Füüsikalise pendli omaduste uurimine. Füüsika. Ettevalmistus eksamiks A-osa Õpilane uurib tema käsutuses olevate pendlite omadusi

14.03.2021

Katseõpe 1. B 23 nr 2402. Õpilane uuris kooli laboris matemaatilise pendli võnkumisi. Milliste suuruste mõõtmistulemused võimaldavad tal arvutada pendli võnkeperioodi? 1) pendli mass m ja vabalangemise kiirenduse g tabeliväärtuse tundmine 2) keerme pikkuse ma no l ja vabalangemise kiirenduse tabeliväärtuse tundmine g 3) amplituudivõnkumiste tundmine pendli A ja selle massi m 4) pendli A võnkumiste amplituud ja vabalangemise kiirenduse tabeliväärtuse tundmine g 2. B 23 nr 2404. Katse käigus uuris õpilane sõltuvust pendli A võnkumiste moodulist. vedru elastsusjõud vedru pikkusele, mida väljendatakse valemiga, kus on vedru pikkus deformeerimata olekus. Saadud sõltuvuse graafik on näidatud joonisel Unke. Milline väidetest vastab teie kogemuse tulemusele vastavale vastusele? A. Deformeerimata labas oleva vedru pikkus on seega 3 cm B. Vedru jäikus on võrdne. 1) A 2) B 3) A ja B 4) Ei A ega B 3. B 23 nr 2407. Nende vedrudega on vaja katseliselt tuvastada vedrupendli võnkumisi kõvast. perioodi sõltuvus Millist pendlipaari saab selleks kasutada? Joonisel on vedrud ja raskused näidatud võrdse kaaluga olekus. 1) A, C või D 2) ainult B 3) ainult C 4) ainult D 4. B 23 nr 2408. Katseliselt on vaja välja selgitada matemaatilise pendli väikeste võnkumiste perioodi sõltuvus ainest alates millele koormus tehakse. Millist majakapaari (vt joon.) saab selleks võtta? Pendliraskused - sama massi ja sama välisläbimõõduga õõnsad vasest ja alumiiniumist kuulid. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5. B 23 nr 2410. Pinge mõõtmisel juhtmespiraali otstes ühendavad neli õpilast erineval viisil ühe voltmeetriga. Nende tööde tulemus on näidatud alloleval pildil. Milline ühendvoltmeetri all olevatest õpilastest on õige? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 6. B 23 nr 2411. Prismat läbiv valge valgusvihk laguneb spektriks. Esitati hüpotees, et prisma taga asuval ekraanil saadava spektri laius sõltub kiire langemisnurgast prisma pinnale. Seda hüpoteesi on vaja katseliselt kontrollida. Millised kaks katset tuleb selliseks uurimiseks läbi viia? 1) A ja 2) B ja 3) B ja 4) C ja B C D D 7. B 23 nr 2414. samast materjalist. Milline juhtmepaar tuleks valida, et eksperimentaalselt tuvastada juhi takistuse sõltuvust selle pikkusest? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 8. B 23 nr 2415. Juhtmed on valmistatud erinevatest materjalidest. Milline juhtmepaar tuleks valida, et eksperimentaalselt tuvastada juhi takistuse sõltuvust selle eritakistusest? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 9. B 23 nr 2416 kolm Milline kondensaatoripaar tuleks valida, et eksperimentaalselt tuvastada atori mahtuvuse sõltuvust selle plaatide pindalast? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 10. B 23 nr 2417 kolm Milline kondensaatoripaar tuleks valida, et eksperimentaalselt tuvastada atori mahtuvuse sõltuvust selle plaatide vahelisest kaugusest? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 11. B 23 nr 2418 mi. Milline kondensaatoripaar tuleks valida, et eksperimentaalselt tuvastada kondensaatori mahtuvuse sõltuvust teie elektrijuhist? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 12. B 23 nr 2419. Voolutugevuse mõõtmisel traatspiraalis R ühendasid neli õpilast erineval viisil ampermeetri. Ultati tulemus on näidatud alloleval pildil. Märkige ampermeetri õige ühendus. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 13. B 23 nr 2421. Et katseliselt kontrollida elastse varda jäikuse sõltuvust selle pikkusest, tuleb paari terasvardaid 1) A ja 2) B ja 3) kontrollida. C ja 4) B ja B C D D 14. B 23 nr 2429. Kaks anumat täidetakse erinevate vedelikega. Milline anumapaar tuleks valida, et eksperimentaalselt avastada vedelikusamba sõltuvust ja rõhusilda selle tihedusest? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 15. B 23 nr 2430. Kaks anumat täidetakse sama vedelikuga. Milline anumapaar tuleks valida, et eksperimentaalselt avastada vedelikusamba rõhu sõltuvust samba kõrgusest? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 16. B 23 nr 3119. Samast materjalist juhid a la. Milline juhtmepaar tuleks valida, et eksperimentaalselt tuvastada traadi takistuse sõltuvust selle läbimõõdust? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 17. B 23 nr 3122. Esitati hüpotees, et lahkneva läätse poolt tekitatava objekti virtuaalkujutise suurus sõltub läätse optilisest võimsusest. Seda hüpoteesi on vaja katseliselt kontrollida. Milliseid kahte katset saab sellise uuringu jaoks teha 1) A ja 2) A ja 3) B ja 4) C ja B C C D 18. B 23 nr 3124. Õpilane uuris võnkumisi kooli laboratooriumi vedrupendlis. Milliseid kahte mõõtmist peab ta teadma, et määrata vedru ja pendli jäikust? 1) lainekuju A võnke amplituud ja selle võnkeperiood T 2) ujuvpendli A võnke amplituud ja koormuse mass m 3) vabalangemise kiirendus g ja lainependli A amplituud 4) pendli võnkeperiood T ja koormuse mass m 19. B 23 nr 3127. tihedused. Milline kuulide paar tuleks valida, et eksperimentaalselt avastada Archimedese jõu sõltuvust vedeliku tihedusest? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 20. B 23 nr 3128. Kaks palli on valmistatud erinevatest materjalidest. Milline pallipaar tuleks valida, et katseliselt tuvastada masside sõltuvust ja silda tihedusest? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 21. B 23 nr 3214. Tasakaalus oleva gaasi molaarmassi määramiseks on vaja täpselt teada mõõta: 1) Gaasi temperatuur, mass ja rõhk 2) Gaasi tihedus , selle temperatuur ja rõhk 3) Gaasi tihedus, mass ja temperatuur 4) Gaasi rõhk , maht ja temperatuur 22. B 23 nr 3215. Vedrupendel teostab vabu harmoonilisi võnkumisi. Millise väärtuse saab määrata, kui on teada koormuse m mass ja pendli võnkeperiood T? 1) Pikkus ilma selle vedru venitamata 2) Maksimaalne ja väike potentsiaalne energia 3) Vedru jäikus 4) Vedrude ja pendli võnke amplituud 23. B 23 nr 3246. Laboritööde käigus oli vaja takistuse tiv leni pinge mõõtmiseks. Seda saab teha kasutades skeemi 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 24. B 23 nr 3247. Laboritöö käigus oli vaja mõõta voolutugevust läbi takistuse Seda saab teha kasutades vooluahelat 1 ) 1 2) 2 3) 3 4) 4 25. B 23 nr 3248. Laboritööde käigus oli vaja mõõta pinget takistil. Seda saab teha skeemi järgi 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 26. B 23 nr 3249. Silindrilisse anumasse valatakse vedelik. Eeldati, et vedeliku rõhk anuma põhjas oleneb anuma põhja pindalast. Selle hüpoteesi kontrollimiseks peate valima allpool toodud katsete hulgast järgmised kaks katset. 