Физика

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский Торгово-Экономический институт
Кафедра физики
Методические указания и контрольные задания по
ФИЗИКЕ
для студентов заочного обучения
специальностей 2711, 2712, 2810
Санкт-Петербург
2006

Стоимость решения одной задачи по физике ... руб.

Контрольная работа 1 состоит из 6 задач следующих тем - механики, молекулярной физики, электростатики и постоянного тока.

Контрольная работа 2 состоит из 6 задач следующих тем - электромагнетизм, оптика, элементы атомной и ядерной физики.

Каждый студент выбирает задачи для контрольных работ по двум последним цифрам номера зачетной книжки.
Задачи из подпунктов:
(а) по предпоследней цифре
(б) по последней цифре.

Готовы следующие задачи:

Механика

Подраздел (а)

Задача 0
Найти ускорение а центра однородного шара, скатывающегося без скольжения по наклонной плоскости, образующей угол 30 с горизонтом. Чему равна сила трения сцепления шара и плоскости, если его масса 0,5кг? Изобразить графически зависимость ускорения а центра однородного шара от угла наклона плоскости в пределах 60>=а>=20.

Задача 1
Однородный диск радиуса 0,5м раскрутили вокруг его оси до угловой скорости 20 рад/с и положили плашмя на горизонтальную поверхность. Полагая коэффициент трения между поверхностью и диском 0.2, определить время вращения до полной остановки. Сколько оборотов сделает диск? Изобразить графически зависимость времени вращения от частоты вращения в пределах от 10 до 30об/с

Задача 2
Обруч, вся масса которого сосредоточена в ободе, раскрутили до угловой скорости 15 рад/с и поставили на шероховатую наклонную плоскость, составляющую угол 30 с горизонтом. Найти время, в течение которого обруч будет подниматься вверх по плоскости. Радиус обруча равен 0,2м . Построить график зависимости времени движения от угла наклона плоскости в пределах от 20 до 60 .

Задача 3
Диск массой m=5кг и R=0.7м вращается вокруг своей оси с угловой скоростью w=20 рад/с . С диском жестко связан тормозной барабан радиусом r=0,3м , к которому прижимается тормозная колодка. Определите, сколько сделает оборотов диск до полной остановки, если колодку прижимать силой, изменяющейся по закону: а) F=const , б)F=k*t , коэффициент трения скольжения между барабаном и колодкой k=0,3 .

Задача 4
Найти уравнение траектории, скорости и ускорения некоторого тела, координаты которого следующим образом зависят от времени: x=c*t^2 , y=b*t^2 . Построить траекторию движения тела. Изобразить графически зависимость скорости и ускорения от времени.

Задача 5
Тело массой m=1кг движется так, чтобы его координаты x и y изменяются от времени следующим образом: x=a-bt+ct^2, y=dt^3, где с=1м/c^2,d=2 м/с^2. Определить скорость, ускорение, силу, действующую на тело. Импульс к концу 5-й секунды. Построить график зависимости скорости и ускорения тела от времени.

Задача 7
В некоторый момент времени вращение одного диска описывается уравнением f=2wt+0.1t^2 , а второго f=wt-0.1t^2. Через время 5с первый диск обгоняет второй на 5 оборотов. На сколько оборотов первый диск будет опережать второй к моменту, когда второй диск остановится? Построить графики зависимости скорости вращения от времени.

Задача 8
Вытащенное из колодца ведро с водой уронили, и оно стало опускаться вниз, раскручивая ворот. Трение в подшипниках ворота создает постоянный вращательный момент М=0,170нм. Масса ведра с водой m=13.2, масса ворота m=43.1 , радиус ворота r=12.8. Расстояние от края сруба до поверхности воды в колодце h=7м . Определить: а) по какому закону изменяется со временем угловая скорость вращения ворота и построить график зависимости w(t); б) натяжение веревки во время спуска ведра; в) через сколько времени ведро коснется воды в колодце; г) какую скорость будет иметь ведро в конце падения?

Задача 9
Траектория движения точки задана уравнениями: x=A*t ,y=B*t+C*t^2 , где A=1 м/с ,В=1 м/с , С=0,2 м/с^2 . Найти для точки скорость v(t) , ускорение a(t) , тангенциальное и нормальное ускорения как функции времени t , рассчитать их значения для t=5c .

