Физика (часть 1) вариант №7

1. Материальная точка массой 0,2 кг движется из состояния покоя с ускорением ,где векторы являются ортами декартовой системы координат. Какую работу совершила равнодействующая сила за вторую секунду движения?
2. Тонкостенный цилиндр массой 1 кг и радиусом 0,1 м находится на вершине пологой горки высотой 1,5 м. Цилиндр без начальной скорости скатывается с горки и на горизонтальном участке пути сталкивается с лежащим тонкостенным цилиндром массой 0,5 кг и радиусом 0,1 м. Удар абсолютно упругий, прямой, центральный. Какую скорость приобретет второй цилиндр после удара? Потерями на трение пренебречь
3. Два очень длинных непроводящих концентрических (с общей осью) цилиндра радиусами R и 2R заряжены с поверхностной плотностью зарядов 1 и 2 соответственно. Найти силу (модуль и направление), действующую на протон, находящийся в точке r1 = 3R от оси цилиндров. Какую скорость приобретет первоначально покоившийся протон, подлетая к внешней поверхности системы цилиндров? Принять R = 0,1 м, 1 = 4 нКл/м2, 2= 3 нКл/м2.
4. Сколько витков N нихромовой проволоки надо намотать на фарфоровый цилиндр диаметром Dц = 1,5 см, чтобы создать кипятильник, в котором в течение T = 8 минут закипает вода массой m = 1 кг, взятой при температуре t = 150 С? КПД кипятильника принять равным η = 0,6. Диаметр нихромовой проволоки dп= 0,5 мм, напряжение в сети U = 220 В, удельное сопротивление нихрома ρ = 1,1·10-6 Ом·м.

5. Бесконечно длинный провод с током I=100 А изогнут так, как это показано на рисунке. В плоскости, в которой лежит изогнутый провод, пролетает электрон по направлению к точке О со скоростью ν=7∙105 м/с. Определить величину и направление силы Лоренца, действующую на электрон, в точке О, если расстояние a=2∙d, а d=4 см.
6. Контур находится в однородном магнитном поле с индукцией B=1 Тл. Верхнюю подвижную часть контура – провод изогнутый, как показано на рисунке 3, вращают с постоянной угловой скоростью ω=1,5π рад/с вокруг оси ОО’. Длина стороны нижнего неподвижного контура составляет 32 см (2а=32 см). В момент времени t=0 магнитный поток через контур максимальный. Найти теплоту, выделившуюся в контуре за 0,2 с от начального момента времени, если его сопротивление R=19 Ом.
7. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью 1 мкФ и катушку индуктивностью 0,12 Гн. В начальный момент энергия контура была сосредоточена в конденсаторе. Через 2,5 мс после начала колебаний энергия конденсатора (полная энергия контура) уменьшилась вдвое, а напряжение на конденсаторе стало равно 2,5 В. Записать уравнение затухающих колебаний напряжения на конденсаторе с числовыми коэффициентами.
8. Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых имеют вид:
Х = 2 Sin ωt, см.
Y = Cos 2ωt, см.
Найти уравнение траектории движения точки и построить траекторию на чертеже, соблюдая масштаб. Определить начальное положение точки и указать направление движения (вектор скорости ) в этот момент времени.