Фізика НМТ — розв’язання завдань з відповідями

Общее уравнение координаты для равноускоренного прямолинейного движения вдоль оси Ox имеет вид: $x = x_0 + v_0 t + \frac{a t^2}{2}$, где $x_0$ – начальная координата, $v_0$ – начальная скорость, $a$ – ускорение.

Из условия завдання даны следующие значения: начальная координата $x_0 = 10$ м, начальная скорость $v_0 = 2,5$ м/с, ускорение $a = 5$ м/с$^2$.

Згідно з другим законом Ньютона, напрямок діючої сили $\vec{F}$ завжди збігається з напрямком прискорення $\vec{a}$ тіла ($\vec{F} = m\vec{a}$).

Таким чином, питання про збіг напрямку швидкості $\vec{v}$ з напрямком сили $\vec{F}$ еквівалентне питанню про збіг напрямку швидкості $\vec{v}$ з напрямком прискорення $\vec{a}$.

Невесомость (невагомість) — это состояние, при котором сила тяжести, действующая на тело, не уравновешивается никакими внешними силами опоры или подвеса, то есть кажущийся вес тела равен нулю. Это происходит, когда тело движется под…

Рассмотрим варианты: А) Дети, подпрыгнувшие вверх, находятся в состоянии свободного падения, пока они в воздухе, поэтому они испытывают невесомость. В) Корок, перышко и дробь, падающие в вакуумированной трубе Ньютона, также находятся в…

Для супутника, що рухається по коловій орбіті під дією гравітаційної сили, сила тяжіння дорівнює доцентровій силі: $G \frac{Mm}{r^2} = \frac{mv^2}{r}$, де $G$ — гравітаційна стала, $M$ — маса центрального тіла, $m$ — маса супутника, $r$…

Кінетична енергія супутника визначається як $E_k = \frac{1}{2}mv^2$. Підставивши вираз для $v^2$, отримаємо $E_k = \frac{1}{2}m \left(G \frac{M}{r}\right) = \frac{GMm}{2r}$. Оскільки супутник переходить на "віддаленішу" орбіту, радіус $r$…

Обозначим начальную полную механическую энергию как $E_0 = E$. По условию, $E_0 = E_{k0} + E_{p0}$, где $E_{k0}$ — начальная кинетическая энергия, а $E_{p0}$ — начальная потенциальная энергия. Также дано, что $E_{k0} = E_{p0}$.

Из этого следует, что $E = E_{k0} + E_{k0} = 2E_{k0}$, значит, $E_{k0} = \frac{E}{2}$. Аналогично, $E_{p0} = \frac{E}{2}$.

Гидростатическое давление жидкости на дно сосуда определяется формулой $P = \rho g h$, где $\rho$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $h$ — высота столба жидкости.

Согласно условию, во все три посудины налили одинаковую жидкость, что означает, что её плотность $\rho$ одинакова для всех случаев.

Проаналізуємо зміну об'єму газу. Зі стану 1 у стан 2 температура $T$ зменшується (точка 2 лівіше точки 1 на осі $T$). Тиск $p$ також зменшується (точка 2 нижче точки 1 на осі $p$). Для ідеального газу рівняння стану Клапейрона-Менделєєва…

На графіку лінії, що проходять через початок координат (пунктирні), є ізохорами ($V = const$), оскільки для них $p/T = nR/V = const$. Кут нахилу такої ізохори до осі $T$ визначається як $p/T$. Чим більший кут нахилу, тим менший об'єм…

Умова «кількість теплоти, отримана ним, дорівнює нулю» означає, що процес є адіабатним ($Q = 0$).

Згідно з першим законом термодинаміки, для адіабатного процесу зміна внутрішньої енергії газу дорівнює роботі, виконаній над газом, або мінус роботі, виконаній газом: $\Delta U = -W$.

Адіабатний процес за визначенням означає відсутність теплообміну між системою (газом) та навколишнім середовищем. Отже, кількість теплоти $Q = 0$.

Перший закон термодинаміки для зміни внутрішньої енергії газу виражається формулою: $\Delta U = Q - A$, де $A$ – це робота, виконана газом.

Діаграма напруг-видовжень (графік $\sigma(\varepsilon)$) описує механічні властивості матеріалу. Вона складається з кількох ділянок, що відповідають різним стадіям деформації.

