Задачи по физике

На этой странице я собрала основные формулы по всем темам физики и подробные решения задач по физике для школьников и студентов, чтобы вы смогли подготовиться к экзамену или освежить память перед контрольной работой!

Если что-то непонятно вы всегда можете написать мне в воцап и я вам помогу!

Механика

Механика изучает механическое движение тел. Механическим движением называют изменение положения тел относительно друг друга с течением времени.

Механику разделяют на кинематику, динамику и статику.

Кинематика — раздел механики, где изучают движение тел, не рассматривая причины, влияющие на их движение.

Динамика — раздел механики, где изучают движение тел с учетом причин, влияющих на их движение.

Статика — раздел механики, где изучают условия равновесия тел.

Кинематика

Параметрами кинематики, т.е. величинами, описывающими движение тел, являются: путь S, перемещение , время t, скорость v, ускорение а.

Путь S — это длина траектории тела. Путь — скалярная величина.

Перемещение — это вектор, соединяющий начальное и конечное положения тела, и направленный к конечному положению.

Единица пути и модуля перемещения в Системе Интернациональной (СИ) — метр (м). Метр — основная единица СИ.

В процессе движения путь может только увеличиваться, а перемещение — и увеличиваться, и уменьшаться, например, когда вы поворачиваете обратно. При прямолинейном движении в одном направлении путь равен модулю перемещения, а при криволинейном — путь больше модуля перемещения. Когда вы едете на такси, то платите за путь, а когда на поезде, то за перемещение. Если, выйдя из дому, вы через некоторое время вернулись обратно, то ваше перемещение равно нулю, а путь равен длине траектории вашего движения. Существует тело, относительно которого ваше перемещение всегда равно нулю, — это ваше собственное тело.

Время t — это количественная мера протяженности процесса. Время — скалярная и всегда положительная величина. Единица времени в СИ — секунда (с). Секунда — основная единица СИ.

Скорость v — это количественная характеристика быстроты перемещения. Скорость (по модулю) при равномерном движении — это отношение пути ко времени, за которое этот путь пройден. Скорость — векторная величина. Направление вектора скорости совпадает с направлением вектора перемещения . Единица скорости в СИ — метр в секунду (м/с или м • ).

Путь при равномерном движении определяется формулой:

При движении с переменной скоростью различают среднюю и мгновенную скорости.

Средняя путевая скорость — это отношение пути ко времени, за которое этот путь пройден.

Мгновенная скорость — это скорость в данный момент времени или в данной точке траектории.

Мгновенная скорость равна первой производной координаты тела по времени.

Спидометр автомобиля показывает мгновенную скорость, а когда говорят, что скорость самолета 400 м/с, имеют в виду его среднюю скорость.

Быстроту изменения скорости характеризует ускорение а.

Ускорение а (по модулю) при равноускоренном движении — это отношение изменения скорости ко времени, за которое это изменение произошло.

Ускорение — векторная величина. Вектор ускорения а совпадает по направлению с вектором изменения скорости Ди. Единица ускорения в СИ — метр на секунду за секунду (м/с2 или м • ).

При любом переменном движении среднее ускорение есть отношение изменения скорости ко времени, за которое это изменение произошло.

Мгновенное ускорение есть первая производная скорости по времени или вторая производная координаты по времени.

Чтобы описать движение тела, нужно выбрать систему отсчета.

Система отсчета — это система координат в сочетании с телом отсчета и прибором для измерения времени (часами).

Дополнительная теория:

