ЧАСТЬ 1. РАСЧЁТНЫЕ ЗАДАЧИ (с решениями) --- Задача 2 (из нового списка) Дано: I₁ = 5 А, I₂ = 10 А, Δt = 0,1 с, ε = 20 В. Решение: ε = L·ΔI/Δt → L = ε·Δt/ΔI = 20·0,1/(10-5) = 2/5 = 0,4 Гн. Ответ: 0,4 Гн. --- Задача 4 (из нового списка) = задача 48 из старого Дано: ν = 10 моль, ΔT = 100 К, i = 3 (одноатомный), R = 8,31. Решение: ΔU = (i/2)νRΔT = 1,5·10·8,31·100 = 12 465 Дж. A = νRΔT = 10·8,31·100 = 8 310 Дж. Q = ΔU + A = 12 465 + 8 310 = 20 775 Дж. Ответ: ΔU = 12,47 кДж, A = 8,31 кДж, Q = 20,78 кДж. --- Задача 6 (из нового списка) Дано: ρ = 17,3 кг/м³, T = 20°C = 293 К, M(H₂O) = 18·10⁻³ кг/моль, R = 8,31. Решение: pV = (m/M)RT, а m = ρV → p = ρRT/M. p = 17,3·8,31·293 / 18·10⁻³ ≈ 42140 / 0,018 ≈ 2,34·10⁶ Па. Ответ: ≈ 2,34 МПа. --- Задача 8 (из нового списка) Дано: P = 110 кВт = 110·10³ Вт, t = 1 ч = 3600 с, m = 28 кг, q = 42·10⁶ Дж/кг. Решение: A = P·t = 110·10³·3600 = 3,96·10⁸ Дж. Q = m·q = 28·42·10⁶ = 1,176·10⁹ Дж. η = A/Q = 3,96·10⁸ / 1,176·10⁹ ≈ 0,337 = 33,7%. Ответ: 33,7%. --- Задача 10 (из нового списка) Дано: R = 800 м, v = 20 м/с. Решение: a = v²/R = 400/800 = 0,5 м/с². Ответ: 0,5 м/с². --- Задача 12 (из нового списка) Некорректно сформулирована («0,75 до 0,12» – видимо, объём уменьшился от 0,75 до 0,12). Если процесс изотермический: p₁V₁ = p₂V₂ → p₂ = p₁·V₁/V₂ = p₁·0,75/0,12 = 6,25·p₁. Если адиабата – нужен показатель γ. Ответ: при изотермии давление возрастёт в 6,25 раз. --- Задача 14 (из нового списка) Дано: L = 5 см = 0,05 м, F = 50 мН = 50·10⁻³ Н, I = 25 А, α = 90°. Решение: F = I·B·L·sinα → B = F/(I·L) = 50·10⁻³/(25·0,05) = 0,05/1,25 = 0,04 Тл. Ответ: 0,04 Тл. --- Задача 18 (из нового списка) Дано: m = 1 кг, M(H₂) = 2·10⁻³ кг/моль, Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹. Решение: N = (m/M)·Nₐ = (1/2·10⁻³)·6,02·10²³ = 3,01·10²⁶ молекул. Ответ: 3,01·10²⁶. --- Задача 20 (из нового списка) По рисунку: работа численно равна площади под графиком в координатах p,V. Если процесс изобарный: A = p·ΔV. Без цифр – формула: A = p·(V₂ – V₁). --- Задача 24 (из нового списка) Модуль упругости E = σ/ε (где σ – напряжение, ε – относительное сжатие). По графику берём отношение σ/ε в линейной области. Без цифр ответ: E = tg α наклона графика. --- Задача 26 (старая, но теперь под номером 26) Дано: V = 20 л = 0,02 м³, T = 27°C = 300 К, p = 25327 Па, M(NH₃) = 17·10⁻³. Решение: m = pVM/(RT) = 25327·0,02·17·10⁻³/(8,31·300) ≈ 3,45 г. Ответ: 3,45 г. --- Задача 28 (старая, теперь №28) Дано: Q₁ = 1000 Дж, A = 300 Дж, T₂ = 280 К. Решение: η = 300/1000 = 0,3 = 30%. T₁ = T₂/(1-η) = 280/0,7 = 400 К. Ответ: 30%, 400 К. --- Задача 30 (старая) Дано: C = 1 пФ = 10⁻¹² Ф, d = 0,5 мм = 5·10⁻⁴ м. Решение: S = C·d/ε₀ = 10⁻¹²·5·10⁻⁴/8,85·10⁻¹² ≈ 5,65·10⁻⁵ м² = 56,5 мм². Ответ: 56,5 мм². --- Задача 32 (старая) Дано: Δφ = 1000 В, A = 40·10⁻⁶ Дж. Решение: q = A/Δφ = 40·10⁻⁶/1000 = 4·10⁻⁸ Кл = 40 нКл. Ответ: 40 нКл. --- Задача 34 (старая) Дано: q = 10·10⁻⁹ Кл, r = 0,1 м, ε = 2,5 (масло), k = 9·10⁹. Решение: E = kq/(εr²) = 9·10⁹·10⁻⁸/(2,5·0,01) = 90/0,025 = 3600 В/м. Ответ: 3600 В/м. --- Задача 36 (старая) Дано: q₁ = 1,3·10⁻⁹, r = 0,005 м, F = 2·10⁻⁴ Н, ε = 2. Решение: q₂ = F·ε·r²/(k·q₁) = 2·10⁻⁴·2·2,5·10⁻⁵/(9·10⁹·1,3·10⁻⁹) ≈ 8,55·10⁻¹⁰ Кл. Ответ: 8,55·10⁻¹⁰ Кл. --- Задача 38 (старая) Дано: U = 300 В, q = 1,5·10⁻⁵ Кл. Решение: C = q/U = 5·10⁻⁸ Ф = 0,05 мкФ. Ответ: 0,05 мкФ. --- Задача 40 (старая) Дано: U₂ = 400 В, K = 0,55. Решение: U₁ = K·U₂ = 220 В. Ответ: 220 В. --- Задача 42 (старая) Дано: C = 2·10⁻⁶ Ф, T = 10⁻³ с. Решение: L = T²/(4π²C) = 10⁻⁶/(4·9,86·2·10⁻⁶) ≈ 0,0127 Гн = 12,7 мГн. Ответ: 12,7 мГн. --- Задача 44 (старая) Дано: ν = 6·10¹⁶ Гц, Aвых = 5,2·1,6·10⁻¹⁹ = 8,32·10⁻¹⁹ Дж. Решение: Eк = hν – A = 6,63·10⁻³⁴·6·10¹⁶ – 8,32·10⁻¹⁹ ≈ 3,895·10⁻¹⁷ Дж ≈ 243 эВ. Ответ: 3,9·10⁻¹⁷ Дж. --- Задача 46 (старая) Дано: α = 45°, β = 30°. Решение: n = sin45/sin30 = (√2/2)/(1/2) = √2 ≈ 1,41. Ответ: 1,41. --- Задача 50 (старая) Дано: T₁ = 390 К, T₂ = 300 К, Q₁ = 60000 Дж/с. Решение: η = 1 – 300/390 ≈ 0,231 (23,1%). A = η·Q₁ ≈ 13860 Дж → P ≈ 13,86 кВт. Q₂ = Q₁ – A ≈ 46140 Дж. Ответ: η≈23%, Q₂≈46,1 кДж, P≈13,9 кВт. --- Задача 52 (старая) Дано: t₁ = 10 с, v₁ = 0,6 м/с, v₂ = 3 м/с, v₀ = 0. Решение: a = 0,6/10 = 0,06 м/с² → t₂ = 3/0,06 = 50 с. Ответ: 50 с. --- Задача 54 (старая) Дано: ²³⁸₉₂U, Z=92, N=146, m_p=1,00728, m_n=1,00866, m_я=238,05079 а.е.м. Решение: Δm = 92·1,00728 + 146·1,00866 – 238,05079 ≈ 1,88333 а.е.м. E = Δm·931,5 ≈ 1754 МэВ. Ответ: ≈ 1754 МэВ. --- Задача 56 (старая) = задача 2 (новая) Решение: L = 0,4 Гн (см. задачу 2). --- ЧАСТЬ 2. КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ (с объяснениями) --- Вопрос 1 (металлическая vs фарфоровая кружка) Металл имеет высокую теплопроводность, поэтому тепло быстро передаётся от чая к губам. Фарфор – плохой проводник тепла, поэтому внешняя стенка нагревается медленнее. --- Вопрос 3 (период колебаний при увеличении C в 2 раза) T = 2π√(LC). При увеличении C в 2 раза T увеличивается в √2 ≈ 1,41 раза. --- Вопрос 5 (ЭДС самоиндукции при росте скорости изменения тока) ε = L·ΔI/Δt. При увеличении скорости изменения тока (ΔI/Δt) ЭДС самоиндукции возрастает. --- Вопрос 7 (знак оптической силы линзы) D > 0 для собирающей линзы (фокус действительный). D < 0 для рассеивающей линзы (фокус мнимый). --- Вопрос 9 (правило левой руки) Вектор B направлен к нам, сила Ампера вверх. По правилу левой руки ток направлен вправо. --- Вопрос 11 (переход электрона с 4-го на 2-й уровень) Энергия атома уменьшается, так как электрон переходит с более высокого (возбуждённого) уровня на более низкий. При этом излучается фотон с энергией ΔE = E₄ – E₂. --- Вопрос 13 (характер движения по графику) Обычно: OA – равноускоренное движение (парабола), AB – равномерное, BC – равнозамедленное (парабола). --- Вопрос 15 (внешний и внутренний фотоэффект) Внешний – электроны покидают вещество (выход в вакуум). Внутренний – электроны остаются внутри, но меняют энергетическое состояние (возникает фотопроводимость или фото-ЭДС). --- Вопрос 17 (запотевание очков) Влажный воздух в тёплой комнате соприкасается с холодными стёклами очков. Пар конденсируется в мелкие капли воды на поверхности стекла. --- Вопрос 19 (части катящегося вагона) Относительно дороги: · нижняя точка колеса покоится (мгновенный центр скоростей). · верхняя точка движется с удвоенной скоростью. · ось движется со скоростью центра масс. Относительно стен вагона: все точки колеса покоятся (вагон неподвижен относительно себя). --- Вопрос 21 (остановка поезда на наклоне) При остановке на наклоне состав под действием силы тяжести может начать самопроизвольно скатываться вниз, что опасно. Трудно тронуться с места из-за необходимости преодолеть скатывающую силу. --- Вопрос 22 (цикл в координатах) Без рисунка общий принцип: · Изотерма → гипербола в p,V; вертикаль в V,T. · Изобара → горизонталь в p,V; прямая в V,T. · Изохора → вертикаль в p,V; горизонталь в p,T. --- Вопрос 23 (сила тяги = силе трения) Равнодействующая сила = 0 → поезд движется равномерно (по закону инерции – сохраняет скорость). --- Вопрос 25 (буксование колёс) При буксовании сила трения покоя (которая обеспечивает сцепление) сменяется силой трения скольжения, которая значительно меньше. Поэтому тяга падает. --- Вопрос 27 (тяжёлый вагон делает ход плавным) Из-за большой инерции он сглаживает рывки, так как его скорость меняется медленнее. --- Вопрос 29 (кристаллы не круглые) Из-за анизотропии и упорядоченной решётки – рост происходит по плоскостям, образуя многогранники. --- Вопрос 31 (двери порожних вагонов закрыты) При тряске двери могут открыться, выйти за габарит и задеть препятствия. --- Вопрос 33 (два вагона) Ускорение a = F/m. У легкого вагона a больше → он остановится раньше. --- Вопрос 35 (разрыв сцепки) При резком трогании задние вагоны из-за упругости сцепок получают ускорение с задержкой. Разрыв в средней части состава. --- Вопрос 37 (подвесная дорога не опрокидывается) Центр тяжести ниже точки подвеса → создаётся стабилизирующий момент. --- Вопрос 39 (графики поездов) Без рисунка: если v(t) – горизонталь → равномерно; наклон вверх → ускоренно; наклон вниз → замедленно. --- Вопрос 41 (направление ускорений) Оба ускорения направлены на север (у второго – противоположно скорости, т.к. замедляется). --- Вопрос 43 (путь за 4-ю секунду) Скорость в течение 4-й секунды < 6 м/с → путь меньше 6 м. --- Вопрос 45 (пассажиры при торможении) Вперёд – по инерции, назад – из-за возвратного движения тела после остановки. --- Вопрос 47 (обстукивают колёса) По звуку: целое – звонкое, треснутое – глухое. --- Вопрос 49 (как легче сдвинуть вагон) К верхней части обода – создаётся вращающий момент, уменьшающий трение качения. --- Вопрос 51 (замедление на поворотах) Чтобы уменьшить центробежную силу (F = mv²/R) и избежать схода с рельсов. --- Вопрос 53 (мяч покатился, книга нет) У мяча малая сила трения покоя, книга – большая. --- Вопрос 55 (отвес на повороте) Да, можно – отвес отклонится наружу поворота из-за центростремительного ускорения. --- сделай в виде файла

