З адача 3. Тепловая машина

На рТ-диаграмме изображен цикл тепло­вой машины, у которой рабочим телом является идеальный газ (рис. 2). Работа газа на участке 1-2 равна A_1-2 = 100 Дж. Оцените с точностью 2% работу газа на участках 2-3, 3-4 и 4-1.

Ответ: А₂₃  (p₂ + p₃)(V₃ – V₂)/2  6,06 Дж; А₄₁  (p₁ + p₄)(V₁ – V₄)/2  4,04 Дж

А₂₃ = 100 Дж

Рис. 2

З адача 3. Неизвестный конденсатор

Экспериментатор Глюк собрал электриче­скую цепь (рис. 3). В начале ключи были разомкнуты, а конденсаторы не заряжены. Затем Глюк замкнул ключ К₁ и дождался, пока конденсаторы зарядятся. После этого он при­ступил к измерениям, на достаточно долгое время замкнув ключ К₂. Оказалось, что при этом в цепи выделилось количество теплоты Q = С²/68. Вычислите емкость С_х конденсатора. Какое добавочное количество теплоты выделится в цепи, ес­ли Глюк разомкнет ключ К₂? Рис. 3

Ответ: 33С, Q₂ = 0

11 класс

2001/2002 учебный год

Задача 1. Футбольный мяч

Футбольный мяч при движении в воздухе испытывает силу сопротивления, пропорциональную квадрату скорости мяча относительно воздуха. Перед ударом футболиста мяч двигался в воздухе горизонтально со скоростью 20 м/с и ускорением 13 м/с². После удара мяч полетел вертикально вверх со скоростью 10 м/с. каково ускорение мяча сразу после удара?

З адача 3. Работа газа

С идеальным одноатомным газом провели цикл, состоящий из изобарического расширения 1-2, изотермического сжатия 2-3 и процесса 3-1, в кото­ром молярная теплоемкость газа остается посто­янной и равной R. Какую работу совершил газ в процессе 1‑2, если в процессе 3-1 он совершил работу А?

Задача 4. КПД схемы

И сследуйте зависимость коэффициента полезного действия электрической цепи постоянного тока (рис. 1) от напряжения U сети. Напряжение стабилизации U₀, сопротивление ограничивающего резистора r и сопротивление нагрузки R известны. Полезной считайте мощность, выделяющуюся на сопротивлении R. Зависимость силы тока, протекающего через стабилитрон S, от напряжения приведена на рисунке 2.

11 класс

2003/2004 учебный год

Задача 1. Взвешивание Земли

Определите массу т Юпитера. Считайте известными среднюю плотность Юпитера  = 1,2510³ кг/м³, ускорение свободного падения на его поверхно­сти g = 24,9 м/с² и гравитационную постоянную  = 6,6710^-11 Нм²/кг². Ответ:  1,910²⁷ кг

Задача 2. Двумерные колебания

Н а гладкой горизонтальной поверхности находится грузик, прикреплен­ный двумя одинаковыми пружинами к стенкам. Когда грузик находится в положении равновесия, пружины имеют одинаковое растяжение . Введем систему координат Оху (см. рис. 1). Траектория грузика, совершающего малые колебания, изображена на рисунке 2. Определите , если длина пружин в нерастянутом состоянии равна а. Ответ:  = а/8

Рис. 1 Рис. 2

З адача 3. Максимальный кпд цикла

В тепловой машине в качестве рабочего тела ис­пользуют идеальный одноатомный газ. Машина ра­ботает но циклу (рис. 3), состоящему из изобары 1-2, процесса 2-3, в котором давление прямо пропор­ционально объему, и адиабаты 3-1. Найдите макси­мальное значение КПД такого цикла.

Ответ:

Рис. 3