Задачи с решением по темам: механика и кинематика

К оглавлению…

  1. Задача В1. Тело проехало путь 20 м за 5 с. Какой путь оно проедет за 10 с, если его скорость увеличить на 40% ?
  2. Задача В2. Поезд начал двигаться равноускоренно с ускорением 2 и за 10 с проехал некоторый путь. Найти скорость поезда в средней точке этого пути.
  3. Задача ВЗ. Расстояние между двумя прибрежными поселками катер проходит по течению за 40 мин, а обратно — за 1 ч. За какое время проплывут это расстояние плоты?
  4. Задача В4. Путь, пройденный материальной точкой, движущейся равномерно по окружности радиусом 6,28 см, изменяется с течением времени согласно уравнению (см). Чему равна угловая скорость точки?
  5. Задача В5. Камень брошен с некоторой высоты в горизонтальном направлении со скоростью . Через сколько времени вектор скорости камня будет направлен под углом к горизонту? Сопротивлением пренебречь.
  6. Задача В6. Уравнение движения материальной точки . В какой координате скорость точки станет равна нулю?
  7. Задача В7. Тело половину пути прошло со скоростью 36 км/ч, а вторую половину со скоростью 54 км/ч. Найти среднюю скорость на всем пути.
  8. Задача В8. Эскалатор метро поднимает неподвижно стоящего пассажира за 2 мин. По неподвижному эскалатору пассажир поднимется за 2,5 мин. За сколько времени эскалатор поднимет идущего по нему пассажира? Движение равномерное.
  9. Задача В9. Частота вращения колеса увеличилась. Как изменились его угловая скорость, линейная скорость точек обода колеса и их центростремительное ускорение?
  10. Задача В10. Винт самолета вращается с частотой 1800 об/мин. Посадочная скорость самолета 54 км/ч, длина посадочной линии 700 м. Сколько оборотов сделает винт за время торможения?
  11. Задача С1. Начальная скорость материальной точки 4 м/с. Вначале точка движется замедленно с модулем ускорения . Найти весь путь, который она проделает за 10 с, двигаясь с постоянным по модулю ускорением?
  12. Задача C2. Ракета стартовала с земли вертикально вверх, двигаясь равноускоренно с ускорением . Через 10 с двигатель ракеты заглох. Через сколько времени она упадет на землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.
  13. Задача СЗ. Колонна солдат длиной 20 м движется по шоссе со скоростью 3,6 км/ч. Командир, находящийся в хвосте колонны, посылает солдата с вопросом к сержанту, шагающему во главе колонны. Солдат бежит туда и обратно со скоростью, превышающей скорость колонны на 20%. Через сколько времени солдат доставит командиру ответ сержанта, если он слушал его в течение 0,5 мин?
  14. Задача С4. Камень бросили вниз с начальной скоростью 2 м/с. Время его падения на землю равно 3 с. Чему равна средняя скорость падения камня на оставшейся до земли третьей части всей высоты его падения? Сопротивлением воздуха пренебречь.
  15. Задача С5. Маленький мячик бросили с земли под углом 60° к горизонту со скоростью 5 м/с в вертикальную стену, расположенную на расстоянии 1,5 м от места бросания. Под каким углом к горизонту отскочит мячик после абсолютно упругого удара о стену? Сопротивлением воздуха пренебречь.
  16. Задача С6. Горизонтальная платформа равномерно вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр. На расстоянии, равном трети радиуса платформы, отрывается от ее поверхности небольшое тело и скользит по ней без трения. Через сколько времени тело слетит с платформы, если до отрыва оно двигалось с ускорением 0,1 ? Радиус платформы 60 см.
  17. Задача С7. Свободно падающее без начальной скорости тело за первую секунду проходит некоторый путь, а последний такой же путь оно проходит за 0,4 с. С какой высоты упало тело?
  18. Задача C8. Два автомобиля движутся co скоростями 36 км/ч и 54 км/ч под углом = 60° друг к другу. В некоторый момент времени один из них оказался в пункте М, а другой в тот же момент — в пункте N, расстояние между которыми S = 10 км.
  19. Задача С9. Мимо остановки по прямой улице проезжает грузовик, двигаясь равномерно со скоростью 10 м/с. Через 5 с от остановки ему вдогонку отъезжает мотоциклист с ускорением . На каком расстоянии от остановки мотоциклист догонит грузовик?
  20. Задача С10. Сбегая по эскалатору с одной скоростью, мальчик насчитал ступенек, а когда он увеличил скорость в полтора раза, он насчитал на SN ступенек больше. Сколько ступенек N насчитает мальчик, спускаясь с первой скоростью по неподвижному эскалатору?

Динамика

Динамика — это раздел механики, который изучает взаимодействия тел, причины движения и тип движения, которое происходит. Взаимодействие — это процесс, при котором определённые тела оказывают взаимное влияние друг на друга. В физике все взаимодействия обязательно сопряжены. Это означает, что тела взаимодействуют друг с другом парами. То есть любое действие обязательно вызывает реакцию.

Дополнительная теория:

Статика

Статистика (от греч. στατoς, «неподвижный») представляет собой раздел механики, в котором изучаются условия равновесия механических систем под действием сил и моментов, приложенных к ним.

Дополнительная теория:

Гидромеханика

Гидромеханика — это прикладной раздел механики сплошных сред, который изучает движение жидкости, условия ее равновесия и взаимодействия с различными твердыми телами, поверхностями или препятствиями, которые смачиваются или омываются ею.

Дополнительная теория:

