9.01 Задачи №9 из сборника И.В. Ященко
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Автомобиль разгоняется на прямолинейном участке шоссе с постоянным
ускорением
Скорость
вычисляется по формуле
где
—
пройденный автомобилем путь. Найдите ускорение, с которым должен двигаться
автомобиль, чтобы, проехав 0,9 километра, приобрести скорость 150 км/ч. Ответ
дайте в
Источники:
Подставим данные в формулу:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Автомобиль разгоняется на прямолинейном участке шоссе с постоянным
ускорением
Скорость
вычисляется по формуле
где
— пройденный автомобилем путь. Найдите, сколько километров проедет
автомобиль к моменту, когда он разгонится до скорости 100 км/ч.
Источники:
Подставим данные в формулу:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Водолазный колокол, содержащий в начальный момент времени моля
воздуха объёмом
л, медленно опускают на дно водоёма. При этом
происходит изотермическое сжатие воздуха до конечного объёма
Работа, совершаемая водой при сжатии воздуха, определяется выражением
где
— постоянная, а
— температура
воздуха. Найдите, какой объём
(в литрах) станет занимать воздух, если при
сжатии воздуха была совершена работа в 10 980 Дж.
Источники:
Сначала выразим из формулы работы:
Подставим данные из условия и вычислим значение
Теперь мы можем найти
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Водолазный колокол, содержащий молей воздуха при давлении
атмосферы, медленно опускают на дно водоёма. При этом происходит
изотермическое сжатие воздуха до конечного давления
Работа, совершаемая
водой при сжатии воздуха, определяется выражением
где
— постоянная,
— температура воздуха. Найдите, какое
давление
(в атм) будет иметь воздух в колоколе, если при сжатии воздуха
была совершена работа в 117 000 Дж.
Источники:
Сначала выразим из формулы работы:
Подставим данные из условия и вычислим значение
Теперь мы можем найти
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Два тела массой кг каждое движутся с одинаковой скоростью
м/с
под углом
друг к другу. Энергия (в джоулях), выделяющаяся при их
абсолютно неупругом соударении, вычисляется по формуле
где
— масса в килограммах,
— скорость в м/с. Найдите, под каким наименьшим
углом
(в градусах) должны двигаться тела, чтобы в результате соударения
выделилось энергии не менее 480 джоулей.
Источники:
Заметим, что так как это угол между направлениями движения двух
тел. Тогда
По условию нажно найти такой наименьший угол
при котором выделивщееся тепло
Дж. Имеем следующее
неравенство:
Мы знаем, что поэтому
Таким образом,
Значит, наименьшее возможное значение равно
а наименьшее значение
равно
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Скейтбордист прыгает на стоящую на рельсах платформу со скоростью
м/с под острым углом
к рельсам. От толчка платформа начинает ехать со
скоростью
(м/с), где
кг — масса скейтбордиста со
скейтом, а
кг — масса платформы. Под каким максимальным углом
(в градусах) нужно прыгать, чтобы разогнать платформу не менее чем до 0,3 м/с
?
Источники:
По условию Также по условию скейтбордист должен разогнать
платформу до скорости
м/с. Тогда имеем неравенство:
Следовательно,
По условию требуется найти максимальный возможный угол, поэтому он равен
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
После дождя уровень воды в колодце может повыситься. Мальчик измеряет время
падения небольших камешков в колодец и рассчитывает расстояние до воды по
формуле
где
— расстояние в метрах,
— время падения в секундах.
До дождя время падения камешков составляло
с. На сколько должен
подняться уровень воды после дождя, чтобы измеряемое время изменилось на 0,2
с? Ответ дайте в метрах.
Источники:
Время падения должно измениться на 0,2 с, следовательно, время падения после
дождя равно
Пусть — расстояние до воды до дождя в метрах,
— расстояние до воды
после дождя в метрах. Тогда
Вычислим разность расстояний в метрах:
Таким образом, уровень воды после дождя должен подняться на 2,4 метра.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
После дождя уровень воды в колодце может повыситься. Мальчик измеряет время
падения небольших камешков в колодец и рассчитывает расстояние до воды по
формуле
где
— расстояние в метрах,
— время падения в секундах.
До дождя время падения камешков составляло
с. На сколько должен
подняться уровень воды после дождя, чтобы измеряемое время изменилось на 0,4
с? Ответ дайте в метрах.
Источники:
Время падения должно измениться на 0,4 с, следовательно, время падения после
дождя равно
Пусть — расстояние до воды до дождя в метрах,
— расстояние до воды
после дождя в метрах. Тогда
Вычислим разность расстояний в метрах:
Таким образом, уровень воды после дождя должен подняться на 2,8 метра.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На верфи инженеры проектируют новый аппарат для погружения на небольшие
глубины. Конструкция имеет кубическую форму, а значит, действующая на
аппарат выталкивающая (архимедова) сила, выражаемая в ньютонах, будет
определяться по формуле: , где
— плотность воды,
—
ускорение свободного падения (считайте
Н/кг ), а
— длина ребра куба в
метрах. Какой может быть максимальная длина ребра куба, чтобы обеспечить его
эксплуатацию в условиях, когда выталкивающая сила при погружении будет не
больше чем 893025 H? Oтвет дайте в метрах.
Источники:
Запишем неравенство и подставим данные в формулу:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На верфи инженеры проектируют новый аппарат для погружения на небольшие
глубины. Конструкция имеет форму сферы, а значит, действующая на аппарат
выталкивающая (архимедова) сила, выражаемая в ньютонах, будет определяться
по формуле: , где
— постоянная,
— плотность
воды,
— ускорение свободного падения (считайте
Н/кг ), а
— радиус
апшарата в метрах. Каков может быть максимальный радиус аппарата, чтобы
выталкивающая сила при погружении была не больше чем 447216 H? Ответ дайте
в метрах.
Источники:
Запишем неравенство и подставим данные в формулу:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В боковой стенке высокого цилиндрического бака у самого дна закреплён кран.
После его открытия вода начинает вытекать из бака, при этом высота столба воды
в нём, выраженная в метрах, меняется по закону
где
— время в секундах, прошедшее с момента открытия крана,
м —
начальная высота столба воды,
— отношение площадей поперечных
сечений крана и бака, а
— ускорение свободного падения (считайте
Через сколько секунд после открытия крана в баке останется
четверть первоначального объёма воды?
Источники:
Бак имеет цилиндрическую форму, начальная высота столба воды равна 5
м, следовательно, четверть бака будет заполнена при высоте столба
м.
Подставим данные в формулу:
Найдем дискриминант:
Тогда корни квадратного уравнения равны
Так как то в баке останется четверть первоначального объёма
воды через 350 секунд.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В боковой стенке высокого цилиндрического бака у самого дна закреплён кран.
После его открытия вода начинает вытекать из бака, при этом высота столба воды
в нём, выраженная в метрах, меняется по закону
где
— время в секундах, прошедшее с момента открытия крана,
м —
начальная высота столба воды,
— отношение площадей поперечных
сечений крана и бака, а
— ускорение свободного падения (считайте
Через сколько секунд после открытия крана в баке останется
четверть первоначального объёма воды?
Источники:
Бак имеет цилиндрическую форму, начальная высота столба воды равна 20 м,
следовательно, четверть бака будет заполнена при высоте столба
м.
Подставим данные в формулу:
Найдем дискриминант:
Тогда корни квадратного уравнения равны
Так как то в баке останется четверть первоначального объёма воды
через 200 секунд.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В телевизоре ёмкость высоковольтного конденсатора Ф. Параллельно
с конденсатором подключён резистор с сопротивлением
Ом. Во время
работы телевизора напряжение на конденсаторе
кВ. После выключения
телевизора напряжение на конденсаторе убывает до значения
(кВ) за время,
определяемое выражением
(с), где
— постоянная.
Определите напряжение на конденсаторе, если после выключения телевизора
прошло 84 с. Ответ дайте в киловольтах.
Источники:
Подставим известные значения в формулу:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В телевизоре ёмкость высоковольтного конденсатора Ф. Параллельно
с конденсатором подключён резистор с сопротивлением
Ом. Во время
работы телевизора напряжение на конденсаторе
кВ. После выключения
телевизора напряжение на конденсаторе убывает до значения
(кВ) за время,
определяемое выражением
(с), где
— постоянная.
Определите напряжение на конденсаторе, если после выключения телевизора
прошло 16,8 с. Ответ дайте в киловольтах.
Источники:
Подставим известные значения в формулу:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Для нагревательного элемента некоторого прибора экспериментально была получена
зависимость температуры (в кельвинах) от времени работы:
где
— время в минутах,
К,
К/мин
К/мин.
Известно, что при температуре нагревательного элемента свыше 1900 К прибор
может испортиться, поэтому его нужно отключить. Найдите, через какое
наибольшее время после начала работы нужно отключить прибор. Ответ дайте в
минутах.
Источники:
Подставим данные условия в уравнение
Рассмотрим функцию Ее графиком является
парабола с ветвями, направленными вниз. Тогда через
минуты после начала
работы прибор впервые нагреется до температуры 1900 К.
Следовательно, прибор необходимо отключить не позднее чем через 2 минуты.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В боковой стенке высокого цилиндрического бака у самого дна закреплён кран.
После его открытия вода начинает вытекать из бака, при этом высота столба воды
в нём меняется по закону где,
м — начальный
уровень воды,
и
м/мин — постоянные,
— время в
минутах, прошедшее с момента открытия крана. Сколько минут вода будет
вытекать из бака? Ответ дайте в минутах.
Источники:
Задача сводится к решению квадратного уравнения с дробными коэффициентами.
Из условия известно, что — это высота столба воды в момент времени
Нам
необходимо найти время
при котором вся вода вытечет из бака, то есть высота
столба воды
будет равна нулю. Тогда имеем уравнение:
Значит, вода будет вытекать из бака в течение 17,5 минуты.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Для определения эффективной температуры звёзд используют закон Стефана –
Больцмана, согласно которому , где
— мощность излучения звезды
(в ваттах),
— постоянная,
— площадь поверхности звезды (в
квадратных метрах), а
— температура (в кельвинах). Известно, что
площадь поверхности некоторой звезды равна
а мощность
её излучения равна
Вт. Найдите температуру этой звезды в
кельвинах.
Источники:
Выразим из уравнения температуру в четвертой степени:
Подставим значения
Вт:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Для определения эффективной температуры звёзд используют закон Стефана –
Больцмана, согласно которому , где
— мощность излучения звезды
(в ваттах),
— постоянная,
— площадь поверхности звезды (в
квадратных метрах), а
— температура (в кельвинах). Известно, что
площадь поверхности некоторой звезды равна
а мощность
её излучения равна
Вт. Найдите температуру этой звезды в
кельвинах.
Источники:
Выразим из уравнения температуру в четвертой степени:
Подставим значения
Вт:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Датчик сконструирован таким образом, что его антенна ловит радиосигнал,
который затем преобразуется в электрический сигнал, изменяющийся со временем
по закону , где
— время в секундах, амплитуда
В,
частота
фаза
Датчик настроен так, что, если напряжение
в нём не ниже чем 1 B, загорается лампочка. Какую часть времени (в
процентах) на протяжении первой секунды после начала работы лампочка будет
гореть?
Источники:
По условию
Также по условию напряжение
должно быть не ниже 1 В. Подставим данные в формулу:
Тогда
По условию требуется узнать, при каких равенство верно на протяжении
первой секунды, что накладывает дополнительное условие
Тогда имеем систему
Таким образом значит, лампочка будет гореть
от первой
секунды, то есть
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Датчик сконструирован таким образом, что его антенна ловит радиосигнал,
который затем преобразуется в электрический сигнал, изменяющийся со временем
по закону где
— время в секундах, амплитуда
В,
частота
, фаза
. Датчик настроен так, что, если напряжение
в нём не ниже чем 1 В, загорается лампочка. Какую часть времени (в
процентах) на протяжении первой секунды после начала работы лампочка будет
гореть?
Источники:
По условию
Также по условию напряжение
должно быть не ниже 1 В. Подставим данные в формулу:
Тогда
По условию требуется узнать, при каких равенство верно на протяжении
первой секунды, что накладывает дополнительное условие
Тогда имеем систему
Таким образом значит, лампочка будет гореть
от первой
секунды, то есть 87,5%.