9 физика2014

1. В бестселлере Роберта Руанка «Нечто значительное» описана ситуация, когда
вождь африканской деревни, желая узнать, кто из двух людей говорит правду,
приказал каждому лизнуть горячий нож. Объясните, почему лжец обычно обжигал
свой язык. Решение:
Язык правдивого человека обычно смочен слюной. При соприкосновении с
нагретым металлом часть слюны испаряется, и язык окружается слоем пара,
который, обладая малой теплопроводностью, предохраняет язык от перегрева и
ожога. У лжеца же обычно от волнения пересыхает во рту, поэтому язык остается
без защиты.
2. Под каким одеялом будет теплее: ватным или пуховым?
Решение:
Считается, что пух и перья - это самые теплые наполнители для одеяла. Они легкие,
упругие, долговечные, мягкие, хорошо удерживают тепло и обеспечивают циркуляцию
воздуха. Пух обладает более низкой теплопроводностью чем вата. Под пуховым одеялом
не холодно зимой и не очень жарко летом. В них воздух - а он хороший теплоизолятор.
Значит теплее будет под пуховым одеялом, т.к. между перьями есть воздух, который
обладает малой теплопроводностью.
3. Во сколько раз поезд, имеющий скорость 72 км/ч, движется быстрее мухи, летящей
со скоростью 5 м/с?
Дано:
СИ
Решение:
v1=72 км/час 20м/с
v2=5 м/с
n-?
v1=72 км/час превращаем в м/с, 1км =1000м, 1ч=3600с
v1=72*1000/3600= 20 (м/с)
𝑣1 20 м/с
𝑛=
=
= 4, Значит, поезд едет быстрее мухи в 4 раза.
v2
5 м/с
Ответ: Поезд едет быстрее мухи в 4 раза.
4. Автобус проехал первую половину пути со скоростью 60 км/ч, а оставшийся путь
со скоростью 80 км/ч. Найдите среднюю физическую и среднюю арифметическую
скорости его движения.
Решение задачи:
1. Дано:
S1 = S/2
S2 = S/2
υ1 = 60 км/ч
υ2 = 80 км/ч
υcр. – ?
Решение. Путь разделен на две одинаковые части S1 = S/2;
S2 = S/2;
S
S1
S
движения
автомобиля
на
t1 
 2 
 время
1 1 21
первом
участке,
S
S
S
t2  2  2 
 время движения автомобиля на втором участке.
2 2 22
S S

S1  S 2
21 2
S
1
2.  ср . 
 2 2 


 68,6 км/ч
S
S
1   2 1   2
t1  t 2


S
1
1

  
21 2 2
21 2
2  1  2 
скорость автомобиля за всё время движения.
3. Найдём среднее арифметическое значений скорости υ1 и υ2:
  2
4.  ср.арифм.  1
 70 км/ч .
2
-средняя
Итак, ответ:
Расчет средней математической скорости:
vср.ар.= (v1 + v2)/2 = (60 + 80)/2= 70 км/ч;
Расчет средней физической скорости:
vср.физ.=2*v1 *v2*/(v1 +v2)=68,6 км/ч
5. Определите напряжение на концах стального проводника длиной 140 см и
площадью поперечного сечения 0,2 мм2, в котором сила тока 250 мА (удельное
сопротивление стали 0,15 Ом*мм2/м).
Решение:
Дано:
СИ
l=140см
1,4 м
S= 0,2 мм2
I= 250 мА
0,25А
𝜌 =0,15 Ом*мм2/м
U-?
Формулы для напряжения, по закону Ома: U=I*R и R=𝜌*l/S – сопротивление
общая формула расчета напряжения, подставляем в формулу закона Ома, получаем:
U=I* 𝜌*l/S
U=0,25А * 0,15 Ом*мм2/м*1,4 м /0,2мм2=0,2625В.
Ответ: U=0,26В
6.
В жаркую погоду стакан с водой охлаждают, подкладывая в него кусочки льда
(один растает – кладут другой). Избыток воды переливается через край. Кусочек
льда массой 5 г тает за 5 мин. За какое время вода в стакане нагреется на 1 °С, если
мы перестанем подкладывать лёд? Масса воды в стакане 200 г, стакан лёгкий.
Удельная теплота плавления льда 330 Дж/ г, удельная теплоёмкость воды 4200
Дж/(кг · град).
Решение:
Дано:
T= 5мин
300с
m=5 г
5*10-3кг
∆t=1ºС
M=200 г
0,2кг
Cв=4200 Дж/(кг · град)
λ=330 Дж/ г
330 *10-3Дж/ кг
t-?
Теплоёмкостью стакана можно пренебречь. Будем считать, что кусочки льда, которые
кидают в стакан, имеют температуру 0ºС Вычисляем количество теплоты, получаемое
извне стаканом за 5 мин Q1 = qm = 330 Дж/ г · 5г = 1650 Дж или Q1 = 330 *10-3Дж/ кг ·
5*10-3кг = 1650 Дж
Отмечено, что изменение температуры воды на 1 °С в жаркий день не изменит условия
теплообмена, поэтому для нагревания 200 г воды на 1 °С нужно Q2 = cmΔt= 4200 · 0,2 · 1 =
840 Дж, т.е. стакан нагреется за t=(840/1650) × 5 мин = 0,51 · 5 ≈ 2,5 мин
Ответ: t=2,5 мин
7. В течение какого времени скорый поезд длиной 300 м, идущий со скоростью 72
км/ч, будет проходить мимо встречного поезда длиной 600 м, идущего со
скоростью 36 км/ч?
Решение:
Дано:
S=300 м
L= 600 м
V1=72 км/ч
20 м/с
V2=36 км/ч
10 м/с
t-?
Относительная скорость поездов: v12= V1+ V2=10 м/с + 20 м/с = 30 м/с
Найдем расстояние, проходимое поездом: s=L+S
s= 300 м + 600 м = 900 м
Найдем время движения t = s/υ12 ⇒ t = 30 c
Ответ: t=30с
8. Определите плотность однородного тела, вес которого в воздухе 2,8 Н, а в воде
1,69 Н. Выталкивающей силой воздуха пренебречь. Плотность воды 1000 кг/м3.
Дано:
Решение:
F1=2,8 Н
F2=1,68Н
𝜌в =1000 кг/м3
ρ-?
𝐹
Найдем массу тела: F= mg – сила тяжести, откуда m=𝑔 = 2,8 Н/10 м/с2 = 0,28 кг,
где g=10 м/с2.
Далее выталкивающая сила FА = F1- F2, FА = 2,8 Н – 1,69 Н = 1,11Н
Найти объём тела применяя формулу: FА = ρgV ⇒ V =FА/ρg ⇒ V =1,11·10-4 м3
0,28 кг
Плотность тела ρ = m/V =1,11·10−4 м3 = 2,5·103 кг/м3
Ответ: ρ = 2,5·103 кг/м3
9.
Ученик измерил плотность бруска, и она оказалась равной ρ = 600 кг/м 3. На
самом деле брусок состоит из двух частей, равных по массе, плотность одной из
которых в 2 раза больше плотности другой. Найдите плотности обеих частей.
Дано:
ρ = 600 кг/м3
ρ1= 2ρ2
m1= m2= m
ρ1 -?
ρ2 -?
Решение. Пусть 𝑚 — масса каждой из частей бруска, 𝜌1 и
𝜌2 = 𝜌1/2 — их плотности. Тогда части бруска имеют объёмы 𝑚/𝜌1
и 2𝑚/𝜌1, а весь брусок массу 2𝑚 и объём 3𝑚/𝜌1. Средняя плотность
бруска 𝜌 =2𝑚3𝑚/𝜌1=2𝜌1
Отсюда находим плотности частей бруска: 𝜌1 = 3𝜌/2 = 900 кг/м
𝜌2 = 3𝜌/4 = 450 кг/м
или
Объем всего бруска V=2m/p=V1+V2, где m - масса одной из частей V1 и V2 соответственно объемы каждой части.
V1=m/p1, V2=m/(2p1) , p1 - плотность 1-й части, 2p1 - плотность 2-й части бруска.
2m/p = m/p1+m/(2p1)
2/p =3/(2p1) ρ1= 3/4 ρ1=450 кг/м3, ρ2=2 ρ1=900 кг/м3
Ответ: ρ1 =450 кг/м3, ρ2 =900 кг/м3.
10. Вагон поезда, движущегося со скоростью 36 км/ч, был пробит пулей, летевшей
перпендикулярно к движению вагона. Одно отверстие в стенках вагона смещено
относительно другого на 3 см. Ширина вагона – 2,7 м. Какова скорость движения
пули?
Дано:
v = 36 км/ч
10 м/с
s=2,7 м
d=3cм
0,03м
vп-?
Sпули=v* t отсюда выразим v=s/t , мы знаем, что одно отверстие сдвинуто относительно
другого на 3 см и значит поезд проехал 3см за время, за которое пуля прошла расстояние
2,7 м. Из пути скорости поезда выразил t: t =s/v.
t= 0,03/10= 0,003с.
vпули = 2,7м/0,003с=900 м/с
Ответ: vп= 900 м/с