Банк заданий
ЕГЭ по физике Задание №22 Механика и термодинамика. Расчётная задача

Два связанных невесомой нерастяжимой нитью одинаковых бруска массой $M$ могут двигаться без трения по горизонтальной поверхности. К правому грузу прикладывают силу $F_1=30$ Н, а к левому $F_2=10$ Н (см рисунок). Чему равна сила натяжения нити при ее обрыве?

Через идеальный невесомый блок перекинута нерастяжимая веревка, масса которой пренебрежимо мала. К одному ее концу прикрепили груз массой $m_1=10$ кг, к другому – грузы массой $m_2=25$ кг и $m_3=5$ кг. Найдите ускорение движения грузов.

На рисунке представлена система, состоящая из двух легких блоков, трение в осях которых пренебрежимо мало, и невесомых нерастяжимых нитей. Определите массу груза $M$, прикрепленного к оси подвижного блока. Известно, что он движется вверх с ускорением $a=2~м/с^2$, если конец нити тянут вниз с вертикальной силой $F=36$ Н. Какие физические законы Вы использовали при решении задачи? Обоснуйте их применение в данном случае.

По гладкому полу движутся два связанных невесомой нерастяжимой нитью груза под действием силы $F=90$ Н, приложенной к первому грузу. Во сколько раз увеличится сила натяжения нити, если поменять грузы местами и прикладывать ту же силу $F$ ко второму грузу? Масса первого груза $m_1=5$ кг, второго – $m_2=4$ кг.

На прямолинейном участке тротуара возле дерева стоит велосипедист. Мимо него с постоянной скоростью $2$ м/с пробегает спортсмен. Спустя $4$ с после этого велосипедист стартует из исходной позиции вдогонку спортсмену с ускорением $2$ м/с$^2$. Чему будет равна скорость велосипедиста в тот момент, когда он догонит спортсмена?

Охотник совершает выстрел, направив ствол ружья под углом $\alpha$ к горизонту. В верхней точке траектории пули ее кинетическая энергия в $3$ раза больше потенциальной. Чему равен угол $\alpha$? Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Тело малых размеров бросают вертикально вверх с начальной скоростью $30$ м/с. Определите модуль перемещения данного тела за $5$ с движения. Сопротивлением воздуха пренебречь.

На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой $2$ кг. К нему прикладывают силу $F=8$ Н, направленную под углом $60^\circ$ к горизонту. Коэффициент трения между бруском и поверхностью стола равен $0,8$. Найдите модуль силы трения, действующей со стороны поверхности стола на брусок.

Груз массой $m=200$ г связан невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый и идеальный блок, с бруском массой $M=500$ г, который скользит по гладкой наклонной плоскости, составляющей угол $30^\circ$ с горизонтом. Найдите ускорение груза $M$.

Самолет летит из Москвы в Томск. Если дует попутный самолету ветер, то время полета составляет $8$ часов. А если дует такой же ветер, но перпендикулярно линии полета, то перелёт занимает $12$ часов. Найдите скорость ветра, если скорость самолета относительно воздуха равна $268$ км/ч.

Тело двигается прямолинейно с постоянным ускорением $a=0,9$ $м/с^2$ по горизонтальной шероховатой плоскости под действием силы $F$, направленной под углом $30^\circ$ к горизонту (см. рисунок). Найдите массу бруска, если коэффициент трения бруска о плоскость равен $0,25$, а $F=2,8$ Н.

Два бруска подвешены на невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через идеальный блок (см. рисунок). Грузы удерживали в состоянии покоя, а затем отпустили, после чего они начали равноускоренное движение. Через $1$ секунду после начала движения скорость правого бруска массой $1~кг$ была равна $5~м/с$ и направлена вертикально вверх. Найдите силу натяжения нити. Трением пренебречь. 

За край горизонтальной поверхности на одну пятую часть выдвинута деревянная доска длиной $l=1$ м. Она остается в состоянии покоя, если на ее правом конце лежит груз массой не более $150$ г (см. рисунок). Далее доску выдвинули за край поверхности на $\frac{1}{4}$ часть ее длины. Найдите максимальную массу груза, который можно положить на правый конец доски в этом случае, чтобы она не перевернулась.

Книга массой$0,6\ кг$лежит на столе. Площадь ее соприкосновения со столом равна$800~см^2.$Чему равно давление книги на стол? Ответ дайте в$Па.$

Из сосуда объемом $0,1~\mathrm{м^3}$ выкачали воздух до состояния высокого вакуума. Затем в нем разбили пробирку с водой объемом $1~\mathrm{см^3}$. На рисунке приведен график зависимости давления насыщенных паров воды от температуры. Определите установившееся значение относительной влажности воздуха в сосуде. Температура в сосуде постоянна и равна $36~\mathrm{^\circ С}$.

Мальчик массой $50$ кг находится на тележке массой $50$ кг, движущейся по гладкой горизонтальной дороге со скоростью $1$ м/с. Каким станет модуль скорости тележки, если мальчик спрыгнет с неё со скоростью $2$ м/с относительно дороги в направлении, противоположном первоначальному направлению движения тележки?

В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лед. После опускания в калориметр болта, имеющего массу $165\,\text{г}$ и температуру $-40\,^\circ\text{C},$ $20\%$ воды превратилось в лед. Удельная теплоемкость материала болта равна $500\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{К}}.$

Какая масса воды первоначально находилась в калориметре? Теплоемкостью калориметра пренебречь.

В закрытом сосуде находится одноатомный идеальный газ массой $12\,\text{г}.$ В начале опыта давление газа составляет $4 \cdot 10^5\,\text{Па}$ при температуре $400\,\text{К}.$ После охлаждения газа его давление снизилось до $2 \cdot 10^5\,\text{Па}.$Определите молярную массу газа, если отданное им количество теплоты равно $7,5\,\text{кДж}.$ Стенки сосуда считать прочными и теплопроводными.

Высота непрерывного падения воды самого высокого в мире водопада Анхель составляет $807\,\text{м}.$ На сколько градусов могла бы повыситься температура падающей воды, если считать, что на ее нагревание затрачивается $50\%$ работы, совершаемой силой тяжести? Удельная теплоемкость воды $c = 4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{К}}.$

Дом стоит на краю поля. С балкона, расположенного на высоте $5\,\text{м},$ мальчик бросил камешек в горизонтальном направлении. Начальная скорость камешка составляет $7\,\frac{\text{м}}{\text{с}},$ а его масса равна $0.1\,\text{кг}.$

Какова кинетическая энергия камешка через $2\,\text{с}$ после броска? Ускорение свободного падения принять равным $g = 10\,\frac{\text{м}}{\text{с}^2}.$

Горизонтально расположенная невесомая пружина с жесткостью $k = 1000\,\frac{\text{Н}}{\text{м}}$ находится в недеформированном состоянии. Один ее конец закреплен, а другой касается бруска массой $M = 0.1\,\text{кг},$ лежащего на горизонтальной поверхности. Брусок сдвигают, сжимая пружину, и отпускают.

На какую длину $\Delta x$ была сжата пружина, если после отпускания бруска его скорость достигла $v = 1\,\frac{\text{м}}{\text{с}}?$ Трением пренебречь.

Снаряд массой $m = 2\,\text{кг},$ летящий с некоторой скоростью $\vec{v}_0,$ разрывается на два осколка. Первый осколок массой $m_1 = 1\,\text{кг}$ летит под углом $90^\circ$ к первоначальному направлению со скоростью $v_1 = 300\,\frac{\text{м}}{\text{с}}.$ Второй осколок массой $m_2 = 1\,\text{кг}$ имеет скорость $v_2 = 500\,\frac{\text{м}}{\text{с}}.$ Определите скорость снаряда $v_0$ до разрыва.

Груз, прикрепленный к пружине жесткостью $k = 200\,\frac{\text{Н}}{\text{м}},$ совершает гармонические колебания. Максимальная кинетическая энергия груза равна $E_{\text{кин}}^{\text{max}} = 1\,\text{Дж}.$

Определите амплитуду колебаний груза $A.$

Деревянная линейка длиной $l = 90\,\text{см}$ выдвинута за край стола на $\frac{1}{4}$ своей длины. В этом положении она не опрокидывается, если на ее свободный конец поместить груз массой не более $m_1 = 250\,\text{г}.$ Затем линейку выдвинули дальше и положили на конец груз массой $m_2 = 125\,\text{г}.$

На сколько дополнительно можно выдвинуть линейку во втором случае, чтобы она оставалась в равновесии?

Снаряд массой $m = 2\,\text{кг},$ летящий со скоростью $v_0 = 200\,\frac{\text{м}}{\text{с}},$ разрывается на два осколка. Первый осколок массой $m_1 = 1\,\text{кг}$ летит под углом $90^\circ$ к первоначальному направлению. Второй осколок массой $m_2 = 1\,\text{кг}$ движется под углом $60^\circ$ к исходному направлению. Определите скорость второго осколка $v_2.$