Тема №8768 Ответы к задачам по физике 27 глав (Часть 4)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике 27 глав (Часть 4) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике 27 глав (Часть 4), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

     24.36. С какой скоростью следует пустить вертикально вверх
стрелу, чтобы на высоте 7,5 м ее кинетическая энергия
была вдвое меньше потенциальной?
24.37. С высоты 10 м вертикально вверх бросили мяч со скоростью 5 м/с. Определите скорость, с которой мяч
коснется поверхности земли. Сопротивлением воздуха
можно пренебречь.
24.38. Тело бросили с высоты 3 м под углом 60° к горизонту с начальной скоростью 13 м/с. Определите скорость,
с которой тело коснется поверхности земли, и ее направление. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.
24.39. Пуля попадает в ящик с песком, масса которого 9 кг,
и застряет в нем (см. рисунок). На сколько сожмется пружина жесткостью 400 Н/м, если масса пули 8 г
и движется она со скоростью 100 м/с?
v

3-й уровень сложности
? 24.40. После встряхивания неполного ведра с картофелем наибольшие
картофелины всегда оказываются сверху. Почему?
? 24.41. Движутся два одинаковых тела: одно (тело А)
соскальзывает без трения по наклонной плоскости,
а второе (тело В) одновременно с первым свободно падает вдоль катета той самой плоскости. Определите: а) будут ли конечные скорости тел одинаковыми; б) отличается ли от нуля их относительная скорость.
24.42. Велосипедист должен проехать по треку, имеющему
форму «мертвой петли» радиусом R  =  3 м (см. рисунок). С какой наименьшей высоты велосипедист должен
начать движение, чтобы, не работая педалями,
проехать верхнюю точку трека? Трением можно пренебречь.
     24.43. Небольшое тело соскальзывает по наклонной плоскости, переходящей в «мертвую петлю», как показано на
рисунке, с высоты H R = 2 , где R — радиус петли. На
какой высоте тело оторвется от петли? Трением можно пренебречь.
     24.45. Два шарика, массы которых 30 г и 15 г, движутся с одинаковой скоростью 3 м/с навстречу друг другу. С какими скоростями они разлетятся после абсолютно упругого центрального удара?
     24.46. Во сколько раз изменилась скорость движения атома
Гелия после абсолютно упругого центрального столкновения с неподвижным атомом Гидрогена?
24.47. Два шарика, массы которых 30 г и 15 г, движутся со
скоростями 2 м/с и 3 м/с соответственно: а) навстречу
друг другу; б) в одну и ту же сторону. С какими скоростями они будут двигаться после их неупругого удара?
На сколько изменится кинетическая энергия системы
после столкновения шариков?
     24.48. Шарик массой m, двигаясь со скоростью v, сталкивается с таким же шариком, только неподвижным. Какая
часть механической энергии превратилась во внутреннюю, если удар был неупругим?
24.49. На тонком легком стержне длиной 1 м висит груз.
В него попадает летящая горизонтально пуля, вследствие чего стержень отклоняется от вертикали на угол
10°. Масса шара в 1000 раз меньше массы груза. Определите
скорость, с которой двигалась пуля. Ускорение
свободного падения g = 9 8, м/с2.
     24.50. Два грузика, массы которых 100 г и 150 г, подвешены
на параллельных нитях длиной по 80 см так, что грузики касаются друг друга. Меньший из них отклонили
на 60° и отпустили. На какую высоту поднимутся грузики, если удар был неупругим?
МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
25. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

1-й уровень сложности
25.1. Один шарик находится на дне полусферы, другой — на
вершине такой самой полусферы. Какой из них будет
совершать свободные колебания после вывода из состояния равновесия?
     25.2. Какие из приведенных ниже предметов являются свободно колеблющимися: а) игла швейной машинки;
б) струна гитары; в) поршень двигателя внутреннего сгорания; г) стрелка компаса; д) ветвь куста после
порыва ветра?
25.3. Лодка, которая качается на морских волнах, за 25 с
совершила 10 полных колебаний. Определите период
и частоту колебаний лодки.
     25.4. За 60 с тело совершает 120 полных колебаний. Определите
период, частоту и циклическую частоту колебаний этого тела.
