
|
|

|

| |
ДВИЖЕНИЕ |
|
| |
РАССТОЯНИЕ |
|
|
01 |
Расстояние
от наблюдателя,
находящегося на
небольшой высоте
h м над
землeй,
выраженное в
километрах, до
наблюдаемой им
линии горизонта
вычисляется по
формуле
l = (
R·h
/
500)1/2
, где
R = 6400
км — радиус
Земли. На какой
наименьшей
высоте следует
располагаться
наблюдателю,
чтобы он видел
горизонт на
расстоянии не
менее
4 километров?
Ответ выразите в
метрах. |
► |
|
02 |
Расстояние
от наблюдателя,
находящегося на
высоте h м
над землeй,
выраженное в
километрах, до
наблюдаемой им
линии горизонта
вычисляется по
формуле
l = (
R·h
/
500)1/2,
где
R = 6400 км —
радиус Земли.
Человек, стоящий
на пляже, видит
горизонт на
расстоянии
4,8 км. На
сколько метров
нужно подняться
человеку, чтобы
расстояние до
горизонта
увеличилось до
6,4 километров?
|
► |
|
03 |
Расстояние
от наблюдателя,
находящегося на
высоте h м
над землeй,
выраженное в
километрах, до
видимой им линии
горизонта
вычисляется по
формуле
l = (
R·h
/
500)1/2,
где
R = 6400 км —
радиус Земли.
Человек, стоящий
на пляже, видит
горизонт на
расстоянии
4,8 км. К пляжу
ведeт лестница,
каждая ступенька
которой имеет
высоту 20 см. На
какое наименьшее
количество
ступенек нужно
подняться
человеку, чтобы
он увидел
горизонт на
расстоянии не
менее
6,4 километров?
|
► |
|
04 |
Расстояние
от наблюдателя,
находящегося на
небольшой высоте
h
километров над
землeй до
наблюдаемой им
линии горизонта
вычисляется по
формуле
l = (2
R h)1/2
, где
R = 6400
(км) — радиус
Земли. С какой
высоты горизонт
виден на
расстоянии
4 километра?
Ответ выразите в
километрах.
|
► |
| |
ВЫСОТА |
|
|
05 |
Высота над
землeй
подброшенного
вверх мяча
меняется по
закону
h (t)
= 1.6 + 8
t
− 5 t2,
где h —
высота в метрах,
t — время
в секундах,
прошедшее с
момента броска.
Сколько секунд
мяч будет
находиться на
высоте не менее
трeх метров?
|
► |
|
06 |
После дождя
уровень воды в
колодце может
повыситься.
Мальчик измеряет
время t
падения
небольших
камешков в
колодец и
рассчитывает
расстояние до
воды по формуле
h = 5
t2
, где h —
расстояние в
метрах, t —
время падения в
секундах. До
дождя время
падения камешков
составляло
0,6 с. На
сколько должен
подняться
уровень воды
после дождя,
чтобы измеряемое
время изменилось
на 0,2 с? Ответ
выразите в
метрах. |
► |
| |
ВРЕМЯ ДВИЖЕНИЯ |
|
|
07 |
Автомобиль,
движущийся в
начальный момент
времени со
скоростью
v0
= 20 м/с,
начал торможение
с постоянным
ускорением
a = 5 м/с2.
За t секунд
после начала
торможения он
прошёл путь
S =
v0
t − 0.5
a t2
(м). Определите
время, прошедшее
от момента
начала
торможения, если
известно, что за
это время
автомобиль
проехал 30
метров. Ответ
выразите в
секундах. |
► |
|
08 |
Автомобиль,
масса которого
равна
m = 2160
кг, начинает
двигаться с
ускорением,
которое в
течение t
секунд остаeтся
неизменным, и
проходит за это
время путь
S = 500
метров.
Значение силы
(в ньютонах),
приложенной в
это время к
автомобилю,
равно
F = 2
m S
t−2
. Определите
наибольшее время
после начала
движения
автомобиля, за
которое он
пройдeт
указанный путь,
если известно,
что сила F,
приложенная к
автомобилю, не
меньше 2400 Н.
Ответ выразите в
секундах. |
► |
|
09 |
Мотоциклист,
движущийся по
городу со
скоростью
v0
= 57 км/ч,
выезжает из него
и сразу после
выезда начинает
разгоняться с
постоянным
ускорением
a = 12 км/ч2.
Расстояние от
мотоциклиста до
города,
измеряемое в
километрах,
определяется
выражением
S =
v0
t + 0.5
a t2.
Определите
наибольшее
время, в течение
которого
мотоциклист
будет находиться
в зоне
функционирования
сотовой связи,
если оператор
гарантирует
покрытие на
расстоянии не
далее чем в
30 км от города.