Подраздел (б)

Задача 0
Горизонтально расположенный деревянный стержень массой М=0,8 кг и длины l=1,8м может вращаться вокруг перпендикулярной к нему вертикальной оси, проходящей через его середину. В конец стержня попадает и застревает в нем пуля массой m=3,0г, летящая перпендикулярно к оси и к стержню со скоростью V=50м/с. Определить угловую скорость , с которой начнет вращаться стержень, и потерю энергии в результате удара. Построить график зависимости угловой скорости вращения стержня от массы пули.

Задача 1
Диск массой m=2 кг, длиной l=0.3 м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Уравнение вращения диска имеет вид f=5+12t-2t^2. По каким законам меняются угловая скорость w, угловое ускорение e, момент сил М, кинетическая энергия Wk? Чему равны w,e,М,Wk в момент времени t=3с? Какую работу А нужно совершить, чтобы изменить угловую скорость стержня за промежуток времени от 3-й до 4-й секунды?

Задача 2
Шар массой m=2кг и R=0.2м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Уравнение вращения шара имеет вид f=5+6*t^2+t^3 . По каким законам меняются угловая скорость w;, угловое ускорение e; , момент сил M и мощность N ? Чему равны w, e, M , N в момент времени t=3c ?

Задача 3
Диск массой m=0.7 кг и радиусом R=0.3 м вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Уравнение вращения диска имеет вид f=3+16t-2t^3. По каким законам меняются угловая скорость w, угловое ускорение e, момент сил М, кинетическая энергия W? Чему равны w, e, М, N в момент времени t=4с?Какую работу А нужно совершить, чтобы изменить угловую скорость стержня за промежуток времени от 2-й до 4-й секунды? Построить графики f(t), w(t), e(t), M(t), W(t), t[0,4] через t=0.5c.

Задача 4
Тонкий стержень массой m=0.4кг , длиной l=0.6м вращается вокруг оси, проходящей через середину стержня. Уравнение вращения стержня имеет вид f=12+32*t-2*t^2 . По каким законам изменяется угловая скорость w; , угловое ускорение e; , момент сил M и мощность N ? Чему равны w, e, M и N в момент времени t=6c ? Какую работу A нужно совершить, чтобы изменить угловую скорость стержня за промежуток времени от 6-й до 8-й секунды?

Задача 5
Тонкий стержень массой m=0.3 кг, длиной l=0.5 м вращается вокруг оси, проходящей через середину стержня. Уравнение вращения стержня имеет вид f=10+32t-2t^2. По каким законам меняются угловая скорость w, угловое ускорение e, момент сил М и мощность N? Чему равны w, e, М, N в момент времени t=4с?

Задача 6
На конце стола укреплен невесомый блок. Тела m=1кг и m=1кг соединены нерастяжимой нитью, проходящей через блок. Коэффициент трения тела 2 о стол изменяется по закону: m=cx ; c=3/v . Чему равно натяжение нити в начале и в конце движения? Построить графики зависимости ускорения и скорости второго тела от координаты х.

Задача 7
Два тела m1=100г , m2=50г соединены нерастяжимыми нитями, намотанными на цилиндры невесомого блока R1=2см , R2=1см , который укреплен на конце стола. Коэффициент трения 0,1. Найти ускорение тел а1 , а2 силу натяжения нити Т1 . Построить зависимости а1(м) ,а2(м).

Задача 8
Наклонная плоскость составляет угол а=30 с горизонтом. Блок- сплошной цилиндр из стали, его радиус 2см, длина 2,5см. Масса тела m1=2кг. Масса тела m2=10кг. При каком значении коэффициента трения тела 1 тело 2 начнет опускаться? Построить зависимость ускорения от коэффициента трения.

Задача 9
Диск массой m=5кг и R=15см, вращающийся с частотой n=10об/мин, приводится в сцепление с неподвижным диском массой m=10 кг такого же радиуса. Определить энергию, которая пойдет на нагревание дисков, если после их сцепления скольжение отсутствует. Построить график зависимости энергии, идущей на нагревание дисков от частоты вращения в пределах

Молекулярная физика

Подраздел (а)

Задача 0
В баллоне емкостью 24л находится водород при температуре 15С. После того, как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 4*10^5 Па. определить массу израсходованного водорода.

