Решения задач заочного тура корпоративной олимпиады С,

Решения задач заочного тура корпоративной олимпиады
по физике 8 класс 2011 год
1. В калориметр, содержащий 1,5 кг воды при температуре 20С,
положили 1 кг льда при температуре -10С. Какая температура установится в
калориметре? Сколько воды будет в калориметре?
Решение:
Найдем количество теплоты, которое может отдать вода при охлаждении
0
до 0 С: Q охл  с воды m воды (0 0 C - 20 0 C)  -126000Дж .
Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания всего льда до
0
0 С: Qнагрев  с льда m льда (0 0 C  100 C)  21000Дж .
Так как Q охл  Q нагрев , то лед нагреется до температуры плавления.
Найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда:
Q пл  m льда  330000Дж .
Поскольку Qохл  Qнагрев  Qпл , то расплавится не весь лед.
Найдем массу расплавленного льда:
m распл льда 
Q охл  Q нагрев


126000Дж  21000Дж
 0,32 кг .
Дж
330000
кг
Масса воды в калориметре в конце опыта равна: 1,5 кг+0,32 кг = 1,82 кг.
2. В сосуде с водой плавает железный коробок. В центре дна коробки
имеется небольшое отверстие, закрытое растворимой в воде пробкой. При
этом уровень воды в сосуде равен Н. Через некоторое время пробка
растворилась в воде и коробок утонул. Изменился ли уровень воды в сосуде?
Объяснить почему.
Решение:
Когда коробок плавал, на дно сосуда действовала сила давления воды
F   воды gHS . Так как вес содержимого в сосуде, оттого, что коробок утонет,
не изменится, то не изменится и сила давления на дно сосуда. Однако в этом
случае она будет по модулю равна сумме новой силы давления воды и веса
коробка: F   воды ghS  Pкор . Так как коробок из железа, то Pкор  0 .
Следовательно  воды gHS   воды ghS , то есть H  h . Значит уровень воды в сосуде
понизится.
3. Масса груза равна 10 кг. А) Какую силу надо приложить к веревке в
точке А, чтобы равномерно поднять груз на некоторую высоту (трение и вес
блоков не учитывать)? Б) Какую силу надо приложить в точке А, если сила
трения в каждом из блоков одинакова и равна 0,25 Н? В) На какую высоту
поднимается груз, если блок 3 поднялся на высоту 1 м? Г) Какую мощность
должна развить сила, действующая в точке А, чтобы поднять груз на высоту
0,25 м в течении 1 с (без учета трения)? Д) Чему равен КПД установки?
Решение:
А. Поскольку в системе три подвижных блока, а каждый из них дает
выигрыш в силе в два раза, то в точке А нужно приложить силу
F
Pгруза
2
3

100H
 12,5 H .
8
Б. С учетом трения, так как блоков 4 штуки, то F  12,5H  4  0,25H  13,5H .
В. Каждый подвижный блок дает проигрыш в перемещении в два раза.
Так как третий блок поднялся на один метр, то первый блок с грузом
1м
 0,25м .
22
A P h 100H  0,25м
 25Вт .
Г. N   груза 
t
t
1c
P h
A
100H
 0,92 .
Д.  полезная  груза3 
A соверш
F  2 h 13,5H  8
поднялся на h 
4. Большой круг установлен в центре прямоугольного зала на уровне
пола и равномерно вращается. Мальчик, часто подпрыгивая на одной ноге,
пересекает круг в направлении диагонали зала. При этом на круге остаются
следы ступни мальчика. Сплошной линией покажите траекторию мальчика;
скорость его (относительно пола) считать такой, что за время, пока круг
делает половину оборота, мальчик преодолевает путь, равный длине
диаметра круга.
Решение:
Из условия видно, что на круге след мальчика закончится в
той же точке, из которой он начался. За четверть оборота круга
мальчик пройдет путь, равный радиусу круга, и окажется в его
центре. При дальнейшем вращении круга след протянется к
начальной точке на круге.
5. Поезд первую половину пути шел со скоростью в 1,5 раза большей,
чем вторую половину пути. Средняя скорость поезда на всем пути 43,5 км/ч.
Каковы скорости поезда на первой и второй половине пути?
Решение:
2V1 V2
S
S
.


S
S
t1  t 2
V1  V2

2V1 2V2
С учетом V1  1,5V2 средняя скорость равна Vср  1,2V2 .
S
t
По определению средняя скорость Vср  
Отсюда V2 
Vср
1,2
 36,25
км
км
, а V1  54,375 .
ч
ч