Question 1

Задача Задача №3624142

А

Аноним

23 июня 2026 04:02 · публичный вопрос

А

Аноним 23 июня 2026 04:02

ЧАСТЬ 1. РАСЧЁТНЫЕ ЗАДАЧИ (с решениями) --- Задача 2 (из нового списка) Дано: I₁ = 5 А, I₂ = 10 А, Δt = 0,1 с, ε = 20 В. Решение: ε = L·ΔI/Δt → L = ε·Δt/ΔI = 20·0,1/(10-5) = 2/5 = 0,4 Гн. Ответ: 0,4 Гн. --- Задача 4 (из нового списка) = задача 48 из старого Дано: ν = 10 моль, ΔT = 100 К, i = 3 (одноатомный), R = 8,31. Решение: ΔU = (i/2)νRΔT = 1,5·10·8,31·100 = 12 465 Дж. A = νRΔT = 10·8,31·100 = 8 310 Дж. Q = ΔU + A = 12 465 + 8 310 = 20 775 Дж. Ответ: ΔU = 12,47 кДж, A = 8,31 кДж, Q = 20,78 кДж. --- Задача 6 (из нового списка) Дано: ρ = 17,3 кг/м³, T = 20°C = 293 К, M(H₂O) = 18·10⁻³ кг/моль, R = 8,31. Решение: pV = (m/M)RT, а m = ρV → p = ρRT/M. p = 17,3·8,31·293 / 18·10⁻³ ≈ 42140 / 0,018 ≈ 2,34·10⁶ Па. Ответ: ≈ 2,34 МПа. --- Задача 8 (из нового списка) Дано: P = 110 кВт = 110·10³ Вт, t = 1 ч = 3600 с, m = 28 кг, q = 42·10⁶ Дж/кг. Решение: A = P·t = 110·10³·3600 = 3,96·10⁸ Дж. Q = m·q = 28·42·10⁶ = 1,176·10⁹ Дж. η = A/Q = 3,96·10⁸ / 1,176·10⁹ ≈ 0,337 = 33,7%. Ответ: 33,7%. --- Задача 10 (из нового списка) Дано: R = 800 м, v = 20 м/с. Решение: a = v²/R = 400/800 = 0,5 м/с². Ответ: 0,5 м/с². --- Задача 12 (из нового списка) Некорректно сформулирована («0,75 до 0,12» – видимо, объём уменьшился от 0,75 до 0,12). Если процесс изотермический: p₁V₁ = p₂V₂ → p₂ = p₁·V₁/V₂ = p₁·0,75/0,12 = 6,25·p₁. Если адиабата – нужен показатель γ. Ответ: при изотермии давление возрастёт в 6,25 раз. --- Задача 14 (из нового списка) Дано: L = 5 см = 0,05 м, F = 50 мН = 50·10⁻³ Н, I = 25 А, α = 90°. Решение: F = I·B·L·sinα → B = F/(I·L) = 50·10⁻³/(25·0,05) = 0,05/1,25 = 0,04 Тл. Ответ: 0,04 Тл. --- Задача 18 (из нового списка) Дано: m = 1 кг, M(H₂) = 2·10⁻³ кг/моль, Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹. Решение: N = (m/M)·Nₐ = (1/2·10⁻³)·6,02·10²³ = 3,01·10²⁶ молекул. Ответ: 3,01·10²⁶. --- Задача 20 (из нового списка) По рисунку: работа численно равна площади под графиком в координатах p,V. Если процесс изобарный: A = p·ΔV. Без цифр – формула: A = p·(V₂ – V₁). --- Задача 24 (из нового списка) Модуль упругости E = σ/ε (где σ – напряжение, ε – относительное сжатие). По графику берём отношение σ/ε в линейной области. Без цифр ответ: E = tg α наклона графика. --- Задача 26 (старая, но теперь под номером 26) Дано: V = 20 л = 0,02 м³, T = 27°C = 300 К, p = 25327 Па, M(NH₃) = 17·10⁻³. Решение: m = pVM/(RT) = 25327·0,02·17·10⁻³/(8,31·300) ≈ 3,45 г. Ответ: 3,45 г. --- Задача 28 (старая, теперь №28) Дано: Q₁ = 1000 Дж, A = 300 Дж, T₂ = 280 К. Решение: η = 300/1000 = 0,3 = 30%. T₁ = T₂/(1-η) = 280/0,7 = 400 К. Ответ: 30%, 400 К. --- Задача 30 (старая) Дано: C = 1 пФ = 10⁻¹² Ф, d = 0,5 мм = 5·10⁻⁴ м. Решение: S = C·d/ε₀ = 10⁻¹²·5·10⁻⁴/8,85·10⁻¹² ≈ 5,65·10⁻⁵ м² = 56,5 мм². Ответ: 56,5 мм². --- Задача 32 (старая) Дано: Δφ = 1000 В, A = 40·10⁻⁶ Дж. Решение: q = A/Δφ = 40·10⁻⁶/1000 = 4·10⁻⁸ Кл = 40 нКл. Ответ: 40 нКл. --- Задача 34 (старая) Дано: q = 10·10⁻⁹ Кл, r = 0,1 м, ε = 2,5 (масло), k = 9·10⁹. Решение: E = kq/(εr²) = 9·10⁹·10⁻⁸/(2,5·0,01) = 90/0,025 = 3600 В/м. Ответ: 3600 В/м. --- Задача 36 (старая) Дано: q₁ = 1,3·10⁻⁹, r = 0,005 м, F = 2·10⁻⁴ Н, ε = 2. Решение: q₂ = F·ε·r²/(k·q₁) = 2·10⁻⁴·2·2,5·10⁻⁵/(9·10⁹·1,3·10⁻⁹) ≈ 8,55·10⁻¹⁰ Кл. Ответ: 8,55·10⁻¹⁰ Кл. --- Задача 38 (старая) Дано: U = 300 В, q = 1,5·10⁻⁵ Кл. Решение: C = q/U = 5·10⁻⁸ Ф = 0,05 мкФ. Ответ: 0,05 мкФ. --- Задача 40 (старая) Дано: U₂ = 400 В, K = 0,55. Решение: U₁ = K·U₂ = 220 В. Ответ: 220 В. --- Задача 42 (старая) Дано: C = 2·10⁻⁶ Ф, T = 10⁻³ с. Решение: L = T²/(4π²C) = 10⁻⁶/(4·9,86·2·10⁻⁶) ≈ 0,0127 Гн = 12,7 мГн. Ответ: 12,7 мГн. --- Задача 44 (старая) Дано: ν = 6·10¹⁶ Гц, Aвых = 5,2·1,6·10⁻¹⁹ = 8,32·10⁻¹⁹ Дж. Решение: Eк = hν – A = 6,63·10⁻³⁴·6·10¹⁶ – 8,32·10⁻¹⁹ ≈ 3,895·10⁻¹⁷ Дж ≈ 243 эВ. Ответ: 3,9·10⁻¹⁷ Дж. --- Задача 46 (старая) Дано: α = 45°, β = 30°. Решение: n = sin45/sin30 = (√2/2)/(1/2) = √2 ≈ 1,41. Ответ: 1,41. --- Задача 50 (старая) Дано: T₁ = 390 К, T₂ = 300 К, Q₁ = 60000 Дж/с. Решение: η = 1 – 300/390 ≈ 0,231 (23,1%). A = η·Q₁ ≈ 13860 Дж → P ≈ 13,86 кВт. Q₂ = Q₁ – A ≈ 46140 Дж. Ответ: η≈23%, Q₂≈46,1 кДж, P≈13,9 кВт. --- Задача 52 (старая) Дано: t₁ = 10 с, v₁ = 0,6 м/с, v₂ = 3 м/с, v₀ = 0. Решение: a = 0,6/10 = 0,06 м/с² → t₂ = 3/0,06 = 50 с. Ответ: 50 с. --- Задача 54 (старая) Дано: ²³⁸₉₂U, Z=92, N=146, m_p=1,00728, m_n=1,00866, m_я=238,05079 а.е.м. Решение: Δm = 92·1,00728 + 146·1,00866 – 238,05079 ≈ 1,88333 а.е.