Задачи, составленные по пословицам и поговоркам. Решение любой физической задачи является делом увлекательным и крайне полезным. В процессе решения Вы глубже понимаете суть физических явлений и законов, учитесь выделять главное и отбрасывать второстепенное

• Название: Решение любой физической задачи является делом увлекательным и крайне полезным. В процессе решения Вы глубже понимаете суть физических явлений и законов, учитесь выделять главное и отбрасывать второстепенное
• Дата: 05.04.2022
• Размер: 1.18 Mb.
• Имя файла: Задачи, составленные по пословицам и поговоркам.doc
• Тип: Решение; #444763
• страница: 14 из 18

13.5. С одним пропеллером Карлсон начал бы сам вращаться в сторону, противоположную направлению вращения пропеллера. Именно с целью предотвращения такого вращения у вертолетов ставят боковой пропеллер. Увеличение или уменьшение скорости вращения его лопастей приводит к повороту вертолета вправо или влево.

13.6. Соплохвосты используют реактивный принцип движения. В реальной природе подобным образом двигаются каракатицы, разница только в том, что они, в отличие от сказочных соплохвостов, выбрасывают не газы при взрыве, а воду при сокращении мускулов, двигаясь при этом в другую сторону. Ft=Δmv; Δm= .

****

13.7. Лодка останавливается из-за силы сопротивления воды. ; .

13.8. ; . Отсюда . Ковер-самолет развивает мощность 0,23 кВт, Карлсон – 2,0 кВт, Баба-Яга развивает наибольшую мощность, равную 6,8 кВт.

13.9. Закон сохранения механической энергии запишется так: ; отсюда v₀= .

13.10. Потолки в русских избах располагались от пола на высоте примерно 2,3 м, отсюда скорость v= .

13.11. N= .

13.12. F= .

13.13. F= .

13.14. При спуске А₁=А_{силы трения}=А_{силы тяжести};

при подъеме А₂=А_{силы тяги}+А_{силы трения}=2А_{силы тяжести}.

Получается, что работа, совершаемая при подъеме, в два раза больше, чем работа силы тяжести при скатывании с горы: А₂ =2А_1.

13.15. Р= .

13.16. Р= . Полтергейст не сможет заставить светиться лампочку мощностью 60 Вт.

13.17. A=FS. A₁=0; A₂=70 кДж; А₃=75 кДж. Царем станет Иван-дурак, который оказался совсем не дурак!

13.18. t= ; N=134 раза.

13.19. v = м/с; mgh = E; n = =1000 подбрасываний.

Время полета шапки: t = 2 = 6 c. Время 1000 подбрасываний: Т=nt=6000c>5400c времени матча, следовательно, разрядиться за время матча робот не успеет.

13.20. 5 м. Немудрено, что учитель физкультуры был ошеломлен, так как полученный результат намного превышает мировой рекорд по прыжкам в высоту.

13.21. N= = 50 Вт, где t-время, n-число поклонов отшельника, m- его масса ; h-высота, на которую опускается центр тяжести тела при поклоне.

Работа, совершенная святым отшельником на благо прогресса: МДж.

13.22. Превращения энергии в механизме дверей:

пружинные двери	духовые двери	двери с противовесом
механическая работа по открыванию двери	механическая работа по открыванию двери	механическая работа по открыванию двери
потенциальная энергия сжатой пружины	потенциальная энергия сжатого газа	потенциальная энергия поднятого груза
кинетическая энергия захлопывающейся двери	кинетическая энергия захлопывающейся двери	кинетическая энергия захлопывающейся двери

13.23. Силы сопротивления воздуха и трение качелей неминуемо останавливают их. При этом начальная потенциальная энергия преобразуется в тепловую энергию окружающей среды, что приводит к ее нагреванию. = 70 c; =258000 с 3 суток. Долго же ему придется качаться (это без учета теплообмена комнаты с окружающей средой)!

13.24. Мощность двигателя равна = 3200 Вт. Время, за которое пещера наполнится водой t= , t=5∙10⁵c 6 суток.

13.25. В горах, когда площадь поперечного сечения реки мала, скорость воды и ее кинетическая энергия велики, чем и объясняется «буйное» поведение Терека. При течении по равнине, когда Терек «разбегается» по степи, скорость течения уменьшается.

