Grandeurs physiques et leurs changements. Résoudre les problèmes de l'examen d'État unifié, partie C : vrais liquides et gaz, solides

Un peu d'eau a été versée dans un flacon en verre et fermé par un bouchon. L'eau s'est progressivement évaporée. A la fin du processus, seules quelques gouttes d’eau restaient sur les parois du flacon. La figure montre un graphique de la concentration en fonction du temps n molécules de vapeur d'eau à l'intérieur du ballon. Quelle affirmation peut être considérée comme correcte ?

o 1) dans la section 1 la vapeur est saturée, et dans la section 2 elle est insaturée

o 2) dans la section 1 la vapeur est insaturée, et dans la section 2 elle est saturée

o 3) dans les deux zones la vapeur est saturée

2. Tâche n° D3360E

L'humidité relative dans un récipient fermé est de 60 %. Quelle sera l'humidité relative si le volume du récipient à température constante est réduit de 1,5 fois ?

5. Tâche n°4aa3e9

Humidité relative dans la pièce à une température de 20°C
égal à 70%. Utilisation du tableau de pression vapeurs saturées l'eau, déterminez la pression de la vapeur d'eau dans la pièce.

o 1)21,1 mmHg. Art.

o 2)25 mm Hg. Art.

o 3)17,5 mmHg. Art.

o 4)12,25 mm Hg. Art.

32. Tâche n° e430b9

L'humidité relative de la pièce à une température de 20°C est de 70 %. A l'aide du tableau de densité de vapeur d'eau saturée, déterminez la masse d'eau dans mètre cube locaux.

o 3)1,73⋅10 -2kg

o 4)1,21⋅10 -2kg

33. Tâche n° DFF058

Sur la figure, il y a des images : ligne pointillée - graphique de la pression de vapeur saturée de l'eau à partir de la température, et une ligne continue - processus 1-2 en raison du changement de pression de vapeur de l'eau.

À mesure que la pression de la vapeur d'eau change, l'humidité absolue de l'air

1) augmenter

2) diminue

3) pas de moi

4) peut augmenter ou diminuer

34. Tâche n° e430b9

Pour déterminer l'humidité de l'air, ils utilisent la différence entre le thermomètre sec et humide (voir ri-su-nok). En utilisant le ri-sun-ka donné et le psi-chro-met-ri-che-table, déterminez quelle température ( dans les villes Cel-sia) est appelé un thermomètre sec, si l'humidité relative de l'air dans la pièce -NII 60%.

35. Tâche n° DFF034

Dans le co-su-de, sous le piston, il y a de la vapeur insaturée. Il peut être réinvesti dans un système à part entière,

1) iso-bar-mais-haute température-pe-ra-tu-ru

2) ajouter un autre gaz au récipient

3) augmenter le volume de vapeur

4) réduire le volume de vapeur

36. Tâche n° 9C5165

L'humidité relative de la pièce est de 40 %. Comment travailler hors concentration n mo-le-kul d'eau dans l'air de la pièce et la concentration de mo-le-kul d'eau dans la vapeur d'eau saturée à la même température per-ra-tu-re ?

1) n est 2,5 fois inférieur

2) n est 2,5 fois plus grand

3) n est 40 % de moins

4) n 40% de plus

37. Tâche n° DFF058

L'humidité relative de l'air dans le cylindre sous le piston est de 60 %. L'air iso-ter-mi-che-ski a été comprimé, réduisant son volume de moitié. L'humidité élevée de l'air est devenue

38. Tâche n° 1BE1AA

Dans un qi-lin-dri-che-sky so-su-de fermé, il y a de l'air humide à une température de 100 °C. Pour que vous ayez de la rosée sur les murs de ce co-su-da, le volume de co-su-da est de 25 une fois. Quelle est l'approximation de l'humidité absolue initiale de l'air dans le co-su-de ? La réponse est donnée en g/m 3, arrondie aux nombres entiers.

39. Tâche n° 0B1D50

Dans un récipient cylindrique sous le piston longue durée il y a de l'eau et sa vapeur. Le piston commence à sortir du récipient. Dans le même temps, la température de l’eau et de la vapeur reste inchangée. Comment la masse de liquide dans le récipient va-t-elle changer ? Expliquez votre réponse en indiquant quelles lois physiques vous avez utilisées pour expliquer

40. Tâche n° C32A09

L'eau et sa vapeur sont conservées longtemps dans un récipient cylindrique sous le piston. Le piston commence à être poussé dans le récipient. Dans le même temps, la température de l’eau et de la vapeur reste inchangée. Comment la masse de liquide dans le récipient va-t-elle changer ? Expliquez votre réponse en indiquant quelles lois physiques vous avez expliquées.

41. Tâche n° AB4432

Dans une expérience illustrant la dépendance du point d'ébullition à la pression de l'air (Fig. UN ), l'ébullition de l'eau sous la cloche de la pompe à air se produit déjà à température ambiante si la pression est suffisamment basse.

Utiliser un tracé de pression vapeur saturée en température (fig. b ), indiquez quelle pression d'air doit être créée sous la cloche de la pompe pour que l'eau bout à 40 °C. Expliquez votre réponse en indiquant les phénomènes et les modèles que vous avez utilisés pour expliquer.

(UN)	(b)

42. Tâche n° E6295D

Humidité relative de l'air à t= 36 °C soit 80 %. Pression de vapeur saturée à cette température p n = 5945 Pa. Quelle masse de vapeur est contenue dans 1 m 3 de cet air ?

43. Tâche n° 9C5165

Un homme avec des lunettes est entré dans une pièce chaude depuis la rue et a découvert que ses lunettes étaient embuées. Quelle doit être la température extérieure pour que ce phénomène se produise ? La température ambiante est de 22°C et l'humidité relative est de 50 %. Expliquez comment vous avez obtenu la réponse. (Utilisez le tableau de la pression de vapeur de l'eau pour répondre à cette question.)

44. Tâche n° E6295D

Dans la pièce fermée il y a de la vapeur et une certaine quantité d’eau. Comment évoluent les trois grandeurs suivantes avec une diminution isothermique de volume : donnant -le-nie en co-su-de, masse d'eau, masse de vapeur ? Pour chaque ve-li-chi-ny, la définition de co-from-ve-st-st-yu-sha-sha-rak-ter from-me-not :

1) augmentera ;

2) diminuer ;

3) pas de moi.

Notez les nombres sélectionnés pour chaque taille physique dans le tableau. Les chiffres dans le texte peuvent être répétés.

45. Tâche n° 8BE996

L'humidité absolue de l'air dans le qi-lin-dri-che-su-de-su-de sous le piston est égale à . La température du gaz dans le co-su-de est de 100 °C. Comment et combien de fois faut-il que l'iso-ter-mi-che-ski change le volume de co-su-da pour qu'il se forme sur ses parois. Y avait-il de la rosée ?

