Задачи для подготовки к ЕГЭ на тему "Механика"
Инфоурок Физика Другие методич. материалыЗадачи для подготовки к ЕГЭ на тему "Механика"

Задачи для подготовки к ЕГЭ на тему "Механика"

Скачать материал

Механика

1. Задание

Деревянный брусок плавает на поверхности воды в миске. Миска покоится на поверхности Земли. Что произойдет с глубиной погружения бруска в воду, если миска будет стоять на полу лифта, который движется с ускорением, направленным вертикально вверх? Ответ поясните, используя физические закономерности.

2. Задание

После толчка льдинка закатилась в яму с гладкими стенками, в которой она может двигаться практически без трения. На рисунке приведен график зависимости энергии взаимодействия льдинки с Землей от её координаты в яме.https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=16762&png=1

В некоторый момент времени льдинка находилась в точке А с координатой https://ege.sdamgia.ru/formula/95/95ce30b2469882d932ca83aa9a10cfacp.png и двигалась влево, имея кинетическую энергию, равную 2 Дж. Сможет ли льдинка выскользнуть из ямы? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

4. Задание

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=16895&png=1Велосипедное колесо, у которого вместо металлических спиц обод удерживают натянутые резинки, установлено в вертикальной плоскости и может свободно вращаться вокруг своей горизонтальной оси, зажатой в штативе. К неподвижному колесу подносят слева мощную лампу и начинают нагревать резиновые «спицы» (см. рис.). Резина, в отличие от металла, при нагревании не расширяется, а сжимается. Опишите, опираясь на известные физические законы, что будет происходить с резинками, и как колесо будет двигаться.

5. Задание

Автомобиль приводится в движение двигателем, который соединяется с ведущими колёсами при помощи трансмиссии, обычно состоящей из сцепления, коробки передач и системы различных валов и шарниров. Сцепление позволяет отсоединять двигатель от коробки передач, что облегчает её переключение. Диск сцепления, соединённый с первичным валом коробки передач, прижимается к маховику двигателя мощными пружинами, что позволяет передавать крутящий момент в последующие элементы трансмиссии. По мере износа диска сцепления сила его прижатия к маховику уменьшается, и сцепление может начать «пробуксовывать». На каких передачах — «пониженных» или «повышенных» — следует двигаться в этом случае, чтобы добраться до ближайшей станции техобслуживания?

Справка: при движении автомобиля с определённой скоростью на «пониженных» передачах (1, 2, 3 ...) двигатель работает на больших оборотах, а на «повышенных» (4, 5, ...) — на меньших оборотах при той же скорости движения.

6. Задание

При малых колебаниях вблизи положения равновесия математического маятника длиной https://ege.sdamgia.ru/formula/d5/d59a0472be53b279493e5ee4aac7bf70p.png м модуль силы натяжения нити, на которой подвешен грузик массой https://ege.sdamgia.ru/formula/8b/8ba82ef3307570ebccfa983e422728f1p.png г, меняется в пределах от https://ege.sdamgia.ru/formula/b9/b9ece18c950afbfa6b0fdbfa4ff731d3p.png до https://ege.sdamgia.ru/formula/d9/d995512307a7f6ef70a384bec30c5ba5p.png где https://ege.sdamgia.ru/formula/97/9779b5228655c194da0147afc5e079fap.png мН и https://ege.sdamgia.ru/formula/7b/7bb719797b7659955e617d9f06f827bbp.png Найдите амплитуду https://ege.sdamgia.ru/formula/7f/7fc56270e7a70fa81a5935b72eacbe29p.png колебаний этого маятника. Трение не учитывайте. При решении задачи учтите, что для малых углов https://ege.sdamgia.ru/formula/7b/7b7f9dbfea05c83784f8b85149852f08p.png справедливо приближённое равенство https://ege.sdamgia.ru/formula/04/04e5d88ddeb7c2ba896a3326a1e6f9d5p.png Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на грузик.

8. Задание

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему у басовых труб органа длины большие, а у труб с высокими тонами — маленькие. Органная труба открыта с обоих концов и звучит при продувании через неё потока воздуха.

10. Задание

На кухне во время приготовления пищи могут случаться разные неприятности. Например, если сильно перегреть растительное масло на сковороде, поставленной на газовую плиту, то его пары могут воспламениться от газовой горелки, масло в сковороде тоже начнёт гореть, и его надо будет потушить. Спрашивается чем? Оказывается, что при обычной попытке тушения масла вылитой на него водой возникает столб огня, который может поджечь весь дом.

Опишите, основываясь на известных физических законах и закономерностях, процессы, происходящие при такой попытке его «тушения».

11. Задание

В этом году в Подмосковье зима была тёплая и малоснежная. После нескольких небольших снегопадов в январе были длительные оттепели, сменявшиеся морозами, в феврале такая погода продолжилась, и пушистый снег постепенно превратился в жёсткую массу, по которой можно было ходить, не проваливаясь.

Опишите, основываясь на известных физических законах и закономерностях, процессы, происходившие в снегу и приведшие к его затвердеванию.

12. Задание

Опытный турист, как и партизаны в годы войны, разжигая костёр, вначале складывает небольшую кучку сухих листьев, травы и тонких веточек, обкладывает их «пирамидкой» из наклонно стоящих веточек потолще, а затем и толстыми ветками. Неопытный турист просто беспорядочно складывает ветки в кучу и поджигает их. В каком случае костёр будет больше дымить и может вообще потухнуть?

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему это происходит.

13. Задание

Садоводы осенью и весной часто уничтожают опавшие листья, сжигая их на костре. Разведя костёр, они начинают сыпать на него сверху листья. В каком случае костёр будет лучше гореть и меньше дымить: если листья сухие и бросают их небольшими порциями, или листья сырые и их много? Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему это происходит.

14. Задание

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=19630&png=1Маленький шарик, подвешенный к потолку на лёгкой нерастяжимой нити, совершает колебания в вертикальной плоскости. Максимальное отклонение нити от вертикали составляет угол α = 60°. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к шарику в тот момент, когда шарик движется влево-вверх, а нить образует угол β = 30° с вертикалью (см. рисунок). Покажите на этом рисунке, куда направлено в этот момент ускорение шарика (по нити, перпендикулярно нити, внутрь траектории, наружу от траектории). Ответ обоснуйте. Сопротивление воздуха не учитывать.

