24. Лёгкая нить, привязанная к грузу массой m = 0,4 кг, перекинута через
идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная
сила F. Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом
α = 30° к горизонту (см. рисунок).
Постройте график зависимости модуля силы реакции стола N от F на отрезке
0 ≤ F ≤ 10 Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления
и закономерности Вы использовали для объяснения. Сделайте рисунок
с указанием сил, приложенных к грузу.
(Решение).
25. В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лёд. После опускания
в калориметр болта, имеющего массу 165 г и температуру –40 °С, 20% воды
превратилось в лёд. Удельная теплоёмкость материала болта
равна 500 Дж/(кг·К). Какая масса воды первоначально находилась
в калориметре? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.
(Решение).
26. Между горизонтальными обкладками плоского конденсатора висит
заряженная капелька ртути. Какова разность потенциалов обкладок, если
расстояние между ними равно 2 см, заряд капельки равен 5,44·10
–18 Кл,
а объём капельки равен 2·10
–18 м
3?
(Решение).
27. В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под
массивным поршнем площадью S находится
одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с
основанием цилиндра пружиной. В начальном
состоянии расстояние между поршнем и основанием
цилиндра было равно L, а давление газа в цилиндре было
равно внешнему атмосферному давлению p
0
(см. рисунок). Затем газу было передано количество теплоты Q,
и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние b.
Чему равна жёсткость пружины k?
(Решение)
28. Металлический стержень, согнутый в виде буквы П,
закреплён в горизонтальной плоскости. На
параллельные стороны стержня опирается концами
перпендикулярная перемычка массой 92 г и длиной
1 м. Сопротивление перемычки равно 0,1 Ом. Вся
система находится в однородном вертикальном
магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. С какой
установившейся скоростью будет двигаться перемычка, если к ней приложить
постоянную горизонтальную силу 1,13 Н? Коэффициент трения между
стержнем и перемычкой равен 0,25. Сопротивлением стержня пренебречь.
Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на перемычку.
(Решение)
29. Фотоэлектроны, выбитые монохроматическим светом из металла с работой
выхода А
вых = 1,89 эВ, попадают в однородное электрическое поле
Е = 100 В/м. Какова частота света
ν, если длина тормозного пути у
фотоэлектронов, чья начальная скорость максимальна и направлена вдоль
линий напряжённости поля E,
→составляет d = 8,7 мм?
(Решение)
30. Два небольших шара массами m
1 = 0,2 кг и m
2 = 0,3 кг закреплены на концах
невесомого стержня AB, расположенного горизонтально на опорах C и D (см.
рисунок). Расстояние между опорами
l = 0,6 м, а расстояние AC равно 0,2 м.
Чему равна длина стержня L, если сила давления стержня на опору D в 2 раза
больше, чем на опору C? Сделайте рисунок с указанием внешних сил,
действующих на систему тел «стержень и шары». Обоснуйте применимость
используемых законов к решению задачи.
(Решение)