Физика (стр. 25 )

108. С какой минимальной высоты должна упасть капля радиуса R, чтобы она разбилась на n одинаковых маленьких капель? Температура жидкости не меняется.

109. Какую работу нужно совершить, чтобы, выдувая мыльный пузырь, увеличить его диаметр от d1 = 1 см до d2 = 11 см? Процесс считать изотермическим.

110. На сколько нагреется капля ртути, полученная от слияния двух капель радиусом r = 1 мм каждая?

111. Воздушный пузырек диаметром d = 2 мкм находится в воде у самой ее поверхности. Определить плотность r воздуха в пузырьке, если воздух над поверхностью воды находится при нормальных условиях.

112. На сколько давление p воздуха внутри мыльного пузыря больше атмосферного давления p0, если диаметр пузыря d = 5 мм?

113. Найти давление p воздуха в воздушном пузырьке диаметром d = 0,1 мм, находящемся на глубине h = 20 см под поверхностью воды. Атмосферное давление p0 = 101,7 кПа.

114. Во сколько раз плотность воздуха в пузырьке, находящемся на глубине h = 5 м под водой, больше плотности воздуха при атмосферном давлении p0 = 101,3 кПа? Радиус пузырька r = 0,5 мкм.

115. Водомерка бегает по поверхности воды. Найти массу водомерки, если известно, что под каждой из шести лапок насекомого образуется ямка, равная полусфере радиусом r = 0,1 мм.

116. В сосуд с ртутью опущен открытый капилляр, внутренний диаметр которого d = 3 мм. Разность уровней ртути в сосуде и в капилляре Dh = 3,7 мм. Найти радиус кривизны R мениска в капилляре.

117. Каким должен быть внутренний диаметр d капилляра, чтобы при полном смачивании вода в нем поднималась на Dh = 2 см? Задачу решить, когда капилляр находится: а) на Земле; б) на Луне.

118. Капилляр с внутренним радиусом r = 2 мм опущен в жидкость. Найти коэффициент поверхностного натяжения жидкости, если
известно, что масса поднявшейся в капилляре жидкости m = 0,09 г.

119. В сосуд с водой опущен капилляр, внутренний радиус которого r = 0,16 мм. Каким должно быть давление р воздуха над жидкостью, чтобы уровень воды в капилляре и в сосуде был одинаков? Атмосферное
давление p0 = 101,3 кПа. Смачивание считать полным.

120. Будет ли плавать на поверхности воды жирная (полностью несмачиваемая водой) платиновая проволока диаметром d = 1 мм?

Библиографический список

1.  В. Курс общей физики. В 3 т. Т. 1. Механика. Молекулярная физика. – 5-е изд., стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 432 с.

2.  В. Курс общей физики. В 3 т. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. – 5-е изд., стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 496 с.

3.  В. Курс общей физики. В 3 т. Т. 3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – 4-е изд., стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 304 с.

4.  М. Курс физики: Учебное пособие. – СПб.: Лань, 2008. – 448 с.

5.  А. и др. Механика. Электромагнетизм / Ш. А. Пиралишвили, Н. А. Мочалова, З. В. Суворова, Е. В. Шалагина, В. В. Шувалов. – М.: Машиностроение, 2006. – 336 с.

6.  А. и др. Колебания. Волны. Геометрическая и волновая оптика. Квантовая и ядерная физика / Ш. А. Пиралишвили, Н. А. Мочалова, З. В. Суворова, Е. В. Шалагина, В. В. Шувалов. – М.: Машиностроение-1, 2007. – 341 с.

7.  А. и др. Термодинамика и молекулярная физика. Элементы статистической физики. Элементы физики конденсированного состояния / Ш. А. Пиралишвили, Н. А. Каляева, З. В. Суворова, Е. В. Шалагина, В. В. Шувалов. – М.: Машиностроение-1, 2008. – 348 с.

8.  А. и др. Молекулярная физика. Термодинамика. Конденсированные состояния: Учебное пособие / Ш. А. Пиралишвили, Е. В. Шалагина, Н. А. Каляева, Е. А. Попкова. – Рыбинск: РГАТА имени П. А. Соловьева, 2009. – 170 с.

