24. Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на
одинаковом расстоянии а друг от друга (см. рисунки 1 и 2). В каждом
проводнике протекает электрический ток силой I. Токи во всех проводниках
текут в одном направлении. Определите направление результирующей силы,
действующей на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3. Сделайте
рисунок, указав в области проводника 1 вектора магнитной индукции полей,
созданных проводниками 2 и 3, вектор магнитной индукции результирующего
магнитного поля и вектор результирующей силы. Ответ поясните, опираясь на
законы электродинамики.
(Решение).
25. Тележка массой 2 кг, прикреплённая к горизонтальной пружине жёсткостью
200 Н/м, совершает свободные гармонические колебания. Амплитуда
колебаний тележки равна 0,1 м. Какова максимальная скорость тележки?
Массой колёс можно пренебречь.
(Решение).
26. Плоская монохроматическая световая волна падает по нормали на
дифракционную решетку с периодом 5 мкм. Параллельно решетке позади нее
размещена собирающая линза с фокусным расстоянием 20 см. Дифракционная
картина наблюдается на экране в задней фокальной плоскости линзы.
Расстояние между ее главными максимумами 1-го и 2-го порядков равно
18 мм. Найдите длину падающей волны. Считать для малых углов sinφ ≈ tgφ.
(Решение).
27. В вертикальном цилиндре с гладкими
стенками, открытом сверху, под поршнем
находится одноатомный идеальный газ. В
начальном состоянии поршень массой M и
площадью основания S покоится на высоте
h, опираясь на выступы (см. рис. 1).
Давление газа p
0 равно внешнему
атмосферному. Какое количество теплоты
Q нужно сообщить газу при медленном его
нагревании, чтобы поршень оказался на
высоте H (см. рис. 2)? Тепловыми потерями пренебречь.
Решение)
28. Источник постоянного тока с ЭДС E = 10 В и внутренним
сопротивлением r = 0,4 Ом подсоединён к параллельно
соединённым резисторам R
1 = 4 Ом, R
2 = 6 Ом и конденсатору.
Определите ёмкость конденсатора C, если энергия
электрического поля конденсатора равна W = 60 мкДж.
(Решение)
29. Монохроматическое рентгеновское излучение с длиной волны
λ = 1,1·10
–10 м
падает по нормали на пластинку и создаёт давление Р = 1,26·10
–6 Па. При этом
70% фотонов отражается, а остальные проходят сквозь пластинку. Определите
концентрацию фотонов в пучке падающего излучения. Рассеянием и
поглощением излучения пренебречь. Считать, что фотоны
в пучке распределены равномерно.
(Решение)
30. В гладкий высокий стакан радиусом 4 см поставили
однородную тонкую палочку длиной 10 см и массой 0,9 г,
после чего в стакан налили до высоты h = 4 см жидкость,
плотность которой составляет 0,75 плотности материала
палочки. Найдите модуль силы F
, с которой верхний конец
палочки давит на стенку стакана. Сделайте рисунок с
указанием сил, действующих на палочку.
(Решение)