м. E = Δm·931,5 ≈ 1754 МэВ. Ответ: ≈ 1754 МэВ. --- Задача 56 (старая) = задача 2 (новая) Решение: L = 0,4 Гн (см. задачу 2). --- ЧАСТЬ 2. КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ (с объяснениями) --- Вопрос 1 (металлическая vs фарфоровая кружка) Металл имеет высокую теплопроводность, поэтому тепло быстро передаётся от чая к губам. Фарфор – плохой проводник тепла, поэтому внешняя стенка нагревается медленнее. --- Вопрос 3 (период колебаний при увеличении C в 2 раза) T = 2π√(LC). При увеличении C в 2 раза T увеличивается в √2 ≈ 1,41 раза. --- Вопрос 5 (ЭДС самоиндукции при росте скорости изменения тока) ε = L·ΔI/Δt. При увеличении скорости изменения тока (ΔI/Δt) ЭДС самоиндукции возрастает. --- Вопрос 7 (знак оптической силы линзы) D > 0 для собирающей линзы (фокус действительный). D < 0 для рассеивающей линзы (фокус мнимый). --- Вопрос 9 (правило левой руки) Вектор B направлен к нам, сила Ампера вверх. По правилу левой руки ток направлен вправо. --- Вопрос 11 (переход электрона с 4-го на 2-й уровень) Энергия атома уменьшается, так как электрон переходит с более высокого (возбуждённого) уровня на более низкий. При этом излучается фотон с энергией ΔE = E₄ – E₂. --- Вопрос 13 (характер движения по графику) Обычно: OA – равноускоренное движение (парабола), AB – равномерное, BC – равнозамедленное (парабола). --- Вопрос 15 (внешний и внутренний фотоэффект) Внешний – электроны покидают вещество (выход в вакуум). Внутренний – электроны остаются внутри, но меняют энергетическое состояние (возникает фотопроводимость или фото-ЭДС). --- Вопрос 17 (запотевание очков) Влажный воздух в тёплой комнате соприкасается с холодными стёклами очков. Пар конденсируется в мелкие капли воды на поверхности стекла. --- Вопрос 19 (части катящегося вагона) Относительно дороги: · нижняя точка колеса покоится (мгновенный центр скоростей). · верхняя точка движется с удвоенной скоростью. · ось движется со скоростью центра масс. Относительно стен вагона: все точки колеса покоятся (вагон неподвижен относительно себя). --- Вопрос 21 (остановка поезда на наклоне) При остановке на наклоне состав под действием силы тяжести может начать самопроизвольно скатываться вниз, что опасно. Трудно тронуться с места из-за необходимости преодолеть скатывающую силу. --- Вопрос 22 (цикл в координатах) Без рисунка общий принцип: · Изотерма → гипербола в p,V; вертикаль в V,T. · Изобара → горизонталь в p,V; прямая в V,T. · Изохора → вертикаль в p,V; горизонталь в p,T. --- Вопрос 23 (сила тяги = силе трения) Равнодействующая сила = 0 → поезд движется равномерно (по закону инерции – сохраняет скорость). --- Вопрос 25 (буксование колёс) При буксовании сила трения покоя (которая обеспечивает сцепление) сменяется силой трения скольжения, которая значительно меньше. Поэтому тяга падает. --- Вопрос 27 (тяжёлый вагон делает ход плавным) Из-за большой инерции он сглаживает рывки, так как его скорость меняется медленнее. --- Вопрос 29 (кристаллы не круглые) Из-за анизотропии и упорядоченной решётки – рост происходит по плоскостям, образуя многогранники. --- Вопрос 31 (двери порожних вагонов закрыты) При тряске двери могут открыться, выйти за габарит и задеть препятствия. --- Вопрос 33 (два вагона) Ускорение a = F/m. У легкого вагона a больше → он остановится раньше. --- Вопрос 35 (разрыв сцепки) При резком трогании задние вагоны из-за упругости сцепок получают ускорение с задержкой. Разрыв в средней части состава. --- Вопрос 37 (подвесная дорога не опрокидывается) Центр тяжести ниже точки подвеса → создаётся стабилизирующий момент. --- Вопрос 39 (графики поездов) Без рисунка: если v(t) – горизонталь → равномерно; наклон вверх → ускоренно; наклон вниз → замедленно. --- Вопрос 41 (направление ускорений) Оба ускорения направлены на север (у второго – противоположно скорости, т.к. замедляется). --- Вопрос 43 (путь за 4-ю секунду) Скорость в течение 4-й секунды < 6 м/с → путь меньше 6 м. --- Вопрос 45 (пассажиры при торможении) Вперёд – по инерции, назад – из-за возвратного движения тела после остановки. --- Вопрос 47 (обстукивают колёса) По звуку: целое – звонкое, треснутое – глухое. --- Вопрос 49 (как легче сдвинуть вагон) К верхней части обода – создаётся вращающий момент, уменьшающий трение качения. --- Вопрос 51 (замедление на поворотах) Чтобы уменьшить центробежную силу (F = mv²/R) и избежать схода с рельсов. --- Вопрос 53 (мяч покатился, книга нет) У мяча малая сила трения покоя, книга – большая. --- Вопрос 55 (отвес на повороте) Да, можно – отвес отклонится наружу поворота из-за центростремительного ускорения. --- сделай в виде файла