1) A ja 2) B ja 3) A ja 4) B ja C C D D loe 1) gaasi rõhk p ja selle maht V 2) gaasi mass m ja temperatuur T 3) gaasi temperatuur T ja maht V 4 ) gaasirõhk p ja gaasi temperatuur T 28. B 23 nr 3320. Matemaatiline pendel teostab vabu harmoonilisi võnkumisi. Millise väärtuse saab määrata, kui on teada valguse pikkus l ja võnkeperiood T? 1) Majaka võnke amplituud A 2) Vaba langemise kiirendus g 3) Max väike kineetiline energia 4) raskuse mass m õõtsub 29. B 23 nr 3347. Pendlite raskused on vaskpallid. Milline pendlipaar (vt joonis) tuleks valida, et katseliselt välja selgitada, kas väikeste võnkumiste periood sõltub keerme pikkusest? 1) A ja 2) A ja 3) A ja 4) B ja B C D C 30. B 23 nr 3391. Vooluga juhtmepool loob magnetvälja. On püstitatud hüpotees, et pooli ristlõike läbiv magnetvoog sõltub keerdude arvust ja läbimõõdust. Seda hüpoteesi on vaja katseliselt kontrollida. Millised kaks poolide komplekti tuleks selliseks uurimiseks võtta? 1) A ja 2) B ja 3) B ja 4) C ja B C D D 31. B 23 nr 3392. Oletame, et te ei tea matemaatilise pendli võnkeperioodi arvutamise valemit. Eksperimentaalselt tuleb kontrollida, kas see väärtus sõltub koormuse massist. Milliseid majakaid tuleks selle kinnitamise jaoks kasutada? 1) A ja 2) A ja 3) B ja 4) B ja B D C D 32. B 23 nr 3395. Üliõpilane uurib Archimedese seadust, muutes katsetes vedelikku sukeldatud keha ruumala ja selle tihedust. vedel. Millise katsepaari peaks ta valima, et avastada Archimedese jõu sõltuvust veealuse keha mahust? (Arvud näitavad vedeliku tihedust.) 33. B 23 nr 3462. Ketiosa puhul esineb kõrvalekalle Ohmi seadusest. Selle põhjuseks on asjaolu, et 1) muudab i-ga koos i-ga spiraalis liikuvate elektronide arvu 2) sinine annab fotoefekti 3) muudab kuumutamisel mähise takistust 4) tekib magnetväli 34. B 23 Nr 3467. Kaldtasandi efektiivsuse määramiseks kasutati joonisel näidatud seadmeid. Dünamomeetri abil tõstab õpilane kahe raskusega kangi ühtlaselt mööda kaldtasapinda. Õpilane kandis katse andmed tabelisse. Mis on kaldtasandi efektiivsus? Teie vastus on väljendatud protsentides. Läbimõõdu märge koorma tõstmisel, N 1,5 Kaldtasandi pikkus, m 1,0 Varda kaal kahe tagaosaga, kg 0,22 Kaldtasandi kõrgus, m 0,15 1) 10% 2) 22% 3) 45% 4 ) 100% 35. B 23 nr 3595. Koolipoiss teeb katseid kahe läätsega, suunates neile paralleelse valgusvihu. Kiirte kulg nendes katsetes on näidatud joonistel. Nende katsete tulemuste kohaselt on objektiivi fookuskaugus 1) suurem kui objektiivi fookuskaugus 2) on väiksem kui fookuskaugus Objektiivi kaugus 3) on võrdne objektiivi fookuskaugusega 4 ) ei saa korreleerida läätse fookuskaugusega 36. B 23 nr 3608. Õpilane teeb katseid kahe läätsega, suunates neile paralleelse valgusvihu. Kiirte kulg nendes katsetes on näidatud joonistel. Nende katsete tulemuste kohaselt on objektiivi fookuskaugus 1) suurem kui objektiivi fookuskaugus 2) on väiksem kui objektiivi fookuskaugus 3) võrdub objektiivi fookuskaugusega 4) ei saa korreleerida