Физика. 11 класс

Задача 1. На подставке лежит тело массы m, подвешенное на пружине жесткостью к. В начальный момент пружина не растянута. Подставку начинают опускать вниз с ускорением а. Через какое время подставка оторвется от тела?

Решение: Уравнение движения тела mg — N — F = ma. В момент отрыва N = 0. 

Задача 2. Стержень длиной l вращается вокруг оси, перпендикулярной к стержню и проходящей на расстоянии а от конца стержня со скоростью n об/мин в однородном магнитном поле с индукцией В в направлении перпендикулярном линиям индукции. Определите ЭДС индукции.

Решение: 

Задача 3.
Тело массы m находится на горе высоты h. Оно скатывается с горы и через некоторое время останавливается. Какую работу надо затратить, чтобы затащить это тело обратно?

Решение: Потенциальная энергия W_пот = mgh  при скатывании тела целиком перешла в тепло, тело совершило работу против сил трения А_тр. W_пот = А_тр. Искомая работа А = W_пот + А_тр = 2W_пот = 2 mgh.

Задача 4. В цилиндре объемом V₁ = 190 см³  под поршнем находится газ, имеющий температуру t₁ = 50^оС. Найти работу расширения газа при нагревании его на Δt = 100^оС если вес поршня Р = 1200 Н, его площадь S = 50 см² и атмосферное давление р₀ = 10⁵ Н/м².

Решение:  Давление газа в цилиндре постоянно и равно  Работа, совершаемая газом при расширении при постоянном давлении A = p (V₂-V₁), где V₂ — конечный объем газа. По закону Гей-Люссака Отсюда  Таким образом, 

Задача 5. Для предотвращения короткого замыкания в колебательном контуре генератора (вследствие случайного касания пластин переменного конденсатора друг с другом) последовательно с этим конденсатором включается постоянный конденсатор, емкость которого намного больше емкости переменного конденсатора. Наибольшей емкости переменного конденсатора C₁ до включения постоянного конденсатора соответствовала частота колебаний f₁. Во сколько раз изменится частота контура после включения постоянного конденсатора, если емкость этого конденсатора C₂ = nС₁, где n = 50?

Решение:  Частота контура до включения постоянного конденсатора  , где L – индуктивность катушки контура. Общая емкость контура при последовательном включении конденсаторов . Новая частота контура (при наибольшей емкости переменного конденсатора) . Отношение частот 

Задача 6. Экспериментальная задача. Определить длину мизинца своей руки.

Оборудование: чистый лист бумаги, ручка или карандаш, нитка длиной более одного метра, грузик, секундомер (часы или сотовый телефон).

Решение: Отметить длину пальца на чистом листе бумаги. Привязать к нити груз. Сделать математический маятник длины 10 l, где l – длина пальца. Определить период колебания маятника. Определить l по формуле