Физика. 10 класс

Задача 1. Вокруг планеты, имеющей форму шара радиусом R, по круговой орбите движется спутник.
Определите радиус орбиты спутника, считая известными ускорение свободного падения у поверхности планеты g и период обращения спутника Т.

Решение: Обозначим М – массу планеты, m – массу спутника, r – радиус круговой орбиты спутника. Силы притяжения, действующие на тело массы m у поверхности планеты 

На спутник на расстоянии r от центра планеты 

Центробежное ускорение, с которым спутник движется по круговой орбите 

Ускорение свободного падения спутника на расстоянии r от центра планеты под действием силы притяжения равно 

Так как , получаем 

Ускорение свободного падения у поверхности планеты 

Находя из уравнения (6) М и подставляя ее в (5) находим 

Из уравнения (7) находим искомый радиус орбиты спутника 

Задача 2. В теплоизолированном сосуде в начальный момент находится одноатомный газ при температуре Т₀ = 300 К и кусочек железа массой
m = 0,2 кг, нагретый до температуры Т = 500К. Начальное давление газа
p₀ = 105 Па, его объем V = 1000 см³, удельная теплоемкость железа
с = 0,45 кДж/кг·К. Найдите давление газа в равновесном состоянии, считая его объем низменным.

Решение: 

Задача 3. К коромыслу равноплечных весов подвешены два сплошных однородных шарика равной массы, сделанных из разных материалов. Если одновременно поместить один из шариков в жидкость плотностью
ρ1 = 103 кг/м3, а другой – в жидкость плотностью ρ2 = 0,8·103 кг/м3 то равновесие сохранится. Считая, что плотности шариков больше плотностей жидкостей, найдите отношение плотностей шариков.

Решение: Условие равновесия весов: 

Где F1, F2 – силы, действующие на шарики, помещенные соответственно в жидкости с плотностями ρ1 и ρ2. Из (1), (2) следует 

Задача 4. Шкала вольтметра имеет 150 делений. Вольтметр имеет 4 клеммы, рассчитанные на измерение напряжения до 3 В, 15 В, 150 В. Стрелка прибора отклоняется на 50 делений при прохождении через него тока 1 мА. Определите сопротивление прибора при включении его на различные диапазоны.

Решение: Обозначим Uм – максимальное напряжение, которое можно измерить вольтметром, nм – максимальное число делений. Цена одного деления  . При отклонении на n1 = 50 вольтметр покажет 

 при U_м = 3 В; R₁ = 1000 Ом;

при U_м = 15 В; R₂ = 5000 Ом;

при U_м = 150 В; R₃ = 50 000 Ом.

Задача 5. Экспериментальная задача. Определить коэффициент трения резины о поверхность стола.
Оборудование: резинка стирательная ученическая, две линейки ученические длиной 30 см, карандаш.

Решение: Собрать схему по перемещению резинки по столу. Действуя на карандаш с некоторой силой F выбрать наклон карандаша к столу (угол α) так, чтобы резинка начала перемещаться. При этом можно пренебречь весом резинки по сравнению с силой давления F, тогда 
Получаем 

где l_x – проекция карандаша на стол, l_z – проекция карандаша на ось z.