В мерном сосуде находится 1 литр неизвестной жидкости

Учимся решать экспериментальные задачи: учащимся 7-10 класса, желающим участвовать в олимпиадах по физике

Физика – наука экспериментальная. Именно поэтому проведение экспериментального тура уже давно вошло в практику физических олимпиад. Выполняя задания этого тура, учащиеся должны продемон­стрировать умение своими руками создать экспериментальную уста­новку, провести на ней измерения, выявить определенные физические закономерности, оценить точность полученных результатов.

Решение экспериментальных задач воспитывает стремление собственными силами добывать знания, активно познавать Мир, приучает самостоятельно анализировать явления, заставляет напряженно думать, привлекая свои теоре­тические знания и практические навыки. Разбор экспериментальных задач воспитывает критический подход к результатам измерений, привычку обращать внима­ние на условия, при которых производится эксперимент. Экспериментальные задачи помогают лучше ре­шать расчетные, так как при решении эксперимен­тальных задач ученику приходится сначала осмыслить физи­ческое явление или закономерность, выявить, какие данные ему нужны, продумать способы и возможности их определения, найти их и только на заключительном этапе уже вполне ос­мысленно подставить в формулу.

Предлагаем несколько экспериментальных задач с решением по теме «Законы гидростатики» из числа тех, что предлагались в разное время на олимпиадах по физике самого разного уровня: от городского до российского.

Экспериментальные задачи

Задача 1. Определите плотность деревянного бруска.

Оборудование: линейка, сосуд с водой, мерный стакан.

Указание. Воспользуйтесь условием плавания тела: если тело плавает, значит, сила тяжести равна выталкивающей силе.

Возможное решение. Заполним сосуд (рекомендуется взять пластиковую тарелку) водой насколько это возможно. Пусть объ­ем жидкости равен Vтaр. Аккуратно опустим брусок в пластиковую тарелку с водой. Объем вытесненной воды V1 определим с помощью мерного стакана. Ак­куратно погрузим весь брусок в воду. Некоторая часть воды вновь выльется из тарелки. Ясно, что всего из тарелки будет вытеснен объем воды равный объему бруска Vбрус. ρвV1= Vбрусρбрус Þ ρбрус = ρвV1/Vбрус. Несмотря на идейную простоту, задача требует известного эксперименталь­ного искусства и внимательности: объем воды умещающийся в тарелке оказыва­ется больше объема тарелки, т. к. заметная часть воды “возвышается” над краем тарелки за счет сил поверхностного натяжения. Небрежно выполненный экспе­римент приводит к ощутимой ошибке в определении плотности дерева.

Задача 2. Определите плотность металла, находящегося в одном из двух кусков пластилина, если известно, что массы пластилина в обоих кусках одинаковы. Оцените точность полученного результата. Извлекать металл из пластилина не разрешается.

Оборудование: весы с разновесами, стакан с водой, штатив, два одинаковых по массе куска пластилина, небольшой кусок металла или моток проволоки, введенный внутрь одного из кусков пластилина.

Возможное решение. Задача очень похожа на знаменитую задачу о короне царя Гиерона (определение наличия примесей в зо­лоте), только с более доступными материала­ми – пластилином и железом (кусок железа находился внутри пластилина).

Пользуясь весами с разновесами, можно определить массу куска пластилина с металлом (mпл+mм), массу чистого пластилина mпл и по их разности – массу металла mм, находящегося в одном из кусков пластилина. Взвесив данные куски пластилина сначала в воздухе, а потом в воде, можно найти выталкивающую силу и, зная плотноcть воды, можно вычислить объемы кусков (Vпл+Vм) и Vпл. Объем металла Vм можно определить по разности этих объемов.

Тогда плотность металла ρм= mм/Vм.

Возможны два варианта: в одних кусках пластилинa находился кусок алюминия, в других – кусок железа.

