Имеются два цилиндрических сосуда
Задача по физике – 9748
Банка сечением $S = 40 см^{2}$ наполнена краской до высоты $h = 4 см$. В неё погрузили кисть до касания с дном. Уровень краски в банке стал $H = 5 см$, а между волокнами кисти краска поднялась выше. Кисть опустили ещё на $x = 0,6 см$, тогда уровень краски в банке вырос на $y = 0,4 см$ при прежней высоте слоя краски в кисти над уровнем краски в банке. Волокна изгибаются и расходятся только вблизи дна. Какой объём краски $V$ впитывает кисть выше уровня краски в банке?
Подробнее
Задача по физике – 9749
Из города A в город В отправился пассажирский, а из В в А в то же время – товарный поезд. Они проехали один мимо другого в 14 часов, после чего пассажирский поезд прибыл в В в 18 часов, а товарный – в А в 23 часа того же дня по московскому времени. Какова скорость пассажирского поезда, если скорость товарного 56 км/час? Каково расстояние между городами?
Подробнее
Задача по физике – 9750
Нагреватель, включенный в электрическую сеть, потребляет мощность $N = 80 Вт$. При выключенном вентиляторе тепло не уходит от нагревателя и температура нагревателя за первую минуту от момента его включения нарастает от начальной температуры $20^{ circ} С$ до $22^{ circ} С$. После включения вентилятора рост температуры замедлился, а при достижении $40^{ circ} С$ температура нагревателя перестала меняться. По данному графику зависимости температуры от времени определите: а) когда включили вентилятор; б) какая тепловая мощность отводилась от нагревателя через 10 минут от момента его включения; в) сколько тепла в джоулях отведено через 25 минут после включения нагревателя.
Подробнее
Задача по физике – 9751
Имеется 4 одинаковых сосуда. Два из них пустые, а два других полностью заполнены водой -один горячей (температура $T_{1} = 80^{ circ} С$), а другой – холодной (температура $T_{2} = 20^{ circ} С$). Масса воды в полном сосуде равна $M = 1 кг$. Всю холодную воду разливают по двум пустым сосудам, и в них же выливают и всю горячую так, что ничего не пролилось. После этого значения температур воды в сосудах стали равны $70^{ circ} С$ и $28^{ circ} С$ градусов. Какое количество тепла $Q$ было передано при переливаниях воды в окружающую среду? Считать, что плотность воды слабо зависит от температуры, а собственной теплоемкостью сосудов можно пренебречь. Удельная теплоемкость воды $4200 Дж/(кг cdot град)$.
Подробнее
Задача по физике – 9752
Имеется два сообщающихся цилиндрических сосуда. В них залита жидкость плотности $rho$. Сосуды сверху плотно закрывают легкими поршнями с площадями $2S$ и $S$, как показано на рисунке. Поршень справа прикреплен к пружине жесткости $k$, верхний конец которой закреплен (см. рисунок). Вначале поршни находятся на одной высоте, а пружина не деформирована.
Затем к левому поршню прикладывают вертикальную силу, величина которой медленно возрастает до значения $F$. Какой станет деформация пружины? Внешним давлением пренебречь.
Подробнее
Задача по физике – 9753
Брусок лежит на однородной горизонтальной плоскости. После одиночного удара молотком он, пройдя расстояние $L = 0,4 м$, останавливается через время $T$. Какое расстояние пройдёт брусок после трёх таких одинаковых ударов, произведённых через интервал времени $tau = 2T/3$? При каждом ударе сообщается один и тот же импульс. Ответ выразите в м.
Подробнее
Задача по физике – 9754
Поселенцы на Луне устроили 4 города, расположенных, как показано на рисунке. Там же приведены расстояния между некоторыми городами. Дорог нет, и они перемещаются из города в город с помощью катапульты, которая выстреливает капсулу с пассажирами в сторону пункта назначения. Скорость вылета подбирается так, чтобы попасть в нужное место. При таком способе время путешествия оказывается зависящем от расстояния, как показано на графике справа.
Пользуясь приведенной схемой расположения городов, определите, за какое минимальное время житель столичного города $N$ сможет побывать хотя бы раз во всех других городах и вернуться обратно. Время на пересадку считать несущественным. Для решения можно использовать линейку.