1) réduire la couture de 2 fois 2) augmenter la couture de 20 fois
3) réduire la couture de 20 fois 4) augmenter la couture de 2 fois

46. ​​​​​​Tâche n°8BE999

Dans l'ex-pe-ri-men, il est établi qu'en même temps l'air est dans la pièce sur le mur du st-ka-na avec Avec de l'eau froide, il y a une condensation de vapeur d'eau de l'air, si vous réduire la température à . Sur la base des résultats de ces ex-peri-men, l'humidité de l'air est déterminée. Pour décider, utilisez le tableau. L'humidité relative change-t-elle lorsque la température de l'air dans la pièce augmente, si la condensation de la vapeur d'eau de l'air est à la même température ? Pression et densité de la vapeur d'eau saturée à différentes températures dans la table :

Option 2

Tâche B1.

Un poids d'une masse de 2 kg est suspendu à une fine corde. S'il est dévié de la position d'équilibre de 10 cm puis relâché, il s'engage vibrations gratuites comme un pendule mathématique. Qu'adviendra-t-il de la période d'oscillation du poids, de l'énergie potentielle maximale du poids et de la fréquence de ses oscillations si la déviation initiale du poids est de 5 cm ?

Depuis la période pendule mathématique déterminé par la formule :

Une fréquence

Autrement dit, s'ils ne dépendent pas de l'amplitude des oscillations, la période et la fréquence des oscillations ne changeront pas.

L'énergie potentielle diminuera, car plus l'amplitude est petite, plus le poids monte en hauteur -
.

Grandeurs physiques. Leur changement.

A) la période 1) augmentera

B) la fréquence 2) diminuera

B) potentiel maximum 3) ne changera pas

Tâche B2.

La pierre tombe librement verticalement vers le bas. Les grandeurs physiques listées dans la première colonne changent-elles au cours de son mouvement descendant, et si oui, comment ? Établir une correspondance entre les grandeurs physiques répertoriées dans la première colonne et les types possibles de leurs modifications répertoriés dans la deuxième colonne. Négligez l’influence de la résistance.

Grandeurs physiques. Leurs changements.

A) la vitesse 1) ne change pas

B) l'accélération 2) augmente

B) l'énergie cinétique 3) diminue.

D) énergie potentielle

Explication. La vitesse du corps lors de la descente augmente, car la force de gravité est dirigée le long du mouvement. L'accélération reste constante car .

L'énergie cinétique est déterminée par la formule
, donc la vitesse augmente également. L'énergie potentielle est déterminée par la formule
, diminue donc. Répondre:

Tâche B3.

La température d'une petite boule de plomb lorsqu'elle tombe sur une plaque d'acier massive a augmenté de 1 0 C. En négligeant les pertes d'énergie dues au transfert de chaleur vers les corps environnants. Sur la base des résultats de cette expérience, déterminez la hauteur à partir de laquelle la balle est tombée. Chaleur spécifique plomb 130 J/ (kg∙K). Accélération chute libre prendre égal

10 m/s2. Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en mètres.

Puisqu'à la hauteur h le corps a énergie potentielle, déterminé par la formule, et la chaleur est utilisée pour chauffer le corps
, alors selon la loi de conservation de l'énergie

De là, nous obtenons :

;

Réponse : 13 minutes.

Tâche B4.

Calculer le courant dans le circuit lorsqu'il est connecté à une source courant continu avec une FEM de 12 V et une résistance interne de 2 Ohms d'une résistance avec résistance électrique 4 ohms. Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en ampères.

Selon la loi d'Ohm pour un circuit complet, l'intensité du courant est déterminée par la formule :

, on a

Réponse : 2A.

Tâche B5.

La distance focale de la lentille collectrice est de 15 cm. À quelle distance se trouve l’objet de l’objectif ? image réelle qui a été obtenue à une distance de 60 cm de l'objectif ? Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en centimètres.

D’après la formule d’une lentille mince convergente, on a :

, d'ici on obtient :
, remplaçons les données :

d=20cm

Réponse : 20 cm

Tâche C1.

L'expérience a établi qu'à une température de l'air dans la pièce de 25 0 C sur la paroi du verre avec eau froide La condensation de la vapeur d'eau de l'air commence si la température du verre est réduite à 14 0 C. Sur la base des résultats de ces expériences, déterminez l'humidité absolue et relative de l'air. Utilisez le tableau pour résoudre le problème. L'humidité relative changera-t-elle à mesure que la température de l'air dans la pièce augmente si la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence à la même température du verre de 14 0 C. Pression et densité de vapeur d'eau saturée à différentes températures.

L'humidité relative de l'air est déterminée par la formule :

%,

où p est la pression partielle, P 0 est la pression de vapeur saturée, qui à une température donnée est tirée du tableau. Nous prenons la pression partielle dans la condition de ce problème dans le tableau à la température à laquelle commence la condensation de la vapeur. On obtient P 0 =3200Pa, p=1600Pa.

L’humidité de l’air est donc :

À mesure que la température augmente, la pression de vapeur saturée augmente, mais la pression partielle ne change pas, car la condensation se produit à la même température. Par conséquent, l’humidité relative diminuera dans ce cas.

Tâche C2.

Dans l'attraction, une personne pesant 60 kg se déplace sur un chariot le long de rails et effectue une « boucle morte » dans un plan vertical le long d'un trajet circulaire d'un rayon de 5 m. Quelle est la force de pression d'une personne sur le siège du chariot lorsque la vitesse de passage du point bas est de 10 m/s ? Prenons l'accélération de la pression libre égale à 10 m/s 2 .

Solution : représentons dans le dessin la trajectoire du mouvement et les forces agissant sur une personne au point le plus haut :

Selon la deuxième loi de Newton, la somme vectorielle des forces agissant sur un corps est égale au produit de la masse et de l'accélération :

,

sous forme scalaire, cette équation ressemble à :

,

où F T =mg : à partir de là on retrouve la force de réaction d'appui : N=mg+ma. Parce que accélération centripète déterminé par la formule :
, on obtient alors la formule : N=m (g+v 2 /R).

Remplaçons les données et effectuons les calculs : N=60 (10+100/5) =1800H

Selon la troisième loi de Newton, la force de pression d’une personne sur le siège est égale en grandeur à la force de réaction d’appui, c’est-à-dire Fd =N, Fd =1800H

Réponse : 1800N.

Tâche C3.

Le diagramme montre les changements de pression et de volume d'un monoatomique idéal

gaz Quelle quantité de chaleur a été reçue ou dégagée par le gaz lors du passage de l’état 1 à l’état 3 ?

La quantité totale de chaleur est déterminée par la formule :

Q123 =Q12 +Q23

Q 12 =A 12 +ΔU 12' où A 12 =PΔV=0

ΔU=3/2νRΔT=3/2V 1 (P 2 -P 1)

alors la quantité de chaleur dans la section 1-2 sera égale à :

Q 12 =3/2∙1∙(10-30)= -30kJ.

