какие затруднения встретила бы электротехника если бы воздух был хорошим проводником электричества
Трансформаторные подстанции высочайшего качества
с нами приходит энергия
develop@websor.ru
Интересные вопросы по общей электротехнике
1.1. Одинаковы ли последствия пробоя диэлектрика одного из двух конденсаторов в случае последовательного и параллельного их соединения?
При последовательном соединении напряжение сети прикладывается к исправному конденсатору, а при параллельном соединении возникает короткое замыкание установки.
1.2. В плоский конденсатор параллельно обкладкам вносится металлический лист, толщина которого составляет 20% расстояния между пластинами. Как изменится напряженность электрического поля?
Увеличится в 1,25 раза.
1.3. Почему сушку изоляции обмоток машин, проводов, кабелей и пр. производят в баках под малым давлением с целью устранения воздуха?
Диэлектрическая проницаемость воздуха меньше, чем у изоляции. В пузырьках воздуха могут возникнуть значительные напряженности электрического поля, в результате чего может произойти разряд.
2.1. У монтера была любимая поговорка: «Горячая пайка всегда холодная, а холодная пайка всегда горячая». Что он хотел сказать этими словами?
При горячей пайке электрическое сопротивление контакта мало и тепло в нем не развивается.
2.2. В каком случае для измерения разности потенциалов вольтметр соединяется последовательно с элементами цепи?
При измерении э. д. с. источника.
2.3. Может ли перемещение рукоятки реостата не отражаться на токах электрической цепи, в которую он включен?
Может, если в ветви реостата нет тока.
2.4. Может ли напряжение между зажимами источника быть больше э. д. с источника?
Да, например, при зарядке аккумулятора.
2.5. Три пассивных элемента цепи имеют равные сопротивления, а постоянное напряжение U источника при всех режимах одинаково. Как надо соединить элементы цепи, чтобы ток был в 2 раза меньше максимального и в 4,5 раза больше минимального? Во всех случаях используются вce элементы цели.
Как две параллельные ветви.
2.6. Почему не светит лампа, если ее включить последовательно с вольтметром, при их номинальных напряжениях, равных напряжению сети, и равных сопротивлениях?
При 50% номинального напряжения лампа не светит.
2.7. Почему лампы «перегорают» в момент их включения?
В момент включения сопротивление лампы мало, ток велик и в наметившемся месте разрушения нити развивается очень много тепла.
2.8. Почему, желая исключить из цепи какой-либо элемент, достаточно присоединить к его зажимам провод?
Сопротивление провода близко к нулю и после присоединения провода к какому-либо элементу становится еще меньше.
3.1. Каким образом можно определить полюсы сердечника, зная направление намотки катушки, и к какому полюсу источника присоединен каждый ее зажим?
Если положить ладонь правой руки на катушку так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в витках, то отставленный большой палец укажет северный полюс (см. задачу 13).
3.2. Можно ли, увеличивая ток в обмотке электромагнита, безгранично увеличивать его силу притяжения?
Нет. В стали электромагнита наступает магнитное насыщение, а обмотка перегревается.
3.3. На подковообразном сердечнике имеются две одинаковых намагничивающих катушки.
Как лучше включить катушки — последовательно или параллельно, если каждая из них соответствует постоянному номинальному напряжению сети?
Параллельное включение катушек нагрузит источник примерно в 4 раза большим током, чем последовательное, причем возможно магнитное насыщение сердечника; потери энергии при большом токе также больше и, если нет магнитного насыщения, больше магнитный поток.
3.4. Что опаснее для катушки при большом постоянном токе в ней — разрыв цепи или короткое замыкание зажимов катушки?
Э. д. с. самоиндукции при коротком замыкании зажимов катушки не превышает напряжения сети, а при разрыве цели эта э. д. с. может во много раз превысить напряжение. В результате получается пробой междувитковой изоляции катушки.
4.1. Почему в цепи постоянного тока не учитывались такие параметры, как индуктивность и емкость?
При постоянном напряжении через емкость не может проходить постоянный ток. Индуктивность не проявляет себя при постоянном токе.
4.3. Почему контактор на 220 В практически нормально работает при напряжении 127 В, если последовательно с ним включить конденсатор определенной емкости?
При состоянии, близком к резонансу, напряжение на контакторе может стать близким к номинальному.
4.4. Когда больше возможности регулирования напряжения — в цепи постоянного или переменного тока?
В цепи постоянного тока возможно включение только реостата, а при переменном токе, кроме того, можно включать индуктивность или емкость.
4.5. Какую цель преследует проблема повышения коэффициента мощности установки?
Уменьшение тока в проводах линии передачи, в трансформаторе и генераторе, уменьшение падения напряжения, нагрева и потерь энергии в них, а также уменьшение мощности установленных трансформаторов и сечения проводов линии передачи.
5.1. Как определяют, какой из проводов четырехпроводной трехфазной цепи нейтральный?
Сечение нейтрального провода обычно меньше сечения линейного провода. Когда при включении вольтметра между двумя проводами получают напряжение, в 
раз меньшее, чем при использовании остальных двух проводов, то в первом случае один из проводов — нейтральный.
5.2. Какую роль играет нейтральный провод в четырехпроводной трехфазной цепи?
Обладая очень малым сопротивлением, нейтральный провод не допускает возникновения большой разницы в потенциалах соединяемых им нейтральных точек генератора (или трансформатора) и приемника.
5.3. Почему к трехфазным электродвигателям всегда подводят только три провода?
Трехфазный электродвигатель имеет во всех линейных проводах равные токи, образующие на диаграмме трехлучевую симметричную звезду. Сумма таких токов равна нулю и нейтральный провод был бы без тока. При схеме «треугольник» нейтральный провод не имеет смысла.
