СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИКЕ

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИКЕ

Пособие для самообразования.
Издание четвертое, переработанное.
Сборник задач по элементарной физике. Главная редакция
физико-математической литературы издательства
«Наука», 1974 г.

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИКЕ
СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИКЕ

Скачать: СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИКЕ в формате PDF.
СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИКЕ — Скачать: Ответы в формате PDF.

Настоящий сборник задач по физике составлен в соответствии
с материалом, изложенным в «Элементарном
учебнике физики» под редакцией академика Г. С. Ландс-
берга. Большинство задач значительно превосходит по
трудности задачи, предлагаемые обычно учащимся средних
школ. Все они снабжены подробными решениями.
Часть задач сборника составляют переработанные задачи
школьных олимпиад последних лет, которые проводились
на физическом факультете Московского университета.
Задачник может быть рекомендован для самообразования
учащимся старших классов средних общеобразовательных
школ, техникумов и специальных средних
школ. Ряд задач может быть полезен для студентов
первых курсов высших учебных заведений.

Содержание сборника

Предисловие к четвертому изданию … 5
Иэ предисловия к первому изданию … 5

Задачи и решения

Глава I. Механика . . …………………………………….. 7 … 163

(краткий текст под каждым разделом просто ознакомит Вас с темой)

§ 1. Кинематика равномерного прямолинейного
движения … 7 … 163

Идущая вверх по реке моторная лодка встретила
_ сплавляемые по течению реки плоты. Через час после ветре-
чи лодочный мотор заглох…

§ 2. Кинематика неравномерного и равнопеременного
прямолинейного движения . . . . . . . 10 … 170

Определить среднюю скорость и среднее ускорение
точки за 5 и 10 секунд, если движение ее задано графиком
скорости (рис. 6)…

§ 3. Кинематика криволинейного движения . . 13 ….174

Маленький тяжелый шарик брошен горизонтально
с начальной скоростью i/0. Найти нормальное и тангенциальное
ускорения шарика через время т после начала движений…

§ 4. Динамика прямолинейного движения . . . . 20 …… 188

Однородный брусок, масса которого М, движется
ускоренно под действием силы F по гладкой поверхности.
Найти величину Т силы, с которой часть бруска А длины х
действует на часть бруска В. Длина бруска /. (Рис. 23.)

Однородный брусок движется ускоренно под дей-
й-вием силы Т7. Масса бруска М. Определить силы, дейст-
— вующие на заштрихованную часть бруска. Линейные размеры
указаны на рис. 24. Трением пренебречь…

§ 5. Закон сохранения количества движения . . 29  …. 199

Обладает ли количеством движения однородный
диск, вращающийся вокруг своей оси? Ось диска неподвижна.

Две лодки идут параллельными курсами навстречу
друг другу с одинаковыми скоростями. Когда лодки
встречаются, с одной лодки на другую перебрасывают мешок,
а затем со второй лодки на первую перебрасывают такой же
мешок. В другой раз мешки перекидывают из лодки в лодку
одновременно. В каком случае скорость лодок после перебрасывания
грузов будет больше? …

§ 6. Статика……………………………………….. 31 ……  203

На неподвижный цилиндр намотана нить, длина ко
торой 1—RQ, где R — радиус цилиндра, 0 — угол в радианах
между радиусами, проведенными в начальную и конечную
точки касания нити с цилиндром. Один конец нити
тянут с силой Г*. Коэффициент трения между нитью и поверхностью
цилиндра р-авет k. Определить силу натяжения
второго конца нити, если известно, что это максимальная
сила, при которой еще отсутствует проскальзывание…

§ 7. Работа и энергия …………………………36 ……… 214

Какая работа будет совершена, если силой 30 Н
поднять груз весом 10 Н на высоту 5 м?

Опыт Герике с «Магдебургекими полушариями»
состоял в том, что две медные полусферы плотно соединя-
лись основаниями и из получившегося цолого шара выкачивался
воздух. Атмосферное давление настолько плотно
* прижимало полушария друг к другу, что их могл.и разъединить
только с помощью нескольких лошадей. Определить,
. сколько лошадей нужно для отрыва полушарий, если каждая
лошадь тянет с силой F? Радиус полусферы R, атмосферное
давление равно р…

§ 8. Динамика криволинейного движения . . . . 43 … 226

Определить натяжение троса баллистического
маятника (см. задачу 159) в первый момент посЛе попадания
в него пули.

На гибкой йерастяжимой нити, весом которой можно
пренебречь, укреплены, как показано на рис. 76, четыре
одинаковых груза. Вся система вращается с угловой
скоростью со вокруг вертикальной оси, проходящей через
точку О. Грузы движутся по гладкой горизонтальной поверхности.
Определить натяжение нити в различных
участках.

§ 9. Закон всемирного тяготения . . . . . . . . . 52 ………. 241

Почему Земля сообщает всем телам одно и то же
ускорение независимо от их массы?

