Тема №8461 Задачи по физике для самостоятельного решения 20 тем (Часть 2)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Задачи по физике для самостоятельного решения 20 тем (Часть 2) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Задачи по физике для самостоятельного решения 20 тем (Часть 2), 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.

2.11 Динамика движения системы связанных тел
2.11.1 Определите ускорение каждого тела (Рис.27) и силу натяжения невесомой и нерастяжимой нити, если масса m1 = 3кг, m2 = 5кг, и сила F = 24Н. Силой трения отсутствует.[3м/c2; 15Н]
2.11.2 Определите ускорение каждого тела (Рис.28) и силу натяжения невесомой и нерастяжимой нити, если масса m1 = 0, 2кг, m2 = 40кг, и силы F = 0, 5Н, f = 0, 2Н. Трением
пренебречь.[0,0075м/c2; 0,2Н]

2.11.3 Определите ускорение каждого тела (Рис. 29) и силу натяжения невесомой и нерастяжимой нити T1 и T2, если масса m1 = m2 = m3 = m = 2кг, коэффициент трения для всех
тел µ = 0, 4 и сила F = 48Н.[4м/c2; 32Н; 16Н]
2.11.4 Определите ускорение каждого тела (Рис.30) и силу натяжения невесомой и нерастяжимой нити, если масса m1 = 7кг, m2 = 3кг, коэффициент трения µ = 0, 2 [1,6м/c2; 24,6Н]
2.11.5 Определите ускорение каждого тела (Рис.31) и силы натяжения невесомых и нерастяжимых нитей T1, T2, если масса m1 = 3кг, m2 = 7кг, m3 = 10кг, коэффициент трения
µ1 = µ2 = 0, 1 [4,5м/c2; 16,5Н; 53H]
2.11.6 Определите ускорение каждого тела (Рис.32) и силы натяжения невесомых и нерастяжимых нитей, если известны массы тел m1 = 8кг и m2 = 12кг [2м/c2; 96H]

2.11.7 Определите ускорение каждого тела (Рис.33) и силы натяжения невесомых и нерастяжимых нитей T2 и T3, если известны массы тел m1 = 1кг,m2 = 7кг и m2 = 12кг [2м/c2;96H; 84Н]

2.11.8 Через блок, подвешенный к крюку динамометра, перекинута невесомая нерастяжимая
нить (Рис.34), к концам которой привязаны две гири m1 и m2. При движении гирь под
действием силы тяжести динамометр показывает силу Q = 30H. Какова масса гири m2,
если m1 = 1кг? [3кг]
2.11.9 На штанге укреплен невесомый блок (Рис.35), через который перекинута невесомая
нерастяжимая нить с двумя грузами m1 = 500г и m2 = 100г. В грузе m2 имеется отверстие
через которое проходит штанга. Сила трения m2 о штангу постоянна и равна 3H. Найти
ускорение и силу натяжения нити. [1,6м/c
2
; 4H]
2.11.10 К перекинутой через блок нити подвешен груз массой m1 = 2кг на который поставлен
перегрузок m2 = 0, 5кг (Рис.36). Определите ускорение тел, силу натяжения нити и вес
перегрузка, если сила F=60Н. Какова сила давления на ось блока? [14м/c
2
; 12H]
2.11.11 Определите ускорение тел и вес перегрузка (Рис.37) , если m1 = 20кг, m2 = 5кг, коэффицент трения для горизонтальной поверхности µ1 = 0, 1 и сила трения о вертикальную
поверхность Fтр = 95H. [5,4м/c
2
; 22H]

2.11.12 Две гири массами m1 = 7кг и m2 = 11кг висят на концах нити перекинутой через блок.
Гири вначале находятся на одной высоте. Через сколько времени после начала движения,
гиря m1, окажется на 10см выше гири m2? [0,22с]
2.11.13 Найти ускорение и силы натяжения нитей (Рис.38) T1 и T2, если m1 = 3кг, m2 = 4кг,
m3 = 5кг, α = 30◦
, µ = 0, 2. Считать, что нить невесома и нерастяжима. [0,25м/c
2
; 47,75H;
20,5H]
2.11.14 Определить натяжение невесомой и нерастяжимой нити T при движении брусков (Рис.39),
если коэффициент коэффициент трения µ верхнего бруска о плоскость в 2 раза больше коэффициента трения нижнего. Считать, что m1 = m2 = m.


3 Статика
3.1 Правило моментов.
3.1.1 На рисунке 40 показан рабочий, удерживающий доске. В каком случае он прикладывает
меньшую силу: когда сила направлена перепендикулярно доску или когда она направлена
вертикально вверх?
3.1.2 Одинаковы ли показания обоих динамометров (Рис.42)? Одинаковую ли силу давления
испытывает ось блока в обоих случаях?
3.1.3 Система неподвижного и подвижного блоков находится в равновесии (Рис. 43). Что произойдет, если точку A укрепления нити передвинуть вправо?

3.1.4 Балка длиной 10см и массой 100 кг лежит своими концами на двух опорах. На расстоянии
2см от левого конца балки лежит груз весом 5000 Н. Определить силу давления балки на
опоры.[460Н,240Н]
3.1.5 К концам рычага приложены силы 24Н и 27Н. Длина рычага 17см. Найти плечи рычага.
Весом рычага пренебречь.
3.1.6 Балка длиной 10см и массой 50 кг лежит своими концами на двух опорах. На расстоянии
3см от правого конца балки лежит груз весом 300Н. Определить силу давления балки на
опоры.
3.1.7 Балка массой 140 кг подвешена на двух канатах (Рис. 41). Какова сила натяжения этих
канатов, если АС=3м, СВ=1м?
3.1.8 На концах рычага действуют силы 4H и 24Н. Расстояние от точки опоры до меньшей
силы 6см. Определите длину рычага, если рычаг находится в равновесии.
3.1.9 Два рабочих несут шест длиной 4м и массой 10 кг, операющийся концами на их плечи.
К шесту подвешен груз весом 400Н на расстоянии 1м от одного из концов. Какую силу
давления на плечо испытывает каждый рабочий?

