Министерство науки и высшего образования Российской Фелерании Поволжекий Государствениый технологический университет
Тест по дисциплине физиса (прикладная) (письменно)
Вариани №02
Время выцолнения 60 минут
Шифр
Задачи
10
Указание: для каждого задания представьте полное решение с записью ответа.
1) Автомобиль трогается с места и движется с постоянным ускорением 2,5 м/с?. Какой путь автомобиль, если сго скорость в конце пути оказалась равной 10 м/с? (ответ дайте в метрах. ).
2) Две одинаковые тележки движутся навстречу друг другу. Скорость одной из тележек 3v другой у. Найдите скорость движения тележек после их неупругого столкновения.
3) Во сколько раз изменится давление молекул газа на стенки сосуда при уменьшении объёма в 3 раза при неизменной температуре?
4) В процессе эксперимента внутренняя энергия газа уменьшилась на 50 кДж, и он совершил работу 25 кДж. Какое количество теплоты (в кДж) газ отдал окружающей среде?
5) Как изменятся силы взаимодействия двух гочечных зарядов, если расстояние между ними и величину каждого заряда уменьшить в 3 раза?
6) Плавкий предохранитель счётчика электроэнергии в квартирной сети напряжением 220 В снабжён надписью: «5 А». Какова максимальная суммарная мощность электрических приборов, которые можно одновременно включить в сеть, чтобы предохранитель не расплавился? (ответ дайте в ваттах)
7) Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 30 эВ. Энергия фотонов в 4 раза больше работы выхода. Какова энергия фотонов?

1) Дано, что автомобиль трогается с места и движется с постоянным ускорением 2,5 м/с?. Мы знаем, что ускорение (a) равно 2,5 м/с?. Также, известно, что скорость автомобиля в конце пути (v) равна 10 м/с. Нам необходимо найти путь (s).

Мы можем использовать уравнение перемещения: s = (v^2 - u^2) / (2a), где u - начальная скорость, которая в данном случае равна 0 м/с.

Подставляя известные значения в уравнение, получим: s = (10^2 - 0^2) / (2 * 2,5) = (100 - 0) / 5 = 20 метров.

Ответ: путь автомобиля равен 20 метров.

2) Дано, что две одинаковые тележки движутся навстречу друг другу. Скорость одной тележки обозначена как 3v, а скорость другой как у. Мы должны найти скорость движения тележек после их неупругого столкновения.

Неупругое столкновение означает, что после столкновения тележки объединяются и движутся с общей скоростью. Обозначим общую скорость после столкновения как V.

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса: mv1 + mv2 = mV, где m - масса тележки, v1 - скорость первой тележки до столкновения, v2 - скорость второй тележки до столкновения, V - общая скорость после столкновения.

Подставляя известные значения в уравнение, получаем: m(3v) + mu = mV => 3mv + mu = mV => V = (3v + u)/m.

Ответ: скорость движения тележек после неупругого столкновения равна (3v + u)/m.

3) Дано, что объем газа уменьшается в 3 раза при неизменной температуре. Мы должны найти, во сколько раз изменится давление молекул газа на стенки сосуда.

Давление (P) и объем (V) газа связаны законом Бойля: P1V1 = P2V2, где P1 - начальное давление, V1 - начальный объем, P2 - конечное давление, V2 - конечный объем.

Подставляя известные значения в уравнение, получаем: P1V1 = P2(V1/3) => P1 = P2/3.

Ответ: давление молекул газа на стенки сосуда изменится в 3 раза.

4) Дано, что внутренняя энергия газа уменьшилась на 50 кДж, и он совершил работу 25 кДж. Нам нужно найти количество теплоты (в кДж), которое газ отдал окружающей среде.

Внутренняя энергия газа включает кинетическую энергию и потенциальную энергию молекул. Надо помнить, что работа (W) равна изменению энергии (ΔU) плюс количество теплоты (Q) отданное или принятое газом: W = ΔU + Q.

В данной задаче, ΔU = -50 кДж (так как энергия уменьшилась), W = 25 кДж (потому что газ совершил работу).

Подставляем известные значения в уравнение и находим Q: 25 кДж = -50 кДж + Q => Q = 25 кДж + 50 кДж = 75 кДж.

Ответ: газ отдал окружающей среде 75 кДж теплоты.

5) Дано, что расстояние между двумя точечными зарядами и величина каждого заряда уменьшились в 3 раза. Мы должны найти, как изменятся силы взаимодействия между зарядами.

Закон Кулона гласит, что сила (F) между двумя точечными зарядами пропорциональна размеру зарядов (q1 и q2) и обратно пропорциональна квадрату расстояния (r) между ними. Математически, это выражается как F = k*q1*q2/r^2, где k - постоянная Кулона.

Если размер каждого заряда и расстояние между ними уменьшаются в 3 раза, то сила F будет изменяться таким образом: F' = (k*q'1*q'2)/(r'/3)^2, где F' - новая сила, q'1 и q'2 - новые значения зарядов, r' - новое значение расстояния.

Упрощаем выражение: F' = (k*((q1/3)*(q2/3))/((r/3)^2) = (1/3)(1/3)(k*q1*q2/(r^2)) = F/9.

Ответ: силы взаимодействия между зарядами уменьшатся в 9 раз.

6) Дано, что плавкий предохранитель в квартирной электрической сети с напряжением 220 В снабжен надписью "5 А". Мы должны найти максимальную суммарную мощность электрических приборов, которые можно одновременно включить в сеть, чтобы предохранитель не расплавился.

Мощность (P) электрического прибора определяется как произведение напряжения (V) и силы тока (I), т.е. P = V*I.

Мы знаем, что напряжение 220 В, а сила тока не должна превышать 5 А.

Подставим известные значения в формулу и найдем максимальную суммарную мощность: P = 220 В * 5 А = 1100 Вт.

Ответ: максимальная суммарная мощность электрических приборов, которую можно одновременно включить в сеть, равна 1100 Вт.

7) Дано, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, выбитых фотонами, составляет 30 эВ. Мы должны найти энергию фотонов.

Энергия фотонов (E) связана с кинетической энергией (KE) фотоэлектронов и работой выхода (W) следующим образом: E = KE + W.

Условие задачи говорит, что энергия фотонов в 4 раза больше работы выхода. Пусть W = x, тогда E = 4x.

Подставляем известные значения в уравнение и находим x: 4x = 30 эВ => x = 30 эВ / 4 = 7,5 эВ.

Ответ: энергия фотонов равна 7,5 эВ.