Ответ выразите в
минутах. |
► |
| |
СКОРОСТЬ И
УСКОРЕНИЕ |
|
|
10 |
Скорость
автомобиля,
разгоняющегося с
места старта по
прямолинейному
отрезку пути
длиной l км
с постоянным
ускорением
a
км/ч2
, вычисляется по
формуле
v = (2
l a)1/2
. Определите
наименьшее
ускорение, с
которым должен
двигаться
автомобиль,
чтобы, проехав
один километр,
приобрести
скорость не
менее 100 км/ч.
Ответ выразите в
км/ч2.
|
► |
|
11 |
Скорость
автомобиля,
разгоняющегося с
места старта по
прямолинейному
отрезку пути
длиной l
км с постоянным
ускорением a км/ч2,
вычисляется по
формуле
v2
= 2la.
Определите, с
какой наименьшей
скоростью будет
двигаться
автомобиль на
расстоянии
1 километра от
старта, если по
конструктивным
особенностям
автомобиля
приобретаемое им
ускорение не
меньше 5000 км/ч2.
Ответ выразите в
км/ч. |
► |
|
12 |
При движении
ракеты еe
видимая для
неподвижного
наблюдателя
длина,
измеряемая в
метрах,
сокращается по
закону
l = l0·(1−
v2
· c−2)1/2,
где
l0
= 5 м -
длина покоящейся
ракеты,
c =
3·105
км/с — скорость
света, а v —
скорость ракеты
(в км/с). Какова
должна быть
минимальная
скорость ракеты,
чтобы еe
наблюдаемая
длина стала не
более 4 м? Ответ
выразите в км/с.
|
► |
| |
ТРАЕКТОРИЯ |
|
|
13 |
Камнеметательная
машина
выстреливает
камни под
некоторым острым
углом к
горизонту.
Траектория
полeта камня
описывается
формулой
y =
a x2
+ b x,
где
a = −0.01 м-1,
b = 1 -
постоянные
параметры, x (м) —
смещение камня
по горизонтали,
y (м) —
высота камня над
землeй. На каком
наибольшем
расстоянии
(в метрах) от
крепостной стены
высотой 8 м
нужно
расположить
машину, чтобы
камни пролетали
над стеной на
высоте не менее
1 метра? |
► |
| |
УГЛЫ И ДВИЖЕНИЕ |
|
|
14 |
Мяч бросили
под углом
α
к плоской
горизонтальной
поверхности
земли. Время
полeта мяча
(в секундах)
определяется по
формуле
t = 2
v0
g−1
sin
α
. При каком
наименьшем
значении угла
α
(в градусах)
время полeта
будет не меньше
3 секунд, если
мяч бросают с
начальной
скоростью
v0
= 30 м/с?
Считайте, что
ускорение
свободного
падения
g = 10
м/с2.
|
► |
|
15 |
Небольшой
мячик бросают
под острым углом
α
к плоской
горизонтальной
поверхности
земли.
Максимальная
высота полeта
мячика,
выраженная в
метрах,
определяется
формулой
H
= 0.25 v02
g−1
(1
− cos
2 α),
где
v0
= 20
м/с -
начальная
скорость мячика,
а g -
ускорение
свободного
падения
(считайте
g = 10 м/с2).
При каком
наименьшем
значении угла
α
(в градусах)
мячик пролетит
над стеной
высотой 4 м на
расстоянии 1 м?
|
► |
|
16 |
Небольшой
мячик бросают
под острым углом
α
к плоской
горизонтальной
поверхности
земли.
Расстояние,
которое
пролетает мячик,
вычисляется по
формуле
L
= v02
g−1
sin
2 α
(м), где
v0
= 20 м/с -
начальная
скорость мячика,
а g -
ускорение
свободного
падения
(считайте
g = 10
м/с2).
При каком
наименьшем
значении угла
(в градусах)
мячик перелетит
реку шириной
20 м? |
► |
|
17 |
Скейтбордист
прыгает на
стоящую на
рельсах
платформу, со
скоростью
v = 3
м/с под острым
углом
α
к рельсам. От
толчка платформа
начинает ехать
со скоростью
u = m
v cos
α /(m
+ M)
(м/с), где
m = 80
кг — масса
скейтбордиста со
скейтом, а
M = 400
кг -
масса платформы.
Под каким
максимальным
углом
α
(в градусах)
нужно прыгать,
чтобы разогнать
платформу не
менее чем до
0,25 м/с? |
► |
|
18 |
Два тела
массой
m = 2
кг каждое,
движутся с
одинаковой
скоростью
v = 10 м/с
под углом
2α
друг к другу.