3.1.10 К стержню длиной 100см приложены вниз параллельные силы: у левого конца стержня
20Н, у правого 90Н. Масса стержня 3 кг. В какой точке нужно поместить опору, чтобы
стержень находился в равновесии?[0,86м]
3.1.11 Балка массой 400 кг и длиной 5м несет нагрузку в 500кг, сосредоточенную на расстоянии
3м от одного из ее концов. Балка своими концами лежит на опорах. Каковы силы дваления
на каждую из опор? [5кН,6кН]
3.1.12 Рельс длиной 10м и массой 900 кг, расположенный горизонтально, поднимают на двух
параллельных тросах. Найти силу натяжения тросов, если один из них закреплен на конце
рельса, а другой на расстоянии 1м от другого конца рельса.[5кН,4кН]
3.1.13 Труба массой 1,2т лежит на земле. Какое усилие надо приложить, чтобы приподнять
краном трубу за один из ее концов? [6кН]
3.1.14 Доска массой 10 кг подперта на расстоянии 1
4
ее длины. Какую силу, перпендикулярно
доске, надо приложить к ее короткому концу, чтобы удержать доску в равновесии?[100Н]
3.2 Сложение и разложение сил.
3.2.1 Найти силы упругости, действующие на балки (Рис.44). Угол α = 40◦
, а масса груза
m = 40кг. [67Н; 47,7Н]
3.2.2 Груз весом P=100Н удерживается в равновесии на коленчатом рычаге(Рис.45) силой F.
Найти силу F, если АО=20см, а ОВ=50см. [40H]

3.2.3 Определить силу натяжения нитей и силу давления одного шара на другой (Рис.46), если
массы шаров одинаковы и равны 174г, и угол α = 60◦
. [2H;1H]
3.2.4 Определить силу давления балки на опоры, если АВ=6м, BD=1м, P1 = 2кН, P2 = 3кН.
[3,5кН;1,5кН]
3.2.5 К средней точке горизонтально подвешенного провода длиной 20м подвешен груз весом 17Н, вследствие чего провод провис на 10см. Определите силу упругости, с которой каждая половина провода действует на груз. [850Н]
3.2.6 На концах стержня длиной 80см и весом 20Н подвешены два груза: слева 10Н и справа
30Н. В какой точке следует подпереть стержень, чтобы он был в равновесии? [27см]
3.2.7 Определите силы упругости в стержне АС и подкосе ВС (Рис.47), если вес груза P = 100H, АС=150мм, ВС=250мм [125H; 75H]
3.2.8 Брусок массой 10кг (Рис.48) нужно опрокинуть через ребро O. Найти силу F, необходимую для этого, если ширина бруска 50см, а высота 75см. [33H]
3.2.9 Находится ли рычаг (Рис.49) в равновесии? Вес рычага не учитывать. Известно, что α = 30◦ , F1 = 50, F2 = 30H, OA=40см, ОВ=80см.
3.2.10 Найти силы, действующие на подкос BC и тягу AC (Рис.50), если |AB| = 1, 5 м, |AC| = 3 м, |BC| = 4 м, а масса груза 200 кг.
3.2.11 Тело подвешено на шнуре AB и оттянуто горизонтальной оттяжкой BC (Рис. 51). Найти силу натяжения шнура и оттяжки, если масса тела 1 кг, а угол α = 60◦.
3.2.12 К середине горизонтально натянутой веревки мужду точками A и B привязан тонкий шнур CD (Рис. 52). Если потянуть шнур вертикально вниз, то может оказаться, что веревка разорвется, а шнур останется целым, хотя прочность веревки значительно болше прочности шнура. Объяснить причину. Вывести зависимость силы натяжения веревки от приложенной силы F и угла α.
3.3 Центр масс и центр тяжести
3.3.10 Кто более устойчив: человек, стоящий в лодке, или сидящий в ней?
3.3.20 Изменится ли сила тяжести и положения центра тяжести тела, если его: согнуть, поднять, наклонить?
3.3.30 Почему по скользкому льду люди ходят маленькими шажками?
3.3.4 Найти центр системы из 5 шариков (Рис. 53) в системе отсчета, связанной с первым шарико, третьим шариком и пятым шариком.

3.3.5 Два однородных шара массами 10 и 12 кг с радиусами 4 и 6 см соединены посредством
однородного стержня массой 2 кг и длиной 10 см. Центры шаров лежат на продолжении
оси стержня. Найти положение центра тяжести этой системы.
3.3.6 Пользуясь только линейкой(без делений) и не производя никаких вычислений, найти построением положение центра тяжести однородной пластинки, изображенной на рисунке 54.
3.3.7 Расчитайте положение центра масс однородных тел правильной геометрической формы
(см. Рис.57)
3.3.8 Железный прут массой Mизогнут пополам так, то его масти образуют прямой угол (Рис.
55). Прут подвешен за один из концов на шарнире. Найти угол α, который образует с
вертикалью верхний стержень в положении равновесия.
3.3.9 Проволочную квадратную рамку с отрезанной стороной подвесили за изгиб(Рис. 56). Найти угол ϕ при равновесии проволки.
3.3.10 Доказать, что центр тяжести треугольника находится в точке пересечения медиан

3.3.11 Брусок, имеющий квадратное сечение площадью S, плавает в воде в вертикальном положении. Плотность бруска ρ, плотность воды ρ0. При какой высоте бруска его равновесие
в воде будет устойчивым?
3.4 Комбинированные задачи на условия равновесия
3.4.10 Можно ли натянуть трос горизонтально так, чтобы он не провисал?
3.4.2 К вертикальной гладкой стене в точке A на веревке длиной l подвешен шар массой m
(Рис. 58). Какова сила натяжения нити T и сила давления шара на стену, если его радиус
равен R? Трением о стену пренебречь

3.4.3 Однородный шар массой 1,5 кг подвешен так, что касается вертикальной стены, а нить,
образующая со стенкой угол 60◦
, касается поверхности шара (Рис. 59. Каково натяжение нити?
3.4.4 Колесо радиусом R и массой m стоит перед ступенькой высотой h(Рис. 60). Какую наименьшую горизонтальную силу F надо приложить к оси O колеса, чтобы оно могло подняться на ступеньку? Трением пренебречь.
3.4.5 Шарик радиуса r и массой m удерживается на неподвижном шаре радиуса R невесомой
нерастяжимой нитью длиной l, закрепленной в верхней точке шара(Рис. 61). Найти силу
натяжения нити, если трения между шариками отсутствует.
3.4.6 К совершенно гладкой вертикальной стенке приставлена лестница массой m. Лестница
образует с горизонтальной опорой угол α. Центр тяжести ее расположен по середине. Как
направлены и чему равны силы, действующие на лестницу со стороны стенки и опоры?
Найти построением направление силы, действующей на лестницу со стороны опоры.
3.4.7 У стены стоит лестница. Коэффициент трения лестницы о стену µ1 = 0, 4, коэффициент
трения о землю µ2 = 0, 5. Лестница однородна. Определить наименьший угол α, который
лестница может образовать с горизонтом не соскальзывая.
3.4.8 Лестница длиной l = 4 м приставлена к гладкой стене под углом α = 60◦
. Максимальная
сила трения между лестницей и полом Fтр = 200 Н. На какую высоту может подняться
по лестнице человек массой m = 60 кг, прежде чем лестница начнет скользить? Массой
лестницы пренебречь.

