Задание 19 ОГЭ по физике: решения ФИПИ с ответами по шагам

Колесо движется поступательно и одновременно вращается вокруг своего центра. Скорость любой точки колеса относительно Земли является векторной суммой скорости поступательного движения колеса и скорости точки при вращении.$$\vec v = \vec v_{\text{пост}} + \vec v_{\text{вр}}$$

Для точки, соприкасающейся с Землёй, при качении без проскальзывания скорость вращения направлена противоположно скорости поступательного движения и равна ей по модулю.$$v_{\text{вр}} = v_{\text{пост}}$$

Перед падением оба шарика имели одинаковую потенциальную энергию, так как их массы и высоты одинаковы:$$E_0=mgh$$

Первый шарик после падения остановился в земле. Его потенциальная и кинетическая энергии в конечном состоянии считаются равными нулю, поэтому начальная механическая энергия перешла во внутреннюю энергию шарика и земли. Для шарика…$$\Delta U_1=mgh$$

В трубке находится замкнутый объём воздуха, а её открытый конец сообщается с водой.

При увеличении атмосферного давления внешнее давление на поверхность воды возрастает. Вода начинает подниматься по трубке и сжимает находящийся в ней воздух.

До начала откачивания давление воздуха внутри колбы и снаружи пробки примерно одинаково, поэтому результирующая сила на пробку близка к нулю.$$p_{\text{внутри}} \approx p_{\text{снаружи}}$$

При откачивании воздуха из-под колокола давление снаружи пробки уменьшается. Колба закрыта, поэтому давление воздуха внутри неё вначале остаётся близким к атмосферному.$$p_{\text{внутри}} > p_{\text{снаружи}}$$

Намотанная на железный гвоздь проволока с током образует катушку, а гвоздь становится сердечником электромагнита.$$B \sim \mu n I$$

При том же токе магнитное поле катушки можно усилить, увеличив число витков на единицу длины. Для этого следует намотать витки плотнее, вплотную друг к другу, уменьшив длину намотки.$$n = \dfrac{N}{l}$$

При наливании кипятка внутренняя поверхность стеклянного стакана нагревается значительно быстрее наружной. Из-за неодинакового расширения слоёв стекла возникают температурные напряжения, которые могут привести к появлению трещины.

Перед наливанием кипятка в стакан следует опустить металлическую ложку. Металл хорошо проводит тепло, поэтому ложка быстро принимает часть теплоты кипятка и распределяет её по своему объёму.$$Q = c m \Delta T$$

При свободном падении ведро и находящаяся в нём вода движутся вниз с одинаковым ускорением, равным ускорению свободного падения.$$a_{\text{ведра}} = a_{\text{воды}} = g$$

В системе отсчёта, связанной с ведром, вода не оказывает опоры на дно и стенки: сила тяжести компенсируется инерционным эффектом свободного падения.$$g_{\text{эфф}} = g - a = 0$$

Незаряженная металлическая палочка содержит свободные заряды, которые могут перемещаться внутри металла.

При приближении палочки к шарику заряженного электроскопа в палочке происходит электростатическая индукция: на ближайшем к шарику конце сосредоточивается заряд, противоположный заряду электроскопа, а на дальнем конце — одноимённый.

По закону Архимеда выталкивающая сила пропорциональна объёму погружённой части тела:$$F_\text{А} = \rho_\text{в} g V_\text{погр}$$

Бруски 1 и 2 плавают, поэтому для каждого из них выталкивающая сила равна весу бруска. Брусок 2 погружён в воду на меньшую часть объёма, чем брусок 1, следовательно, он вытесняет меньший объём воды и имеет меньший вес.

Оба колена трубки открыты, поэтому на свободные поверхности воды и неизвестной жидкости действует одинаковое атмосферное давление.$$p_{\text{атм}}$$

Рассмотрим давления на одном горизонтальном уровне у границы раздела жидкостей. Они должны быть равны.$$p_{\text{атм}} + \rho_{\text{в}}gh_{\text{в}} = p_{\text{атм}} + \rho_{\text{н}}gh_{\text{н}}$$

Пока кубик льда приморожен ко дну и полностью погружён в воду, он вытесняет объём воды, равный объёму кубика:$$V_{\text{выт,1}} = V_{\text{льда}} = \dfrac{m}{\rho_{\text{льда}}}$$

После оттаивания льдина всплывает и плавает. Для плавающего тела сила тяжести уравновешивается выталкивающей силой, поэтому масса вытесненной воды равна массе льда. Объём вытесненной воды равен:$$V_{\text{выт,2}} = \dfrac{m}{\rho_{\text{воды}}}$$

При падении потенциальная энергия каждого тела превращается во внутреннюю энергию самого тела. По условию изменением внутренней энергии Земли и сопротивлением воздуха можно пренебречь.$$mgh = Q$$

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела, выражается через его массу, удельную теплоёмкость и изменение температуры.$$Q = mc\Delta T$$

Стены дома являются непрозрачными телами. Падающий на них солнечный свет отражается и рассеивается, поэтому от стен в глаза наблюдателя попадает заметная часть света.

Оконное стекло прозрачно и пропускает большую часть падающего света внутрь помещения. К наблюдателю возвращается только небольшая часть света, отражённая от поверхности стекла.

Быстрое сжатие происходит практически без теплообмена с окружающей средой, поэтому количество переданной теплоты можно считать равным нулю.$$Q \approx 0$$

При сжатии внешние силы совершают работу над газом. Эта работа увеличивает его внутреннюю энергию.$$\Delta U = A_{\text{внешних сил}} > 0$$

Вес стопки книг создаёт силу давления верёвки на пальцы. При подкладывании бумаги или плотной ткани эта сила практически не изменяется.$$F \approx \text{const}$$

Давление определяется отношением силы давления к площади соприкосновения.$$p = \dfrac{F}{S}$$

Потенциальная энергия тела относительно поверхности стола определяется формулой:$$E_p = mgh$$

Высота подъёма $h$ и ускорение свободного падения $g$ для всех шаров одинаковы, поэтому наибольшей потенциальной энергией обладает шар с наибольшей массой.

Так как каждый брусок полностью погружён в воду, он вытесняет объём воды, равный объёму самого бруска.$$V_{\text{вытесн}} = V_{\text{бруска}}$$

Объём тела выражается через его массу и плотность. Массы брусков одинаковы, но плотность стали больше плотности меди.$$V = \dfrac{m}{\rho}, \quad \rho_{\text{стали}} > \rho_{\text{меди}}$$

Летом дерево покрыто листьями, а поздней осенью большая часть листьев опадает. Поэтому летом площадь, на которую действует ветер, больше.$$S_{\text{летом}} > S_{\text{осенью}}$$

При одинаковом ветре давление примерно одинаково, а сила давления зависит от площади поверхности.$$F = pS$$

Чтобы вы увидели изображение глаз другого человека, свет от его глаз должен отразиться от зеркала и попасть в ваши глаза.

По закону отражения света угол падения луча равен углу отражения. Поэтому при изменении направления распространения луч света пройдёт по тому же пути в обратную сторону.

Турист находится на расстоянии от костра, поэтому теплота передаётся ему без непосредственного контакта с костром.

В безветренную погоду движение нагретого воздуха от костра к туристу выражено слабо, поэтому конвекция не является основным способом передачи теплоты.