Задача 1
Определить : 1) плотность воздуха в сосуде; 2) концентрацию его молекул; 3) среднюю длину свободного пробега, если сосуд откачан до давления 0,13Па. Диаметр молекул принять равным 0,27нм. Температура воздуха 300К

Задача 2
Найти коэффициент диффузии гелия при температуре t=17C и давлении p=150кПа . Эффективный диаметр атома гелия вычислить, считая известными для гелия Тк и рк .

Задача 3
В сосуде объемом 10л находится 0,25кг азота при температуре 27С . 1) Какую часть давления газа составляет давление, обусловленное силами взаимодействия молекул? 2) Какую часть объема сосуда составляет собственный объем молекул?

Задача 4
В одном баллоне емкостью 15дм^3 находится газ под давлением 0,2МПа , а в другом тот же газ под давлением 1МРА .Баллоны, температура которых одинакова, соединены трубкой с краном. Если открыть кран, то в обоих баллонах устанавливается давление 0,4МПа. Какова емкость второго баллона?

Задача 5
Найти плотность гелия в критическом состоянии, считая известным для гелия значения критических величин Т и р.

Задача 6
Какую температуру имеют 3,5г кислорода, занимающего объем 90 см^3 при давлении 2.8МПа? Газ рассматривать как: 1) идеальный, 2) реальный.

Задача 7
1 кг азота объемом 0,3 м^3 и давлением 5 Мпа расширяется до объема 1м^3 и давления 1МПа. Определить изменение внутренней энергии газа.

Задача 8
321г гелия при температуре 20 и давлении 10^5 Па сжимаются адиабатически до давления 10^7 Па. Считая процесс обратимым, определить температуру в конце сжатия, работу, совершенную газом.

Задача 9
Ротационный насос захватывает за один оборот газа V и выталкивает его в атмосферу. Сколько оборотов должен сделать насос, чтобы понизить давление воздуха в сосуде объемом V0 от значения p0 до p ?

Подраздел (б)

Задача 0
Каким должен быть наименьший объем V баллона, вмещающего массу m=6.4 кг кислорода если стенки при температуре t=20С выдерживают давление Р=15,7 МПа.

Задача 1
Азот массой 15 г находится в закрытом сосуде при тмепературе 300 К. Какое количество теплотв необходимо сообщить азоту, чтобы средняя квадратичная скорость его молекул выросла в 2 раза?

Задача 2
Кислород, занимающий при давлении p1=1МПа объем V1=4л , расширился в три раза. Определить конечное давление и работу, совершенную газом. Рассмотреть следующие процессы: 1) изобарный; 2) изотермический; 3) адиабатический.

Задача 3
В баллоне емкостью 10 дм^3 находится одноатомный газ под давлением 0,1 МПа, а в другом - емкостью 5 дм^3 - газ отсутсвует. Баллоны, изначальная температура которых одинакова и равна t=20C, соединены трубкой с краном. Определить изменения энтропии (AS) системы после открытия крана, если при открытом кране происходит понижение температуры газа на 5С. Как изменится величина AS, если газ заменить на двухатомный.

Задача 4
Два баллона с воздухом объемами 0,5м^3 и 1м^3 соединены трубкой с краном. В первом баллоне находится 3кг воздуха при температуре 27С , во втором - 5кг при температуре 57С . Найти изменения энтропии системы после открытия крана и достижения равномерного состояния. Стенки баллонов и трубка обеспечивают полную теплоизоляцию воздуха от окружающей среды.

Задача 5
В цилиндре диаметром 40см содержится объём 80дм3 двухатомного газа. На сколько следует увеличить нагрузку поршня при подводе 84 Дж теплоты, чтобы поршень не пришёл в движение? Как изменится нагрузка, если: 1) газ будет одноатомным ( многоатомным); 2) если диаметр цилиндра уменьшить в два раза?

Задача 6
Молекулярная физика страница 15 (б) Применяемый в двигателях внутреннего сгорания цикл состоит из двух изохор и двух адиабат. В работающем по такому циклу двигателе горючая смесь, которую можно считать двухатомным газом, сжимается до соответственно 40 см3 и 15 см3. Построить pV-диаграмму цикла. Определить КПД цикла.