Энергия
(в джоулях),
выделяющаяся при
их абсолютно
неупругом
соударении
определяется
выражением
Q =
m v2
sin2
α
. Под каким
наименьшим углом
2α
(в градусах)
должны двигаться
тела, чтобы в
результате
соударения
выделилось не
менее
50 джоулей?
|
► |
|
19 |
Катер должен
пересечь реку
шириной
L = 100 м
и со скоростью
течения
u = 0.5
м/с так, чтобы
причалить точно
напротив места
отправления. Он
может двигаться
с разными
скоростями, при
этом время в
пути, измеряемое
в секундах,
определяется
выражением
t = L
u−1
ctg
α
, где
α —
острый угол,
задающий
направление его
движения
(отсчитывается
от берега). Под
каким
минимальным
углом
α
(в градусах)
нужно плыть,
чтобы время в
пути было не
больше 200 с?
|
► |
|
20 |
Для
сматывания
кабеля на заводе
используют
лебeдку, которая
равноускоренно
наматывает
кабель на
катушку. Угол,
на который
поворачивается
катушка,
изменяется со
временем по
закону
φ = ω t +
0.5 β t2
, где t -
время в
минутах,
ω = 20°/мин -
начальная
угловая скорость
вращения
катушки, а
β = 4°/мин2
- угловое
ускорение, с
которым
наматывается
кабель. Рабочий
должен проверить
ход его намотки
не позже того
момента, когда
угол намотки
φ
достигнет
1200°.
Определите время
после начала
работы лебeдки,
не позже
которого рабочий
должен проверить
еe работу. Ответ
выразите в
минутах. |
► |
| |
ВРАЩЕНИЕ |
|
|
21 |
Деталью
некоторого
прибора является
вращающаяся
катушка. Она
состоит из трeх
однородных
соосных
цилиндров:
центрального
массой
m = 8
кг и радиуса
R = 10 см,
и двух боковых с
массами
M = 1
кг и с
радиусами
R
+
h.
При этом момент
инерции катушки
относительно оси
вращения,
выражаемый в кг·см2,
даeтся формулой
I
=
0.5 (m +
2M) R2
+ M (2
R h + h2)
.
При каком
максимальном
значении h
момент инерции
катушки не
превышает
предельного
значения
625 кг·см2
? Ответ выразите
в сантиметрах.
|
► |
| |
КОЛЕБАНИЯ |
|
|
22 |
Груз массой
0,08 кг
колеблется на
пружине со
скоростью,
меняющейся по
закону
v(t)
= 0.5 sin
π t
, где t —
время в
секундах.
Кинетическая
энергия груза,
измеряемая в
джоулях,
вычисляется по
формуле
E = 0.5
m v2,
где m —
масса груза
(в кг), v —
скорость груза
(в м/с).
Определите,
какую долю
времени из
первой секунды
после начала
движения
кинетическая
энергия груза
будет не менее
5·10-3 Дж.
Ответ выразите
десятичной
дробью, если
нужно, округлите
до сотых. |
► |
|
23 |
Груз массой
0,08 кг
колеблется на
пружине со
скоростью,
меняющейся по
закону
v(t)
= 0.5 cos
π t
, где t —
время в
секундах.
Кинетическая
энергия груза
вычисляется по
формуле
E = 0.5
m v2
, где m —
масса груза
(в кг), v —
скорость груза
(в м/с).
Определите,
какую долю
времени из
первой секунды
после начала
движения
кинетическая
энергия груза
будет не менее
5·10-3
Дж. Ответ
выразите
десятичной
дробью, если
нужно, округлите
до сотых. |
► |
|
24 |
Скорость
колеблющегося на
пружине груза
меняется по
закону
v(t)
= 5 sin
π t
(см/с), где
t — время в
секундах. Какую
долю времени из
первой секунды
скорость
движения
превышала
2,5 см/с? Ответ
выразите
десятичной
дробью, если
нужно, округлите
до сотых. |
► |
|
25 |
Амплитуда
колебаний
маятника зависит
от частоты
вынуждающей силы
и определяется
по формуле
A(ω)=A0
ωр2
/ |ωр2
− ω2|
, где
ω -
частота
вынуждающей силы
(в
c−1 ),
A0 —
постоянный
параметр,
ωр
=
360
c−1
-
резонансная
частота. Найдите
максимальную
частоту
ω,
меньшую
резонансной, для
которой
амплитуда
колебаний
превосходит
величину
A0
не более
чем на
12.5% .
Ответ выразите в
c−1.
|
► |
| |
ВОДА |
|
| |
ВРАЩЕНИЕ ВЕДЕРКА |
|
|
26 |
Если
достаточно
быстро вращать
ведeрко с водой
на верeвке в
вертикальной
плоскости, то
вода не будет
выливаться. При
вращении ведeрка
сила давления
воды на дно не
остаeтся
постоянной: она
максимальна в
нижней точке и
минимальна в
верхней. Вода не
будет
выливаться, если
сила еe давления
на дно будет
положительной во
всех точках
траектории кроме
верхней, где она
может быть
равной нулю. В
верхней точке
сила давления,
выраженная в
ньютонах, равна
P = m
(v2/L
− g)
, где m —
масса воды в
килограммах,
v — скорость
движения ведeрка
в м/с, L —
длина верeвки в
метрах, g —
ускорение
свободного
падения
(считайте
g = 10
м/c2).
