Вариант 10. Два тела свободно падают с разной высоты и достигают земли одновременно. Время падения первого тела с

  • ID: 43174 
  • 12 страниц

Фрагмент работы:

Вариант 10. Два тела свободно падают с разной высоты и достигают з…

Вариант 10

ЗАДАЧА 1

Два тела свободно падают с разной высоты и достигают земли одновременно. Время падения первого тела 2с, второго 1с. На какой высоте находилось первое тело, когда второе начало падать? Какова была скорость первого тела в этот момент?

РЕШЕНИЕ:

Полная высота, с которой упало первое тело

Так как до старта второго оно продолжало движение в течение времени...

Скорость, которую набрало первое тело до начала падения второго

ОТВЕТ:......

ЗАДАЧА 2

Вагон весом 20т, движущийся равнозамедленно под действием силы трения в 6000 Н, через некоторое время останавливается. Начальная скорость вагона 64 км/ч. Найти а) работу сил трения; б) расстояние, которое вагон пройдет до остановки; в) время до полной остановки.

РЕШЕНИЕ:

а)

работа сил трение будет затрачена на поглощение кинетической энергии вагона, следовательно, из закона сохранения энергии

б)

работа силы

Откуда тормозной путь вагона

в)

по второму закону Ньютона, ускорение, придаваемое вагону силой трения

Из уравнения движения

ОТВЕТ: а)...; б)...; в)...

ЗАДАЧА 3

Точечные заряды величиной q, q, -2q, -q расположены в вершинах квадрата со стороной 1 см. Найти вектор напряженности и потенциал электрического поля в центре квадрата, величина q = 1 нКл. Определить энергию этой системы зарядов.

РЕШЕНИЕ:

С учетом знаков и величин зарядов поле от каждого из зарядов будет таким, как показано на рисунке. Поле точечного заряда равно

где... - константа, r - расстояние от заряда до точки, где измеряется поле.

Результирующее поле равно векторной сумме полей от каждого из зарядов:

По теореме Пифагора

Расстояние от вершин квадрата до его центра

Потенциал точечного заряда

Суммарный потенциал равен алгебраической сумме потенциалов

Энергию системы зарядов можно найти по формуле:

Где ?i - потенциал в точке нахождения i-го заряда, создаваемого всеми остальными зарядами.

ОТВЕТ:.........

ЗАДАЧА 4

Два точечных разноименных заряда находятся на расстоянии 20 см друг от друга. При сближении их на 10см поле совершает работу равную 5 мкДж Какую работу нужно затратить, чтобы раздвинуть эти заряды на расстояние 20 см от их первоначального положения?

РЕШЕНИЕ:

Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов

Где....

Совершаемая полем работа равна разности потенциальных энергий

Откуда

Работа по раздвижению зарядов

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 5

Источник с ЭДС, равной 2 В, имеет внутренне сопротивление 0,5 Ом. Определить падение напряжения внутри источника при токе в цепи 0,25 А. Найти внешнее сопротивление цепи при этих условиях.

РЕШЕНИЕ:

По закону Ома, падение напряжения на источнике

Ток в цепи определяется выражением

Откуда внешнее сопротивление

ОТВЕТ:......

ЗАДАЧА 6

По двум длинным параллельным проводам текут одинаковые токи 1А в противоположных направлениях. Расстояние между проводниками 4 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, удаленной на расстояние 4 см от каждого проводника.

РЕШЕНИЕ:

Так как расстояние от точки, где ищется индукция поля, находится на равных расстояниях от каждого из проводов и токи в них равны, поле, создаваемое отдельно каждым из проводов равно

Где... - магнитная постоянная. Направления полей определяются по правилу буравчика, и для выбранного направления токов направления полей видны из рисунка:

Из симметрии (...) задачи видно, что результирующая индукция (равная векторной сумме составляющих) направлена вдоль перпендикуляра к отрезку, соединяющему провода и равна

Так как в равностороннем треугольнике...

