Задачи по физике

1.21. Брусок движется вдоль горизонтальной поверхности под действием постоянной по величине силы, направленной под углом  к горизонту. Коэффициент трения между бруском и поверхностью равен 0,25. При каком значении угла  ускорение бруска вдоль поверхности будет максимальным?                                                           (=14).
1.28. Определить полное ускорение а в момент времени t = 3 c точки, находящейся на ободе колеса радиусом R=0,5 м, вращающегося согласно уравнению  = А t + В t3, где А = 2 рад/с, В = 0,2 рад/c3. Изобразите графики нормального и полного ускорений аn = f(t) и a = f(t) на интервале 0 < t < 3 с. (a = 27,4 м/с2).
1.70. Определить периметр П квадрата со стороной а, движущегося со скоростью υ=(с/ 2)ex  вдоль одной из своих сторон, где С- скорость света. (П = 3,7 а)
2.1. Имеется поток молекул массой m, летящих с одинаковой по модулю и направлению скоростью . Плотность молекул в потоке n. Найти:
a) число  ударов молекул за секунду о единицу поверхности плоской стенки, нормаль к которой образует угол  с направлением;
б) давление p потока молекул на стенку. Считать, что молекулы отражаются стенкой зеркально и без потери энергии. (a) = n cos(),   б) p = 2 n m 2 cos2()).
2.11. На какой высоте давление воздуха составляет 60 % от давления на уровне моря? Температуру воздуха считать постоянной и равной 0  С. (h=4.07*103 м).
2.17. Качественно изобразить зависимость длины свободного пробега  и числа z столкновений молекул идеального газа в секунду от давления, если газ сжимается изотермически.
2.33. Какое количество тепла Q нужно сообщить 75 г водяных паров, чтобы нагреть их от 100 С до 250 С при постоянном давлении? Определите изменение энтропии водяного пара. (Q=20,8 кДж; S=47,5 Дж/К).
3.15. Электрическое поле создается равномерно заряженным шаром радиусом R с объемной плотностью заряда . Определить зависимость вектора электрического смещения электрического поля от r. Построить качественно график Dr = f(r).  (D = (1/3)r; D = (/3)(R3/r2)).
3.21. По медному проводнику сечением 0,2 мм2 течет ток. Определить, какая сила действует на отдельный электрон проводимости со стороны электрического поля, если объемная плотность энергии, выделяемая в проводнике, равна 9103 Дж/м3. Определить плотность тока и силу тока в проводнике. (F = 19,810-22 H; j = 7,3105 A/м2; I = 0,15 A).
3.28. По тонкому стержню длиной l = 40 см равномерно распределен заряд Q = 60 нКл. Стержень вращается с частотой n = 12 с-1 относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через стержень на расстоянии а = l/3 от одного из его концов. Определить магнитный момент Pm, обусловленный вращением стержня.    (3,610-8 Ам2).
3.34. На сердечнике в виде тора диаметром d = 500 мм имеется обмотка с числом витков N = 1000. В сердечнике сделана поперечная прорезь, в результате чего образовался воздушный зазор ширины b = 1 мм. При силе тока в обмотке I = 0,85 А напряженность поля в зазоре Н = 600 кА/м. Определить магнитную проницаемость  железа при этих условиях. Рассеянием поля у краев зазора пренебречь.
4.2. Амплитуда гармонического колебания 5 см, период 4 с. Найти максимальную скорость колеблющейся точки и ее максимальное ускорение.  (vmax = 7,85•10-2 м/с, amax = 12,3•10-2 м/с2).
4.7. Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью С = 7 мкФ и катушки индуктивности L = 0,23 Гн и сопротивлением R = 40 Ом. Конденсатор заряжен количеством электричества Q = 5,610-4 Кл.
Найти:
а) период колебаний контура;
б) логарифмический декремент затухания колебаний;
в) написать уравнение зависимости изменения разности потенциалов на обкладках конденсатора от времени. (T = 8•10-3 c; = 0,7; U = 80 exp(-87t)cos(250 t)).
4.9. Цепь переменного тока образована последовательно включенными активным сопротивлением R=800 Ом, индуктивностью L=1,27 Гн и ёмкостью С=1,59 мкФ. На зажимы подано 50-периодное действующее напряжение U=127 В. Найти:
а) действующее значение силы тока I в цепи;
б) сдвиг по фазе между током и напряжением;
в) действующее значение напряжений UR, UL и UC на зажимах каждого из элементов цепи.
(71 мА; -63; 57 В, 28 В, 142 В).