La quantité de chaleur dans la section 2-3 sera égale à :

Q 23 = A 23 + ΔU 23; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2) =

5/2P 2 (V 3 -V 2) ; Q=5/2∙10∙(3-1)=50 kJ,

alors la quantité totale de chaleur sera égale à : Q=-30+50=20kJ

La chaleur sera reçue.

Réponse : 20 kJ.

Tâche C4.

La cathode d'une photocellule avec une fonction de sortie de 4,42∙10 -19 J est éclairée par une lumière avec une fréquence

1,0∙10 15 Hz. Les électrons émis par la cathode entrent dans un champ magnétique uniforme avec une induction de 8,3∙10 -4 T perpendiculairement aux lignes d'induction de ce champ. Quel est le rayon maximum du cercle R le long duquel les électrons se déplacent ?

D'après la loi de conservation de l'énergie pour l'effet photoélectrique, on a la formule :

hν = Aout + E k, E k = mv 2 /2, alors hν = Aout + mv 2 /2.

À partir de là, nous déterminons la vitesse de l’électron :

Dans un champ magnétique, une particule chargée est soumise à la force de Lorentz, qui est déterminée par la formule : F=qvBsinα, puisque l'angle est de 90 0 C, alors sinα=1, puis F=qvB.

D’après la deuxième loi de Newton, la force est F=ma.

En égalisant les deux formules, on obtient l'égalité : qvB=ma. L'accélération est déterminée par la formule : a=v 2 /R, d'ici qvB=m v 2 /R, en simplifiant, on obtient :

R = mv/qB, en substituant les données, nous effectuons les calculs :

R=9,1∙10 -31 ∙6,92∙10 5 / (1,6∙10 -19 ∙8,3∙10 -4) =4,74∙10 -3 m=4,74 mm

Réponse : 4,74 mm.

Tâche C5.

Une piscine de 4 m de profondeur est remplie d'eau, l'indice de réfraction relatif à l'interface air-eau est de 1,33. Quelle est la profondeur de la piscine pour un observateur regardant verticalement dans l’eau ?

Selon la loi de la réfraction
, où est l'indice de réfraction de l'eau, 1 est l'indice de réfraction de l'air. Depuis triangles ABC et MVS on trouve la jambe x : x=h tanβ, x=H∙tgα. Puisque les parties gauches sont égales, c'est-à-dire les blessures et les parties droites, on obtient l'équation : h∙ tgβ= H∙ tgα, donc h= H∙ tgα/ tgβ. On considère les angles α et β très petits, donc sinα= tanα, sin β= tanβ. On obtient l'égalité :

h=H sinα/ sin β =H/n, on obtient : h=4/1,33=3 m.

Réponse : 3 m.

Tâche C6.

Utiliser des tableaux de masse noyaux atomiques et particules élémentaires, calculez l'énergie libérée lors de la synthèse de 1 kg d'hélium à partir des isotopes de l'hydrogène - deutérium et tritium :

Masses de noyaux atomiques

Le manuel proposé est destiné à préparer le Système Unifié Examen d'état en physique et Examen d'admission en physique dans les établissements d'enseignement supérieur.
Le livre contient les informations théoriques et matériel pratique, correspondant à l'obligation normes éducatives. Le premier chapitre présente tous les concepts de base lois physiques et les formules de cours scolaire la physique. Le deuxième chapitre contient 20 options réelles Tests d'examen d'État unifié en physique. Le troisième chapitre est une collection de tâches sélectionnées en fonction des niveaux de difficulté pour chaque sujet. Tous les tests et devoirs ont des réponses.
Le manuel s'adresse principalement aux étudiants classe terminale, mais sera également extrêmement utile aux enseignants et aux tuteurs pour préparer les étudiants à réussite Examen d'État unifié en physique.

Exemples.
L'expérience a établi que lorsque la température de l'air dans la pièce est de 21 °C, la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence sur la paroi d'un verre d'eau froide si la température du verre est réduite à 7 °C. Sur la base des résultats de ces expériences, déterminez l'humidité relative de l'air. Utilisez le tableau pour résoudre le problème. Lorsque la température de l'air dans la pièce diminue, la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence à la même température du verre de 7 °C. L'humidité relative a-t-elle changé ?

Dans l'attraction, une personne se déplace sur un chariot le long de rails et fait une « boucle morte » dans un plan vertical. A quelle vitesse le chariot doit-il se déplacer au point haut d'un parcours circulaire d'un rayon de 4,9 m pour qu'à ce point la force de pression de la personne sur le siège du chariot soit égale à 0 N ? Considérons que l'accélération de la chute libre est de 10 m/s2.

Le diagramme (voir figure) montre les changements de pression et de volume d'un gaz monoatomique idéal. Quelle quantité de chaleur a été reçue ou dégagée par le gaz lors du passage de l’état 1 à l’état 3 ?

TABLE DES MATIÈRES
Chapitre I. Matériel théorique pour l'examen d'État unifié
1. Mécanique
1.1. Cinématique
1.2. Dynamique
1.3. Lois de conservation
1.4. Statique
1.5. Hydrostatique
3. Thermodynamique
4. Électricité et magnétisme
4.1. Électrostatique
4.2. DC
4.3. Un champ magnétique. Induction électromagnétique
5. Oscillations et ondes
6. Optique
8. La physique quantique
9. Référence rapide
Chapitre II. Entraînement tâches de test se préparer à l'examen d'État unifié
Option 1
Option 2
Option 3
Option 4
Option 5
Option 6
Option 7
Option 8
Option 9
Option 10
Option 11
Option 12
Option 13
Option 14
Option 15
Option 16
Option 17
Option 18
Option 19
Option 20
Réponses
Chapitre III. Collection de tâches
Partie 1 de l'examen d'État unifié
1. Mécanique
2. Physique moléculaire. Lois sur le gaz
3. Thermodynamique
4. Électricité et magnétisme
5. Oscillations et ondes
6. Optique
7. Théorie spéciale relativité
8. Physique quantique
Partie 2 de l'examen d'État unifié
1. Mécanique
2. Physique moléculaire. Lois sur le gaz
3. Thermodynamique
4. Électricité et magnétisme
5. Oscillations et ondes
6. Optique
7. Théorie restreinte de la relativité
8. Physique quantique
Tâches 29-32 Examen d'État unifié
1. Mécanique
2. Physique moléculaire. Lois sur le gaz
3. Thermodynamique
4. Électricité et magnétisme
5. Oscillations et ondes
6. Optique
7. Théorie restreinte de la relativité
8. Physique quantique
Réponses à l'ensemble des tâches
Partie 1 de l'examen d'État unifié
Partie 2 de l'examen d'État unifié
Tâches 29-32 Examen d'État unifié.

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Période d'un pendule mathématique. Énergie cinétique et potentielle, capacité thermique spécifique du plomb. Le courant dans le circuit lorsqu'il est connecté à une source CC. Humidité relative de l'air, quantité de chaleur. Effet photoélectrique d'une surface métallique.