С какой
наименьшей
скоростью надо
вращать ведeрко,
чтобы вода не
выливалась, если
длина верeвки
равна 40 см?
Ответ выразите
в м/с. |
► |
| |
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ
БАК |
|
|
27 |
В боковой
стенке высокого
цилиндрического
бака у самого
дна закреплeн
кран. После его
открытия вода
начинает
вытекать из
бака, при этом
высота столба
воды в нeм,
выраженная в
метрах, меняется
по закону
H(t)
= H0
− (2 g
H0)1/2
k t + 0.5
g k2
t2,
где t —
время в
секундах,
прошедшее с
момента открытия
крана,
H0
= 20 м —
начальная высота
столба воды,
k = 0.02
-
отношение
площадей
поперечных
сечений крана и
бака, а g —
ускорение
свободного
падения
(считайте
g = 10
м/с2).
Через сколько
секунд после
открытия крана в
баке останется
четверть
первоначального
объeма воды?
|
► |
|
28 |
В боковой
стенке высокого
цилиндрического
бака у самого
дна закреплeн
кран. После его
открытия вода
начинает
вытекать из
бака, при этом
высота столба
воды в нeм,
выраженная в
метрах, меняется
по закону
H(t)
=
a t2
+ b t +
H0
, где
H0
= 4 м -начальный
уровень воды,
a = 0.01
м/мин2,
и
b =
−0.4 м/мин —
постоянные, t —
время в минутах,
прошедшее с
момента открытия
крана. В течение
какого времени
вода будет
вытекать из
бака? Ответ
приведите в
минутах. |
► |
| |
АРХИМЕДОВА СИЛА |
|
|
29 |
На верфи
инженеры
проектируют
новый аппарат
для погружения
на небольшие
глубины.
Конструкция
имеет кубическую
форму, а значит,
действующая на
аппарат
выталкивающая
(архимедова)
сила, выражаемая
в ньютонах,
будет
определяться по
формуле:
FA
=
ρ
g l3,
где l -
длина ребра куба
в метрах,
ρ
=
1000 кг/м3 -
плотность воды,
а g —
ускорение
свободного
падения
(считайте
g = 9.8 Н/кг).
Какой может быть
максимальная
длина ребра
куба, чтобы
обеспечить его
эксплуатацию в
условиях, когда
выталкивающая
сила при
погружении будет
не больше, чем
78400 Н?
Ответ выразите в
метрах. |
► |
|
30 |
На верфи
инженеры
проектируют
новый аппарат
для погружения
на небольшие
глубины.
Конструкция
имеет форму
сферы, а значит,
действующая на
аппарат
выталкивающая
(архимедова)
сила, выражаемая
в ньютонах,
будет
определяться по
формуле:
FA
=
α
ρ
g r3
, где
α
=
4.2
-
постоянная, r -
радиус аппарата
в метрах,
ρ
=
1000 кг/м3 —
плотность воды,
а g -
ускорение
свободного
падения
(считайте
g = 10 Н/кг).
Каков может быть
максимальный
радиус аппарата,
чтобы
выталкивающая
сила при
погружении была
не больше, чем
336000 Н? Ответ
выразите в
метрах. |
► |
| |
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО |
|
| |
НАИМЕНЬШЕЕ
СОПРОТИВЛЕНИЕ |
|
|
31 |
По закону
Ома для полной
цепи сила тока,
измеряемая в
амперах, равна
I =
ε / (R +
r)
, где
ε -
ЭДС источника
(в вольтах),
r = 1 Ом —
его внутреннее
сопротивление,
R -
сопротивление
цепи (в омах).
При каком
наименьшем
сопротивлении
цепи сила тока
будет составлять
не более
20% от
силы тока
короткого
замыкания
Iкз
=
ε / r
? (Ответ
выразите
в омах.) |
► |
|
32 |
Сила тока в
цепи I
(в амперах)
определяется
напряжением в
цепи и
сопротивлением
электроприбора
по закону Ома:
I =
U /
R
, где U —
напряжение в
вольтах, R —
сопротивление
электроприбора в
омах. В
электросеть
включeн
предохранитель,
который
плавится, если
сила тока
превышает 4 А.
Определите,
какое
минимальное
сопротивление
должно быть у
электроприбора,
подключаемого к
розетке в
220 вольт, чтобы
сеть продолжала
работать. Ответ
выразите в омах.
|
► |
|
33 |
В розетку
электросети
подключены
приборы, общее
сопротивление
которых
составляет
R1
=
90
Ом. Параллельно
с ними в розетку
предполагается
подключить
электрообогреватель.