3.4.9 Кубик стоит у стены так, что одна из его граней образует угол α с полом. При каком
коэффициенте трения кубика о пол это возможно, если трение о стенку пренебрежимо
мало?
3.4.10 В гладкий высокий цилиндрический стакан помещена палочка длиной l = 15см и массой
m = 0, 025 кг. С какими силами действует палочка на дно и стенки стакана, если радиус
основания стакана R = 6 см? Трением пренебречь.
3.4.11 Однородная постоянного сечения балка опирается одним концом на горизонтальную поверхностью. коэффициент трения о которую равен µ, а другим концом на гладкий выступ, отстоящий от свободного конца балки на 1
4
ее длины. (Рис. 63)) Угол наклона балки к горизонту α. Какой максимальной массы груз можно подвесить к свободному концу балки
массой M, чтобы равновесие не нарушилось?
3.4.12 Однородный стержень массой 10 кг закреплен шарнирно в точке O и удерживается при
помощи троса перекинутого через неподвижный блок (Рис. 64). Найти силу натяжения
троса и силу реакции в шарнире(величину и направление), если трос образует со стержнем
угол α = 60◦
.
3.4.13 Стержень AO длиной 60 см (Рис. 65) и массой 0,4 кг укрепленный шарнирно в точке
O, поддерживается нитью AD, образующей угол 45◦
со стержнем. В точке B (|AB|=20 см)
подвешен груз массой 0,6 кг. Найти силу натяжения нити и силу реакции в точке O.

3.4.14 Полушар и цилиндр одинакового радиуса, из одного и того же материала, соединены, как
показано на рис. 66. Система опирается на горизонтальную плоскость. При какой высоте
x цилиндра она будет находиться в безразличном равновесии? Центр тяжести полушара
находится на оси симметрии, отступая на 3/8 радиуса от центра.
3.4.15 На земле лежат вплотную два одинаковых бревна цилиндрической формы. Сверху кладут такое же бревно. При каком коэффициенте трения µ между ними они не раскатятся
(по земле бревна не скользят)?

 

 

 

 

 

 

4 Энергия. Импульс.
4.1 Импульс тела. Закон сохранения импульса.
4.1.1 Поезд массой 2000 т, двигаясь прямолинейно, увеличил свою скорость от 36 до 72 км/ч.
Найти изменение импульса.
4.1.2 Материальная точка массой 1 кг равномерно движется по окружности со скоростью 10 м/c
. Найти изменение импульса за одну четверть периода; половину периода; целый период.
4.1.3 Движение материальной точки описывается уравнением x(t) = 5 − 8t + 4t
2
. Приняв ее
массу равной 2 кг, найти импульс через 2с и через 4 с после начала отсчета времени.
4.1.4 Снаряд массой m1, летящий со скоростью v1 параллельно рельсам, ударяет в неподвижную платформу с песком массой m2 и застревает в песке. С какой скоростью станет двигаться платформа?
4.1.5 На вагонетку массой 800 кг катящуюся по горизонтальному пути со скоростью 0,2м/c
насыпают сверху 200 кг щебня. На сколько при этом уменьшится скорость вагонетки?
4.1.6 По рельсам в горизонтальному направлении катится тележка с песком. Через отверстие
в дне песок ссыпается между рельсами. Изменяется ли скорость тележки? Трение не учитывать.
4.1.7 Охотник стреляет из ружья сдвижущейся лодки по направлению движения. Какую скорость имела лодка, если она остановилась после двух быстро следующих друг за другом
выстрелов? Масса охотника с лодкой 200 кг, масса заряда 20 г. Скорость вылета дроби и
пороховых газов 500м/c .
4.1.8 Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3м/c , нагоняет вагон массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2м/c . Какова скорость вагонов после взаимодействия, если после
столкновения они сцепились?
4.1.9 С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 0,3м/c прыгает мальчик массой 50 кг в
горизонтальном направлении со скоростью 7м/c (относительно воды). Какова скорость лодки после прыжка мальчика, если мальчик прыгает с кормы в сторону, противоположенную
движению лодки? с носа по ходу движения лодки?
4.1.10 С судна массой 750 т произведен выстрел из пушки в сторону, противоположенную его
движению, под углом 60◦ к горизонту. На сколько изменилась скорость судна, если снаряд
массой 30 кг вылетел со скоростью 1 км/c относительно судна?
4.1.11 Шарик массой 100 г свободно упал на горизонтальную площадку, имея в момент удара
скорость 10м/c . Найти изменения импульса при абсолютно неупругом и абсолютно упругом
ударах.
4.1.12 Мяч массой 100г, летевший со скростью 20 м/c ударился о горизонтальную плоскость.
Угол падения (относительно нормали) равен 60◦
. Найти изменение импульса, если удар
абсолютно упругий и угол падения равен углу отражения.

 

4.1.13 Граната, брошенная с поверхности Земли, разрывается на два одинаковых осколка в
наивысшей точке траектории на расстоянии S от места бросания, считая по горизонтали.
Один из осколков летит в обратном направлении с той же по модулю скоростью, которую
имал граната до взрыва. На каком расстоянии от места бросания упадет второй осколок?
4.1.14 Снаряд разрывается в верхней точке траектории на высоте 19,6 м от Земли на две равные
части. После разрыва одна часть падает на Землю точно под местом взрыва. На каком
расстоянии от места выстрела упадет вторая часть, если первая приземлилась в 1000 м от
места выстрела? Сопротивлением принебречь.
4.1.15 Орудие, имеющее массу ствола 500 кг, стреляет в горизонтальном направлении. Снаряд
массой 5 кг вылетает со скоростью 460 м/c , а ствол откатывается на 40 см. Какова средняя
сила сопротивления в механизме, тормозящем ствол?
− − −
4.1.16 На концах тележки дляной 3 м и массой 100 кг находятся два человека массы которых
70 кг и 30 кг. Как изменится положение тележки по отношению к Земле, сли люди, перейдя,
поменяются местами? Трением тележки о Землю пренебречь.
4.1.17 На концах однородной платформы длиной 12м стоят два человека массами 80 кг и 60 кг.
Первый проходит до середины платформы. На какое расстояние от конца тележки должен
сместится второй, чтобы тележка вернулась на прежнее место? Трения нет.
4.1.18 Человек, находящийся в неподвижной лодке массой 180 кг, прыгает от носа к корме
со скоростью 5 м/c под углом 30◦ к горизнту. Какова длина прыжка(относительно лодки) человека массой 60кг? Трением лодки о воду принебречь. Движение лодки считать
равномерным.