Résoudre des problèmes de physique.

Entraînement Travaux d'examen d'État unifié niveaux « B » et « C » en 2010.

Tâche n° B2.

Une pierre est lancée verticalement vers le haut. Les grandeurs physiques répertoriées dans la première colonne changent-elles au cours de son mouvement ascendant et, si oui, comment évoluent-elles ? Négligez l’effet de la résistance de l’air.

A) la vitesse 1) ne change pas

B) l'accélération 2) augmente

D) énergie potentielle

Explication. La vitesse d'un corps lorsqu'il se déplace vers le haut diminue, puisque la force de gravité est dirigée à l'opposé du mouvement. L'accélération reste constante car

Énergie cinétique est déterminé par la formule, par conséquent, la vitesse diminue également.

L'énergie potentielle est déterminée par la formule, elle augmente donc.

Tâche B3.

La température d'une petite boule de plomb, lorsqu'elle est tombée sur une plaque d'acier massive d'une hauteur de 6,5 m, a augmenté de 0,5 0 C. En négligeant les pertes d'énergie dues au transfert de chaleur aux corps environnants, déterminez la chaleur spécifique du plomb à partir du résultat de cette température. expérience. Supposons que l'accélération de la chute libre soit de 10 m/s 2 .

Puisqu'à une hauteur h le corps a de l'énergie potentielle, déterminée par la formule, et que la chaleur est utilisée pour chauffer le corps, alors selon la loi de conservation de l'énergie, on obtient :

Réponse : 130 J/kg K.

Tâche B4.

Calculez le courant dans le circuit lorsqu'il est connecté à une source de courant continu avec une force électromotrice de 6 V et une résistance interne de 1 ohm à une résistance avec une résistance électrique de 2 ohms. Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en ampères.

On a

Réponse : 2A.

Tâche B5.

La distance focale de la lentille collectrice est de 15 cm. A quelle distance de l'objectif se trouve l'image d'un objet situé à une distance de 20 cm de l'objectif ? Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en centimètres.

Réponse : 60 cm

Tâche C1.

L'expérience a établi que lorsque la température de l'air dans la pièce est de 23 0 C, la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence sur la paroi d'un verre d'eau froide si la température du verre est réduite à 12 0 C. Sur la base des résultats de ces expériences, déterminez l’humidité absolue et relative de l’air. Utilisez le tableau pour résoudre le problème. Expliquer pourquoi la condensation de la vapeur d'eau dans l'air peut commencer lorsque différentes significations température. Pression et densité de vapeur d'eau saturée à différentes températures.

L'humidité relative de l'air est déterminée par la formule : %, où p est la pression partielle, P 0 est la pression de vapeur saturée, qui à une température donnée est tirée du tableau. Nous prenons la pression partielle dans la condition de ce problème dans le tableau à la température à laquelle commence la condensation de la vapeur. On obtient P 0 =3200Pa, p=1400Pa.

L'humidité absolue de l'air est égale à la densité de vapeur à une température donnée, c'est-à-dire 20,6 g/m 3 , ou peut être considérée comme égale à la pression partielle à cette température, qui est égale à la pression de vapeur saturée à la température de condensation. La condensation de la vapeur d'eau dans l'air peut commencer lorsque différentes significations températures car l’humidité relative varie. À une humidité relative plus élevée, la concentration de vapeur d'eau dans l'air est plus grande, donc lorsque température plus élevée cette vapeur d'eau va devenir saturée, c'est-à-dire La condensation commencera à une température plus élevée que lorsque l'humidité relative est plus faible.

Tâche C2.

Dans l'attraction, une personne pesant 70 kg se déplace sur un chariot le long de rails et fait une « boucle morte » dans un plan vertical. A quelle vitesse le chariot se déplace-t-il au point haut d'une trajectoire circulaire d'un rayon de 5 m, si à ce stade la force de pression d'une personne sur le siège du chariot est de 700 N ? Prenons l'accélération de la pression libre égale à 10 m/s 2 . Solution : représentons dans le dessin la trajectoire du mouvement et les forces agissant sur une personne au point le plus haut : D'après la deuxième loi de Newton, la somme vectorielle des forces agissant sur le corps est égale au produit de la masse et de l'accélération :

Sous forme scalaire, cette équation ressemble à :

Où F T = mg : à partir de là on retrouve l'accélération :

Puisque l'accélération centripète est déterminée par la formule : , on obtient la formule de la vitesse :

Réponse : 10 m/s.

Tâche C3.

Le diagramme montre les changements de pression et de volume d'un gaz monoatomique idéal. Quelle quantité de chaleur a été reçue ou dégagée par le gaz lors du passage de l’état 1 à l’état 3 ?

Q123 =Q12 +Q23

Q 12 =A 12 +ДU 12" où A 12 =РДV=P 1 (V 2 -V 1),

Alors total la chaleur sera égale à : Q 123 =50+90=140kJ. La chaleur sera reçue.

Réponse : 140 kJ.

Tâche C4.

Lorsque les bornes de la batterie sont court-circuitées, le courant dans le circuit est égal à I 1 = 12 A.

Lors de la connexion d'une lampe électrique avec une résistance électrique de 5 Ohms aux bornes de la batterie, le courant dans le circuit est égal à I 2 = 2A. Sur la base des résultats de ces expériences, déterminez la force électromotrice du générateur.

D'après la loi d'Ohm pour un circuit complet dans le cas court-circuit, où r est la résistance de la source de courant. La résistance externe dans ce cas est de 0.

Si la résistance externe est différente de 0, alors la loi d’Ohm pour le circuit complet a la forme :

En exprimant à partir de deux équations, on obtient un système d'équations :

alors la force électromotrice de la source sera égale à :

En substituant les données, nous obtenons :

Réponse : 12V.

Tâche C5.

Un moustique vole près de la surface de la rivière. Un banc de poissons est situé à une distance de 2 m de la surface de l'eau. Quelle est la distance maximale à laquelle un moustique est encore visible pour pêcher à cette profondeur ? L'indice de réfraction relatif de la lumière à l'interface air-eau est de 1,33.

Représentons l'emplacement d'un banc de poissons et d'un moustique à la surface de l'eau : au point A il y a des poissons, au point B il y a un moustique. D'après la loi de réfraction, on a la formule : , où est l'indice de réfraction de l'eau, pour l'air l'indice de réfraction est égal à 1. Pour que les poissons voient un moustique, l'angle de réfraction doit être égal à 90 0 . Pour l’angle par définition du sinus on a :

Puis pour déterminer la distance r on obtient la formule :

Réponse : 2,66 m.

Tâche C6.

L'effet photoélectrique de la surface de ce métal est observé à une fréquence de rayonnement d'au moins 6 10 14 Hz. Trouvez la fréquence de la lumière incidente si les photoélectrons émis par la surface métallique sont complètement bloqués par une grille dont le potentiel par rapport au métal est de 3 V.

D'après la loi de conservation de l'énergie pour l'effet photoélectrique, dans le cas d'une lumière incidente avec une fréquence correspondant à la limite rouge de l'effet photoélectrique et pour une fréquence plus élevée, on obtient deux équations :

Depuis le travail courant électrique selon le mouvement d'une particule chargée est égal à la variation de l'énergie cinétique de cette particule, c'est-à-dire

on obtient la deuxième équation de l'effet photoélectrique sous la forme :

En soustrayant la première de la deuxième équation, on obtient :

Remplaçons les données et effectuons les calculs :

Réponse : 1,3 10 15 Hz.

Tâche B2.

La pierre tombe librement verticalement vers le bas. Les grandeurs physiques listées dans la première colonne changent-elles au cours de son mouvement descendant, et si oui, comment ? Établir une correspondance entre les grandeurs physiques répertoriées dans la première colonne et les types possibles de leurs modifications répertoriés dans la deuxième colonne. Négligez l’influence de la résistance.

Grandeurs physiques. Leurs changements.

A) la vitesse 1) ne change pas

B) l'accélération 2) augmente

B) l'énergie cinétique 3) diminue.

D) énergie potentielle

Explication. La vitesse du corps lors de la descente augmente, car la force de gravité est dirigée le long du mouvement. L'accélération reste constante car...

L'énergie cinétique est déterminée par la formule, donc la vitesse augmente également. L'énergie potentielle est déterminée par la formule et diminue donc. Répondre:

Tâche B3.

La température d'une petite boule de plomb lorsqu'elle tombe sur une plaque d'acier massive a augmenté de 1 0 C. En négligeant les pertes d'énergie dues au transfert de chaleur vers les corps environnants. Sur la base des résultats de cette expérience, déterminez la hauteur à partir de laquelle la balle est tombée. La capacité thermique spécifique du plomb est de 130 J/(kg K). Considérons que l'accélération de la chute libre est égale à

10 m/s2. Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en mètres.

Puisqu'à une hauteur h le corps a de l'énergie potentielle, déterminée par la formule, et que la chaleur est utilisée pour chauffer le corps, alors selon la loi de conservation de l'énergie

De là, nous obtenons :

Réponse : 13 minutes.

Tâche B4.

Calculez le courant dans le circuit lorsqu'il est connecté à une source de courant continu avec une force électromotrice de 12 V et une résistance interne de 2 ohms à une résistance avec une résistance électrique de 4 ohms. Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en ampères.

Selon la loi d'Ohm pour un circuit complet, l'intensité du courant est déterminée par la formule :

On a

Réponse : 2A.

Tâche B5.

La distance focale de la lentille collectrice est de 15 cm. À quelle distance de l'objectif se trouve un objet dont l'image réelle a été obtenue à une distance de 60 cm de l'objectif ? Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en centimètres.

D’après la formule d’une lentille mince convergente, on a :

De là, nous obtenons : , remplacez les données :

Réponse : 20 cm

Tâche C1.

L'expérience a établi que lorsque la température de l'air dans la pièce est de 25 0 C, la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence sur la paroi d'un verre d'eau froide si la température du verre est réduite à 14 0 C. Sur la base des résultats de ces expériences, déterminez l’humidité absolue et relative de l’air. Utilisez le tableau pour résoudre le problème. L'humidité relative changera-t-elle à mesure que la température de l'air dans la pièce augmente si la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence à la même température du verre de 14 0 C. Pression et densité de vapeur d'eau saturée à différentes températures.

L'humidité relative de l'air est déterminée par la formule :

où p est la pression partielle, P 0 est la pression de vapeur saturée, qui à une température donnée est tirée du tableau. Nous prenons la pression partielle dans la condition de ce problème dans le tableau à la température à laquelle commence la condensation de la vapeur. On obtient P 0 =3200Pa, p=1600Pa.

L’humidité de l’air est donc :

À mesure que la température augmente, la pression de vapeur saturée augmente, mais la pression partielle ne change pas, car la condensation se produit à la même température. Par conséquent, l’humidité relative diminuera dans ce cas.

Tâche C2.

Dans l'attraction, une personne pesant 60 kg se déplace sur un chariot le long de rails et effectue une « boucle morte » dans un plan vertical le long d'un trajet circulaire d'un rayon de 5 m. Quelle est la force de pression d'une personne sur le siège du chariot lorsque la vitesse de passage du point bas est de 10 m/s ? Prenons l'accélération de la pression libre égale à 10 m/s 2 .

Solution : représentons dans le dessin la trajectoire du mouvement et les forces agissant sur une personne au point le plus haut :

Selon la deuxième loi de Newton, la somme vectorielle des forces agissant sur un corps est égale au produit de la masse et de l'accélération :

sous forme scalaire, cette équation ressemble à :

où F T =mg : à partir de là on retrouve la force de réaction d'appui : N=mg+ma. Puisque l'accélération centripète est déterminée par la formule : , on obtient la formule : N=m (g+v 2 /R).

Remplaçons les données et effectuons les calculs : N=60 (10+100/5) =1800H

Selon la troisième loi de Newton, la force de pression d’une personne sur le siège est égale en grandeur à la force de réaction d’appui, c’est-à-dire Fd =N, Fd =1800H

Réponse : 1800N.

Tâche C3.

Le diagramme montre les changements de pression et de volume d'un monoatomique idéal

gaz Quelle quantité de chaleur a été reçue ou dégagée par le gaz lors du passage de l’état 1 à l’état 3 ?

La quantité totale de chaleur est déterminée par la formule :

Q123 =Q12 +Q23

Q 12 =A 12 +ДU 12" où A 12 =РДV=0

DU=3/2nRDT=3/2V 1 (P 2 -P 1)

alors la quantité de chaleur dans la section 1-2 sera égale à :

Q 12 =3/2 1 (10-30)= -30 kJ.

La quantité de chaleur dans la section 2-3 sera égale à :

Q 23 =A 23 +ДU 23 ; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2) =

5/2P 2 (V 3 -V 2) ; Q=5/2 10 (3-1)=50 kJ,

alors la quantité totale de chaleur sera égale à : Q=-30+50=20kJ

La chaleur sera reçue.

Réponse : 20 kJ.

Tâche C4.

La cathode d'une photocellule avec une fonction de sortie de 4,42 10 -19 J est éclairée par une lumière avec une fréquence

1,0 10 15 Hz. Les électrons émis par la cathode entrent dans un champ magnétique uniforme avec une induction de 8,3 · 10 -4 T perpendiculairement aux lignes d'induction de ce champ. Quel est le rayon maximum du cercle R le long duquel les électrons se déplacent ?

D'après la loi de conservation de l'énergie pour l'effet photoélectrique, on a la formule :

hn = Aout + E k, E k = mv 2 /2, puis hn = Aout + mv 2 /2.