15. Задание

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=27942&png=1

Два абсолютно упругих шарика подвешены на длинных нерастяжимых вертикальных нитях одинаковой длины так, что центры шариков находятся на одной высоте и шарики касаются друг друга (см. рисунок). Вначале отклоняют в сторону в плоскости нитей лёгкий шарик, отпускают его, и после лобового удара о тяжёлый шар лёгкий шарик отскакивает и поднимается на некоторую высоту h. Затем такой же опыт проводят, отклоняя из начального положения на ту же высоту тяжёлый шар. Во сколько раз высота подъёма лёгкого шарика после удара по нему тяжёлым шаром будет отличаться от той, что была в первом случае? Масса лёгкого шарика намного меньше массы тяжёлого, потерями энергии можно пренебречь. Ответ поясните, опираясь на законы механики.

16. Задание

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=27942&png=1

Два абсолютно упругих шарика подвешены на длинных нерастяжимых вертикальных нитях одинаковой длины так, что центры шариков находятся на одной высоте и шарики касаются друг друга (см. рисунок). Вначале отклоняют в сторону в плоскости нитей лёгкий шарик, отпускают его, и после лобового удара о тяжёлый шар лёгкий шарик отскакивает и поднимается на некоторую высоту h. Затем такой же опыт проводят, отклоняя из начального положения на ту же высоту оба шарика, и затем одновременно отпуская их. Во сколько раз высота подъёма лёгкого шарика после столкновения с тяжёлым шаром будет отличаться от той, что была в первом случае? Масса лёгкого шарика намного меньше массы тяжёлого, потерями энергии можно пренебречь. Ответ поясните, опираясь на законы механики.

17. Задание

Капитан парусного корабля в открытом море не обнаружил в пределах видимости (до горизонта) ни одного клочка земли. Тогда он послал юнгу оглядеться с самого верха грот-мачты, который находился над уровнем моря в 4 раза выше, чем капитанский мостик. Во сколько раз при этом увеличилось расстояние до крайней точки поверхности моря, которую ещё можно было видеть?

19. Задание

Известно, что быстрый поток воды в горных реках легко переворачивает тяжёлые камни. Проанализируйте, основываясь на физических законах и закономерностях, это явление, считая для упрощения, что поток воды плотностью ρ, движущийся со скоростью v, «упирается» в кубический камень с ребром a и останавливается в пределах его поперечного сечения S = a2, создавая силу F, называемую «скоростным напором». Оцените, во сколько раз увеличится масса переворачиваемых камней, если скорость воды возрастёт в 3 раза (селевой поток)?

21. Задание

В наше время на дни рождения часто дарят резиновые шарики, надутые гелием, — они не взрывоопасны и имеют довольно большую подъёмную силу. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, происхождение этой подъёмной силы и определите, на сколько она изменится, если вместо гирлянды из 27 шаров, в каждый из которых накачали по 1 молю гелия, надуть тем же количеством гелия один большой шар? Толщина резиновой оболочки у всех шаров одинакова, давление и температура близки к нормальным, а подъёмная сила гирлянды равна 1,52 Н.

22. Задание

Известно, что слуховой аппарат человека чувствителен к изменениям атмосферного давления — если оно быстро меняется, то уши закладывает. От этого ощущения можно избавиться, если определённым образом глотнуть воздух. Объясните, основываясь на физических законах и закономерностях, наблюдаемое явление и оцените, при подъёме на лифте на какой этаж Главного здания (ГЗ) МГУ им. М. В. Ломоносова это закладывание произойдёт, если в среднем уши человека чувствуют изменение давления на 9 мм ртутного столба. Высота каждого этажа в ГЗ 5 м, а атмосферные условия близки к нормальным. Лифт стартует с первого этажа. Считайте, что в пределах высоты ГЗ плотность атмосферного воздуха не меняется.

23. Задание

В наше время на дни рождения часто дарят резиновые шарики, надутые гелием, – они не взрывоопасны и имеют довольно большую подъёмную силу. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, происхождение этой подъёмной силы и определите, на сколько она изменится, если вместо гирлянды из 8 шаров, в каждый из которых накачали по 1 молю гелия, надуть тем же количеством гелия один большой шар? Толщина резиновой оболочки у всех шаров одинакова, давление и температура близки к нормальным, а подъёмная сила гирлянды равна 0,45 Н.

25. Задание

Бабочки летают, быстро хлопая крыльями. Объясните с точки зрения физических законов и закономерностей, за счёт чего им удаётся удерживаться в воздухе. Оцените, с какой частотой ν бабочке-монарху надо махать крыльями в воздухе плотностью ρ = 1,25 кг/м3, чтобы не упасть, если масса бабочки m = 1 г, площадь крыльев S = 20 см2, максимальная вертикальная скорость концов крыльев в полёте u = 2 м/c. Считайте, что бабочка опускает крылья вниз плашмя, а поднимает их вверх ребром.

27. Задание

Известно, что вечерняя роса на траве — это к хорошей, ясной погоде, а сухая трава — к пасмурной. Объясните с точки зрения физических законов и закономерностей, почему это так.

Юный физик в летний вечер решил отправиться на прогулку и оценить, какая масса воды содержится в 1 дм3 влажного атмосферного воздуха. Какие приборы ему необходимо взять с собой для того, чтобы провести необходимые измерения? Какие справочные (табличные) значения понадобятся ему для проведения вычислений?


 

Механика

1. Задание 28 № 2919

Деревянный брусок плавает на поверхности воды в миске. Миска покоится на поверхности Земли. Что произойдет с глубиной погружения бруска в воду, если миска будет стоять на полу лифта, который движется с ускорением, направленным вертикально вверх? Ответ поясните, используя физические закономерности.

Решение.

1. Сила Архимеда, которая поддерживает брусок на поверхности воды, равна по модулю весу вытесненной бруском воды.

2. Когда брусок, вода и миска покоятся относительно Земли, одна и та же сила Архимеда уравновешивает силу тяжести, как в случае плавающего бруска, так и в случае вытесненной им воды. Поэтому масса бруска и масса вытесненной им воды одинаковы.

3. Когда брусок, вода и миска покоятся относительно друг друга, но движутся с ускорением относительно Земли, одна и та же сила Архимеда вместе с силой тяжести сообщает одно и то же ускорение как плавающему бруску, так и воде в объеме, вытесненном бруском, что приводит к соотношению: https://ege.sdamgia.ru/formula/2c/2ccecbe3f415bddaf8108cea3c9ceffcp.png откуда следует, что и при движении относительно Земли с ускорением https://ege.sdamgia.ru/formula/d2/d288bdeea1b9697b457bacb7a1a154a7p.png масса бруска и масса вытесненной им воды одинаковы. Поскольку масса бруска одна и та же, масса вытесненной им воды в обоих случаях одинакова. Вода практически несжимаема, поэтому плотность воды в обоих случаях одинакова. Значит, объем вытесненной воды не изменяется, глубина погружения бруска в лифте остается прежней.