 

4.2 Механическая работа. Мощность.
4.2.10 Может ли сила трения совершать полезную работу?
4.2.20 По действием силы, направленной по движению, тело перемещается на некоторое расстояние. Одинакова ли работа данной силы при равномерном и ускоренном перемещениях
тела на этом пути?
4.2.3 Тело массой 100 кг поднимают с ускорением 2,0м/c
2 на высоту 25 м. Какая работа совершается при подъеме тела? Какую работу совершает при этом сила тяжести?
4.2.4 При вертикальном подъеме тела массой m = 2 кг на высоту h = 10м совершена работа
A = 240Дж. С каким ускорением поднимали груз?
4.2.5 Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна 50 Н и направлена горизонтально. Координата тела изменяется по закону x(t) = 24 + 10t − t
2
. Какую работу совершает
сила за 5с? за 10с? Как можно объяснить полученный результат?
4.2.6 Тело движется вдоль оси ОХ, направленной горизонтально. Проекция скорости этого тела
на ось ОХ изменяется по закону vx(t) = 10+2t. Какую работу совершает сила 2 Н, действующая на это тело, в течении 10 с, если она составляет угол 60◦
с направлением движения
тела? [200Дж]
4.2.7 Автомобиль массой 2000 кг трогается с места с ускорением 2,0м/c
2 и разгоняется в течении
5,0с на горизонтальном пути. Какая работа совершается за это время, если коэффициент
сопротивления 0,01? [105кДж]
4.2.8 На тело вдоль линии движения действует сила, зависимость которой от перемещения
указана на графике (см рис.68). Определить по графику характер движения и найти работу
данной силы на каждом участке и на все пути.[3Дж;9Дж;1,5Дж;13,5Дж]
4.2.9 Какую работу совершает электровоз за t = 10мин перемещая по горизонтальному пути
состав массой m = 3000т с постоянной скоростью 72км/ч, если коэффициент трения =
0, 005?
4.2.10 Для растяжения пружины на 4 мм необходимо совершить работу в 0,02 Дж. Какую
работу нужно совершить, что растянуть эту пружину на 4 см? Какую при этом работу
совершит сила упругости?
4.2.11 Сравнить работы, которые совершает человек, растягивая пружину динамометра от 0
до 10 Н, от 10 до 20 Н, от 20 до 30 Н?
4.2.12 Динамометр, рассчитанный на 40 Н, имеет пружину жесткостью 500 Н/м. Какую работу
надо совершить, чтобы растянуть пружину от середины шкалы до последнего деления?
4.2.13 Чему равна работа по подъему цепи, взятой за один конец и лежащей на плоскости на
высоту, равную ее длине? Длина цепи 2 м, масса 5 кг.

 

4.2.14 Цепь массой M и длиной l лежит у границы двух соприкасающихся полуплоскостей
из разных материалов (см рис.67).Какую работу надо совершить, чтобы передвинуть цепь
на вторую полуплоскость? Коэффициенты трения полуплоскостей с цепью соответственно
равны µ1, µ2.
4.2.15 Какую работу надо совершить, чтобы заставить поезд массой M = 800: а) увеличить
свою скорость от 36 км/ч до 54 км/ч; б) остановиться при начальной скорости 72 км/ч?
Сопротивлением пренебречь.
4.2.16 Льдина плорщадью поперечного сечения 1 м
2 и высотой 0,4 м плавает в воде. Какую
работу надо совершить, чтобы полностью погрузить льдину в воду?
− − −
4.2.17 Какую полезную мощность развивает подъемный кран, равномерно поднимая груз массой 250 кго на высоту 15 м за 2,5 мин?
4.2.18 Автомобиль развивающий полезную мощность 55 кВт, движется по горизонтальному
пути с постоянной скоростью 72 км/ч. Чему равна сила сопротивления движению? [2750Н]
4.2.19 Поезд массой m = 1200т движется по горизонтальному пути с постоянной скоростью
v = 52м/c . Определить коэффициент сопротивления движению, если тепловоз развивает
полезную тяговую мощность N = 882кВт.
4.2.20 Автомобиль массой m = 1, 5т трогается с места и двигаясь равноускоренно по горизонтальной дороге, проходит путь S = 25м за t = 5, 0с. Определить среднюю мощнрсть,
развиваемую автомобилем на этом участке пути; мгновенную мощность, развиваемую в
конце участка. Сопротивлением движению пренебречь.
4.2.21 Поезд массой 600 т равномерно поднимается в гору с уклоном 5,0м на 1,0 км пути. Коэффициент трение µ = 0, 002. Определить развиваемую тепловозом мощность, при скорости
движения 36км/ч.
4.2.22 Автомобиль массой m = 2, 0т при выключенном моторе спускается по уклону 0,03 с
постоянной скоростью v = 15м/c . При какой мощности двигателя он может равномерно
подниматься вверх по такому же уклону с такой же скоростью?

 

4.2.23 Подъемный кран поднимает груз массой m = 5т на высоту H = 15м. За какое время
поднимается этот груз, если мощность двигателя крана 10кВт и коэффициент полезного
действия крана 0,8.
4.3 Кинетическая энергия. Теорема о кинетической энергии.
4.3.1 Скорость свободно падающего тела массой 4 кг на некотором пути увеличилась с 2 до 8
м/c . Найти работу силы тяжести на этом пути.
4.3.2 Автомобиль массой 2 т затормозил и остановился, пройдя путь 50 м. Найдите работу силы
трения, кинетическую энергию в начале торможения, изменения кинетической энергии при
полной остановке, если дорога горизонтальна, а коэффициент сопротивления равен 0,4.
4.3.3 Троллейбус массой 15т трогается с места с ускорением 1,4м/c
2
. Найдите работу силы
тяги и работу силы сопротивления на первых 10 м пути, если коэффициент трения равен
0,02. Какую кинетическую энергия приобрел троллейбус?
4.3.4 Электропоезд в момент выключения тока имел скорость 20 м/c . Какой путь пройдет поезд без включения тормозов до полной остановки, если коэффициент сопротивления равен
0,005.
4.3.5 Масса самосвала в 18 раз больше массы легкового автомобиля, а скорость самосвала в 6
раз меньше скорости легкового автомобиля. Сравнить кинетические энегрии этих машин.
Во сколько раз будет отличаться тормозной путь этих машин.
4.3.6 Камень соскользнул с горки высотой h и остановился у ее подножия. Какую работу необходимо совершить, чтобы по той же траектории вернуть камень в исходную точку на горке?
4.3.7 Тело с начальной скоростью 14м/c падает с высоты 240 м и углубляется в песок на 0,2м.
Определите среднюю силу сопротивления песка, если масса тела 1 кг. Сопротивление воздуха не учитывать.
4.3.8 Сваю массой 1000 кг забивают в грунт копром, масса которого 4000 кг. Копер свободно
падает с высоты 5 м, и при каждом ударе свая опускается на глубину 5 см. Определите
среднюю силу сопротивления грунта.
4.3.9 С горы высотой h = 2м и основанием b = 5м съезжают санки, которые затем останавливаются, пройдя по горизонтали путь l = 35м от основания горы. Найти коэффициент
трения, считая что он остается одинаковым и на горе и на горизонтальном пути.