5.4. Электромонтер, взявшись одновременно за концы оборвавшегося провода трехфазной линии, стал соединять их, не отключая линии. Он считал, что достаточно быть изолированным от земли, чтобы безопасно соединить части провода, в которых нет тока. Почему ошибочны его рассуждения?
Между концами оборвавшегося провода действует напряжение, в 1,5 раза большее фазного напряжения.
5.5. Почему в трехфазном трансформаторе, присоединенном к трехфазной линии, не образуется вращающийся магнитный поток?
Не выполнено условие пространственного сдвига обмоток: их оси параллельны.
5.6. В трех одинаковых катушках при схеме соединения их треугольником имеется симметричный режим.
Какое изменение токов вызовет отключение одной катушки?
В двух оставшихся катушках будут проходить прежние токи, из которых каждый без ответвления проходит в проводе, соединенном последовательно с катушкой. В третьем проводе ток остается без изменения.
6.1. При каком измерительном механизме амперметра стрелка после включения цепи может отклониться влево от нулевого положения, что заставляет поменять местами подводящие провода?
В случае использования амперметра магнитоэлектрической системы.
6.2. Почему нельзя пользоваться для измерения любых малых токов амперметрами на большие номинальные токи (например, 100 А)?
При малых токах механическая инерция прибора не будет преодолена или стрелка будет находиться в самом начале шкалы, где измерение нельзя выполнить точно.
6.3. Приборы какой системы предпочтительней, если ставится условие дешевизны, а пользоваться приборами будут неквалифицированные люди?
Приборы электромагнитной системы.
6.4. Как определить цену деления шкалы электродинамического ваттметра?
Необходимо перемножить номинальные значения напряжения и тока и разделить на число делений шкалы.
6.5. Какое включение реостата наиболее целесообразно: а) последовательно с приемником энергии; б) параллельно приемнику энергии; в) в виде делителя напряжения?
а) При последовательном включении реостат должен выдерживать весь ток нагрузки;
б) при параллельном включении реостата легко по неосторожности вызвать его перегрев;
в) при включении в виде делителя напряжения реостат постоянно находится под напряжением, а часть его обтекается, кроме того, полным током нагрузки.
Наибольшая плавность регулирования достигается в последнем случае.
7.1. Почему в настоящее время магнитоэлектрические генераторы применяют лишь тогда, когда не требуется большой мощности (тахо-генераторы, индукторы и пр.)?
Постоянные магниты теряют свои свойства, магнитный поток в них невелик и не допускает изменения.
7.2. С увеличением нагрузки на валу электродвигателя параллельного возбуждения растет реакция якоря. Почему скорость вращения электродвигателя все же уменьшается?
Одновременно с реакцией якоря увеличивается падение напряжения в нем, причем влияние этого падения напряжения больше, чем влияние уменьшения магнитного потока.
7.3. Можно ли пусковым реостатом регулировать скорость вращения электродвигателя во время работы?
Нет, так как сопротивление реостата не рассчитано на длительное прохождение тока.
7.4. Можно ли получить индуктирование э. д. с. отдельно от электромагнитного момента?
Нет. Как в электродвигателе, так и в генераторе имеет место одновременное образование индуктированной э. д. с. и момента электромагнитных сил.
7.5. Чем объясняется то, что скоростная характеристика электродвигателя последовательного возбуждения «мягкая»?
По мере увеличения нагрузки одновременно увеличиваются магнитный поток и падение напряжения в цепи электродвигателя.
8.4. Что характерно для работы трансформатора?
Практическое постоянство магнитного потока при всех режимах работы.
8.5. Чем отличается автотрансформатор от трансформатора?
Отсутствием самостоятельной вторичной цепи и наличием электрической связи между первичной н вторичной цепями.
9.1. Что надо сделать, чтобы изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя на обратное?
Поменять местами два подводящих к электродвигателю провода.
9.2. Трехфазный асинхронный двигатель работает при соединении обмоток статора по схеме «треугольник».
Как наиболее просто повысить коэффициент мощности, если работа протекает с небольшой нагрузкой?
Пересоединить обмотки статора со схемы «треугольник» на схему «звезда».
9.3. Почему при пуске асинхронного электродвигателя, когда э. д. с. и ток в роторе максимальны, не развивается наибольший вращающий момент?
Вследствие скольжения, равного единице, реактивное сопротивление обмотки ротора велико и ток практически реактивен.
9.4. Можно ли путем включения параллельно батареи статических конденсаторов изменить активную мощность электродвигателя?
Нет, так как она зависит от нагрузки на электродвигатель.
9.5. Что необходимо сделать, чтобы трехфазный асинхронный двигатель развивал максимальный вращающий момент в начале пуска?
Необходимо увеличить активное сопротивление цепи ротора, что возможно только при фазном роторе (т. е. роторе с контактными кольцами).
10.1. Что такое синхронный компенсатор?
Синхронная машина, работающая в режиме ненагруженного двигателя; она предназначена для генерирования реактивной мощности.
10.2. Какая разница между турбогенератором и гидрогенератором?
Турбогенератор — неявнополюсный синхронный генератор, предназначенный для привода от паровой или газовой турбины. Гидрогенератор — синхронный генератор, предназначенный для привода от гидравлической турбины при непосредственном соединении их валов.
10.3. Какой вид имеет скоростная характеристика синхронного двигателя?
Вид прямой, параллельной оси абсцисс.
10.4. К одинаковым ли последствиям приводит регулирование тока возбуждения машины при параллельной работе машин постоянного тока и синхронных машин?