objektiivi fookuskaugusega 37. B 23 nr 3644. Täpse elektrimõõtmise jaoks kasutati lähiminevikus takistuse "kauplusi", milleks oli puidust kast, mille kaane all paks vaskplaat (1) vahedega ( 2) asetati, millesse saab sisestada vaskkorgid (3) (vt joonis). Kui kõik pistikud on kindlalt sisestatud, siis voolab elektrivool nende kaudu otse mööda plaati, mille takistus on tühine. Kui mõni pistikutest on puudu, siis liigub vool läbi juhtmete (4), mis sulgevad vahed ja millel on täpselt mõõdetud takistus.Tiv le ni eat. Määrake, millega on võrdne takistuse karbile seatud takistus, nagu on näidatud järgmisel diagrammil, kui,. 1) 8 oomi 2) 9 oomi 3) 0,125 oomi 4) 0,1 oomi Millise panustaja saab nende andmete põhjal kindlaks teha? 1) Avoga dro number 2) elektrivõimsus 3) universaalne gaasivõimsus 4) at 39. B 23 nr 3646. Lähiminevikus kasutati täpseteks elektrimõõtmisteks takistuste “poode”, mis on puidust kast, all. kaas, millele asetati paks vaskplaat ( 1) koos vahedega (2), millesse saab sisestada vaskkorgid (3) (vt joonist). Kui kõik pistikud on kindlalt sisestatud, siis voolab elektrivool nende kaudu otse mööda plaati, mille takistus on tühine. Kui mõni pistikutest on puudu, siis liigub vool läbi juhtmete (4), mis sulgevad vahed ja millel on täpselt mõõdetud takistus.Tiv le ni eat. Määrake, millega on võrdne takistus, mis on näidatud järgmisel diagrammil, kui see on seatud väärtusele, salvestage, takistus, . 1) 10 oomi 2) 16 oomi 3) 0,1 oomi 4) 0,625 oomi Millise panustaja saab nende andmete põhjal kindlaks teha? 1) Avoga dro number 2) elektrivõimsus 3) universaalne gaasivõimsus 4) vastavalt Boltzmani asukohale 41. B 23 nr 3718. Konstantse elektrilise emitteri võimsuse määramiseks lõikes ja seejärel uuesti kasutage ideaalset ampermeetrit ja voltmeeter. Milline on nende seadmete ühendusskeem, mis ühendab juhtmeid, on tähelepanuta jäetud ja võib olla väike. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 on õige? vool, Takistus 42. B 23 nr 3719. Gaasiseaduste uurimiseks valmistas laborant gaasitermomeetri, mis on õhuga kolb, mis on hermeetiliselt ühendatud kõvera toruga, mille avatud vertikaalosas on sammas vesi. Kuumutades õhku kolvis, jälgis laborant veesamba liikumist toru sees. Samal ajal jäi atmosfäärirõhk muutumatuks. Mõned katse etapid on näidatud joonisel. Milline väidetest vastab selle katse tulemustele, mis viidi läbi näidatud tingimustel? A) Gaasi kuumutamisel on selle ruumala muutus võrdeline temperatuuri muutusega ry. B) Kui gaasi kuumutatakse, suureneb selle rõhk alates I. 1) ainult A 2) ainult B 3) nii A kui ka B 4) ei A ega B . Joonise ja psühromeetrilise tabeli andmete abil määrake, millist temperatuuri (Celsiuse kraadides) näitab kuivlampide mõõtur, kui õhu ja ruumi suhteline niiskus on 60%. 1) 10,5ºС 2) 21ºС 3) 11ºС 4) 29ºС mõõdeti keerme keerdnurgad, millel ripp oli lühike. Selle katse tulemusena mõõtis G. Cavendish väärtuseks 1) plii tihedus 2) efektiivsuse koefitsient enta võrdeline ti-ga Coulo seaduses 3) gravitatsioon ti-ga 4 ) vabalangemise kiirendus Maal 45. B 23 Ei. 4131. 