Подробнее
Задача по физике – 9755
Сетка имеет квадратные ячейки размером 2х2 см. Из такой сетки вырезали круг радиуса 3 м и подожгли с одного края нить, идущую по диаметру круга, как показано на рисунке. С помощью графического построения определите, через сколько минут от сеточного круга не останется ни кусочка. Считать, что огонь распространяется только по нитям, из которых сделана сеть, а нить сгорает со скоростью 1 см/с.
Подробнее
Задача по физике – 9756
На разных чашках весов, условно показанных на рисунке, находятся два сосуда. Они сделаны из одного материала в виде одинаковых параллелепипедов, у которых есть одинаковые вмятины в форме куба. У одного сосуда такая вмятина сделана в боковой стенке, а у другого – на дне. Школьник налил в сосуды воду до одного уровня, как показано на рисунке. Он ожидал, что перевесит левый сосуд, так как давление воды на дно левого сосуда везде одинаково, а на дно правого, в той части, где есть выступ, оно меньше. Оправдались ли ожидания этого школьника? Объясните, как обстоит дело с равновесием в данном случае. Объяснение дайте, обязательно используя поясняющий рисунок, на котором изображены силы, действующие на поверхность сосудов со стороны жидкости!
Подробнее
Задача по физике – 9757
Слегка рассеянный повар решил отварить большую свеклу. Он взял две кастрюли с одинаковым количеством горячей воды (с температурой $T_{в} = 60^{ circ} С$) и свеклу ($T_{с} = 20^{ circ} С$). Разрезал свеклу пополам и положил половину корнеплода в левую кастрюлю. Потом задумался и снова отрезал половину куска от оставшейся свеклы. Этот кусок он положил в правую кастрюлю, потом опять отрезал половину оставшейся свеклы и положил в левую кастрюлю. И так до тех пор, пока было, что резать. Известно, что прямо перед тем, как повар стал разрезать свеклу второй раз, значения температуры воды в кастрюлях различались на $Delta T = 8^{ circ} С$. На сколько различались эти значения после полной «раскладки» свеклы по кастрюлям? Теплообменом с окружающей средой пренебречь, удельные теплоемкости свеклы и воды считать равными.
Подробнее
Задача по физике – 9758
В данной задаче предлагается провести исследование, для которого требуется иметь 1 гибкую линейку 30-50 см, еще 1-2 линейки или прямую рейку, два груза, которые можно сцепить друг с другом, нитку, скрепку или крючок с острым концом.
Возможно, Вы придумаете такой способ, при котором пригодится что-нибудь еще. Решением задачи считается описание процедуры и результатов измерений, в частности, в виде графика. В описании должно быть ясно изложено, что и каким образом делалось и измерялось.
Подробнее
Задача по физике – 9759
У школьника имеются весы, которые показывают разницу масс грузов, находящихся на разных чашках. На весы установлены два стакана, которые имеют форму прямоугольного параллелепипеда. Стаканы соединены тонкой и гибкой трубкой, как показано на рисунке.
Школьник стал тонкой струйкой наливать в правый стакан воду и записывать показания весов. На графике показана зависимость показаний от массы налитой воды. Объясните, почему получился такой график, и ответьте на вопросы:
а) На какой высоте $H$, считая от дна, соединительная трубка входит в правый стакан, если дно стакана имеет площадь $S_{R} = 200 см^{2}$?
б) Чему равна площадь $S_{L}$ дна левого стакана?
Считать, что наличие трубки и воды в ней на показания весов не влияет.
Подробнее
Задача по физике – 9760
В теплоизолированный цилиндр положили замороженный до $t = -30^{ circ} С$ кубик льда, длина стороны которого $a = 5 см$, и закрыли теплонепроницаемым поршнем. Откачав весь воздух, под поршень впустили $m_{1} = 2 г$ водяного пара при температуре $100^{ circ} С$. Сколько воды окажется в сосуде после установления теплового равновесия?