4.4 Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии
4.4.1 Тело брошено вертикально вверх со скоростью v0 = 10м/c . На какой высоте кинетическая
энергия тела равна его потенциальной энергии?
4.4.2 Найти потенциальную и кинетическую энергию тела массой 3 кг, падающего свободно с
высоты 5 м, на расстоянии 2 м от поверхности земли.
4.4.3 Начальная скорость пули 600м/c , ее масса 10 г. Под каким углом к горизонту она вылетела из дула ружья, если ее кинетическая энергия в высшей точке траектории равна 450
Дж?
4.4.4 С башни высотой H = 25м горизонтально брошен камень со скоростью v0 = 15м/c .
Найти кинетическую и потенциальную энергии камня спустя одну секунду после начала
движения. Масса камня m = 0, 2кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.
4.4.5 Пружинное ружье выстреливает шарик вертикально вверх на высоту 30 см, если пружина
сжата на 1 см. Какова начальная скорость шарика? На какую высоту поднимется шарик,
если эту пружину сжать на 3 см?
4.4.6 Конькобежец, разогнавшись до скорости v = 27км/ч въезжает на ледяную гору. На какую
высоту H от начального уровня въедет конькобежец с разгона, если подъем горы составляет
h = 0, 5м на каждые s = 10м по горизонтали. Коэффициент трения коньков о лед k = 0, 2.
4.4.7 Тело массой m = 1, 5 кг, брошенное вертикально вверх с высоты h = 4, 9 м со скоростью
v0 = 6м/c , упало на землю со скоростью v = 5м/c . Определить работу сил сопротивления.
4.4.8 Камень массой 50 г, брошенный под углом к горизонту с высоты 20 м над поверхностью
земли со скоростью 18м/c , упал на землю со скоростью 24 м/c . Найти работу по преодолению сил сопротивления воздуха.
4.4.9 Самолет массой m = 103 кг летит горизонтально на высоте H = 1200 м со скоростью
v1 = 50м/c . Затем двигатель отключается, самолет переходит в планирующий полект
и достигает земли со скоростью v2 = 25м/c . Определить среднюю силу сопротивления
воздуха при спуске, принимая длину списка, равной 8 км.
4.4.10 Стальной шарик массой m = 20 г, падая с высоты h1 = 1 м на стальную плиту, отскакивая от нее на высоту h2 = 81 см. Найти: а) импульс силы, действовавшей на плиту за
время удара; б) количество теплоты, выделившееся при ударе.

 

4.5 Законы сохранения энергии и импульса системы тел. Удары.
4.5.1 Конькобежец массой 70 кг, стоя на коньках на льду, бросает в горизонтальному направлении камень массой 3 кг со скоростью 8м/c относительно поверхности земли. Найти, на
какое расстояние откатится при этом конькобежец, если коэффициент трения коньков о
лед 0,02?
4.5.2 Человек стоит на неподвижной тележке и бросает горизонтально камень массой 8 кг
со скоростью 5 м/c относительно земли. Определить, какую при этом человек совершает
работу, если масса тележки вместе с человеком 160 кг. Трением пренебречь.
4.5.3 Винтовка массой 3 кг подвешена горизонтально на двух параллельных нитях. При выстреле в результате отдачи она отклонилась вверх на 19,6 см (см. Рис.69). Масса пули 10г.
Определить скорость с которой вылетела пуля.

 

4.5.4 Пуля, летящая горизонтально со скоростью 40м/c , попадает в брусок, подвешеный на
нити длиной 4 м и застревает в нем. Определить угол α на который отклонится брусок,
если масса пули 20 г, а масса бруска 5 кг.
4.5.5 Пуля, летящая горизонтально, попадает в шар, подвешенный на легком жестком стержне,
и застревает в нем. Масса пули в n = 1000 раз меньше массы шара. Расстояние от точки
подвеса стержня до центра шара 1м. Найти скорость пули, если известно, что стержень с
шаром отклонился от удара на угол α = 10◦
.
4.5.6 Пуля массой m1 = 10г, летевшая горизонтально со скоростью v1 = 600м/c , ударилась в
свободно подвешенный на длинной нити деревянный брусок массой m2 = 0, 5 кг и застряла
в нем, углубившись на 10 см. Найти работу силы сопротивления дерева движению пули.
На какую глубину войдет пуля, если тот же брусок закрепить.
4.5.7 В покоящийся шар массой 1 кг, подвешенный на длинном жестком стержне, закрепленном
в подвесе на шарнире, попадает пуля массой 0,01 кг. Угол между направлением полета
пули и линией стержня равен α = 45◦
. Удар центральный. После удара пуля застревает
в шаре, и шар вместе с пулей, отклонившись, поднимается на высоту 0,12 м относительно
первоначального положения. Найти скорость пули. Массой стержня пренебречь.

4.5.8 C какой начальной скоростью надо бросить вних мяч с высоты 2 м, чтобы он подпрыгнул
на высоту 4 м. Считать удар о землю абсолютно упругим.
4.5.9 Маятник представляет собой прямой тонкий стержень длиной l = 1, 5м, на конце которого
находится стальной шар массой M = 1 кг. В шар попадает летящий горизонтально со
скоростью v = 50м/c стальной шарик массой m = 20 г. Определить угол максимального
отклонения маятника, считая удар упругим и центральным. Массой стержня пренебречь.
4.5.10 Тело массой m1 ударяется неупруго о покоящееся тело массой m2. Найти долю потерянной при этом кинетической энергии.
4.5.11 Два груза массами m1 = 10 кг и m2 = 15 кг подвешены на нитях длиной l = 2 м так, что
соприкасаются между собой. Меньший груз был отклонен на угол α = 60◦ и отпущен. На
какую высоту поднимутся оба груза после удара? Удар грузов считать неупругим. Какое
количество теплоты при этом выделится?
4.5.12 Два шара подвешены на параллельных нитях одинаковой длины так, что они соприкасаются. Массы шаров m1 = 0, 2 кг и m2 = 100 г. Первый шар отклоняют так, что его центр
тяжести поднимается на высоту h = 4, 5 см и отпускают. На какую высоту поднимутся
шары после соударения, если удар: а) упругий; б) неупругий?
4.5.13 Во сколько раз уменьшится скорость атома гелия после центрального упругого столкновения с неподвижным атомом водорода, масса которого в четыре раза меньше массы атома
гелия?
4.5.14 На шар лежащий на гладкой горизонтальной поверхности, налетает другой шар такого
же радиуса, движущийся горизонтально. Между шарами происходит упругий центральный
удар. Построить график зависимости доли переданной энергии от отношения масса шаров
α = m1/m2.
4.5.15 Люстра массой m = 100 кг подвешена к потолку на металлической цепи, длина которой
l = 5м. Определить высоту h, на которую можно отклонить люстру, чтобы при последующих качениях цепь не оборвалась. Известно, что разрыв цепи наступает при силе натяжения
T > 1960 Н.
4.5.16 Шарик массой m подвешен на нерастяжимой нити. На какой минимальный угол αмин надо отклонить шарик, чтобы при дальнейшем движении нить оборвалась, если максимлаьно
возможная сила натяжения нити 1, 5mg.
4.5.17 Маятник отклоняют в горизонтальное положение и отпускают. При каком угле α с вертикалью сила натяжения нити будет равна по величине действующей на маятник силе
тяжести? Матяник считать математическим.
4.5.18 Груз массой m, привязанный к нерастяжимой нити, вращается в вертикальной плоскости. Найти максимальную разность сил натяжения нити.
4.5.19 Шарик массой M подвешен на нити. В натянутом состоянии нить расположили горизонтально и отпустили шарик. Вывести зависимость силы натяжения нити от угла, который
образует в данный момент нить с горизонтальным направлением. Проверить полученную