13.26. Вечный двигатель не может существовать, так как его работа противоречит закону сохранения энергии. 0,014 Вт.

13.27. При отсутствии движущихся частей:

исчезает сила трения между движущимися деталями, что уменьшает теплопотери и повышает КПД; не теряется энергия на ускорение и торможение движущихся частей, что тоже способствует увеличению КПД; отсутствует механический износ деталей, обусловленный их движением. Это увеличивает срок эксплуатации машин.

Современное общество находится на этапе использования «энергии горения»: наиболее распространены двигатели внутреннего сгорания, использующие внутреннюю энергию сгорающего топлива.

В настоящее время уже существуют механизмы, где отсутствует движение: трансформаторы, МГД – генераторы. Все эти приборы характеризуются высоким КПД и долговечностью.

13.28. n= заклинания.

13.29. m= г – при хорошем настроении и10 г – при плохом.

13.30а. (ответ см. в задаче 13.30б).

13.30б. Внутренняя энергия горючего  потенциальная энергия пара  кинетическая энергия пара  кинетическая энергия камня.

13.31.P=
14. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамика

14.1. В результате диффузии молекулы дегтя разместились между молекулами меда и испортили его вкус.

14.2. Путешественники «наслаждались» запахом керосина благодаря явлению диффузии.

14.3. Между молекулами газообразного вещества очень слабы силы взаимного притяжения, поэтому после испарения снеговика тепловое движение его молекул заставит газ разлететься в разные стороны, а снеговик не сможет «собраться».

14.4. Веревка на мешке с солью становится соленой из-за диффузии. Быстрее соленой станет веревка на солнечном балконе.

14.5. На лилипутов действует сила поверхностного натяжения, которая не дает выбраться из воды. Так, например, гибнут мелкие насекомые, попавшие в воду.

14.6. Термометр показывает температуру воздуха, которая не зависит от его скорости, но на ветру человек замерзает быстрее, так как усиливается теплоотдача.

14.7. «Пока рабы доставляли с озера лед, Ясон соорудил вокруг машины крепкую деревянную раму, загнал под чехол крепкие металлические клинья и прикрепил их к ней. Теперь, если машина опустится в яму, чехол останется на месте, удерживаемый клиньями. Для этого и нужен лед. Ясон соорудил под машиной ледяное основание, затем вытащил поддерживающие ее бревна. Теперь по мере таяния льда машина будет опускаться в яму». (Г. Гаррисон, «Моралист»)

14.8. См. задачу 14.9.

14.9. Во-первых, в вакууме ничто не мешает молекулам испаряться с поверхности жидкости, а во-вторых, в жидкости всегда есть пузырьки с паром. Как только давление в них становится больше внешнего давления, жидкость начинает кипеть. Понятно, что в вакууме вода моментально вскипает и очень быстро испаряется.

14.10. «Надев на поршни уплотнительные кольца, Ясон удвоил давление и мощность двигателя. Когда Эдипон увидел, как увеличилась скорость отремонтированной машины, он прижал Ясона к груди и пообещал щедрую награду».

(Г. Гаррисон, «Моралист»)

14.11. Лошадиные силы являются внесистемными единицами измерения мощности. Понятно. что никаких лошадей, даже биоминиатюрных, внутри двигателя нет. 1 л.с =735,5 Вт. Нетрудно подсчитать, что мощность двигателя составляет 221 кВт.

14.12. Теплый воздух, попадая на холодное стекло, охлаждается. Когда температура этого воздуха становится ниже точки росы, водяной пар становится насыщенным, и вода конденсируется на поверхности стекла.

14.13. При комбинации атомов можно получить различные химические соединения одних и тех же элементов, а получить золото из железа таким образом невозможно. Для получения золота необходимо изменение числа протонов и нейтронов в ядре атома.

****

14.14. Броуновское движение – беспорядочное движение малых частиц в жидкости или газе, происходящих под действием движущихся молекул окружающей среды. Как видно из определения, броуновское движение – это следствие теплового движения молекул. Поэтому правильнее было бы говорить не об остановке броуновских частиц, а о прекращении движения молекул воды.

14.15. ; t10¹⁵ лет.

14.16. « – Тут мы ничего не можем сделать. Броуновское движение. (Роберт Броун, шотландский ботаник восемнадцатого столетия, первым наблюдал его). Понимаете, нас со всех сторон бомбардируют молекулы воды. Обладай мы нормальными размерами, мы бы даже не заметили их столкновение с нами. Тем не менее, уменьшение до таких пределов привело к тому же результату, как если бы мы оставались в прежнем виде, а все наше окружение чудовищно увеличивалось бы».

(А. Азимов, «Фантастическое путешествие»)

14.17. Δр = .

14.18. ; P₂=(P₁-ρgh); .

14.19. Можно закачивать газ из внешней оболочки во внутреннюю, где давление должно быть значительно больше, чем во внешней оболочке, т.о. объем шара уменьшается. Для подъема достаточно из внутреннего шара выпустить газ во внешний.

На практике для подъема шара нагревают воздух внутри оболочки с помощью горелки, а для спуска выпускают теплый воздух из-под оболочки. Это быстрее и экономичнее.

14.20. = 1,1 раза.

14.21. Объем изобарианина изменяется в полтора раза: . При нагревании изохорянина меняется давление.

1 4.22. V
T

14.23. ; .

14.24. Если уменьшить температуру в два раза, то она станет равной –110^оС, что опасно для жизни. Т₁=33^о+273^о = 306 К;

Т₂ =Т₁/2 =153 К=-110^оС

14.25. Иней выпадает при охлаждении воздуха ниже точки росы. Это происходит ночью в ясную погоду при отсутствии облаков. При наличии облаков, из которых может выпасть снег, ночью тепло сохраняется, и иней не выпадает.

14.26. Осенью средняя температура падает, а весной повышается. Поэтому осенью относительная влажность выше, чем весной. Испарение интенсивнее происходит при низкой относительной влажности, т.е. весной.

14.27. 14.28. При сырой погоде водяной пар становится насыщенным и при любом охлаждении (например, при попадании на холодные рамы) или наличии центров конденсации (соль) переходит в жидкое состояние.

14.29. Благодаря капиллярным явлениям, подземная вода, залегающая на небольшой глубине, испаряется с поверхности земли, и относительная влажность в этом месте повышается. Это проявляется в быстром появлении тумана при охлаждении.

14.30. Существует такое явление как сублимация (или возгонка), при котором твердое вещество испаряется, переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние. На ветру этот процесс происходит быстрее, так как молекулы воды, находящиеся в газообразном состоянии вблизи твердой поверхности, сносятся ветром и не возвращаются обратно на поверхность.

14.31. У поверхности воды, благодаря испарению жидкости, пар становится насыщенным. При охлаждении утром он конденсируется в виде капель воды (тумана). Чем больше относительная влажность воздуха, тем дальше от воды появляется туман. При высокой относительной влажности вероятность дождя увеличивается.

14.32. Когда водяной пар вырывается из емкости паровоза, он невидим. После расширения и охлаждения пар конденсируется, и мы видим облака, состоящие из мельчайших капелек воды, а не пара.

14.33. Веревка намокла и замерзла.

Вода не могла быть холоднее 0 С, а значит она была значительно теплее окружающей среды. Над ведром стоял не дым, а туман: капельки воды или кристаллики льда. Воздух, прилегавший к поверхности воды, нагревался от нее, а отрывавшиеся от поверхности воды молекулы повышали абсолютную влажность воздуха. При очень низкой температуре окружающей среды, наблюдается быстрое охлаждение поднимающегося от поверхности воды воздуха и повышение его относительной влажности. Пар становится насыщенным, и вода конденсируется в виде капелек воды, которые быстро замерзают.

14.34. При изобарном расширении привидение охлаждается до температуры Т₂: ; = 281 K. При этой температуре давление насыщенного пара p составляет 1,07 кПа. Это меньше, чем имеющееся давление p₀=p_н=1,8 кПа. Следовательно, привидение выпадет в осадок.

14.35. При попадании метеорита происходит пробой обшивки корабля и быстрое расширение воздуха, сопровождающееся охлаждением. При охлаждении водяной пар становится насыщенным, и вода осаждается в виде капелек воды или кристалликов льда.