25.5. Вычислите значение частоты и периода колебаний тела,
если циклическая частота его колебаний равна 50π с–1.
     25.6. Период колебаний маленького шарика на длинной
нерастяжимой нити равен 4 с. Определите, сколько
полных колебаний шарик совершит за 6 с.
     25.8. Охарактеризуйте колебание, которое задано уравнением x t = 2 4 cos π , если t измеряется в секундах, а х —
в сантиметрах. Постройте график этих колебаний.
25.9. Запишите уравнение гармонических колебаний,
которые совершаются по закону косинуса, если период колебаний составляет 0,25 с, амплитуда — 6 см, а начальная фаза колебаний — 0 5, π рад. 
     25.10. Какой вид имеет уравнение гармонических колебаний
для тела, начальная фаза колебаний которого равна
нулю, циклическая частота составляет 10π с–1, а максимальное отклонение от положения равновесия — 12 см?
Примите во внимание, что колебания совершаются по
закону синуса. Постройте график этих колебаний.
25.11. Определите амплитуду гармонических колебаний,
которые совершаются по закону косинуса, если для
фазы π
3 смещение от положения равновесия составляет 4 см.
     25.12. Для какой фазы гармонических колебаний, совершаемых
по закону синуса с амплитудой 0,3 м, смещение
составляет 10 см?
? 25.13. Как изменится период колебаний пружинного маятника, если уменьшить: а) массу подвешенного к пружине груза; б) коэффициент жесткости пружины; в) амплитуду колебаний?
25.14. Тело массой 200 г колеблется на пружине жесткостью
2000 Н/м. Определите период колебаний тела.
     25.15. С какой частотой колеблется грузик массой 500 г на пружине с коэффициентом жесткости 1,8 кН/м?
? 25.16. Как изменится период колебаний математического маятника, если увеличить: а) длину подвеса; б) амплитуду колебаний?
25.17. Длина математического маятника 5 м. Определите период его колебаний. Ускорение свободного падения
g = 9 8, м/с2.
     25.18. Длина маятника Фуко в Исаакиевском соборе в СанктПетербурге равна 98 м. За какое время он совершает
одно полное колебание? Ускорение свободного падения
g = 9 8, м/с2.
25.19. Подвешенный к пружине жесткостью 600 Н/м шар
колеблется с амплитудой 5 см. Определите полную
энергию его колебаний.
     25.20. Грузик массой 400 г колеблется с амплитудой 4 см на
пружине, проходя положение равновесия со скоростью
4 м/с. Определите полную механическую энергию колебаний и жесткость пружины.
     25.21. Скорость движения тела, совершающего гармонические
колебания, в момент прохождения положения равновесия равна 0,2 м/с. Определите массу этого тела, если
полная энергия его колебаний составляет 10 МДж.
 25.22. Какие преобразования энергии происходят во время колебаний математического маятника в вакууме (рассмотрите его движение за один период)?
2-й уровень сложности
     25.26. Запишите уравнение и постройте график гармонических колебаний тела, которые совершаются по закону
синуса, с амплитудой 45 см, если за 2 мин совершилось
40 колебаний. Начальная фаза колебаний равна π
6 рад.
25.27. Период гармонических колебаний материальной точки,
совершаемых по закону синуса, равна 2,4 с, амплитуда — 5 см, начальная фаза колебаний — нулю. Запишите уравнение и постройте график этих колебаний, а
также определите смещение материальной точки через
0,3 с после начала колебаний.
     25.28. Тело массой 20 г совершает гармонические колебания
по закону косинуса с периодом 12 с и начальной фазой
0 5, π . Запишите уравнение и постройте график этих колебаний, а также определите смещение точки через 1 с
после начала колебаний, если амплитуда колебаний
равна 25 см.
     25.29. Два тела совершают колебания с одной частотой. Постройте на одной координатной плоскости
приблизительные графики зависимости координат этих
тел от времени в следующих случаях: а) колебания тел
происходят синфазно; б) сдвиг фаз составляет π
2 рад;
в) колебания противофазные.
25.30. Определите массу груза, совершающего 200 полных колебаний за 2 мин 40 с на пружине с коэффициентом
жесткости 250 Н/м.
