Задачи физических олимпиад. Алмалиев А.Н - 44 стр.

UptoLike

Рубрика: 

44
мулы линзы и закона отражения легко показать , что выходящий из линзы пучок
пересекает главную оптическую ось линзы на расстоянии F/2 от линзы , образуя
с осью угол α = 30
о
. Абсолютная величина суммарного импульса фотонов, па -
дающих на линзу, равна
1
/
pEc
=
, а импульс пучка на выходе из линзы равен
()
2
/2
pEc
= . Изменение импульса фотонов
21
ppp
D=-
. Модуль изменения
импульса фотонов
22
1212
2cos523
2
E
ppppp
c
aD=++=+. Средняя си-
ла, которая действовала на фотоны , равна
4
523
1,910
2
p
pE
F
c
tt
-
D+
===Ч
Н
. Сила, равная ей по величине , но на-
правленная противоположно, действует на линзу со стороны фотонов .
5. Пусть масса пара и жидкости вначале были
m
п
и
m
ж
, а температура в сосуде
T
н
. При изобарическом нагреве смеси ее температура не меняется, пока жид -
кость испаряется. По условию , температура повысилось до
T
к
= 373 К , значит,
вся жидкость испарилась и пар массой
m
п
+
m
ж
при том же давлении нагрелся
на TTD=-
кн
Т
. Уравнения состояния для начального и конечного состояний
системы :
,
mmm
pVRTpVRT
+
==
ппж
ннкк
пп
ММ
, где
M
п
- молярная масса пара. По ус -
ловию
1,54
VVV
b
==
кнн
и
m
mm
ba
=
+
п
пж
, и окончательно
1
10
TTT
ba
ba
-
D=-= »
кн
К
.
Региональная олимпиада по физике, 2005 г.
Задания школьного этапа
1. Скорость запущенного вверх снаряда в верхней точке равна нулю. Посколь-
ку скорости всех осколков равны , максимальное различие времен падения оно
как раз и есть время выпадения осколков на землю τ будет для осколков , ле -
тящих по вертикали. Осколок, летящий после взрыва вверх со скоростью v, че -
рез время 2v/g окажется в точке взрыва, и его скорость будет равна v и направ -
лена вниз . Значит, разность времен как раз равна 2v/g = τ , откуда v = gτ/2.
2. По условию задачи сила сопротивления
,()
c
Fbxbconst
==
. Работа , совер-
шенная за один удар , равна
2
1
2
2
bL
A
k
= . Очевидно, что для забивания всего гвоз-
дя необходимо совершить работу
1
AnA
=
(n число ударов ). Отсюда
2
nk
=
.
3. Обозначим температуру гелия в состоянии 1 через T
1
. Тогда температура в
состоянии 2 будет равна 4T
1
. Пусть давление на изобаре 1 2 равно p
1
, тогда
                                             44
м улы линзы изакона отр аже ния л е гко показать, что в ы ходящий из линзы пучок
пе р е се кае тглав н ую оптиче скую осьлинзы на р асстоянииF/2 отлин зы , обр азуя
с осью угол α = 30о. А бсол ютная в е л ичина сум м ар ного им пул ьса ф отонов , па-
дающих на линзу, р ав на p1 = E / c , а им пул ьс пучка на в ы ходе из л инзы р ав е н
                                                         r     r      r
p2 = E / (2c ). И зм е н е ние им пульса ф отон ов D p = p2 - p1 . М одул ьизм е не ния
                                                               E
им пул ьса ф отонов D p = p12 + p22 + 2p1p2 cos a =                 5 + 2 3 . С р е дняя си-
                                                               2c
ла, котор ая де йствов ала н а ф отоны , р ав н а
         Dp     E 5+ 2 3
Fp =          =               = 1, 9 Ч 10- 4 Н . С ила, р ав ная е й по в е л ичине , но на-
          t           2t c
пр ав ле н ная пр отив оположн о, де йств уе тн а линзусо стор оны ф отонов .
5. П устьм асса пар а ижидкостив начале бы ли m п и m ж , а тем пе р атур а в сосуде
T н. П р и изобар иче ском нагр е в е см е си е е тем пе р атур а не м е няе тся, пока жид-
кость испар яе тся. П о усл ов ию, тем пе р атур а пов ы силось до T к = 373 К , значит,
в ся жидкостьиспар илась и пар м ассой m п + m ж пр и том же дав ле нии нагр е лся
на D T = T к - Т н. У р ав не ния состояния для н ачального иконе чного состояний
систем ы :
            m                  m + mж
pV н = п R T н, pV к = п                    R T к , где M п - м ол яр ная м асса пар а. По ус-
            Мп                     Мп
                                       mп
лов ию V к = bV н = 1, 54V н и                  = b a , иокончател ьно
                                  mп + mж
                       ba - 1
DT = Tк - Tн =                 » 10 К .
                          ba


Ре
 гиональная олим п иадап оф изик е
                                 , 2005 г.

Задания ш к ольногоэтап а

1. С кор остьзапуще нного в в е р х сн ар яда в в е р хн е й точке р ав на н улю. П осколь-
кускор остив се х осколков р ав ны , м аксим ал ьное р азл ичие в р е м е н паде ния –оно
как р аз и е стьв р е м я в ы паде ния оскол ков на зе м л ю τ – буде тдл я оскол ков , ле -
тящих по в е р тикали. О сколок, ле тящий после в зр ы в а в в е р х со скор остью v, че -
р е з в р е м я 2v/g окаже тся в точке в зр ы в а, и е го скор остьбуде тр ав на v и напр ав -
ле на в низ. З начит, р азностьв р е м е н как р аз р ав на 2v/g = τ , откуда v = gτ/2.
2. По услов ию задачисил а сопр отив л е ния Fc = bx , (b = const ) . Работа, сов е р -
                                      bL2
ше нная за один удар , р ав на A1 =        . О че в идно, что дл я забив ания в се го гв оз-
                                      2k 2
дя не обходим о сов е р шитьр аботу A = nA1 (n –число удар ов ). О тсюда n = k 2 .
3. О бозн ачим тем пе р атур у ге л ия в состоян ии 1 че р е з T1. Т огда тем пе р атур а в
состоянии2 буде тр ав на 4T1 . П усть дав ле ние на изобар е 1— 2 р ав но p1 , тогда