ГДЗ-Физика-задачник-10-11кл-Рымкевич-2003-www.frenglish.ru (991534), страница 16
Текст из файла (страница 16)
вся его потенциальная энергия перешла в тепловуюформу.№ 669(664).Дано:Решение.v = 200 м/с;k = 78% = 0 ,78;Джc = 130.кг×Кmc∆t = kmv 2;2kv 2 0,78 ⋅ ( 200 м/с )== 120 K .Дж2c2 ⋅ 1302∆t =кг ⋅КОтвет: ∆t = 120 K.Найти: ∆t.№ 670(665).Дано:Решение.v = 50 м/с;h = 500м;Джc = 430.кг×Кmgh = kmv 2+ mc∆t ;222 gh − v 2 2 ⋅ 10 м/с ⋅ 500 м − ( 50 м/с )== 8 ,7 K .Дж2c2 ⋅ 4302∆t =кг ⋅К∆t.Ответ: ∆t = 8,7 K.Найти:№ 671(666).Дано:Решение.l , α , k , c.1) mgl = mgl (1 − cosα ) + Q; Q = mgl cosα ;kgl cosα2) mc∆t = kQ = kmgl cosα ; ∆t =.c∆t.Найти:Ответ:∆t =kgl cosα.c№ 672(667).Решение.Дано:c, v,2v;v1) 2mv − mv = 3mv; v ' = ;32) Q +Q=( )3m v'22=4mv 2 mv 2+;2225mv3m v 2 5mv 2 mv 2 7 2−⋅=−= mv ;22 92633) 3mc∆t = Q =7 mv 27 2mv ; ∆t =.39c185∆t.Ответ:Найти:∆t =7 mv 2.9c№ 673(668).Дано:Решение.Джt0 = 127 C; c = 130;кг×Кoαt = 327o C; L = 2,5 ⋅ 104 Дж/кг;α = 80% = 0,8.v=2 ⋅ (c(t − t 0 ) + L )α≈ 357 м/с.Ответ: v ≈ 357 м/с.Найти: v.№ 674(669).Дано:v , m, M ,α = 3,8 ⋅ 106mv 2= cm(t − t0 ) + Lm;2Решение.Дж.кгEНайти: k .QEk =Emv 2mv 2; Q = αM ; k =.Q22Mα1) При v = 680 м/с; m = 6,2 кг; M = 1кгEk 6 ,2 кг ⋅ ( 680 м/с )=≈ 0 ,38 = 38%.Q 2 ⋅ 1 кг ⋅ 3,8 ⋅ 106 Дж2кг2) При v = 700 м/с; m = 8 г; M = 1,6 г8 г ⋅ ( 700 м/с )Ek=≈ 0 ,32 = 32%.Q 2 ⋅ 1,62 г ⋅ 3,8 ⋅ 106 Дж2кг№ 675(670).Рабочая смесь.№ 676(671).Дано:Tи = 117o С = 390 К ;Tx = 27o C = 300 K ;t = 1c;Q = 60 кДж.Найти: η , Qx , N .186Решение.T −T390 К − 300 Кη= н x =≈ 0,23;Tн390 КQx = (1 − η )Qx = (1 − 0,23) ⋅ 60 кДж = 46 кДжQ − Qx 60 кДж − 46 кДж== 14 кВт.t1сОтвет:η = 0,23, Qx = 46 кДж ,N = 14 кВт.N=№ 677(672).Дано:Q = 1 кДж = 1000Дж,A = 300 Дж,Tx = 280 К.Решение.η=ηTн = Tн − Tx ;Tн =Найти: η, Tн.№ 678(н).Дано:TX=293KTH=473KQ1=80 кДжНайти: η, Q2,h-?A 300Tн − Tx; η= == 0,3;Q 1000TнTx280== 400 K .1 − η 1 − 0,3Ответ: η = 0,3, Tн = 400 К.Решение.η = 1−η=TX= 38%THA mghQ η=<=> h = H = 7,6 м.QHQHmgQX = QH (1 − η ) = 49600 Дж.Ответ: h = 7,6м.№ 679(674).Дано:v = 108 км/ч = 30 м/с;Решение.lηVρα ηvVραt= ; N===vtlV = 3,7л = 3,7 ⋅ 10−3 м3 ;=3ρ = 700 кг/м ;0,25 ⋅ 30 м/с ⋅ 3,7 ⋅10−3 м35l = 100 км = 10 м;η = 25% = 0,25; α = 4,6 ⋅107 Дж/кНайти: N .№ 680(675).Дано:l = 80 км; t = 1час = 3600с;N = 70 кВт = 7 ⋅ 10 4 Вт;η = 25% = 0,25; ρ = 800 кг/мα = 4,2 ⋅ 107 Дж/кг;n = 40 л/100 км;Найти: ∆V105 м⋅700 кг/м3 ⋅ 4,6 ⋅107 Дж/кг ≈ 9000Вт ≈ 9кВтОтвет: N = 9 кВт.Решение.