Физика

<

081714 2107 1 ФизикаПлатформа в виде диска диаметром 081714 2107 2 Физика = 3 м и массой 081714 2107 3 Физика= 180 кг может вращаться вокруг вертикальной оси. С какой угловой скоростью 081714 2107 4 Физика будет вращаться платформа, если по ее краю пойдет человек массой 081714 2107 5 Физика= 70 кг со скоростью 081714 2107 6 Физика = 2 м/с относительно платформы?

 

 

081714 2107 7 Физика

Решение:

 

Обходя платформу по краю со скоростью V, человек обладает моментом импульса относительно оси вращения:

081714 2107 8 Физика,

где 081714 2107 9 Физика — момент инерции человека, 081714 2107 10 Физика – угловая скорость движения человека.

Тогда получим:

081714 2107 11 Физика,

Момент импульса диска, вращающегося с угловой скоростью ω1 равен

081714 2107 12 Физика,

где 081714 2107 13 Физика — момент инерции диска массой 081714 2107 14 Физикаи диаметром 081714 2107 15 Физика.

Из закона сохранения момента импульса имеем 081714 2107 16 Физика, откуда

081714 2107 17 Физика.

Поэтому угловая скорость равна:

081714 2107 18 Физика.

Подставляем значения:

081714 2107 19 Физика;

 

081714 2107 20 Физика.

 

 

Ответ: угловая скорость, с которой будет вращаться платформа равна 081714 2107 21 Физика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Кислород при неизменном давлении p = 80 кПа нагревается. Его объем увеличивается от 081714 2107 22 Физика
    = 1 м3 до 081714 2107 23 Физика
    = 3 м3. Определить изменение 081714 2107 24 Физика внутренней энергии кислорода, работу 081714 2107 25 Физика, совершенную им при расширении, а также теплоту 081714 2107 26 Физика, сообщенную газу.

    Дано:

     

    081714 2107 27 Физика = 80 кПа

    081714 2107 28 Физика= 1 м3

    081714 2107 29 Физика= 3 м3

    081714 2107 30 Физика
    — ?

    081714 2107 31 Физика
    — ?

    081714 2107 32 Физика
    — ?

 

Решение:

Изменение внутренней энергии газа

081714 2107 33 Физика,

где 081714 2107 34 Физика — число степеней свободы молекул газа (для двухатомных молекул кислорода 081714 2107 35 Физика); 081714 2107 36 Физика— разность температур газа в конечном и начальном состоянии, 081714 2107 37 Физика — морярная теплоемкость при постоянном объеме, 081714 2107 38 Физика — масса кислорода, 081714 2107 39 Физика — молярная газовая постоянная.

Начальную и конечную температуру газа найдем из уравнения Менделеева-Клаперона 081714 2107 40 Физика, откуда

081714 2107 41 Физика

тогда

081714 2107 42 Физика,

где 081714 2107 43 Физика — молярная масса вещества (кислорода).

Работа расширения газа при постоянном давлении выражается формулой

081714 2107 44 Физика.

Согласно первому закону термодинамики, теплота 081714 2107 45 Физика, переданная газу, равна сумме изменения внутренней энергии 081714 2107 46 Физика
и работы 081714 2107 47 Физика:

081714 2107 48 Физика.

Произведем вычисления:

081714 2107 49 Физика;

081714 2107 50 Физика;

081714 2107 51 Физика;

081714 2107 52 Физика081714 2107 53 Физика

Ответ: изменение внутренней энергии кислорода равно ΔU = 400 кДж, работа, совершенная им при расширении – 081714 2107 54 Физика, а также теплота, сообщенная газу – 081714 2107 55 Физика.

  1. Рамка с током силой 081714 2107 56 Физика = 5 А содержит 081714 2107 57 Физика = 20 витков тонкого провода. Определить магнитный момент 081714 2107 58 Физикарамки с током, если ее площадь 081714 2107 59 Физика = 10 см2.

 

 

Дано:

 

081714 2107 60 Физика = 10 см2 =

= 10-4 м2

081714 2107 61 Физика= 5 А

081714 2107 62 Физика = 20

081714 2107 63 Физика
— ?

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

Магнитный момент 081714 2107 64 Физика каждого витка есть произведение тока 081714 2107 65 Физика, протекающего через рамку и площади 081714 2107 66 Физика рамки:

081714 2107 67 Физика.

Суммарный магнитный момент равен сумме из N магнитных моментов витков:

081714 2107 68 Физика

Подставляем значения:

<

081714 2107 69 Физика;

081714 2107 70 Физика.

 

 

Ответ: магнитный момент рамки с током равен 081714 2107 71 Физика.