     25.31. Какой коэффициент жесткости имеет пружина, на которой шарик массой 150 г совершает 250 колебаний за
2,5 мин?
     25.32. В течение какого времени груз массой 3,6 кг совершит
20 колебаний на пружине, коэффициент жесткости которой составляет 10 Н/м?
? 25.33. Пружинный маятник состоит из стального шарика
и пружины. Как изменится период колебаний этого маятника, если к пружине вместо стального шарика подвесить
алюминиевый шарик того же диаметра?
25.34. К пружине подвесили грузик, вследствие чего она растянулась на 16 см. Определите период свободных колебаний грузика, если его оттянули вниз на 8 см и отпустили. Запишите уравнение этих колебаний.
     25.35. С какой частотой будет совершать колебания грузик на
пружине, которая в вертикальном положении под действием этого грузика растягивается на 2 см?
     25.36. Грузик, подвешенный к пружине, колеблется с частотой 2 Гц. На сколько растянется пружина, если грузик
будет висеть на той же пружине?
     25.37. На пружине жесткостью 2 Н/м подвешен груз массой
500 г. На какое расстояние необходимо отвести груз от
положения равновесия, чтобы в дальнейших колебаниях скорость его движения в момент прохождения положения равновесия имела значение 1 м/с?
? 25.38. Как изменится ход маятниковых часов, если в летнюю жару вынести их из неглубокого подвала на улицу? Свой ответ обоснуйте.
 25.39. Как изменится ход маятниковых часов, если их переместить с Земли на Луну? Ответ обоснуйте.
 25.40. Маятниковые настенные часы начали отставать. Как
следует изменить положение грузика на стержне,
который служит маятником? Ответ обоснуйте.
 25.41. На длинной нити колеблется маленький свинцовый шарик. Как изменится период колебаний, если свинцовый
шарик заменить стеклянным? Почему?
? 25.42. Как изменится частота колебаний маленького стального шарика, если под ним разместить постоянный магнит? Почему?
25.43. Математический маятник длиной 2,5 м осуществил
100 колебаний за 314 с. Определите период колебаний маятника и ускорение свободного падения в этом
месте.
     25.44. Определите длину математического маятника, который
совершает 60 колебаний за 2 мин. Ускорение свободного падения g = 9 8, м/с2.
     25.45. Выполняя лабораторную работу, ученик получил следующие результаты: маятник длиной 95 см совершил
100 колебаний за 196 с. Какое значение ускорения свободного падения получил ученик?
     25.46. Какие длины должны иметь секундные маятники на полюсе ( g = 9 83, м/с2) и на экваторе ( g = 9 78, м/c2)? 
     25.47. Определите период колебаний математического маятника на Марсе, если на Земле период колебаний этого
маятника составлял 2 с. Ускорение свободного падения
на Марсе в 2,6 раза меньше, чем на Земле.
25.48. Запишите уравнение колебаний математического маятника длиной 1,6 м, амплитуда колебаний которого составляет 11 см.
     25.49. Колебания математического маятника в единицах
системы СИ заданы уравнением x t = 0 1, c 3 osπ . Определите
длину этого маятника.
25.50. За одинаковое время один математический маятник совершает 80 колебаний, а другой — 120. Определите, во
сколько раз один из них длиннее другого.
     25.51. Определите соотношение частот колебаний двух математических маятников, если один из них в 4 раза короче другого.
     25.52. Определите длины двух математических маятников,
если известно, что один из них на 30 см длиннее,
а за одинаковое время они совершили соответственно
32 и 28 колебаний.
25.53. Грузик, подвешенный к пружине с коэффициентом жесткости 75 Н/м, совершает колебания с амплитудой 6 см.
Скорость грузика в момент прохождения положения равновесия равна 0,5 м/с. Определите массу грузика.
     25.54. Грузик массой 400 г, который колеблется с амплитудой 10 см на пружине, проходит положение равновесия со скоростью 4 м/с. Определите полную механическую энергию колебаний, их частоту и жесткость
пружины.
      25.55. Может ли маленький мальчик раскачать на подвесных
качелях свою маму? Как?
?      25.56. Если вы несете груз, подвешенный на веревке к палке на вашем плече, то при определенном темпе ходьбы
груз начинает раскачиваться. Почему это происходит?
