Сборник задач по физике (стр. 13 )

1.103. Колесо радиусом R и массой m стоит перед ступенькой высотой h (h<R). Какую наименьшую горизонтальную силу F необходимо приложить к горизонтальной оси колеса, чтобы оно могло подняться на ступеньку? Трением пренебречь.

1.104. Какую минимальную горизонтальную силу нужно приложить к верхнему ребру куба массой M, находящегося на горизонтальной плоскости, чтобы перевернуть его через ребро? При каком  коэффициенте трения между кубом и плоскостью можно это сделать?

1.105. Тяжелое бревно втягивают вверх по наклонной плоскости с помощью двух параллельных канатов, закрепленных, как указано на  рис. 20. Масса бревна кг, высота наклонной плоскости м, длина м.  Рис.20

Какую силу F нужно приложить к каждому из канатов, чтобы втянуть бревно? Решить задачу двумя способами. 

1.106. Из однородной круглой пластины радиусом 9,0 см вырезали круг вдвое меньшего радиуса, касающегося края пластины. Найти центр тяжести полученной  Рис. 21

пластины.

1.107. Из плоской квадратной пластины со стороной а вырезан: а) квадрат со стороной а/2; б) круг диаметром а/2. Найти центр тяжести полученных фигур (рис. 21).

1.108. На доске длиной см стоит 

сплошной цилиндр, у которого высота в три раза больше диаметра основания. На какую наибольшую высоту можно поднять один из концов доски, чтобы цилиндр не упал?

1.109. Телеграфный столб длиной м и массой кг при установке перемещается из горизонтального положения в вертикальное. Какая при этом совершается работа?

1.110. Какую работу необходимо совершить, чтобы перевернуть вокруг ребра куб массой кг? Ребро куба м.

1.111. Составить уравнение гармонического колебания, если амплитуда колебаний см, а время одного полного колебания с.

1.112. Составить уравнение гармонического колебания, если амплитуда колебания см, а частота колебания Гц.

1.113. Для определения ускорения свободного падения был взят маятник, состоящий из проволоки длиной см и металлического шарика диаметром мм. Продолжительность полных колебаний маятника оказалась равной с. Вычислить ускорение свободного падения.

1.114. В неподвижном лифте висит маятник, период колебаний которого с. С каким ускорением  движется лифт, если период колебаний этого маятника стал равным с? В каком направлении движется лифт?

1.115. Найти период колебаний математического маятника длиной l, подвешенного в вагоне, движущемся с ускорением а.

1.116. Маятник состоит из тяжелого шарики, масса которого m, подвешенного на нити длиной l. Определить энергию, которой обладает маятник, если наибольший угол его отклонения от вертикального положения равен .

1.117. Чему равна энергия математического маятника массой m и длиной l, если амплитуда колебаний равна А.

1.118. При какой скорости поезда маятник длиной см, подвешенный в вагоне, особенно сильно раскачивается, если расстояние между стыками рельсов м?

1.119. Тело массой m упало с высоты h на чашу пружинных весов (рис.22). Масса чаши и пружины пренебрежимо мала, жесткость пружины k. Прилипнув к чаше, тело начинает совершать гармонические колебания в вертикальном направлении. Найти амплитуду колебаний и их энергию. 

1.120. Наиболее низкий звук, еще воспринимаемый человеком с нормальным слухом, име-  Рис. 22

ет частоту Гц. Какова длина звуковой волны (в воздухе), соответствующая этой частоте? 

1.121. Определить длину звуковой волны в воде, вызываемой источником колебаний с частотой Гц, если скорость звука в воде равна м/с.

1.122. Во сколько раз изменится длина звуковой волны при переходе звука из воздуха в воду? Скорость звука в воде м/с, в воздухе м/с.

1.123. Составить уравнение плоской волны, распространяющейся в воздухе, частицы которой колеблются с частотой кГц и амплитудой мкм. Скорость распространения звука в воздухе м/с.

1.124. Составить уравнение плоской волны, распространяющейся в среде, точки которой колеблются с частотой кГц. Длина волны, соответствующая данной частоте, равна см. Максимальные смещения точек среды от положения равновесия в раз меньше длины волны.

1.125. Скорость звука в воде м/с. На каком расстоянии находятся ближайшие точки, совершающие колебания в противоположных фазах, если частота колебаний Гц?

1.126. Волна распространяется со скоростью м/с при частоте Гц. Чему равна разность фаз двух точек волны, отстоящих друг от друга на расстоянии см?

1.127. Точка, совершающая гармонические колебания, в некоторый момент времени имеет смещение м, скорость м/с и ускорение м/с2. Определить: 1) амплитуду и период колебаний точки; 2) фазу колебаний в рассматриваемый момент времени.

1.128. Плоская бегущая волна представлена уравнением: , где у – смещение частицы; t – время; х – расстояние по оси, вдоль которой распространяется волна. Определить разность фаз между колеблющимися точками, находящимися на расстоянии см друг от друга.

2. Молекулярная физика и термодинамика

2.1 Экспериментальные газовые законы

Основные законы и формулы

1. Закон Бойля-Мариотта. При изотермическом процессе () произведение объема V данной массы газа на давление р есть величина постоянная

.

Для двух состояний газа закон записывается в виде

,

где – давление и объем газа в начальном состоянии, - те же величины в конечном состоянии.

2. Закон Гей-Люссака. При изобарическом процессе () отношение объема V данной массы газа к абсолютной температуре Т есть величина постоянная

.

Для двух состояний газа

,

где V1 и Т1 – объем и абсолютная температура газа в начальном состоянии, V2 и Т2 – те же величины в конечном состоянии.