Задача 7
В термосе находится 1л воды. Внутренняя поверхность термоса S=700 см^2 , зазор между внутренним баллоном и внешними сосудами баллона а=5мм . Давление газа в зазоре таково, что отвод тепла из термоса осуществляется только за счет теплопроводности газа в зазоре. Определить за какое время температура уменьшиться от 90С до 80С . Температура термоса 20С .

Задача 8
Коэффициент теплопроводности гелия при t=0C и давлении 1013 гПа равен р=0,143 Вт. Определить коэффициенты диффузии -0 и вязкости гелия при тех условиях.

Задача 9
Масса m=0.5г азота изотермически расширяется при тмепературе t=-23С, причем его давление изменяется от р1=250 кПа до р2 = 100кПа. Найдите работу А, совершенную газом при расширении.

Оптика

Подраздел (а)

Задача 0
Предмет и экран зафиксированы неподвижно в вертикальном положении. Между ними находится двояковыпуклая линза, которая может перемещаться вдоль главной оптической оси. При каком положении линзы на экране получается изображение, увеличенное втрое? Расстояние между предметом и экраном 60см.

Задача 1
Собирающая линза дает изображение некоторого объекта на экране. Высота изображения h1. Оставляя неподвижным экран и объект, начинают двигать линзу к экрану и находят, что при втором четком изображении объекта высота изображения равна h2. Найти действительную высоту предмета h. Какому условию должно удовлетворять расстояние между объектом и экраном?

Задача 2
На экране, отстоящем от объектива (тонкая линза оптической силой 5Дп ) на расстоянии 4м, получено четкое изображение диапозитива. Экран отодвигают на 20см. На сколько надо переместить диапозитив, чтобы восстановить четкость изображений?

Задача 3
Между стеклянной пластиной и лежащей на ней плоско выпуклой линзой налита жидкость. Радиус восьмого темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете равен 2,0мм . Радиус кривизны выпуклой поверхности линзы 100см . Длина световой волны 700нм . Найти показатель преломления жидкости.

Задача 4
Диаметр пятого темного кольца Ньютона в отраженном свете равен 4мм. Радиус кривизны линзы 1,6м . Найти толщину воздушного зазора между линзой и плоской пластинкой в том месте, где наблюдается третье светлое кольцо Ньютона.

Задача 5
Естественный свет проходит через два николя, главные плоскости которых составляют угол 30º. Во сколько раз интенсивность света, выходящего из системы, меньше интенсивности падающего пучка? В каждом николе на поглощение и рассеяние теряется 8 % проходящей мощности.

Задача 6
На пути частично поляризованного света поместили николь. При повороте николя на угол 600 из положения, соответствующего максимуму пропускания света, интенсивность света уменьшилась в 3 раза. Найти степень поляризации света.

Задача 7
Свет с длиной волны λ = 535нм падает нормально на дифракционную решётку. Найдите её период, если одному из фраунгоферовых максимумов соответствует угол дифракции 330, а наибольший порядок спектра равен 5.

Задача 8
Параллельный пучок белого света падает нормально в тонкую пленку масла, покрывающую стеклянную пластинку. В отраженном свете отсутствуют длины волн 500нм и 700 нм. какова толщина мыльной пленки, если показатель преломления масла 1,30, а стекла 1,50? Предложите три способа измерения показателя преломления прозрачного вещества.

Задача 9
Найти угловое расстояние между пятым главным максимумом дифракционной решетки и ближайшим минимумом. Общая ширина решетки 10мм , число щелей 2000 , длина световой волны 0,5мкм .

Подраздел (б)

Задача 0
Пластинка с черной поверхностью помещена перпендикулярно падающим лучам в вакууме. Определить лучистую энергию, поглощаемую 1см^2 поверхности в минуту, если температура пластинки устанавливается равной 327С. Потерями тепла, связанными с теплопроводностью пренебречь.

Задача 1
Вычислить температуру поверхности Солнца, принимая его за полный излучатель. На 1cv:2 земной поверхности падает лучистый поток 8,1 Вт*см^(-2)*мин^(-1)(с учетом энергии, поглощаемой земной атмосферой). Расстояние от Земли до Солнца 1,5-10^8км, радиус Солнца 6,5*10^5км.