Можно ли преодолеть нежелательное раскачивание?
25.57. Период собственных вертикальных колебаний вагона равен 1,25 с. На стыках рельсов вагон получает периодические
толчки, которые вызывают его вынужденные колебания. С какой минимальной скоростью движется поезд,
если пассажиры ощущают сильное вертикальное раскачивание вагона? Длина рельсов между стыками 25 м.
     25.58. В старину воду носили от колодца в ведрах, подвешенных
к коромыслу. Время одного собственного колебания ведра составляет 1,5 с. Когда скорость человека, несшего
ведра, равнялась 0,4 м/с, вода начинала выплескиваться
из ведер. Определите длину шага человека.
3-й уровень сложности
25.59. Шарик массой 200 г, подвешенный к невесомой пружине с коэффициентом жесткости 20 Н/м, совершает гармонические колебания. Определите смещение шарика
от положения равновесия в тот момент, когда его ускорение составляет 3 м/с2.
     25.60. Уравнение гармонических колебаний тела массой
5 кг имеет вид x t = + 0 5, cos( ) 0 8, , 0 3π , где все величины
заданы в единицах системы СИ. Определите максимальную силу, действующую на тело во время колебаний.
     25.61. Тело совершает гармонические колебания по закону
синуса с циклической частотой ω = 5 с–1. Определите,
в какой момент времени смещение тела от положения
равновесия будет равно 40 см, а скорость его движения — 100 см/с. Считайте начальную фазу колебаний
равной нулю.
25.62. На двух одинаковых пружинах в вертикальной плоскости колеблются грузики: один — с периодом 3 с, а другой — с периодом 4 с. С каким периодом будут колебаться два грузика, если их подвесить к одной из этих
пружин?
     25.63. На двух одинаковых пружинах в вертикальной плоскости колеблются грузики: один — с периодом 3 с,
а другой — с периодом 4 с. С каким периодом будут
колебаться два грузика, если их подвесить к тем же
пружинам, соединенным последовательно?
     25.64. На двух одинаковых пружинах в вертикальной плоскости колеблются грузики: один — с периодом 3 с,
а другой — с периодом 4 с. С каким периодом будут
колебаться два грузика, если их подвесить к тем же
пружинам, соединенным параллельно?
25.65. Груз, подвешенный к пружине, вывели из состояния равновесия и отпустили. Определите, через какой
минимальный промежуток времени после начала колебаний кинетическая и потенциальная энергии груза будут одинаковыми.
     25.68. Материальная точка колеблется, как показано на рисунке к задаче 25.66. Определите длину маятника ОА, если
за 6 с совершается четыре колебания, а расстояние от
точки подвеса до вбитого в стену гвоздя OC OA = 0 75, .
Ускорение свободного падения g = 9 8, м/с2.
 25.69. Как изменится частота колебаний отрицательно заряженного шарика, который колеблется на изолированном
подвесе над горизонтальной поверхностью, если поверхности дать: а) положительный заряд; б) отрицательный
заряд? Свой ответ обоснуйте.
 25.70. Маленький медный шарик, совершающий гармонические колебания на длинном подвесе, начинает свободно
падать вместе с подвесом. Будет ли колебаться он во
время падения? Ответ обоснуйте.
25.71. Как изменится ход маятниковых часов, если переместить
их с экватора на полюс? На экваторе часы показывали
точное время. Ускорение свободного падения на
экваторе: gэ = 9 78, м/c2, на полюсе: gп = 9 83, м/с2.
     25.72. В лифте, который двигался равноускоренно, период
колебаний математического маятника равнялся 1,2 с,
а после остановки — 1,3 с. С каким ускорением двигался лифт? В каком направлении? Ускорение свободного падения g = 9 8, м/с2.
25.73. Определите период колебания математического маятника длиной l = 2 м, который висит в вагоне поезда, движущегося с ускорением a = 3 м/с2.
25.74. Маятниковые часы с маятником, длина которого 1 м,
спешат на полчаса в сутки. На сколько надо увеличить или уменьшить длину маятника, чтобы часы шли
точно?