В машинах постоянного тока таким путем переводят нагрузку с одной машины на другую, а в синхронных машинах — только регулируют реактивную мощность.
10.5. Что называют синхронизацией машин переменного тока?
Процесс подготовки их к включению для параллельной работы.
11.1. Не противоречит ли действие магнитного усилителя закону сохранения энергии?
Нет, так как усиливается мощность, т. е. скорость преобразования энергии, но не сама энергия.
11.2. Приспособлен ли контактор к частым включениям?
Контактор может включать до 1500 раз в час.
11.3. Каким образом можно «запереть» триод?
Сообщив сетке определенный потенциал, отрицательный относительно катода; чем выше потенциал анода, тем ниже должен быть потенциал сетки для «запирания» лампы. Значение его можно установить, имея сеточные характеристики триода.
11.4. Что показывает такой параметр лампы как коэффициент усиления?
Коэффициент усиления показывает, во сколько раз действие сеточного напряжения сильнее, чем действие анодного напряжения.
11.5. Что характеризует такой параметр лампы как крутизна анодно-сеточной характеристики?
Крутизна анодно-сеточной характеристики характеризует управляющее действие со стороны потенциала сетки анодным током (для современных ламп крутизна доходит до 40 мА/в).
12.1. Что проверяют при расчете проводов?
Нагревание (допустимый ток) для данного сечения провода и потери напряжения в нем.
12.2. Могут ли две одинаковых параллельных линии заменить одну, имеющую сечение проводов в два раза большее?
С избытком, так как плотность тока в тонких проводах допускается больше, чем в толстых.
12.3. Какие требования предъявляются к электроосвещению помещений?
Достаточную освещенность, равномерность и отсутствие блескости.
12.4. Каковы недостатки защиты участка электросети от коротких замыканий при помощи плавких предохранителей?
Плавкие предохранители стареют и расплавляются при коротких замыканиях преждевременно; селективность действия не достигается; значение тока плавления зависит от длительности нагрузки током и условий охлаждения предохранителя.
Применение плавких предохранителей затруднено в цепях с мощными двигателями, пуск в ход которых часто длится около 10 сек, причем пусковой ток может превышать в 5-7 раз номинальный ток (выдерживая пусковой ток, предохранитель не будет защищать двигатель в случае перегрузки).
Сборник задач по физике
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Сборник задач межпредметного содержания
МКОУ «Дьяконовская СОШ»
Сычкова Зоя Петровна.
Кинематика материальной точки.
1. Скорость ласточек и стрижей 70 км/ч. При вскармливании птенцов «рабочий день» родителей длится 18 часов. Сколько километров за это время они пролетают?
2. Конькобежец пробегает 500 м за 40,2 с, 1500 м за 125,3 с, 5000 м за 446,7 с, 10000 м за 926,1 с. Сравните средние скорости на разных дистанциях.
3. Скорость роста бамбука 0,5 мм/мин. За какое время бамбук достигнет высоты 20м?
4. Определите скорость движения в воде птицы чомги, если известно, что она равномерно проплывает под водой за 3 мин примерно 500 м.
5. Догонит ли волк сайгака, если скорость волка 12,5 м/с, а сайгака 60 км/ч? Через какое время это произойдет?
6. Среднеазиатский кабан – секач, двигаясь равномерно со скоростью 8 м/с в течение 10с, совершает такое же перемещение, как и другой кабан, но за 26 с. Какую скорость развивает второй кабан?
8. Лесник вышел из сторожки и 2ч шел со скоростью 3,5 км/ч в южном направлении, затем 1,5 ч со скоростью 4 км/ч – на запад, а оставшееся время 1 ч20 мин двигался на северо-восток со скоростью 3 км/м. На каком расстоянии от сторожки оказался лесник?
9. Спортсмен переплыл бассейн по правой водной дорожке длиной 25 м дважды (туда и обратно). Определите графически координаты этого спортсмена в начальной, средне и конечной точках траектории, а так же пройденный путь и его перемещение за все время движения.
10. Самолет вылетел из города, который находился на 500 с.ш. и 300 в.д., в город, находящийся на 600 с.ш. и 300 в.д. Определите по карте эти города и расстояние между ними. Сколько времени потребуется самолету на этот перелет, если его скорость 900 км/ч?
11. Судно по течению реки движется со скоростью 20 м/с, а против – со скоростью 10 м/с. Определите среднюю скорость движения.
12. «Мировой рекорд» по прыжкам в высоту по праву может принадлежать южно-африканской антилопе. На какую высоту прыгает антилопа, если животное отталкивается от земли вверх со скоростью 12 м\с?
13. Можно ли считать Луну материальной точкой при расчете расстояния от Земли до Луны; при измерении её диаметра; при расчете движения спутника вокруг Луны; при определении скорости её движения вращения вокруг Земли?
14. Если вы пройдете 8 м на восток и 6 м на север, каково будет ваше перемещение?
15. Метровая линейка движется без проскальзывания по цилиндру. Какое расстояние пройдет рука человека, держащая второй конец линейки, когда она коснется цилиндра?(2м.)
16. Известно, что летающая рыбка, спасаясь от хищника, взлетает на высоту 10 м и совершает по инерции полет до 30 метров. Если предположить, что длительность полета 2 с, то какова будет горизонтальная скорость рыбы?
17. По данным предыдущей задачи определите вертикальную составляющую скорости рыбы, результирующую скорость, время подъема и падения рыбы.
18. Через открытое окно в комнату влетел жук. Расстояние от жука до потолка менялось со скоростью 1 м/с, до задней стены комнаты – 2м/с. Через 1 с жук ткнулся в угол между потолком и боковой стеной комнаты. Определите скорость полета жука.