2. Задание 28 № 2926

После толчка льдинка закатилась в яму с гладкими стенками, в которой она может двигаться практически без трения. На рисунке приведен график зависимости энергии взаимодействия льдинки с Землей от её координаты в яме.https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=16762&png=1

В некоторый момент времени льдинка находилась в точке А с координатой https://ege.sdamgia.ru/formula/95/95ce30b2469882d932ca83aa9a10cfacp.png и двигалась влево, имея кинетическую энергию, равную 2 Дж. Сможет ли льдинка выскользнуть из ямы? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

Решение.

1) Льдинка сможет выскользнуть из ямы через ее правый край.

2) Трения при движении льдинки нет, поэтому ее механическая энергия сохраняется. Запас кинетической энергии льдинки в точке A позволяет ей подняться до уровня, где ее потенциальная энергия составит 4 Дж.

3) Левый край ямы поднят до большей высоты. Следовательно, этого края льдинка не достигнет и заскользит вправо. Правый же край ямы ниже: на верху этого края потенциальная энергия льдинки меньше 4 Дж. Поэтому льдинка выскользнет из ямы через правый край.

4. Задание 28 № 3686

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=16895&png=1Велосипедное колесо, у которого вместо металлических спиц обод удерживают натянутые резинки, установлено в вертикальной плоскости и может свободно вращаться вокруг своей горизонтальной оси, зажатой в штативе. К неподвижному колесу подносят слева мощную лампу и начинают нагревать резиновые «спицы» (см. рис.). Резина, в отличие от металла, при нагревании не расширяется, а сжимается. Опишите, опираясь на известные физические законы, что будет происходить с резинками, и как колесо будет двигаться.

Решение.

1. Когда лампа нагреет резинки слева от оси колеса, они сожмутся и сдвинут обод колеса направо.

2. При этом центр тяжести колеса сместится вправо, и появится момент силы тяжести относительно оси колеса, стремящийся повернуть колесо вправо.Равновесие колеса нарушится, и оно начнёт вращаться по часовой стрелке.

3. При вращении колеса нагретые резинки будут удаляться от лампы и охлаждаться за счет теплообмена с окружающей средой, а ненагретые резинки будут приближаться к лампе и нагреваться её излучением. Описанные процессы будут повторяться. В результате колесо будет непрерывно вращаться, если нагретые резинки за время его оборота будут успевать достаточно охладиться.

5. Задание 28 № 3896

Автомобиль приводится в движение двигателем, который соединяется с ведущими колёсами при помощи трансмиссии, обычно состоящей из сцепления, коробки передач и системы различных валов и шарниров. Сцепление позволяет отсоединять двигатель от коробки передач, что облегчает её переключение. Диск сцепления, соединённый с первичным валом коробки передач, прижимается к маховику двигателя мощными пружинами, что позволяет передавать крутящий момент в последующие элементы трансмиссии. По мере износа диска сцепления сила его прижатия к маховику уменьшается, и сцепление может начать «пробуксовывать». На каких передачах — «пониженных» или «повышенных» — следует двигаться в этом случае, чтобы добраться до ближайшей станции техобслуживания?

Справка: при движении автомобиля с определённой скоростью на «пониженных» передачах (1, 2, 3 ...) двигатель работает на больших оборотах, а на «повышенных» (4, 5, ...) — на меньших оборотах при той же скорости движения.

Решение.

1. При износе диска сцепления и уменьшении силы его прижатия к маховику согласно закону Амонтона — Кулона уменьшаются максимальная сила трения и её момент, вращающий первичный вал коробки передач, что приводит к пробуксовке сцепления на режимах движения с использованием максимальной мощности двигателя.

2. Мощность силы равна произведению модуля этой силы на модуль скорости перемещения точки её приложения, поэтому при уменьшении максимальной силы трения для сохранения величины мощности, передаваемой по трансмиссии, необходимо увеличивать скорость вращения диска сцепления, то есть обороты двигателя.

3. Таким образом, при заданных условиях движения и, соответственно, мощности, передаваемой на колеса, следует при возникновении пробуксовки сцепления переходить с повышенных передач на пониженные, когда двигатель при той же скорости движения автомобиля работает на более высоких оборотах.

6. Задание 28 № 4111

При малых колебаниях вблизи положения равновесия математического маятника длиной https://ege.sdamgia.ru/formula/d5/d59a0472be53b279493e5ee4aac7bf70p.png м модуль силы натяжения нити, на которой подвешен грузик массой https://ege.sdamgia.ru/formula/8b/8ba82ef3307570ebccfa983e422728f1p.png г, меняется в пределах от https://ege.sdamgia.ru/formula/b9/b9ece18c950afbfa6b0fdbfa4ff731d3p.png до https://ege.sdamgia.ru/formula/d9/d995512307a7f6ef70a384bec30c5ba5p.png где https://ege.sdamgia.ru/formula/97/9779b5228655c194da0147afc5e079fap.png мН и https://ege.sdamgia.ru/formula/7b/7bb719797b7659955e617d9f06f827bbp.png Найдите амплитуду https://ege.sdamgia.ru/formula/7f/7fc56270e7a70fa81a5935b72eacbe29p.png колебаний этого маятника. Трение не учитывайте. При решении задачи учтите, что для малых углов https://ege.sdamgia.ru/formula/7b/7b7f9dbfea05c83784f8b85149852f08p.png справедливо приближённое равенство https://ege.sdamgia.ru/formula/04/04e5d88ddeb7c2ba896a3326a1e6f9d5p.png Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на грузик.

Решение.

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=6965&png=1Изобразим маятник в двух состояниях: максимального отклонения, когда он останавливается, отклонившись от положения равновесия на расстояние https://ege.sdamgia.ru/formula/46/4675773653557201b63811ae89973c60p.pngи при прохождении им этого положения равновесия (см. рисунок). На грузик маятника массой https://ege.sdamgia.ru/formula/6f/6f8f57715090da2632453988d9a1501bp.png действует сила тяжести https://ege.sdamgia.ru/formula/d0/d0bff9a6655893a501d43151450b7fb2p.png направленная вертикально вниз, и переменная сила https://ege.sdamgia.ru/formula/67/67ce8985f527ed5662b5a01a22715646p.png натяжения нити, меняющаяся по модуля от https://ege.sdamgia.ru/formula/b9/b9ece18c950afbfa6b0fdbfa4ff731d3p.png в положении максимального отклонения, когда вектор https://ege.sdamgia.ru/formula/67/67ce8985f527ed5662b5a01a22715646p.pngнаклонен под малым углом https://ege.sdamgia.ru/formula/7b/7b7f9dbfea05c83784f8b85149852f08p.png к вертикали, до https://ege.sdamgia.ru/formula/7f/7fa2b494b1894860a7166d9b9e5abaf3p.png в положении равновесия, где вектор https://ege.sdamgia.ru/formula/67/67ce8985f527ed5662b5a01a22715646p.png вертикален, а грузик движется со скоростью https://ege.sdamgia.ru/formula/8b/8bf8357b6cd3caa17c7d177673a52e2dp.pngнаправленной горизонтально.