     25.75. Насколько надо увеличить или уменьшить длину математического маятника на высоте 20 км над поверхностью Земли, чтобы периоды колебаний на поверхности
Земли и на высоте 20 км были одинаковыми? Начальная длина маятника составляет 1 м.
 25.76. Изменится ли период колебаний мальчика на качелях,
если он сперва качался на них сидя, а потом — стоя?
Почему?
25.77. Девочка массой 40 кг качается на качелях с амплитудой 80 см, совершая 8 колебаний за 32 с. Определите полную механическую энергии колебаний, а также
кинетическую и потенциальную энергии девочки через
3 периода после начала колебаний.
25.78. Математический маятник длиной 1 м колеблется
с амплитудой 8 см. Определите полную механическую
энергию колебаний и скорость материальной точки массой 100 г в момент прохождения положения равновесия.
     25.79. Маленький шарик, который колеблется на 2-метровом
подвесе, проходит положение равновесия со скоростью
0,5 м/с. Определите амплитуду его колебаний.
26. МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ
1-й уровень сложности
26.1. Какие волны (продольные или поперечные) возбуждает смычок виолончелиста в струне и в воздухе?
     26.2. Возникают ли поперечные волны: а) в струнах во время
игры на щипковых инструментах; б) в земной коре во
время землетрясения; в) в воздухе, когда человек разговаривает?
26.3. Лодка качается на морских волнах с периодом колебаний 2 с. Определите длину морской волны, если она
движется со скоростью 3 м/с.
     26.4. Определите частоту колебаний звуковой волны длиной
1,25 м в стали, если известно, что скорость распространения звука в стали равна 5 км/с.
     26.5. Определите скорость распространения волн в воде, если
источник волн колеблется с периодом 5 мс, а длина
волны равна 7 м.
     26.6. Определите наименьшее расстояние между двумя точками, которые колеблются с одинаковыми фазами, если
волна распространяется со скоростью 650 м/с, а частота колебаний составляет 185 Гц.
26.7. Волна от катера, который движется по озеру, дошла
до берега за одну минуту. Расстояние между соседними гребнями волны равняется 1,5 м, а промежуток времени между последовательными ударами волны о берег
составляет 2 с. Определите расстояние от катера до берега.
     26.8. За какой промежуток времени звуковая волна преодолеет расстояние 29 км, если длина волны равна 7,25 м,
а частота колебаний составляет 200 Гц?
26.9. Звуковая волна переходит из одной среды в другую. Какая из величин, характеризующих звуковую волну, не
меняется?
26.10. В какой среде звук распространяться не может?
     26.11. Какую принципиальную физическую ошибку допускают авторы фильмов о «звездных войнах», озвучивая
«звездные» бои?
26.12. Считается, что наиболее низкий тон мужского голоса
имеет частоту 80 Гц, а наивысший тон женского голоса — 1300 Гц. Какие длины звуковых волн в воздухе
соответствуют этим тонам? Скорость распространения
звука в воздухе считайте равной 340 м/с.*
     26.13. Считается, что наименьшая частота звука, который может слышать человек, составляет 16 Гц. Какую длину
имеет такая звуковая волна в воздухе?
?      26.14. Почему полет насекомых в большинстве случаев сопровождается звуком?
* Если в условиях задач не указано иное, считайте, что скорость распространения звука в воздухе равна 340 м/с.
      26.15. Кто чаще взмахивает крыльями: пчела или шмель?
Ответ обоснуйте.
      26.16. Можно ли по звуку дрели определить: работает она вхолостую или высверливает отверстие? Ответ обоснуйте.
26.17. Определите скорость звука в стекле, если звуковая волна с частотой 1200 Гц имеет длину 4,25 м.
     26.18. Источник звука создает волну с частотой 15 кГц. Скорость ее распространения в резине равна 60 м/с. Чему
равна длина этой звуковой волны во время ее распространения в резине?
26.19. Чтобы определить скорость распространения звука
в воде, на озере разместили на расстоянии 14 км две
лодки. На одной из них установили устройство, которое одновременно создавало звуковой сигнал в воде
и световой в воздухе. На другой лодке был наблюдатель, который измерял время прихода звукового сигнала; считалось, что световой сигнал достигает наблюдателя мгновенно. Выяснилось, что звуковой сигнал
поступил через 10 с после светового. Какое значение
скорости звука в воде получили экспериментаторы?