Определите
наименьшее
возможное
сопротивление
R2
этого
электрообогревателя,
если известно,
что при
параллельном
соединении двух
проводников с
сопротивлениями
R1 Ом
и
2 Ом
их общее
сопротивление
даeтся формулой
Rобщее
=
R1R2
/ (R1
+ R2)
(Ом), а для
нормального
функционирования
электросети
общее
сопротивление в
ней должно быть
не меньше 9 Ом.
Ответ выразите в
омах. |
► |
|
34 |
К источнику
с ЭДС
ε = 55 В
и внутренним
сопротивлением
r = 0.5 Ом,
хотят подключить
нагрузку с
сопротивлением
R Ом.
Напряжение на
этой нагрузке,
выражаемое в
вольтах, даeтся
формулой
U =
ε R / (R
+ r)
. При каком
наименьшем
значении
сопротивления
нагрузки
напряжение на
ней будет не
менее 50 В?
Ответ выразите в
омах. |
► |
|
35 |
Eмкость
высоковольтного
конденсатора в
телевизоре
C = 2·10−6
Ф. Параллельно
с конденсатором
подключeн
резистор с
сопротивлением
R = 5·106
Ом. Во время
работы
телевизора
напряжение на
конденсаторе
U0
= 16 кВ.
После выключения
телевизора
напряжение на
конденсаторе
убывает до
значения U (кВ)
за время,
определяемое
выражением
t =
α R C log2(U0/U)
(с), где
α = 0.7
-
постоянная.
Определите
(в киловольтах),
наибольшее
возможное
напряжение на
конденсаторе,
если после
выключения
телевизора
прошло не менее
21 с? |
► |
| |
НАИМЕНЬШЕЕ
ЗНАЧЕНИЕ УГЛА |
|
|
36 |
Очень лeгкий
заряженный
металлический
шарик зарядом
q = 2·10−6 Кл
скатывается по
гладкой
наклонной
плоскости. В
момент, когда
его скорость
составляет
v = 1 м/с,
на него начинает
действовать
постоянное
магнитное поле,
вектор индукции
B
которого лежит в
той же плоскости
и составляет
угол
α с
направлением
движения шарика.
Значение
индукции поля
B = 4·10−3
Тл. При этом на
шарик действует
сила Лоренца,
равная
Fл
= q
v B
sin
α (Н)
и направленная
вверх
перпендикулярно
плоскости. При
каком наименьшем
значении угла
α
из отрезка
[0°;180°]
шарик оторвeтся
от поверхности,
если для этого
нужно, чтобы
сила
Fл
была не менее
чем
2·10−8
Н? Ответ дайте
в градусах.
|
► |
|
37 |
Плоский
замкнутый контур
площадью
S = 0.5 м2
находится в
магнитном поле,
индукция
которого
равномерно
возрастает. При
этом согласно
закону
электромагнитной
индукции Фарадея
в контуре
появляется ЭДС
индукции,
значение
которой,
выраженное в
вольтах,
определяется
формулой
εi
= a S cos
α,
где
α -
острый угол
между
направлением
магнитного поля
и
перпендикуляром
к контуру,
a = 4·10−4
Тл/с -
постоянная, S -
площадь
замкнутого
контура,
находящегося в
магнитном поле
(в м2).
При каком
минимальном угле
α
(в градусах) ЭДС
индукции не
будет превышать
10−4 В?
|
► |
|
38 |
Деталью
некоторого
прибора является
квадратная рамка
с намотанным на
неe проводом,
через который
пропущен
постоянный ток.
Рамка помещена в
однородное
магнитное поле
так, что она
может вращаться.
Момент силы
Ампера,
стремящейся
повернуть рамку,
(в Н·м)
определяется
формулой
M
= N I B
l2
sin
α
, где
I = 2
A
- сила
тока в рамке,
B = 3·10−3 Тл —
значение
индукции
магнитного поля,
l = 0.5 м -
размер рамки,
N = 1000
- число
витков провода в
рамке,
α —
острый угол
между
перпендикуляром
к рамке и
вектором
индукции. При
каком наименьшем
значении угла
α
(в градусах)
рамка может
начать
вращаться, если
для этого нужно,
чтобы
раскручивающий
момент M
был не меньше
0,75 Н·м?
|
► |
| |
ПРОЦЕССЫ |
|
| |
ТЕМПЕРАТУРА |
|
|
39 |
При
температуре
0°C
рельс имеет
длину
l0
= 10 м.
При возрастании
температуры
происходит
тепловое
расширение
рельса, и его
длина,
выраженная в
метрах, меняется
по закону
l (t°)
= l0
(1+
α t°)
, где
α = 1.2·10−5
(0°C)−1
-
коэффициент
теплового
расширения,
t° -
температура (в
градусах
Цельсия). При
какой
температуре
рельс удлинится
на 3 мм? Ответ
выразите в
градусах
Цельсия. |
► |
|
40 |
Зависимость
температуры
(в градусах
Кельвина) от
времени для
нагревательного
элемента
некоторого
прибора была
получена
экспериментально.