Ділянка OA — це область пружної деформації, де напруга пропорційна видовженню (закон Гука), і після зняття навантаження зразок повністю відновлює свою форму.

Работа электрического поля по перемещению заряда определяется как $W = q(\phi_{початкове} - \phi_{кінцеве})$, где $q$ — перемещаемый заряд, а $\phi_{початкове}$ и $\phi_{кінцеве}$ — потенциалы начальной и конечной точек соответственно.

Для точечного заряда $q_0$, потенциал в точке на расстоянии $r$ от него равен $\phi = k \frac{q_0}{r}$. Поскольку $q_0$ отрицателен ($q_0 < 0$), потенциал $\phi$ также отрицателен. Чем больше расстояние $r$, тем потенциал $\phi$…

Нагрев резистора обусловлен выделяемой в нем тепловой мощностью $P = I^2R$. Поскольку внешнее сопротивление $R = 1$ Ом и час подключения $Δt$ одинаковы для всех батарей, то сильнее всього резистор нагреется от той батареи, которая…

Для определения тока в полной цепи используем закон Ома для полной цепи: $I = \frac{\varepsilon}{R + r}$, где $R$ — внешнее сопротивление (1 Ом), $ε$ — ЭДС батареи, $r$ — внутреннее сопротивление батареи.

Электрическая мощность $P$, потребляемая прибором, подключенным к сети с постоянным напряжением $U$, определяется формулой $P = \frac{U^2}{R}$, где $R$ — электрическое сопротивление прибора.$$P = \frac{U^2}{R}$$

Сопротивление спирали нагревательного элемента зависит от её длины $L$, площади поперечного сечения $S$ и удельного сопротивления материала $\rho$: $R = \rho \frac{L}{S}$.$$R = \rho \frac{L}{S}$$

Согласно закону Ома, $U = I \cdot R$, где $U$ — напряжение, $I$ — сила тока, $R$ — сопротивление. Из этого следует $I = U/R$.

На представленном графике зависимость силы тока $I$ от напряжения $U$ является прямой линией, проходящей через начало координат. Угол наклона этой прямой относительно оси $U$ (или наклон относительно оси $I$) характеризует сопротивление…

При введении северного полюса магнита в катушку магнитный поток через катушку увеличивается. Согласно правилу Ленца, индукционный ток создает магнитное поле, которое препятствует этому изменению, то есть на ближнем к магниту конце катушки…

Таким образом, в первой ситуации котушка и магнит отталкиваются.

Сила Лоренца, що діє на заряджену частинку, яка рухається в магнітному полі, визначається формулою $F = |q|vB\sin\alpha$, де $q$ – заряд частинки, $v$ – її швидкість, $B$ – індукція магнітного поля, а $\alpha$ – кут між вектором швидкості…

Сила Лоренца дорівнюватиме нулю, якщо $q=0$, $v=0$, $B=0$ або $\sin\alpha=0$. В усіх представлених варіантах частинки заряджені, мають ненульову швидкість, і знаходяться в ненульовому магнітному полі. Отже, сила Лоренца буде дорівнювати…

Період малих коливань математичного маятника визначається за формулою $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$, де $L$ — довжина маятника, $g$ — прискорення вільного падіння. З цієї формули випливає, що $T^2 \sim L$, або $T_1/T_2 = \sqrt{L_1/L_2}$.

Зобразимо довжини маятників у одиницях сітки. Нехай одна одиниця сітки дорівнює 'u'. Довжина маятника M, що має період $T_M = 1.6$ с, складає $L_M = 4u$ (від точки підвісу до центру маси M).

Формула для собственной частоты колебаний $f$ в колебательном контуре: $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$.

В начальном положении (1) к катушке подключен конденсатор емкостью $C_1 = C$. Соответственно, начальная частота колебаний $f_1 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$.

Как электромагнитные, так и звуковые волны являются волновыми явлениями. Для них характерны такие общие свойства, как интерференция (А), дифракция (Б) и отражение (Г).

Однако существует принципиальное различие в природе этих волн и их механизме распространения.

Угол падения луча (α) — это угол между падающим лучом и перпендикуляром (нормалью) к границе раздела сред. Согласно рисунку, α = 45°.$$α = 45°$$

Угол преломления луча (γ) — это угол между преломленным лучом и нормалью. Согласно рисунку, γ = 15°.$$γ = 15°$$