Задачи по термодинамике с подробными решениями
Изменение внутренней энергии при теплообмене. Теплота сгорания топлива.
5.1.1 Тело нагрелось на 5 К, поглотив 10 кДж теплоты. Чему равна его теплоемкость?
5.1.2 На сколько градусов нагреется вода массой 0,5 кг, если ей сообщить 16,8 кДж тепла?
5.1.3 Сколько тепла выделится при сгорании 2 кг бензина?
5.1.4 На сколько увеличилась внутренняя энергия 1 кг воды при нагревании её на 2 К?
5.1.5 Сколько тепла было передано льдинке массой 50 г, если она нагрелась на 3 К?
5.1.6 Какая установится температура воды после смешивания 39 л воды при 20 C и 21 л при 60 C?
5.1.7 Железный стержень массой 5 кг, нагретый до 550 C, опускается в воду. Сколько теплоты
5.1.8 Сколько литров воды при 100 C нужно добавить к воде при 20 C, чтобы получить
5.1.9 В стакане было 50 г воды при температуре 20 C. В него долили 100 г воды при температуре
5.1.10 Реактивный самолет пролетает с постоянной скоростью 250 м/с путь 1800 км, затрачивая
5.
1.11 Гусеничный трактор развивает номинальную мощность 60 кВт и при этой мощности
5.1.12 В стакане имеется 250 г воды при температуре 80 C. На сколько понизится температура
5.1.13 Воду массой 4,65 кг, взятую при температуре 286 К, нагревают до 308 К погружением куска
5.1.14 Определить удельную теплоемкость трансформаторного масла, если для нагревания 5 т
5.1.15 Тепловая нагрузка горелки водонагревателя равна 25 МДж/ч, вместимость бака 80 л
5.1.16 В электрическом чайнике мощностью 800 Вт можно вскипятить 1,6 л воды, имеющей
5.1.17 Для закалки стальную деталь, нагретую до 1073 К, массой 0,5 кг опустили в воду массой 10 кг
5.1.18 Мощность, развиваемая двигателем самолета на скорости 900 км/ч, равна 3 МВт. При этом
5.1.19 Определите расход бензина автомобилем на 1 км пути при скорости 72 км/ч. Мощность
5.1.20 Горячее тело, температура которого 70 C, приведено в соприкосновение с холодным телом
5.1.21 Для экономии энергии стальной бак массой 4 кг заменили стальной сеткой массой 1,5 кг
5.
1.22 Смешали 24 кг цемента при температуре 5 C с 30 л воды при температуре 35 C. Определить
5.1.23 Для приготовления ванны необходимо смешать холодную воду при 11 C и горячую
5.1.24 Автомобиль расходует 5,67 кг бензина на 50 км пути. Определить мощность, развиваемую
5.1.25 Алюминиевый сосуд содержит 118 г воды при температуре 20 C. Кусок железа массой
5.1.26 Автомобиль, движущийся со средней скоростью 72 км/ч, развивает силу тяги 2500 Н
5.1.27 Определить КПД нагревателя, расходующего 80 г керосина на нагревание 3 л воды
5.1.28 На спиртовке нагревали воду массой 100 г от 16 до 71 C. При этом был сожжен спирт массой
5.1.29 Медное тело, нагретое до 100 C, опущено в воду, масса которой равна массе тела
5.1.30 На сколько километров пути хватит 40 л бензина автомобилю, движущемуся со скоростью
5.1.31 В ванне находится 400 л воды при температуре 30 C. Из крана вытекает горячая вода
5.1.32 Чтобы нагреть 1,8 кг воды от 18 C до кипения на горелке с КПД 25%, потребовалось
5.