Задача 2
Длина волны, на которую приходится максимум энергии в спектре излучения, равна 0,58мкм. Определить энергетическую светимость R поверхности тела. Определить спектральную плотность энергетической светимости r , рассчитанной на интервал длин волн 1нм вблизи max.

Задача 3
Для длины волны 0,6 мкм спектральная энергетическая светимость равна спектральной энергетической светимости абсолютно черного тела, имеющего температуру 3000 К. Вычислить температуру тела, если его спектральная поглощательная способность для данной длины волны равна 0,5.

Задача 4
Найти число фотонов, испускаемых с 1см^2 в 1c с поверхности абсолютно черного тела, имеющего температуру 600К , в интервале длин волн 0,5мкм до 0,55мкм .

Задача 5
Определить эффективную температуру лазерного луча, если лазер, работая в импульсном режиме, излучает мощность 1МВт*см^(-2) в интервале частот 10^8 Гц. Длина волны генерации лазера 1мкм. Эффективной температурой лазерного луча называется температура, до которой надо было бы нагреть абсолютно черное тело, чтобы оно излучало в той же спектральной области, что и лазер, одинаковую с ним энергию.

Задача 6
Световой поток, падающий на фотокатод, создает ток насыщения 1 мкА. Принимая, что 0,01 фотонов вызывают фотоэффект, и что анод улавливает все освобожденные электроны, определить величину падающего светового потока. Длина волны падающего света 0,556 мкм. Световой эквивалент мощности для данного монохроматического излучения равен 673 лм•Вт-1.

Задача 7
Вследствие изменения температуры абсолютно черного тела максимум спектральной плотности энергетической светимости сместился с 2,4мкм на 0,8мкм . Как и во сколько раз изменилась энергетическая светимость тела и максимальное значение спектральной плотности энергетической светимости?

Задача 8
На платиновую пластинку падают ультрафиолетовые лучи. Для прекращения фотоэффекта нужно приложить задерживающую разность потенциалов 3,7В. Если платиновую пластинку заменить пластинкой из другого металла, то задерживающую разность потенциалов приходится увеличить до 6В. Определить работу выхода электронов с поверхности этой пластинки.

Задача 9
Импульс излучения состоящий из 5*10^4 квантов света с длиной волны 0,3 мкм падает на фоточувствительную поверхность со спектральной чувствительностью 4,5 мА/Вт. Найти число электронов, освобождаемых этим импульсом.

Электромагнетизм

Подраздел (а)

Задача 0
Прямой проводник согнут в виде прямоугольника со сторонами диной 0,2 и 0,3м. Какой силы ток нужно пропустить по этому проводнику, чтобы напряженность поля в точке пересечения диагоналей была 19 А/м? Решение поясните рисунком.

Задача 1
Длина железного сердечника тороида 2,5 м, длина воздушного зазора 1 см. Число витков в обмотке тороида 1000. При токе 20 А индукция магнитного поля в воздушном зазоре 1,6 Тл. Найти магнитную проницаемость железного сердечника при этих условиях (зависимость В от Н для железа неизвестна).

Задача 2
В вертикальном однородном магнитном поле индукции В вращается заряженный шарик массой m , подвешенный на нити длиной l , угол которой с вертикалью равен a . Найти угловую скорость вращения шарика, если его заряд равен q .

Задача 3
Ток силы 6,28А циркулирует в контуре, имеющем форму равнобедренной трапеции. Отношение оснований трапеции равно двум. Найти магнитную индукцию в точке А. Если b=50мм , l =100мм

Задача 4
По плоскому контуру течет ток силы 21А . Угол между прямолинейными участками контура прямой, радиусы соответственно равны r1=10см , r2=20см . Найти индукцию магнитного поля в точке C .

Задача 5
Кольцевой виток радиусом r, сделанный из проволоки с сопротивлением единицы длины находится в перпендикулярном плоскости витка магнитном поле индукции В . Виток превращают в той же плоскости в восьмерку из двух равных полей. Какой заряд пройдет по проводнику?

Задача 6
Горизонтальный проводник массы m может скользить без нарушения контакта по двум вертикальным проводящим стержням, расстояние между которыми равно L и которые замкнуты на источник тока с ЭДС равной Е. Перпендикулярно плоскости постоянное магнитное поле индукции B . Найти установившуюся скорость, с которой будет подниматься проводник, если его сопротивление равно Е. Сопротивлением стержней источника тока и трением пренебречь.

Задача 7
Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 6кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом α = 300 к направлению поля и начинает двигаться по винтовой линии. Индукция магнитного поля B = 13 мTл. Найти: а) радиус витка винтовой линии и б) шаг винтовой линии

Задача 8
Какова должна быть скорость электрона, чтобы его траектория была прямолинейной при движении во взаимно перпендикулярных магнитном и электрическом полях? Поля однородны и имеют соответственно напряженность 100А/м и 500 В/м.

Задача 9
Изолированный провод диаметра (с изоляцией) d=0.30мм намотан так, что образует плоскую спираль из N=100витков . Радиус внутреннего витка (по оси провода) равен R1=10.3мм , внешнего витка R2=40.0мм . Каким магнитным моментом рм обладает эта спираль, когда по ней течет ток силы I=10,0 мА? Чему равна в этом случае напряженность магнитного поля Н в центре спирали?

Подраздел (б)

Задача 0
Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L=25мГн? конденсатора емкостью С=100vrA и резистора. Определите сопротивление резистора, если известно, что амплитуда тока в контуре уменьшилась в е раза 169 полных колебаний.

Задача 1
В магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл, помещена квадратная рамка из медной проволоки. Площадь поперечного сечения проволоки 1 мм^2, нормаль к плоскости рамки направлена по силовым линиям магнитного поля. Какое количество электричества пройдет по контуру при исчезновении магнитного поля.

Задача 2
Прямолинейный проводник с током силой 5А и длиной 1м вращается со скоростью 50с е-1 в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, относительно оси, проходящей через конец проводника. Напряженность магнитного поля 50 А/м . Определите работу, совершаемую сторонними силами при вращении проводника за 5мин .

Задача 3
Витая линия по которой движется электрон в однородном магнитном поле имеет диаметр d=80мм и шаг I=200 мм, индукция магнитного поля В=5мТл. Определить скорость электрона.

Задача 4
Катушка, по которой течет ток I=1A , помещена в однородное магнитное поле так, что ее ось совпадает с направлением поля. Обмотка выполнена из медной проволоки диаметром d=1мм , радиус витков 100мм. При каком значении магнитной индукции внешнего поля обмотка катушки была бы разорвана. Прочность меди на разрыв - 230МПа .

Задача 5
Катушка с индуктивностью 250мГн и сопротивлением 0,3 Ом подключается к источнику постоянного тока. Через какое время сила тока в катушке достигнет 50% установившегося значения?

Задача 6
Конденсатор емкости С и катушки индуктивности L1 и L2 включены в электрическую цепь как показано на рисунке. Найти установившуюся силу тока в цепи, если начальная разность потенциалов равняется 10 В.

Задача 7
Параметры колебательного контура имеют значения C=1vA , L=6мкГн , R=0,5Ом . Какую мощность нужно подводить к контуру, чтобы поддерживать в нем незатухающие колебания с амплитудой напряжения на конденсаторе U=10В?

Задача 8
Собственная частота колебаний контура v=8кГц. Добротность контура Q=72. В контуре возбуждаются затухающие колебания. Найти какая часть начальной энергии в контуре сохранится в течение 1 мкс.

Задача 9
Изолированный металлический диск радиусом R=0.25 м вращается с частотой 1000 оборотов в минуту. Найти разность потенциалов между центром и краем диска, возникающую а) в отсутствие магнитных полей; б)при наличии однородного перпендикулярного диска магнитного поля с индукцией В=10мТл.

Электростатика и постоянный ток

Подраздел (а)

Задача 0
В вершинах квадрата со стороной 4см расположены точечные заряды величиной 4,4 нКл. Определить работу перемещения заряда 2,2 нКл из центра квадрата в середину одной из его сторон.