На исследуемом
интервале
температур
вычисляется по
формуле
T(t)
=
H0
+
b t + a
t2
, где
t —
время в минутах,
T0
= 1400
К,
a = −10 К/мин2,
b = 200 К/мин.
Известно, что
при температуре
нагревателя
свыше 1760 К
прибор может
испортиться,
поэтому его
нужно отключить.
Определите,
через какое
наибольшее время
после начала
работы нужно
отключить
прибор. Ответ
выразите в
минутах. |
► |
|
41 |
Для
определения
эффективной
температуры
звeзд используют
закон
Стефана–Больцмана,
согласно
которому
мощность
излучения
нагретого тела
P,
измеряемая в
ваттах, прямо
пропорциональна
площади его
поверхности и
четвeртой
степени
температуры:
P =
σ S
T4
, где
σ = 5.7·10-8
— постоянная,
площадь S
измеряется в
квадратных
метрах, а
температура T —
в градусах
Кельвина.
Известно, что
некоторая звезда
имеет площадь
S = 1020/16
м2,
а излучаемая ею
мощность P
не менее
9.12·1025
Вт. Определите
наименьшую
возможную
температуру этой
звезды.
Приведите ответ
в градусах
Кельвина. |
► |
|
42 |
Для обогрева
помещения,
температура в
котором равна
Tп
=
20°С
, через радиатор
отопления,
пропускают
горячую воду
температурой
Tв
= 60°С
. Расход
проходящей через
трубу воды
m
= 0.3 кг/с.
Проходя по трубе
расстояние x (м),
вода охлаждается
до температуры
T
(°С)
, причeм
x =
α c m γ−1
log2((Tв
− Tп)/(T
− Tп))
(м), где
c
= 4200 Дж/(кг·°С)
-
теплоeмкость
воды,
γ
= 21 Вт/(м·°С)
- коэффициент
теплообмена, а
α
= 0.7
- постоянная. До
какой
температуры (в
градусах
Цельсия)
охладится вода,
если длина трубы
84 м?
|
► |
| |
ГАЗ |
|
|
43 |
При
адиабатическом
процессе для
идеального газа
выполняется
закон
pVk
= const
, где p -
давление в газе
в паскалях, V -
объeм газа в
кубических
метрах. В ходе
эксперимента с
одноатомным
идеальным газом
(для него
k = 5/3
) из начального
состояния, в
котором
const = 105
Па·м5,
газ начинают
сжимать. Какой
наибольший объeм
V может
занимать газ при
давлениях p
не ниже
3.2·106
Па? Ответ
выразите в
кубических
метрах. |
► |
|
44 |
Установка
для демонстрации
адиабатического
сжатия
представляет
собой сосуд с
поршнем, резко
сжимающим газ.
При этом объeм и
давление связаны
соотношением
pV1.4
= const
, где p (атм.) -
давление в газе,
V -
объeм газа в
литрах.
Изначально объeм
газа равен
1,6 л, а его
давление равно
одной атмосфере.
В соответствии с
техническими
характеристиками
поршень насоса
выдерживает
давление не
более
128 атмосфер.
Определите, до
какого
минимального
объeма можно
сжать газ. Ответ
выразите в
литрах. |
► |
|
45 |
В ходе
распада
радиоактивного
изотопа его
масса
уменьшается по
закону
m (t)
= m0·2−t/T
, где
m0
(мг) -
начальная масса
изотопа,
t (мин.) -
время, прошедшее
от начального
момента,
T
(мин.) -
период
полураспада. В
начальный момент
времени масса
изотопа
m0
= 40 мг.
Период его
полураспада
T = 10 мин.
Через сколько
минут масса
изотопа будет
равна 5 мг?
|
► |
|
46 |
Уравнение
процесса, в
котором
участвовал газ,
записывается в
виде
pVa
= const
, где p (Па) —
давление в газе,
V -
объeм газа в
кубических
метрах, a -
положительная
константа. При
каком наименьшем
значении
константы a
уменьшение вдвое
раз объeма газа,
участвующего в
этом процессе,
приводит к
увеличению
давления не
менее, чем в
4 раза? |
► |
| |
ДАВЛЕНИЕ |
|
|
47 |
Для
поддержания
навеса
планируется
использовать
цилиндрическую
колонну.
Давление P
(в паскалях),
оказываемое
навесом и
колонной на
опору,
определяется по
формуле
P = 4
mg/(πD2)
, где
m = 1200
кг — общая
масса навеса и
колонны, D -
диаметр колонны
(в метрах).