 

4.В колебательном контуре максимальная сила тока 081714 2107 72 Физика = 0,2 A, максимальное напряжение на конденсаторе 081714 2107 73 Физика = 40 В. Найти максимальную энергию колебательного контура, если период колебаний равен 081714 2107 74 Физика = 15,7 мкс.

 

 

Дано:

 

081714 2107 75 Физика = 0,2 A

081714 2107 76 Физика= 40 В

081714 2107 77 Физика = 15,7 мкс =

081714 2107 78 Физика= 081714 2107 79 Физика с

081714 2107 80 Физика
— ?

 

 

 

Решение:

 

081714 2107 81 ФизикаСогласно закону сохранения энергии

081714 2107 82 Физика,

где 081714 2107 83 Физика – электрическая энергия, 081714 2107 84 Физика– магнитная энергия.

Так как

081714 2107 85 Физика и 081714 2107 86 Физика,

где С – емкость конденсатора, 081714 2107 87 Физика — индуктивность катушки,

то

081714 2107 88 Физика,

отсюда

081714 2107 89 Физика.

Период колебаний контура

081714 2107 90 Физика,

отсюда

081714 2107 91 Физика.

Приравняв уравнения, получим

081714 2107 92 Физика,

081714 2107 93 Физика.

 

Таким образом,

081714 2107 94 Физика.

Произведем вычисления:

081714 2107 95 Физика;

081714 2107 96 Физика

Ответ: максимальная энергия колебательного контура равна 081714 2107 97 Физика.

 

 

 

5.На мыльную плёнку c показателем преломления 081714 2107 98 Физика = 1,33 падает по нормали монохроматический свет длиной волны 081714 2107 99 Физика = 0,6 мкм. Отраженный свет в результате интерференции имеет наибольшую интенсивность. Какова наименьшая возможная толщина 081714 2107 100 Физика плёнки?

 

 

Дано:

081714 2107 101 Физика

081714 2107 102 Физика = 1,33

081714 2107 103 Физика= 0,6 мкм =

= 081714 2107 104 Физика м

081714 2107 105 Физика
— ?

Решение:

Оптическая разность хода световых волн, возникающая при отражении монохроматического света от тонкой пленки

081714 2107 106 Физика,

где 081714 2107 107 Физика — толщина пленки, 081714 2107 108 Физика — угол падения света.

Условие максимального усиления света при интерференции

081714 2107 109 Физика, 081714 2107 110 Физика

Наименьшей толщине 081714 2107 111 Физика
пленки соответствует 081714 2107 112 Физика. При этом 081714 2107 113 Физика = 0. Соответственно

081714 2107 114 Физика,

отсюда

081714 2107 115 Физика.

Подставляем значения:

081714 2107 116 Физика;

081714 2107 117 Физика

 

Ответ:
081714 2107 118 Физика= 0,133 мкм — наименьшая возможная толщина плёнки.

 

6.При освещении поверхности некоторого металла светом с длиной волны 081714 2107 119 Физика = 0,22 мкм задерживающий потенциал равен 1,14 В. Найти работу выхода электронов из этого металла.

 

 

Дано:

 

081714 2107 120 Физика = 1,14 В

081714 2107 121 Физика

081714 2107 122 Физика Кл

081714 2107 123 Физика = 6,63 081714 2107 124 Физика

081714 2107 125 Физика= 0,22 мкм =

= 081714 2107 126 Физика м

081714 2107 127 Физика
— ?

Решение:

 

Согласно уравнению Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

081714 2107 128 Физика,

где 081714 2107 129 Физика — постоянная Планка, 081714 2107 130 Физика – масса электрона, 081714 2107 131 Физика — частота колебаний, 081714 2107 132 Физика — кинетическая энергии вылетающего электрона.

Так как

081714 2107 133 Физика,

где 081714 2107 134 Физика – скорость распространения света в вакууме, то

081714 2107 135 Физика.

Если электроны полностью задерживаются разностью потенциалов 081714 2107 136 Физика, то по закону сохранения энергии

081714 2107 137 Физика,

где 081714 2107 138 Физика – заряд электрона.

Тогда

081714 2107 139 Физика,

откуда

081714 2107 140 Физика.

 

Подставляем значения:

081714 2107 141 Физика;

081714 2107 142 Физика.

Переведем Дж в эВ (1 эВ = 081714 2107 143 Физика Дж):

081714 2107 144 Физика.

 

 

Ответ: работа выхода электронов из этого металла составила 081714 2107 145 Физика.

<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.94MB/0.00148 sec

WordPress: 22.11MB | MySQL:120 | 1,641sec