Поскольку трения нет, согласно закону сохранения механической энергии потенциальная энергия маятника в крайнем положении, отсчитанная от начального уровня в положении равновесия, должна равняться кинетической энергии при прохождении положения равновесия: https://ege.sdamgia.ru/formula/4d/4d6b030ca0dead2e95374e69360323bfp.png

В положении максимального отклонения суммарная сила https://ege.sdamgia.ru/formula/85/85be0e148ee67a6a21af6080450ee000p.png направленная вдоль траектории грузика — окружности с радиусом https://ege.sdamgia.ru/formula/78/7877972e3a37a8e92ffd300a35e0efffp.png то есть перпендикулярно вектору https://ege.sdamgia.ru/formula/31/3123f0ec65e7ba9be263b61449dd17f9p.png а скорость грузика в этот момент равна нулю, https://ege.sdamgia.ru/formula/78/789337b82aaf2aa492b2ce716b14927cp.png

При прохождении положения равновесия грузик обладает центростремительным ускорением, и уравнение его движения в проекции на вертикальную ось имеет вид https://ege.sdamgia.ru/formula/f9/f9beb2d3cbb48aafbb8ba5f0e5e75203p.png

Подставляя сюда полученные выше выражения для https://ege.sdamgia.ru/formula/75/750cc8c98b2dac75c277e3330220f475p.png и для https://ege.sdamgia.ru/formula/c5/c5933572239739dc5232c0eda503d0ffp.png находим https://ege.sdamgia.ru/formula/dd/ddb0542559f6c967bb8f1d92c5ae42c9p.png В силу малости угла https://ege.sdamgia.ru/formula/bb/bb2972245d7339706a82cfec55586458p.png откуда имеем https://ege.sdamgia.ru/formula/1e/1e6a3ab2f41a6fc7402bce5b8e3a889ap.png в итоге https://ege.sdamgia.ru/formula/ff/ff9a84bc94a61c0554a07b98d328e734p.png

 

Ответhttps://ege.sdamgia.ru/formula/ff/ff9a84bc94a61c0554a07b98d328e734p.png

8. Задание 28 № 4438

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему у басовых труб органа длины большие, а у труб с высокими тонами — маленькие. Органная труба открыта с обоих концов и звучит при продувании через неё потока воздуха.

Решение.

1. Громкий звук бывает, когда на выходе из органной трубы устанавливается пучность стоячей волны, так как вблизи пучности колебания воздуха происходят с максимальной амплитудой, а амплитуда определяет громкость звука.

2. Поскольку труба открыта с обоих концов, то пучность также должна устанавливаться и на входе трубы.

3. Поэтому для наиболее громкого звучания минимальная длина трубы должна быть равна половине длины волны — при этом посередине трубы находится узел стоячей волны, а на её концах - две пучности.

4. Звуки низкой частоты https://ege.sdamgia.ru/formula/9e/9e3669d19b675bd57058fd4664205d2ap.png (басы) соответствуют большим длинам волн, а высокой частоты — маленьким длинам волн, поскольку длина волны https://ege.sdamgia.ru/formula/94/9494275f63f67f46fdf4d1d052b99847p.png а скорость звука https://ege.sdamgia.ru/formula/52/5206560a306a2e085a437fd258eb57cep.png не зависит от его частоты.

5. Таким образом, размеры трубы пропорциональны длине волны звука: чем частота звука ниже, тем длина трубы больше, и наоборот.

10. Задание 28 № 6172

На кухне во время приготовления пищи могут случаться разные неприятности. Например, если сильно перегреть растительное масло на сковороде, поставленной на газовую плиту, то его пары могут воспламениться от газовой горелки, масло в сковороде тоже начнёт гореть, и его надо будет потушить. Спрашивается чем? Оказывается, что при обычной попытке тушения масла вылитой на него водой возникает столб огня, который может поджечь весь дом.

Опишите, основываясь на известных физических законах и закономерностях, процессы, происходящие при такой попытке его «тушения».

Решение.

1. Плотность горящего масла, которое находится в сковороде, меньше

плотности воды. Поэтому при попытке тушения горящего масла водой она

проникает под слой масла, быстро нагревается от сковороды, закипает и

испаряется, резко увеличивая свой объём и давление.

2. Пары испарившейся воды, расширяясь, своим давлением выбрасывают и

разбрызгивают уже горящее масло, резко увеличивая его поверхность,

находящуюся в контакте с кислородом воздуха. В результате реакция

горения масла ускоряется, всё это и приводит к образованию столба огня

над сковородой.

11. Задание 28 № 6360

В этом году в Подмосковье зима была тёплая и малоснежная. После нескольких небольших снегопадов в январе были длительные оттепели, сменявшиеся морозами, в феврале такая погода продолжилась, и пушистый снег постепенно превратился в жёсткую массу, по которой можно было ходить, не проваливаясь.

Опишите, основываясь на известных физических законах и закономерностях, процессы, происходившие в снегу и приведшие к его затвердеванию.

Решение.

1) Свежевыпавший снег представляет собой рыхлую массу, где разные снежинки разделены воздушными промежутками и не связаны друг с другом.

2) Во время оттепели тёплый воздух проникает вглубь снега, и начинается фазовый переход – плавление снежинок. Теплота плавления у льда очень велика, и за время повышения температуры воздуха успевают подтаять только края снежинок.

3) Ночью, когда температура воздуха опускается ниже 0 °С, происходит обратный переход, при котором вода, образовавшаяся при подтаивании снежинок, снова затвердевает. Из-за этого образуется пространственный каркас, уже обладающий некоторой жёсткостью.

4) Периодическое повторение этих процессов приводит к превращению всего выпавшего снега в лёгкую и твёрдую смёрзшуюся массу из ледяных кристаллов с воздухом между ними, так что снег выдерживает идущего по нему человека.

