во сколько раз d масса ядра атома А больше массы альфа- частицы? Каким химическим элементом вероятно является атом А? Ответ: d = 4,0 , атом А – кислород.

 

59. С наклонной плоскости, образующей угол α = 30° с горизонтом, скатывается однородный шар без скольжения. Длина наклонной плоскости l = 3,0 м. Определить время t скатывания. Ответ: t = 1,3 с.

70. Движение материальной точки массой m = 2,0 кг происходит под действием силы , где  и  - орты координатных осей. Какова мощность N, развиваемая этой силой в момент времени t = 2,5 c ? Ответ: N = 2,8 кВт.

83. Небольшая шайба массы m = 50 г начинает скользить, если ее положить на шероховатую поверхность полусферы на высоте h₁ = 60 см от горизонтального основания полусферы. Продолжая скользить, шайба отрывается от полусферы на высоте h₂ = 25 см. Найти работу A сил трения, действующих на шайбу при ее соскальзывании. Ответ: A = –0,11 Дж.

87. В стихотворении Бориса Леонидовича Пастернака «Единственные дни» есть строка: «...И дольше века длится день...». Утверждая это, поэт предлагает нам решить следующую задачу. Какова разность Dv между скоростью света с и скоростью космического путешественника, для которого прошел один день, а для жителей земли – 100 лет. Считать в году 365 дней. Ответ: Dv = 0,11 м/с.

 

Модуль "Молекулярная физика. Термодинамика"

 

96. У газообразного йода (I₂) на атомы дисcоциировало α = 60% молекул. Рассчитать количество частиц N₁ на единицу массы этого газа. Молярная масса молекулярного йода μ = 254 г/моль. Ответ: N₁ = 3,8·10²⁴ 1/кг.

106. В сосуде находится водород при температуре T = 300 К. Одна из молекул испытывает упругое столкновение со стенкой сосуда, причем угол между стенкой сосуда и вектором ее скорости при ударе составляет угол α = 30°. Найти импульс p, который получит стенка в результате столкновения. Скорость молекулы при ударе считать равной среднеквадратичной скорости. Ответ: p = 6,4·10^-24 кг·м/с.

111. Кислород массой m = 6,0 г заключен в вертикальном цилиндре под поршнем. Масса поршня М = 1 кг, площадь его поперечного сечения S = 15 см² . Над поршнем находится воздух при нормальных условиях. Кислород нагревают на ΔТ = 20 К. Рассчитать, на какую высоту Dh поднимется поршень. Ответ: Dh = 20 см.

134. Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях равна ρ = 1,428 кг/м³ . Найти удельные теплоемкости для этого газа при постоянном давлении C_p и объеме C_V. Определить химическую природу газа. Ответ: C_p = 909 Дж/(кг·К), C_V = 649 Дж/(кг·К), газ – кислород.

142. На рисунке 18 показан политропный процесс AB изменения состояния идеального трехатомного газа. Значения давления и объема в точках А и B равны: p_A = 150 кПа, p_B = 100 кПа, V_A = 3,0 л, V_B = 4,07 л. Рассчитать работу A, которую совершил газ. Какой это изопроцесс? Ответ: A = 130 Дж; процесс – адиабатный.

156.  Начальная температура азота t = 15 °С. Температуру газа повышают в η = 5  раз,  Определить  скорость  v  молекул  азота,  при  которой  функция распределения Максвелла остается неизменным.    Ответ:  v = 0,72 км/с.

169.  Каково  среднее  число  столкновений  z  молекул  кислорода  за  одну секунду,  если  эффективный  диаметр  молекул  d  =  3,5  .  Кислород находится при давлении р = 150 кПа и температуре t = 10 °С. 

  Ответ:  z = 9,0·10⁹ 1/с.

184. Определить изменение энтропии ΔS многоатомного газа в количестве n = 7,0 моль, если газ изохорно нагрели так, что его температура увеличилась в n = 1,4 раза. Колебательные степени свободы не учитывать. Ответ: ΔS = 59 Дж/К

 

 

 

Написать отзыв

Ваше имя:


Ваш отзыв: Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.

Оценка: Плохо           Хорошо

Введите код, указанный на картинке: