зад 1 КПД двух циклов
На диаграмме \((P,V)\) показаны процессы, проходящие с идеальным газом. Сравните КПД цикла \(CBDC\) с КПД цикла \(ABCA\).
▶ПодсказкаСкрыть
Для каждого цикла сравните работу за цикл с теплотой, которую газ получает на участках нагрева.
▶ОтветСкрыть
\(\eta_{ABCA} < \eta_{CBDC}\).
зад 2 Очистка воздуха от пыли
Электростатический способ — один из самых эффективных способов очистки воздуха от пыли. Стеклянный куб с пыльным воздухом помещают в однородное электростатическое поле, силовые линии которого перпендикулярны двум граням куба. Определите, через какое время после включения поля вся содержащаяся в кубе пыль осядет. Сторона куба равна \(a\), напряженность поля \(E\). Считать, что все пылинки одинаковы, каждая имеет заряд \(q\).
Примечание: сила сопротивления воздуха пропорциональна скорости тела \(F = kv\), где \(k\) — известная постоянная величина.
▶ПодсказкаСкрыть
Установившаяся скорость дрейфа пылинки определяется равенством силы поля и силы сопротивления; путь до стенки куба проходится с этой скоростью.
▶ОтветСкрыть
\(t = \dfrac{a}{v} = \dfrac{ak}{qE}\).
зад 3 Закон Ома и вольтметр
Одноклассники Петя и Катя выполняют лабораторную работу по теме «закон Ома». Они собрали изображённую на рисунке электрическую схему из батарейки с э.д.с. \(\mathcal{E} = 10\) В и внутренним сопротивлением \(r = 8\) Ом и резистора сопротивлением \(R = 40\) Ом. Вольтметр, подключенный к резистору, показал напряжение \(U = 8\) В. Определите, во сколько раз сила тока через батарейку превышает силу тока через вольтметр.
▶ПодсказкаСкрыть
Вольтметр подключён параллельно резистору, так что ток через батарейку делится между резистором и вольтметром; учтите, что ток через резистор известен по показанию вольтметра.
▶ОтветСкрыть
в пять раз.
зад 4 Частица у свинцовой пластинки
Заряженная частица движется в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Попав на тонкую свинцовую пластинку, частица теряет \(99\) % своей первоначальной кинетической энергии в виде тепла, выделяющегося в свинце. После торможения в пластинке частица вылетает в то же самое магнитное поле и движется по дуге окружности радиусом \(R = 2\) см. Определите радиус кривизны траектории частицы до попадания в пластинку.
▶ПодсказкаСкрыть
Радиус орбиты в магнитном поле пропорционален скорости частицы; как связаны скорость и кинетическая энергия?
▶ОтветСкрыть
\(20\) см.
зад 5 Мячик и наклонная доска
Одноклассники Петя и Катя изучают школьную кинематику. Петя бросает упругий мячик с сторону наклонной доски, мячик отскакивает обратно ему в руки (см. рисунок). Катя снимает полёт мячика на мобильный телефон, потом они оба просматривают видео в замедленном режиме. Друзья выяснили, что если Петя ловит мяч точно в точке броска, то полёт мяча до доски длится \(t_1 = 0{,}44\) с, а возвращение мяча обратно в руки Пети длится \(t_2 = 0{,}76\) с. Под каким углом \(\alpha_1\) Петя бросает мяч в случае, если удар мяча о доску происходит на высоте броска?
▶ПодсказкаСкрыть
Сравните движение мяча до доски и после отскока: скорость мяча меняется при ударе, а время полёта в каждом участке связано с вертикальной составляющей скорости.
▶ОтветСкрыть
\(\alpha_1 = 30^\circ\).
Источник: Олимпиада «Надежда энергетики» по физике, 2024/25, отборочный этап, 11 класс — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.