19. Беркут может почти моментально сменить плавный полет (почти скольжение по воздуху) на молниеносное наклонно или почти отвесное свободное падение (пикирование) на добычу, находящуюся на земле. Найдите время падения беркута с высоты 500 м при отвесном пикировании и его скорость в момент достижения земли.
20. Радиолокатор ГИБДД засек координаты машины х1=60 м и у1=100 м. Через 2 с координаты машины изменились: х2=100 м и у2=80 м. Превысил ли водитель допустимую скорость 60 км/ч?
21. Движение грузового автомобиля описывается уравнением:
Опишите характер движения автомобиля. Постройте графики зависимости x(t), v(t).
22. По графикам движения двух тел напишите уравнение движения каждого тела. Какой смысл имеет точка пересечения этих графиков?
23. По графикам движения трех тел написать уравнение каждого тела. Найти графически и аналитически место и время их встречи
24. Движение двух велосипедистов описываются уравнениями: Х1=12 t
Постройте графики движения этих тел, графики скорости. Найти графически место встречи.
25. Проекция скорости материальной точки изменяется по закону:
а) Определите характер движения точки.
б) Найдите модуль и направление начальной скорости.
в) Какой будет скорость точки через 5 с, через 10 с от начала движения?
г) Постройте график зависимости vх(t).
д) Найдите проекцию ускорения, ускорение и его направление.
е) Постройте график зависимости проекции ускорения от времени.
26. По графикам зависимости проекции скорости движения материальной точки от времени:
a. Определите вид движения.
b. Найдите модуль и направление начальной скорости.
c. Найдите модуль и направление ускорения.
d. Напишите уравнение зависимости проекции скорости движения этого тела от времени.
27. Уравнение координаты материальной точки имеет вид x = 15 – 3t + 0.5t2. Постройте график зависимости координаты от времени. Напишите уравнение зависимости проекции скорости от времени, постройте соответствующий график.
Динамика материальной точки.
28. Почему при прополке не следует выдергивать сорняк из земли слишком резкими движениями?
При выходе из воды животные встряхиваются. На каком законе физики основано освобождение их от воды?
29. Многие водные животные – морские звезды, губки, голотурии – имеют на теле выступы, шероховатости. Благодаря этому они медленно опускаются в воде, а не тонут быстро под действием силы тяжести. Какое явление способствует этому? (Сила трения.)
30. Почему дождевого червя легко можно вытащить из почвы за голову, и очень трудно за хвост? (Щетинки, покрывающие тело червя, направлены от головы к хвосту, поэтому они свободно пропускают его тело вперед и тормозят обратное движение)
31. Почему в конце прыжка спортсмен опускается на согнутые ноги?
32. Как объяснить морские приливы?
33. Найдите силу с которой вы притягиваетесь к Земле. К Луне. К Солнцу.
34. На каком расстоянии от Земли на прямой Земля – Луна сила притяжения к Земле и к Луне равны по модулю?
35. Ракета на старте с поверхности Земли движется вертикально вверх с ускорением 20м/с2. Каков вес космонавта массой 80 кг? Какую перегрузку он испытывает?
36. Масса прославленного в Великой Отечественной войне танка Т-34 равна 31,4 т. Длина той части гусеницы, которая соприкасается с полотном дороги, 3,5 м, а ее ширина 50 см. Вычислите давление танка на грунт.
37. Танк ХМ – 1 массой 52 тонны, имея скорость 18 м/с, въезжает на плоский мост. В результате мост прогибается и образуется дуга радиусом 40 метров. Какова сила давления танка на мост в его центральной части? Почему невыгодно строить плоские мосты?
Кинематика и динамика периодического движения.
38. Циркулярная пила имеет диаметр 600 мм. На ось пилы насажен шкив диаметром 300 мм, который приводится во вращение посредством ременной передачи шкива диаметром 120 мм, насаженного на вал электродвигателя. Какова скорость зубьев пилы, если вал совершает 1200 об/мин?
39. С какой скоростью движется велосипедист на складном велосипеде «Кама» при частоте вращения педалей 1 об/с, если диаметр колеса велосипеда равен 50 см, ведущая зубчатка имеет 48 зубцов, ведомая – 15 зубцов?
40. Луна обращена к земле постоянно одной стороной. Сколько оборотов совершает она вокруг своей оси за время полного оборота вокруг Земли?
41. На сколько в среднем звездные сутки короче солнечных?
42. Поскольку Луна находится в 60 раз дальше от центра Земли, чем мы с вами, её центростремительное ускорение равно 2,7∙10-3 м/с2. Подсчитайте период обращения Луны вокруг Земли. Луна движется по окружности радиусом 384 000км.
43. Чтобы обеспечить устойчивый полет пули, в канале ствола длиной 1 м пуля делает один полный оборот и вылетает со скоростью 800 м/с. Определите время, в течение которого пуля движется внутри ствола. Чему равна угловая скорость вращения пули в момент вылета?
44. Какую скорость должен иметь искусственный спутник, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 600 км над поверхностью Земли? Каков период его обращения?
45. Найти период обращения спутника Земли, если он движется по круговой орбите на высоте, равной радиусу Земли.
46. Геостационарный ИСЗ связи «Радуга», запущенный на круговую орбиту 15 февраля 1990 года, «висит» над одной точкой экватора и делает полный оборот вокруг Земли за 24 часа. С какой скоростью движется спутник по орбите и на какую высоту он запущен?
47. Найдите скорость искусственного спутника Земли, движущегося по круговой орбите:
а)Вблизи поверхности Земли; на высоте 300 км; на высоте 700 км; на высоте 1000 км; на высоте 6370 км (H=R); на высоте 12740 км (H=2R).
48. Спутник, масса которого 1 т, летит на высоте h1=200 км от поверхности Земли по круговой орбите. Постепенно, в силу торможения о верхние слои атмосферы, радиус орбиты спутника уменьшается (при этом можно считать, что орбита остается круговой). Какую энергию теряет спутник на торможение при переходе на орбиту с h2 = 180 км? (2,94·108 Дж).
49. Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли, а ее диаметр в 4 раза меньше. Чему равна величина ускорения свободного падения на поверхности Луны?
50. По данным таблицы найдите первую космическую скорость для планет Солнечной системы и период их обращения вокруг Солнца.
Примечание: используйте третий закон Кеплера., Т1 и Т2 – звездные периоды планет, а1 и а2 – большие полуоси планет.
51. Колебания каких из приведенных ниже тел будут свободными: а) поршень в цилиндре двигателя; б) игла швейной машины; в) ветка дерева после того, как с неё слетела птица; г) струна музыкального инструмента; д) конец стрелки компаса; е) мембрана телефона при разговоре; ж) чашки рычажных весов.
52. Груз массой 2 кг подвешен на пружине и совершает гармонические колебания, график которых приведен на рисунке. Какова жесткость пружины? Найти полную механическую энергию колебаний и наибольшую скорость.
53. Возможно ли раскачать тяжелые качели, прилагая к ним очень малое усилие, и получить большую амплитуду колебаний этих качелей?
54. В какой машине меньше трясет – в пустой или в нагруженной?
55. Почему на дороге, по которой самосвалы возят из карьер камень, песок и т.д., с течением времени образуются периодически повторяющиеся углубления (вмятины).
56. Чтобы помочь шоферу вытащить автомобиль, застрявший в грязи, несколько человек «раскачивают» автомобиль, причем толчки, как правило, производятся по команде. Безразлично ли, через какие промежутки времени подавать команду?
57. Спортсмен раскачивается при прыжках на батуте со строго определенной частотой. От чего зависит эта частота?
58. Определить период колебаний вагона на рессорах, если его статическая осадка равна 250 мм.
59. К закрепленному вертикально в штативе динамометру подвесили груз. При этом груз пришел в колебание с частотой 5 Гц. На сколько окажется растянутой пружина динамометра после полного прекращения колебаний груза? Массу пружины не учитывать.
61. Найти работу, совершенную туристом при десятичасовом подъеме по снежному склону со скоростью 400 м/ч, если его вес с рюкзаком 950 Н.
62. Голубь весом 3 Н набирает высоту 100 м в течение 20 с. Какую мощность он при этом развивает?
63. Кулан массой 150 кг, спасаясь от хищника, развил скорость 70 км/ч, двигаясь равноускоренно. Какую среднюю мощность развил он при этом?
64. Какую работу совершил тот же кулан, взбегая на гору высотой 450 м и уклоном 600? Коэффициент трения считайте равным 0,7.
65. Кулан массой 250 кг без разбега может запрыгнуть на высоту 1,5 м. Какую работу он может при этом совершить?
66. Во время тяжелой физической работы сердце человека сокращается до 150 раз в минуту. При каждом своем сокращении оно совершает работу, равную поднятию груза массой 0,5 кг на высоту 0,4 м. Определите мощность, развиваемую сердцем в этом случае. ( 4,9 Вт.)
67. Высота Эльбруса 5633 м. Поднимаясь до Приюта Одиннадцати, альпинисты набирали высоту по 300 м в час, а расстояние от Приюта до вершины (1000 м) прошли за 505 ч. Рассчитайте среднюю мощность на разных участках подъема. Во сколько раз изменилась работоспособность альпинистов на высоте 5000 м по сравнению с их работоспособностью на подходах? Вес альпинистов с рюкзаком считать равным 820 Н.
68. Известно, что летающая рыба, спасаясь от хищника, взлетает на высоту 10 м и совершает по инерции полет протяженностью до 30 м. Если предположить, что длительность полета 2 с и вес рыбы 5 Н, вычислите кинетическую энергию в момент отрыва рыбы от воды и в верхней точке траектории. Вычислите потенциальную энергию, которой обладает рыба в верхней точки траектории.
69. Лошадь тянет воз с силой 800 Н. Определите мощность, развиваемую лошадью, если она за 3 ч прошла расстояние 20,5 км.
70. Лошадь массой 320 кг прыгает через барьер высотой 1,2 м. Прыжок длится 1,4 с. Определите мощность, развиваемую лошадью во время прыжка.
72. Первый в мире искусственный спутник Земли был запущен в Советском Союзе 4.10.1957 г., он двигался по орбите, средняя высота которой над Землей 588 км. Масса спутника 83,6 кг, радиус Земли 6400 км. Определите кинетическую энергию спутника. Орбиту считать круговой.
73. Космонавт массы m приближается к космическому кораблю массы V с помощью троса, длина которого L, какие пути пройдут космонавт и корабль?
74. Рассчитайте работу, совершенную штангистом, толкнувшим штангу 217,5 кг на высоту 2,3 м. Определите развиваемую при этом мощность, если время подъема 0,2 с.
75. Некоторые морские животные, например каракатицы, перемещаются в воде, выбрасывая из себя струю жидкости. Какое физическое явление лежит в основе такого движения?
76. Какую скорость приобретает кальмар после одного сокращения мантийной плоскости, если выбрасываемая из неё со скоростью 7,5 м/с вода составляет 1/3 массы тела кальмара?
77. Трактор типа Т – 150 имеет тяговую мощность 72 кВт. С какой скоростью может тянуть этот трактор прицеп массой 5 т на подъеме 0,2 при коэффициенте трения 0,4?