1.33 У какого из тел теплоемкость больше и во сколько раз: у куска свинца массой 1 кг или
5.1.34 Для определения удельной теплоёмкости 0,15 кг вещества, взятого при температуре 100 C
5.1.35 Сколько керосина необходимо сжечь, чтобы 50 л воды нагреть от 20 C до кипения? КПД
5.1.36 На зажженную спиртовку с КПД 60% поставили сосуд с 500 г воды при 20 C. Через какое
5.1.37 Какое количество керосина потребовалось бы сжечь, чтобы вывести спутник массой
5.1.38 Какую массу керосина потребовалось бы сжечь, чтобы вывести спутник массой 1000 кг
5.1.39 В стеклянный сосуд массой 120 г, имеющий температуру 20 C, налили горячую воду
5.1.40 В батарею водяного отопления вода поступает при 80 C по трубе площадью поперечного
5.1.41 Газовая нагревательная колонка потребляет 1,8 м3 метана (Ch5) в час. Найти температуру
5.1.42 Какую массу керосина нужно сжечь, чтобы вывести спутник массой 1000 кг на круговую
5.1.43 Некоторая установка, выделяющая мощность 30 кВт, охлаждается проточной водой
5.
1.44 Теплоизолированный сосуд разделен на две части перегородкой, не проводящей тепла
5.1.45 Ванну емкостью 100 литров необходимо заполнить водой, имеющей температуру 30 C
5.1.46 В калориметр налили 500 г воды, имеющей температуру 40 C, и положили кусок льда
5.1.47 В сосуд, содержащий 1 кг льда при температуре 0 C, влили 330 г воды при температуре 50 C
5.1.48 Слой льда толщиной 4,2 см имеет температуру 0 C. Какова минимальная толщина слоя воды
5.1.49 В калориметр, содержащий 100 г льда при температуре 0 C, налили 150 г воды, имеющей
Фазовые переходы
5.2.1 Сколько требуется энергии для испарения 4 кг воды, взятой при температуре кипения?
5.2.2 Из 450 г водяного пара с температурой 373 К образовалась вода. Сколько теплоты
5.2.3 Сколько тепла выделится при конденсации 10 г пара и охлаждении получившейся воды
5.2.4 Монету из вещества с плотностью 9000 кг/м3 и удельной теплоёмкостью 0,22 кДж/(кг*К)
5.2.5 На сколько возрастёт потенциальная энергия взаимодействия между молекулами
5.
2.6 Кусок свинца массой 1,6 кг расплавился наполовину при сообщении ему количества
5.2.7 В теплоизолированном сосуде находится вода при 273 К. Выкачивая из сосуда воздух
5.2.8 На нагревание 5 кг воды от 303 К до кипения и на обращение в пар при температуре
5.2.9 Сколько было затрачено бензина в нагревателе с КПД 32%, если с его помощью 4 кг воды
5.2.10 При охлаждении 40 кг жидкого олова, взятого при температуре плавления 505 К
5.2.11 Нагретый алюминиевый куб положили на лёд, и он полностью погрузился в лёд. До какой
5.2.12 Водяной пар массой 200 кг при температуре 100 C пропустили через воду при температуре
5.2.13 Комок мокрого снега массой 0,3 кг поместили в 1,2 л воды при температуре 21 C. После того
5.2.14 В калориметре находится 1 кг льда при -40 C. В него впускают 1 кг пара при 120 C
5.2.15 Под невесомым поршнем в цилиндре находится 1 кг воды при температуре 0 C. В воду
5.2.16 Сколько энергии нужно затратить, чтобы 6 кг льда при -20 C обратить в пар
5.
2.17 В сосуд, содержащий 10 кг льда при 0 C, влили 3 кг воды при 90 C. Какая установится
5.2.18 В теплоизолированный сосуд малой теплоёмкости налили 0,4 кг воды при 293 К и положили
5.2.19 В холодильник, потребляющий мощность 200 Вт, поместили воду массой 2 кг
5.2.20 Через воду, имеющую температуру 10 C, пропускают водяной пар при 100 C. Сколько
5.2.21 Струя стоградусного водяного пара направляется на кусок льда массой 10 кг
5.2.22 В 5 кг воды, температура которой 288 К, опущен 1 кг льда с температурой 270 К. Какая
5.2.23 В литр воды при 20 C бросили комок мокрого снега массой 250 г. Когда весь снег растаял
5.2.24 Колба, теплоемкостью которой можно пренебречь, содержит 600 г воды при 80 C
5.2.25 На электрической плитке мощностью 600 Вт находится чайник с двумя литрами воды
5.2.26 В условиях Севера пресную воду получают из снега. Сколько дров нужно израсходовать
5.2.27 Тающий лёд массой 0,5 кг погрузили в калориметр с 0,3 кг воды при температуре 80 C
5.