Найти величину и размерность в системе СГС
гравитационной постоянной, принимая во внимание,
что средний радиус Земли …

§ 10. Гидро- и аэростатика ……………………….. 54 ………. 246

В стакане с воДой плавает в вертикальном положении
брусок. Как изменится уровень воды в стакане, если
брусок перейдет в горизонтальное положение?

Сосуд с водой установлен
на ребре доски- (рис. 100).
Нарушится ли равновесие, если
на поверхность воды положить
дощечку и на нее поставить гирю
так, что дощечка с гирей
будет плавать на поверхности
воды? …

§11. Гидро- и аэродинамика ……………………… 61 ……….. 254

В стенке сосуда с водой просверлены одно над
другим два отверстия площадью S=0,2 см2 каждое. Расстояние
между отверстиями /7=50 см. В сосуд ежесекундно
вливается Q= 140 см® воды. Найти точку пересечения струй,
вытекающих из отверстий….

Глава II. Теплота. Молекулярная физика………………….. 67 ….. 259

§ 12. Тепловое расширение твердых и жидких тел 67 …… 259

На деревянное колесо, имеющее диаметр 100 см,
требуется надеть железную шину, диаметр которой на 5 мм
меньше диаметра колеса. На сколько следует для этого повысить
температуру шины? Коэффициент линейного расширения
железа…

§ 13. Закон сохранения энергии. Теплопроводность ….. 68 ….. 261

На тележку массы М, двигающуюся по инерции со
скоростью va, опускают сверху кирпич массы т. Определить,
сколько при этом выделится тепла…

§ 14. Свойства газов …………………….. 70 ……………… 263

В колпачке автоматической ручки обычно делается
маленькое отверстие. Если оно засорится, то ручка начинает
течь: чернила вытекают из-под пера. В чем причина
этого явления?

§ 15. Свойства жидкостей ……………………….  75 ……. 271

Что «труднее» сжать до трех атмосфер: литр воздуха
или литр воды?

Каким образом, используя явления смачивания и
несмачивания, можно осуществить минимальный и максимальный
термометры?

Поверхностный слой жидкости часто уподобляют
растянутой резиновой пленке. В каком отношении эта аналогия
не соответствует действительности?

§ 16. Взаимные превращения жидких и твердых тел … 78 … 275

Вода в стакане замерзает при О ЙС. Если же эту воду
расчленить на маленькие капельки, то вода в них может
быть переохлаждена до —40 °С. Так, например, капельки
воды, из которых состоят облака, обычно начинают замерзать
при температуре ниже —17 °С. Как объяснить эти
факты? …

§ 17. Упругость и прочность ………………………………. 79 ………. 276

На стальной стержень радиуса # = 100,125 см надето
медное кольцо, имеющее радиус г—100 см и площадь
поперечного сечения S = 4 мм2. С какой силой F будет растянуто
кольцо, если модуль упругости меди Е= 12- 101ПН/ма?
Деформацией стержня пренебречь…

§ 18. Свойства паров . …………………………………….. 82 ………… 278

В калориметр, содержащий 100 г льда при температуре
—20 °С, впускают 150 г водяного пара, имеющего
температуру +100 °С. Какую температуру примет содержимое
калориметра, если его’ теплоемкость 300 Дж/град? …

Глава III. Электричество и магнетизм . ………………… 85 ….. 280

§ 19. Электростатика …………………….. 85 ……… 280

С какой силой взаимодействовали бы точечные заряды
в один кулон, находясь на расстоянии \ км друг от
друга?

Сравнить силы гравитационного и электрического
притяжения между электроном и протоном.

§ 20. Постоянный электрический ток …… 95 …… 301

На поверхности бесконечно длинного цилиндра распределены
заряды таким образом, что правая половина поверхности
цилиндра от сечения 0 0 ‘ заряжена положительным
электричеством, а левая — отрицательным (рис. 167).
В обоих направлениях плотность зарядов увеличивается
прямо пропорционально расстоянию от сечения 0 0 ‘. Показать,
что во всех точках внутри цилиндра напряженность…

§21. Электрический ток в газах и вакууме . . . . 105 …. 319

Две частицы с массами тх и т2 испытывают центральное
неупругое соударение. Энергия, необходимая для
ионизации второй частицы, равна 4>а. Какой минимальной
энергией £ х min должна обладать первая частица до соударения,
чтобы эта ионизация произошла? Вторая частица
до соударения покоилась.

§ 22. Магнитное поле тока. Действие магнитного
поля на ток и движущиеся заряды . . . . . 109 … 325

Исходя из соображений размерности, определить
напряженность магнитного поля на расстоянии г от 1) бесконечно
длинной прямой нити, по которой течет ток /;
2) бесконечной плоскости, по которой течет поверхностный
ток плотности /…

 

§ 23. Электромагнитная индукция. Переменный ток … 114 …  331

Реактивный самолет с размахом крыльев 20 м летит
прямо на север со скоростью 960 км/ч и на такой высоте,
где вертикальная составляющая индукции магнитного поля
Земли равна 6 * 10“ 5 Т. Чему равна разность потенциалов
между концами крыльев? На каком крыле более высокий
потенциал?…

§ 24. Электрические машины … 122 … 343

Сопротивление в цепи нагрузки генератора переменного
тока увеличилось. Как должна измениться мощность
двигателя, вращающего генератор, чтобы частота переменного
тока осталась прежней?

Глава IV. Колебания и волны …………………………… 126 … 348

§ 25. Механические колебания . . . . 126 … 348

На неподвижном круглом цилиндре радиуса R лежит
доска, как показано на рис. 222. Толщина доски
равна h. Найти условие, при котором после отклонения на
малый угол от горизонтали
доска будет совершать колебания
около положения равновесия.
Проскальзывания нет…

§26. Электрические колебания … 131 … 358

Для чего в телефонной трубке нужен постоянный
магнит? Почему напряженность магнитного поля этого магнита
должна быть больше максимальной напряженности
магнитного ноля, создаваемого током, проходящим по об-
телефона?…

§ 27. Волны … 133 … 360

Исходя из соображений размерностей, определить
скорость распространения волн на поверхности жидкости
с учетом только, силы тяжести (длинные гравитационные
волны). Предполагается, что глубина жидкости в сосуде
Н^>к и амплитуда колебаний частиц в волне а<^К (к —
длина волны)…

Глава V. Геометрическая оптика …136… 363

§ 28. Фотометрия ….136 ….363

Круглый зал диаметром D = 30 м освещается лампой,
укрепленной в центре потолка. Найти высоту h зала,
если известно, что наименьшая освещенность стены зала
в два раза больше наименьшей освещенности пола…

§ 29. Основные законы оптики … 137 … 365

Почему тень ног на земле резко очерчена, а тень
головы более расплывчата? При каких условиях тень всюду
будет одинаково отчетлива?

Как нужно держать карандаш над
столом, чтобы получить резко очерченную
тень, если источником* света служит закрепленная
у потолка лампа дневного света, имеющая
форму длинной трубки? …

§ 30. Линзы и сферические зеркала . . . . . . . . . 142 … 375

Светящаяся точка движется по оси вогнутого сферического
зеркала, приближаясь к нему. При каких расстояниях
точки от зеркала расстояние между точкой и ее
изображением в зеркале будет равна0,75#, где R — радиус
кривизны зеркала? …

§31. Оптические системы-и оптические приборы … 146 …. 382

На собирающую линзу с фокусным расстоянием
40 см падает параллельный пучок лучей. Где следует пометить
рассеивающую линзу с фокусным расстоянием 15 см,
чтобы пучок лучей после прохождения двух линз остался
параллельным? …

Глава VI. Физическая оптика…………………………………. . 153 400

§ 32. Интерференция света…. 153 …..400

Две световые волны, налагаясь друг на друга в определенном
участке пространства, взаимно погашаются.
Означает ли это, что световая энергия превращается в другие
формы? …

§33. Дифракция света . . . . . . . . . . .  . . 158…. 407

Вычислить радиусы;зон Френеля сферической волны
радиуса а для точки В, отстоящей от источника монохроматических
волн длины волны К на расстояние а+b, учитывая,
что …

§ 34. Дисперсия света и цвета тел . . . . . . . 161 … 411

Луч белого света падает под углом а=30° на призму,
преломляющий угол которой равен <р=45°. Определить
угол -0 между крайними лучами спектра по выходе нз
призмы, если показатели преломления стекла призмы для
крайних лучей видимого спектра равны ик=1,62, иф= 1,67 …

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИКЕ.

ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ
ИЗДАНИЮ

Настоящее издание значительно переработано
по сравнению с тремя предыдущими. Исключено
большое количество простых задач и добавлены
задачи повышенной трудности. -Большая
часть новых задач являются оригинальными.
В издание включен также ряд задач школьных
олимпиад последних лет, проводимых на
физическом факультете МосковскЬго • университета.

Авторы

ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ
ИЗДАНИЮ

Настоящий сборник задач по физике составлен
на основе материала, изложенного в «Элементарном
учебнике физики» под редакцией академика
Г. С. Ландсберга. Поэтому содержание,
уровень задач и характер расположения материала
в основном соответствуют указанному
учебнику. В сборник не включен раздел «Атомная
физика», так как упражнения по этому вопросу
в учебнике Ландсберга Достаточно полно
иллюстрируют изложенный материал. Отдельные
задачи на данную тему включены в другие
главы сборника.

При составлении сборника авторы уделяли
большое внимание задачам повышенной трудности,
требующим глубокого понимания основных
физических законов и уменья использовать
их при самых разнообразных условиях. Все
трудные задачи снабжены подробными решениями.
Кроме того, в целях развития навыков и культуры
решения физических задач некоторые более
простые задачи также снабжены решениями.
Часть задач сборника -составляют переработанные
задачи школьных олимпиад, которые проводились
на физическом факультете ‘Московского
университета. В переработанном виде
включено некоторое количество задач из сборников
для высшей школы. Большинство задач
являются оригинальными.

Авторы

#физика #учебники #учебники_физики

Бесплатные учебники по физике

Автор записи: uchebnik

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.