12. Задание 28 № 6665

Опытный турист, как и партизаны в годы войны, разжигая костёр, вначале складывает небольшую кучку сухих листьев, травы и тонких веточек, обкладывает их «пирамидкой» из наклонно стоящих веточек потолще, а затем и толстыми ветками. Неопытный турист просто беспорядочно складывает ветки в кучу и поджигает их. В каком случае костёр будет больше дымить и может вообще потухнуть?

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему это происходит.

Решение.

1. Костёр будет больше дымить во втором случае.

2. При горении лёгких сухих материалов образуются горячие газы, имеющие плотность более низкую, чем окружающий воздух. На эти газы в соответствии с законом Архимеда действует выталкивающая сила, и они начинают подниматься вверх, образуя восходящий горячий конвективный поток.

3. Если огонь окружает «пирамидка» из веток, то конвективный поток усиливается, поскольку испытывает меньшее сопротивление своему движению вверх, и возникает хорошая «тяга», способствующая притоку кислорода воздуха и усилению горения окружающих огонь веток. «Тяга» в этом случае возникает аналогично тому, как это происходит в печной трубе.

4. При хорошей «тяге» происходит полное сгорание топлива, и дым практически отсутствует. Это в годы войны было очень важно — тогда с самолетов-разведчиков место стоянки партизан было трудно обнаружить по дыму от костров. Если же огонь просто покрыт кучей веток сверху, то «тяги» не возникает, продукты сгорания топлива удаляются плохо, приток кислорода слабый, и это мешает нормальному горению, в результате чего ветки тлеют и сильно дымят.

13. Задание 28 № 6702

Садоводы осенью и весной часто уничтожают опавшие листья, сжигая их на костре. Разведя костёр, они начинают сыпать на него сверху листья. В каком случае костёр будет лучше гореть и меньше дымить: если листья сухие и бросают их небольшими порциями, или листья сырые и их много? Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему это происходит.

Решение.

1. Костёр будет лучше гореть и меньше дымить в первом случае.

2. При горении лёгких сухих материалов образуются горячие газы, имеющие плотность более низкую, чем окружающий воздух. На эти газы, в соответствии с законом Архимеда, действует выталкивающая сила, и они начинают подниматься вверх, образуя восходящий горячий конвективный поток, поджигающий топливо в костре.

3. Если бросать сухие листья в костёр небольшими порциями, то они в силу своей малой теплоёмкости сразу нагреваются и загораются, сгорая практически без дыма.

4. Если же листья сырые и их много, то они перекрывают путь восходящему горячему конвективному потоку продуктов горения из костра, уменьшают «тягу», что замедляет процесс высушивания и нагревания этих листьев, и они вместо быстрого горения медленно тлеют, выделяя густой и мало нагретый дым. Поэтому, если костёр завалить

листьями, то доступ кислорода воздуха к огню почти прекратится, и костер может погаснуть.

14. Задание 28 № 7127

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=19630&png=1Маленький шарик, подвешенный к потолку на лёгкой нерастяжимой нити, совершает колебания в вертикальной плоскости. Максимальное отклонение нити от вертикали составляет угол α = 60°. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к шарику в тот момент, когда шарик движется влево-вверх, а нить образует угол β = 30° с вертикалью (см. рисунок). Покажите на этом рисунке, куда направлено в этот момент ускорение шарика (по нити, перпендикулярно нити, внутрь траектории, наружу от траектории). Ответ обоснуйте. Сопротивление воздуха не учитывать.

Решение.

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=19646&png=11. К шарику приложены сила тяжести https://ege.sdamgia.ru/formula/d0/d0bff9a6655893a501d43151450b7fb2p.png направленная вертикально вниз, и сила натяжения нити https://ege.sdamgia.ru/formula/31/3123f0ec65e7ba9be263b61449dd17f9p.png направленная по нити вверх (см. рисунок).

2. В промежуточной точке скорость шарика v ≠ 0, поэтому у шарика есть центростремительное ускорение aц.с. ≠ 0, направленное к центру окружности, по которой движется шарик.

3. Проекция ускорения шарика на касательную к окружности равна по модулю g · sinβ. Поэтому у шарика есть касательная составляющая ускорения aτ ≠ 0, направленная в сторону положения равновесия.

4. Ускорение шарика https://ege.sdamgia.ru/formula/34/342f64b833cd16384226df966ac039eap.png направлено внутрь траектории правее направления силы https://ege.sdamgia.ru/formula/1a/1a2452cb86ff57d6608adbe0346a98a5p.png

15. Задание 28 № 8877

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=27942&png=1

Два абсолютно упругих шарика подвешены на длинных нерастяжимых вертикальных нитях одинаковой длины так, что центры шариков находятся на одной высоте и шарики касаются друг друга (см. рисунок). Вначале отклоняют в сторону в плоскости нитей лёгкий шарик, отпускают его, и после лобового удара о тяжёлый шар лёгкий шарик отскакивает и поднимается на некоторую высоту h. Затем такой же опыт проводят, отклоняя из начального положения на ту же высоту тяжёлый шар. Во сколько раз высота подъёма лёгкого шарика после удара по нему тяжёлым шаром будет отличаться от той, что была в первом случае? Масса лёгкого шарика намного меньше массы тяжёлого, потерями энергии можно пренебречь. Ответ поясните, опираясь на законы механики.

Решение.

1. Высота h подъёма лёгкого шарика в первом случае, очевидно, будет равна той, на которую его подняли. Это следует из законов сохранения импульса и механической энергии при абсолютно упругом ударе о массивный шар — лёгкий шарик просто отскакивает от неподвижного тяжёлого с той же по модулю скоростью, с какой он к нему приближался, и поднимается на исходную высоту.

2. Когда отклонили тяжёлый шар, он будет перед столкновением с неподвижным лёгким шариком иметь ту же скорость v, что и лёгкий шарик в первом случае.

3. В системе отсчёта, связанной с тяжёлым шаром, относительная скорость v лёгкого шарика после отскока сохранится по модулю, но изменит своё направление на противоположное.

4. Переходя обратно в неподвижную систему отсчёта, по закону сложения скоростей получаем, что отскок лёгкого шарика происходит с удвоенной скоростью: 2v.

5. При дальнейшем движении лёгкого шарика с удвоенной начальной скоростью в силу закона сохранения энергии https://ege.sdamgia.ru/formula/d7/d74568386c81db66bb3b6c220b0466e7p.png (m – масса шарика) высота подъёма лёгкого шарика будет в 4 раза больше, чем в первом случае: https://ege.sdamgia.ru/formula/04/041f3f0c923b89ac987785acbd64a8d0p.png

 

Ответ: высота подъёма будет в 4 раза больше.