     26.20. Первый грохот грома дошел к наблюдателю через 6 с
после того, как он увидел молнию. На каком расстоянии возникла молния? Считайте, что молнию наблюдатель увидел мгновенно.
 26.21. Каким свойством звука объясняется возникновение
эха?
?      26.22. Молния длится долю секунды, а грохот грома бывает
слышно относительно долго. Почему?
26.23. Эхо от выстрела дошло до стрелка через 3 с после
выстрела. На каком расстоянии от стрелка расположена преграда, от которой отразился звук?
     26.24. Стальную деталь проверяют с помощью ультразвукового дефектоскопа. На какой глубине найден дефект и какова высота детали, если после излучения ультразвука
было зафиксировано два отраженных сигнала — через
100 мкс и 200 мкс? Скорость распространения звука
в стали считайте равной 5200 м/с.
2-й уровень сложности
? 26.25. Мальчик уронил мяч в бассейн. Сможет ли он пригнать
мяч назад к бортику, если будет создавать волны, ударяя палкой по воде? Свой ответ обоснуйте.
 26.26. Дерево лучше проводит звук, чем воздух, однако,
закрывая дверь, мы значительно меньше слышим шум
в соседнем помещении. Почему?
26.27. Человек, стоя на берегу моря, определил, что расстояние между двумя соседними гребнями волн равняется 8 м и что за 1 мин мимо него прошло 45 гребней.
Определите скорость распространения волн.
     26.28. Во время штиля с катера в озеро бросили якорь, от которого пошли волны. Рыбак на берегу заметил, что волна дошла до него через 50 с, а расстояние между гребнями волн равняется 50 см. Он также заметил, что за
5 с состоялось 20 всплесков волн об берег. На каком
расстоянии от рыбака был катер?
26.29. Поперечная волна распространяется вдоль резинового
шнура со скоростью 3 м/с, а частота колебаний шнура
составляет 2 Гц. В каких по отношению друг к другу
фазах колеблются точки резинового шнура, если расстояние между этими точками 75 см? Чему равен сдвиг
фаз между ними?
     26.30. Волна с периодом колебаний 4 с распространяется со
скоростью 3,2 м/с. Чему равен сдвиг фаз между двумя
точками волны, лежащими на одном луче, если расстояния между ними и источником составляют 40 см
и 60 см соответственно?
     26.31. Звуковая волна распространяется вдоль стержня. Разность фаз колебаний между двумя точками,
размещенными на расстояния 1,5 м и 2 м от источника звука, составляет
π
6 рад. С какой скоростью распространяется волна в стержне, если частота колебаний равна 500 Гц?
26.32. Поезд, приближаясь к станции, подал сигнал, который
там услышали через 3 с, а через 3,4 мин поезд прибыл
на станцию. Считая движение поезда равномерным,
определите, с какой скоростью он двигался.
     26.33. Спортсмен услышал, что пуля попала в мишень, через
1,5 с после того, как произвел выстрел. На каком расстоянии размещена мишень, если пуля летела со скоростью 400 м/с?
26.34. Человек вскрикнул, находясь в центре котловины диаметром 30 м. Услышит ли он эхо от своего вскрика,
если известно, что звуковое ощущение у человека сохраняется в течение 0,1 с?
     26.35. Для поиска рыбы используют ультразвуковые
эхолокаторы. На какой глубине плывет косяк рыбы,
если промежуток времени между приемом сигналов,
которые отражаются от косяка и дна моря, составляет
1,5 с, а глубина моря в этом месте равна 1,2 км? Скорость звука в воде 1500 м/с.
      26.36. Если человек приложит ухо к длинному металлическому стержню, а по другому концу стержня кто-то ударит
молотком, то человек услышит двойной удар. Почему?
?      26.37. Партизаны, которые вели «рельсовую войну» во время Великой Отечественной войны, часто, чтобы обнаружить поезд, которого они еще не слышали и не видели,
прикладывали ухо к рельсу. Как это им помогало?
26.38. На расстоянии 413 м от наблюдателя ударили по медному рельсу. Наблюдатель, приложив ухо к рельсу,
услышал звук на 1,1 с раньше, чем звук дошел к нему
по воздуху. Определите скорость распространения звука в меди, если в воздухе при данных условиях она равняется 340 м/с.