Задачи с решением по темам: динамика, статика и гидромеханика

К оглавлению…

  1. Задача B1. На рис. 120 изображена наклонная плоскость высотой h = 60 см с невесомым блоком на ее вершине. Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить, к концам которой прикреплены грузы с массами = 0,5 кг и = 0,6 кг. Найти ускорение грузов, если длина наклонной плоскости l = 1 м и коэффициент трения груза массой о плоскость . Ответ округлить до десятых долей м/с2.
  2. Задача B2. На какой высоте Н ускорение свободного падения вчетверо меньше, чем на земной поверхности? Радиус Земли 6400 км.
  3. Задача ВЗ. Движение материальной точки задано уравнением . Определить импульс этой точки через 5 с, считая от момента начала отсчета времени движения, если ее масса 100 г.
  4. Задача В4. 4 одинаковых бруска толщиной 2 см каждый плавают в воде (рис. 121). Насколько изменится глубина погружения брусков, если снять один брусок?
  5. Задача В5. Тонкая однородная доска массой 2 кг упирается одним концом в угол между стенкой и полом, а к другому концу доски привязан канат (рис. 122). Определить силу натяжения каната, если угол между доской и канатом прямой, а между доской и полом он равен 60°.
  6. Задача B6. Шар, на треть объема погруженный в воду, лежит на дне сосуда и давит на дно с силой, равной половине веса шара. Плотность воды . Найти плотность шара. Ответ округлить с точностью до целого числа.
  7. Задача В7. Вес тела в воде , а в масле . Плотность воды , а плотность масла . Найти плотность тела.
  8. Задача В8. Начальная скорость тела 8 м/с. При его движении на тело действует сила сопротивления, модуль которой пропорционален скорости тела согласно закону , где коэффициент пропорциональности k = 0,2 кг/с. Масса тела 2 кг. Какой путь пройдет тело до остановки?
  9. Задача В9. Два груза массами 800 г и 200 г связаны невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через блок (рис. 123). Блок вращается без трения. С какой скоростью левый груз, двигаясь без начальной скорости, достигнет пола, если вначале он располагался на высоте 1 м над ним? Сопротивлением пренебречь.
  10. Задача В10. Четвертая часть горизонтального стержня изготовлена из меди. Ее масса 2 кг. Масса остальной — стальной части стержня 4 кг. Длина всего стержня 1 м. Найти положение центра тяжести стержня относительно его медного конца.
  11. Задача В11. Спутник переходит на более удаленную от Земли круговую орбиту. Как при этом изменяются линейная скорость спутника на орбите, период его обращения, кинетическая энергия, потенциальная энергия? Полная механическая энергия спутника остается постоянной.
  12. Задача C1. К концам однородного стержня длиной Z = 1,8 м приложены силы (рис. 125). Найти силу натяжения стержня на расстоянии четверти длины от его левого конца.
  13. Задача С2. На краю горизонтальной доски, вращающейся вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр, укреплена нить с подвешенным к ней маленьким тяжелым шариком. Длина нити 20 см, частота вращения доски 1 об/с. При вращении доски нить отклоняется от вертикали на угол 30° (рис. 126). Найти длину доски. Ответ округлить до сотых долей метра.
  14. Задача С3. Лыжник массой 80 кг спустился с горы высотой 30 м и после спуска проехал еще по горизонтальной поверхности до остановки 150 м (рис. 128). Найти силу сопротивления на горизонтальном участке, если на горе она была равна нулю.
  15. Задача C4. Гиря, положенная сверху на вертикальную пружину, сжимает ее на 1 мм. Если эту гирю бросить на пружину со скоростью 0,2 м/с с высоты 10 см, то какова теперь будет деформация пружины?
  16. Задача С5. Через невесомый блок перекинута нить, к концам которой прикреплены грузы кг. К грузу массой подвесили на нити груз массой кг (рис. 129). Найти силу натяжения нити между грузами .
  17. Задача С6. На дне ящика находится шар, удерживаемый нитью в равновесии (рис. 130). На какой максимальный угол можно отклонить ящик от горизонтальной поверхности, чтобы шар остался в равновесии, если коэффициент трения шара о дно ящика равен 0,5? Весом нити пренебречь.
  18. Задача C7. Шарик из материала, плотность которого в n раз меньше плотности воды, падает в воду с высоты Н. На какую максимальную глубину h погрузится шарик?
  19. Задача С8. Два одинаковых бруска массами по 20 г каждый соединены упругой вертикальной пружиной с жесткостью 300 Н/м (рис. 131, а). Нажатием на верхний брусок пружину сжали так, что ее деформация стала 5 см (рис. 140, б). Какова будет скорость центра масс этой системы тел в момент отрыва нижнего бруска от стола? Сопротивление не учитывать.
  20. Задача С9. Брусок массой М лежит на горизонтальном столе. Его пробивает пуля, летевшая параллельно поверхности стола со скоростью v. Пробив брусок, пуля вылетает в том же направлении с вдвое меньшей скоростью. При этом брусок передвигается по столу на расстояние S. Чему равен коэффициент трения бруска о поверхность стола?
  21. Задача С10. Внутри полого шара диаметром D находится маленький кубик. Шар вращается с частотой v вокруг оси , проходящей через его центр. На какую высоту h поднимется кубик, перемещаясь по поверхности шара в процессе его вращения? Трением пренебречь.
  22. Задача С11. Геостационарный спутник находится на высоте Н над одной и той же точкой планеты массой М, вращающейся вокруг своей оси с угловой скоростью со. Найти среднюю плотность вещества планеты .
  23. Задача С12. Маленький шарик массой m, подвешенный на невесомой нити длиной I, движется по окружности (рис. 63). Угол отклонения нити от вертикали а. За какое время шарик сделает полный оборот?
  24. Задача С13. По желобу ав с высоты h скатывается маленький кубик массой m (рис. 133). На конце желоба кубик отрывается под углом а к горизонту и пролетает отрезок вс в течение времени t. Найти работу сил трения при движении бруска по желобу. Сопротивлением воздуха пренебречь.
  25. Задача C14. Два шара массами кг движутся горизонтально и поступательно навстречу друг другу со скоростями и неупруго сталкиваются. Найти изменение механической энергии шаров .
  26. Задача С15. Шарик массой m, летящий горизонтально со скоростью , абсолютно упруго ударяется о неподвижный шар массой М, висящий на нити длиной l. Удар центральный. На какой угол отклонится шар массой М после удара (рис. 134)?
  27. Задача C16. Ядро атома, имевшее кинетическую энергию , распалось на два осколка равной массы, которые разлетелись со скоростями . Под каким углом а друг к другу разлетелись осколки, если их общая кинетическая энергия после распада стала равна ?
  28. Задача C17. Небольшое тело соскальзывает с вершины полусферы радиусом R (рис. 136). На какой высоте h тело сорвется с поверхности полусферы и полетит вниз? Трение не учитывать.
  29. Задача C18. К концам двух вертикальных пружин одинаковой длины с жесткостями 10 Н/м и 30 Н/м подвешен стержень массой 3 кг длиной 2 м (рис. 137). На каком расстоянии от конца стержня, к которому прикреплена пружина с жесткостью 10 Н/м, надо подвесить груз, чтобы стержень остался в горизонтальном положении и при этом пружины удлинились на 20 см?
  30. Задача С19. С края полусферы радиусом R, вершина которой лежит на горизонтальной плоскости, по внутренней поверхности полусферы скатывается без трения маленький кубик массой т и ударяется о другой маленький кубик вдвое большей массы, лежащий в самом низу полусферы. Какое количество теплоты выделится в результате неупругого удара?

Молекулярная физика

Молекулярная физика — это раздел физики, который изучает физические свойства тел на основе изучения их молекулярной структуры. Задачи молекулярной физики решаются методами статистической механики, термодинамики и физической кинетики, они связаны с изучением движения и взаимодействия частиц (атомов, молекул, ионов), составляющих физические тела.

Дополнительная теория:

Термодинамика

Термодинамика (греч. θέρμη — «тепло», δύναμις — «сила») — это раздел физики, который изучает наиболее общие свойства макроскопических систем и методы передачи и преобразования энергии в таких системах.

Дополнительная теория:

Задачи с решением по темам: молекулярная физика и термодинамика

К оглавлению…

  1. Задача B1. В колбе объемом 1,5 л содержится атомов гелия. Какова средняя кинетическая энергия атомов? Давление газа в колбе Па.
  2. Задача В2. Вычислить среднюю квадратичную скорость молекул газа, если его масса m = 6 кг, объем и давление р = 200 кПа.
  3. Задача ВЗ. На сколько процентов увеличивается средняя квадратичная скорость молекул воды в нашей крови при повышении температуры от 37 до 40 °C?
  4. Задача В4. Газ сжат изотермически от объема до объема . Давление при этом возросло на . Каким было начальное давление ?
  5. Задача В5. Определить температуру газа, находящегося в закрытом сосуде, если давление газа увеличивается на 0,4 % первоначального давления при нагревании на 1 К.
  6. Задача В6. Современные вакуумные насосы позволяют понижать давление до . Сколько молекул газа содержится в при указанном давлении и температуре 27 °C?
  7. Задача В7. Где больше молекул: в комнате объемом при давлении Па и температуре 20 °C или в стакане воды объемом ?
  8. Задача В8. Чему равна средняя квадратичная скорость молекул газа, если его масса m = 6 кг, объем и давление р = 200 кПа?
  9. Задача В9. Три сферы радиусами 4 см, 8 см и 10 см заполнены газом и соединены тонкими трубками, перекрытыми кранами (рис. 165). Давление газа в левой сфере 0,2 МПа, давление газа в средней сфере 0,4 МПа, давление газа в правой сфере 0,8 МПа. Каким станет давление газа, если оба крана открыть?
  10. Задача В10. В баллоне находится газ при температуре 15 °C. Во сколько раз уменьшится давление газа, если 40 % его выйдет из баллона, а температура при этом понизится на 8 °C?
  11. Задача В11. В баллоне с газом имелась щель, через которую газ просачивался. При нагревании этого газа его температура повысилась в 3 раза, а давление увеличилось в 1,5 раза. Во сколько раз изменилась масса газа в баллоне?
  12. Задача В12. Ампула объемом 1 содержит воздух при нормальных условиях. Ампула оставлена в космосе, в ней пробито отверстие. Через сколько времени давление в ампуле станет равно 0, если из нее каждую секунду вылетает 100 миллионов молекул?
  13. Задача В13. В аудитории объемом температура воздуха повысилась с 20 “С до 30 °C. Атмосферное давление Па, молярная масса воздуха 0,029 кг/моль, Какая масса воздуха вышла из комнаты?
  14. Задача В14. При переходе определенной массы газа из одного состояния в другое его давление уменьшается, а температура увеличивается. Как при этом меняется его объем?
  15. Задача В15. В 3 л воды при 40 °C бросили 50 г льда при -4 °C. Какая установилась температура после того, как весь лед растаял? Удельная теплоемкость воды , удельная теплоемкость льда , удельная теплота плавления льда .
  16. Задача В16. В герметически закрытом сосуде находятся 5 моль идеального одноатомного газа при 27 °C. Какое количество теплоты надо передать этому газу, чтобы его давление увеличилось в 3 раза?
  17. Задача В17. Какое количество теплоты нужно передать 2 моль идеального одноатомного газа, чтобы изобарно увеличить его объем в 3 раза, если начальная температура 300 К?
  18. Задача В18. На рис. 166 изображен график зависимости температуры куба со стороной 10 см от выделенного им количества теплоты. Плотность вещества куба 7000 . Определить удельную теплоемкость вещества. Ответ округлить до целого числа.
  19. Задача В19. С какой скоростью v должна вылететь из ружья свинцовая дробинка при выстреле, сделанном вертикально вниз с высоты h = 50 м, чтобы при ударе о камень она полностью расплавилась? Начальная температура дробинки = 400 К, температура плавления свинца = 600 К. Удельная теплоемкость свинца с = 0,13 кДж/(кг • К), удельная теплота плавления свинца = 25 кДж/кг.
  20. Задача В20. На рис. 167 изображен термодинамический цикл в координатах р — V, происходящий в газе. При этом цикле внутренняя энергия газа увеличилась на 500 кДж. Какое количество теплоты было передано газу?
  21. Задача В21. Температуру холодильника идеального теплового двигателя уменьшили, а температуру нагревателя оставили прежней. При этом количество теплоты, полученное газом от нагревателя, тоже не изменилось. Как изменялись работа газа за цикл, количество теплоты, отданное холодильнику, и КПД двигателя?
  22. Задача С1. В горизонтально расположенной трубке, запаянной с одного конца, находится столбик ртути длиной l, запирающий столбик воздуха. Трубку поворачивают вертикально открытым концом вверх и нагревают воздух в ней на . При этом объем воздуха в трубке не изменяется. Давление наружного воздуха в комнате . Найти температуру воздуха в комнате.
  23. Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.
  24. Задача СЗ. Воздушный шар имеет объем 200 . Температура воздуха снаружи 17 °C, температура воздуха внутри шара 127 °C. Давление атмосферы Па, в шаре имеется отверстие. Шар движется вверх равномерно. Сопротивлением пренебречь. Найти массу нерастяжимой оболочки шара.
  25. Задача С4. Идеальный одноатомный газ расширяется (рис. 168) сначала изобарно (участок 1-2), а потом адиабатно (участок 2-3 графика). При адиабатном расширении газ совершил работу 27 кДж. Температура газа в состоянии 1 равна температуре в состоянии 3. Найти работу расширения газа в процессе 1 -2-3.
  26. Задача С5. Идеальный одноатомный газ, находящийся в теплоизолированном сосуде объемом Vпод давлениемр, заперт поршнем массой М (рис. 169). Справа поршень удерживают упоры 1 и 2, не давая газу расширяться. В поршень попадает пуля массой пг, летящая горизонтально со скоростью v, и застревает в нем. Считая, что всю механическую энергию поршень передаст газу, определить, во сколько раз повысится температура газа. Процесс в газе изобарный.
  27. Задача С6. В цилиндре под двумя одинаковыми тонкими поршнями находится сжатый идеальный газ. Расстояния от дна цилиндра до нижнего поршня и от нижнего поршня до верхнего одинаковы и равны h. Давление воздуха под верхним поршнем вдвое больше атмосферного. Вся система находится в равновесии. На верхний поршень надавливают так, что он опускается на место нижнего, сжимая газ. Каким станет расстояние х от нижнего поршня до дна сосуда? Атмосферное давление постоянно.
  28. Задача С7. Агрегат мощностью 50 кВт охлаждается проточной водой, текущей со скоростью 4 м/с по охватывающей агрегат трубке радиусом 5 мм. Начальная температура воды 10 °C. До какой температуры нагревается вода, если половина тепловой мощности агрегата идет на ее нагревание? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг • К).
  29. Задача С8. Тепловой двигатель совершает круговой цикл, соответствующий графику на рис. 170. Цикл состоит из двух изохор 1-2 и 3-4, и двух адиабат 2-3 и 4-1. Найти КПД этого цикла.
  30. Задача С9. В калориметр налита вода массой 0,4 кг при 10 °C. В воду положили 0,6 кг льда при -40 °C. Определить температуру после установления теплового равновесия. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг * К), удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг * К), удельная теплота плавления льда Дж/кг.
  31. Задача С10. В калориметр налита вода массой 0,25 кг при температуре 25 °C. В эту воду впустили стоградусный пар массой 10 г. Теплоемкость калориметра 1000 Дж/К, Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг • К), удельная теплота парообразования Дж/К. Найти температуру при тепловом равновесии этих тел.
  32. Задача С10 молей идеального газа нагрели на 100 К. В процессе нагревания давление газа росло прямо пропорционально его объему. Какое количество теплоты было сообщено газу?
  33. Задача С12. В идеальном газе происходит процесс, изображенный на рис. 171. Какое количество теплоты подведено к газу в этом процессе, начиная от состояния 1 и кончая состоянием 4?
  34. Задача С13. Идеальный одноатомный газ данной массы сначала изобарно переводят из состояния 1 в состояние 2, а затем его снова адиабатно переводят из состояния 1 в состояние 3 (рис. 172). Конечный объем газа в обоих процессах . Отношение количества теплоты, полученного газом в изобарном процессе, к модулю изменения внутренней энергии при адиабатном процессе равно 4. Во сколько раз работа при изобарном процессе больше работы при адиабатном процессе?
  35. Задача С14. Два теплоизолированных сосуда соединены узкой трубкой с закрытым краном, объемом которой можно пренебречь. В первом сосуде содержится молей идеального газа со средней квадратичной скоростью молекул , а во втором содержится молекул этого газа со средней квадратичной скоростью молекул . Все молекулы одинаковы. Какова будет их средняя квадратичная скорость молекул и, если кран открыть?
  36. Задача C15. В горизонтально расположенном цилиндрическом сосуде находится идеальный газ массой , закрытый поршнем массой . Вследствие изобарного расширения газа при его нагревании поршень приобретает скорость V, двигаясь из состояния покоя. Внутренняя энергия газа U прямо пропорциональна его абсолютной температуре, где k — коэффициент пропорциональности. Молярная масса газа М. Какое количество теплоты Q передано газу при этом? Теплоемкостями сосуда и поршня пренебречь.
  37. Задача C16. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится 2 л водяного пара при 100 °C и давлении Па. Поршень опускают, и объем пара изобарно уменьшается вдвое. Какое количество теплоты отдает этот пар, если при этом его температура не изменяется? Удельная теплота парообразования Дж/ кг, молярная масса водяного пара 0,018 кг/моль.
  38. Задача С17. Посередине теплоизолированного и закрытого цилиндрического сосуда длиной l с площадью основания S располагается поршень, толщиной которого можно пренебречь. Справа от поршня в сосуде находится газ под давлением и при температуре , а слева вакуум. Поршень соединен с левым основанием цилиндра сжатой упругой пружиной жесткостью k. Длина пружины в недеформированном состоянии равна длине цилиндра. Поршень удерживается в неподвижном состоянии внешним воздействием. Какая установится температура газа , если поршень отпустить? Известно, что внутренняя энергия этого газа пропорциональна его температуре: U = СТ, где С — известный коэффициент пропорциональности. Трением и теплоемкостями цилиндра с поршнем можно пренебречь.
  39. Задача С18. Тонкостенный резиновый шар массой 40 г наполнен кислородом и погружен на глубину 20 м. Найти массу кислорода в шаре, если он находится в равновесии. Давление атмосферы Па, температура на глубине 3 °C. Растяжением и объемом оболочки шара пренебречь. Молярная масса кислорода 0,032 кг/моль, плотность воды 1000 .

Электромагнетизм

Электромагнетизм — это раздел физики, который изучает магнетизм электричество и взаимодействием между ними.

Дополнительная теория:

Краткая теория электромагнетизма

Электромагнетизм условно делят на электростатику, законы постоянного тока и магнетизм.

Электростатика

Электростатика — это раздел физики электричества, который изучает взаимодействие неподвижных электрических зарядов. Давно известно, что некоторые материалы, такие как янтарь, притягивают легкие предметы (пух, частицы пыли, кусочки бумаги).

Дополнительная теория:

Законы постоянного тока

Электрический ток — это направленное движение электрических зарядов вдоль проводника под действием сил электрического поля.

Дополнительная теория:

Магнетизм

Магнетизм — это форма взаимодействия движущихся электрических зарядов, осуществляемая на расстоянии с помощью магнитного поля. Наряду с электричеством магнетизм является одним из проявлений электромагнитного взаимодействия. С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие осуществляется бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля).

Дополнительная теория:

Задачи с решением по теме: электромагнетизм

К оглавлению…

  1. Задача B1. Масса электрона кг, а масса протона кг. Во сколько раз сила их кулоновского притяжения больше силы гравитационного притяжения?
  2. Задача В2. С одной капли воды массой m = 0,03 г на другую каплю перешел 1 % всех ее электронов. Расстояние между каплями 1 км. Определить, с какой кулоновской силой теперь будут взаимодействовать эти капли.
  3. Задача ВЗ. Два одинаковых маленьких шарика имеют заряды . Их привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Определить, во сколько раз изменилась сила их кулоновского взаимодействия.
  4. Задача В4. Два положительных заряда Кл расположены на расстоянии 1 м друг от друга. Посередине между ними помещают отрицательный заряд Кл. Определить модуль и направление вектора силы, действующей на отрицательный заряд со стороны двух положительных зарядов.
  5. Задача В5. Определить период вращения электрона вокруг ядра в атоме водорода. Радиус орбиты электрона принять равным м.
  6. Задача В6. Точка М находится посередине между зарядами (рис. 284). Какой заряд надо поместить вместо заряда в точку 2, чтобы напряженность электрического поля в точке М увеличилась в 3 раза?
  7. Задача В7. Вектор напряженности однородного электрического поля направлен вниз, напряженность этого поля равна В/м. В это поле помещена капелька масла массой г. Капелька оказалась в равновесии. Найти заряд капельки и число избыточных электронов на ней.
  8. Задача В8. Три одинаковых точечных заряда по 1 нКл каждый расположены в трех вершинах квадрата со стороной 9 см. Найти напряженность результирующего поля в четвертой вершине. Среда — воздух.
  9. Задача В9. Разность потенциалов между электродами электронной пушки равна 500 В. Определить скорость вылетающих из нее электронов.
  10. Задача В10. Два заряда 4 нКл и 9 нКл расположены на расстоянии 20 см друг от друга. На каком расстоянии от меньшего заряда напряженность электрического поля этих зарядов равна нулю? Среда — вакуум.
  11. Задача В11. Отношение заряда электрона к его массе (удельный заряд электрона) м/с, его начальная скорость в электрическом поле равна м/с, а конечная м/с. Электрон перемещается по силовой линии поля. Определить разность потенциалов между начальной и конечной точками перемещения электрона.
  12. Задача В12. К конденсатору емкостью 10 пФ последовательно подключили два параллельных конденсатора емкостями 4 пФ и 6 пФ. Общий заряд этих конденсаторов 1 нКл. Чему равно общее напряжение на конденсаторах? Обозначим емкость первого конденсатора, — емкость второго конденсатора, — емкость третьего конденсатора, — общую емкость второго и третьего конденсаторов, С — общую емкость всей батареи конденсаторов, U — общее напряжение на батарее, q — общий заряд.
  13. Задача В13. Напряжение на обкладках конденсатора 200 В, расстояние между обкладками 0,2 мм. Конденсатор отключили от источника зарядов, после чего увеличили расстояние между обкладками до 0,7 мм. Определить новое напряжение на обкладках конденсатора.
  14. Задача В14. Между обкладками плоского конденсатора находится слюдяная пластинка с диэлектрической проницаемостью 6. Емкость конденсатора 10 мкФ, напряжение на его обкладках 1 кВ. Какую работу надо совершить, чтобы вынуть пластинку из конденсатора, не отключая его от источника напряжения?
  15. Задача В15. Плоский конденсатор состоит из двух обкладок площадью 40 каждая. Между ними находится стекло с диэлектрической проницаемостью 7. Какой заряд находится на обкладках этого конденсатора, если напряженность электрического поля между ними 8 МВ/м?
  16. Задача В16. Два проводника с емкостями 4 пФ и 6 пФ заряжены соответственно до потенциалов 8 В и 10 В. Найти их потенциал после соприкосновения друг с другом.
  17. Задача В17. Плоский воздушный конденсатор зарядили до напряжения 600 В и отключили от источника зарядов, после чего расстояние между обкладками увеличили от 0,2 мм до 0,7 мм и ввели диэлектрик с проницаемостью 7. Найти новое напряжение между обкладками
  18. Задача В18. При увеличении напряжения на обкладках конденсатора в три раза энергия его электрического поля увеличилась на 200 мДж. Найти начальную энергию конденсатора.
  19. Задача В19. Сопротивление медного проводника 0,2 Ом, его масса 0,2 кг, плотность меди 8900 кг/м3. Определить площадь поперечного сечения проводника.
  20. Задача В20. Длина медного проводника 300 м, напряжение на его концах 36 В, концентрация электронов проводимости в проводнике . Определить среднюю скорость упорядоченного движения электронов в этом проводнике.
  21. Задача В21. Чему равна энергия конденсатора емкостью 10 мкФ (рис. 237)? ЭДС источника тока 4 В, внутреннее сопротивление 1 Ом, сопротивления резисторов 10 Ом.
  22. Задача В22. На рис. 238 изображена схема электрической цепи. Когда ключ К разомкнут, вольтметр показывает 4 В, а когда ключ К замкнут, вольтметр показывает 3,8 В. Сопротивление резистора 2 Ом. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?
  23. Задача В23. Электрическая цепь состоит из источника тока и лампы с последовательно подключенным к ней амперметром и параллельно вольтметром (рис. 239). Вольтметр показывает напряжение 4 В, а амперметр силу тока 2 А. ЭДС источника тока 5 В. Найти внутреннее сопротивление источника тока. Обозначим U напряжение на лампе, I — силу тока в ней, — ЭДС источника тока, i— внутреннее сопротивление источника тока, R — сопротивление лампы.
  24. Задача В24. ЭДС источника тока 6 В. При внешнем сопротивлении 1 Ом сила тока в цепи 3 А. Найти силу тока короткого замыкания.
  25. Задача В25. ЭДС источника тока 4 В, внешнее сопротивление равно внутреннему. Найти напряжение на полюсах источника тока, когда цепь замкнута.
  26. Задача В26. Три лампы сопротивлением 12,5 Ом каждая соединены параллельно и подключены к источнику тока с ЭДС 10В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом (рис. 289). Сопротивление соединительных проводов 2 Ом. Найти напряжение на лампах.
  27. Задача В27. К концам свинцовой проволоки длиной 2 м приложено напряжение 25 В. Начальная температура проволоки 10 °C. Через сколько времени проволока начнет плавиться? Температура плавления свинца 327 °C, его удельное сопротивление.
  28. Задача В28. В чайнике нагрели воду объемом 0,32 л при 30 °C и поставили на электроплитку. Через сколько времени выкипит вся вода, если сила тока в цепи 10 А, а сопротивление нагревателя 20 Ом? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг • К), удельная теплота парообразования воды 2256 кДж/кг.
  29. Задача B29. Лифт массой 2,4 т поднимается на высоту 25 м за 40 с. КПД подъема 60%. Найти силу тока в электродвигателе лифта, если он работает под напряжением 220 В. Ответ округлить до целого числа ампер.
  30. Задача В30. Сколько электронов проходит за 10 с через поперечное сечение проводника при мощности тока в нем 150 Вт и напряжении 220 В? Ответ представьте как произведение целого числа на 1019.
  31. Задача В31. Трамвай массой m движется по горизонтальному пути со скоростью V. Коэффициент сопротивления движению р, напряжение на проводах U, КПД электрической цепи . Найти силу тока в двигателе.
  32. Задача В32. Включенная в сеть электрическая плитка выделила количество теплоты Q. Определить, какое количество теплоты выделят за такое же время две такие плитки, если их включить в ту же сеть последовательно и параллельно. Зависимость сопротивления от температуры можно не учитывать.
  33. Задача ВЗЗ. На рис. 240 изображена электрическая цепь, состоящая из двух гальванических элементов с ЭДС 4,5 В и 1,5 В и внутренними сопротивлениями 1,5 Ом и 0,5 Ом и лампы, сопротивление которой в нагретом состоянии 23 Ом. Определить мощность, потребляемую этой лампой.
  34. Задача В34. Мощность, потребляемая алюминиевой обмоткой электромагнита при 0 °C, равна 5 кВт. Какой станет мощность тока в обмотке, если температура повысится до 60 °C, а напряжение останется прежним? Какой станет мощность, если прежним останется ток?
  35. Задача В35. Электрическая цепь содержит реостат, сопротивление которого можно изменять от 0,1 Ом до 1 Ом. ЭДС источника тока 72 В. При каком сопротивлении реостата максимальная мощность тока в цепи будет 6 Вт?
  36. Задача В36. Три одинаковых источника постоянного тока с внутренним сопротивлением у каждого 0,8 Ом соединены последовательно. Во сколько раз изменится мощность тока в резисторе сопротивлением 10 Ом, подключенном к этим источникам, если их соединить параллельно?
  37. Задача В37. Напряжение на электродах при электролизе алюминия в 10 раз больше, чем при электролизе меди. Во сколько раз энергия при электролизе алюминия больше, чем при электролизе меди той же массы? Электрохимический эквивалент меди 0,33 мг/Кл, алюминия 0,093 мг/Кл. Ванны, в которых происходит электролиз, соединены последовательно. Ответ округлить до целого числа.
  38. Задача В38. При электролизе меди сопротивление электролита 1 мОм, напряжение на электродах 8 В. Через сколько времени на катоде выделится 1 кг меди? Электрохимический эквивалент меди 0,33 мг/Кл. Ответ округлить до целого числа минут.
  39. Задача В39. Сила тока в электрохимической ванне при электролизе 25 А, время электролиза 2 ч, площадь детали, покрываемой никелем, , электрохимический эквивалент никеля кг/Кл, его плотность . Определить толщину покрытия.
  40. Задача В40. На медном резисторе в течение 10 с поддерживали напряжение 2 В. Чему равна длина резистора, если его температура повысилась при этом на 8 К? Удельное сопротивление меди Ом • м, плотность меди , удельная теплоемкость меди 380 Дж/(кг • К). Изменением сопротивления резистора при нагревании и потерями тепловой энергии можно пренебречь. Ответ округлить до целого числа метров.
  41. Задача В41. Проводник массой 10 г и длиной 2 см висит неподвижно в магнитном поле индукцией 4 Тл. Найти силу тока в проводнике.
  42. Задача В42. В однородном магнитном поле индукцией 0,4 Тл находится прямой проводник длиной 0,15 м, расположенный перпендикулярно магнитным линиям. По проводнику идет ток силой 8 А. Под действием силы Ампера проводник перемещается на 0,025 м. Определить работу, совершенную при перемещении.
  43. Задача В43. Электрон влетел в однородное магнитное поле индукцией В перпендикулярно магнитным линиям. Через какое время он окажется в точке влета? Масса и заряд электрона известны.
  44. Задача В44. Электрон, имеющий кинетическую энергию 91 эВ, влетел в скрещенные электрическое и магнитное поля, в которых векторы напряженности и магнитной индукции взаимно перпендикулярны. Вектор скорости электрона перпендикулярен силовым линиям обоих полей. Чему равна индукция магнитного поля, если электрон в этих полях стал двигаться равномерно и прямолинейно при напряженности электрического поля 100 В/см?
  45. Задача В45. Круглый проволочный виток диаметром 50 см расположен своей плоскостью перпендикулярно магнитным линиям однородного магнитного поля индукцией 50 мТл. Сопротивление витка 2 Ом. Какой заряд протечет через поперечное сечение проводника, из которого изготовлен виток, при равномерном уменьшении магнитного поля до нуля? Явлением самоиндукции пренебречь.
  46. Задача В46. Сопротивление проводящего контура Ом. За 2 с пересекающий контур магнитный поток равномерно изменяется на Вб. Определить силу индукционного тока в проводнике.
  47. Задача В47. Индуктивность катушки с малым сопротивлением равна 0,15 Гн, сила тока в ней 4А. Сколько теплоты выделится в катушке, если параллельно к ней подключить резистор с сопротивлением, во много раз большим, чем сопротивление катушки.
  48. Задача В48. Катушка с площадью витка имеет индуктивность 20 мГн. Число витков в ней 1000, индукция магнитного поля внутри катушки 1 мТл. Найти силу тока в катушке.
  49. Задача В49. За 5 мс в соленоиде с 500 витками магнитный поток равномерно уменьшился с 7 Вб до 9 мВб. Сопротивление проводника соленоида 100 Ом. Найти силу индукционного тока, возникшего при этом.
  50. Задача В50. Проволочный виток, состоящий из 100 колец, пересекает однородное магнитное поле, уменьшающееся за 2 мс с 0,5 Тл до 0,1 Тл. При этом в витке возникает ЭДС индукции 8 В. Поле перпендикулярно плоскости витка. Найти радиус витка. Ответ округлить с точностью до одной сотой метра.
  51. Задача С1. Четыре одинаковых заряда расположены в вершинах квадрата и находятся в равновесии. Заряды соединены непроводящими ток нитями. Сила натяжения каждой нити 10 Н. Найти силу, действующую на каждый заряд со стороны двух ближайших к нему зарядов.
  52. Задача С2. Сторона равностороннего треугольника r. В двух его вершинах расположены два заряда , положительный и отрицательный (рис. 291). Определить напряженность поля этих зарядов в третьей вершине. Среда — вакуум.
  53. Задача СЗ. Горизонтальная равномерно и положительно заряженная плоскость создает однородное электрическое поле напряженностью Е = 5 кВ/м. На нее с высоты h = 2 м бросают вниз с начальной скоростью = 0,5 м/с маленький шарик массой т = 50 г, несущий положительный заряд q = 50 нКл. Найти скорость шарика в момент удара о плоскость.