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 7

Протон и электрон влетают в магнитное поле перпендикулярно силовым линиям. Найти отношение радиусов окружностей, описываемых частицами, и периодов обращения, если: а) частицы влетают в поле с одинаковой скоростью; б) частицы прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов до момента влета в магнитное поле.

РЕШЕНИЕ:

Радиус движения частицы

Так как модули зарядов протона и электрона равны...

Период обращения частиц

Как видно из формулы, отношение периодов не зависит от скорости частиц, для обоих случаев а) и б)

а)

б)

из закона сохранения энергии, при прохождении заряженной частицей разницы потенциалов, она приобретает скорость

ОТВЕТ: а)......; б)......

ЗАДАЧА 8

Материальная точка совершает гармонические колебания по закону.... Найти максимальные значения скорости и ускорения.

РЕШЕНИЕ:

Скорость - производная от перемещения по скорости:

Так как максимальное значение косинуса равно единице

Ускорение - производная от скорости по времени:

Откуда

ОТВЕТ:......

ЗАДАЧА 9

Поперечная волна распространяется в упругой среде со скоростью 26 м/с. Период колебаний точек среды 2с, амплитуда 0,03 м. Для точки, отстоящей на расстоянии 78 м от источника волн в момент времени 3,5 с, найти: 0) фазу колебания; 1) модуль смещения точки от положения равновесия; 2) модуль скорости; 3) модуль ускорения; 4) длину волны; 5) расстояние между ближайшими точками волны, колеблющимися в противофазе.

РЕШЕНИЕ:

Общий вид уравнения бегущей волны

Где... - круговая частота колебаний... - волновой вектор.

0) Следовательно фаза колебаний в заданной точке в заданный момент времени

1)

Модуль смещения

2)

Скорость частиц - производная от смещения по времени

3)

Ускорение частиц - производная от скорости по времени

4)

Длина волны по определению

5)

В противофазе колеблются точки, отстоящие друг от друга на половину длины волны

ОТВЕТ: 0)...; 1)...; 2)...; 3)...; 4)... 5)...

ЗАДАЧА 10

Наблюдатель, находящийся на расстоянии 4000 м от орудия, услышал звук выстрела через 12 с после вспышки. Определить скорость звука в воздухе.

РЕШЕНИЕ:

Полное время прохождения звуковой волны от орудия до наблюдателя

Где... - время прохождения света от орудия до наблюдателя... - скорость света.

Тогда скорость звука

Примечание: так как... (или...), временем...можно пренебречь, тогда формула для расчета будет иметь вид:...

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 11

Свет длиной волны 500 нм падает на две щели, расположенные на расстоянии... мм друг от друга. Щели и экран, отстоящий от них на расстоянии 20,5 см, погружен в воду. Определить расстояние между интерференционными полосами на экране. Показатель преломления воды 1,33.

РЕШЕНИЕ:

При интерференции света от двух источников, условие интерференционных максимумов

Так как расстояние между источниками много меньше расстояния до экрана, можно записать

Где... - расстояние от центра экрана до минимума с номером m.

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 12

Пучок световых волн (...мкм) падает под углом... на пленку с показателем преломления 1,36. Пленка покрывает плоскую пластинку с показателем преломления 1,5. При какой минимальной толщине пленки световые волны будут максимально ослаблены в результате интерференции?

РЕШЕНИЕ:

Условие интерференционного минимума отраженного света

Дополнительный ход волны... обусловлен отражением от оптически более плотной среды.

Угол лучей внутри пленки из закона преломления

Минимальная толщина пленки будет соответствовать...

откуда

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 13

Сравнить массу фотонов красных (...нм) и зеленых (...нм) лучей света.

РЕШЕНИЕ:

Масса фотона

Где... - постоянная Планка... - скорость света.

ОТВЕТ:...