Answer

Ниже приведён содержимый текстовый файл, который можно сохранить как файл zadachi_raschetnye_i_kachestvennye.txt.

ЧАСТЬ 1. РАСЧЁТНЫЕ ЗАДАЧИ (с решениями)

Задача 2 (из нового списка)

Дано: I₁ = 5 А, I₂ = 10 А, Δt = 0,1 с, ε = 20 В.

Решение: ε = L·ΔI/Δt → L = ε·Δt/ΔI = 20·0,1/(10-5) = 2/5 = 0,4 Гн.

Ответ: 0,4 Гн.

Задача 4 (из нового списка) = задача 48 из старого

Дано: ν = 10 моль, ΔT = 100 К, i = 3 (одноатомный), R = 8,31.

Решение: ΔU = (i/2)·ν·R·ΔT = 1,5·10·8,31·100 = 12 465 Дж. A = ν·R·ΔT = 10·8,31·100 = 8 310 Дж. Q = ΔU + A = 12 465 + 8 310 = 20 775 Дж.

Ответ: ΔU = 12,47 кДж, A = 8,31 кДж, Q = 20,78 кДж.

Задача 6 (из нового списка)

Дано: ρ = 17,3 кг/м³, T = 20°C = 293 К, M(H₂O) = 18·10⁻³ кг/моль, R = 8,31.

Решение: pV = (m/M)RT, а m = ρV → p = ρRT/M. p = 17,3·8,31·293 / 18·10⁻³ ≈ 42140 / 0,018 ≈ 2,34·10⁶ Па.

Ответ: ≈ 2,34 МПа.

Задача 8 (из нового списка)

Дано: P = 110 кВт = 110·10³ Вт, t = 1 ч = 3600 с, m = 28 кг, q = 42·10⁶ Дж/кг.

Решение: A = P·t = 110·10³·3600 = 3,96·10⁸ Дж. Q = m·q = 28·42·10⁶ = 1,176·10⁹ Дж. η = A/Q = 3,96·10⁸ / 1,176·10⁹ ≈ 0,337 = 33,7%.

Ответ: 33,7%.

Задача 10 (из нового списка)

Дано: R = 800 м, v = 20 м/с.

Решение: a = v²/R = 400/800 = 0,5 м/с².

Ответ: 0,5 м/с².

Задача 12 (из нового списка)

Некорректно сформулирована («0,75 до 0,12» – видимо, объём уменьшился от 0,75 до 0,12). Если процесс изотермический: p₁V₁ = p₂V₂ → p₂ = p₁·V₁/V₂ = p₁·0,75/0,12 = 6,25·p₁. Если адиабата – нужен показатель γ.

Ответ: при изотермии давление возрастёт в 6,25 раз.

Задача 14 (из нового списка)

Дано: L = 5 см = 0,05 м, F = 50 мН = 50·10⁻³ Н, I = 25 А, α = 90°.

Решение: F = I·B·L·sinα → B = F/(I·L) = 50·10⁻³/(25·0,05) = 0,05/1,25 = 0,04 Тл.

Ответ: 0,04 Тл.

Задача 18 (из нового списка)

Дано: m = 1 кг, M(H₂) = 2·10⁻³ кг/моль, Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹.

Решение: N = (m/M)·Nₐ = (1/2·10⁻³)·6,02·10²³ = 3,01·10²⁶ молекул.

Ответ: 3,01·10²⁶.

Задача 20 (из нового списка)

По рисунку: работа численно равна площади под графиком в координатах p,V. Если процесс изобарный: A = p·ΔV. Без цифр – формула: A = p·(V₂ – V₁).

Задача 24 (из нового списка)

Модуль упругости E = σ/ε (где σ – напряжение, ε – относительное сжатие). По графику берём отношение σ/ε в линейной области. Без цифр ответ: E = tg α наклона графика.

Задача 26 (старая, но теперь под номером 26)

Дано: V = 20 л = 0,02 м³, T = 27°C = 300 К, p = 25327 Па, M(NH₃) = 17·10⁻³. Решение: m = pVM/(RT) = 25327·0,02·17·10⁻³/(8,31·300) ≈ 3,45 г.

Ответ: 3,45 г.

Задача 28 (старая, теперь №28)

Дано: Q₁ = 1000 Дж, A = 300 Дж, T₂ = 280 К. Решение: η = 300/1000 = 0,3 = 30%. T₁ = T₂/(1-η) = 280/0,7 = 400 К.

Ответ: 30%, 400 К.

Задача 30 (старая)

Дано: C = 1 пФ = 10⁻¹² Ф, d = 0,5 мм = 5·10⁻⁴ м. Решение: S = C·d/ε₀ = 10⁻¹²·5·10⁻⁴/8,85·10⁻¹² ≈ 5,65·10⁻⁵ м² = 56,5 мм².

Ответ: 56,5 мм².

Задача 32 (старая)

Дано: Δφ = 1000 В, A = 40·10⁻⁶ Дж. Решение: q = A/Δφ = 40·10⁻⁶/1000 = 4·10⁻⁸ Кл = 40 нКл.

Ответ: 40 нКл.

Задача 34 (старая)

Дано: q = 10·10⁻⁹ Кл, r = 0,1 м, ε = 2,5 (масло), k = 9·10⁹. Решение: E = kq/(εr²) = 9·10⁹·10⁻⁸/(2,5·0,01) = 90/0,025 = 3600 В/м.

Ответ: 3600 В/м.

Задача 36 (старая)

Дано: q₁ = 1,3·10⁻⁹, r = 0,005 м, F = 2·10⁻⁴ Н, ε = 2. Решение: q₂ = F·ε·r²/(k·q₁) = 2·10⁻⁴·2·2,5·10⁻⁵/(9·10⁹·1,3·10⁻⁹) ≈ 8,55·10⁻¹⁰ Кл.

Ответ: 8,55·10⁻¹⁰ Кл.

Задача 38 (старая)

Дано: U = 300 В, q = 1,5·10⁻⁵ Кл. Решение: C = q/U = 5·10⁻⁸ Ф = 0,05 мкФ.

Ответ: 0,05 мкФ.

Задача 40 (старая)

Дано: U₂ = 400 В, K = 0,55. Решение: U₁ = K·U₂ = 220 В.

Ответ: 220 В.

Задача 42 (старая)

Дано: C = 2·10⁻⁶ Ф, T = 10⁻³ с. Решение: L = T²/(4π²C) = 10⁻⁶/(4·9,86·2·10⁻⁶) ≈ 0,0127 Гн = 12,7 мГн.

Ответ: 12,7 мГн.