2.28 При замораживании некоторого вещества в холодильнике потребовалось 4 мин для того
5.2.29 В ведре находится смесь воды со льдом массой m=10 кг. Ведро внесли в комнату
5.2.30 В сосуд с водой объемом 0,25 л при 20 C поместили 50 г расплавленного свинца
5.2.31 В сосуд, содержащий 2,3 кг воды при 20 C, бросают кусок стали, который передаёт воде
5.2.32 Калориметр содержит 250 г воды при температуре 15 C. В воду бросили 20 г мокрого
5.2.33 В калориметр теплоёмкостью 1254 Дж/К бросили 30 г мокрого снега
5.2.34 Сосуд, содержащий воду, внесли в теплую комнату, причем за 15 мин температура
5.2.35 Алюминиевый чайник массой 0,4 кг, в котором находится 2 кг воды при 10 C
5.2.36 В латунный калориметр массы 0,3 кг , содержащий 1 кг воды при 18 C, опускается
5.2.37 В калориметр, содержащий 1,5 кг воды при 20 C, положили 1 кг льда, имеющего
5.2.38 В сосуд с водой объемом 0,25 л при 20 C поместили 50 г расплавленного свинца
Изменение внутренней энергии тела при совершении работы
5.
3.1 Стальной шар падает с высоты 15 м. При ударе о землю вся накопленная им энергия
5.3.2 Многократное перегибание алюминиевой проволоки массой 2 г нагревает её на 40 C
5.3.3 На сколько температура воды у основания водопада с высотой 20 м больше
5.3.4 С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы при ударе о препятствие
5.3.5 При трении двух тел, теплоёмкости которых по 800 Дж/К, температура через 1 мин
5.3.6 Найти высоту, на которой потенциальная энергия груза массой 1000 кг равна количеству
5.3.7 Чему равна высота водопада, если температура воды у его основания на 0,05 C больше
5.3.8 С какой высоты упал свинцовый шар, если при падении изменение его температуры
5.3.9 Две одинаковых льдинки летят навстречу друг другу с одинаковыми скоростями
5.3.10 Вода падает с высоты 60 м. На сколько температура воды внизу водопада выше
5.3.11 С какой скоростью должна лететь льдинка при 0 C, чтобы при резком торможении
5.3.12 Снежок, летящий со скоростью 20 м/с, ударяется в стену.
Какая часть его расплавится
5.3.13 Стальной шар, падая свободно, достиг скорости 41 м/с и, ударившись о землю
5.3.14 Свинцовая пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 100 м/с, попадает
5.3.15 Свинцовая пуля, летящая со скоростью 430 м/с, пробивает стену, причем скорость
5.3.16 При выстреле вертикально вверх свинцовая пуля ударилась о неупругое тело
5.3.17 Свинцовая пуля пробивает доску, при этом её скорость падает с 400 до 200 м/с
5.3.18 Свинцовая пуля, летящая горизонтально со скоростью 500 м/с, пробивает
5.3.19 С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы расплавиться при ударе
5.3.20 Железный метеорит влетает в атмосферу Земли со скоростью 1,5·103 м/с
5.3.21 Сани массы 300 кг равномерно движутся по горизонтальной снежной поверхности
5.3.22 Найти работу газа, совершенную в процессе 1-2-3
5.3.23 Найти работу газа в процессе 1-2-3
5.3.24 Найти работу газа в процессе 1-2
5.3.25 Укажите, в каком из случаев работу внешних сил по изменению состояния идеального газа
Внутренняя энергия идеального газа.
Работа газа при изменении объема.5.4.1 Какова температура одноатомного идеального газа, если известно, что внутренняя энергия
5.4.2 На сколько увеличится внутренняя энергия 1,5 моль гелия при нагревании на 40 К?