Считая ускорение
свободного
падения
g = 10 м/с2,
а
π = 3,
определите
наименьший
возможный
диаметр колонны,
если давление,
оказываемое на
опору, не должно
быть больше
400000 Па. Ответ
выразите в
метрах. |
► |
|
48 |
Опорные
башмаки
шагающего
экскаватора,
имеющего массу
m
= 1260 тонн
представляют
собой две
пустотелые балки
длиной
l
= 18
метров и
шириной s метров
каждая. Давление
экскаватора на
почву,
выражаемое в
килопаскалях,
определяется
формулой
p
= mg / (2
l s)
, где m -
масса
экскаватора
(в тоннах), l -
длина балок
в метрах, s -
ширина балок в
метрах, g -
ускорение
свободного
падения
(считайте
g = 10
м/с2).
Определите
наименьшую
возможную ширину
опорных балок,
если известно,
что давление
p не должно
превышать
140 кПа. Ответ
выразите в
метрах.
|
► |
| |
ЗВУК |
|
|
49 |
При
сближении
источника и
приёмника
звуковых
сигналов
движущихся в
некоторой среде
по прямой
навстречу друг
другу частота
звукового
сигнала,
регистрируемого
приeмником, не
совпадает с
частотой
исходного
сигнала
f0
= 150 Гц
и определяется
следующим
выражением:
f = f0
(c + u)/(c
− v)
(Гц), где c —
скорость
распространения
сигнала в среде
(в м/с), а
u = 10
м/с и
v = 15 м/с —
скорости
приeмника и
источника
относительно
среды
соответственно.
При какой
максимальной
скорости c
(в м/с)
распространения
сигнала в среде
частота сигнала
в приeмнике f
будет не менее
160 Гц?
|
► |
|
50 |
Перед
отправкой
тепловоз издал
гудок с частотой
f0
= 440 Гц.
Чуть позже издал
гудок
подъезжающий к
платформе
тепловоз. Из-за
эффекта Доплера
частота второго
гудка f
больше первого:
она зависит от
скорости
тепловоза по
закону
f(v)
= f0
·(1 − v/c)-1
(Гц), где c —
скорость звука в
звука (в м/с).
Человек, стоящий
на платформе,
различает
сигналы по тону,
если они
отличаются не
менее чем на
10 Гц.
Определите, с
какой
минимальной
скоростью
приближался к
платформе
тепловоз, если
человек смог
различить
сигналы, а
c = 315 м/с.
Ответ выразите
в м/с. |
► |
|
51 |
Локатор
батискафа,
равномерно
погружающегося
вертикально
вниз, испускает
ультразвуковые
импульсы
частотой
749 МГц.
Скорость спуска
батискафа,
выражаемая в
м/с,
определяется по
формуле
v = c
(f
− f0)/(f
+ f0)
, где
c =
1500 м/с —
скорость звука в
воде,
f0 —
частота
испускаемых
импульсов
(в МГц), f —
частота
отражeнного от
дна сигнала,
регистрируемая
приeмником
(в МГц).
Определите
наибольшую
возможную
частоту
отраженного
сигнала f,
если скорость
погружения
батискафа не
должна превышать
2 м/с.
|
► |
| |
РАДИОСИГНАЛ |
|
|
52 |
Датчик
сконструирован
таким образом,
что его антенна
ловит
радиосигнал,
который затем
преобразуется в
электрический
сигнал,
изменяющийся со
временем по
закону
U = U0
sin (ω
t + φ),
где
t -
время в
секундах,
амплитуда
U0
= 2
В, частота
ω = 120°/с,
фаза
φ = −30°
. Датчик
настроен так,
что если
напряжение в нeм
не ниже чем
1 В,
загорается
лампочка. Какую
часть времени
(в процентах) на
протяжении
первой секунды
после начала
работы лампочка
будет гореть?
|
► |
| |
СВЕТ |
|
|
53 |
При
нормальном
падении света с
длиной волны
λ = 400 нм
на дифракционную
решeтку с
периодом d нм
наблюдают серию
дифракционных
максимумов. При
этом угол
φ
(отсчитываемый
от
перпендикуляра к
решeтке), под
которым
наблюдается
максимум, и
номер максимума
k связаны
соотношением
d sin
φ = k
λ
. Под каким
минимальным
углом
φ
(в градусах)
можно наблюдать
второй максимум
на решeтке с
периодом, не
превосходящим
1600 нм? |
► |
| |
ОПТИКА |
|
|
54 |
Для
получения на
экране
увеличенного
изображения
лампочки в
лаборатории
используется
собирающая линза
с главным
фокусным
расстоянием
f = 30
см. Расстояние
d1
от линзы до
лампочки может
изменяться в
пределах от 30
до 50 см, а
расстояние
d2
от линзы до
экрана -
в пределах от
150 до 180 см.
Изображение на
экране будет
четким, если
выполнено
соотношение
d1-1
+ d2-1
= f
-1
. Укажите, на
каком наименьшем
расстоянии от
линзы можно
поместить
лампочку, чтобы
еe изображение
на экране было
чeтким. Ответ
выразите в
сантиметрах.
|
► |
| |
ВОДОЛАЗНЫЙ
КОЛОКОЛ |
|
|
55 |
Водолазный
колокол,
содержащий в
начальный момент
времени
ν = 3
моля воздуха
объeмом
V1
= 8 л,
медленно
опускают на дно
водоeма. При
этом происходит
изотермическое
сжатие воздуха
до конечного
объeма
V2.