16. Задание 28 № 8919

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=27942&png=1

Два абсолютно упругих шарика подвешены на длинных нерастяжимых вертикальных нитях одинаковой длины так, что центры шариков находятся на одной высоте и шарики касаются друг друга (см. рисунок). Вначале отклоняют в сторону в плоскости нитей лёгкий шарик, отпускают его, и после лобового удара о тяжёлый шар лёгкий шарик отскакивает и поднимается на некоторую высоту h. Затем такой же опыт проводят, отклоняя из начального положения на ту же высоту оба шарика, и затем одновременно отпуская их. Во сколько раз высота подъёма лёгкого шарика после столкновения с тяжёлым шаром будет отличаться от той, что была в первом случае? Масса лёгкого шарика намного меньше массы тяжёлого, потерями энергии можно пренебречь. Ответ поясните, опираясь на законы механики.

Решение.

1. Высота h подъёма лёгкого шарика в первом случае, очевидно, будет равна той, на которую его подняли. Это следует из законов сохранения импульса и механической энергии при абсолютно упругом ударе о массивный шар — лёгкий шарик просто отскакивает от неподвижного тяжёлого с той же по модулю скоростью, с какой он к нему приближался, и поднимается на исходную высоту.

2. Когда отклонили оба шара, перед столкновением между собой каждый из них будет иметь в неподвижной системе отсчёта ту же скорость v, что и лёгкий шарик в первом случае.

3. В системе отсчёта, связанной с тяжёлым шаром, относительная скорость 2v лёгкого шарика после отскока сохранится по модулю, но изменит своё направление на противоположное.

4. Переходя обратно в неподвижную систему отсчёта, по закону сложения скоростей получаем, что отскок лёгкого шарика происходит с утроенной скоростью: 3v.

5. При дальнейшем движении лёгкого шарика с утроенной скоростью в силу закона сохранения энергии https://ege.sdamgia.ru/formula/3e/3e6d750e60001f65b77e32d26b4985e1p.png (m – масса шарика) высота подъёма лёгкого шарика будет в 9 раза больше, чем в первом случае: https://ege.sdamgia.ru/formula/e4/e4361c8ee7420d71f7196a090a308479p.png

 

Ответ: высота подъёма будет в 9 раза больше.

17. Задание 28 № 9520

Капитан парусного корабля в открытом море не обнаружил в пределах видимости (до горизонта) ни одного клочка земли. Тогда он послал юнгу оглядеться с самого верха грот-мачты, который находился над уровнем моря в 4 раза выше, чем капитанский мостик. Во сколько раз при этом увеличилось расстояние до крайней точки поверхности моря, которую ещё можно было видеть?

Решение.

1. Согласно закону прямолинейного распространения света в однородной среде горизонтальный луч от точки на пределе видимости (на горизонте) попадает к наблюдателю на корабле под небольшим углом к горизонтали, поскольку поверхность моря не плоская, а имеет сферическую форму. С ростом высоты наблюдателя над уровнем моря расстояние до видимого горизонта увеличивается.

https://phys-ege.sdamgia.ru/get_file?id=32063&png=1

2. Обозначим через R радиус Земли, r – расстояние от наблюдателя до горизонта, h – высоту наблюдателя над уровнем моря и построим ход лучей от горизонта до наблюдателя (см. рисунок).

3. По теореме Пифагора для прямоугольного треугольника с вершинами в центре Земли на горизонте и у наблюдателя имеем: https://ege.sdamgia.ru/formula/62/625de337a391607609cd332d89a70e92p.png.

4. Отсюда с учётом того, что h << r << R , получаем https://ege.sdamgia.ru/formula/e3/e3bb8b6390a415cb6908287df2921055p.png, то есть https://ege.sdamgia.ru/formula/48/48b583eeda272b0aeae4588643cca25cp.png , и расстояние до крайней точки поверхности моря, которую ещё можно было видеть, при увеличении высоты h в 4 раза возросла в 2 раза.

 

Ответ: в 2 раза.

19. Задание 28 № 9755

Известно, что быстрый поток воды в горных реках легко переворачивает тяжёлые камни. Проанализируйте, основываясь на физических законах и закономерностях, это явление, считая для упрощения, что поток воды плотностью ρ, движущийся со скоростью v, «упирается» в кубический камень с ребром a и останавливается в пределах его поперечного сечения S = a2, создавая силу F, называемую «скоростным напором». Оцените, во сколько раз увеличится масса переворачиваемых камней, если скорость воды возрастёт в 3 раза (селевой поток)?

Решение.

1. Согласно закону изменения импульса и третьему закону Ньютона https://ege.sdamgia.ru/formula/11/1122b4c015e1d6ade693dcd1e59727c9p.png где P — импульс движущейся воды, а F — сила, необходимая для её остановки.

2. В единицу времени масса «остановленной» воды в пределах поперечного сечения камня равна ρSv, а изменение её импульса — ρSv2, так что «скоростной напор» F = ρSv2 = ρa2v2.

3. Камень переворачивается водой, когда момент силы F относительно оси, проходящей через крайнюю точку опоры камня, превышает момент силы тяжести относительно той же точки.

4. Считая, что сила F приложена в горизонтальном направлении на высоте a/2 над крайним ребром кубического камня, а сила тяжести, равная ρкa3g, — по вертикали вниз на таком же расстоянии от этого ребра, получаем неравенство: ρa2v2 · a/2 ≥ ρкa3g · a/2, откуда следует, что в момент опрокидывания размер камня a пропорционален квадрату скорости воды: a ~ v2.

5. Таким образом, масса переворачиваемого камня m ~ a3 ~ v6, и при увеличении скорости воды в 3 раза она возрастёт в 36 = 729 раз!

21. Задание 28 № 10200

В наше время на дни рождения часто дарят резиновые шарики, надутые гелием, — они не взрывоопасны и имеют довольно большую подъёмную силу. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, происхождение этой подъёмной силы и определите, на сколько она изменится, если вместо гирлянды из 27 шаров, в каждый из которых накачали по 1 молю гелия, надуть тем же количеством гелия один большой шар? Толщина резиновой оболочки у всех шаров одинакова, давление и температура близки к нормальным, а подъёмная сила гирлянды равна 1,52 Н.

Решение.

1. На шар с лёгким газом действуют направленная вверх выталкивающая сила Fв и направленная вниз сила тяжести P оболочки. Если первая сила превышает по модулю вторую, то шар взлетает — этим и объясняется происхождение подъёмной силы. Таким образом, подъёмная сила Fп шара с лёгким газом равна https://ege.sdamgia.ru/formula/51/517e2ca92eea50401b7facbe69981f04p.png

2. Выталкивающая сила равна разности веса воздуха, который был вытеснен надутым шаром, и веса лёгкого газа, которым заполнена оболочка. Для одного моля гелия в воздухе выталкивающая сила, с учётом закона Архимеда, равна https://ege.sdamgia.ru/formula/b3/b352cfc41f8e61cb96e866df5e40e742p.png где https://ege.sdamgia.ru/formula/e7/e7224b8c5fb82b12ebc819e9d96bfe2fp.png и https://ege.sdamgia.ru/formula/df/dfd7bb553968d29a1f69e32c19159852p.png — молярные массы воздуха и гелия. Для n = 27 моль гелия выталкивающая сила равна по модулю https://ege.sdamgia.ru/formula/6c/6c4a926c5fcab83cca1a5ecfdf9db4a2p.pngЭта сила одинакова как для гирлянды из 27 шаров, так и для одного большого шара с тем же количеством гелия.

3. Вес всех оболочек гирлянды шаров пропорционален их общей площади и равен https://ege.sdamgia.ru/formula/2d/2d11459e6a33db004c7826babd069a1bp.png

4. Объем V1 одного шара пропорционален кубу его радиуса r1, а площадь S1 сферической оболочки — квадрату её радиуса. Поскольку объём 27 шаров https://ege.sdamgia.ru/formula/fd/fde1ed97868e72420f9154ddd00d4728p.png то радиус большого шара https://ege.sdamgia.ru/formula/82/825ac0ca56112fa6d4a0fedd50a42326p.png а площадь его оболочки https://ege.sdamgia.ru/formula/b1/b138e49f29c33bdbd1cb7ca0047c99eep.png т. е. в 3 раза меньше, чем у 27 шаров гирлянды. Значит, и вес оболочки большого шара тоже в 3 раза меньше, чем у 27 маленьких шаров: https://ege.sdamgia.ru/formula/d6/d6e300b9a4c6944337f7e98d8d943d56p.png

5. Подъёмная сила большого шара равна https://ege.sdamgia.ru/formula/df/df567e7bd0fb52b3bc3b29ccbdcc69d8p.png т. е. приблизительно в 3,3 раза больше гирлянды.

 

Ответ: подъёмная сила увеличится на https://ege.sdamgia.ru/formula/a5/a504898e06b1173bd682a2eabdbf6bb1p.png

22. Задание 28 № 10237

Известно, что слуховой аппарат человека чувствителен к изменениям атмосферного давления — если оно быстро меняется, то уши закладывает. От этого ощущения можно избавиться, если определённым образом глотнуть воздух. Объясните, основываясь на физических законах и закономерностях, наблюдаемое явление и оцените, при подъёме на лифте на какой этаж Главного здания (ГЗ) МГУ им. М. В. Ломоносова это закладывание произойдёт, если в среднем уши человека чувствуют изменение давления на 9 мм ртутного столба. Высота каждого этажа в ГЗ 5 м, а атмосферные условия близки к нормальным. Лифт стартует с первого этажа. Считайте, что в пределах высоты ГЗ плотность атмосферного воздуха не меняется.

Решение.

1. Закладывание ушей при изменении атмосферного давления связано с тем, что среднее ухо человека, заключающее в себе некоторый объём воздуха, отделено от внешнего пространства герметичной барабанной перепонкой. При изменении внешнего давления внутреннее давление в определённых пределах их разности остаётся постоянным, барабанная перепонка выгибается наружу или внутрь, вызывая неприятные ощущения типа закладывания ушей и даже боль. Для выравнивания давлений, которое происходит через узкие каналы, связывающие внутреннее ухо с глоткой, человек и совершает глотательные движения, напрягая глотку, когда в ней замкнут определённый объём воздуха, и проталкивая его в среднее ухо или отсасывая его оттуда.

2. Для численной оценки переведём вначале h = 9 мм ртутного столба в Па, используя формулу для изменения давления с высотой:

 

https://ege.sdamgia.ru/formula/af/af9b20566281b2cfb633df036a0a030fp.png Па.

 

3. Затем найдём высоту H, на которой при нормальных условиях (p = 105 Па, T = 273 К) давление воздуха уменьшится на величину Δp, с учётом того, что плотность воздуха, согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, равна https://ege.sdamgia.ru/formula/47/47ad0ef332f8c3441ed4e6b3f229c594p.png где молярная масса воздуха https://ege.sdamgia.ru/formula/7d/7dd1a9037d02bde5c2773b9192db250ap.png г/моль.

 

https://ege.sdamgia.ru/formula/d4/d4e26d0d96a0958dff68a8b82a720885p.png

 

https://ege.sdamgia.ru/formula/a2/a2757c33d3f6842a311fa72f6b1dcabfp.png

 

4. Приравнивая выражения для Δp, получаем H ≈ 96 м, что примерно соответствует 20-му этажу ГЗ МГУ.

5. Оценку высоты также можно провести и другим способом. Многим школьникам известно, что вблизи поверхности земли при подъёме на каждые 10 м давление уменьшается на 1 мм рт. ст. Поэтому закладывание ушей произойдёт на высоте, примерно равной 90 : 5 = 18 этажей ГЗ.

23. Задание 28 № 10269

В наше время на дни рождения часто дарят резиновые шарики, надутые гелием, – они не взрывоопасны и имеют довольно большую подъёмную силу. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, происхождение этой подъёмной силы и определите, на сколько она изменится, если вместо гирлянды из 8 шаров, в каждый из которых накачали по 1 молю гелия, надуть тем же количеством гелия один большой шар? Толщина резиновой оболочки у всех шаров одинакова, давление и температура близки к нормальным, а подъёмная сила гирлянды равна 0,45 Н.

Решение.

1. На шар с лёгким газом действуют направленная вверх выталкивающая сила Fв и направленная вниз сила тяжести P оболочки. Если первая сила превышает по модулю вторую, то шар взлетает — этим и объясняется происхождение подъёмной силы. Таким образом, подъёмная сила Fп шара с лёгким газом равна https://ege.sdamgia.ru/formula/51/517e2ca92eea50401b7facbe69981f04p.png

2. Выталкивающая сила равна разности веса воздуха, который был вытеснен надутым шаром, и веса лёгкого газа, которым заполнена оболочка. Для одного моля гелия в воздухе выталкивающая сила, с учётом закона Архимеда, равна https://ege.sdamgia.ru/formula/54/546996baed77aa3b9e536a7f472cce4dp.png Н, где https://ege.sdamgia.ru/formula/e7/e7224b8c5fb82b12ebc819e9d96bfe2fp.png и https://ege.sdamgia.ru/formula/df/dfd7bb553968d29a1f69e32c19159852p.png — молярные массы воздуха и гелия. Для n = 8 моль гелия выталкивающая сила равна по модулю https://ege.sdamgia.ru/formula/b6/b643ac1fb058de42dca00711e5c627efp.png Н. Эта сила одинакова как для гирлянды из 8 шаров, так и для одного большого шара с тем же количеством гелия.

3. Вес всех оболочек гирлянды шаров пропорционален их общей площади и равен https://ege.sdamgia.ru/formula/6f/6fe9aaf3285475b766ff31ea940d0b8bp.png Н.

4. Объем V1 одного шара пропорционален кубу его радиуса r1, а площадь S1 сферической оболочки — квадрату её радиуса. Поскольку объём 8 шаров https://ege.sdamgia.ru/formula/1a/1a440d538707b5e707e5cdd696f3e5d5p.png то радиус большого шара https://ege.sdamgia.ru/formula/81/811a6d54db75f06d0735d0bc5ed9f589p.png а площадь его оболочки https://ege.sdamgia.ru/formula/73/733f824fa2ed564462efa007baf867c9p.png т. е. в 2 раза меньше, чем у 8 шаров гирлянды. Значит, и вес оболочки большого шара тоже в 2 раза меньше, чем у 8 маленьких шаров: https://ege.sdamgia.ru/formula/ee/ee1fe3d3ca29b3f7e3edbcebda26b24bp.png

5. Подъёмная сила большого шара равна https://ege.sdamgia.ru/formula/d2/d28803121ef5cb508d8d69f390e5ea2fp.png т. е. приблизительно в 2,7 раза больше гирлянды.

 

Ответ: подъёмная сила увеличится на https://ege.sdamgia.ru/formula/f4/f45cd26c1b3060282dab75b55d98b6f1p.png

25. Задание 28 № 10658

Бабочки летают, быстро хлопая крыльями. Объясните с точки зрения физических законов и закономерностей, за счёт чего им удаётся удерживаться в воздухе. Оцените, с какой частотой ν бабочке-монарху надо махать крыльями в воздухе плотностью ρ = 1,25 кг/м3, чтобы не упасть, если масса бабочки m = 1 г, площадь крыльев S = 20 см2, максимальная вертикальная скорость концов крыльев в полёте u = 2 м/c. Считайте, что бабочка опускает крылья вниз плашмя, а поднимает их вверх ребром.

Решение.

1. После каждого взмаха при опускании крыльев бабочка отбрасывает вниз порцию воздуха. Поскольку отбрасываемый воздух имеет массу, то он уносит импульс. В соответствии с законом сохранения импульса точно такой же импульс передаётся от отбрасываемого воздуха бабочке. В результате возникает подъёмная сила – она численно равна импульсу, который получает бабочка в единицу времени. Если эта сила уравновешивает силу тяжести, действующую на бабочку, то она удерживается в воздухе.

2. Пусть при одном опускании крыльев за время Δt бабочка отбрасывает вниз некоторую массу Δmвоздуха плотностью ρ в пределах своей площади крыльев S со средней скоростью V. При этом воздуху сообщается импульс

 

Δp = ΔmV = ρSVΔt · V = ρSV2Δt.

 

В единицу времени при частоте взмахов ν весь переданный воздуху импульс будет равен

 

ΔPt = νΔpt = νρSV2.

 

Бабочка при этом получает в единицу времени такой же по модулю импульс, но уже направленный вверх.

3. Согласно второму закону Ньютона, ΔPt = νρSV2 = mg, откуда ν = mg/(ρSV2).

4. Для оценки скорости V, входящей в эту формулу, будем считать, что она составляет половину максимальной скорости концов крыльев: u/2.

Таким образом, https://ege.sdamgia.ru/formula/e5/e5d0321513756581e53bf35f79ac0fd4p.png Гц.

 

Ответ: 4 Гц.

27. Задание 28 № 10961

Известно, что вечерняя роса на траве — это к хорошей, ясной погоде, а сухая трава — к пасмурной. Объясните с точки зрения физических законов и закономерностей, почему это так.

Юный физик в летний вечер решил отправиться на прогулку и оценить, какая масса воды содержится в 1 дм3 влажного атмосферного воздуха. Какие приборы ему необходимо взять с собой для того, чтобы провести необходимые измерения? Какие справочные (табличные) значения понадобятся ему для проведения вычислений?

Решение.

1. В ясную погоду вечером и ночью поверхность земли быстро остывает за счёт теплового излучения, слабо задерживаемого атмосферой, чего не происходит, если погода пасмурная и небо закрыто «одеялом» из облаков.

2. Приземный слой воздуха в ясную погоду вечером и ночью сильно остывает, и ненасыщенные пары воды во влажном воздухе превращаются в пересыщенные, откуда «лишняя» вода выпадает, образуя туманы и росу на траве.

3. Согласно уравнению Клапейрона–Менделеева и определению относительной влажности воздуха, плотность паров воды при заданной температуре T равна https://ege.sdamgia.ru/formula/b2/b2479fc5609f753b85143d6c82d5c6a4p.png где μ — молярная масса воды, r — относительная влажность, T — абсолютная температура воздуха, p — давление насыщенных паров при данной температуре. Искомая масса воды, содержащейся в 1 дм3 влажного воздуха равна https://ege.sdamgia.ru/formula/2e/2e2019d818a46fa4c1f71e9662636e3dp.png

4. Следовательно, юному физику понадобятся приборы для измерения относительной влажности (гигрометр), температуры (термометр), а также табличные значения — давление насыщенных паров воды при измеренной температуре и молярная масса воды.

 

Ответ: в ясную погоду вечером и ночью приземный слой воздуха быстро остывает, содержащиеся в нём ненасыщенные пары воды превращаются в пересыщенные, и в результате выпадает роса. Для того чтобы оценить, какая масса воды содержится в 1 м3 влажного атмосферного воздуха, понадобятся гигрометр, термометр, а также табличные значения давления насыщенных паров воды при измеренной температуре и молярной массы воды

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Пожаловаться на материал
Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

также Вы можете выбрать тип материала:

Проверен экспертом

Общая информация

Учебник: «Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.
Тема: Механика
Скачать материал

Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.