Молекулярно – кинетическая теория идеального газа.
78. Определить массу и вес воздуха в комнате, если площадь пола равна 20,0 м2, а высота – 3,0 м.
79. Сколько нефти доставляется за один час по трубопроводу диаметром 0,50 м при скорости движения нефти 1,0 м/с? Плотность нефти равна 835 кг/м3.
80. Эталон килограмма массы изготовлен из сплава, состоящего на 90% из платины и на 10% из иридия. Определить плотность сплава и объем эталона, считая объем сплава равным сумме объемов составных частей.
81. Чтобы «приварить» один кусок железа к другому, нагревают оба куска добела в пламени горна, накладывают один на другой на наковальне и подвергают сильным ударам кузнечного молота. Объясните, почему в этом случае получается прочное соединение.
82. Один из способов «приварить» одну железную деталь к другой заключается в следующем. Накладывают детали друг на друга в холодном состоянии и подвергают сильному сжатию (сдавливанию). Объясните, почему в данном случае получается прочное соединение.
83. Эритроциты крови человека представляют собой диски диаметром приблизительно 7·10-6 м и толщиной 10-6 м. В крови объемом 1 мм3 содержится около 5·106 таких дисков. В теле взрослого человека содержится 5 л крови, сколько в ней эритроцитов?
84. Какова толщина масляной пленки на поверхности воды, если капля масла 8·10-4 г, образовала пятно площадью 0,55 м2? Какой вывод можно отсюда сделать о размерах молекул. (Плотность масла 900 кг/м3)
85. В 1988 году в районе американского полуострова Аляска огромный танкер «Эксон Валдиз» сел на мель и получил пробоину. 36 тысяч тонн нефти вылились в северо-американские тихоокеанские воды. Какую площадь могла занять нефть при свободном разливе?
86. В комнате объемом 60 м3 испарили капельку духов, содержащую 10-4 г ароматического вещества. Сколько молекул ароматического вещества попадает в легкие человека при каждом вдохе? Объем вдыхаемого воздуха 1 дм3. Молярная масса ароматического вещества 1 кг/моль.
87. При комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении допускается вытекание метана в бытовой газовой плите не более 1,1·10-8 м3/с. Определите количество молекул газа, появившихся в комнате вследствие такого вытекания, если плита была включена в течение трех часов.
88. Сравните количество вещества, содержащееся в оловянной и свинцовой отливках одинаковой массы.
89. Сравните количество вещества, содержащееся в одинаковых объемах ртути и алюминия.
90. Сравните массы тел, сделанных из алюминия и свинца, если количество вещества в них одинаково.
91. Сравните объемы тел, сделанных из алюминия и свинца, если количество вещества в них одинаково.
92. Сравните число атомов в серебряной и алюминиевой ложках равной массы.
93. Сравните числа атомов в стальной и алюминиевой ложках равного объема.
94. Поставь вопрос и реши задачу
95. Почему броуновское движение в жидкости и газе является хаотическим и почему оно происходит тем заметнее, чем меньше размеры частиц? (Результирующая действующих на частицу сил непрерывно и беспорядочно изменяется по модулю и направлению. Чем крупнее частица, тем большая часть действующих на неё сил взаимно уравновешивается).
96. Что представляют собой отрезки ломаных линий на таблицах и рисунках, изображающих броуновское движение? (Каждый отрезок – длина спрямленного пути частицы за малый промежуток времени).
97. Как муравьи находят путь домой? Возьмите лист бумаги и положите его на пути муравья, возвращающегося в муравейник. Когда он проползет по нему, пометьте его путь легким штрихом карандаша и поверните бумагу на небольшой угол. Другие муравьи добегут до края бумаги, упрутся в место, где раньше путь с земли переходил на бумагу, но тут обрыв: дальше нет меченой тропы. Муравьи начнут суетиться у разрыва, искать, найдут его в стороне и снова побегут по прямой. Вы увидите, что путь их будет совпадать с отмеченной карандашом линией. На каком физическом явлении основано поведение муравьев? (Диффузии. Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости, они прижимаются брюшком к земле и передают ей свой запах. Некоторые муравьи не всегда бегут точно по намеченному пути, а сбоку от трассы, потому что запах достаточно силен. Потеряв след, они кругами вновь находят «дорогу» и спешат по ней. Муравьиные трассы бывают длиной несколько метров.)
98. В опыте Штерна полоска серебра, появляющаяся на внутренней поверхности наружного цилиндра, получается размытой. Какой вывод можно из этого сделать?
99. В результате измерений в опыте Штерна была получена следующая таблица:
На основании этой таблицы построить график распределения атомов серебра по скоростям (при температуре 1173 К). Как изменится вид графика при уменьшении интервалов скоростей? Что произойдет с ломаной линией, ограничивающей сверху прямоугольники графика?
На рисунке показано сечение прибора, служащего для непосредственного измерения скорости теплового движения. Диаметры цилиндров 12 и 240 мм. При вращении цилиндров с частотой 2800 мин-1 полоска серебра смещалась на 7,6 мм. Вычислите среднюю скорость атомов при температуре проволоки 1173 К.
101. Какой скоростью обладала молекула паров серебра, если её угловое смещение в опыте Штерна составляло 5,40 при частоте вращения прибора 150 с-1? Расстояние между внутренним и внешним цилиндрами равно 2 см.
103. Если в одном конце комнаты пролить некоторое количество пахучей жидкости, то через несколько секунд запах её будет ощущаться в другом конце комнаты. Не противоречит ли этот факт тому, что средняя скорость молекул газа при комнатной температуре больше скорости пули и составляет несколько сот метров в секунду?
104. Погруженный в ванну лабораторный термометр вынули и поднесли к окну, чтобы лучше рассмотреть его показания. Правильно ли определена температура?
105. Можно ли с помощью обычного жидкостного термометра измерить температуру капли воды?
106. Можно ли пользоваться психрометром на «сквозняке» или на улице на ветру?
108. Хорошо известный прием защиты от холода – зимняя спячка. Многие млекопитающие (сурок, соня, летучая мышь, бурый медведь) способны при этом значительно снижать интенсивность обмена веществ. Температура их тела может упасть до 00 С. Выразите температуру в Кельвинах.
110. Температура воды 300 К. Какая это вода: холодная или горячая?
111. При какой температуре по шкале Кельвина плавиться медь?
112. Рассмотрите таблицу и выразите температуру звезд в градусах.
Солнце (температура фотосферы)
Солнце (температура солнечной короны)
Антарес (α Скорпиона)
113. Запуск ИСЗ показал, что температура воздуха на высоте 1000 км достигает несколько тысяч градусов. Температура плавления железа 15200 С. Почему спутник не плавится?
114. Поставьте вопрос и решите задачу.
энергия молекулы или атома
115. При демонстрации опыта Штерна серебряная проволочка была нагрета до температуры 8270 С. С какой частотой необходимо вращать цилиндры, чтобы получить смещение середины полоски серебра на 9,5 мм? Диаметр внешнего цилиндра равен 240 мм, внутреннего – 12 мм.
116. До какой температуры была нагрета медная проволочка при демонстрации опыта Штерна, если цилиндры диаметрами 285 и 19 мм были приведены во вращение с частотой 50 с-1, а смещение середины полоски получилось равным 8,4 мм?
117. На сколько процентов увеличится средняя квадратичная скорость молекул воды в нашей крови при повышении температуры от 37 до 400С?
118. Барометр показывает давление 640 мм рт.ст. С какой силой воздух давит на оконное стекло школы размером 0,6 на 0,25 м? Почему оно не продавливается?
119. Размеры мыльного пузыря под давлением вдуваемого в него воздуха увеличивается одинаково во всех направлениях, благодаря чему пузырь приобретает форму шара. Подтверждением какого закона физики служит это явление?
120. Почему на высоких горах действие суставов человека нарушается: конечности плохо «слушаются», легко подвергаются вывихам?
121. Через плотно пригнанную пробку в стеклянный сосуд с водой пропущены две трубки, из которых одна не достаёт до поверхности воды. Что произойдет, если продувать воздух в трубку А? в трубку В?
122. В целях более удобного разливания кваса и других напитков из больших бочек поступают следующим образом: посредством небольшого насоса Н накачивают внутрь бочки воздух и создают тем самым над поверхностью жидкости в бочке повышенное давление. Почему при этом условии жидкость сама вытекает, если открыть кран К?
123. Объясните, как действует опрыскиватель, применяемый в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений. Внутри прочного металлического баллона Б, содержащего жидкость Ж, находится насос велосипедного типа с поршнем П, рукояткой Р и клапаном К. К баллону присоединена длинная резиновая трубка (шланг) Ш, снабженная наконечником Н.
124. Налейте в стакан воды наравне с краями, покройте стакан блюдцем и, придерживая блюдце рукой, опрокиньте стакан вверх дном. Почему вода не выливается из опрокинутого стакана, несмотря на то, что края стакана не совсем плотно прилегают к поверхности блюдца?
Если зажженный огарок свечи, укрепленный на середине блюдца с водой, накрыть стаканом то через некоторое время пламя свечи гаснет, а вода набирается под стакан. Объясните это явление.
126. Почему трудно вытащить ноги, увязшие в размокшей глине? Какую роль играет здесь атмосферное давление?
127. Мухиобладают удивительной способностью подниматься вертикально по гладкому оконному стеклу и свободно разгуливать по потолку. Как это им удается?
128. Почему одеколон не выливается из опрокинутого узкогорлого флакона, если флакон не встряхивать?
129. Почему трудно пить из опрокинутой бутылки или фляги, когда её горлышко плотно охвачено губами?
130. Люди, живущие постоянно в долинах, при подъемах на высокие горы нередко заболевают «горной болезнью», одним из признаков которой может явиться кровотечение из носа и ушей. Почему? (Чтобы ответить на этот вопрос, вспомните, что значительное количество воздуха и других газов находится во внутренних полостях человеческого тела, в мышцах, крови.)
131. Пипетка, применяемая в химических лабораториях, представляет собой открытую с обоих концов стеклянную трубочку и служит для переливания небольших количеств жидкости. Пипетку погружают одним концом в жидкость и, закрыв верхнее отверстие пальцем, вынимают. Почему жидкость не выливается при этом через нижнее отверстие? Почему жидкость сразу же вытекает, если открыть палец от верхнего отверстия пипетки?
132. Поставьте вопрос и решите задачу.
Масса молекулы или атома
Средняя квадратичная скорость
Средняя кинетическая энергия молекул
133. Поставьте вопрос и решите задачу.
Средняя квадратичная скорость
Средняя кинетическая энергия
энергия всех молекул
Современная телевизионная трубка
134. Какова средняя квадратичная скорость движения молекул воздуха в комнате длиной 6 м, шириной 4 м, высотой 2,5 м, если масса воздуха в комнате 72,5 кг, а его давление 105 Па.
135. Какое давление производят пары ртути в баллоне ртутной лампы объемом 3·10-5 м3 при 3000 К, если в ней содержится 1018 молекул?
136. Поставьте вопрос и решите задачу.