9.  А. и др. Физические основы механики: Учебное пособие / Ш А. Пиралишвили, Е. В. Шалагина, Н. А. Каляева, Е. А. Попкова. – Рыбинск: РГАТУ имени П. А. Соловьева, 2013. – 148 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Рабочая программа курса физики

Раздел 1. «Механика»

1.1. Кинематика. Задачи механики. Характерные пространственные и временные масштабы в физике. Задачи кинематики. Равномерное прямолинейное движение. Скорость. Путь. Неравномерное движение. Ускорение, скорость, путь, перемещение при неравномерном движении.
Движение в пространстве. Вращательное движение. Угловая скорость,
угловое ускорение. Центростремительное ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорения.

1.2. Динамика. Задачи динамики. Понятие состояния в классической механике. Принцип относительности Галилея. Импульс. Закон сохранения импульса. Законы Ньютона. Силы в природе. Работа и кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии. Момент силы. Уравнение динамики вращательного движения. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.

1.3. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Лоренцево сокращение расстояний. Лоренцево замедление времени. Основной закон релятивистской динамики.
Закон взаимосвязи массы и энергии. Формула Эйнштейна для энергии.

1.4. Механика сплошных сред. Уравнение непрерывности. Уравнение Бернулли. Ламинарные и турбулентные течения. Число Рейнольдса.

Раздел 2. «Электричество и магнетизм»

2.1. Электричество. Электрическое взаимодействие. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме. Циркуляция вектора напряженности. Потенциал. Напряженность как градиент потенциала. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы. Энергия электрического поля.

Электрический ток. Сила и плотность тока. Закон Ома для участка и для полной цепи. Сопротивление. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.

2.2. Магнетизм. Магнитное взаимодействие. Магниты. Магнитное поле. Магнитная индукция. Закон Био – Савара – Лапласа. Связь магнитного поля с электрическим током и открытие Эрстеда. Действие магнитного поля на ток и сила Ампера. Взаимодействие прямолинейных токов. Закон полного тока. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Сила Лоренца. Теорема Гаусса для магнитного поля.

2.3. Электродинамика. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Индуктивность. Самоиндукция. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества. Уравнения Максвелла для электромагнитного
поля. Принцип относительности в электродинамике.

Раздел 3. «Колебания и волны»

3.1. Кинематика гармонических колебаний. Гармонические колебания и их характеристики (скорость, ускорение). Уравнение гармонических колебаний. Сложение колебаний: сложение гармонических колебаний одного направления и одного периода. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний одинакового периода.

3.2. Динамика колебаний. Уравнение динамики свободных гармонических колебаний. Математический, физический и пружинный маятники. Колебательный контур. Ангармонический осциллятор.

3.3. Затухающие колебания. Уравнение динамики затухающих
колебаний. Декремент затухания. Добротность.

3.4. Вынужденные колебания. Уравнение динамики вынужденных колебаний. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Вынужденные колебания в электрических цепях. Переменный электрический ток. Закон Ома для цепи переменного тока. Мощность в цепи переменного тока.

3.5. Волновые процессы. Уравнение волны. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской волны. Уравнение сферической волны. Волновое уравнение. Интерференция волн.

Раздел 4. «Оптика»

4.1. Электромагнитные волны. Электромагнитные волны и уравнения Максвелла. Шкала электромагнитных волн. Скорость света.

4.2. Геометрическая оптика. Законы преломления и отражения. Полное внутреннее отражение. Линзы. Микроскоп. Телескоп. Бинокль.

4.3. Интерференция света. Интерференция. Опыт Юнга. Расчет интерференционной картины Юнга. Кольца Ньютона. Тонкие пленки.

4.4. Дифракция. Дифракция. Пятно Пуассона. Дифракция Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка. Элементы Фурье-оптики.

4.5. Взаимодействие света с веществом. Дисперсия. Опыт Ньютона. Рассеяние и поглощение света. Поляризация. Закон Малюса. Угол Брюстера. Двойное лучепреломление.

Раздел 5. «Квантовая механика»

5.1. Квантовые свойства света. Проблема теплового излучения. Формула Планка. Фотоэффект. Эффект Комптона. Световое давление. Опыт Лебедева. Корпускулярно-волновой дуализм электромагнитного излучения.

5.2. Волновые свойства вещества. Дифракция электронов. Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества. Формула де Бройля. Принцип и соотношение неопределенностей Гейзенберга.

5.3. Квантово-механическое описание. Волна де Бройля. Квантовые состояния. Принцип суперпозиции. Уравнение Шредингера. Стационарные решения. Частица в потенциальной яме. Квантовый осциллятор. Операторы физических величин. Опыт Штерна – Герлаха. Момент импульса. Магнитный момент. Спин.