À partir de là, nous déterminons la vitesse de l’électron :

Dans un champ magnétique, une force de Lorentz agit sur une particule chargée, qui est déterminée par la formule : F=qvBsinb, puisque l'angle est de 90 0 C, alors sinb=1, puis F=qvB.

D’après la deuxième loi de Newton, la force est F=ma.

En égalisant les deux formules, on obtient l'égalité : qvB=ma. L'accélération est déterminée par la formule : a=v 2 /R, d'ici qvB=m v 2 /R, en simplifiant, on obtient :

R = mv/qB, en substituant les données, nous effectuons les calculs :

R=9,1 10 -31 6,92 10 5 / (1,6 10 -19 8,3 10 -4) =4,74 10 -3 m=4,74 mm

Réponse : 4,74 mm.

Tâche C5.

La piscine a 4 m de profondeur et est remplie d'eau, indicateur relatif réfraction à l'interface air-eau 1.33. Quelle est la profondeur de la piscine pour un observateur regardant verticalement dans l’eau ?

Selon la loi de la réfraction, où est l'indice de réfraction de l'eau, 1 est l'indice de réfraction de l'air. A partir des triangles ABC et MVS on trouve la branche x : x=h tgв, x=H tgb. Puisque les parties gauches sont égales, c'est-à-dire les blessures et les parties droites, on obtient l'équation : h tgв = H tgб, donc h = H tgб/ tgв. Nous prenons les angles b et c très petits, donc sinb = tgb, sin c = tgb. On obtient l'égalité :

h=H sinb/ sin c =H/n, on obtient : h=4/1,33=3 m.

Réponse : 3 m.

Tâche C6.

À l'aide de tableaux de masses de noyaux atomiques et particules élémentaires, calculez l'énergie libérée lors de la synthèse de 1 kg d'hélium à partir des isotopes de l'hydrogène - deutérium et tritium :

Masses de noyaux atomiques

Trouvons l'énergie libérée lors de la fusion d'un noyau à l'aide de la formule : , où est la différence de masse entre les masses qui entrent dans la réaction et les masses obtenues à la suite de la réaction, c est la vitesse de la lumière dans le vide , c = 3 10 8 m/s.

Le nombre de noyaux contenus dans une masse de 1 kg d'hélium peut être trouvé à l'aide de la formule :

Alors énergie totale sera égal à : E=E 1 N ; Remplaçons les données et effectuons les calculs :

E=1,5 10 26 0,2817 10 -11 =4,2 10 14 J

Réponse : 4,2 10 14 J

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Résoudre des problèmes de physique.

Tâches de formation Niveau de l'examen d'État unifié"B" et "C" en 2010.

Option 1

Tâche n° B1.

Un poids de 2 kg est suspendu à une longue corde fine. S'il est dévié de la position d'équilibre de 10 cm puis relâché, il effectue des oscillations libres comme un pendule mathématique avec une période de 1 s. Qu'adviendra-t-il de la période, de l'énergie potentielle maximale du poids et de la fréquence de ses oscillations si la déviation initiale du poids est de 20 cm ?

Une fréquence

Ceux. ne dépendent pas de l'amplitude des oscillations, alors la période et la fréquence des oscillations ne changeront pas.

L'énergie potentielle augmentera, car plus l'amplitude est grande, plus le poids augmente en hauteur -.

A) la période 1) augmentera

B) la fréquence 2) diminuera

B) potentiel maximum 3) l'énergie ne changera pas.

Tâche n° B2.

Une pierre est lancée verticalement vers le haut. Les grandeurs physiques répertoriées dans la première colonne changent-elles au cours de son mouvement ascendant et, si oui, comment évoluent-elles ? Négligez l’effet de la résistance de l’air.

A) la vitesse 1) ne change pas

B) l'accélération 2) augmente

D) énergie potentielle

Explication. La vitesse d'un corps lorsqu'il se déplace vers le haut diminue, puisque la force de gravité est dirigée à l'opposé du mouvement. L'accélération reste constante car

L'énergie cinétique est déterminée par la formule, donc, comme la vitesse, elle diminue.

L'énergie potentielle est déterminée par la formule et augmente donc.

Tâche B3.

La température d'une petite boule de plomb, lorsqu'elle est tombée sur une plaque d'acier massive d'une hauteur de 6,5 m, a augmenté de 0,5 0 C. En négligeant les pertes d'énergie dues au transfert de chaleur aux corps environnants, déterminez la chaleur spécifique du plomb à partir du résultat de cette température. expérience. Supposons que l'accélération de la chute libre soit de 10 m/s 2 .

De là, nous obtenons :

Réponse : 130 J/kg K.

Tâche B4.

Calculez le courant dans le circuit lorsqu'il est connecté à une source de courant continu avec une force électromotrice de 6 V et une résistance interne de 1 ohm à une résistance avec une résistance électrique de 2 ohms. Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en ampères.

On a

Réponse : 2A.

Tâche B5.

La distance focale de la lentille collectrice est de 15 cm. A quelle distance de l'objectif se trouve l'image d'un objet situé à une distance de 20 cm de l'objectif ? Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en centimètres.

1/60 ; f=60cm

Réponse : 60 cm

Tâche C1.

L'expérience a établi que lorsque la température de l'air dans la pièce est de 23 0 C, la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence sur la paroi d'un verre d'eau froide si la température du verre est réduite à 12 0 C. Sur la base des résultats de ces expériences, déterminez l’humidité absolue et relative de l’air. Utilisez le tableau pour résoudre le problème. Expliquez pourquoi la condensation de la vapeur d'eau dans l'air peut commencer à différentes températures. Pression et densité de vapeur d'eau saturée à différentes températures.

L'humidité relative de l'air est déterminée par la formule : %, où p est la pression partielle, P 0 est la pression de vapeur saturée, qui à une température donnée est tirée du tableau. Nous prenons la pression partielle dans la condition de ce problème dans le tableau à la température à laquelle commence la condensation de la vapeur. On obtient P 0 =3200Pa, p=1400Pa.

L'humidité absolue de l'air est égale à la densité de vapeur à une température donnée, c'est-à-dire 20,6 g/m 3 , ou peut être considérée comme égale à la pression partielle à cette température, qui est égale à la pression de vapeur saturée à la température de condensation. La condensation de la vapeur d'eau dans l'air peut commencer à différentes températures en raison du fait que l'humidité relative varie. À une humidité relative plus élevée, la concentration de vapeur d'eau dans l'air est plus grande, donc à une température plus élevée, cette vapeur d'eau deviendra saturée, c'est-à-dire La condensation commencera à une température plus élevée que lorsque l'humidité relative est plus faible.

Tâche C2.

Dans l'attraction, une personne pesant 70 kg se déplace sur un chariot le long de rails et fait une « boucle morte » dans un plan vertical. A quelle vitesse le chariot se déplace-t-il au point haut d'une trajectoire circulaire d'un rayon de 5 m, si à ce stade la force de pression d'une personne sur le siège du chariot est de 700 N ? Prenons l'accélération de la pression libre égale à 10 m/s 2 . Solution : représentons dans le dessin la trajectoire du mouvement et les forces agissant sur une personne au point le plus haut : D'après la deuxième loi de Newton, la somme vectorielle des forces agissant sur le corps est égale au produit de la masse et de l'accélération :

Sous forme scalaire, cette équation ressemble à :

Où F T = mg : à partir de là on retrouve l'accélération :

Puisque l'accélération centripète est déterminée par la formule : , on obtient la formule de la vitesse :

.

Réponse : 10 m/s.

Tâche C3.

Le diagramme montre les changements de pression et de volume d'un gaz monoatomique idéal. Quelle quantité de chaleur a été reçue ou dégagée par le gaz lors du passage de l’état 1 à l’état 3 ?

Q123 =Q12 +Q23

Q 12 =A 12 +ΔU 12' où A 12 =PΔV=P 1 (V 2 –V 1),

alors la quantité totale de chaleur sera égale à : Q 123 =50+90=140 kJ. La chaleur sera reçue.

Réponse : 140 kJ.

Tâche C4.

Lorsque les bornes de la batterie sont court-circuitées, le courant dans le circuit est égal à I 1 = 12 A.

Lors de la connexion d'une lampe électrique avec une résistance électrique de 5 Ohms aux bornes de la batterie, le courant dans le circuit est égal à I 2 = 2A. Sur la base des résultats de ces expériences, déterminez la force électromotrice du générateur.

Selon la loi d'Ohm pour un circuit complet en cas de court-circuit, où r est la résistance de la source de courant. La résistance externe dans ce cas est de 0.

Si la résistance externe est différente de 0, alors la loi d’Ohm pour le circuit complet a la forme :

En exprimant à partir de deux équations, on obtient un système d'équations :

alors la force électromotrice de la source sera égale à :

En substituant les données, nous obtenons :

. Réponse : 12V.

Tâche C5.

Un moustique vole près de la surface de la rivière. Un banc de poissons est situé à une distance de 2 m de la surface de l'eau. Quelle est la distance maximale à laquelle un moustique est encore visible pour pêcher à cette profondeur ? L'indice de réfraction relatif de la lumière à l'interface air-eau est de 1,33.

Représentons l'emplacement d'un banc de poissons et d'un moustique à la surface de l'eau : au point A il y a des poissons, au point B il y a un moustique. D'après la loi de réfraction, on a la formule : , où est l'indice de réfraction de l'eau, pour l'air l'indice de réfraction est égal à 1. Pour que les poissons voient un moustique, l'angle de réfraction doit être égal à 90 0 . Pour l’angle par définition du sinus on a :

Puis pour déterminer la distance r on obtient la formule :

Réponse : 2,66 m.

Tâche C6.

L'effet photoélectrique de la surface de ce métal est observé à une fréquence de rayonnement d'au moins 6∙10 14 Hz. Trouvez la fréquence de la lumière incidente si les photoélectrons émis par la surface métallique sont complètement bloqués par une grille dont le potentiel par rapport au métal est de 3 V.

D'après la loi de conservation de l'énergie pour l'effet photoélectrique, dans le cas d'une lumière incidente avec une fréquence correspondant à la limite rouge de l'effet photoélectrique et pour une fréquence plus élevée, on obtient deux équations :

, (1) et . (2)

Puisque le travail effectué par un courant électrique pour déplacer une particule chargée est égal à la variation de l'énergie cinétique de cette particule, c'est-à-dire

on obtient la deuxième équation de l'effet photoélectrique sous la forme :

. (2)

En soustrayant la première de la deuxième équation, on obtient :

Remplaçons les données et effectuons les calculs :

Réponse : 1,3∙10 15 Hz.

Option 2

Tâche B1.

Un poids d'une masse de 2 kg est suspendu à une fine corde. S'il est dévié de la position d'équilibre de 10 cm puis relâché, il effectue des oscillations libres comme un pendule mathématique. Qu'adviendra-t-il de la période d'oscillation du poids, de l'énergie potentielle maximale du poids et de la fréquence de ses oscillations si la déviation initiale du poids est de 5 cm ?

Puisque la période d'un pendule mathématique est déterminée par la formule :

Une fréquence

Autrement dit, s'ils ne dépendent pas de l'amplitude des oscillations, la période et la fréquence des oscillations ne changeront pas.

L'énergie potentielle diminuera, car plus l'amplitude est petite, plus le poids monte en hauteur - .

Grandeurs physiques. Leur changement.

A) la période 1) augmentera

B) la fréquence 2) diminuera

B) potentiel maximum 3) ne changera pas

Tâche B2.

La pierre tombe librement verticalement vers le bas. Les grandeurs physiques listées dans la première colonne changent-elles au cours de son mouvement descendant, et si oui, comment ? Établir une correspondance entre les grandeurs physiques répertoriées dans la première colonne et les types possibles de leurs modifications répertoriés dans la deuxième colonne. Négligez l’influence de la résistance.

Grandeurs physiques. Leurs changements.

A) la vitesse 1) ne change pas

B) l'accélération 2) augmente

B) l'énergie cinétique 3) diminue.

D) énergie potentielle

Explication. La vitesse du corps lors de la descente augmente, car la force de gravité est dirigée le long du mouvement. L'accélération reste constante car .

L'énergie cinétique est déterminée par la formule, donc la vitesse augmente également. L'énergie potentielle est déterminée par la formule et diminue donc. Répondre:

Tâche B3.

La température d'une petite boule de plomb lorsqu'elle tombe sur une plaque d'acier massive a augmenté de 1 0 C. En négligeant les pertes d'énergie dues au transfert de chaleur vers les corps environnants. Sur la base des résultats de cette expérience, déterminez la hauteur à partir de laquelle la balle est tombée. La capacité thermique spécifique du plomb est de 130 J/ (kg∙K). Considérons que l'accélération de la chute libre est égale à

10 m/s2. Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en mètres.

Puisqu'à une hauteur h le corps a de l'énergie potentielle, déterminée par la formule, et que la chaleur est utilisée pour chauffer le corps, alors selon la loi de conservation de l'énergie

De là, nous obtenons :

Réponse : 13 minutes.

Tâche B4.

Calculez le courant dans le circuit lorsqu'il est connecté à une source de courant continu avec une force électromotrice de 12 V et une résistance interne de 2 ohms à une résistance avec une résistance électrique de 4 ohms. Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en ampères.

Selon la loi d'Ohm pour un circuit complet, l'intensité du courant est déterminée par la formule :

On a

Réponse : 2A.

Tâche B5.

La distance focale de la lentille collectrice est de 15 cm. À quelle distance de l'objectif se trouve un objet dont l'image réelle a été obtenue à une distance de 60 cm de l'objectif ? Écrivez votre réponse sous forme de nombre exprimé en centimètres.

D’après la formule d’une lentille mince convergente, on a :

De là, nous obtenons : , remplacez les données :

d=20cm

Réponse : 20 cm

Tâche C1.

L'expérience a établi que lorsque la température de l'air dans la pièce est de 25 0 C, la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence sur la paroi d'un verre d'eau froide si la température du verre est réduite à 14 0 C. Sur la base des résultats de ces expériences, déterminez l’humidité absolue et relative de l’air. Utilisez le tableau pour résoudre le problème. L'humidité relative changera-t-elle à mesure que la température de l'air dans la pièce augmente si la condensation de la vapeur d'eau de l'air commence à la même température du verre de 14 0 C. Pression et densité de vapeur d'eau saturée à différentes températures.

L'humidité relative de l'air est déterminée par la formule :

où p est la pression partielle, P 0 est la pression de vapeur saturée, qui à une température donnée est tirée du tableau. Nous prenons la pression partielle dans la condition de ce problème dans le tableau à la température à laquelle commence la condensation de la vapeur. On obtient P 0 =3200Pa, p=1600Pa.

L’humidité de l’air est donc :

À mesure que la température augmente, la pression de vapeur saturée augmente, mais la pression partielle ne change pas, car la condensation se produit à la même température. Par conséquent, l’humidité relative diminuera dans ce cas.

Tâche C2.

Dans l'attraction, une personne pesant 60 kg se déplace sur un chariot le long de rails et effectue une « boucle morte » dans un plan vertical le long d'un trajet circulaire d'un rayon de 5 m. Quelle est la force de pression d'une personne sur le siège du chariot lorsque la vitesse de passage du point bas est de 10 m/s ? Prenons l'accélération de la pression libre égale à 10 m/s 2 .

Solution : représentons dans le dessin la trajectoire du mouvement et les forces agissant sur une personne au point le plus haut :

Selon la deuxième loi de Newton, la somme vectorielle des forces agissant sur un corps est égale au produit de la masse et de l'accélération :

sous forme scalaire, cette équation ressemble à :

où F T =mg : à partir de là on retrouve la force de réaction d'appui : N=mg+ma. Puisque l'accélération centripète est déterminée par la formule : , on obtient la formule : N=m (g+v 2 /R).

Remplaçons les données et effectuons les calculs : N=60 (10+100/5) =1800H

Selon la troisième loi de Newton, la force de pression d’une personne sur le siège est égale en grandeur à la force de réaction d’appui, c’est-à-dire Fd =N, Fd =1800H

Réponse : 1800N.

Tâche C3.

Le diagramme montre les changements de pression et de volume d'un monoatomique idéal

gaz Quelle quantité de chaleur a été reçue ou dégagée par le gaz lors du passage de l’état 1 à l’état 3 ?

La quantité totale de chaleur est déterminée par la formule :

Q123 =Q12 +Q23

Q 12 =A 12 +ΔU 12' où A 12 =PΔV=0

ΔU=3/2νRΔT=3/2V 1 (P 2 -P 1)

alors la quantité de chaleur dans la section 1-2 sera égale à :

Q 12 =3/2∙1∙(10-30)= -30kJ.

La quantité de chaleur dans la section 2-3 sera égale à :

Q 23 = A 23 + ΔU 23; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2) =

5/2P 2 (V 3 -V 2) ; Q=5/2∙10∙(3-1)=50 kJ,

alors la quantité totale de chaleur sera égale à : Q=-30+50=20kJ

La chaleur sera reçue.

Réponse : 20 kJ.

Tâche C4.

La cathode d'une photocellule avec une fonction de sortie de 4,42∙10 -19 J est éclairée par une lumière avec une fréquence

1,0∙10 15 Hz. Les électrons émis par la cathode entrent dans un champ magnétique uniforme avec une induction de 8,3∙10 -4 T perpendiculairement aux lignes d'induction de ce champ. Quel est le rayon maximum du cercle R le long duquel les électrons se déplacent ?

D'après la loi de conservation de l'énergie pour l'effet photoélectrique, on a la formule :

hν = Aout + E k, E k = mv 2 /2, puis hν = Aout + mv 2 /2.

À partir de là, nous déterminons la vitesse de l’électron :

Dans un champ magnétique, une particule chargée est soumise à la force de Lorentz, qui est déterminée par la formule : F=qvBsinα, puisque l'angle est de 90 0 C, alors sinα=1, puis F=qvB.

D’après la deuxième loi de Newton, la force est F=ma.

En égalisant les deux formules, on obtient l'égalité : qvB=ma. L'accélération est déterminée par la formule : a=v 2 /R, d'ici qvB=mv 2 /R, en simplifiant, on obtient :

R = mv/qB, en substituant les données, nous effectuons les calculs :

R=9,1∙10 -31 ∙6,92∙10 5 / (1,6∙10 -19 ∙8,3∙10 -4) =4,74∙10 -3 m=4,74 mm

Réponse : 4,74 mm.

Tâche C5.

Une piscine de 4 m de profondeur est remplie d'eau, l'indice de réfraction relatif à l'interface air-eau est de 1,33. Quelle est la profondeur de la piscine pour un observateur regardant verticalement dans l’eau ?

Selon la loi de la réfraction, où est l'indice de réfraction de l'eau, 1 est l'indice de réfraction de l'air. A partir des triangles ABC et MVS on trouve le côté x : x=htgβ, x=H∙tgα. Puisque les parties gauches sont égales, c'est-à-dire les blessures et les parties droites, on obtient l'équation : h∙ tgβ= H∙ tgα, donc h= H∙ tgα/ tgβ. Nous prenons les angles α et β très petits, donc sinα= tanα, sinβ= tanβ. On obtient l'égalité :

h=H sinα/ sin β =H/n, on obtient : h=4/1,33=3 m.

Réponse : 3 m.

Tâche C6.

À l'aide de tableaux de masses de noyaux atomiques et de particules élémentaires, calculez l'énergie libérée lors de la synthèse de 1 kg d'hélium à partir des isotopes de l'hydrogène - deutérium et tritium :

Masses de noyaux atomiques

Trouvons l'énergie libérée lors de la fusion d'un noyau à l'aide de la formule : , où est la différence de masse entre les masses qui entrent dans la réaction et les masses obtenues à la suite de la réaction, c est la vitesse de la lumière dans le vide , c = 3∙10 8 m/s.

Le nombre de noyaux contenus dans une masse de 1 kg d'hélium peut être trouvé à l'aide de la formule :

Alors l'énergie totale sera égale à : E=E 1 ∙N ; Remplaçons les données et effectuons les calculs :

E=1,5∙10 26 ∙0,2817∙10 -11 =4,2∙10 14 J

Réponse : 4,2∙10 14 J

Littérature

1. O.F. Kabardin, S.I. Kabardina "Tâches de test typiques", Maison d'édition "Exam" Moscou 2010.

2. Yu.G. Pavlenko "Principes de physique", manuel, Maison d'édition "Exam", Moscou 2005.

3. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev "Physique, 11e année", Moscou 2009. Maison d'édition "Prosveshcheniye".