Справочные данные: плотности воды $rho_{1} = 1 г/см^{3}$ и льда $rho_{2} = 0,9 г/см^{3}$, удельные теплоемкости воды $c_{1} = 4200 Дж/(кг cdot К)$ и льда $c_{2} = 2100 Дж/(кг cdot К)$, удельная теплота плавления льда $lambda = 0,33 МДж/кг$, удельная теплота парообразования воды $L = 2,3 МДж/кг$.
Подробнее
Задача по физике – 9761
На столе стоят два одинаковых цилиндрических сосуда с площадью основания $S = 20 см^{2}$ и высотой $H = 10 см$, заполненные на девять десятых объема: один – водой, а второй – рыбьим жиром. Сосуды в нижней части соединены трубкой, закрытой краном.
Перельется ли рыбий жир через край сосуда, если кран открыть? Если перельется, то сколько грамм? Плотность воды $1000 кг/м^{3}$, плотность рыбьего жира $645 кг/м^{3}$.
Подробнее
Задача по физике – 9762
На рис. изображена электрическая схема, в которой к идеальному источнику тока с ЭДС $E = 27 В$ последовательно подсоединены два резистора с сопротивлениями $R = 4 Ом$ и $R_{2} = 5 Ом$, а также амперметр с сопротивлением 0,3 Ом (рис.). Параллельно к резистору $R$ подключен вольтметр (рис.) с сопротивлением 10 кОм. Для теоретического расчета тока и напряжения на участках цепи часто считают, что вольтметр и амперметр идеальны, то есть сопротивление амперметра приравнивают к нулю, а сопротивление вольтметра считают очень большим, стремящимся к бесконечности. Можно ли утверждать, что в схеме на рис. можно принять такое упрощение, и результат не будет отличаться от реального.
Замечание. Если рассчитанная величина отличается от реально измеренной по прибору меньше, чем на половину цены деления этого прибора, то говорят, что эти величины равны между собой с точностью до погрешности прибора.
Подробнее
Источник
Задача по физике – 5277
Тепловоз «Карно» ездит из пункта А в пункт В по маршруту длиной $L = 20 км$. Двигатель тепловоза работает по циклу Карно, нагревая воду от температуры атмосферы
до $100^{ circ} C$. Обычно тепловоз выезжал из А ночью, когда температура воздуха была равна $T_{н} = 5^{ circ} С$, и в туже ночь возвращался; запас топлива в тепловозе рассчитан строго для поездки ночью до пункта В и обратно. Однажды чиновники задержали тепловоз в пункте В, так что обратно он выехал днём, когда температура воздуха составляла $T_{д} = 25^{ circ} С$. На сколько «Карно» не доедет до пункта А из-за нехватки топлива? Считать силу трения и силу сопротивления воздуха постоянными, тепловые потери при нагревании воды составляют долю $eta$ от энергии сгорающего топлива.
Подробнее
Задача по физике – 5278
К резиновому воздушному шару, содержащему массу $m$ гелия, привязана очень длинная верёвка, масса единицы длины верёвки $lambda$. При атмосферном давлении $p_{0}$ шар зависает над полом на высоте $H$ (см. рис.). На какой высоте окажется шар, если атмосферное давление увеличится и станет равным $p_{1}$? Считать, что давление газа в шаре всегда на $Delta p$ больше, чем давление окружающего воздуха в данный момент. Молярные массы воздуха и гелия равны $M_{в}$ и $M_{г}$ соответственно.
Подробнее
Задача по физике – 5279
Сосуд разделён на две половины герметичной перегородкой. В левой половине находится в равновесии смесь гелия и ксенона (см. рис. ); масса содержащегося гелия $m_{1}$, масса ксенона $m_{2}$. В правой половине сосуда первоначально—вакуум. В перегородке на короткое время открыли небольшое отверстие. Найти отношение концентраций гелия и ксенона в правой части сосуда после того, как отверстие закрыли. Молярные массы гелия и ксенона равны $M_{1}$ и $M_{2}$ соответственно.
Подробнее
Задача по физике – 5280
Груз поднимают при помощи невесомого поршня, скользящего без трения в вертикальном теплоизолированном цилиндре. Под поршнем находится идеальный одноатомный газ, медленно нагреваемый при помощи электронагревателя с КПД $eta = 1/2$. Определить КПД подъёмного устройства, если атмосферное давление отсутствует.
Подробнее
Задача по физике – 5281
Правый конец металлического стержня длиной 1 м погружен в ацетон, левый погружают в кипящую воду. На стержне, на расстоянии 47 см от его левого конца, лежит маленький кристалл нафталина. Сколько ацетона выкипит, пока расплавится весь нафталин? Считайте, что вся теплопередача происходит только через стержень, а поток тепловой энергии через тонкий слой прямо пропорционален разности температур на торцах слоя. Количество кипящей воды в сосуде очень велико, кипение поддерживается. Температура кипения ацетона и температура плавления нафталина заданы.
Подробнее
Задача по физике – 5282
Теплоизолированный сосуд разделён на две части теплоизолирующим поршнем (см. рис.). С одной стороны от поршня, занимая объём $V_{1}$, находится масса $m_{1}$ водорода, с другой стороны, в объёме $V_{2}$, — масса $m_{2}$ гелия. Газы в сосуде нагревают, подключая к источнику постоянного напряжения два последовательно соединённых нагревательных элемента. Первый из этих элементов нагревает водород; известна зависимость его электрического сопротивления от температуры $R_{1}(T)$. Второй элемент находится в отделении с гелием. При включении нагревательных элементов поршень не сдвинулся. Какова зависимость сопротивления второго элемента от температуры?
Подробнее
Задача по физике – 5283
Горизонтально расположенный теплоизолированный сосуд разделён на $N$ частей $V_{1}, V_{2}, cdots V_{N}$ закреплёнными поршнями, между которыми находятся различные массы идеального одноатомного газа при различных начальных температурах и давлениях $P_{1}, P_{2}, cdots, P_{N}$. Определить давление в секции сосуда с номером i после того, как поршни получили возможность свободно перемещаться, а в сосуде установилось термодинамическое равновесие. Теплоёмкостью поршней пренебречь.
Подробнее
Задача по физике – 5284
Горизонтально расположенный теплоизолирующий цилиндр разделён перегородкой на два равных объёма $V$,в которых находится по одинаковому числу молей $nu$ идеального одноатомного газа при температурах $T_{1}$ и $T_{2}$ ($T_{1} > T_{2}$). Около небольшого отверстия в перегородке со стороны более нагретого газа расположен небольшой пропеллер, приводимый в движение струёй перетекающего через отверстие газа (см. рис.). Приводимый им в движение генератор подключён к расположенному в том же объёме нагревателю. До того, как отверстие было открыто, температура помещённых внутрь сосуда приборов равнялась температуре окружающего газа. Определить давление, которое установится в системе после достижения равновесия, если суммарная теплоёмкость устройств внутри цилиндра равна $C$.
Подробнее
Задача по физике – 5285
На нерастяжимой нити длиной $2L$ закреплены на расстоянии $L/2$ друг от друга два маленьких шарика с зарядами $+q$ и $-2q$. Концы нити связали, образовавшееся кольцо натянули на два тонких цилиндра, расположенных на расстоянии $L$ друг от друга. Радиусы цилиндров очень малы, так что обе половины нити лежат практически на одной прямой (см. рис.). Систему поместили в однородное электрическое поле $E$. Первоначально нить вместе с шариками имела небольшую скорость, так что она скользила по цилиндрам. Затем, из-за небольшого трения о воздух, система остановилась. Где могут расположиться шарики? Силой тяжести и трением нити о цилиндры пренебречь.
Подробнее
Задача по физике – 5338
Медный кубик со стороной $a$, нагретый до температуры $t > 0^{ circ} C$, был помещён в лёгкий, тонкий, плотно прилегающий к стенкам теплоизолирующий колпачок так, что открытой осталась только одна грань (см. рис.). Кубик положили открытой гранью вниз на ледяной куб массы $M$, плавающий в воде при температуре $0^{ circ} C$. Кубик начал проплавлять во льду углубление квадратного сечения, всё глубже погружаясь в него. После установления в системе теплового равновесия измерили глубину, на которую погрузился в воду ледяной куб. Построить график зависимости этой глубины от первоначальной температуры меди. Известны плотности воды, льда и меди, а также удельная теплоёмкость меди и удельная теплота плавления льда. Считать, что вода, образующаяся при плавлении льда, имеет температуру $0^{ circ} C$ и та её часть, которая вытекает из углубления, сразу удаляется —стекает с поверхности ледяного куба.
Подробнее
Задача по физике – 5339
Два литра воды нагревают на плитке мощностью 500 Вт. Часть тепла теряется в окружающую среду. Зависимость мощности тепловых потерь от времени приведена на рис. Начальная температура воды равна $20^{ circ} C$. За какое время вода нагреется до $30^{ circ} C$? Удельная теплоёмкость воды $c$ известна.
Подробнее
Задача по физике – 5340
Имеются три цилиндрических сосуда, отличающиеся только по высоте. ?мкости сосудов равны 1 л, 2 л и 4 л. Все сосуды заполнены водой до краёв. Воду в сосудах греют с помощью кипятильника. Из-за потерь тепла в атмосферу мощности кипятильника не хватает для того, чтобы вскипятить воду. В первом сосуде воду можно нагреть до $t_{1} = 80^{ circ} C$, во втором — до $t_{2} = 60^{ circ} C$. До какой температуры можно нагреть воду в третьем сосуде, если комнатная температура $t = 20^{ circ} C$? Считайте, что теплоотдача в атмосферу с единицы площади поверхности пропорциональна разности температур воды и окружающей среды. Вода в сосуде прогревается равномерно.
Подробнее
Задача по физике – 5341
В лаборатории провели исследование 1 г новой жидкости X. На рис. дан график зависимости объёма синтезированной жидкости от температуры. Оказалось, что теплоёмкость полученного количества жидкости равна $c = 3 Дж/^{ circ} C$ и не зависит от температуры, что температура кипения — $T_{К} = 80^{ circ} C$, а теплота парообразования — $Q_{П} = 240 Дж$. Также выяснилось, что жидкость не смешивается с водой. В воду объёмом $V_{В} = 5 мл$ при температуре $T_{В} = 9^{ circ} C$ налили $V_{Х} = 1 мл$ жидкости X при некоторой температуре $T_{X}$. Найти минимальную $T_{X}$, при которой вся добавленная в воду жидкость выкипит. Удельная теплоёмкость воды известна.
Подробнее
Задача по физике – 5342
На сильном морозе лыжники дышат через специальную «грелку», внутри пластмассового корпуса которой находится система проволочных решёток. Решётки нагреваются воздухом, который лыжник выдыхает, и нагревают вдыхаемый воздух. При температуре на улице $T_{0} = – 20^{ circ} C$ температура грелки, которую использовал лыжник, была равна $T_{1} = – 6^{ circ} C$. Во время разминки лыжник стал дышать вдвое чаще. До какой температуры $T_{2}$ нагрелась грелка?
Примечание. Температура воздуха, выдыхаемая лыжником, равна $T_{Л} = 36^{ circ} C$. Считать, что температура воздуха, проходящего через грелку, успевает сравняться с её температурой. Мощность теплоотдачи от грелки в окружающую среду (через боковую поверхность) пропорциональна разности температур грелки и окружающей среды. Теплоёмкость грелки достаточно большая, так что за время вдоха/выдоха её температура практически не меняется.
Подробнее
Задача по физике – 5343
Система, изображённая на рисунке, состоит из неподвижного блока A, через который перекинута верёвка, соединяющая кусок льда В при температуре $0^{ circ} C$ и невесомый блок C. Через блок C также перекинута верёвка, на одном конце которой висит груз массой $m = 10 г$, а другой конец которой соединён с полом через пружину жёсткостью $k = 100 Н/м$. Вначале кусок льда погружен наполовину в воду при температуре $t_{к} = 20^{ circ} C$, находящуюся в стакане. Объём воды в стакане $V = 200 мл$. В процессе таяния льда система приходит в движение, и лёд поднимается из воды. Какая температура будет у воды, когда лёд полностью выйдет из неё? Считать, что теплообмен происходит только между льдом и водой в стакане. Плотности воды и льда, удельные теплоёмкость воды и теплота плавления льда, а также ускорение свободного падения известны.
Подробнее
Источник