Вариант 4

1. Маховик начал вращаться равноускоренно и за промежуток времени 10 c достиг частоты вращения 300 мин^-1. Определить угловое ускорение маховика и число оборотов, которое он сделал за это время.

2. Через блок, имеющий форму диска, перекинут шнур. К концам шнура привязали грузики массой m₁=100 г и m₂=110 г. С каким ускорением будут двигаться грузики, если масса m блока равна 400 г? Трение при вращении блока ничтожно мало.

3. С какой наименьшей высоты h должен начать скатываться акробат на велосипеде (не работая ногами), чтобы проехать по дорожке, имеющей форму «мертвой петли» радиусом R=4 м, и не оторваться от дорожки в верхней точке петли? Трением пренебречь.

4. Определить линейную скорость центра шара, скатившегося без скольжения с наклонной плоскости высотой h=1 м.

5. Определить удельную теплоемкость c_p смеси кислорода и азота, если количество вещества n₁ первого компонента равно 2 моль, а количество вещества n₂ второго равно 4 моль.

6. Во сколько раз увеличится давление водорода, содержащий количество вещества 4 моль, при изотермическом расширении, если при этом газ получит 1000 Дж тепла. Температура водорода 300 К.

7. На двух бесконечных параллельных плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями s₁ и s₂ (см. рис.). Требуется: 1)используя теорему Остроградского- Гаусса и принцип суперпозиции электрических полей, найти зависимость Е(x) напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II, III. Принять s₁=-4s, s₂=2s; 2)вычислить напряженность Е в точке, расположенной между плоскостями, и указать направление вектора Е. Принять s=40нКл/м²; 3)построить график Е(x).

8. Сила тока в проводнике сопротивлением R=100 Ом равномерно нарастает от I₀=0 до I_max=10 А в течение времени t=30 с. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике.

9. Отрезок прямолинейного проводника с током имеет длину 30 см. При каком предельном расстоянии а от него для точек, лежащих на перпендикуляре к его середине, магнитное поле можно рассматривать как поле бесконечно длинного прямолинейного тока? Ошибка при таком допущении не должна превышать 5%. Допускаемая ошибка d=(Н₂-Н₁)/Н₂, где Н₁- напряженность поля от отрезка проводника с током и Н₂- напряженность поля от бесконечно длинного прямолинейного тока.

10. Вычислить плотность энергии w магнитного поля в железном сердечнике замкнутого соленоида, если напряженность H намагничивающегося поля равна 1,2 кА/м.

11. В магнитное поле, изменяющееся по закону B=B₀coswt (B₀=0,1 Тл, w=4 с^-1), помещена квадратная рамка со стороной a=50 см, причем нормаль к рамке образует с направлением поля угол a=45⁰. Определить ЭДС индукции, возникающую в рамке в момент времени t=5с.

12. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы R=8,6 м. Наблюдение ведется в отраженном свете. Измерениями установлено, что радиус четвертого темного кольца (считая центральное темное пятно за нулевое) r₄=4,5 мм. Найти длину волны падающего света.

13. Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра (l=780 нм) на фиолетовую (l=390 нм)?

14. Красная граница фотоэффекта для цинка l₀=310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию T_max фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны l=200 нм.

15. Определить энергетическую освещенность (облученность) Е_е зеркальной поверхности, если давление, производимое излучением, р=40 мкПа. Излучение падает нормально к поверхности.

16. Электрон в атоме водорода находится на третьем энергетическим уровне. Определить кинетическую, потенциальную и полную энергию электрона. (Ответ выразить в эВ).