ηρVα = Nt ; V =Ntηρα= 0,03 м 3 = 30 л;V− n ) = −(V − ln) =l40 л ⎞⎛= − ⎜ 30 л − 80 км ⋅⎟ = 2 л.100 км ⎠⎝∆V = −l(Ответ: ∆V = 2 л.187№ 681(676).NFFmgm = 4 ,6 ⋅ 103 кг;Решение.1) ma = F + mg + F тр + N ;sinβ = 0 ,025;x : ma = F − Fтр − mgsinβ;Дано:t = 40 c;y : 0 = N − mgcosβ;3ρ = 700 кг/м ;l = 200м;α = 4 ,6 ⋅ 107 Дж/кгµ = 0 ,02;η = 20% = 0, 2;Fтр = µN ; ma = F − mg (sin β + µ cos β ).Учитывая β < 0,1, получимF = m(a + g sin β + gµ ).22) l = at ; a = 22l ;2t2l3) A = Fl = ml ⎛⎜ 2 + g sin β + µg ⎞⎟;t⎝⎠⎛ 2l⎞4) ηVρα = ml ⎜ 2 + g sin β + µg ⎟;⎝t⎠V=Найти: V .188ml ⎛ 2l⎞−4 3+ gsinβ + µg ⎟ ≈ 10 м = 0,1 л.ηρα ⎜⎝ t 2⎠Ответ: V = 0,1 л.ЭЛЕКТРОДИНАМИКАЭлектрическое полеЭлектрическое поле и электрический заряд ⎯ первичные понятия, которые не определяются аналогично понятиям точки и прямойв геометрии.
Неподвижный заряд создает вокруг себя электрическоеполе. Если замкнутая система обладала зарядом q, то при любыхизменениях в ней заряд q сохраняется. Это фундаментальное утверждение носит название закона сохранения заряда.Точечным зарядом называется заряд исчезающе малых размеров.Из эксперимента известно, что два точечных заряда q1 и q2 на расстоянии r взаимодействуют с силой F, значение которой определяется законом Кулона:F =kгде k = 9⋅109Н×м 2Кл 2q1q2r2,⎯ коэффициент пропорциональности. Когда заря-ды одноименные, то они отталкиваются, когда разноименные ⎯притягиваются.Силовой характеристикой электрического поля является векторнапряженности E .
Рассмотрим некоторый заряд q, внесенный вэлектрическое поле E . Тогда на него будет действовать сила F ,которая определяется формулой: F = qE . Это формула может служить определением вектора напряженности электрического поля.Для графического представления электростатического поля пользуются понятием линий напряженности. Эти линии начинаются наположительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Касательная в каждой точке линии напряженности направлена также,как и вектор E .
Если имеется N зарядов, каждый из которых создает свое поле E1 , E2 ,…, E N , то полная напряженность в любой точке пространства E определяется как векторная сумма этих напряженностей (принцип суперпозиции):E = E1 + E2 + ... + EN .Для точечного заряда q значение напряженности E в точке, удаленной от него на расстоянии r, выражается формулой:E=kqr2.Проводником называется тело, содержащее свободные заряды.Если мы сообщим проводнику некоторый заряд q, то он распределится по поверхности, а внутри проводника поле будет равно нулю.189Поверхностной плотностью σ называется отношение заряда к площади поверхности проводникаS: σ =q.SПоле заряженного проводящего шара снаружи от него совпадаетс полем точечного заряда, а внутри него равно нулю.
