КВАНТ Научно-популярный
физико-математический журнал для школьников и студентов

Задачник «Кванта» по физике

Условия задач

1998 год

1628. Пластина радиусом 20 см равномерно вращается в горизонтальной плоскости, совершая 33 оборота в минуту. От центра пластины к её краю ползёт строго вдоль радиуса жучок маленького размера, его скорость постоянна по величине и составляет 10 м/с. При каком минимальном коэффициенте трения жучка о поверхность пластины он сумеет добраться таким образом до края пластины?

1629. Два одинаковых куба массой M каждый стоят, почти соприкасаясь гранями на гладкой горизонтальной поверхности. Сверху на них аккуратно помещают шар массой m, который начинает смещаться вертикально вниз, раздвигая кубики в стороны. Найдите скорость шара непосредственно перед ударом о горизонтальную поверхность. Начальная скорость шара пренебрежимо мала. Радиус шара R, ребро куба H. Трения нигде нет.

1630.

1631.

1632.

1633. Цикл тепловой машины состоит из двух адиабат и двух изохор. Найдите КПД цикла, если известны температуры T1 и T2 - начальная и конечная для одной из адиабат. Рабочее тело - идеальный газ.

1634. В распоряжении физика есть два тепловых резервуара - очень горячий с температурой 200° C и просто горячий с температурой 70° C. Физику велено сообщить очень горячему телу количеством теплоты 1000 Дж и просто горячему - количество теплоты 2000 Дж. Какую минимальную механическую работу ему придётся для этого совершить? Теплоёмкости горячего и очень горячего тел можно считать очень большими.

1635. Нелинейный двухполюсник имеет воль-амперную характеристику, которая описывается формулой U = 10I2, где ток измеряем в амперах, а напряжение - в вольтах. Два таких двухполюсника соединены последовательно и подключены к идеальной батарее с напряжением E = 10 В. Параллельно одному из двухполюсников подключают резистор. При каком сопротивлении этого резистора тепловая мощность, которая на нём выделяется, окажется максимальной?

1636. К идеальной батарее подключены последовательно конденсатор ёмкостью C = 100 мкФ и амперметр, сопротивление которого составляет r = 10 Ом. При помощи быстродействующего переключателя конденсатор в этой цепи переключается n = 100 раз в секунду то в одной, то в другой полярности (выводы конденсатора всё время меняются местами друг с другом); стрелка прибора при этом практически не дрожит. Обычный магнитоэлектрический амперметр показывает в таком случае силу тока I1 = 0,01 А. Что покажет в такой цепи амперметр тепловой системы с тем же сопротивлением? Приборы были отградуированы в цепи постоянного тока.

1637. Катушка индуктивностью L = 1 Гн присоединена параллельно конденсатору ёмкостью C = 10 мкФ; последовательно с полученным контуром включён ещё один такой же конденсатор и к полученной цепи подключён генератор низкой частоты с амплитудой выходного напряжения U0 = 1 В. На какой частоте ток, потребляемый от генератора цепью, получается очень малым? Оцените максимальную амплитуду напряжения на катушке, если сопротивление провода её обмотки R = 10 Ом. Остальные элементы цепи считайте идеальными.

1638.

1639.

1640.

1641.

1642.

1643.

1644.

1645.

1646.

1647. В глубоком космосе на большом расстоянии от всех других тел движется длинная цилиндрическая труба, запаянная с одного конца. Неподалёку от этого конца приклеен поршень массой M = 1 кг, отделяющий от окружающего вакуума 1/100 полного объёма трубы. В этой части трубы находится небольшая порция азота при температуре T = 300 K и давления p = 0,5 атм. В некоторый момент поршень отклеивается и под давлением газа начинает скользить без трения вдоль трубы. Определите, через какое время после начала движения поршень вылетит из трубы. Длина трубы L = 5 м, площадь поперечного сечения S = 100 см2, масса трубы в 10 раз больше массы поршня.

1648. В сосуде объёмом V = 100 л находится воздух при нормальных условиях. Снаружи - вакуум. В стенке сосуда на время τ = 1 с открывается небольшое отверстие площадью S = 0,1 см2 и сразу после этого закрывается. Оцените количество вылетевших за это время молекул и их суммарную энергию.

Кстати заметим, что воздух - смесь двухатомных газов.

1649.

1650.

1651.

1652.

1653.

1654.

1655.

1656.

1657.

1658.

1659.

1660.

1661.

1662.

1663.

1664.

1665.

1666.

1667.

1668.

1669.

1670.

1671.

1672.
 

Что такое «Задачник "Кванта"»?

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Все задачи в одном файле