Задачник Кванта. Разное. Условия задач 1 - 20 | FizPortal
Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Задачник Кванта. Разное. [1 − 20]

1.Ф14. Две трубы сечениями S1 и S2 соединены друг с другом и заткнуты поршнями, массы которых m1 и m2 (рис.). После взрыва в пространстве между поршнями поршни вылетают из труб. Один из них вылетел со скоростью v. С какой скоростью вылетел второй, если: а) трубы закреплены и не могут перемещаться; б) трубы не закреплены и их общая масса равна М? Трением поршней о стенки труб пренебречь. [Решение]


2.Ф37. В двух вертикально расположенных цилиндрах, площади сечения которых S1 и S2, находятся два невесомых поршня, соединенных тонкой невесомой нитью длиной l (рис.). Пространство между поршнями заполнено водой. Найдите натяжение нити, если концы сосудов открыты в атмосферу. Плотность воды ρ.

3.Ф40. При какой разности потенциалов между электродами зажигается неоновая лампочка, если энергия ионизации неона составляет 21,5 эВ, а среднее расстояние между двумя последовательными столкновениями электрона с атомами газа равно 0,4 мкм? Электроды имеют вид больших пластинок, расположенных на расстоянии 3 мм друг от друга.

4.Ф56. Почему флаг «полощется» на ветру?

5.Ф111. Имеется однородный шнур со взрывчатым веществом. Скорость горения шнура равна v, скорость распространения взрывной волны по воздуху с. Найдите форму линии, по которой нужно расположить шнур, чтобы волны от всех точек шнура пришли в заданную точку одновременно. Можно ли сделать то же самое с поверхностью со взрывчаткой и получить сходящуюся сферическую волну с большой плотностью энергии?

6.Ф152. Объем газового пузыря, образовавшегося в результате глубинного подводного взрыва, колеблется с периодом, пропорциональным рα•ρ?β•Ec (p − давление, ρ − плотность воды, Е полная энергия взрыва). Найдите a, Ь и с.

7.Ф222. Громоотвод соединен с землей при помощи тонкостенной трубки диаметром 2 см и толщиной стенок 2 мм. После удара молнии трубка мгновенно превратилась в круглый стержень. Объясните это явление и оцените силу тока разряда, если известно, что при сжатии цилиндрический образец диаметром 3 мм, сделанный из того же материала, что и трубка, разрушается при силе 140000 H.

8.Ф269. Математический маятник, который состоит из тяжелого металлического шара массой m и тонкого проводящего стержня длиной l, совершает малые колебания в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией, равной В и направленной перпендикулярно плоскости колебаний маятника. Максимальный угол, на который отклоняется маятник от вертикали, равен α. Как изменится этот угол, если в тот момент, когда маятник проходит положение равновесия, к нему подсоединить с помощью гибких тонких проводов конденсатор емкостью С (рис.), причем за время контакта, которое очень мало, конденсатор успевает полностью зарядиться?


9.Ф281. В изображённой на левом рисунке схеме ключ K разомкнут. ЭДС первой батареи E1 = 1 В, а её внутреннее сопротивление r1 = 0,2 Ом. ЭДС второй батареи E2 = 2 В, внутреннее сопротивление r2 = 0,4 Ом. Ёмкость конденсатора C = 10 мкФ. На какую величину изменится заряд конденсатора при замыкании ключа, если диод имеет вольтамперную характеристику, показанную на правом рисунке?

10.Ф432. В стеклянном шаре имеется воздушный сферический пузырек. Необходимо найти способы измерения диаметра этого пузырька. Шар должен остаться целым. Способы должны быть описаны как можно точнее.

11.Ф610. В советско-французском эксперименте по оптической локации Луны импульсное излучение рубинового лазера на длине волны λ = 0,69 мкм направлялось с помощью телескопа с диаметром зеркала D = 2,6 м на лунную поверхность. На Луне был установлен отражатель, который работал как идеальное зеркало диаметром d = 20 см, отражающее свет точно в обратном направлении. Отраженный свет улавливался тем же телескопом и фокусировался на фотоприемник. 1) С какой точностью должна быть установлена оптическая ось телескопа в этом эксперименте? 2) Пренебрегая потерями света в атмосфере Земли и в телескопе, оцените, какая доля световой энергии лазера будет после отражения от Луны зарегистрирована фотоприемником. 3) Можно ли отраженный световой импульс зарегистрировать невооруженным глазом, если пороговую чувствительность глаза принять равной n = 100 световых квантов, а энергия, излучаемая лазером в течение импульса, равна W = 1 Дж? 4) Оцените выигрыш, который дает применение отражателя. Считать, что поверхность Луны рассеивает α = 10% падающего света равномерно в телесный угол стерадиан. Расстояние от Земли до Луны L = 380?103 км. Диаметр зрачка паза принять равным d = 5 мм.