Работа,
совершаемая
водой при сжатии
воздуха,
определяется
выражением
A =
α ν T log2(V1/V2)
(Дж), где
α = 5.75
постоянная, а
T = 300 К —
температура
воздуха. Какой
объeм
V2
(в литрах)
станет занимать
воздух, если при
сжатии газа была
совершена работа
в 10350 Дж?
|
► |
|
56 |
Находящийся
в воде
водолазный
колокол,
содержащий
ν = 2
моля воздуха при
давлении
p1
= 1.5
атмосферы,
медленно
опускают на дно
водоeма. При
этом происходит
изотермическое
сжатие воздуха.
Работа,
совершаемая
водой при сжатии
воздуха,
определяется
выражением
A =
α ν T
log2(p2
/ p1) (Дж),
где
α = 5.75 -
постоянная,
T = 300 К —
температура
воздуха,
p1 (атм) —
начальное
давление, а
p2 (атм) —
конечное
давление воздуха
в колоколе. До
какого
наибольшего
давления
p2
можно сжать
воздух в
колоколе, если
при сжатии
воздуха
совершается
работа не более
чем 6900 Дж?
Ответ приведите
в атмосферах.
|
► |
| |
ТРАКТОР |
|
|
57 |
Трактор
тащит сани с
силой
F = 80 кН,
направленной под
острым углом
α
к горизонту.
Работа трактора
(в килоджоулях)
на участке
длиной
S = 50
м вычисляется по
формуле
A =
F S cos
α
. При каком
максимальном
угле
α
(в градусах)
совершeнная
работа будет не
менее 2000 кДж?
|
► |
|
58 |
Трактор
тащит сани с
силой
F = 50
кН,
направленной под
острым углом
α
к горизонту.
Мощность
(в киловаттах)
трактора при
скорости
v = 3 м/с
равна
N =
Fv cos
α
. При каком
максимальном
угле
α
(в градусах) эта
мощность будет
не менее 75 кВт? |
► |
| |
КПД |
|
|
59 |
Коэффициент
полезного
действия (КПД)
некоторого
двигателя
определяется
формулой
η = (T1
− T2)/T1
·100%
, где
T1 -
температура
нагревателя
(в градусах
Кельвина),
T2 -
температура
холодильника
(в градусах
Кельвина). При
какой
минимальной
температуре
нагревателя
T1
КПД этого
двигателя будет
не меньше
15%, если
температура
холодильника
T2
= 340 К?
Ответ выразите
в градусах
Кельвина. |
► |
|
60 |
Коэффициент
полезного
действия (КПД)
кормозапарника
равен отношению
количества
теплоты,
затраченного на
нагревание воды
массой
mв
(в килограммах)
от температуры
t1
до температуры
t2
(в градусах
Цельсия) к
количеству
теплоты,
полученному от
сжигания дров
массы
mдр кг.
Он определяется
формулой
η
=
cв
mв
(t2
− t1)/
qдрmдр
·100%
, где
cв
= 4.2·103
Дж/(кг·К) —
теплоёмкость
воды,
qдр
= 8.3·106
Дж/кг — удельная
теплота сгорания
дров. Определите
наименьшее
количество дров,
которое
понадобится
сжечь в
кормозапарнике,
чтобы нагреть
m
= 83 кг
воды от
10°C
до кипения, если
известно, что
КПД
кормозапарника
не больше
21%.
Ответ выразите в
килограммах.
|
► |
| |
ПРИБЫЛЬ И ЦЕНА |
|
|
61 |
Некоторая
компания продает
свою продукцию
по цене
p = 500
руб. за
единицу,
переменные
затраты на
производство
одной единицы
продукции
составляют
v = 500 руб.,
постоянные
расходы
предприятия
f =
700000
руб. в месяц.
Месячная
операционная
прибыль
предприятия
(в рублях)
вычисляется по
формуле
π(q)
= q
( p −
v ) −
f
.
Определите
наименьший
месячный объeм
производства
q (единиц
продукции), при
котором месячная
операционная
прибыль
предприятия
будет не меньше
300000 руб.
|
► |
|
62 |
Зависимость
объeма спроса
q (единиц в
месяц) на
продукцию
предприятия-монополиста
от цены p
(тыс. руб.)
задаeтся
формулой
q
= 100 − 10 p.
Выручка
предприятия за
месяц r (в
тыс. руб.)
вычисляется по
формуле
r(p)
= q
· p
.
Определите
наибольшую цену
p, при
которой месячная
выручка
r(p)
составит не
менее
240 тыс. руб.
Ответ приведите
в тыс. руб.
|
► |
|
|
|

|