Весьма интересным было бы решение этой задачи, если бы вместо определенного куска чистого пластилина массой, равной массе пластилина в составном куске, давался просто пластилин (в неопределенном количестве). В этом случае для решения задачи надо было бы взять кусок чистого пластилина, масса которого равна массе (m) составного куска (объема V), и определить его объем V0. Плотность металла можно найти, решив следующую систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными:

m = ρмVм+ ρплVпл

V = Vпл+Vм

V0 = Vпл+Vм

ρпл= m/ V0

Задача 3. Определите плотность тела.

Оборудование: динамометр, стакан с водой, стакан с машинным маслом, тело неправильной формы.

Возможное решение. На тело, подвешенное на нити в жидкости, действуют три силы: сила тяжести F1 = mg, архимедова сила FA и сила натяжения нити Т (рис.5).

Модуль силы натяжения равен весу тела в жидкости: ‘Г – Р. Направим координатную ось OY вертикально вверх и запишем условие равновесия тела и проекциях на эту ось: Т+ FA- Fт= 0.

Отсюда T = Fт – FA, или T = mg – ρжgV = g(m – ρжV).

Таким образом, получаем следующую формулу для веса тела массой m в жидкости с плотностью ρж: Р= g(m – ρжV).

Для двух разных жидкостей имеем:

P1= g(m – ρ1V);

P2 = g(m – ρ2V).

Разделив левые и правые части этих уравнений на gV и учтя, что ρ =, получим: = ρ – ρ1; = ρ – ρ2. Решая совместно эти уравнения, найдем плотность тела ρ = . Измерив вес тела в двух разных жидкостях с известными плотностями, рассчитаем плотность твердого тела.

Задача 4. Определите плотность неизвестной жидкости.

Оборудование: динамометр, стакан с водой, стакан с неизвестной жидкостью, грузик.

Возможное решение. Определим вес тела в двух различных жидкостях Р1 и Р2. Вес тела в жидкости равен: P1= mg – FA1 = mg – ρ1gV;

P2 = mg – FA2 = mg – ρ2gV или

mg – P1 = ρ1gV;

mg – P2 = ρ2gV.

Отсюда =; ρ2 = ρ1.

Задача 5. Найдите плотность деревянного бруска и кусочков металла.

Оборудование: мерный сосуд, деревянный брусок, мелкие кусочки металла, сосуд с водой.

Возможное решение. Пусть V0- объем воды, налитой в мерный сосуд. Опустим брусок плавать. При этом суммарный объем воды и погруженной в воду части бруска (измеренный по шкале сосуда) обозначим через V1.

Будем накладывать на брусок кусочки металла до тех нор, пока его верхняя грань не окажется на одном уровне с поверхностью воды. Новый суммарный объем воды и погруженного в воду бруска обозначим V2. Сбросим теперь кусочки металла в сосуд. Суммарный объем воды и бруска обозначим V3. Запишем условие равновесия для обеих ситуаций, когда брусок погружен в воду полностью, а кусочки металла находятся на нем, и когда кусочки металла сброшены с бруска в воду: ρбVбg = ρвgVп; ρмVмg+ ρ бVбg = ρвgVб, где ρб – плотность бруска, Vб – его объем, Vп – объем погруженной части бруска, ρм – плотность металла, Vм – суммарный объем всех кусочков металла.

ρб = ; ρм = ; => ρб = ; ρм =.

Задача 6. Определить плотность данной жидкости.

Оборудование: сосуд с неизвестной жидкостью, сосуд с водой, измеритель­ная линейка, два металлических бру­ска, рычаг.

Примечание. Плотность воды принять равной 103 кг/м3.

Возможное решение. Надо провести три измерения по установлению равновесия рычага, когда один брусок находится попе­ременно в воздухе, в воде, в неиз­вестной жидкости, а другой брусок – все время в воздухе. При этом ра­зумно длину плеча рычага с первым грузом оставлять неизменной, а дли­ну плеча рычага со вторым грузом соответственно изменять. Запишем уравнения моментов сил для трех случаев равновесия рычага (рис.6): m1gl = m2gl1,

(m1g – ρвVg) l= m2gl2, (m1g – ρVg)l = m2gl3.