12.Ф646. Направленный поток электронов вылетает из тонкой широкой щели со скоростью v = 105 м/с. Концентрация электронов в потоке n = 1010 1/м3. На каком расстоянии от щели толщина пучка увеличится в 2 раза?

13.Ф837. Для измерения скоростей частиц используется лазерный анемометр, в котором движущиеся частицы освещаются двумя пересекающимися лазерными когерентными пучками света (рис.). Отраженный частицами свет улавливается фотоэлементом Ф и преобразуется в электрический сигнал. Частицы движутся по перпендикуляру к биссектрисе угла α = 60° между пучками. С какой скоростью двигалась частица, если при длине волны лазерного излучения λ = 0,63 мкм был зарегистрирован периодический сигнал с частотой ν = 320 кГц?


14.Ф997. Известно, что светящийся след падающего метеорита по мере приближения к Земле становится ярче. Однако в верхних слоях атмосферы он сохраняется значительно дольше, чем у Земли. Почему?

15.Ф1453. В однородную жидкость с большим удельным сопротивлением погружены достаточно глубоко два одинаковых проводящих шара. Сопротивление, измеренное между шарами, оказалось равным R. Каким станет это сопротивление, если один из шаров заменить шаром вдвое меньшего радиуса? Жидкость смачивает шары.

16.Ф1503. В лаборатории работает криостат − установка для поддержания в рабочей камере очень низкой температуры. В описываемом случае эта температура составляет всего 3 × 10−6 К и установка при работе потребляет от электросети мощность 10 кВт. Мощность установки можно еще увеличить на 10 %. Теоретики, толпой обступившие установку, начинают громко спорить о том, является ли эта установка идеальной тепловой машиной (работающей по обращенному циклу) или не является. При этом уровень шума (мощность звуковых волн, падающих на единицу площади поверхности) достигает величины 1/10000 Вт/м2. Хватит ли запаса мощности установки, чтобы поддерживать и в этих условиях нужную температуру в рабочей камере? Полная площадь наружных стенок криостата составляет 0,5 м2. Считайте, что практически вся энергия звуковых волн поглощается при падении на наружную поверхность криостата и рассеивается внутри холодной камеры.

17.Ф1550. Планета З очень похожа на Землю, но на последних выборах во Всемирный парламент там победили антиэкологисты, которые немедленно построили на всей поверхности планеты (включая моря и океаны) атомные электростанции для нагрева атмосферы. На один квадратный метр поверхности приходится мощность 1000 Вт. Через какое время после начала нагрева температура атмосферы увеличится на 1 градус? Считайте, что сама планета не нагревается, а мощность излучения в космос остается неизменной.

18.Ф2157. Коаксиальный кабель состоит из центральной жилы диаметром d = 1 мм и проводящей оплетки диаметром D = 5 мм. Пространство между жилой и оплеткой заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 3. Найдите емкость и индуктивность в расчете на 1 м такого кабеля, а также величину волнового сопротивления − при подключении резистора такой величины к концу куска кабеля не происходит отражения электромагнитной волны, бегущей вдоль него.

19.Ф2161. Статуэтка школьника имеет массу 20 г, голова статуэтки сделана из серебра (плотность 12 г/см3), остальное − из дерева (плотность 0,8 г/см3). Известно, что фигурка не содержит полостей и не тонет в воде. Один грамм дерева стоит 1 рубль, один грамм серебра стоит 100 рублей. Сколько может стоить эта фигурка?
Справка: данная статуэтка художественной ценности не имеет, ее стоимость равна стоимости материалов.

20.Ф2166. DVD-диск вращается очень быстро. Оцените скорость движения точки поверхности диска мимо считывающего устройства, если за 100 секунд считывается 100 миллионов бит информации. Дорожки, на которых записана информация, расположены очень близко друг к другу − расстояние между соседними дорожками составляет примерно 1/1000 миллиметра.