Поле бесконечной заряженной проводящей плоскости с поверхностной плотностью заряда σ определяется формулой:σ,E=2ε 0где ε0 = 8,854⋅10–12 Ф/м ⎯ электрическая постоянная.Диэлектриком называется тело, в котором отсутствуют свободные заряды. При помещении диэлектрика в электрическое полепроисходит его поляризация, при этом поле E в диэлектрикеуменьшается в ε раз:E=E0,εгде E0 ⎯ напряженность поля вне диэлектрика, ε ⎯ диэлектрическая проницаемость.При перемещении заряда q в электрическом поле E на расстояние ∆l = l2–l1 совершается работа A: A = qE∆l = qE ( l2 − l1 ) . Изменениепотенциальной энергии ∆WP равно:∆WP = − A = −(qEl2 − qEl1 ) = WP1 − WP 2 .Потенциал ϕ ⎯ энергетическая характеристика электрическогополя, он определяется формулой:ϕ=WP.qЭквипотенциальные поверхности ⎯ это такие поверхности, вкаждой точке которых потенциал постоянен.
Потенциал поля ϕ внекоторой точке пространства, созданный N зарядами, равен алгебраической сумме потенциалов ϕ1, ϕ2,…, ϕN, созданных отдельнымизарядами (принцип суперпозиции): ϕ = ϕ1 + ϕ2 + … + ϕN. Потенциалполя точечного заряда q на расстоянии r от него определяется формулой:ϕ= kq.rНапряжением U между точками A и B называется разность потенциалов:U = ϕ1 – ϕ2,190где ϕ1 — потенциал в точке A, ϕ2 — потенциал в точке B. НапряжениеU связано с напряженностью E электрического поля следующейформулой:E=U.∆lКонденсатором называется устройство, способное накапливатьзаряд.
Емкость конденсатора C определяется как отношение зарядаq на его обкладках к приложенному напряжению U:C=q.UЕмкость не зависит от заряда и напряжения на нем, а определяется его геометрическими свойствами (формой и размером) и родомсреды. Для плоского конденсатора емкость равна:C=ε 0εS,dгде ε ⎯ диэлектрическая проницаемость среды между обкладками,S ⎯ площадь обкладок, d ⎯ расстояние между обкладками.Энергия заряженного конденсатора W определяется формулой:W=qU q 2 CU 2==.22C2Плотность энергии ω электрического поля E выражается формулой:ω=№ 682(677).Дано:q1 = q2 == 10 нКл = 10–8 Кл;r = 3 см ==3⋅10–2 м.Найти F.ε0 ε E 2.2Решение:q1 q 2Н ⋅ м2 10−8Кл ⋅ 10−8КлF=k= 9 ⋅ 109⋅=22Кл 2r3 ⋅ 10−2м()−3= 10 Н = 1 мН.Ответ: F = 1 мН.№ 683(678).Решение.Дано:q1 = 1 мкКл = 10–6 Кл;q1 q2q1 q2q2 = 10 нКл = 10–8 Кл; F = k 2 ; r = k F =rF = 9 мН = 9⋅10–3 Н.= 9 ⋅ 109Найти r.Н ⋅ м2 10−6Кл ⋅ 10−8КлКл29 ⋅ 10−3Н= 0,1 м = 10 см .Ответ: r = 10 см.191№ 684(679).Дано:Решение.q1, q2,q1 q2q’1 = 4q1, F1 = k r 2 ;1q’2 = q2,q'q'24q q1F1 = F2.F2 = k=k 12 2 ;2r2r2F1 = F2 ;kq1 q2r12=k4q1 q2r2 2;r2= 4 = 2.r1Ответ: расстояние между зарядами надо увеличить вrНайти 2 .r1 2 раза.№ 685(680).ААТ1Т1yF клВВ −qF кл+qТ2Т2Т2F клТ2СС+q+qF клmgДано:m = 0,2 г == 2⋅10–4 кг;r = 3 см == 3⋅10–2 м;q1 = q2 == 10 нКл = а)= 10−8Кл;q1, q2 — одноименные;б) q1, q2 —разноименные.192mgРешение.Запишем второй закон Ньютона для первого и второго шариков:Fкл + Т1 − Т2 − mg = 0;(1.a)(2.a)−Fкл + T2 − mg = 0.Из (2.а) выражаем Т2:q1 q 2Т2 = Fкл + mg = k+ mg =r2= 9 ⋅ 109Н ⋅ м 2 10−8Кл ⋅ 10−8Кл⋅+ 2 ⋅ 10−4кг ⋅ 10 м/с 2 =−2 2Кл 23 ⋅ 10 м()= 3 ⋅ 10 −3 Н = 3 мН .Подставим выражение для Т2 в (1.а) и выразим Т1.Fкл + Т1 − Fкл – mg − mg = 0T1 = 2mg = 2⋅2⋅10–4 кг⋅10 м/с2 = 4⋅10–3 Н = 4 мН.б) Запишем второй закон Ньютона для первого ивторого шариков:Т1 − Fкл − Т2 − mg = 0;(1.б)Fкл + Т2 − mg = 0.(2.б)Из (2.б) выражаем Т2:q1 q2Т2 = mg – Fкл = mg − k= 2 ⋅ 10 −4 кг ⋅ 10 м/с 2 −2r−9 ⋅ 109Н ⋅ м 2 10−8Кл ⋅ 10−8Кл⋅= 10−3Н = 1 мН.−2 2Кл 23 ⋅ 10 м()Подставим выражение для Т2 в (1.б) и выразим Т1.Т1 − Fкл − mg + Fкл – mg = 0;T1 = 2mg = 2⋅2⋅10–4кг⋅10 м/с2 = 4⋅10–3 Н = 4 мН.Найти: Т1, Т2.
