Физика. МО. 11 класс.
Задание 1.
В качестве ответа вводите целое число или конечную десятичную дробь. В качестве разделителя целой и дробной частей используйте точку либо запятую. Никаких иных символов, кроме используемых для записи числа (в частности, пробелов), быть не должно. Пример: 3,14
При округлении чисел в промежуточных вычислениях сохраняйте не менее четырёх значащих цифр.
Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 12 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 25 см . По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = +2 нКл , по объёму другого — заряд q₂ = −4 нКл . Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл² .
1. Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
притягиваются
отталкиваются
не взаимодействуют
могут как притягиваться, так и отталкиваться
2. Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
Ответ: ____
3. Определите модуль разности потенциалов между точками точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
Ответ: ____
4. Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 500 ГОм . Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
Ответ: ____
5. Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до целых.
Ответ: ____
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.
В качестве ответа вводите целое число или конечную десятичную дробь. В качестве разделителя целой и дробной частей используйте точку либо запятую. Никаких иных символов, кроме используемых для записи числа (в частности, пробелов), быть не должно. Пример: 3,14
При округлении чисел в промежуточных вычислениях сохраняйте не менее четырёх значащих цифр.
Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 220 м³ . В кабинете находятся 18 учеников и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 30% .
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 40 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К) ;
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль ;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C pнас = 2.81 кПа ;
— плотность воды ρ = 1 г/см³ ;
— абсолютный нуль температуры −273 °C .
Примечание (к 5 вопросу):
После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными.
1. На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20% , а стала 28% , ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
Ответ: ____
2. Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет tст = 13.2 °C . Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
pнас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3)) .
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре tст ? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
Ответ: ____
3. Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
Ответ: ____
4. Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
Ответ: ____
5. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 200 Вт . Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг . Учитывая примечание из условия задания, определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Ответ: ____
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 3.
В качестве ответа вводите конечную десятичную дробь. В качестве разделителя целой и дробной частей используйте точку либо запятую. Никаких иных символов, кроме используемых для записи числа (в частности, пробелов), быть не должно. Пример: 3,14
При округлении чисел в промежуточных вычислениях сохраняйте не менее четырёх значащих цифр.
Основным источником энергии на металлургических заводах XVIII века была энергия падающей воды. Обычно на реке строили плотину. Вода накапливалась в образовавшемся водоёме, а затем по специальным водоводам с высоты падала на водобойное колесо. Колесо, вращаясь, поворачивало вал. На другом конце вала имелось несколько выступов, которые по очереди упирались в конец рукоятки большого молота. Рукоятка поворачивалась относительно неподвижной оси, и массивная рабочая часть молота поднималась вверх. Когда выступ соскальзывал с рукоятки, молот падал вниз и рабочей частью ударял по наковальне, располагаясь в этот момент горизонтально.
Даны характеристики завода в городе N .
Плотина: перепад высот между верхним краем плотины и осью колеса составляет H = 6 м . Объёмный расход воды, падающей на колесо, равен Q = 40 л/с . Скоростью воды в верхней части плотины пренебрегите, так как водохранилище имеет большую площадь.
Водяное колесо: радиус R = 3.5 м . Скорость, с которой движутся крайние точки колеса, v = 1.6 м/с .
Молот: масса рабочей части m = 100 кг , длина рукоятки L = 5 м . Ось вращения молота делит рукоятку в отношении 1 : 4 (как на рисунке). Массой рукоятки по сравнению с массой рабочей части пренебрегите.
Плотность воды ρ = 1000 кг/м³ , ускорение свободного падения примите равным g = 9.8 м/с², π = 3.14 .
1. Чему равно изменение потенциальной энергии воды, падающей с края плотины на уровень оси колеса за время t = 1 с ? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
Ответ: ____
2. Столкновение воды с лопастями колеса можно считать абсолютно неупругим. Какое максимальное количество энергии (механической и тепловой) вода может передать колесу за время t = 1 с ? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до десятых.
Ответ: ____
3. Во время работы молота его рукоятка поворачивается на максимальный угол α = 30° относительно горизонтального положения. Какая энергия при этом запасается в рабочей части молота за один подъём? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
Ответ: ____
4. До какой скорости разгоняется рабочая часть молота при падении на наковальню? Силу трения в осях и сопротивление воздуха не учитывайте. Ответ выразите в м/с, округлите до десятых.
Ответ: ____
5. Чему равно КПД всего этого устройства (колесо и молот), если за один оборот колеса молот поднимается на максимальную высоту четыре раза? Полезной энергией считайте энергию удара молота, а затраченной изменение потенциальной энергии воды. Ответ выразите в процентах, округлите до десятых.
Ответ: ____
Скачать задания, ответы и решения в Telegram