     26.39. На каком расстоянии от источника звука находится наблюдатель, если звуковой сигнал по воде дошел
к нему на 1,7 с раньше, чем по воздуху? Скорость звука в воде — 1500 м/с.
 26.40. Почему тон звука не изменяется, когда он переходит
из воздуха в другую среду, хотя скорость распространения звука может измениться в несколько раз?
26.41. Длина звуковой волны в воде составляет 3 м. Какой будет длина этой волны в воздухе? Скорость звука в воде
равна 1500 м/c. Докажите, что человек услышит этот
звук.
3-й уровень сложности
26.42.     Механическая волна распространяется в упругой среде. Смещение точки, отдаленной от источника колебаний на расстояние λ
6 , в момент времени t
T = 2
 составляет 4 см. Определите амплитуду колебаний среды.
26.43. Поперечная волна распространяется вдоль резинового шнура со скоростью 15 м/с. Период колебаний точек шнура 1,2 с, амплитуда колебаний 2 см. Определите длину
волны, фазу и смещение точки, отдаленной от источника колебаний на 45 м, через 4 с после начала колебаний.
26.44.     Почему ультразвук может переносить значительно
большую энергию, чем акустические звуковые волны?
26.45. В обычной жилой комнате эхо вообще не наблюдается.
Можно ли утверждать, что в таком помещении звук не
отражается от стен, потолка, пола? Свой ответ обоснуйте.
26.46. Сигнальный заряд, пущенный из мортиры вертикально
вверх, вспыхнул в высшей точке своего полета. Через 0,36
с после вспышки наблюдатели на земле услышали звук
разрыва заряда. На какую высоту поднялся сигнальный
заряд? Какой была начальная скорость движения заряда? Сопротивлением воздуха пренебрегите.
26.47.     Звук от выстрела, произведенного вертикально вверх,
и пуля одновременно достигают высоты 170 м. С какой
скоростью пуля вылетела из винтовки? Сопротивлением воздуха пренебрегите.
26.48. На какой глубине в колодце находится вода, если звук
от уроненного в колодец камня слышен через 1 с после
начала падения камня? Сопротивлением воздуха пренебрегите.
26.49. Пароход, двигаясь по озеру, дал гудок, частота которого 385 Гц. На берегу звук гудка воспринимается как
звук 390 Гц. Как вы считаете: пароход приближается
или отдаляется от берега? С какой скоростью?
26.50.     Самолет отрывается от взлетной полосы, имея скорость
360 км/ч. При этом образуется звук с частотой 255 Гц.
Звук какой частоты услышит человек, который находится на аэродроме?
27. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ МЕХАНИКА
1-й уровень сложности
? 27.1. В каких из указанных ниже случаев можно применить законы классической физики, а в каких — только законы релятивистской физики:
а) расчет нагрузки на фундамент дома;
б) расчет траектории полета снаряда;
в) описание движения электронов в атоме;
г) описание движения элементарных частиц в ускорителе?
?      27.2. Автомобиль удаляется от неподвижного наблюдателя со
скоростью 120 км/ч. Наблюдатель пускает световой луч
в направлении автомобиля. Какую скорость имеет световой луч относительно автомобиля?
?      27.3. Ракета летит навстречу световому фронту от далекого
источника света. С какой по модулю скоростью ракета
приближается к световому фронту? Почему?
?      27.4. Во время вращения Солнца вокруг своей оси один его
край всегда движется к Земле, а другой — от Земли.
С одинаковой ли скоростью приходит к Земле свет от
обоих краев Солнца? Почему?
? 27.5. Какие факторы определяют энергию покоя тела?
     27.6. Определите энергию покоя стального шара массой 2 кг.
Изменится ли ответ, если шар того же размера будет
деревянным? Скорость распространения света в вакууме 3 108 ⋅ м/с.
     27.7. Какую массу имеет тело, энергия покоя которого составляет 40 5 1016 , ⋅ Дж?
2-й уровень сложности
? 27.8. Тело движется относительно инерциальной системы отсчета с постоянной скоростью. Для какого наблюдателя не будут проявляться релятивистские эффекты?