Задача 44 (старая)

Дано: ν = 6·10¹⁶ Гц, Aвыx = 5,2·1,6·10⁻¹⁹ = 8,32·10⁻¹⁹ Дж. Решение: Eк = hν – A = 6,63·10⁻³⁴·6·10¹⁶ – 8,32·10⁻¹⁹ ≈ 3,895·10⁻¹⁷ Дж ≈ 243 эВ.

Ответ: 3,9·10⁻¹⁷ Дж.

Задача 46 (старая)

Дано: α = 45°, β = 30°. Решение: n = sin45/sin30 = (√2/2)/(1/2) = √2 ≈ 1,41.

Ответ: 1,41.

Задача 50 (старая)

Дано: T₁ = 390 К, T₂ = 300 К, Q₁ = 60000 Дж/с. Решение: η = 1 – 300/390 ≈ 0,231 (23,1%). A = η·Q₁ ≈ 13860 Дж → P ≈ 13,86 кВт. Q₂ = Q₁ – A ≈ 46140 Дж.

Ответ: η≈23%, Q₂≈46,1 кДж, P≈13,9 кВт.

Задача 52 (старая)

Дано: t₁ = 10 с, v₁ = 0,6 м/с, v₂ = 3 м/с, v₀ = 0. Решение: a = 0,6/10 = 0,06 м/с² → t₂ = 3/0,06 = 50 с.

Ответ: 50 с.

Задача 54 (старая)

Дано: ²³⁸₉₂U, Z=92, N=146, m_p=1,00728, m_n=1,00866, m_я=238,05079 а.е.м. Решение: Δm = 92·1,00728 + 146·1,00866 – 238,05079 ≈ 1,88333 а.е.м. E = Δm·931,5 ≈ 1754 МэВ.

Ответ: ≈ 1754 МэВ.

Задача 56 (старая) = задача 2 (новая)

Решение: L = 0,4 Гн (см. задачу 2).

ЗАЧАСТЬ 2. КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ (с объяснениями)

Вопрос 1 (металлическая vs фарфоровая кружка)

Металл имеет высокую теплопроводность, поэтому тепло быстро передаётся от чая к губам. Фарфор – плохой проводник тепла, поэтому внешняя стенка нагревается медленнее.

Вопрос 3 (период колебаний при увеличении C в 2 раза)

T = 2π√(LC). При увеличении C в 2 раза T увеличивается в √2 ≈ 1,41 раза.

Вопрос 5 (ЭДС самоиндукции при росте скорости изменения тока)

ε = L·ΔI/Δt. При увеличении скорости изменения тока (ΔI/Δt) ЭДС самоиндукции возрастает.

Вопрос 7 (знак оптической силы линзы)

D > 0 для собирающей линзы (фокус действительный). D < 0 для рассеивающей линзы (фокус мнимый).

Вопрос 9 (правило левой руки)

Вектор B направлен к нам, сила Ампера вверх. По правилу левой руки ток направлен вправо.

Вопрос 11 (переход электрона с 4-го на 2-й уровень)

Энергия атома уменьшается, так как электрон переходит с более высокого (возбуждённого) уровня на более низкий. При этом излучается фотон с энергией ΔE = E₄ – E₂.

Вопрос 13 (характер движения по графику)

Обычно: OA – равноускоренное движение (парабола), AB – равномерное, BC – равнозамедленное (парабола).

Вопрос 15 (внешний и внутренний фотоэффект)

Внешний – электроны покидают вещество (выход в вакуум). Внутренний – электроны остаются внутри, но меняют энергетическое состояние (возникает фотопроводимость или фото-ЭДС).

Вопрос 17 (запотевание очков)

Влажный воздух в тёплой комнате соприкасается с холодными стёклами очков. Пар конденсируется в мелкие капли воды на поверхности стекла.

Вопрос 19 (части катящегося вагона)

Относительно дороги: · нижняя точка колеса покоится (мгновенный центр скоростей). · верхняя точка движется с удвоенной скоростью. · ось движется со скоростью центра масс.

Относительно стен вагона: все точки колеса покоятся (вагон неподвижен относительно себя).

Вопрос 21 (остановка поезда на наклоне)

При остановке на наклоне состав под действием силы тяжести может начать самопроизвольно скатываться вниз, что опасно. Трудно тронуться с места из-за необходимости преодолеть скатывающую силу.

Вопрос 22 (цикл в координатах)

Без рисунка общий принцип: · Изотерма → гипербола в p,V; вертикаль в V,T. · Изобара → горизонталь в p,V; прямая в V,T. · Изохора → вертикаль в p,V; горизонталь в p,T.

Вопрос 23 (сила тяги = силе трения)

Равнодействующая сила = 0 → поезд движется равномерно (по закону инерции – сохраняет скорость).

Вопрос 25 (буксование колёс)

При буксовании сила трения покоя (которая обеспечивает сцепление) сменяется силой трения скольжения, которая значительно меньше. Поэтому тяга падает.

Вопрос 27 (тяжёлый вагон делает ход плавным)

Из-за большой инерции он сглаживает рывки, так как его скорость меняется медленнее.

Вопрос 29 (кристаллы не круглые)

Из-за анизотропии и упорядоченной решётки – рост происходит по плоскостям, образуя многогранники.

Вопрос 31 (двери порожних вагонов закрыты)

При тряске двери могут открыться, выйти за габарит и задеть препятствия.

Вопрос 33 (два вагона)

Ускорение a = F/m. У легкого вагона a больше → он остановится раньше.

Вопрос 35 (разрыв сцепки)

При резком трогании задние вагоны из-за упругости сцепок получают ускорение с задержкой. Разрыв в средней части состава.

Вопрос 37 (подвесная дорога не опрокидывается)

Центр тяжести ниже точки подвеса → создаётся стабилизирующий момент.

Вопрос 39 (графики поездов)

Без рисунка: если v(t) – горизонталь → равномерно; наклон вверх → ускоренно; наклон вниз → замедленно.

Вопрос 41 (направление ускорений)

Оба ускорения направлены на север (у второго – противоположно скорости, т.к. замедляется).

Вопрос 43 (путь за 4-ю секунду)

Скорость в течение 4-й секунды < 6 м/с → путь меньше 6 м.

Вопрос 45 (пассажиры при торможении)

Вперёд – по инерции, назад – из-за возвратного движения тела после остановки.

Вопрос 47 (обстукивают колёса)

По звуку: целое – звонкое, треснутое – глухое.

Вопрос 49 (как легче сдвинуть вагон)

К верхней части обода – создаётся вращающий момент, уменьшающий трение качения.

Вопрос 51 (замедление на поворотах)

Чтобы уменьшить центробежную силу (F = mv²/R) и избежать схода с рельсов.

Вопрос 53 (мяч покатился, книга нет)

У мяча малая сила трения покоя, книга – большая.

Вопрос 55 (отвес на повороте)

Да, можно – отвес отклонится наружу поворота из-за центростремительного ускорения.

Question 2

ЧАСТЬ 1. РАСЧЁТНЫЕ ЗАДАЧИ (с решениями) --- Задача 2 (из нового списка) Дано: I₁ = 5 А, I₂ = 10 А, Δt = 0,1 с, ε = 20 В. Решение: ε = L·ΔI/Δt → L = ε·Δt/ΔI = 20·0,1/(10-5) = 2/5 = 0,4 Гн. Ответ: 0,4 Гн. --- Задача 4 (из нового списка) = задача 48 из старого Дано: ν = 10 моль, ΔT = 100 К, i = 3 (одноатомный), R = 8,31. Решение: ΔU = (i/2)νRΔT = 1,5·10·8,31·100 = 12 465 Дж. A = νRΔT = 10·8,31·100 = 8 310 Дж. Q = ΔU + A = 12 465 + 8 310 = 20 775 Дж. Ответ: ΔU = 12,47 кДж, A = 8,31 кДж, Q = 20,78 кДж. --- Задача 6 (из нового списка) Дано: ρ = 17,3 кг/м³, T = 20°C = 293 К, M(H₂O) = 18·10⁻³ кг/моль, R = 8,31. Решение: pV = (m/M)RT, а m = ρV → p = ρRT/M. p = 17,3·8,31·293 / 18·10⁻³ ≈ 42140 / 0,018 ≈ 2,34·10⁶ Па. Ответ: ≈ 2,34 МПа. --- Задача 8 (из нового списка) Дано: P = 110 кВт = 110·10³ Вт, t = 1 ч = 3600 с, m = 28 кг, q = 42·10⁶ Дж/кг. Решение: A = P·t = 110·10³·3600 = 3,96·10⁸ Дж. Q = m·q = 28·42·10⁶ = 1,176·10⁹ Дж. η = A/Q = 3,96·10⁸ / 1,176·10⁹ ≈ 0,337 = 33,7%. Ответ: 33,7%. --- Задача 10 (из нового списка) Дано: R = 800 м, v = 20 м/с. Решение: a = v²/R = 400/800 = 0,5 м/с². Ответ: 0,5 м/с². --- Задача 12 (из нового списка) Некорректно сформулирована («0,75 до 0,12» – видимо, объём уменьшился от 0,75 до 0,12). Если процесс изотермический: p₁V₁ = p₂V₂ → p₂ = p₁·V₁/V₂ = p₁·0,75/0,12 = 6,25·p₁. Если адиабата – нужен показатель γ. Ответ: при изотермии давление возрастёт в 6,25 раз. --- Задача 14 (из нового списка) Дано: L = 5 см = 0,05 м, F = 50 мН = 50·10⁻³ Н, I = 25 А, α = 90°. Решение: F = I·B·L·sinα → B = F/(I·L) = 50·10⁻³/(25·0,05) = 0,05/1,25 = 0,04 Тл. Ответ: 0,04 Тл. --- Задача 18 (из нового списка) Дано: m = 1 кг, M(H₂) = 2·10⁻³ кг/моль, Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹. Решение: N = (m/M)·Nₐ = (1/2·10⁻³)·6,02·10²³ = 3,01·10²⁶ молекул. Ответ: 3,01·10²⁶. --- Задача 20 (из нового списка) По рисунку: работа численно равна площади под графиком в координатах p,V. Если процесс изобарный: A = p·ΔV. Без цифр – формула: A = p·(V₂ – V₁). --- Задача 24 (из нового списка) Модуль упругости E = σ/ε (где σ – напряжение, ε – относительное сжатие). По графику берём отношение σ/ε в линейной области. Без цифр ответ: E = tg α наклона графика. --- Задача 26 (старая, но теперь под номером 26) Дано: V = 20 л = 0,02 м³, T = 27°C = 300 К, p = 25327 Па, M(NH₃) = 17·10⁻³. Решение: m = pVM/(RT) = 25327·0,02·17·10⁻³/(8,31·300) ≈ 3,45 г. Ответ: 3,45 г. --- Задача 28 (старая, теперь №28) Дано: Q₁ = 1000 Дж, A = 300 Дж, T₂ = 280 К. Решение: η = 300/1000 = 0,3 = 30%. T₁ = T₂/(1-η) = 280/0,7 = 400 К. Ответ: 30%, 400 К. --- Задача 30 (старая) Дано: C = 1 пФ = 10⁻¹² Ф, d = 0,5 мм = 5·10⁻⁴ м. Решение: S = C·d/ε₀ = 10⁻¹²·5·10⁻⁴/8,85·10⁻¹² ≈ 5,65·10⁻⁵ м² = 56,5 мм². Ответ: 56,5 мм². --- Задача 32 (старая) Дано: Δφ = 1000 В, A = 40·10⁻⁶ Дж. Решение: q = A/Δφ = 40·10⁻⁶/1000 = 4·10⁻⁸ Кл = 40 нКл. Ответ: 40 нКл. --- Задача 34 (старая) Дано: q = 10·10⁻⁹ Кл, r = 0,1 м, ε = 2,5 (масло), k = 9·10⁹. Решение: E = kq/(εr²) = 9·10⁹·10⁻⁸/(2,5·0,01) = 90/0,025 = 3600 В/м. Ответ: 3600 В/м. --- Задача 36 (старая) Дано: q₁ = 1,3·10⁻⁹, r = 0,005 м, F = 2·10⁻⁴ Н, ε = 2. Решение: q₂ = F·ε·r²/(k·q₁) = 2·10⁻⁴·2·2,5·10⁻⁵/(9·10⁹·1,3·10⁻⁹) ≈ 8,55·10⁻¹⁰ Кл. Ответ: 8,55·10⁻¹⁰ Кл. --- Задача 38 (старая) Дано: U = 300 В, q = 1,5·10⁻⁵ Кл. Решение: C = q/U = 5·10⁻⁸ Ф = 0,05 мкФ. Ответ: 0,05 мкФ. --- Задача 40 (старая) Дано: U₂ = 400 В, K = 0,55. Решение: U₁ = K·U₂ = 220 В. Ответ: 220 В. --- Задача 42 (старая) Дано: C = 2·10⁻⁶ Ф, T = 10⁻³ с. Решение: L = T²/(4π²C) = 10⁻⁶/(4·9,86·2·10⁻⁶) ≈ 0,0127 Гн = 12,7 мГн. Ответ: 12,7 мГн. --- Задача 44 (старая) Дано: ν = 6·10¹⁶ Гц, Aвых = 5,2·1,6·10⁻¹⁹ = 8,32·10⁻¹⁹ Дж. Решение: Eк = hν – A = 6,63·10⁻³⁴·6·10¹⁶ – 8,32·10⁻¹⁹ ≈ 3,895·10⁻¹⁷ Дж ≈ 243 эВ. Ответ: 3,9·10⁻¹⁷ Дж. --- Задача 46 (старая) Дано: α = 45°, β = 30°. Решение: n = sin45/sin30 = (√2/2)/(1/2) = √2 ≈ 1,41. Ответ: 1,41. --- Задача 50 (старая) Дано: T₁ = 390 К, T₂ = 300 К, Q₁ = 60000 Дж/с. Решение: η = 1 – 300/390 ≈ 0,231 (23,1%). A = η·Q₁ ≈ 13860 Дж → P ≈ 13,86 кВт. Q₂ = Q₁ – A ≈ 46140 Дж. Ответ: η≈23%, Q₂≈46,1 кДж, P≈13,9 кВт. --- Задача 52 (старая) Дано: t₁ = 10 с, v₁ = 0,6 м/с, v₂ = 3 м/с, v₀ = 0. Решение: a = 0,6/10 = 0,06 м/с² → t₂ = 3/0,06 = 50 с. Ответ: 50 с. --- Задача 54 (старая) Дано: ²³⁸₉₂U, Z=92, N=146, m_p=1,00728, m_n=1,00866, m_я=238,05079 а.е.м. Решение: Δm = 92·1,00728 + 146·1,00866 – 238,05079 ≈ 1,88333 а.е.