формулу, решив задачу для случая прохождения шарика через положение равновесия, при
угле 90◦
.
4.5.20 Математический маятник длиной l и массой M отвели на угол ϕ0 от положения равновесия и сообщили ему начальную скорость v0, направленную перпендикулярно нити вверх.
Найти силу натяжения нити маятника в зависимости от угла ϕ нити с вертикалью.
4.5.21 Сфера радиусом R = 2 м равномерно вращается вокруг оси симметрии с частотой
30мин−1
. Внутри сферы находится шарик массой m = 0, 2 кг. Найти высоту h, соответствующую положению равновесия шарика относительно сферы и силу реакции сферы.
4.5.22 Небольшое тело массой m соскальзывает вниз по наклонному скату, переходящему в
мертвую петлю радиусом R (см. Рис. 70). Трение ничтожно мало. Определить: а) какой
должна быть наименьшая высота ската h, чтобы тело сделало полную петлю не выпадая;
б)с какой силой при этом будет тело давить на помост в верхней и нижней точке мертвой
петли; в)какую силу давления при этом производит тело на помост в точке, радиус-вектор
которой составляет угол α с вертикалью.
4.5.23 Небольшое тело скользит с вершины сферы вниз. На какой высоте h от вершины тело
оторвется от поверхности сферы радиусом R? Трением пренебречь.

 

 

5 Молекулярно-кинетическая теория
5.1 Молекулярное строение вещества
5.1.10 Почему газ сжать легче, чем жидкость или твердое тело?
5.1.20 Если молекулы движутся непрерывно и хаотично, почему твердые тела не распадаются
на молекулы?
5.1.30 Как изменилось бы давление в сосуде с газом, если бы внезапно исчезли силы притяжения
между его молекулами?
5.1.4 Какое количество вещества содержится в 300 г воды?
5.1.5 Какое количество вещества содержится в железное детали массой 56 кг?
5.1.6 Какова масса 30 молей серной кислоты?
5.1.7 Какова масса 3 молей поваренной соли?
5.1.8 Какой объем занимают 12 молей алюминия?
5.1.9 Какой объем занимают 100 молей ртути?
5.1.10 Сколько атомов содержится в 250 г гелия?
5.1.11 Сколько атомов содержится в серебряной ложке массой 54г?
5.1.12 Сколько молекул содержится в 2 г кислорода?
5.1.13 Сравните числро атомов в стальной и алюминиевой ложках равного объема.
5.1.14 Вода из стакана полностью испарилась за 20 суток. Сколько молекул в среднем за сутки
испарялось с поверхности воды? Первональная масса воды в стакане была 200 г.
5.1.15 При никелировании изделия его покрывают слоем никеля толщиной 1,5мкм. Сколько
атомов никеля содержится в покрытии, если площадь поверхности изделия равна 400 см2
?
5.1.16 На изделие, поверхность которого равна 25 см2
, нанесен слой хрома толщиной 2 мкм.
Сколько атомов хрома содержит покрытие?
5.1.17 В озеро, имеющее среднюю глубину 10 м и площадь поверхности 20 км2
, бросили кристаллик поваренной соли массой 0,01 г. Сколько ионов натрия этой соли оказалось бы в
наперстке воды объемом 2 см3
, зачерпнутой из озера, если преположить, что соль, растворившись, равномерно распределилась по всему объему воды?
5.1.18 Капля масла объемом 0,003 мм3 растеклась по поверхности воды тонким слоем и заняла
площадь 300 см2
. Принимая толщину слоя равной диаметру молекулы масла, определите
их диаметр.
ОПЫТ ШТЕРНА 2 задачи из Степановой(синяя)

5.2 Закон Бойля-Мариотта
5.2.1 Газ изотермически сжимают от объема 10л до объема 4л. Давление при этом увеличилось
на 3 атм. Найти какое давление было в газе при объеме 8л.
5.2.2 При постоянной температуре объем газа увеличили на 125% от первонального. На сколько
процентов изменилось давлени газа?
5.2.3 В вертикально поставленный цилиндр площадью основания 40см2 вставлен поршень, под
которым находится столб воздуха высотой 60см. Насколько опустится поршень, если на
него поставить груз массой 10кг? Масса поршня 2кг, атмосферное давление нормальное.
5.2.4 На какой глубине находился пузырек воздуха, если его объем при всплытииу поверхности
воды оказался в 1,5 раза больше, чем под водой? Атмосферное давление у поверхности воды
равно 760 мм.рт.ст.
5.2.5 Стеклянный сосуд наполнен воздухом при давлении 200 мм.рт.ст. Объем сосдуа 1000см3
.
Какое количество воды войдет в сосуд, если в нем сделать отверстие на глубине 2м от
поверхности воды? Атмосферное давление 800 мм.рт.ст.
5.2.6 В закрытом цилиндрическом сосуде постоянного сечения 1см2 находится газ при давлении 10 мм.рт.ст. Если сосуд расположить горизонтально, то находящийся внутри сосуда
поршень делит объем сосуда в отношении 1:2. Если же сосуд поставить вертикально, то
поршень установится посередине. Найти вес поршня, считая температуру постоянной.
5.2.7 Посередине откаченной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длиной L = 1
м находится столбик ртути длиной l = 20 см. Если трубку поставить вертикально, столбик
ртути сместиться на ∆l = 10 см. До какого давления была откачана трубка? Плотности
ртути ρ = 1, 36 · 104кг/м3
.
5.2.8 Запаянная с обоих концов горизонтально расположенная стеклянная трубка разделена
столбиком ртути на две равные части. Длина каждого столбика воздуха 20 см. Давление
p0 = 750 мм.рт.ст. Если трубку поставить вертикально, ртутный столбик опускается на 2
см. Определить длину столбика ртути.
5.2.9 В сосуд с ртутью опускают открытую стеклянную трубку, оставляя над поверхностью конец длиной l = 60см. Затем трубку закрывают и погружают еще на ∆l = 30см. Определить
высоту столба воздуха в трубке. Атмосферное давление равно p0 = 760 мм.рт.ст.
5.2.10 Открытую стеклянную трубку длиной l = 1м наполовину погружают в ртуть. Затем
трубку закрывают пальцем и вынимают. Какой высоты столбик ртути останется в трубке?
Атмосферное давление равно p0 = 760 мм.рт.ст.
степанова 635, 1007