Колебания и волны. Оптика. Теория относительности. Атомная физика

Механические колебания и волны

Механические колебания — это тип движения, при котором положение тела повторяется точно или почти точно через равные промежутки времени.

Дополнительная теория:

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания — периодические изменения напряжённости E и индукции B. Электромагнитными колебаниями являются микроволны , радиоволны, видимый свет, инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение, гамма-лучи, рентгеновские лучи.

Дополнительная теория:

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика — это отрасль оптики, которая изучает законы распространения света в прозрачных средах, отражения света от зеркально отражающих поверхностей и принципы формирования изображений, когда свет распространяется в оптических системах без учета его волновых свойств.

Дополнительная теория:

Волновая и квантовая оптика

Волновая и квантовая оптика — это отраслью оптики, которая изучает явления, в которых проявляются квантовые свойства света. К таким явлениям относятся: тепловое излучение, фотоэлектрический эффект, эффект Комптона, эффект Рамана, фотохимические процессы, вынужденное излучение (и, соответственно, лазерная физика).

Дополнительная теория:

Теория относительности. Физика атома

Теория относительности — это физическая теория пространства-времени, то есть теория, описывающая универсальные пространственно-временные свойства физических процессов.

Дополнительная теория:

Задачи с решением по темам: колебания и волны, оптика, теория относительности, атомная физика

К оглавлению…

  1. Задача B1. Пружинный маятник оттянули от положения равновесия на 1,5 см и отпустили. Какой путь пройдет маятник за 1 с, если период его колебаний 0,2 с?
  2. Задача В2. Уравнение гармонических колебаний маятника . Все величины выражены в единицах СИ. Через сколько времени, считая от момента t = 0, потенциальная энергия маятника станет равна его кинетической энергии?
  3. Задача ВЗ. Нить математического маятника отклонили от вертикали на угол а, и при этом он поднялся на высоту h над прежним положением. Чему стала равна циклическая частота колебаний маятника,когда его отпустили

Приложение

К оглавлению…

Сокращения единиц измерений

Физические константы

Единицы СИ

Основные

Дополнительные

Производные

Некоторые приставки для преобразования внесистемных единиц в СИ

Перевод некоторых единиц в СИ

Кстати у меня есть готовые задачи на продажу они тут.

Некоторые сведения из математики

Правила действия со степенями и корнями

Тождества сокращенного умножения

— квадрат двучлена

— куб двучлена

— разность квадратов

— разность кубов

— сумма кубов

Тригонометрические функции острого угла

Теорема косинусов

Теорема синусов

Теорема Пифагора

Формулы корней квадратных уравнений

Значения тригонометрических функций некоторых углов

Тригонометрические функции половинного аргумента

Тригонометрические функции двойного аргумента

Формулы приведения

Основные тригонометрические тождества

Преобразование суммы тригонометрических функций и произведение

Площадь треугольника

Площадь квадрата

Площадь прямоугольника

Площадь трапеции

Площадь сферы радиусом R (диаметром D)

Площадь круга радиусом R (диаметром D)

Длина окружности радиусом R (диаметром D)

Объем сферы радиусом R (диаметром D)

Объем цилиндра высотой Н с радиусом основания R

Объем куба со стороной а

Объем конуса высотой Н с радиусом основания R

Возможно эти дополнительные страницы вам будут полезны: