Часть шестая: 152 типовые задачи по физике

На этой странице выложены 152 типовые задачи по физике для самостоятельного решения студентами.

О платной помощи студентам с учебой можно почитать на странице Как заказать решение задач по физике...

Задача 1

Три одинаковых точечных заряда  находятся на вершинах равностороннего треугольника со стороной . Определить силу, действующую на один из зарядов со стороны других.

Задача 2

Определить напряженность электрического поля, создаваемого стержнем длиной , равномерно заряженным с линейной плотностью в точке, равно стоящей от концов стрежня на расстоянии .

Задача 3

Бесконечно длинная нить заряжена с линейной плотностью . Перпендикулярно ей расположен стержень длиной . Ближайший конец стержня находится на расстоянии  от нити. Определить силу, действующую на стержень, если он заряжен с линейной плотностью .

Задача 4

Электрическое поле образовано заряженным по поверхности диском (  и ). Вычислить разность потенциалов в точках, лежащих на оси диска, на расстояниях  и  м от центра диска.

Задача 5

Три одинаковых заряда  находятся на вершинах равностороннего треугольника со стороной . Какой заряд нужно поместить на пересечении биссектрис, чтобы заряды находились в равновесии?

Задача 6

Заряд равномерно распределен по поверхности диска с поверхностной плотностью . Найти напряженность электрического поля в точке, лежащей на оси диска и отстоящей от центра диска на расстоянии .

Задача 7

Две бесконечно протяженные взаимно перпендикулярные плоскости заряжены с поверхностными плоскостями  и . Найти напряженность электрического поля в точке, равноотстоящей от обеих пластин.

Задача 8

Дана бесконечно протяженная равномерно заряженная объемной плотностью  пластина толщиной . Вычислить работу по перемещению электрона из точки  до точки , лежащей вдоль одной прямой от центра пластин.

Задача 9

Индукция магнитного поля в точке пересечения биссектрис равностороннего треугольника, по которому течет ток , равна . Не изменяя силы тока в контуре, ему придали форму окружности. Чему равна индукция магнитного поля в центре окружности?

Задача 10

Заряженная частица, прошедшая ускоряющую разность потенциалов , движется в однородном магнитном поле с индукцией  по окружности радиуса . Чему равно отношение заряда частицы к ее массе?

Задача 11

В вершинах правильного шестиугольника расположены 3 положительных и 3 отрицательных точечных заряда одинаковых по величине и равных . Шестиугольник вращается относительно оси, проходящей через центр фигуры и разделяющей ее пополам. Сторона шестиугольника . Частота вращения . Определить магнитный момент, обусловленный вращением шестиугольника.

Задача 12

Электрон влетел в пространство, где на него действуют два взаимно перпендикулярных магнитных поля с магнитными индукциями равными  и . Начальная скорость электрона . Вектор скорости электрона перпендикулярен векторам индукции магнитных полей. Вычислить радиус кривизны траектории движения электрона.

Задача 13

По периметру квадрата стороной  течет ток . На оси квадрата расположен проводник длиной , по которому течет ток . Расстояние между ближайшим концом проводника и центром квадрата равно . Определить силу, с которой поле квадрата действует на проводник с током.

Задача 14

Протоны движутся по окружности радиуса  в магнитном поле с индукцией . Какое по величине и направлению электрическое поле надо приложить, чтобы протоны двигались по прямой.

Задача 15

Две заряженные частицы с одинаковым зарядом, пройдя одну и ту же ускоряющую разность потенциалов, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым линиям магнитной индукции. Одна частица, масса которой , описала дугу окружности радиуса . Определить массу другой частицы, которая описала дугу окружности радиуса .

Задача 16

Диск радиуса  несет равномерно распределенный по поверхности заряд . Диск равномерно вращается относительно оси, совпадающей с диаметром диска. Частота вращения . Определить магнитный момент кругового тока, создаваемого вращающимся диском.

Задача 17

Из точек А и В , расположенных на одной вертикали (точка А находится выше) на расстоянии 150 м друг от друга, бросают одновременно два тела: из А вертикально вниз, из B - вертикально вверх. Начальная скорость тела, брошенного из точки В, была в 2 раза больше, чем скорость тела, брошенного из точки А. Тела встретились посередине между точками А и В. Определить начальные скорости тел.

Задача 18

Шарик массой m, прикрепленной к резиновому шнуру, совершает круговое движение в горизонтальной плоскости с угловой скоростью ω. Определить силу натяжения шнура, если известно, что длина нерастянутого шнура , а при вращении шнур удлинился на 1.2 своей первоначальной длины ( ).

Задача 19

На двух параллельных вертикально расположенных пружинах одинаковой длины горизонтально подвешен стержень, весом которого можно пренебречь. Коэффициенты упругости пружин равны соответственно 0.02 и 0.03 Н/м. Расстояние между пружинами s=1 м. В каком месте стержня нужно подвесить груз, чтобы стержень остался горизонтальным?

Задача 20

Одна половина цилиндрического стержня стальная, другая - алюминиевая. Найти, на каком расстоянии  от стального конца стержня расположен его центр тяжести, если длина стержня . Плотность стали  , плотность алюминия .

Задача 21

Определить момент инерции кольца ( , ) относительно оси , совпадающей с диаметром кольца.

Задача 22

На блок диаметром  намотана нить, к концу которой привязан груз массой . Определить момент инерции блока, если под действием силы тяжести груза маховик приобрел ускорение . Записать уравнение движения маховика.

Задача 23

Тело массой , подвешенное на пружине, при движении встречает сопротивление, пропорциональное скорости. (При   ). Если на пружину повесить груз массой 10 кг, пружина растягивается на 2 м. В начальный момент времени пружина растянута из положения равновесия на 0.05 м и тело пришло в движение без начальной скорости. Определить уравнение движения груза.

Задача 24

На тело весом , прикрепленное к пружине с коэффициентом упругости , действует возмущающая сила   и сила сопротивления . Записать уравнение движения груза.

Задача 25

Вычислить отношение средней кинетической энергии вращательного движения молекулы метана ( ) к полной её энергии. (Связь между атомами в молекуле упругая. Расположение атомов в молекуле нелинейное).

Задача 26

Найти амплитуду и начальную фазу колебания, полученного при наложении двух колебаний вдоль одного направления  и . Вычисления провести с использованием векторной диаграммы.

Задача 27

Шарик массой , привязанный к концу нити длиной , вращается с частотой , опираясь на горизонтальную плоскость. Нить укорачивается, приближая шарик к оси вращения до расстояния . С какой частотой  будет при этом вращаться шарик?

Задача 28

По квадратной рамке со стороной  течет ток, который создает в центре рамки магнитное поле напряженностью . Определить силу тока в рамке.

Задача 29

В однородном магнитном поле с магнитной индукцией  находится квадратный проводящий контур со стороной   и током . Плоскость квадрата составляет с направлением поля угол . Определить работу удаления провода за пределы поля и ЭДС, возникшую в нем, если удаление было совершено за 7 секунд.

Задача 30

Соленоид длиной 50 см и площадью поперечного сечения   имеет индуктивность . При каком токе  объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида ?

Задача 31

В воде интерферируют когерентные световые волны с частотой   . Усиление или ослабление света будет наблюдаться в точке наложения, если геометрическая разность хода лучей в ней равна 1,8 мкм? Показатель преломления воды .

Задача 32

Дифракционная картина получена с помощью дифракционной решетки длиной 1,5 см и периодом .  Определить, в спектре какого наименьшего порядка этой картины получатся раздельные изображения двух спектральных линий с разностью длин волн  , если линии лежат в крайней красной части спектра .

Задача 33

Чувствительность сетчатки глаза (наименьшая мощность излучения, еще воспринимаемая сетчаткой) к желтому свету с длиной волны   составляет . Сколько фотонов должно падать ежесекундно на сетчатку, чтобы свет был воспринят?

Задача 34

Определить постоянную Планка , если известно, что фотоэлектроны, вырываемые с поверхности некоторого металла светом с частотой , полностью задерживаются обратным потенциалом в 6,6 В, а вырываемые светом с частотой   -  потенциалом в 16,5 В.

Задача 35

Вычислить длину волны   спектральной линии атомарного водорода, частота которой равна разности частот следующих двух линий серии Лаймана:   и  . Какой серии принадлежит данная линия?

Задача 36

Частица находится в одномерной прямоугольной "потенциальной яме" с бесконечно высокими "стенками". Ширина ямы - . Состояние частицы описывается главным квантовым числом . Определить: 1) вероятность нахождения частицы в области "ямы"  ; 2)  точки интервала , в которых плотность вероятности существования частицы максимальна и минимальна  .

Задача 37

Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за время .

Задача 38

Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра урана   .

Задача 39

При незатухающих гармонических колебаниях точки ее максимальная скорость равна 0,1 м/с, а максимальное ускорение равно 1 м/с. Написать уравнение колебаний, считая, что в начальный момент времени смещение максимально.

Задача 40

Индуктивность колебательного контура равна 2 мГн. При какой емкости контур резонирует на длину волны 600 м? Как изменится длина волны, если индуктивность контура увеличить в два раза?

Задача 41

Написать уравнение, являющееся результатом сложения двух одинаково направленных колебаний:

Задача 42

Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 0,2 мкф и катушки индуктивности 5 мГн. При каком логарифмическом декременте затухания разность потенциалов на обкладках конденсатора за 0,001 с уменьшится в три раза? Чему равно сопротивление контура.

Задача 43

Найти напряженность электрического поля электромагнитной волны в точке, отстоящей от источника колебаний на расстоянии 0,2 м, для момента времени . Амплитудное значение напряженности электрического поля равно 200 В/м, длина волны равна 0,4 м.

Задача 44

На тонкий стеклянный клин падает нормально параллельный пучок света с длиной волны . Расстояние между соседними темными интерференционными полосами в отраженном свете  мм. Определить угол  между поверхностями клина. Показатель преломления стекла, из которого изготовлен клин .

Задача 45

На дифракционную решетку, содержащую  штрихов на 1 мм, нормально падает монохроматический свет. Зрительная труба спектрометра наведена на максимум второго порядка. Чтобы навести трубу на другой максимум того же порядка, ее нужно повернуть на угол . Определить длину волны  света, падающего на решетку.

Задача 46

Угол  между плоскостями пропускания поляроидов равен . Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в  раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения  света в поляроидах.  

Задача 47

Материальная точка движется по окружности диаметром 40 м. Зависимость пути от времени её движения определяется уравнением . Определить пройденный путь, скорость, тангенциальное, нормальное и полное ускорения движущейся точки через 4 сек после начала движения.

Задача 48

Тело двигалось со скоростью 3 м/с. Затем в течение 5 с на него действовала сила в 4 Н.  За это время кинетическая энергия увеличилась на 100 Дж. Найти скорость тела в конце действия силы и его массу.

Задача 49

 Снаряд, летевший с горизонтальной скоростью 600м/с, разрывается на 2 осколка.  Масса одного осколка в 2 раза больше массы другого. Больший осколок падает по вертикали, а меньший – под углом 30 градусов к горизонту. Какова скорость второго осколка?

Задача 50

Однородный стержень длиной 1.2м и массой 0.3 кг вращается в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящий через один из концов стержня. Чему равен вращающийся момент, если стержень вращается с угловым ускорением ? Как изменится вращающийся момент, если ось вращения поместить в центр масс стержня.

Задача 51

Два равных точечных заряда по  каждый находятся на расстоянии 1 м друг от друга. Вычислить напряженность  и потенциал  в точке поля, находящейся на середине расстояния между зарядами. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния 0,5 м?

Задача 52

На концах проводника длиной 3 м поддерживается разность потенциалов 1,5 В. Каково удельное сопротивление проводника, если плотность тока .

Задача 53

Трамвайный вагон потребляет ток 100 А при напряжении 600 В и развивает силу тяги 3000 Н. Определить скорость движения трамвая на горизонтальном участке пути, если КПД электродвигателя трамвая 80%.

Задача 54

В однородном горизонтальном магнитном поле находится в равновесии горизонтальный прямолинейный алюминиевый проводник с током силой 10А, расположенный перпендикулярно полю. Определить индукцию поля, считая радиус проводника равным 2 мм.

Задача 55

Перпендикулярно плоскости кольцевого проводника радиусом 20 см проходит изолированный длинный проводник так, что он касается кольца. Сила тока в проводниках 10А. Найти суммарную напряженность магнитного поля в центре кольца.

Задача 56

Протон с энергией 10 МэВ пролетает через однородное магнитное поле в вакууме перпендикулярно полю. Считая напряженность поля равной 2 кА/м, найти силу Лоренца и радиус траектории протона.

Задача 57

На тонкую пленку скипидара  падает белый свет. Под углом зрения  она кажется оранжевой  в отраженном свете. Каким будет казаться цвет пленки в отраженном свете при вдвое меньшем угле зрения?

Задача 58

Оценить световое давление на плоскую поверхность с коэффициентом отражения 0,8 при падении на нее под углом  световой волны интенсивностью .

Задача 59

В результате рассеяния фотона с длиной волны 2 нм на свободном электроне комптоновское смещение оказалось равным 1,2 пм. Найти угол рассеяния. Какая часть энергии фотона передана при этом электрону?

Задача 60

Вычислить по теории Бора радиус второй стационарной орбиты и скорость электрона на этой орбите для атома водорода.

Задача 61

Определить массу изотопа , имеющего активность 37 ГБк. Период полураспада 8 суток.

Задача 62

Вычислить энергию ядерной реакции . Освобождается или поглощается энергия при этой реакции?

Задача 63

Найти напряженность электрического поля на расстоянии 0,2 мм от одновалентного иона. Заряд считать точечным.

Задача 64

Определить потенциал в центре кольца радиусом , по которому равномерно распределен заряд линейной плотностью .

Задача 65

Определить работу по перемещению заряда  из точки 1 в точку 2 (смотри рисунок) в поле, созданном двумя зарядами, модуль которых равен  и .

Задача 66

Две концентрические металлические сферы радиусами 6 см и 10 см несут соответственно заряды  и . Найти напряженность поля в точке на расстоянии 9 см от центра сфер.

Задача 67

По тонкому проводу, изогнутому в виде прямоугольника, течет ток силой . Длины сторон прямоугольника равны  и . Определить магнитную индукцию  в точке пересечения диагоналей.

Задача 68

Прямой длинный провод расположен в одной плоскости с квадратной рамкой так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу течет ток  . Определить силу, действующую на рамку, если ближайшая сторона рамки находится от провода на расстоянии, равном ее длине.

Задача 69

Электрон влетает в магнитное поле напряженностью  со скоростью  под углом  к направлению линий индукции. Определить радиус и шаг винтовой линии, по которой будет двигаться электрон.

Задача 70

Прямой провод длиной 20 см перемещается перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 1 Тл со скоростью 2,5 м/с. Сопротивление всей цепи равно 0,1 Ом. Найти силу, действующую на провод.

Задача 71

Два заряда   и  находятся на расстоянии 25 см друг от друга. Определить напряженность электростатического поля в точке, удаленной на 15 см от первого заряда и на 20 см от второго.

Задача 72

Определить площадь пластин плоского воздушного конденсатора, заряженного до разности потенциалов 400 В.  Энергия конденсатора равна 400 мкДж, а расстояние между пластинами - 1 мм.

Задача 73

Сила тока, протекающего через сопротивление , равномерно убывает от 10 А до 5 А за время 5 с. Определите энергию, выделившуюся на сопротивлении за это время.

Задача 74

Маховик начал вращаться равноускоренно и за промежуток времени 10 с достиг частоты вращения 300 . Определить угловое ускорение маховика и число оборотов, которое он сделал за это время.

Задача 75

Акробат на мотоцикле описывает «мертвую петлю» радиусом 4 м. С какой наименьшей скоростью должен проезжать акробат верхнюю точку петли, чтобы не сорваться?

Задача 76

На нити висит груз массой 20 кг. Какое наибольшее натяжение будет испытывать нить, если отклонить нить с грузом на  от вертикали и предоставить самой себе?

Задача 77

Маховик в виде диска массой 80 кг и радиусом 30 см находится в состоянии покоя. Какую работу нужно совершить, чтобы сообщить маховику угловую скорость 10 ? Какую работу пришлось бы совершить, если бы при той же массе диск имел меньшую толщину и вдвое больший радиус?

Задача 78

Материальная точка массой 0,05 кг совершает гармонические колебания, уравнение которых имеет вид: . Найти силу, действующую на точку: а) в момент, когда фаза колебаний ; б) в положении наибольшего отклонения точки.

Задача 79

Аэростат, наполненный газом при нормальном атмосферном давлении, поднялся в слой воздуха, где давление равно 66,7 кПа. Во сколько раз увеличился его объем? Изменение температуры не учитывать, упругостью оболочки пренебречь.

Задача 80

2 кмоль углекислого газа нагреваются при постоянном давлении на . Найти: изменение внутренней энергии, работу расширения, количество теплоты, сообщенное газу.

Задача 81

Газ, совершающий цикл Карно, 2/3 теплоты, полученной от нагревателя, отдает охладителю. Температура охладителя 280 К. Определить температуру нагревателя.

Задача 82

Два положительных заряда  лежат на расстоянии  друг от друга. В точке, удаленной от одного из зарядов на расстояние , между зарядами расположен отрицательный заряд . Определить: напряженность и потенциал поля, создаваемого системой в точке , расположенной в 10 см от положительного заряда, снаружи, со стороны, наиболее приближенной к отрицательному заряду. Какой скоростью будет обладать заряд  при движении из точки  в точку, отстоящую от нее на 2 см. Масса заряда .

Задача 83

В схеме , , , . Мощность, выделяющаяся на сопротивлении    Рассчитать силу тока, текущего через источник.

Задача 84

Сила тока в контуре с индуктивностью  изменилась от 1 А до 1,5 А. Определить, какой заряд, обусловленный самоиндукцией, прошел при этом через поперечное сечение проводников контура, если сопротивление контура .

Задача 85

Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью , катушки с индуктивностью  и сопротивлением . Во сколько раз уменьшится разность потенциалов на обкладках конденсатора за один период колебаний?

Задача 86

Открытый сосуд при атмосферном давлении медленно нагревают от 250 до  350 К. Какая часть массы воздуха осталась в нем? Расширением сосуда пренебречь.

Задача 87

Два одинаковых сосуда, содержащие одинаковое число атомов гелия, соединены краном. В первом сосуде средняя квадратичная скорость атомов газа равна 100 м/с, во втором – 2000 м/с. Какой будет скорость, если кран открыть и сделать сосуды сообщающимися.

Задача 88

Горючую смесь газов помещают в цилиндр с поршнем. При быстром сжатии она воспламеняется при температуре 1200 К. Во сколько раз уменьшился объем смеси, если начальная ее температура была 300 К. Процесс считать адиабатным и .

Задача 89

Поле равномерно заряженной плоскости действует в вакууме на точечный заряд  с силой . Определить поверхностную плотность заряда на пластине.

Задача 90

Какое наименьшее сопротивление можно получить, имея три резистора по 6 Ом каждый.

Задача 91

В однородном магнитном поле с индукцией  помещен прямой проводник длиной  (подводящие токи провода находятся вне поля). Определить максимальную и минимальную силы  и , действующие на проводник, если по нему течет ток .

Задача 92

Электрон с начальной скоростью  влетел в однородное электрическое поле напряженностью . Вектор начальной скорости перпендикулярен линиям напряженности электрического поля. Найти: 1) силу, действующую на электрон; 2) ускорение, приобретаемое электроном. (заряд электрона , масса электрона ).

Задача 93

Сколько витков должна иметь катушка, чтобы при изменении магнитного потока внутри нее от  до  за промежуток времени  в ней создавалась средняя ЭДС индукции .

Задача 94

Уравнение изменения во времени разности потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре . Индуктивность катушки . Найти период колебаний и емкость контура.

Задача 95

В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света было равно 0,5 мм, расстояние до экрана 5 м. В зеленом свете получились интерференционные полосы на расстоянии 5 мм друг от друга. Найти длину волны зеленого света.

Задача 96

Сколько штрихов на 1 мм длины имеет дифракционная решетка, если зеленая линия ртути  в спектре первого порядка наблюдается под углом ?

Задача 97

Луч света, идущий в воде, отражается от грани алмаза, погруженного в воду. При каком угле падения отраженный луч максимально поляризован?

Задача 98

Красной границе фотоэффекта для алюминия соответствует длина волны 332 нм. Найти: а) работу выхода электрона для этого металла; б) длину световой волны, при которой величина задерживающего потенциала равна 1 В.

Задача 99

Точечный источник монохроматического  излучения находится в центре сферической зачерненной колбы радиусом . Определите световое давление , призводимое на внутреннюю поверхность колбы, если мощность источника .

Задача 100

Используя соотношение неопределенностей , найти выражение, позволяющее оценить минимальную энергию электрона, находящегося в одномерном потенциальном ящике шириной .

Задача 101

Во сколько раз дебройлевская длина волны частицы меньше неопределенности  ее координаты, которая соответствует относительной неопределенности импульса в 1%.

Задача 102

Вычислить удельные активности (в кюри/г) изотопов натрия  и урана , периоды полураспада которых равны соответственно 15 часов и .

Задача 103

Два заряда  и  находятся на расстоянии 40 см один от другого. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния 15 см?

Задача 104

Воздушный конденсатор емкостью   заряжен до 20 кВ. Предполагая, что при разряде разрядников 20% энергии рассеивается в виде звуковых и электромагнитных волн, определить количество теплоты, выделяемой в разряднике.

Задача 105

Сколько ламп мощностью по 300 Вт., предназначенных для напряжения 110 В, можно установить параллельно в здании, если проводка от магистрали сделана медным проводом длиной 100 м и сечением , а напряжение в магистрали равно 122 В?

Задача 106

Плоская круглая рамка состоит из 20 витков радиусом 2 см и по ней течет ток в 1 А. Нормаль к рамке составляет угол  с направлением магнитного поля напряженностью 30 А/м (воздух). Найти изменение вращающего момента, действующего на рамку, если из 20 витков рамки сделать один круглый виток.

Задача 107

Прямолинейный проводник расположен перпендикулярно плоскости кругового проводника радиусом 20 см и проходит на расстоянии половины радиуса от центра. Прямолинейный ток имеет силу 9,42 А, а круговой – 2А. Определить напряженность магнитного поля в центре круга.

Задача 108

Круглую рамку диаметром 8 см, нормаль к которой расположена под углом  к направлению вектора индукции поля, деформировали так, чтобы она стала квадратной. Затем ее повернули так, чтобы нормаль стала вдоль вектора индукции поля, напряженность которого 5 кА/м. Какое количество электричества индуцировалось в рамке, если ее сопротивление 0,001 Ом.

Задача 109

Расстояние двух когерентных источников до экрана 1,5 м, расстояние между ними 0,18 мм. Сколько светлых полос поместится на отрезке длиной 1 см от центра картины, если длина волны света 0,6 мкм?

Задача 110

Поток света  падает нормально на черную поверхность, производя давление 4 мкПа. Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности.

Задача 111

Плоская вольфрамовая пластинка освещается светом длиной волны 0,2 мкм. Найти напряженность однородного задерживающего поля вне пластинки, если фотоэлектрон может удалиться от нее на расстояние 4 см. Работа выхода электронов из вольфрама 4,5 эВ.

Задача 112

Атом водорода находится в возбужденном состоянии с главным квантовым числом 3. Падающий фотон выбивает из атома электрон, сообщая ему кинетическую энергию 2,5 эВ. Вычислить энергию падающего фотона.

Задача 113

Постоянная радиоактивного распада для элемента  равна . Определить, какая часть ядер этого элемента останется через  5 лет.

Задача 114

Вычислить энергию ядерной реакции . Освобождается или поглощается энергия при этой реакции?

Задача 115

Уравнение движения тела имеет вид . Определить промежуток времени после начала движения, в течение которого точка вернется в исходное положение.  Найти путь, пройденный точкой и ее среднюю скорость за этот промежуток времени.

Задача 116

С вершины клина, длина которого  и высота , начинает скользить небольшое тело. Коэффициент трения между телом и клином  . Определить: 1) ускорение, с которым движется тело; 2) время прохождения тела вдоль клина; 3) скорость тела у основания клина.

Задача 117

Диск массой  и радиусом  вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Уравнение движения диска имеет вид  , где  . Определить вращающий момент  в момент времени , если момент сил торможения постоянен и равен 12 .

Задача 118

На нитях одинаковой длины, равной 0,8 м, закрепленных в одной точке, подвешены два шарика массами 40 г и 60 г, соответственно. Нить с меньшим шариком отклонили на угол 60 градусов и отпустили. Считая удар неупругим, определить, какая энергия пошла на нагревание шариков.

Задача 119

Уравнение движения материальной точки  см. Найти максимальную скорость точки и ее максимальное ускорение, а также силу, действующую на эту точку в начальный момент времени, если масса точки 7 г.

Задача 120

Кислород, находящийся в состоянии 1 при давлении  , температуре   и занимающий объем  , изотермически перевели в состояние 2 с объемом  . Затем адиабатно объем газа был уменьшен на два литра. Определить термодинамические параметры каждого из состояний.   Для каждого из описанных процессов найти: 1) работу, совершенную газом; 2) изменение его внутренней энергии; 3) количество подведенной к газу теплоты.

Задача 121

Найти изменение энтропии при изобарном расширении азота массой 4 г от объема  до объема .

Задача 122

Электрическое поле создано бесконечной заряженной нитью с линейной плотностью заряда    и заряженной сферой радиусом  с зарядом  Расстояние между центром сферы и нитью . Определить напряженность поля в точке, расположенной на расстоянии   от нити и   от центра сферы.

Задача 123

Какой путь пройдет электрон в однородном электрическом поле напряженностью  вдоль силовой линии за время , если его начальная скорость была равна нулю? Какими скоростью и кинетической энергией будет обладать электрон в конце заданного интервала времени? Какую работу при этом совершит  электрическое поле?

Задача 124

Элемент питания замыкают сначала на внешнее сопротивление   , а затем на внешнее сопротивление   .  Найти ЭДС элемента и его внутреннее сопротивление, если известно, что в каждом из этих случаев, мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова и равна 2,54 Вт. Какую наибольшую мощность можно получить во внешней цепи?

Задача 125

Искусственный спутник Земли движется по круговой орбите на высоте 300 км относительно поверхности Земли. Найти центростремительное ускорение, с которым спутник движется по орбите.

Задача 126

Однородный диск радиусом 0.4 колеблется в вертикальной плоскости около горизонтальной оси. Ось перпендикулярна диску и проходит через его край. Как изменится период колебаний диска, если ось перенести к центру параллельно самой себе на расстояние 1/4 радиуса от прежнего положения.

Задача 127

Зависимость пройденного телом пути от времени  дается уравнением , где . Считая движение прямолинейным, определить для тела в интервале времени от  до  1) среднюю скорость; 2) путь, пройденный телом; 3) в какой момент времени после начала движения точка вернется в исходное положение?

Задача 128

Тело некоторой массы  равномерно скользит вниз по наклонной плоскости. Найти угол наклона этой плоскости, если коэффициент трения равен 0,05.

Задача 129

К шару радиусом 0,2 м приложена касательная сила 100 Н. При вращении вокруг оси, проходящей через центр масс, на шар действует момент сил трения 5 . С каким угловым ускорением вращается шар, если его масса 15 кг?

Задача 130

Тело массой 8 кг движется со скоростью 3 м/с и ударяется о движущееся со скоростью 1 м/с в том же направлении тело вдвое большей массы. Считая удар центральным и неупругим, определить количество теплоты, выделившееся при ударе.

Задача 131

Определить максимальные по модулю значения скорости и ускорения материальной точки, совершающей гармонические колебания с амплитудой 3 см и угловой частотой   . Найти силу, действующую на точку через 3 с после начала движения, если масса точки  30 г, а начальная фаза колебаний .

Задача 132

Гелий, находящийся в состоянии 1 при давлении  , температуре   и занимающий объем  , изотермически перевели в состояние 2 с объемом 6,5 литра. Затем адиабатно температура газа была уменьшена на 100 К.  Определить термодинамические параметры каждого из состояний.   Для каждого из описанных процессов найти: 1) работу, совершенную газом; 2) изменение его внутренней энергии; 3) количество подведенной к газу теплоты.

Задача 133

Объем кислорода массой 2 кг был увеличен в 5 раз в результате адиабатного расширения. Найти изменение энтропии газа.

Задача 134

Электрическое поле создано двумя заряженными бесконечными нитями, лежащими в параллельных плоскостях и скрещенных под прямым углом. Линейные плотности зарядов нитей равны:    . Найти напряженность поля в точке, расположенной на расстоянии    от первой и     от второй нити. Расстояние между нитями .

Задача 135

Электрон с начальной скоростью  влетел в однородное электрическое поле напряженностью . Вектор начальной скорости перпендикулярен линиям напряженности электрического поля. Найти: 1) силу , действующую на электрон; 2) ускорение, приобретенное электроном;   3) скорость  электрона через ; 4) работу, совершенную при этом полем.

Задача 136

Лампочка и реостат, включенные последовательно, присоединены к источнику тока с внутренним сопротивлением 2 Ом.  Напряжение  на зажимах лампочки равно 40 В, сопротивление реостата равно 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 120 Вт. Найти силу тока в цепи. Какую наибольшую мощность можно получить во внешней цепи?

Задача 137

В поле заряда  перемещается заряд . Вычислить работу, совершаемую полем, если перемещение происходило между точками с напряженностью 400 и .

Задача 138

Три гальванических элемента с ЭДС 1,3, 1,4 и 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом каждый соединены параллельно и замкнуты внешним сопротивлением 0,6 Ом. Определить ток в каждом элементе.

Задача 139

Вывести формулу и определить напряженность магнитного поля проводника в форме дуги окружности радиусом 20 см в центре этой окружности. Длина дуги равна половине окружности, сила тока в проводнике 4 А.

Задача 140

Параллельно пластинам плоского конденсатора подано однородное магнитное поле напряженностью 3200 А/м. Между пластинами перпендикулярно направлению вектора индукции и параллельно пластинам движется электрон со скоростью . Определить напряженность электрического поля между пластинами.

Задача 141

В установке для наблюдения колец Ньютона используется плосковыпуклая стеклянная линза, которая соприкасается со стеклянной пластинкой. Радиус кривизны линзы R. Длина волны падающего света λ. Определить зависимость ширины кольца Ньютона Δr от его радиуса r, в области, где Δr много меньше r.

Задача 142

Какую разность длин волн Δλ может разрешить дифракционная решетка в спектре третьего порядка для зеленого света (λ = 0,5 мкм). Ширина решетки 1,5 см, она имеет 400 штрихов на 1 мм.

Задача 143

Как изменится поляризация линейно поляризованного света, прошедшего через пластинку «в полволны», если плоскость колебаний вектора E волны составляла угол  с оптической осью кристалла? Что произойдет, если использовать в качестве кристаллической пластинки пластинку «в четверть волны»?

Задача 144

Абсолютно черное тело нагрели до некоторой температуры. Если тело охладить на , то изменение длины волны, на которую приходится максимум излучательной способности . Определить начальную температуру тела . Во сколько раз изменилась излучаемая телом энергия (Rэ) из-за понижения его температуры. Рисунком поясните график распределения энергии в спектре излучения абсолютно чёрного тела, укажите .

Задача 145

Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта , а максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна 1 эВ. Определите задерживающее напряжение Uз при заданном освещении. Рисунком изобразите вольтамперную характеристику фотоэффекта для пояснения смысла задерживающего напряжения Uз (задерживающего потенциала ).

Задача 146

Фотон с длиной волны  при комптоновском рассеянии на свободном покоящемся электроне отклонился от первоначального направления на угол ϴ. Кинетическая энергия электрона Ек после взаимодействия с фотоном равна 0,52 МэВ. Определить угол рассеяния ϴ и импульс электрона отдачи Ре. Во сколько раз отличается импульс падающего фотона  от импульса электрона отдачи . Рисунком поясните угол рассеяния ϴ и направление импульса электрона pе, учитывая закон сохранения импульса.

Задача 147

Свободный электрон, имея кинетическую энергию 4,8 эВ, столкнулся с атомом водорода, находящимся в некотором возбужденном состоянии, и отскочил, приобретя дополнительную энергию. Импульс электрона после столкновения с покоящимся атомом оказался равен . Определить номер энергетического уровня, соответствующего возбужденному состоянию атома до перехода в основное состояние. Излучение не учитывать.

Задача 148

Ядро азота  ускорили разностью потенциалов , при этом его дебройлевская длина волны стало в 2 раза меньше чем у протона, ускоренного разностью потенциалов . Определить импульс, который приобрело ядро азота при ускорении разностью потенциалов .

Задача 149

Пучок атомов гелия со скоростью 1000 м/с направляют на круглое отверстие в ширме с диаметром 10 мкм. Используя соотношение неопределённостей оцените, каков будет размер пучка атомов на экране, отстоящем от ширмы на расстоянии 1 м?

Задача 150

Атом аргона с энергией Е = 5 эВ движется в положительном направлении оси X и налетает на прямоугольный потенциальный барьер высотой  и шириной 𝑙 = 1 пм. Определить вероятность прохождения атомом этого барьера. Во сколько раз надо сузить барьер, чтобы вероятность прохождения его атомом аргона была такой же как для атома углерода при выше приведённых условиях?

Задача 151

Сила тока через резистор, изготовленный из собственного полупроводника, поддерживается постоянной, равной 8 мА. При температуре  напряжение на образце равно 17 В, а при температуре  напряжение равно 6 В. Чему равна ширина запрещенной зоны материала резистора? Ширина запрещенной зоны в данном диапазоне температур считается постоянной. Определить плотность тока в резисторе при температуре , если резистор представляет собой параллелепипед длиной 12,5 мм, шириной 3 мм и высотой 1 мм.

Задача 152

В p-n переходе контактная разность потенциалов равна 1 В, ширина области пространственного заряда при отсутствии внешнего напряжения равна 0,4 мкм. Чему будет равна ширина области пространственного заряда, если к p-n переходу приложено обратное напряжение 3 В?