5.3 Закон Гей-Люссака и закон Шарля.
5.3.1 При какой температуре находился газ, если при нагревании его на ∆t = 22◦C при постоянном давлении объем увеличился вдвое?
5.3.2 В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении 200кПа и температуре 27◦C.
Какой массы груз надо положить на поршень после нагревания воздуха до 50◦
, чтобы
объем воздуха в цилиндре остался прежним? Площадь поршня равна 30 см2
.
5.3.3 Воздух в стакане, имеющем высоту 10 см и площадь дна 25 см2
, нагрет до 87◦C. Стакан
погружен вверх дном в воду так, что его дно находится на уровне поверхности воды. Сколько воды войдет в стакан, когда воздух в стакане примет температуру 17◦C? Атмосферное
давление считать нормальным.
5.3.4 Резиновую лодку надули ранним утром, когда температура окржуающего воздуха была
7
◦C. На сколько процентов увеличилось давление воздуха в лодке, если днем под лучами
солнца он прогрелся до 35◦C?
5.3.5 Давление воздуха в автомобильной камере при температуре −13◦C было 160кПа (избыточное над атмосферным). Каким станет давление, если в результате длительного движения
автомобиля воздух в автомобильной камере нагрелся до 37◦C?
5.3.6 При какой температуре находился газ в закрытом сосуде, если при нагревании его на
140К давление возросло в 1,5 раза?
5.3.7 При изготовлении электроламп их наполняют инертным газом при температуре 150◦C.
Под каким давлением должны наполняться лампы, чтобы при температуре 300◦
, которая
устанавливается при горении лампы, давление не превышало 0,1МПа?
5.3.8 Бутылка, наполненная газом, плотно закрыта пробкой площадью сечения 2,5 см2
. До какой температуры надо нагреть газ, чтобы пробка вылетела из бутылки, если сила трения,
удерживающая пробку, равна 12 Н? Первоначальное давление воздуха в бутылке и наружное давлениее одинаковы и равны 100кПа, а начальная температура равна −3
◦C.

5.5 Уравнение Клапейрона-Менделеева
5.5.1 Определите температуру азота N2, имеющего массу 2г, занимающего объем 830см3 при
давлении 0,2МПа.
5.5.2 Определите плотность азота при температуре 27◦ и давлении 100 кПа.
5.5.3 Газ массой 16 г при давлении 1 МПа и температуре 112◦С занимает объем 1,6 л. Определите, какой это газ?
5.5.4 Перед тактом сжатия давление в цилиндре двигателя внутреннего сгорания равно 0,8 атм,
а температура 50◦
. Определить температуру смеси в конце такта сжатия, если при том ее
объем уменьшится в 5 раз, а давление увеличится до 7 атм.
5.5.5 В закрытом сосуде находится газ под давлением 500кПа. Какое. Дадавление установится
в этом сосуде, если после открытия крана 4/5 массы газа выйдет наружу?
5.5.6 Температура воздуха в комнате была равна 10◦
, а после того как ее натопили, поднялась до
20◦
. Объем комнаты 50 м
3
. Насколько изменилась масса воздуха, если давление оставалось
нормальным атмосферным?
5.5.7 Некоторое количество водорода находится при температуре 200К и давлении 400 Па. Газ
нагревают до температуры 104К, при которой молекулы водорода практически полностью
распадаются на атомы. Определите давление газа, если объем и масса остались без изменения.
5.5.8 Определить плотность смеси, состоящей из 50 г кислорода и 20 г водорода при температуре 20◦ и давлении 0,9 атм.
5.5.9 Сколько молекул содержится в 1 см3 воздуха при комнатной температуре и нормальном
атмосферном давлении?
5.5.10 В баллоне находилось некоторое количество газа при атмосферном давлении 105 Па и
температуре 10◦
. При открытом вентиле баллон был нагрет, после чего вентиль закрыли и
газ остыл до температуры 10◦
. При этом давление в баллоне упало до 0,7·105Па. На сколько
градусов нагревали баллон?
5.5.11 Цилиндрический сосуд делится на две равные части тонким подвижным поршнем. Каким будет равновесное положение поршня, когда в одну часть сосуда помещено некоторое
количество кислорода, в другую - такое же количество водорода, если длина сосуда l = 85
см.
5.5.12 Балон содержит газ при температуре 27◦С и давлении 40атм. Каково будет давление в
баллоне, если из него выпустить половину массы газа, а температуру при этом понизится
до 0
◦C
5.5.13 В закрытом цилиндрическом сосуде постоянного сечения находится газ при нормальных
условиях. Сосуд расположен горизонтально и разделен легкоподвижным поршнем на две
части в отношении 1:2. В каком отношении поршень будет делить сосуд, если его меньшую
часть нагреть на 27◦C, а большую охладить до -127◦C.[73:75]

 

5.5.14 Определить массы ртути, которая войдет в стеклянный баллончик объемом V1 = 5см3
(Рис. 72), нагретый до t1 = 400◦С, при его остывании до t2 = 16◦
, если плотность рути при
t = 16◦ равна ρ = 13, 6г/м3
5.5.15 В цилиндре под поршнем площадью 100 см2 находится 28 г азота при температуре 273
К. На сколько поднимется поршень, если газ нагрели на 100К, а масса поршня равна 100
кг. Атмосферное давление считать нормальным.
5.5.16 В цилиндре, площадь основания которого, равна 100 см2
, находится воздух при температуре 12 ◦
. Атмосферное давление 101 кПа. На высоте h1=60 см от основания цилиндра
расположен поршень. На сколько опустится поршень, если на него поставить гирю массой
100 кг, а воздух в цилиндре при этом нагреть до 27 ◦
? Трение поршня о стенки и все самого
поршня не учитывать.
5.5.17 Два одинаковых баллона, содержащие газ при 0

, соединены узкой горизонтальной трубкой диаметром 5 мм, посередине которой находится капелька ртути. апелька делит весь
сосуд на два равных объема по 200см3
. На какое расстояние переместится капелька, если
один баллон нагреть на 2

, а другой на столько же охладить? Изменением объемов сосудов
пренебречь.
5.5.18 Как изменится объем пузырька воздуха при подъеме его со дна озера глубиной 20 м к
поверхности воды? Температура на дне равна 10◦
, а у поверхности 20◦
.
5.5.19 При изготовлении электролампы накаливания баллон заполняют инертным газом. Двление при 20◦
состаляет 0,8атм. Какое давление устанавливается в баллоне работающей лампы
при температуре 425К? Объем считать постоянным.
5.6 Задачи на газовые законы(*)
5.6.1 Определить, каким был бы коэффициент объемного расширения газа, если бы за начальный объем V0 принимали бы объем не при 0

, а при 100◦
?
5.6.2 Воздушный шар объемом 1000м 3 наполнен водородом при 20◦
. Сколько водорода выйдет
из шара, если при неизменном давлении температура повысится до 40◦
?
5.6.3 Сферическая оболочка воздушного шара, сообщаяющаяся с атмосферой, имеет диаметр
10 м и массу 10 кг. На сколько градусов надо нагреть воздух в шаре, чтобы он взлетел?
Температура воздуха равна 27 ◦
, атмосферное давление 735 мм.рт.ст
5.6.4 Сферическая оболчка шара сделана из материала, квадратный метр которого имеет массу
1 кг. Шар наполнен гелием при нормальном атмосферном давлении, температура воздуха
и гелия 0

. При каком минимальном радиусе шара он будет подниматься?
5.6.5 Сколько балласта должен выбросить аэростат объемом 300м3 для того, чтобы подняться
с высоты, на которой барометр показывает 730 мм.рт.ст при температуре -15◦
, до высоты,
на которой барометр показывает давление 710 мм.рт.ст, а температура равна -20◦
?