Исключая из этих уравнений m1, m2, V и g, получаем формулу для опре­деления плотности ρ неизвестной жидкости (раствора медного купо­роса) : .

Задача 7. Определить плотность неиз­вестной жидкости (чуть подкрашен­ный концентрированный раствор по­варенной соли в воде).

Оборудование: небольшая колба известного объема с тонким длинным горлышком и миллиметровка. Неизвестная жидкость налита в один большой сосуд, обычная вода – в другой.

Возможное решение. Один из способов измерения: сделать из кол­бочки ареометр, налив туда некоторое количество жидкости и пустив ее плавать в сосуде с водой. Количество жидкости нужно подобрать так, чтобы над поверхностью торчало толь­ко горлышко колбы, диаметр которо­го легко измерить,- в этом случае можно произвести теоретический расчет плотности. Для достижения приемлемой точности приходится учитывать и поверхностные эффекты. В целом задача не очень сложная, но требует аккуратности в измерениях.

Задача 8. Взвешивание сверхлёгких грузов. Определить с помощью предложенного оборудования массу m кусочка фольги.

Оборудование. Банка с водой, кусок пенопласта, набор гвоздей, деревянные зубочистки, линейка с миллиметровыми делениями, остро отточенный карандаш, фольга, салфетки.

Возможное решение. Измеряем диаметр d цилиндрической части зубочистки методом рядов (положив несколько зубочисток плотно в ряд и измерив линейкой их общую ширину). На одну из зубочисток наносим карандашом через 1 мм деления.

Втыкаем в пенопласт гвоздики, пока он не погрузится в воду почти полностью. Сверху втыкаем зубочистку с делениями, чтобы пенопласт был ниже уровня воды, а зубочистка вертикально выступала из воды не меньше, чем на 3/4 длины. При необходимости от пенопласта можно отделить небольшой кусо чек. Затем на верхний конец зубочистки прикрепляем кусочек фольги (рис.7) и находим изменение Δh глубины погружения зубочистки.

Изменение объёма ΔV погруженной части: ΔV=, откуда масса фольги m=ρΔV=ρΔhd2, где ρ – плотность воды.

Рекомендации для организаторов. Для эксперимента подходит литровая банка (или двухлитровая пластиковая бутылка с отрезанным верхом), она должна быть наполнена водой почти до краёв. Зубочистки должны быть не искривлёнными, одинакового диаметра, а их длина должна быть не меньше 6 см, количество: 5 ¸ 10 штук. Размеры пенопласта: высота 0,5 ¸ 1 см, длина и ширина 2 ¸ 4 см. Размеры фольги должны быть такими, чтобы под её весом зубочистка погружалась приблизительно на 2/3 своей длины. Для пищевой фольги эти размеры составляют от 2 см х 2 см до 4 см х 4 см. Масса гвоздей должна позволять утопить пенопласт. Гвозди следует взять разного диаметра: крупные – для грубой настройки системы, а мелкие – для точной.

Задача 9. Определите массу тела.

Оборудование: пружина, тело неизвестной массы, мензурка, штатив с муфтой и лапкой, сосуд с водой, линейка измерительная.

Возможное решение. Подвесим к пружине груз неизвестной массы и измерим удлинение х, пружины. Условие равновесия груза на пружине в воздухе запишем так:

mg = kx1 (1).

Опустим груз в сосуд с водой и измерим новое удлинение х2 пружины. Условие равновесия для груза, опушенного в сосуд с водой: mg – FA = kx2 (2), где FA – архимедова сила, действующая на груз. Она равна FA = p0gV, где ρ0 – плотность воды, V – объем тела.

Измерив объем тела с помощью мензурки, используя выражения (I) и (2), рассчитаем жесткость пружины: k = и искомую массу груза: m = .

Контрольное задание по физике №3 для учащихся 7-10 классов.

Задача 10. Определите плотность растительного масла.

Оборудование: линейка, сосуд с водой, сосуд с маслом.

Указание: Плотность неизвестной жидкости (в данном случае, масла) можно определить методом сравнения масс при равных объемах или методом сравнения объемов при равных массах. Считайте плотность воды известной, равной 1000 кг/м3. Воспользуйтесь линейкой как рычагом.

Задача 11. Определить плотность дерева, из которого изготовлена палочка.

Оборудование: линейка, деревянная палочка, узкий цилиндрический сосуд с водой.

Задача 12. Определите плотность стекла, из кото­рого изготовлена банка из-под майонеза.

Оборудование: майонезная банка, мензурка объемом V=250 мм3, стеклянный сосуд, полоска из мягкого металла разме­ром 2х20 см, сосуд с водой (водопровод­ный кран).

Источник

Сохраните:

ВОШ муниципальный этап 2020 по физике задания и ответы для 7, 8, 9, 10, 11 класса всероссийской олимпиады школьников 2020-2021 учебный год, официальная дата проведения олимпиады в Республике Татарстан 5 декабря 2020.

Ссылка для скачивания заданий и решений ВОШ 2020 для 7-11 класса: скачать в PDF

ВОШ муниципальный этап 2020 по физике 7-11 класс задания и ответы:

1)Экспериментатор Иннокентий Иванов вышел с утра на пробежку. Неспеша пробегая по дорожке в парке, он встретил движущуюся навстречу колонну из 10 бегунов. Учёный заметил, что спортсмены пробегают мимо него с интервалом в 2 с. Через некоторое время эта же самая колонна, где-то развернувшись, стала обгонять Иннокентия. В этот раз все спортсмены пробежали мимо учёного в течение 42 с. 1. Каково было расстояние между соседними бегунами в колонне? 2. С какой скоростью бегал Иннокентий по парку, если считать, что она не менялась? Пообщавшись со спортсменами, учёный выяснил, что скорость их бега всегда равна 18 км/ч, а расстояние между ними в колонне всегда постоянно.

Ответ: 1) 14 м; 2) 2 м/с

2)Однажды бабушка прислала Карлсону три банки варенья – две больших (одинаковых между собой) и одну маленькую (вдвое меньшего объёма). Пригласив в гости Малыша, Карлсон решил съесть подарок, дав гостю маленькую банку, а себе оставив обе большие. Варенье из своей банки Малыш первую треть времени ел со скоростью 4 ложки в минуту, оставшееся время – со скоростью 2,5 ложки в минуту. С какой скоростью Карлсон поглощал содержимое второй большой банки, если первую банку он съел со скоростью 10 ложек в минуту, а начали и закончили друзья в одно и то же время? Количество варенья в каждой ложке у обоих друзей считать одинаковым.

Ответ: 15 ложек в минуту.

3)Пока семиклассника Паши не было дома, его младшая сестра Ариша решила сделать брату сюрприз и слепила из пластилина два пирожных, совершенно одинаковых по размеру, но с разными «начинками». В одно из них она положила два стальных, а в другое – три стеклянных шарика. Узнав об этом, Паша взвесил оба пирожных и выяснил, что их массы равны 30 г и 47 г. 1. Чему равна плотность пластилина, который использовала Ариша? 2. Каков объём одного пирожного? Паша помнил, что размеры всех шариков одинаковы, а масса стального шарика равна 13 г. Плотность стали равна 7800 кг/м 3 , плотность стекла – 2400 кг/м 3 .

Ответ: 1) 1800 кг/м 3 ; 2) 15 см3 .

4)На выходных учёный Лосяш решил поэкспериментировать. Для этого он взял сосуд с вертикальными стенками, налил туда воду и поместил на некотором расстоянии от её поверхности вертикальный цилиндр. На поверхности цилиндра Лосяш закрепил электронный дальномер, который определяет расстояние ℎ до поверхности воды (схема установки изображена на рис. 7.1a). Учёный стал медленно и с постоянной скоростью опускать цилиндр до тех пор, пока тот не упёрся в дно сосуда. Снимая показания дальномера, Лосяш получил график зависимости ℎ от времени (рис. 7.1б). Определите по графику: 1. высоту слоя воды ???? и расстояние ???? от её поверхности до верхнего края сосуда в начале эксперимента; 2. отношение площади дна сосуда к площади сечения поршня.

Ответ: 1) ???? = 6 см, ???? = 5 см; 2) 1,6.

5)Крош, Ёжик и Бараш соревнуются в беге на длинную дистанцию. Судья Лосяш зафиксировал, что Крош прибежал к финишу в 14:00, Бараш – в 14:20, а Ёжик – в 15:00. Во сколько стартовали Смешарики, если средняя скорость Бараша равнялась 15 км/ч, а Ёжика – 12 км/ч? Какова средняя скорость Кроша? Все герои стартовали одновременно и бежали по одной дороге.

Ответ: в 11:40, ≈ 17 км/ч.

6)Пытаясь повторить опыт, увиденный в Интернете, экспериментатор Иннокентий Иванов положил в калориметр некоторое количество снега при температуре −20 ∘C и налил туда же ртуть при +25 ∘C. В результате весь снег в калориметре растаял, в нём установилась температура 0 ∘C, а объём содержимого калориметра стал в три раза больше, чем первоначальный объём снега. Какова была средняя плотность снега, взятого учёным? Удельная теплоёмкость льда равна 2100 Дж/(кг⋅ ∘С), ртути – 140 Дж/(кг⋅ ∘С), удельная теплота плавления льда – 330 кДж/кг, плотность воды – 1000 кг/м 3 , плотность ртути – 13600 кг/м 3 . В рассматриваемом диапазоне температур ртуть является жидкостью. Тепловыми потерями и теплоёмкостью калориметра пренебречь

7)Однородный прямой стержень длиной 1 м вставлен на глубину 20 см в горизонтальное отверстие вертикальной стены толщиной 10 см (рис. 8.1). Если к правому концу стержня подвесить груз 2 кг, стержень будет давить на правый край отверстия (точку ????) с силой 280 Н. 1. Чему равна масса стержня? 2. С какой силой стержень будет давить в точке ????, если груз перевесить на левый конец стержня (с противоположной стороны стены)? Отверстие считать гладким и имеющим высоту, чуть превышающую толщину стержня. Ускорение свободного падения принять равным 10 Н/кг.

8)В двух мерных сосудах находятся одинаковые объёмы различных жидкостей: воды и какой-то неизвестной жидкости X. Мальчик Паша решил измерить плотность второй жидкости с помощью ареометра. К сожалению, оказалось, что все ареометры, имевшиеся в школьной лаборатории, разного размера, и у всех них стёрта шкала. Паша не растерялся, взял два прибора, погрузил один из них в воду, второй в жидкость Х (рис. 8.3а), а потом поменял их местами (рис. 8.3б). Используя рисунки, определите массы обоих ареометров и плотность жидкости Х. Плотность воды равна 1000 кг/м 3 . Для удобства первый и второй ареометры помечены на рисунках, соответственно, цифрами 1 и 2.

9)Школьники Паша и Миша сдавали на физкультуре норматив по челночному бегу – каждому из них нужно было как можно быстрее пробежать определённую короткую дистанцию в прямом и обратном направлении в общей сложности 10 раз (5 раз туда и 5 раз обратно). Паша умеет разгоняться с ускорением ???? и тормозить с ускорением 3???? (по модулю). Миша – спортсмен, он разгоняется с ускорением 2???? и тормозит с ускорением 5????. За какое время Паша выполнит упражнение, если Миша его выполняет за 28 с?

10)Мальчик Паша решил измерить плотность неизвестной жидкости с помощью ареометра. Однако у мальчика этой жидкости было мало, поэтому он налил в цилиндрический сосуд воды, сверху долил с лой исследуемой жидкости и поместил туда прибор. Ареометр показал значение 0,93 г/см3 (см. рис. 9.1). Удивившись, Паша повторил опыт, заменив слой неизвестной жидкости на слой керосина той же высоты. В этом случае прибор показал 0,95 г/см3 . Помогите Паше и определите плотность неизвестной жидкости. Плотность керосина равна 800 кг/м 3 , плотность воды – 1000 кг/м 3 . Площадь сечения измерительной части прибора считать постоянной.

11)Готовясь к экспериментальному туру олимпиады по физике, девочка Карина собрала цепь, состоящую из двух разных вольтметров, двух резисторов и идеального источника постоянного напряжения (рис. 9.2а). Уже списав показания приборов (????1 = 0,9 В, ????2 = 1,8 В), девочка поняла, что допустила ошибку и пересобрала цепь (рис. 9.2б). В этом случае первый вольтметр показал ???? ′ 1 = 5 В, а второй – ???? ′ 2 = 4 В. Чему равно сопротивление ????2 , если ????1 = 3 кОм?

12)Девочка Маша взяла из морозилки кусок льда при −30 ∘C, положила его на дно калориметра и, чтобы лёд не всплывал, накрыла сверху тонкой сеткой. Затем она налила в калориметр 120 г воды при +15 ∘C. После установления теплового равновесия оказалось, что уровень воды понизился. Девочка повторила свой опыт, взяв такой же по массе кусок льда и налив то же самое количество воды, но уже при температуре +5 ∘C. Когда снова установилось равновесие, Маша обнаружила, что на этот раз уровень воды повысился. Каковы стали конечные массы льда в обоих опытах, если изменение уровня воды (по величине) в них было одинаковым, а установившаяся температура оба раза была 0 ∘C. Стенки калориметра считать вертикальными, вода в эксперименте полностью покрывает лёд. Тепловыми потерями, теплоёмкостью калориметра и сетки пренебречь. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг⋅ ∘С), льда – 2100 Дж/(кг⋅ ∘С), удельная теплота плавления льда – 330 кДж/кг.

13)С помощью системы, состоящей из трёх одинаковых блоков (рис. 9.3а), поднимают груз массой ???? = 120 кг, прикладывая к свободному концу верёвки силу, равную ????1 = 440 Н. Какую минимальную силу ????2 нужно прикладывать для подъёма того же груза в системе, состоящей из четырёх таких же блоков (рис. 9.3б)? Верёвки считать невесомыми и нерастяжимыми. Трением пренебречь. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 .

14)На горизонтальном столе находятся две маленькие шайбы с массами ????1 = 1 кг и ????2 = 2 кг, связанные между собой невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый горизонтальный блок. Блок тянут с силой ???? (на рис. 10.1 изображён вид сверху). Определите ускорение блока в двух случаях: 1) ???? = 10 Н и 2) ???? = 16 Н. Коэффициент трения между шайбами и столом равен ???? = 0,3. Отрезки нити, соединяющие шайбы и блок, горизонтальны, параллельны друг другу и направлению силы ????. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 .

15)Длинную тонкостенную трубку радиусом ???? = 0,5 см, закрытую снизу однородной круглой пластиной из дерева, аккуратно погружают в воду на глубину ℎ = 4 см (рис. 10.2). Толщина пластины равна ???? = 1 см, её радиус ???? = = 3 см. В трубку сверху аккуратно наливают керосин. При какой минимальной высоте керосина ???? пластина оторвётся от трубки? Плотность воды ????в = 1000 кг/м 3 , плотность дерева ????д = 600 кг/м 3 , плотность керосина ????к = = 800 кг/м 3 . Вода между трубкой и пластиной не проникает, жидкости в дерево не впитываются. Центр пластины лежит на оси трубки.

16)Экспериментатор Иннокентий Иванов решил подготовиться к Новому году и сделать праздничную гирлянду. Он взял источник постоянного напряжения, резистор сопротивлением ???? и большой набор одинаковых ламп, чьи сопротивления ???? не зависят от протекающего через них тока. Испытания показали, что при использовании в гирлянде только одной лампы, на ней выделяется мощность, равная 60 Вт. Если же использовать две лампы, то на них (в сумме) будет выделяться 97,2 Вт. 1. Чему равно отношение ????/????? 2. Сколько ламп должно быть в гирлянде, чтобы их суммарная мощность снова была равна 60 Вт? В гирлянде источник, резистор и лампы соединяются между собой последовательно. Источник считать идеальным.

17)Тонкий однородный деревянный стержень, нижний конец которого упирается в дно сосуда, удерживается в положении, изображённом на рис. 10.3, с помощью вертикальной нити, привязанной к его верхнему концу. В сосуд медленно наливают воду. При какой толщине слоя воды ℎ нижний конец стержня оторвётся ото дна? Точка крепления нити к стержню находится на высоте ???? относительно дна сосуда. Плотность дерева, из которого сделан стержень, равна 640 кг/м 3 , плотность воды – 1000 кг м 3 .

18)От основания вертикального фонаря высотой ???? = 9,8 м бросили камень со скоростью ????0 = 12 м/с под углом ???? = 60∘ к горизонту (рис. 10.5). На какое максимальное расстояние от фонаря сместится тень камня во время его полёта, если других источников света в округе нет. Фонарь считать точечным источником, поверхность земли горизонтальной, а сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 .

19)Определите установившийся заряд конденсатора в цепи, изображённой на рис. 11.3, если ℰ1 = 1 В, ℰ2 = 3 В, ℰ3 = 8 В, ????1 = 6 Ом, ????2 = 4 Ом, ???? = 3300 мкФ. Внутренним сопротивлением батареек пренебречь.

20)Тонкий однородный стержень длиной ???? = 60 см лежит на вертикальной опоре высотой ℎ = 30 см, своим левым концом упираясь в горизонтальную поверхность стола (рис. 11.4). При каком наименьшем коэффициенте трения ???? между стержнем и столом стержень будет находиться в равновесии, если точка его касания с поверхностью стола расположена на расстоянии ???? = 40 см от опоры? Трения между опорой и стержнем нет, толщиной опоры пренебречь.

21)В системе, изображённой на рис. 11.6, обе пружины горизонтальны, своим левым концом прикреплены к стене, а их правые концы соединены нитью, перекинутой через невесомый блок. Жёсткость одной пружины равна ????, другой – 2????, и в начальный момент они не деформированы. Какую работу ???? нужно совершить, чтобы медленно переместить блок вправо на расстояние ????? Пружины считать невесомыми, а нить – невесомой и нерастяжимой. Трение между нитью и блоком отсутствует.

22)Герметичный сосуд состоит из двух горизонтальных цилиндрических частей разного сечения, перекрытых двумя поршнями, соединёнными между собой жёстким стержнем. Начальное положение поршней и размеры показаны на рис. 11.7. Между торцами сосуда и ближайшими поршнями находится азот, причём давление газа слева в 1,2 раза выше, чем справа. Снаружи сосуда и между поршнями – вакуум. В некоторый момент в левом торце сосуда появилась микротрещина, и газ стал медленно выходить наружу. Когда из левой части сосуда вышло 4/9 находившегося там азота, поршни начали смещаться. Насколько они сместятся, если оттуда выйдет ещё такое же количество газа? Длина стержня больше ????. Считать, что температура азота в обеих частях сосуда одинакова и остаётся постоянной в течение всего процесса. Трение между поршнями и стенками сосуда отсутствует.

Другие задания и ответы ВОШ 2020 по предметам олимпиады:

ВСЕРОССИЙСКИЕ олимпиады 2020-2021 муниципальный этап задания и ответы

Источник