Пружинный маятник совершает незатухающие гармонические колебания между точками $A$ и $B$ (см. рисунок). Точка $O$ соответствует положению равновесия маятника. Как изменяются кинетическая и полная…
- 1
Точка $B$ является крайним положением маятника, поэтому в ней скорость равна нулю. При переходе к положению равновесия $O$ скорость маятника увеличивается до максимальной.$$E_{\text{к}} = \frac{mv^2}{2}$$
- 2
Так как колебания незатухающие, потерь энергии нет и полная механическая энергия маятника сохраняется.$$E_{\text{мех}} = E_{\text{к}} + E_{\text{п}} = \text{const}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
В бассейне под водой установлен динамик, излучающий звук определённой частоты. Часть звуковой волны отражается от поверхности воды, а часть преломляется и проходит в воздух. Известно, что скорость…
- 1
При переходе звуковой волны из воды в воздух частота сохраняется, поскольку определяется частотой колебаний источника.$$f = \text{const}$$
- 2
Скорость звука в воздухе меньше скорости звука в воде. Из формулы связи скорости, длины волны и частоты следует, что при постоянной частоте длина волны уменьшается.$$v = \lambda f,\quad \lambda = \dfrac{v}{f}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
В отсутствие теплопередачи газ, находящийся в сосуде с подвижным поршнем, сжали. Как в процессе сжатия изменились давление и температура газа?
- 1
Теплопередачи нет, поэтому изменение внутренней энергии газа определяется работой внешних сил. При сжатии внешние силы совершают положительную работу над газом.$$\Delta U = A_{\text{внешних сил}} > 0$$
- 2
Внутренняя энергия идеального газа увеличивается, следовательно, увеличивается и его температура.$$U \uparrow \Rightarrow T \uparrow$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Спиртовой термометр выносят из тени на солнечную сторону. Как при этом меняются внутренняя энергия спирта и его объём?
- 1
На солнечной стороне спиртовой термометр нагревается, поэтому температура спирта повышается.
- 2
При повышении температуры увеличивается средняя скорость движения частиц спирта, следовательно, его внутренняя энергия увеличивается.
Ещё 1 шаг — в полном решении
На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из источника тока, резистора 1 и реостата 2. Как изменяются при передвижении ползунка реостата влево его сопротивление и сила тока в цепи?
- 1
При перемещении ползунка реостата влево длина участка проволоки, включённого в цепь, уменьшается. Поэтому сопротивление реостата уменьшается.$$R_{\text{реостата}} \downarrow$$
- 2
Сопротивление резистора 1 постоянно, а общее сопротивление цепи уменьшается. По закону Ома сила тока увеличивается.$$I = \dfrac{U}{R},\quad R \downarrow \Rightarrow I \uparrow$$
С помощью собирающей линзы получено изображение $A_1B_1$ предмета $AB$ (см. рисунок). Как изменятся размер и яркость изображения, если закрыть чёрной бумагой верхнюю половину линзы?
- 1
Закрытие верхней половины линзы не изменяет её фокусное расстояние и не меняет положения предмета и экрана, поэтому размер изображения остаётся прежним.$$h_{\text{изобр.}} = \text{const}$$
- 2
Через оставшуюся половину линзы проходит меньше световых лучей, поэтому изображение становится менее ярким.$$I_{\text{изобр.}} \text{ уменьшается}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Тонкая линза, фокусное расстояние которой равно 5 см, даёт действительное изображение предмета такого же размера, что и предмет. На каком расстоянии от линзы находится предмет?
- 1
Для собирающей линзы действительное изображение, равное предмету по размеру, получается, когда предмет находится на расстоянии двух фокусных расстояний.$$d = 2F$$
- 2
Вычислим расстояние от предмета до линзы:$$d = 2 \cdot 5\ \text{см} = 10\ \text{см}$$
Человек переводит взгляд с экрана мобильного телефона на птицу, летящую высоко в небе. Как при этом меняются фокусное расстояние и оптическая сила хрусталика глаза человека?
- 1
Экран мобильного телефона находится ближе, чем птица в небе. При переводе взгляда на далёкий предмет глаз уменьшает кривизну хрусталика: хрусталик становится более плоским.
- 2
У более плоского хрусталика фокусное расстояние увеличивается.
Ещё 1 шаг — в полном решении
На рисунке изображён ход луча, падающего на собирающую линзу с фокусным расстоянием $F$. Какая из линий правильно указывает направление распространения этого луча после его преломления в линзе?
- 1
Для тонкой линзы луч, проходящий через её оптический центр, после преломления распространяется без изменения направления.
- 2
На рисунке продолжение направления падающего луча после линзы совпадает с линией 4.
При пропускании электрического тока через проводку, намотанную на железный болт, к болту притягиваются гвозди. Как меняются общее сопротивление электрической цепи и подъёмная сила получившегося…
- 1
При перемещении ползунка реостата влево увеличивается длина проволоки, включённой в электрическую цепь, поэтому общее сопротивление увеличивается.$$R \uparrow$$
- 2
При неизменном напряжении увеличение сопротивления приводит к уменьшению силы тока.$$I = \dfrac{U}{R},\quad R \uparrow \Rightarrow I \downarrow$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Свеча длиной 10 см находится на расстоянии 12 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 6 см. Определите размер изображения свечи.
- 1
По формуле тонкой линзы найдём расстояние от линзы до изображения.$$\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f}$$
- 2
Подставим значения фокусного расстояния и расстояния до предмета.$$\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{6} - \dfrac{1}{12} = \dfrac{1}{12},\quad f = 12\ \text{см}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Электрическая цепь состоит из источника тока, резистора 1 и реостата. Затем к резистору 1 присоединяют резистор 2, как показано на рисунке. Как при этом изменяются сопротивление участка $AB$ и сила…
- 1
Резистор 2 подключают параллельно резистору 1 между точками $A$ и $B$. Эквивалентное сопротивление параллельного соединения меньше сопротивления каждого из резисторов.$$R_{AB} = \frac{R_1R_2}{R_1+R_2}$$
- 2
Реостат соединён последовательно с участком $AB$. При уменьшении сопротивления внешней цепи её общее сопротивление уменьшается, поэтому сила тока увеличивается.$$I = \frac{U}{R_{\text{общ}}}$$
Человек переводит взгляд с самолёта, летящего высоко в небе, на стрелки часов на руке. Как при этом меняются фокусное расстояние и оптическая сила хрусталика глаза человека?
- 1
Самолёт находится далеко, а стрелки часов — близко. При переводе взгляда на близкий предмет хрусталик становится более выпуклым, чтобы сильнее преломлять свет.
- 2
Оптическая сила линзы обратно пропорциональна её фокусному расстоянию.$$D = \dfrac{1}{f}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
На рисунке изображён участок электрической цепи, состоящий из резисторов сопротивлением $R$, подключённых к ним амперметров $A_1$ и $A_2$ и ключа $K$. Определите, как изменятся при замыкании ключа…
- 1
До замыкания ключа ток проходит через верхнюю ветвь с резистором $R$ и амперметром $A_1$.
- 2
При замыкании ключа нижняя ветвь становится проводником с практически нулевым сопротивлением и шунтирует верхнюю ветвь. Поэтому общее сопротивление цепи уменьшается.$$R_{\text{паралл.}} \to 0$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Свеча длиной 12 см находится на расстоянии 30 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 15 см. Определите размер изображения свечи.
- 1
По формуле тонкой линзы найдём расстояние от линзы до изображения:$$\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$$
- 2
Подставим значения:$$\frac{1}{15} = \frac{1}{30} + \frac{1}{f},\quad f = 30\ \text{см}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Предмет придвинули к плоскому зеркалу. Как изменились при этом размер изображения и расстояние от зеркала до изображения?
- 1
В плоском зеркале изображение имеет такой же размер, как и предмет, поэтому размер изображения не изменился.$$h' = h$$
- 2
Изображение находится за зеркалом на таком же расстоянии, на каком предмет находится перед зеркалом. При приближении предмета это расстояние уменьшилось.$$d' = d$$
На рисунке изображён ход луча, падающего на тонкую собирающую линзу с фокусным расстоянием $F$. Какая из линий соответствует ходу прошедшего через линзу луча?
- 1
Падающий луч направлен в оптический центр тонкой собирающей линзы.
- 2
Луч, проходящий через оптический центр тонкой линзы, практически не преломляется и продолжает распространяться прямолинейно.
Ещё 1 шаг — в полном решении
С помощью собирающей линзы получено изображение $A_1B_1$ предмета $AB$ (см. рисунок). Как изменится фокусное расстояние линзы, а также яркость изображения, если закрыть чёрной бумагой нижнюю…
- 1
Фокусное расстояние собирающей линзы определяется её оптическими свойствами и не зависит от того, какая часть линзы открыта.$$f = \frac{1}{D}$$
- 2
После закрытия нижней половины линзы свет проходит через меньшую площадь, поэтому на изображение попадает меньше света. Положение и размеры изображения при этом сохраняются, а его яркость уменьшается.
Ещё 1 шаг — в полном решении
На рисунке изображён ход луча, падающего на тонкую собирающую линзу с фокусным расстоянием $F$. Какая из линий соответствует ходу прошедшего через линзу луча?
- 1
Падающий луч идёт параллельно главной оптической оси собирающей линзы.
- 2
Луч, падающий на собирающую линзу параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через главный фокус линзы.
Ещё 1 шаг — в полном решении
В процессе трения о шерсть эбонитовая палочка приобрела отрицательный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на шерсти и палочке при условии, что обмен атомами при трении не…
- 1
При трении между телами переходят электроны; обмен атомами не происходит.
- 2
Эбонитовая палочка приобрела отрицательный заряд, значит, она получила электроны. Количество электронов на палочке увеличилось.
Ещё 1 шаг — в полном решении