Задача 1
Заряженный шар 1 радиусом 2см приводится в соприкосновение с незаряженным шаром 2 радиус которого 3см. После того как шары разъединили, энергия шара 2 оказалась равной 0,4 Дж. Какой заряд был на шаре 1 до соприкосновения с шаром 2?

Задача 2
Два конденсатора одинаковой электроемкостью 6мкФ каждый были заряжены: один до 100В , другой до 220В . Затем конденсаторы соединили параллельно. Определите напряжение батареи после соединения, изменение энергии системы.

Задача 3
При разности потенциалов 900В в середине между обкладками плоского конденсатора в равновесии находилась пылинка. Расстояние между обкладками конденсатора 10мм . При уменьшении напряжения пылинка через 0,5с достигла нижней обкладки. Определите это напряжение.

Задача 4
Два одинаковых шарика, имеющие одинаковый заряд q , соединены пружиной. Шарики колеблются так, что расстояние между ними меняется от 1см до 4см . Найти жесткость пружины, если ее длина в свободном состоянии равна 2см .

Задача 5
Восемь заряженных водяных капель радиусом и зарядом каждая сливается в одну общую водяную каплю. Найти потенциал большой капли.

Задача 6
Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечно длинной нитью с линейной плотностью заряда t=0,2 мкКл/м . Какую скорость получит электрон под действием поля, приблизившись к нити с расстояния r1=1 см до r2=0,5 см расстояния ?

Задача 7
Протон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 1,2∙105 м/с. Напряжённость поля внутри конденсатора 3кВ/м; длина конденсатора 0,1м. Во сколько раз скорость протона при вылете из конденсатора будет больше его начальной скорости?

Задача 8
Плоский воздушный конденсатор с площадью обкладок 150 см^2 и расстоянием между ними 6мм заряжен до 400В. Определите, как изменяется электроемкость и энергия конденсатора, если параллельно его обкладкам внести металлическую пластину толщиной 1мм .

Задача 9
Два электропроводящих шара радиусами r и R расположены далеко друг от друга, соединены с обмотками конденсатора емкостью C. Шару радиусом r , отсоединив от конденсатора, сообщили заряд q , соединив потом обратно. Определить установившийся заряд на втором шаре. Емкостью проводников пренебрегать.

Подраздел (б)

Задача 0
С какой разностью потенциалов нужно передавать электроэнергию на расстояние 5км, чтобы при плотности тока 2,5*10^5 А/м^2 в медных проводах двухпроводной линии электропередачи потери в линии составляли 1% от передаваемой мощности?

Задача 1
Имеется 120 вольтовая электрическая лампочка мощностью Р=40 Вт. Какое добавочное сопротивление R надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный канал при напряжении в сети 220В? Какую длину нихромовой проволоки диаметром d=0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление?

Задача 2
При серебрении пластинки через раствор азотнокислого серебра проходит ток плотностью 0.2 А/см^2 . С какой средней скоростью растет толщина серебряного покрытия пластинки?

Задача 3
Нагреватель электрического чайника сопротивлением R, включен в цепь батареи Е=120 В и сопротивлением Rr=10 Ом. Амперметр показывает ток I=2А. Через какое время закипит объем V=0.5 л выоды? Начальная температура воды t=4C КПД нагревателя h=76%.

Задача 4
К концам свинцовой проволоки длиной 1м приложена разность потенциалов 10В . Сколько времени потребуется для того, чтобы расплавить весь свинец? Начальная температура свинца 27С .

Задача 5
Металлическая звезда включена в сеть с током I, как показано на рисунке. Сопротивление ребра АС = 0, сопротивление ребра ВС = 3R, сопротивление всех остальных рёбер равно R. Определить ток через ребро АС и мощность, выделившуюся во всей звезде

Задача 6
Найти напряжение, которое покажет высокоомный вольтметр, включенный в схему на рисунке, если сопротивление резисторов R1, R2, R3, R4 и напряжение известны.

Задача 7
В плоский конденсатор с пластинами площадью S=a^2 и расстоянием между ними d0 с постоянной скоростью u вдвигается металлическая пластина толщиной d . Конденсатор последовательно включен с резистором R и источником тока ЭДС. Найти установившуюся мощность, выделяющуюся в резисторе.

Задача 8
Два источника тока (Е1=8В, r1=2Ом, Е2=6В, r2=1,5Ом) и реостат (R=10Ом) соединены, как показано на рисунке(рис. в методичке нет!!!). Определить силу тока в реостате.

Задача 9
Определить напряжение на зажимах реостата, если E1=8 В, r1=1 Ом, E2=5 В, r2=0,5 Ом, R3=5 Ом.

Элементы атомной ядерной физики

Подраздел (а)

Задача 0
Какую длину волны должно иметь излучение, падающее на атомарный водород, чтобы в спектре излучения водорода получились две спектральные линии в видимой области спектра?

Задача 1
Атом водорода, находящийся в нормальном состоянии, переведен в возбужденное состояние, характеризующееся квантовым числом 3. Определить энергию возбуждения атома и длины волн линий, которые могут возникнуть в спектре водорода при переходе из возбужденного состояния в нормальное.

Задача 2
Атомарный водород освещается ультрафиолетовым излучением с длиной волны 100нм . Определить, какие спектральные линии появятся в спектре водорода.

Задача 3
Какую наименьшую скорость должен иметь электрон, чтобы при соударении с невозбужденным атомом водорода вызвать излучение хотя бы одной линии спектра водорода? Вычислить длину волны этой линии.

Задача 4
Электрон, движущийся со скоростью 5000 км/с, попадает в однородное ускоряющее поле напряженностью 10 В/см . Какое расстояние должен пройти электрон в поле, чтобы его длина волны де Бройля стала равной 0,1нм ?

Задача 5
Для частицы, находящейся в потенциальном ящике с бесконечно высокими стенками, возможные значения энергии должны удовлетворять соотношению W=(n^2*h^2)/8ma^2 , где n=1,2,3,4,5......, m - масса частицы, а - ширина ящика. Определить, при какой ширине ящика энергия электрона на первом уровне равна энергии 1s-электрона в атоме водорода.

Задача 6
Найти наименьшее напряжение на рентгеновской трубке, при котором появляются К линии для хрома.

Задача 7
Для частицы, находящейся в потенциальном ящике шириной а, вычислить вероятность пребывания на расстоянии 1/8а от края ящика в интервале 0,01а.

Задача 8
В атоме вольфрама электрон переходит с М-слоя на L-слой. Считая , что постоянная экранированная а=5,5, определить длину волны испущенного фотона рентгеновского излучения.

Задача 9
Позитроний состоит из позитрона и электрона, которые вращаются вокруг общего центра масс. Применяя теорию Бора, вычислить радиус позитрония в нормальном состоянии.

Подраздел (б)

Задача 0
Какое количество радиоактивного изотопа распадается в nxtybt третьего периода полураспада? Какая доля радиоактивного вещества остается не распавшейся через 1,5 периода полураспада?

Задача 1
При бомбардировке изотопа Li дейтронами Н (m=3,3446*10^(-27)) образуются две а-частицы(Не m=6.6467*10:(-27)) и выделяется энергия Е=22.3 МэВ. Определите массу изотопа лития.

Задача 2
Вычислить удельную активность урана 235 , если период полураспада ядра 8,5*10^8 лет .

Задача 3
В урановой руде отношение числа ядер U238 к числу ядер свинца Pb206 равно 2,8. Оценить возраст руды, считая, что весь свинец - 206 является конечным продуктом распада уранового ряда. Период полураспада урана 4,5*10(-9) лет.

Задача 4
Свободный нейтрон превращается в протон, выбрасывая электрон и антинейтрино. Найти суммарную кинетическую энергию всех образующихся частиц. Кинетическую энергию нейтрона положить равной нулю.

Задача 5
Сколько атомов полония распадается за сутки из 1млн атомов? Период полураспада полония 138 суток.

Задача 6
Вычислите энергию связи ядра атома гелия Не .

Задача 7
Найдите энергию, выделяющуюся при ядерных реакциях.

Задача 8
Тепловая мощность ядерного реактора 10^4 кВт. Какое количество урана U потребляет реактор в сутки? За каждый акт деления ядра урана U выделяется 200 МэВ энергии.

Задача 9
При взрыве водородной бомбы протекает термоядерная реакция образования гелия из дейтерия и трития. Напишите ядерную реакцию. Найдите энергию, выделяющуюся при образовании 1г гелия.