Какие два проводника из представленных на рисунке необходимо использовать для изучения зависимости сопротивления металлического проводника от площади его сечения? В ответ запишите номера выбранных проводников.

Для изучения зависимости сопротивления металлического проводника от площади его сечения необходимо взять проводники, у которых все параметры, кроме площади сечения, одинаковы. Данному условию соответствуют проводники \(2\) и \(3\).

В открытую трубку \(U\)-образной формы, находящуюся в лабораторном шкафу, налили галинстан – аналог ртути, используемый в бытовых термометрах (рис. \(1\)). Далее правое колено трубки закрывают резиновой пробкой так, чтобы она плотно прижималась к внутренней стенке трубки (рис. \(2\)). Опишите изменение уровня галинстана в коленах трубки после увеличения температуры в лабораторном шкафу. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

1) В сообщающихся сосудах уровень жидкости слева и справа будет совпадать. 2) При затыкании правой трубки пробкой и увеличении температуры по формуле \(\uparrow pV=\nu RT\uparrow\), \(\nu-const\) – увеличится давление, что приведет к понижению уровню жидкости справа и увеличению объема газа под пробкой. 3) Для сообщающихся сосудов в конечном состоянии: \(p+\rho gh_2=p_0+\rho gh_1\)

Тележка массой \(0,5\) кг, прикрепленная к пружине жесткостью \(200\) Н/м, совершает свободные гармонические колебания (см. рисунок). Максимальная скорость тележки равна \(3\) м/с. Какова максимальная сила упругости, действующая на тележку в процессе колебаний?

По закону сохранения энергии: \(\frac{mv_m^2}{2}=\frac{kx_m^2}{2},\) где \(x_m\) и \(v_m\) – максимальное отклонение тележки от положения равновесия и максимальная скорость ее движения. \(x_m=\sqrt{\frac{m}{k}}\cdot v_m\) Максимальная сила упругости, действующая на тележку: \(F_m=kx_m=k\sqrt{\frac{m}{k}}\cdot v_m=\sqrt{k^2\cdot \frac{m}{k}}\cdot v_m=v_m\sqrt{km}\) Подставим числа: \(F_m=3 \sqrt{200\cdot 0,5}=30~Н\) Ответ: 30 Н

Под действием электрического поля, созданного двумя разноименно заряженными пластинами, из состояния покоя движутся две заряженные частицы. Отношение зарядов частиц \(\frac{q_1}{q_2}=6\), а отношение их масс \(\frac{m_1}{m_2}=4\). Определите, во сколько раз кинетическая энергия первой частицы больше кинетической энергии второй частицы спустя одинаковое время после начала наблюдения.

На частицы действует электрическая сила: \(F_э=qE\) По второму закону Ньютона в проекциях на ось \(Ox\): \(Ox:~F_э=ma\) Объединим выражения: \(Eq=ma\) \(a=\frac{Eq}{m}\) Спустя некоторое время скорость частиц будет находиться по формуле: \(v=v_0+at=at\) Кинетические энергии частиц равны: \(E_1=\frac{m_1v_1^2}{2}=\frac{m_1}{2}\cdot a_1^2t^2=\frac{m_1}{2}\cdot \frac{E^2q_1^2}{m_1^2}t^2=\frac{E^2q_1^2}{2m_1}t^2\) Аналогично: \(E_2=\frac{E^2q_2^2}{2m_2}t^2\) Искомое отношение: \(\frac{E_1}{E_2}=\frac{E^2q_1^2t^2}{2m_1}\cdot \frac{2m_2}{E^2q_2^2t^2}=\left (\frac{q_1}{q_2}\right )^2\cdot \frac{m_2}{m_1}=6^2\cdot \frac{1}{4}=9\) Ответ: 9

Влажный воздух, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной \(l=70\) мм, находится в запаянной с одного конца трубке. Относительная влажность воздуха в трубке, расположенной вертикально открытым концом вниз, равна \(60\)%. Чему будет равна относительная влажность воздуха в трубке, если расположить ее горизонтально? Атмосферное давление \(760\) мм рт. ст. Считать, что температура не изменяется.

Найдем давление воздуха в трубке в каждом из случаев: \(p_1+\rho_{рт}gl=p_0\Rightarrow p_1=p_0-\rho_{рт}gl\) \(p_2=p_0\) Влажность воздуха: \(\varphi=\frac{\rho}{\rho_н};~\rho=\frac{m}{V}\Rightarrow \varphi=\frac{m}{V\rho_н}\) \(\varphi_1=\frac{m}{V_1\rho_н}\) \(\varphi_2=\frac{m}{V_2\rho_н}\) Отношение влажностей: \(\frac{\varphi_2}{\varphi_1}=\frac{V_1}{V_2}\) Предположим, что при уменьшении объема при постоянной температуре конденсат внутри трубки не выпадает. Тогда масса водяных паров останется прежней: \(T,~m-const\Rightarrow p_1V_1=p_2V_2\) Подставим давления: \(\left (p_0-\rho_{рт}gl\right )V_1=p_0V_2\Rightarrow \frac{V_1}{V_2}=\frac{p_0}{p_0-\rho_{рт}gl}\) Объединим выражения: \(\frac{\varphi_2}{\varphi_1}=\frac{V_1}{V_2}=\frac{p_0}{p_0-\rho_{рт}gl}=\frac{760~мм~рт.~ст.}{760~мм~рт.~ст.-70~мм~рт.~ст.}\approx 1,1014\) Искомая влажность воздуха: \(\varphi_2=1,1014\varphi_1=1,1014\cdot 60\%=66,1\%\) Влажность меньше \(100\)%, таким образом, предположение оказалось верным. Ответ: 66,1%