137. Найти массу природного горючего газа (СН4) объемом 64 м3 считая, что объем указан при нормальных условиях.
138. При давлении 105 Па температура 150 С воздух имеет объем 2·10-3 м3. При каком давлении данная масса воздуха займет объем 4·10-3 м3, если температура его станет 200 С?
139. Какое давление рабочей смеси устанавливается в цилиндрах двигателя автомобиль ЗИЛ – 130, если к концу такта сжатия температура повышается с 50 до 2500 С, а объем уменьшается с 0,75до 0,12 л? Первоначальное давление равно 80 кПа.
140. В цилиндре дизельного двигателя автомобиля КаМАЗ – 5320 температура воздуха в начале такта сжатия была 500 С. Найти температуру воздуха в конце такта, если его объем уменьшится в 17 раз, а давление возрастает в 50 раз.
141. Определить температуру горючей смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания в конце такта сжатия по следующим данным: давление смеси в цилиндре до сжатия равно 76 кПа, в конце сжатия – 851 кПа, температура смеси до сжатия равна 315 К, степень сжатия (отношение объемов, занимаемых газом в цилиндре двигателя при крайних положениях поршня) составляет 6,3.
143. Чтобы заставить всплыть подводную лодку продувают сжатым воздухом. Продувание проводится на глубине 25 м, причем воздух принимает температуру окружающей воды, 277 К. Какой объем воды можно выгнать из цистерн, впустив в них воздух из баллона вместимостью 30 л, если давление воздуха в баллоне при 285 К равно 14,7 МПа, а плотность морской воды равна 1,03·103 кг/м3?
144. Найти давление газа, степень диссоциации которого составляет 60% и который занимает объем 0,5 м3 при температуре 630 С. Масса газа равна 22 г. Рассмотреть случай кислорода и углекислого газа.
145. Почему баллоны электрических ламп заполняют азотом при пониженном давлении?
146. Почему нагретая медицинская банка «присасывается» к телу?
147. Баллон электрической лампы при изготовлении заполняют азотом под давлением 50,65 кПа при температуре 288 К. какова температура газа в горящей лампе, если давление в ней повысилось до 11 кПа?
148. В какое время суток ветер дует с моря на сушу (морской бриз) и в какое время суток – с суши на море (береговой бриз).
149. Где большая вероятность возникновения утренних заморозков – на возвышенности или в низине?
150. Если днем было ясно, а вечером небо затянулось облаками, то следует ли ожидать ночью заморозка?
151. Почему батареи парового и водяного отопления помещают у пола, а не у потолка?
152. Выдуйте мыльный пузырь. Некоторое время он поднимается, а затем начинает опускаться. Почему? (Воздух, вдуваемый человеком в мыльный пузырь, теплый, и его плотность меньше плотности окружающего воздуха. Поэтому мыльный пузырь сначала поднимается. Через некоторое время воздух в пузыре охладиться, его плотность станет больше и пузырь начнет снижаться .)
153. В некоторых холодильниках охлаждение производится при помощи охлаждающей смеси, протекающей по трубам. В какой части камеры холодильника – верхней или нижней – расположены эти трубы?
154. Почему аэростат (воздушный шар), совершающий горизонтальный полет в солнечный день, начинает снижаться, когда солнце скрывается за набежавшим облаком?
157. Какова максимальная разница зимой и летом в массе и весе воздуха при атмосферном давлении, заполняющего помещение, объем которого 100 м3, если летом температура в помещении повышается до 300 С, а зимой падает до 50 С?
158. Некоторые технологические операции производства полупроводниковых приборов и интегральных схем осуществляют в герметичных боксах, в которых создают избыточное давление. Определите избыточное давление при температуре 294 К, если при температуре 293 К было создано избыточное давление 60 Па, и бокс был полностью загерметизирован. Атмосферное давление нормальное.
159. В камеру футбольного мяча, объем которого 2,5 л, накачивают воздух насосом, забирающим при каждом качании 0,15 л атмосферного воздуха при нормальном давлении. Каково будет давление в камере мяча после 50 качаний, если в начале она была пустой?
161. Какова масса воздуха, который выйдет из комнаты, если температура воздуха возрастет с 100 С до 200 С? Объем комнаты 60 м3. Давление нормальное.
Задачи на применение графиков изопроцессов
162. Изобразить графически изотермическое расширение определенной массы идеального газа в осях (р,Т), (Т, р), (V, р)
163. Начертите график изотермического процесса для случая pV =40. Определите изменение объема данной массы, если при постоянной температуре увеличить давление на ¼ первоначального значения; так же уменьшить давление.
164. Изобразить графически изобарное охлаждение данной массы идеального газа в осях (V, p), (p, T), (V,T).
165. Изобразить графически изохорное повышение температура определенной массы идеального газа в осях (p, V), (V, T), (p, t).
166. Определенная масса идеального газа сначала испытывает изобарное расширение, а затем изотермическое сжатие. Изобразите эти процессы в осях (p,T), (V, T).
167. Определенная масса идеального газа подвергается изохорному охлаждению, а затем изотермическому сжатию. Изобразите графически эти процессы в осях (р, V), (V, T), (T, p).
168. Определенная масса идеального газа подвергается изохорному повышению температуры, а затем уменьшению объема при постоянном давлении. Изобразите графически эти процессы в осях (p,V), (p,T).
169. Определенная масса идеального газа испытывает сначала изобарное повышение температуры, а затем после изотермического сжатия и изохорного охлаждения возвращается в исходное состояние. Изобразите эти процессы в осях (p, V), (p, T).
170. На каком из графиков изображен изотермический процесс в идеальном газе?