м. E = Δm·931,5 ≈ 1754 МэВ. Ответ: ≈ 1754 МэВ. --- Задача 56 (старая) = задача 2 (новая) Решение: L = 0,4 Гн (см. задачу 2). --- ЧАСТЬ 2. КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ (с объяснениями) --- Вопрос 1 (металлическая vs фарфоровая кружка) Металл имеет высокую теплопроводность, поэтому тепло быстро передаётся от чая к губам. Фарфор – плохой проводник тепла, поэтому внешняя стенка нагревается медленнее. --- Вопрос 3 (период колебаний при увеличении C в 2 раза) T = 2π√(LC). При увеличении C в 2 раза T увеличивается в √2 ≈ 1,41 раза. --- Вопрос 5 (ЭДС самоиндукции при росте скорости изменения тока) ε = L·ΔI/Δt. При увеличении скорости изменения тока (ΔI/Δt) ЭДС самоиндукции возрастает. --- Вопрос 7 (знак оптической силы линзы) D > 0 для собирающей линзы (фокус действительный). D < 0 для рассеивающей линзы (фокус мнимый). --- Вопрос 9 (правило левой руки) Вектор B направлен к нам, сила Ампера вверх. По правилу левой руки ток направлен вправо. --- Вопрос 11 (переход электрона с 4-го на 2-й уровень) Энергия атома уменьшается, так как электрон переходит с более высокого (возбуждённого) уровня на более низкий. При этом излучается фотон с энергией ΔE = E₄ – E₂. --- Вопрос 13 (характер движения по графику) Обычно: OA – равноускоренное движение (парабола), AB – равномерное, BC – равнозамедленное (парабола). --- Вопрос 15 (внешний и внутренний фотоэффект) Внешний – электроны покидают вещество (выход в вакуум). Внутренний – электроны остаются внутри, но меняют энергетическое состояние (возникает фотопроводимость или фото-ЭДС). --- Вопрос 17 (запотевание очков) Влажный воздух в тёплой комнате соприкасается с холодными стёклами очков. Пар конденсируется в мелкие капли воды на поверхности стекла. --- Вопрос 19 (части катящегося вагона) Относительно дороги: · нижняя точка колеса покоится (мгновенный центр скоростей). · верхняя точка движется с удвоенной скоростью. · ось движется со скоростью центра масс. Относительно стен вагона: все точки колеса покоятся (вагон неподвижен относительно себя). --- Вопрос 21 (остановка поезда на наклоне) При остановке на наклоне состав под действием силы тяжести может начать самопроизвольно скатываться вниз, что опасно. Трудно тронуться с места из-за необходимости преодолеть скатывающую силу. --- Вопрос 22 (цикл в координатах) Без рисунка общий принцип: · Изотерма → гипербола в p,V; вертикаль в V,T. · Изобара → горизонталь в p,V; прямая в V,T. · Изохора → вертикаль в p,V; горизонталь в p,T. --- Вопрос 23 (сила тяги = силе трения) Равнодействующая сила = 0 → поезд движется равномерно (по закону инерции – сохраняет скорость). --- Вопрос 25 (буксование колёс) При буксовании сила трения покоя (которая обеспечивает сцепление) сменяется силой трения скольжения, которая значительно меньше. Поэтому тяга падает. --- Вопрос 27 (тяжёлый вагон делает ход плавным) Из-за большой инерции он сглаживает рывки, так как его скорость меняется медленнее. --- Вопрос 29 (кристаллы не круглые) Из-за анизотропии и упорядоченной решётки – рост происходит по плоскостям, образуя многогранники. --- Вопрос 31 (двери порожних вагонов закрыты) При тряске двери могут открыться, выйти за габарит и задеть препятствия. --- Вопрос 33 (два вагона) Ускорение a = F/m. У легкого вагона a больше → он остановится раньше. --- Вопрос 35 (разрыв сцепки) При резком трогании задние вагоны из-за упругости сцепок получают ускорение с задержкой. Разрыв в средней части состава. --- Вопрос 37 (подвесная дорога не опрокидывается) Центр тяжести ниже точки подвеса → создаётся стабилизирующий момент. --- Вопрос 39 (графики поездов) Без рисунка: если v(t) – горизонталь → равномерно; наклон вверх → ускоренно; наклон вниз → замедленно. --- Вопрос 41 (направление ускорений) Оба ускорения направлены на север (у второго – противоположно скорости, т.к. замедляется). --- Вопрос 43 (путь за 4-ю секунду) Скорость в течение 4-й секунды < 6 м/с → путь меньше 6 м. --- Вопрос 45 (пассажиры при торможении) Вперёд – по инерции, назад – из-за возвратного движения тела после остановки. --- Вопрос 47 (обстукивают колёса) По звуку: целое – звонкое, треснутое – глухое. --- Вопрос 49 (как легче сдвинуть вагон) К верхней части обода – создаётся вращающий момент, уменьшающий трение качения. --- Вопрос 51 (замедление на поворотах) Чтобы уменьшить центробежную силу (F = mv²/R) и избежать схода с рельсов. --- Вопрос 53 (мяч покатился, книга нет) У мяча малая сила трения покоя, книга – большая. --- Вопрос 55 (отвес на повороте) Да, можно – отвес отклонится наружу поворота из-за центростремительного ускорения. --- сделай в виде файла

Answer

Ниже приведён содержимый текстовый файл, который можно сохранить как файл zadachi_raschetnye_i_kachestvennye.txt. ЧАСТЬ 1. РАСЧЁТНЫЕ ЗАДАЧИ (с решениями) Задача 2 (из нового списка) Дано: I₁ = 5 А, I₂ = 10 А, Δt = 0,1 с, ε = 20 В. Решение: ε = L·ΔI/Δt → L = ε·Δt/ΔI = 20·0,1/(10-5) = 2/5 = 0,4 Гн. Ответ: 0,4 Гн. Задача 4 (из нового списка) = задача 48 из старого Дано: ν = 10 моль, ΔT = 100 К, i = 3 (одноатомный), R = 8,31. Решение: ΔU = (i/2)·ν·R·ΔT = 1,5·10·8,31·100 = 12 465 Дж. A = ν·R·ΔT = 10·8,31·100 = 8 310 Дж. Q = ΔU + A = 12 465 + 8 310 = 20 775 Дж. Ответ: ΔU = 12,47 кДж, A = 8,31 кДж, Q = 20,78 кДж. Задача 6 (из нового списка) Дано: ρ = 17,3 кг/м³, T = 20°C = 293 К, M(H₂O) = 18·10⁻³ кг/моль, R = 8,31. Решение: pV = (m/M)RT, а m = ρV → p = ρRT/M. p = 17,3·8,31·293 / 18·10⁻³ ≈ 42140 / 0,018 ≈ 2,34·10⁶ Па. Ответ: ≈ 2,34 МПа. Задача 8 (из нового списка) Дано: P = 110 кВт = 110·10³ Вт, t = 1 ч = 3600 с, m = 28 кг, q = 42·10⁶ Дж/кг. Решение: A = P·t = 110·10³·3600 = 3,96·10⁸ Дж. Q = m·q = 28·42·10⁶ = 1,176·10⁹ Дж. η = A/Q = 3,96·10⁸ / 1,176·10⁹ ≈ 0,337 = 33,7%. Ответ: 33,7%. Задача 10 (из нового списка) Дано: R = 800 м, v = 20 м/с. Решение: a = v²/R = 400/800 = 0,5 м/с². Ответ: 0,5 м/с². Задача 12 (из нового списка) Некорректно сформулирована («0,75 до 0,12» – видимо, объём уменьшился от 0,75 до 0,12). Если процесс изотермический: p₁V₁ = p₂V₂ → p₂ = p₁·V₁/V₂ = p₁·0,75/0,12 = 6,25·p₁. Если адиабата – нужен показатель γ. Ответ: при изотермии давление возрастёт в 6,25 раз. Задача 14 (из нового списка) Дано: L = 5 см = 0,05 м, F = 50 мН = 50·10⁻³ Н, I = 25 А, α = 90°. Решение: F = I·B·L·sinα → B = F/(I·L) = 50·10⁻³/(25·0,05) = 0,05/1,25 = 0,04 Тл. Ответ: 0,04 Тл. Задача 18 (из нового списка) Дано: m = 1 кг, M(H₂) = 2·10⁻³ кг/моль, Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹. Решение: N = (m/M)·Nₐ = (1/2·10⁻³)·6,02·10²³ = 3,01·10²⁶ молекул. Ответ: 3,01·10²⁶. Задача 20 (из нового списка) По рисунку: работа численно равна площади под графиком в координатах p,V. Если процесс изобарный: A = p·ΔV. Без цифр – формула: A = p·(V₂ – V₁). Задача 24 (из нового списка) Модуль упругости E = σ/ε (где σ – напряжение, ε – относительное сжатие). По графику берём отношение σ/ε в линейной области. Без цифр ответ: E = tg α наклона графика. Задача 26 (старая, но теперь под номером 26) Дано: V = 20 л = 0,02 м³, T = 27°C = 300 К, p = 25327 Па, M(NH₃) = 17·10⁻³. Решение: m = pVM/(RT) = 25327·0,02·17·10⁻³/(8,31·300) ≈ 3,45 г. Ответ: 3,45 г. Задача 28 (старая, теперь №28) Дано: Q₁ = 1000 Дж, A = 300 Дж, T₂ = 280 К. Решение: η = 300/1000 = 0,3 = 30%. T₁ = T₂/(1-η) = 280/0,7 = 400 К. Ответ: 30%, 400 К. Задача 30 (старая) Дано: C = 1 пФ = 10⁻¹² Ф, d = 0,5 мм = 5·10⁻⁴ м. Решение: S = C·d/ε₀ = 10⁻¹²·5·10⁻⁴/8,85·10⁻¹² ≈ 5,65·10⁻⁵ м² = 56,5 мм². Ответ: 56,5 мм². Задача 32 (старая) Дано: Δφ = 1000 В, A = 40·10⁻⁶ Дж. Решение: q = A/Δφ = 40·10⁻⁶/1000 = 4·10⁻⁸ Кл = 40 нКл. Ответ: 40 нКл. Задача 34 (старая) Дано: q = 10·10⁻⁹ Кл, r = 0,1 м, ε = 2,5 (масло), k = 9·10⁹. Решение: E = kq/(εr²) = 9·10⁹·10⁻⁸/(2,5·0,01) = 90/0,025 = 3600 В/м. Ответ: 3600 В/м. Задача 36 (старая) Дано: q₁ = 1,3·10⁻⁹, r = 0,005 м, F = 2·10⁻⁴ Н, ε = 2. Решение: q₂ = F·ε·r²/(k·q₁) = 2·10⁻⁴·2·2,5·10⁻⁵/(9·10⁹·1,3·10⁻⁹) ≈ 8,55·10⁻¹⁰ Кл. Ответ: 8,55·10⁻¹⁰ Кл. Задача 38 (старая) Дано: U = 300 В, q = 1,5·10⁻⁵ Кл. Решение: C = q/U = 5·10⁻⁸ Ф = 0,05 мкФ. Ответ: 0,05 мкФ. Задача 40 (старая) Дано: U₂ = 400 В, K = 0,55. Решение: U₁ = K·U₂ = 220 В. Ответ: 220 В. Задача 42 (старая) Дано: C = 2·10⁻⁶ Ф, T = 10⁻³ с. Решение: L = T²/(4π²C) = 10⁻⁶/(4·9,86·2·10⁻⁶) ≈ 0,0127 Гн = 12,7 мГн. Ответ: 12,7 мГн. Задача 44 (старая) Дано: ν = 6·10¹⁶ Гц, Aвыx = 5,2·1,6·10⁻¹⁹ = 8,32·10⁻¹⁹ Дж. Решение: Eк = hν – A = 6,63·10⁻³⁴·6·10¹⁶ – 8,32·10⁻¹⁹ ≈ 3,895·10⁻¹⁷ Дж ≈ 243 эВ. Ответ: 3,9·10⁻¹⁷ Дж. Задача 46 (старая) Дано: α = 45°, β = 30°. Решение: n = sin45/sin30 = (√2/2)/(1/2) = √2 ≈ 1,41. Ответ: 1,41. Задача 50 (старая) Дано: T₁ = 390 К, T₂ = 300 К, Q₁ = 60000 Дж/с. Решение: η = 1 – 300/390 ≈ 0,231 (23,1%). A = η·Q₁ ≈ 13860 Дж → P ≈ 13,86 кВт. Q₂ = Q₁ – A ≈ 46140 Дж. Ответ: η≈23%, Q₂≈46,1 кДж, P≈13,9 кВт. Задача 52 (старая) Дано: t₁ = 10 с, v₁ = 0,6 м/с, v₂ = 3 м/с, v₀ = 0. Решение: a = 0,6/10 = 0,06 м/с² → t₂ = 3/0,06 = 50 с. Ответ: 50 с. Задача 54 (старая) Дано: ²³⁸₉₂U, Z=92, N=146, m_p=1,00728, m_n=1,00866, m_я=238,05079 а.е.м. Решение: Δm = 92·1,00728 + 146·1,00866 – 238,05079 ≈ 1,88333 а.е.м. E = Δm·931,5 ≈ 1754 МэВ. Ответ: ≈ 1754 МэВ. Задача 56 (старая) = задача 2 (новая) Решение: L = 0,4 Гн (см. задачу 2). ЗАЧАСТЬ 2. КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ (с объяснениями) Вопрос 1 (металлическая vs фарфоровая кружка) Металл имеет высокую теплопроводность, поэтому тепло быстро передаётся от чая к губам. Фарфор – плохой проводник тепла, поэтому внешняя стенка нагревается медленнее. Вопрос 3 (период колебаний при увеличении C в 2 раза) T = 2π√(LC). При увеличении C в 2 раза T увеличивается в √2 ≈ 1,41 раза. Вопрос 5 (ЭДС самоиндукции при росте скорости изменения тока) ε = L·ΔI/Δt. При увеличении скорости изменения тока (ΔI/Δt) ЭДС самоиндукции возрастает. Вопрос 7 (знак оптической силы линзы) D > 0 для собирающей линзы (фокус действительный). D < 0 для рассеивающей линзы (фокус мнимый). Вопрос 9 (правило левой руки) Вектор B направлен к нам, сила Ампера вверх. По правилу левой руки ток направлен вправо. Вопрос 11 (переход электрона с 4-го на 2-й уровень) Энергия атома уменьшается, так как электрон переходит с более высокого (возбуждённого) уровня на более низкий. При этом излучается фотон с энергией ΔE = E₄ – E₂. Вопрос 13 (характер движения по графику) Обычно: OA – равноускоренное движение (парабола), AB – равномерное, BC – равнозамедленное (парабола). Вопрос 15 (внешний и внутренний фотоэффект) Внешний – электроны покидают вещество (выход в вакуум). Внутренний – электроны остаются внутри, но меняют энергетическое состояние (возникает фотопроводимость или фото-ЭДС). Вопрос 17 (запотевание очков) Влажный воздух в тёплой комнате соприкасается с холодными стёклами очков. Пар конденсируется в мелкие капли воды на поверхности стекла. Вопрос 19 (части катящегося вагона) Относительно дороги: · нижняя точка колеса покоится (мгновенный центр скоростей). · верхняя точка движется с удвоенной скоростью. · ось движется со скоростью центра масс. Относительно стен вагона: все точки колеса покоятся (вагон неподвижен относительно себя). Вопрос 21 (остановка поезда на наклоне) При остановке на наклоне состав под действием силы тяжести может начать самопроизвольно скатываться вниз, что опасно. Трудно тронуться с места из-за необходимости преодолеть скатывающую силу. Вопрос 22 (цикл в координатах) Без рисунка общий принцип: · Изотерма → гипербола в p,V; вертикаль в V,T. · Изобара → горизонталь в p,V; прямая в V,T. · Изохора → вертикаль в p,V; горизонталь в p,T. Вопрос 23 (сила тяги = силе трения) Равнодействующая сила = 0 → поезд движется равномерно (по закону инерции – сохраняет скорость). Вопрос 25 (буксование колёс) При буксовании сила трения покоя (которая обеспечивает сцепление) сменяется силой трения скольжения, которая значительно меньше. Поэтому тяга падает. Вопрос 27 (тяжёлый вагон делает ход плавным) Из-за большой инерции он сглаживает рывки, так как его скорость меняется медленнее. Вопрос 29 (кристаллы не круглые) Из-за анизотропии и упорядоченной решётки – рост происходит по плоскостям, образуя многогранники. Вопрос 31 (двери порожних вагонов закрыты) При тряске двери могут открыться, выйти за габарит и задеть препятствия. Вопрос 33 (два вагона) Ускорение a = F/m. У легкого вагона a больше → он остановится раньше. Вопрос 35 (разрыв сцепки) При резком трогании задние вагоны из-за упругости сцепок получают ускорение с задержкой. Разрыв в средней части состава. Вопрос 37 (подвесная дорога не опрокидывается) Центр тяжести ниже точки подвеса → создаётся стабилизирующий момент. Вопрос 39 (графики поездов) Без рисунка: если v(t) – горизонталь → равномерно; наклон вверх → ускоренно; наклон вниз → замедленно. Вопрос 41 (направление ускорений) Оба ускорения направлены на север (у второго – противоположно скорости, т.к. замедляется). Вопрос 43 (путь за 4-ю секунду) Скорость в течение 4-й секунды < 6 м/с → путь меньше 6 м. Вопрос 45 (пассажиры при торможении) Вперёд – по инерции, назад – из-за возвратного движения тела после остановки. Вопрос 47 (обстукивают колёса) По звуку: целое – звонкое, треснутое – глухое. Вопрос 49 (как легче сдвинуть вагон) К верхней части обода – создаётся вращающий момент, уменьшающий трение качения. Вопрос 51 (замедление на поворотах) Чтобы уменьшить центробежную силу (F = mv²/R) и избежать схода с рельсов. Вопрос 53 (мяч покатился, книга нет) У мяча малая сила трения покоя, книга – большая. Вопрос 55 (отвес на повороте) Да, можно – отвес отклонится наружу поворота из-за центростремительного ускорения.