5.4.3 Газ, занимающий объем 6,6 л, расширяется при постоянном давлении 515 кПа
5.4.4 При сжатии газа внешними силами была совершена работа 12 кДж. Какую работу
5.4.5 Газ, занимающий объем 460 л при температуре 280 К, нагрели до 295 К. Найти работу
5.4.6 Углекислый газ массой 220 г имеет температуру 290 К. Определить работу газа
5.4.7 Определить работу, которую совершает газ при изобарном нагревании на 50 C, если он
5.4.8 Газ был нагрет изобарно от 285 до 360 К. Какую работу совершил при этом газ
5.4.9 160 г гелия нагревают от 50 до 60 C. Найти работу газа при постоянном давлении
5.4.10 Рассчитайте внутреннюю энергию одноатомного идеального газа в количестве 3 моль
5.4.11 Какую работу совершил гелий массой 40 г при его изобарном нагревании на 20 К?
5.
4.12 На сколько изменится внутренняя энергия восьми молей идеального одноатомного газа
5.4.13 Вычислить работу, которую совершают 2 моля идеального газа при изобарном
5.4.14 Каково давление одноатомного газа, занимающего объем 2 л, если его внутренняя
5.4.15 На сколько изменится давление идеального одноатомного газа, если его внутреннюю
5.4.16 Во сколько раз изменится внутренняя энергия идеального газа, если его давление
5.4.17 Внутренняя энергия одноатомного газа массой m при температуре T равна U
5.4.18 На сколько градусов надо нагреть газ, чтобы его объем увеличился вдвое по сравнению
5.4.19 Какая масса водорода находится в цилиндре под поршнем, если при изобарном
5.4.20 Один моль газа, имевший начальную температуру 300 К, изобарно расширился
5.4.21 Какую работу совершил водород массой 3 г при изобарном нагревании на 100 К?
5.4.22 19 м3 воздуха имеют температуру 50 C. Какую работу совершит воздух, расширяясь
5.4.23 В координатах давление-объем график процесса в идеальном одноатомном газе имеет
5.
4.24 Объем 120 г кислорода при изобарном нагревании увеличился в два раза. Определите
5.4.25 В цилиндре под тяжелым поршнем находится 20 г углекислого газа. Газ нагревается
5.4.26 На диаграмме T (температура) – V (объем) график процесса представляет собой прямую
5.4.27 Над идеальным газом проводят два замкнутых процесса. Какое соотношение
5.4.28 Некоторая масса газа, занимающего объем 0,01 м3, находится при давлении 0,1 МПа
5.4.29 Кислород массой 0,3 кг при температуре 320 К охладили изохорно так, что его давление
5.4.30 Некоторое количество газа нагревается от температуры 300 до 400 К. При этом объем газа
5.4.31 Газ изобарно увеличился в объеме в три раза при давлении 3000 кПа. Определить
5.4.32 В цилиндре находится газ, удерживаемый в объеме 1 м3 силой тяжести поршня и силой
5.4.33 Газообразный водород массой 1 кг при начальной температуре 300 К охлаждают
5.4.34 Определите работу, совершаемую одним молем газа за цикл, если
5.4.35 В сосуде объемом 2 л находится гелий при давлении 100 кПа и температуре 200 К
5.
4.36 Два одинаковых сосуда, содержащих одинаковое число молекул азота, соединены
5.4.37 Два сосуда, содержащие одинаковое количество атомов гелия, соединены краном
5.4.38 Два одинаковых сосуда, содержащие одинаковое число молекул азота, соединены
5.4.39 Два теплоизолированных сосуда соединены трубкой с закрытым краном. В первом
Первый закон термодинамики. Тепловой двигатель
5.5.1 Газ при изотермическом расширении получил 10 кДж теплоты. Чему равна
5.5.2 Какое количество теплоты получил гелий массой 1,6 г при изохорном нагревании
5.5.3 В адиабатическом процессе газ совершил работу 50 кДж. Чему равно приращение
5.5.4 Сколько тепла получил газ, если известно, что для его сжатия была совершена работа
5.5.5 При адиабатном расширении внутренняя энергия газа уменьшилась на 120 Дж. Какую
5.5.6 При изохорном нагревании 10 г неона его температура увеличилась на 205 К
5.5.7 Какое количество теплоты сообщили гелию массой 640 г при изобарном нагревании
5.
5.8 Определить, какое количество теплоты надо сообщить неону массой 400 г, чтобы
5.5.9 Какой процесс произошёл при сжатии идеального газа, если работа, совершаемая
5.5.10 При постоянном давлении 5 молям одноатомного газа сообщили теплоту 10 кДж
5.5.11 В закрытом сосуде объемом 2,5 л находится гелий при температуре 17 C и давлении
5.5.12 Один моль идеального газа, находящегося при температуре T0, нагревают. Какое
5.5.13 Закрытый баллон емкостью 50 л содержит аргон под давлением 200 кПа. Каким
5.5.14 Криптон массой 1 г был нагрет на 100 К при постоянном давлении. Какое количество
5.5.15 При изобарном расширении газа на 0,5 м3 ему было передано 0,26 МДж теплоты
5.5.16 В изотермическом процессе газ совершил работу 2 кДж. На сколько увеличится
5.5.17 Какой график соответствует процессу, в котором температура газа изменяется только
5.5.18 Количество теплоты, передаваемое газу, одинаково. В каком газовом процессе нагрев
5.5.19 Сколько молей одноатомного газа нагрели на 10 К, если количество подведенной
5.
5.20 Один моль одноатомного идеального газа нагревается при постоянном объеме
5.5.21 При нагревании 1 кг неизвестного газа на 1 К при постоянном давлении требуется
5.5.22 При изобарном расширении 40 г гелия его объем увеличили в два раза. Начальная
5.5.23 Идеальный одноатомный газ в количестве 5 моль сначала охлаждают
5.5.24 Один моль идеального одноатомного газа находится при нормальных условиях. Какое
5.5.25 При расширении одноатомного газа от 0,2 до 0,5 м3 его давление росло линейно
5.5.26 Двигатель Дизеля, КПД которого равен 35%, за некоторое время выбросил в атмосферу
5.5.27 Коэффициент полезного действия тепловой машины 20%. Какую работу совершает
5.5.28 Определить коэффициент полезного действия теплового двигателя, если температура
5.5.29 Идеальная тепловая машина совершает за цикл работу 1 кДж и отдаёт холодильнику
5.5.30 В идеальной тепловой машине температура нагревателя в три раза выше температуры
5.5.31 Во сколько раз максимально возможный КПД газовой турбины больше максимально
5.
5.32 Идеальная тепловая машина совершает работу 200 Дж, при этом холодильнику
5.5.33 Каков КПД идеальной паровой турбины, если пар поступает в турбину при температуре
5.5.34 КПД тепловой машины равен 15%. Какое количество теплоты передано от нагревателя
5.5.35 В результате циклического процесса газ совершил работу 100 Дж и передал
5.5.36 Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя 400 C
5.5.37 Газ в идеальной тепловой машине 70% теплоты, полученной от нагревателя
5.5.38 Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, получает от нагревателя
5.5.39 В идеальной тепловой машине за счёт каждого килоджоуля теплоты, получаемой
5.5.40 Двигатель работает по циклу Карно. Во сколько раз изменится его КПД, если при
5.5.41 Тепловой двигатель работает по циклу Карно. Количество теплоты, отдаваемое
5.5.42 Тепловая машина имеет максимальный КПД 35%. Определить температуру нагревателя
5.5.43 Коэффициент полезного действия тепловой машины равен 25%.
В результате её
5.5.44 Тепловая машина с максимально возможным КПД имеет в качестве нагревателя
5.5.45 Один моль одноатомного газа совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар
5.5.46 Над одним молем идеального газа совершают цикл, показанный на рисунке
5.5.47 В некотором процессе внутренняя энергия газа уменьшилась на 300 Дж, а газ
5.5.48 При изобарном расширении гелия совершена работа, равная 500 Дж. Какое
5.5.49 Если в некотором процессе газу сообщено 900 Дж теплоты, а газ при этом совершил
5.5.50 В каком из представленных на рисунке процессов AB, протекающих в данной массе газа
5.5.51 Два моля идеального газа совершают замкнутый цикл, изображенный на рисунке
5.5.52 В некотором процессе газу сообщено 800 Дж теплоты, а его внутренняя энергия
5.5.53 В некотором процессе газу сообщено 900 Дж теплоты, а его внутренняя энергия
5.5.54 На p-V диаграмме изображен цикл, проводимый с одноатомным идеальным газом
5.5.55 В идеальном тепловом двигателе за счёт каждого килоджоуля энергии, полученной
5.
5.56 Холодильник идеального теплового двигателя имеет температуру 27 C. Как изменится
5.5.57 Холодильник идеального теплового двигателя имеет температуру 27 C. Как изменится
5.5.58 Идеальный тепловой двигатель совершает за один цикл работу 30 кДж
5.5.59 Температура нагревателя идеального теплового двигателя равна 327 C, а температура
Все решения к “Сборнику задач по общему курсу физики” В.С. Волькенштейн
Все решения к “Сборнику задач по общему курсу физики” В.С. ВолькенштейнНа главную страницу | Общая физика
Предисловия
Глава I. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
§1. Кинематика
Задачи 1.1 – 1.33
Задачи 1.34 – 1.64
§2. Динамика
Задачи 2.1 – 2.43
Задачи 2.44 – 2.67
Задачи 2.68 – 2.
97
Задачи 2.98 – 2.129
Задачи 2.130 – 2.161
§3. Вращательное движение твердых тел
Задачи 3.1 – 3.32
Задачи 3.32 – 3.50
§ 4. Механика жидкостей и газов
Задачи 4.1 – 4.20
Глава II. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Задачи 5.1 – 5.40
Задачи 5.41 – 5.73
Задачи 5.74 – 5.104
Задачи 5.105 – 5.136
Задачи 5.137 – 5.172
Задачи 5.173 – 5.217
Задачи 5.218 – 5.234
§ 6. Реальные газы
Задачи 6.1 – 6.26
§ 7. Насыщенные пары и жидкости
Задачи 7.1 – 7.41
Задачи 7.42 – 7.84
§ 8. Твердые тела
Задачи 8.
1 – 8.41
Глава III. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
§ 9. Электростатика
Задачи 9.1 – 9.28
Задачи 9.29 – 9.63
Задачи 9.64 – 9.84
Задачи 9.85 – 9.129
§ 10. Электрический ток
Задачи 10.1 – 10.39
Задачи 10.40 – 10.72
Задачи 10.73 – 10.99
Задачи 10.100 – 10.126
§11. Электромагнетизм
Задачи 11.1 – 11.29
Задачи 11.30 – 11.75
Задачи 11.76 – 11.117
Задачи 11.118 – 11.132
Глава IV. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
§ 12. Гармоническое колебательное движение и волны
Задачи 12.1 – 12.24
Задачи 12.25 – 12.1266
§ 13. Акустика
Задачи 13.1 – 13.39
§ 14. Электромагнитные колебания и волны
Задачи 14.
1 – 14.28
Глава V. ОПТИКА
§ 15. Геометрическая оптика и фотометрия
Задачи 15.1 – 15.30
Задачи 15.31 – 15.69
§ 16. Волновая оптика
Задачи 16.1 – 16.48
Задачи 16.49 – 16.68
§ 17. Элементы теории относительности
Задачи 17.1 – 17.24
§ 18. Тепловое излучение
Задачи 18.1 – 18.22
Глава VI. ФИЗИКА АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА
§ 19. Квантовая природа света и волновые свойства частиц
Задачи 19.1 – 19.41
§ 20. Атом Бора. Рентгеновские лучи
Задачи 20.1 – 20.43
§ 21. Радиоактивность
Задачи 21.1 – 21.36
§ 22. Ядерные реакции
Задачи 22.1 – 22.43
§ 23.
Задачи 23.1 – 23.29
Приложение
На главную страницу | Общая физика
Используются технологии uCoz
Практические задачи: решения для свободного падения
Практические задачи: решения для свободного падения
1. (легко) Маленький мяч вылетает из окна в момент t = 0. Предполагая условия свободного падения, какое расстояние он пролетит за 2,8 секунды? Если бы у мяча была большая масса, упал бы он с большего расстояния?
Предположим, что y o = 0
y – y o = v o t + ½gt 2
y – 0 = 0 +-4,9(2,8) 2
y = -38,4 м
Свободно- ускорение падения не зависит от массы, поэтому расстояние, пройденное более массивным объектом, будет таким же.
2. Камень падает с крыши гаража из состояния покоя.
Крыша находится на высоте 6,0 м от земли.
а. (легко) Определите, сколько времени потребуется камню, чтобы упасть на землю.
y – y o = v o t + ½at 2
-6 – 0 = 0 + ½(-9,8)t 2
t = 1,1 с
б. (просто) Определите скорость камня в момент удара о землю.
v = v o + at
v = 0 + (-9,8)(1,1)
v = -10,8 м/с
c. (умеренная) Второй камень выбрасывается прямо вверх от уровня земли в тот момент, когда был выпущен первый камень. Эта вторая порода имела начальную восходящую скорость +6,0 м/с. Через какое время этот второй камень достигнет максимальной высоты?
v = v o + at
На максимальной высоте v = 0
0 = 6 + (-9,8)t
t = 0,61 с
d. (жестко) Через какое время после выпуска два камня будут иметь одинаковую высоту?
у 1 – у о,1 = v о,1 т + ½ат 2 И у 2 – у 0,2 = v о,2 т + ½ат 2
Когда у 1 = у 2 .
.. у o,1 + v o,1 t + ½at 2 = y 0,2 9000 9 + v о,2 t + ½at 2
0 + 0 + (-4,9)t 2 = -6 + 6t + (-4,9)t 2
6 = 6t
t = 1 с
y – y o = v o t + ½at 2
0 – 20 = 189t – 4,9t 2
4,9t 2 90 016 – 189t – 20 = 0
Используйте квадратное уравнение:
t = {38,7 с, -0,1 с}
Корень, имеющий физический смысл, равен t = 38,7 с
4. (средний) Воздушный шар парит над большим общественным парком. Затем оператор воздушного шара заставляет воздушный шар подниматься с постоянной скоростью 0,8 м/с. На некоторой высоте от земли оператор бросает из корзины камень. Камню требуется 10,3 секунды, чтобы попасть в цель на земле. На какой высоте (над землей) находился камень, когда его выпустили, и какова была его максимальная высота?
Чтобы найти начальную высоту:
y – y o = v o t + ½at 2
0 – y o = 0,8(10,3) – 4,9(10,3) 2
y 90 008 o = 511,60 м
Чтобы найти максимальную высоту: v = 0
v 2 = v o 2 + 2gΔy
0 = (0,8) 2 – 19,6(y max – 511,60) 9 0007 y max = 511,63 м (камень переместился на 3 см вверх перед падением вниз)
5.
Спланируйте эксперимент, который позволит вам доказать следующее утверждение: «Все объекты движутся к Земле с одинаковой скоростью». Ваш ответ должен включать процедуру (в том числе список оборудования, необходимого для проведения эксперимента), которой может следовать сокурсник для сбора необходимых данных. Наконец, укажите типы вычислений, которые можно выполнить с этими данными, чтобы доказать утверждение.
Конечно, существует множество различных процедур, которые можно использовать, и ваша может отличаться от указанной здесь. Но ваша процедура должна позволить студенту-исследователю прийти к такому же выводу.
Необходимое оборудование: измерительное устройство (например, рулетка) и секундомер.
Процедура:
Шаг 1: Поднесите два объекта (желательно две разные по массе плотные металлические сферы) к окну второго этажа дома.
Шаг 2: бросьте объект 1 (из состояния покоя), измеряя время, необходимое для падения с определенной высоты на землю. Сантиметровой лентой измерьте высоту.
Шаг 3: Бросьте второй объект с той же высоты, что и первый, снова замерив время до падения на землю.
Шаг 4. Повторите шаги 2 и 3 несколько раз, чтобы усреднить показания времени для каждого объекта.
Шаг 5. Повторите шаги со 2 по 4 для нескольких разных высот, возможно, используйте окно третьего этажа, если это возможно.
Анализ:
Для каждого испытания используйте кинематические уравнения для расчета ускорения объекта в этом испытании (пример: Δx = v o t + ½at 2 ).
Вывод: Каждое испытание будет показывать одинаковое ускорение для каждого объекта. Любые расхождения будут небольшими и в пределах разумного, основанного на различиях в эффективности каждого испытания. Например, сопротивление воздуха может немного варьироваться в зависимости от ветровых условий, но общим влиянием сопротивления воздуха на коротких расстояниях можно пренебречь.
6. (умеренная) Любитель ракетных моделей запускает ракету с датчиком движения на стартовой площадке.
Предположим, что y = 0 на стартовой площадке, что положительное значение направлено вверх, а масса топлива очень мала по сравнению с массой корпуса ракеты. Создайте качественные графики y-t, v-t и a-t для эксперимента, который начинается при старте и заканчивается, когда ракета сталкивается с Землей на обратном пути. Предположим свободное падение после того, как ракетное топливо израсходовано.
7. (умеренная) Определите расстояние между двумя стальными сферами (через 1,4 с), сброшенными с башни, если вторая сфера была сброшена через 0,5 с после первой. Предположим, что происходит свободное падение и что сферы падают из состояния покоя.
(Используйте y o = 0 и + вверх)
Сфера 1 через 1,4 с:
y 1 = y o + v o t + ½gt 2
у 1 = 0 + 0 – 4,9(1,4) 2
y 1 = -9,6 м
Сфера 2 через 0,9 с:
y 2 = y o + v о т + ½ гт 2
у 2 = 0 + 0 – 4,9(0,9) 2
y 1 = -4,0 м
В это время сферы будут находиться на расстоянии 5,6 м друг от друга.
8. (НЕОБЯЗАТЕЛЬНО жесткий) Если мяч подбрасывается вверх (условия свободного падения) с начальной скоростью 2,0 м/с, какое время он больше времени проводит в верхних 0,1 м подбрасываемого или в нижних 0,1 м бросать?
(Используйте y o = 0 и + вверх)
Сначала найдите максимальную высоту (где v = 0):
v 2 = v o 2 + 2gΔy
0 = 2 2 – 19,6Δy
Δy = максимальная высота = 0,2 м
Таким образом, движение верха составляет от y = 0,1 м (на пути вверх) до y = 0,1 (на пути вниз):
Нужно найти скорость при y = 0,1:
v 2 = v o 2 + 2gΔy
v 2 = 2 2 – 19,6 (0,1)
v = 1,4 м/с
(по симметрии скорость при y = 0,1 на пути вниз противоположна)
Теперь найдем время для движения верхней части: движение дна на пути вверх:
y – y o = ½(v + v o )t
0,1 – 0 = ½(1,4 + 2)t
t = 0,06 с
По симметрии для движения дна на спуске t = 0,06 с.
Таким образом, верхняя часть движения длится 0,29 с, а нижняя — 0,12 с. Это помогает объяснить, почему волейболист с большим вертикальным прыжком может казаться парящим в воздухе.
Визуализация, показанная ниже, может помочь вашему пониманию.
Щелкните ссылку ниже, чтобы увидеть решения для сценариев:
1J
1K
Назначения | Физика I | Физика
Существует три типа заданий для этого класса:
- Сданные наборы задач (10 % оценки)
- Усвоение задач по физике (10 % оценки)
- Решение задач в классе (10 % оценки) )
Передаваемые наборы задач
| Набор задач 1 (PDF) | (PDF) |
| Набор задач 2 (PDF) | (PDF) |
| Набор задач 3 (PDF) | (PDF) |
| Набор задач 4 (PDF) | (PDF) | Набор задач 5 (PDF) | (PDF) |
| Набор задач 6 (PDF) | (PDF) |
| Набор задач 7 (PDF) | (PDF) |
| Набор задач 8 (PDF) | (PDF) |
| Набор задач 9 (PDF) | (PDF) |
| Набор задач 10 (PDF) | (PDF) ) |
| Набор задач 11 ( PDF) | (PDF) |
| Набор задач 12 (PDF) | (PDF) |
Mastering Physics Problems
Зарегистрировано учащимся будет предоставлен доступ к Mastering Physics, онлайн-учебнику и домашним заданиям.