27.9. Протон и нейтрон движутся навстречу друг другу со
скоростями 2 1 105 , ⋅ км/с и 1 5 105 , ⋅ км/с соответственно.
Определите скорость движения протона относительно
нейтрона по классической и релятивистской формулам
сложения скоростей. Какой вывод можно сделать?
     27.10. Космическая станция отдаляется от планеты со скоростью 1 2 108 , ⋅ м/с. Со станции в направлении ее движения
стартует ракета и движется со скоростью 1 2 108 , ⋅ м/с
относительно станции. Определите скорость движения
ракеты относительно планеты.
27.11. Какой размер будет иметь 20-метровая ракета относительно инерциальной системы отсчета в направлении
движения, если скорость движения ракеты относительно этой системы составляет 2 4 108 , ⋅ м/с?
     27.12. Метровая линейка находится в космическом корабле,
который движется со скоростью 2 7 108 , ⋅ м/с относительно инерциальной системы отсчета. Во сколько раз относительно этой системы отсчета изменится: а) линейный
размер линейки в направлении движения ракеты;
б) поперечный размер линейки?
27.13. Ракета движется со скоростью 2 2 105 , ⋅ км/с относительно неподвижного наблюдателя. Текущий контроль систем ракеты космонавты выполнили за 5 ч. Определите, сколько времени длился контроль по часам наблюдателя.
     27.14. На космическом корабле, который движется со скоростью 1 8 108 , ⋅ м/с относительно инерциальной системы
отсчета, прошел год. Во сколько раз дольше он будет
длиться в инерциальной системе отсчета?
27.15. Тело имеет массу 2 кг и движется со скоростью
1 8 108 , ⋅ м/с относительно инерциальной системы отсчета. Определите энергию этого тела для наблюдателя, неподвижного в инерциальной системе.
27.16. Какое значение имела бы полная энергия ракеты, масса которой 15 т, в системе отсчета, связанной с Землей,
если бы ракета двигалась относительно Земли со скоростью 2 7 108 , ⋅ м/с?
     27.17. Определите кинетическую энергию протона, если тот
движется со скоростью, равной 0,8 скорости света в вакууме.
     27.18. С какой скоростью должен двигаться нейтрон, чтобы
его кинетическая энергия равнялась энергии покоя нейтрона? Масса нейтрона 1 67 10 27 , ⋅ − кг.
3-й уровень сложности
? 27.19. Что является относительным при взаимодействии
тел — их импульсы или закон сохранения импульса?
Ответ обоснуйте.
 27.20. Может ли полная энергия тела быть разной в разных
инерциальных системах отсчета? Ответ обоснуйте.
 27.21. Докажите, что выполнение закона сохранения энергии
безусловно требует выполнения закона сохранения
массы (и наоборот).
27.22. Солнце каждую минуту излучает в космическое пространство приблизительно 6 6 1021 , ⋅ кВт•ч энергии
(1 3 6 106 кВт ч⋅ = , ⋅ Дж ). На сколько за минуту уменьшается масса Солнца за счет излучения? За какое время масса Солнца уменьшится в 1,5 раза? Прокомментируйте полученный ответ.
27.23. Протон, двигаясь со скоростью 0,8 с, влетает в электрическое
поле. Какую разность потенциалов он сможет преодолеть?
27.24. Какой должна быть кинетическая энергия тела массой m, чтобы его продольный размер уменьшился:
а) в 5 раз; б) в n раз?
27.25. В космических лучах встречаются протоны, энергия
которых достигает 1010 эВ. Диаметр Галактики приблизительно равен 105 световых лет. Сколько времени
понадобится протону, чтобы пройти сквозь Галактику,
с точки зрения наблюдателя, неподвижного: а) в системе отсчета «Галактика»; б) в системе отсчета «протон»?
Световой год — это расстояние, которое проходит свет
за 1 год.
     27.26. Сможет ли свободный нейтрон преодолеть расстояние
от Солнца до Земли, двигаясь со скоростью 0,6 с, если
время его жизни в системе отсчета, связанной с этим
нейтроном, равняется приблизительно 12 мин?

 

 

Категория: Физика | Добавил: Админ (11.10.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar