Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить плотность керосина. Для этого школьник взял пустую мензурку и металлический цилиндр с крючком. Какие два предмета из приведенного ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента? В ответ запишите номера выбранных предметов. 1) стакан с бензином 2) линейка 3) стакан с керосином 4) динамометр 5) термометр

Для проведения этого эксперимента ученику необходимо дополнительно использовать стакан с керосином и динамометр.

Электрическая цепь, состоящая из идеального источника тока с ЭДС \(\varepsilon\), трех последовательно соединенных одинаковых резисторов сопротивлением \(R\), катушки индуктивностью \(L\), амперметра и ключа \(K\), показана на рисунке \(1\). При замыкании ключа \(K\) в момент времени \(t=0\) регистрируемая амперметром сила тока плавно увеличивается до значения \(I_1\) с течением времени согласно графической зависимости, приведенной на рисунке \(2\). Определите значение \(I_1\) и объясните, почему произошло увеличение силы тока. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

1) До замыкания ключа: Сила тока в цепи: \(I_0=\frac{\varepsilon}{R_{общ}+r},\) где \(r=0\), так как источник тока идеальный. Общее сопротивление внешней цепи равно сумме трех последовательно соединенных резисторов: \(R_{общ}=3R\) \(I_0=\frac{\varepsilon}{3R}=3~А\) 2) После замыкания ключа спустя длительное время ЭДС самоиндукции \(\varepsilon_с=0\). Сила тока в цепи: \(I_1=\frac{\varepsilon}{R}=3I_0=3\cdot 3=9~А\) 3) Сразу после замыкания ключа в катушке возникает ЭДС самоиндукции \(\varepsilon_с\), которая препятствует скачкообразному изменению силы тока и действует против ЭДС источника \(\varepsilon\): \(\varepsilon-\varepsilon_с\downarrow=\uparrow IR\) Со временем \(\varepsilon_с\) будет уменьшаться и спустя длительное время станет равна нулю.

Однородный стержень \(AB\) массой \(m=400\) г покоится, упираясь в стык дна и стенки банки концом \(B\) и опираясь на край банки в точке \(C\) (см. рисунок). Модуль силы, с которой стержень давит на стенку сосуда в точке \(C\), равен \(5\) Н. Чему равен модуль горизонтальной составляющей силы, с которой стержень давит на сосуд в точке \(B\), если модуль вертикальной составляющей этой силы равен \(1\) Н? Трением пренебречь.

По третьему закону Ньютона: \(|\vec{N}_C|=|\vec{F}_C|\) \(|\vec{N}_{By}|=|\vec{F}_{By}|\) \(|\vec{N}_{Bx}|=|\vec{F}_{Bx}|\) Запишем второй закон Ньютона: \(Ox:~N_{Cx}-N_{Bx}=0\Rightarrow N_{Cx}=N_{Bx}~(1)\) \(Oy:~N_{Cy}-mg+N_{By}=0\Rightarrow N_{Cy}=mg-N_{By}~(2)\) По теореме Пифагора: \(N_C^2=N_{Cx}^2+N_{Cy}^2~(3)\) Подставим \((1)\) и \((2)\) в \((3)\): \(N_C^2=N_{Bx}^2+\left (mg-N_{By}\right )^2\) \(5^2=N_{Bx}^2+\left (0,4\cdot 10-1\right )^2\) \(5^2=N_{Bx}^2+3^2\Rightarrow N_{Bx}=4~Н,\) так как \(N_{Bx}\) направлена влево. \(|\vec{F}_{Bx}|=|\vec{N}_{Bx}|=4~Н\) Ответ: 4 Н

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 \(36~\mathrm{^\circ С}\).

Объем воды в пробирке: \(V_{\mathrm{в}}=1~\mathrm{см^3}=1\cdot \left (10^{-2}~\mathrm{м}\right )^2=10^{-6}~\mathrm{м^3}\) В высоком вакууме вода кипит даже при \(36~\mathrm{^\circ С}\). Определим массу воды: \(m=\rho V_{\mathrm{в}}=1000\cdot 10^{-6}=10^{-3}~\mathrm{кг}\) Абсолютная температура в сосуде: \(T=36+273=309~\mathrm{К}\) По графику определим значение давления насыщенных паров воды при данной температуре: \(p_{\mathrm{н}}=70~\mathrm{гПа}=7000~\mathrm{Па}\) Предположим, что вся вода испарится. По уравнению Менделеева-Клапейрона образовавшийся пар создаст давление: \(pV=\frac{m}{M}{RT}\) \(p=\frac{mRT}{VM}\) Относительная влажность воздуха в сосуде в установившемся состоянии: \(\varphi=\frac{p}{p_н}=\frac{mRT}{VMp_н}=\frac{10^{-3}\cdot 8,31\cdot 309}{0,1\cdot 0,018\cdot 7000}\approx 0,204=20,4\mathrm{\%}\) Ответ: 20,4%

На рисунке изображен процесс \(1\)-\(2\)-\(3\)-\(4\)-\(5\), проводимый над \(1~\mathrm{моль}\) идеального одноатомного газа. Вдоль оси абсцисс отложена абсолютная температура \(T\) газа, а вдоль оси ординат – количество теплоты \(\Delta Q\), полученное или отданное газом на соответствующем участке процесса. После прихода в конечную точку \(5\) весь процесс циклически повторяется с теми же параметрами изменения величин, отложенных на осях. Найдите КПД этого цикла.

Рассмотрим процесс \(1\)-\(2\): \(Q_{12}=Q_2-Q_1=4Q_0;~\Delta T_{12}=0\) Рассмотрим процесс \(2\)-\(3\): \(Q_{23}=0;~\Delta T_{23}=-2T_0\) Рассмотрим процесс \(3\)-\(4\): \(Q_{34}=2Q_0-5Q_0=-3Q_0;~\Delta T_{34}=0\) Рассмотрим процесс \(4\)-\(5\): \(Q_{45}=0;~\Delta T_{45}=2T_0\) Количество теплоты, полученное газом за цикл от нагревателя: \(Q_{\mathrm{н}}=Q_{12}=4Q_0\) Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику: \(Q_{\mathrm{х}}=\left |Q_{34}\right |=3Q_0\) КПД цикла: \(\eta=1-\frac{Q_{\mathrm{х}}}{Q_{\mathrm{н}}}=1-\frac{3Q_0}{4Q_0}=0,25=25\%\) Ответ: 25%