Ответ: а) Т1 = 4 мН; Т2=3 мН; б) Т1 = 4 мН; Т2=1 мН.№ 686(681).Дано:r = 10 см = 0,1 м;F = 0,23 мН == 2,3⋅10–4 Н;е = 1,6 ⋅ 10 −19 КлРешение.F=kN=q qr2qr=ee=kq2r2; q =r⋅F;kF0,1м2,3 ⋅ 10−4 Н== 1011 .192−k 1,6 ⋅ 10 Кл9 Н⋅м9 ⋅ 102Кл11Найти: N.№ 687(н).Дано:m = 100гq1 = 20 кКлl = 30 смОтвет: N = 10 .Решение:Первоначальная сила натяжения нити T1 = mg.Для уменьшения Т вдвое:T=1 q1q2mg= mg −24πε 0 l 2=> q2 =mg 4πε 0l 2= 0, 25 ì êÊë.q12Аналогично для второго случая q2 = 0,5 мкКл, длятретьего q2 = -1,5 мкКл.Найти q2 - ?Ответ: q2 = 0,25 мкКл, 0,5 мкКл, -1,5 мкКл193№ 688(н).Сила электрического отталкивания:q q(1,6⋅10-19)21F =k 1 2 =9⋅910=8⋅10-23122rrr2Сила гравитационного притяжение:F2 =γm2(9,110⋅ −31)21=6,7⋅10−11=7⋅10−71 22rr2rСледовательно сила притяжение меньше силы отталкивания в1048 раз.№ 689(684).Дано:Решение.q, 4q, r.q1 q2 4q2F =k 2 =k 2 ;rrq1 + q2 q + 4q 5q1′ = q2′ === q;222F =kkНайти x.4q 2r2q1′ q2′x2=k=k25q 24 x225q 24x2;54; x = r = 1,25r .Ответ: x = 1,25r.№ 690(685).q1F 23q3Дано:q1 = 10 нКл == 10–8 Кл,q2 = 16 нКл == 1,6⋅10–8 Кл,r1 = 7 мм == 7⋅10–3 м,q3 = 2 нКл == 2⋅10–9 Кл,r2=3 мм=3⋅10-3м,r3=4 мм=4⋅10-3м.Решение.Найти F.Ответ: F = 2 мН.194q2F 13Так как r1 = r2 + r3, то заряд q3 лежит на прямой,соединяющей заряды q1 и q2.F = F13 − F23 = k9F = 9 ⋅ 10Н ⋅ м2Кл2q1 q3r22−kq2 q3r32⎛ qq ⎞= k q3 ⎜ 12 − 22 ⎟ .⎜rr3 ⎟⎠⎝ 2⎛⎜ 10−8Кл⋅ 2 ⋅ 10 Кл ⋅ ⎜⎜ 3 ⋅ 10−3м⎝= 2 ⋅ 10−3Н = 2 мН.−9(⎞1,6 ⋅ 10−8Кл ⎟−=2⎟4 ⋅ 10−3м ⎟⎠) (2)№ 691(686).AD+qBFcaq/2q/2AFcbBCFca Fcb−qBC−q+qДано:Решение.+ q, –q, q/2,DА = АС=СВ = r.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