 

5.6.6 Воздушный шар объемом 240м3
, заполненный водородом при температуре 300К, поднимает полезный груз массой 300 кг. Какой полезный груз сможет поднять этот же воздушный
шар, если заполнить его горячим воздухом при температуре 400К? До какой температуры
нужно нагреть воздух, чтобы воздушный шар, смог поднять такой же полезный груз, как
и при заполнении его водородом?
5.6.7 Найти число ходов поршня, которое нужно сделать, чтобы поршневым воздушным насосом откачать воздух из сосуда емкостью V от давления p0 до давления p, если емкость
насоса ∆V .
5.6.8 Объем камеры насоса равен V0. За сколько циклов можно накачать автомобильную камеру объемом V от атмосферного давления до двух атмосфер? Считать, что температура
остается неизменной.
5.6.9 В цилиндре под поршнем площадью 100см2 находится 28 г азота при температуре 100◦
. К
поршню через систему блоков подвешен груз массой 50 кг(Рис. 73). Цилиндр охлаждается
до 0

. Насколько и в каком направлении сдвинется груз? Атмосферное давление нормальное, весом поршня пренебречь.

 

5.6.10 В закрытом с обоих концов откаченном цилиндре подвешен на пружине скользящий без
трения поршень, положение равновесия которого находится у дна цилиндра. В пространство под поршнем вводится такое количество газа, что поршень поднимается на высоту h
(Рис. 74). На какой высоте установится поршень, если этот газ нагреть от T0 до T1? Считать,
что пружина испытывает упругую деформацию.

5.7 Основное уравнение МКТ
5.7.1 Оценить среднюю скорость движения молекул водорода при нормальных условиях.
5.7.2 При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул азота равна второй космической скорости для Земли?
5.7.30 Почему на Луне нет атмосферы?
5.7.4 Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500м/c , а его
плотность 1,35 кг/м3
?
5.7.5 Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, если, имея массу 6 кг, он
занимает объем 5 м
3 при давлении 200 кПа?
5.7.6 Средние квадратичные скорости молекул водорода и кислорода 1840м/c и 460м/c . Сравните средние кинетические энергии этих молекул.
5.7.7 Плотность газа в баллоне электрической лампы ρ = 0, 9кг/м3
. При горении лыампы давление в ней возросло от 0,8 атм до 1,1 атм. На сколько при этом увеличилась средняя
квадратичная скорость движения молекул?
5.7.8 При какой температуре молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную
скорость, что и молекулы азота при температуре 100◦C?
5.7.9 Два одинаковых сосуда, содержащие одинаковое количество гелия, соединены краном. В
первом сосуде средняя скорость атомов равна 1000м/c , во втором - 2000м/c . Какой будет
скорость, если кран открыть и сделать сосуды сообщающимися?
5.7.10 Два одинаковых сосуда содержат азот и кислород соответственно, причем концентрация
молекул в сосудах одинакова. Сосуды соединены между собой короткой трубкой с краном. В первом сосуде средняя квадратичная скорость молекул 500м/c , во втором - 400м/c
. Какой будет средняя квадратичная сорость молекул, если открыть кран и дать газам
перемешаться? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
5.7.11 Средняя квадратичная скорость молекул аргона, при давлении 105 Па равна 414м/c .
Определить среднюю длину свободного пробега молекул аргона и частоту их столкновений.
5.7.12 Найти среднюю длину свободного пробега молекулы азота при температуре 0
◦ и давлении 10−3 мм.рт.ст
5.7.13 В баллоне объемом 2,53 л содержится углекислый газ при температуре 400 К и давлении
1,3 Па. Сколько столкновений происходит между молекулами за 1с?

 

 

6 Термодинамика.
6.1 Внутренняя энергия идеального газа.
6.1.1 Рассчитайте внутреннюю энергию 3-х молей одноатомного идеального газа при температуре 127◦C.
6.1.2 Какова температура одноатомного идеального газа, если известно, что внутренняя 2-х его
молей составляет 831 кДж?
6.1.3 Какова внутренняя энергия идеального газа, если при температуре T = 400К он занимает
объем V = 2, 5л и концентрация молекул равна n = 1020см−3
?
6.1.4 Идеальный газ занимает объем 2 л и имеет давление 300 кПа. Какова его внутренняя
энергия?
6.1.5 Найти концентрацию молекул идеального газа в сосуде объемом 2 л при температуре
27◦C, если внутренняя энергия равна 300 Дж.
6.2 Первое начало термодинамики. Работа газа.
6.2.1 Сколько водорода находится под поршнем в цилиндрическом сосуде, если при нагревании
его от 250К до 680КК при постоянном давлении на поршень газ произвел работу, равную
400 Дж?
6.2.2 В цилиндрическом сосуде с площадью основания 250см2 находится 10 г азота, сжатого поршнем, на котором лежит гиря массой 12,5 кг. Какую работу совершит газ при его
нагревании от 25◦C до 625◦C? Насколько увеличится при этом объем газа? Атмосферное
давление нормальное.
6.2.3 При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам 800 Дж теплоты. Какую
работу совершил газ? Какую работу совершили внешние силы?
6.2.4 При изохорном нагревании газу было передано от нагревателя 250 Дж теплоты. Какую
работу совершил газ? Чему равно изменение внутренней энергии газа?
6.2.5 Какую работу совершил идеальный одноатомный газ и как при этом изменилась его внутренняя при изобарном нагревании 2-х молей газа на 50К? Какое количество теплоты получил газ в процессе теплообмена?
6.2.6 С некоторым количеством газа был проведен циклический процесс (Рис. 75). а) определите на каких участках газ получал, отдавал тепло б) определите на каких участках
газ совершал работу в) определите на каких участках и как менялась внутренняя энергия
газа г) считая известным объем V1 и давление p1 найдите работу, количество теплоты и
изменение внутренней энергии на каждом участке и за весь цикл.
6.2.7 Температура воздуха в комнате объемом 70 м
3 была 280 К. После того как протопили печь,
температура поднялась до 296 К. Найти работу воздуха при расширении, если давление
оставалось постоянным и равным 100 кПа. На сколько при этом изменилась масса воздуха
в комнате?


Категория: Физика | Добавил: Админ (30.09.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar