1 экз / Ekzamen_Fizika_Zima_Zadachi

N1 Тело движется по траектории y = 5x^2 - 63 x + 5 (примеч. тут должно быть уравнение параболы), а его координата х меняется по закону x = 5t^2 (x и y в м, t в с). Найти момент времени, когда направление его скорости составляет 45 градусов с осью х. N2 Тело движется по траектории y = 36x^2 + 6, а его координата х меняется по закону x = 5t^2 (x и y в м, t в с). Найти скорость тела в момент времени t = 6 c. N3 Тело движется по траектории y = 36x^2 + 6, а его координата х меняется по закону x = 5t^2 (x и y в м, t в с). Найти нормальное ускорение в момент времени t = 2 c. N4 Колесо диаметром 20 см вращается вокруг своей оси так, что его угол поворота меняется со временем по закону  = at^2 + b , где t в с, a = 7 рад/с2 , b = 9 рад. Найти ускорение точки обода колеса при t = 3 c. N5 Колесо вращается вокруг своей оси так, что его угол поворота меняется со временем по закону = at^2 + b , где t в с, a = 7 рад/с , b = 9 рад. Найти угол между направлениями векторов скорости и ускорения точки колеса при t = 3 c. N6 Брусок спускается по наклонной плоскости с углом наклона 20 градусов и длиной 1,5 м. Начальная скорость равна нулю, коэффициент трения 0.15. Найти время спуска. N7 На столе находится брусок массой 300 г. Он может скользить по пов-ти стола с коэф-том трения 0.1. К бруску привязана нить, перекинутая через блок. К другому концу нити привязан груз массой 150 г. Какова будет скорость бруска через 3 с после начала движения? N8 С неподвижной вагонетки массой 150 кг спрыгивает человек массой 80 кг. Его скорость относительно рельсов 4 м/с. Через сколько секунд вагонетка докатится до стрелки, находящейся на расст. 15 м ? Трение не учитывать. N9 2 шара массами 1 и 2 кг находятся на высотах 9 и 7 м и начинают падать одновременно. Каковы импульсы шаров перед самым ударом нижнего шара о землю. N10 Пружина жесткостью 3000 Н/м, сжатая на 1,5 см, выталкивает вверх тело массой 50 г. Какова макс. высота подъема тела? N11 Брусок спускается по наклонной плоскости с углом наклона 40 градусов и длиной 1,5 м. Масса бруска 200 г, начальная скорость равна нулю, коэффициент трения 0.15. Найти кинетическую энергию бруска в конце наклонной плоскости. N12 2 куска пластилина массами 40 и 50 г движутся навстречу друг другу со скоростями 40 и 30 м/с. Какое кол-во энергии перейдет в тепло после их соударения (абсолютно неупругого)? *пояснение Фарита* «Сначала считаете кинетическую энергию одного и другого куска, потом считаете кинетическую энергию слипшегося куска, потом считаете одного и другого и превращаете его в тепло» N13 Тело находится в потенциальном поле: U = a(x^2 + y^2 + z^2) 1/4 , где a = 10 Дж/м1/2. Каковы эквипотенциальные поверхности этого поля? Написать уравнение эквипотенциальной поверхности U = 100 Дж. N14 Тело находится в потенциальном поле: U = x^3 + ax^2 + cx (примеч. Уравнение кубической параболы), где a = 31 Дж/м2, c = 8 Дж/м. Найти положение устойчивого равновесия тела (примеч. Может быть неустойчивого). Для решения полезно нарисовать график U (x).  N15 Найти момент инерции тонкостенной цилиндрической трубки диаметром 12 см и массой 400 г относительно оси, совпадающей с образующей цилиндра. «Считаете момент инерции сначала относительно оси проходящей через ось этого цилиндра, а потом вспоминаете теорему Штайнера»

N16 Сплошной цилиндр скатился без проскальзывания по наклонной плоскости с высоты 1 м. Какова скорость поступательного движения этого цилиндра?

«Вспоминаете, что такое без проскальзывания – значит мгновенная скорость точки касания равняется нулю и это означается, что линейная скорость равняется скорости вращательного движения на поверхности этого цилиндра» N16 Тело совершает колебания с частотой 5 рад / с. В начальный момент времени его смещение из положения равновесия равно 3 см , а скорость 16 см/с. Найти амплитуду смещения. N17 Тело совершает колебания с частотой 7 рад / с. В начальный момент времени его смещение из положения равновесия равно 16 см, а скорость 31 см/с. Найти амплитуду колебаний скорости тела.

«Либо находите амплитуду смещения и умножаете на угловую частоту и получаете амплитуду скорости, либо пользуйтесь формулой для амплитуды колебаний» N19 Плоская волна с частотой 5 Гц и фазовой скоростью 350 м/с распространяется в положительном направлении оси y. Амплитуда смещения составляет 30 мкм. Написать уравнение волны.

«Уравнение волны – амплитуда помноженная на синус, либо на косинус и там стоит угловая частота помноженная на время и плюс или минус волновое число помноженное на координату той оси вдоль которой распространяется. «В положительном направлении оси y – поэтому будет стоять –ky, если, например, в отрицательном направлении оси z – должно стоять +kz» N20 Стержень движется со скоростью 2*10^8 м/с. Его длина, измеренная в лабораторной СО, составляет 1,5 м. Какова будет длина стержня, если его разогнать до 10^8 м/с.

«Пишите два уравнения для сокращения длины стержня, для двух скоростей и там в этих уравнениях сократится его собственная длина и вы найдёте новую релятивистскую длину N21 Время жизни частицы, которая движется со скоростью 10^8 м/с, составляет 3 мкс. Каково время жизни этой же частицы, движущегося со скоростью 1.5*10^8 м/с ?

«Пишите два выражения для замедления хода часов и находите отношение одного времени к другому»

N22 Найти разность среднеквадратичной и наиболее вероятной скоростей молекул аргона при температуре 350 К.

«Необязательно считать каждую из скоростей. Помните: разность между ними 22% от наиболее вероятной. То есть, считаете наиболее вероятную и умножаете на 0,22»

N23 Минимальное давление идеального газа в процессе происходящем по закону. *уравнение как температура зависит от молярного объёма*. В этом уравнении коэффициенты, нужно определить минимальное давление и нарисовать pV диаграмму процесса.

N24 При какой скорости импульс электрона равен импульсу альфа-частицы, движущейся со скоростью 4*10^5 м/с? *будут даны соотношения между импульсом электрона и альфа-частицы*

N25.При какой скорости кинетическая энергия электрона равняется трём энергиям покоя.

N26.У какого газа средняя скорость молекул больше? У гелия при температуре 200 К или у азота при 700 К. «Скорости считать не нужно. Берёте выражения для этих скоростей и эти выражения делите одно на другое. Все коэффициенты у вас пропадут, кроме отношения молярных масс и температур. Установите отношение больше или меньше 1 и скажете, у кого скорость больше»

N27.Считая, что температура и ускорение свободного падения не зависят от высоты, найти разность высот на которой плотность азота при 300 К отличается на 6%

«Пишите параметрическую формулу, делите одно на другое. Если отличие в 6%, то отношение равно 0,94 и там останется экспонента, которая содержит разность высот, температуру и молярную массу азота.»

N28.Найти силу, которая действует на частицу в однородном поле, если на расстоянии 10 м вдоль силовой линии концентрация частиц отличается в 1,5 раза, а температура равняется 330 К.

N29.Найти среднюю длину свободного пробега атомов в аргоне при 150 К и давлении в 1000 Па, если диаметр атома аргона 0,37 нанометра (нм).

N30.Во сколько раз средняя длина свободного пробега атомов в азоте при 350 К и давлении в 2 Па больше среднего расстояния между этими атомами. Диаметр атома азота 0,35 нм.

«Рассчитайте среднюю длину свободного пробега и среднее расстояние и разделить одно на другое»

N31.Порцию гелия изобарически расширили в 3 раза. Как изменился коэффициент вязкости?

N32.Каков коэффициент диффузии гелия при давлении в 150 Па и температуре 250 К. Диаметр атома гелия 0,2 нм.

N33.В балоне объёмом 50 литров содержится идеальный газ плотностью 20 г/л. После того как из балона выпустили 150 г газа его давление упало на 1 / 4 атмосферы при той же температуре. Найти начальное давление газа.

N34.Поршневой насос откачивает воздух из камеры объёмом 30 литров. За один цикл насос захватывает 1 литр воздуха. Во сколько раз изменится давление в камере через 500 циклов. Процесс изотермический, а воздух считать идеальным газом.

N35.Какова плотность газа у которого при нормальном давлении средняя скорость молекулы равняется 450 м/с?