10 tonni kaaluv meteoriit läheneb kerakujulisele planeedile. Selle planeedi raadius on 2,5 106 m. Joonis unkega (pidev joon). Sellelt planeedilt pinnale langeva vabalangemise kiirendus on ligikaudu võrdne 1) 3,5 m/s 2 2) 50 m/s 2 3) 0,2 m/s 2 4) 1,4 m/s 2 46. B 23 nr 4356 Toe külge on vertikaalasendis kinnitatud raskuste komplekt 20g, 40g, 60g ja 80g ning vedru. Raskused riputatakse ettevaatlikult kordamööda vedru külge (vt joonis 1). Vedru pikenemise sõltuvus vedrule kinnitatud koormuse massist on näidatud joonisel 2. Millise massiga koormus võib selle vedru külge kinnitatuna tekitada väikeseid võnkeid piki telge alates kella nurgast. see? 1) 20 g 2) 40 g 3) 50 g 4) 80 g Raskused riputatakse ettevaatlikult kordamööda vedru külge (vt joonis 1). Vedru pikenemise sõltuvus vedrule kinnitatud koormuse massist on näidatud joonisel 2. Millise massiga koormus võib selle vedru külge kinnitatuna tekitada väikeseid võnkeid piki telge alates kella nurgast. see? 1) 10 g 2) 40 g 3) 60 g 4) 100 g Tabelite andmete abil määrake absoluutne õhuniiskus ruumis, kus need termomeetrid on paigaldatud. Esimene tabel näitab suhtelist õhuniiskust protsentides. 1) 2) 3) 4) 49. B 23 nr 4463. Teatud ruumi paigaldatud kuiv- ja märja termomeetri näidud on vastavalt võrdsed ja. Tabelite andmete abil määrake absoluutne õhuniiskus ruumis, kus need termomeetrid on paigaldatud. Esimene tabel näitab suhtelist õhuniiskust protsentides. 1) 2) 3) 4) 50. B 23 nr 4498. Maja seisab põlluserval. Rõdult, 5 m kõrguselt, viskas poiss kivi horisontaalsuunas. Kivi algkiirus on 7 m/s, mass 0,1 kg. 2 s pärast ki viskamist on kotikivi energia ligikaudu võrdne 1) 15,3 J 2) 0 3) 7,4 J 4) 22,5 J 51. B 23 nr 4568. Maja seisab kalda serval. valdkonnas. Rõdult, 5 m kõrguselt, viskas poiss kivi horisontaalsuunas. Kivi algkiirus on 7 m/s. 2 s pärast viset on koti kiirus ligikaudu võrdne 1) 21 m/s 2) 14 m/s 3) 7 m/s 4) 0 52. B 23 nr 4603. Maja seisab serval väljast. Rõdult, 5 m kõrguselt, viskas poiss kivi horisontaalsuunas. Kivi algkiirus on 7 m/s, mass 0,1 kg. 2 s pärast koti impulsi viskamist võrdub ligikaudu 1) 0,7 kg m/s 2) 1,4 kg m/s 3) 2,1 kg m/s 4) 0 53. B 23 nr 4638. Maja seisab põllu serv. Rõdult, 5 m kõrguselt, viskas poiss kivi horisontaalsuunas. Kivi algkiirus on 7 m/s. 2 sekundit pärast viset on kivikesed kõrgusel 1) 0 2) 14 m 3) 15 m 4) 25 m 54. B 23 nr 4743. Õpetaja demonstreeris kogemusi mähises tekkiva pinge jälgimisel, kui magnet läbib seda (joon. 1). Pinge mähisest langes seejärel arvuti mõõtesüsteemi ja kuvati monitoril uuesti (joonis 2). Mida tehti katses jääga? 1) välja enda EMF sõltuvus ja võimsus ning välja induktsioon elektrivoolu suuna muutusest 2) amprijõu sõltuvuse ja silla tõttu voolutugevusest 3) tekib magnetväli. ilmuvad elektrivõimsuse muutumisel millisest väljast 4) sõltub induktsioonivoolu suunast magnetvälja voolu muutusest 55. B 23 nr 4778. Õpetaja pani kokku joonisel näidatud ahela. 1, ühendades mähise kondensaatoriga. Esmalt ühendati kondensaator pingeallikaga, seejärel keerati lüliti asendisse 2. Induktiivpoolist saadav pinge siseneb arvuti mõõtesüsteemi ja tulemus Need kuvatakse monitoril (joonis 2). Mida tehti katses jääga? 1) automaatne võnkeprotsess generaatoris 2) vajalikud elektromagnetahelad 3) elektromagnetilise induktsiooni nähtus 4) vabad elektromagnetvõnked 56. B 23 nr 4813. Õpetaja demonstreeris magneti läbimisel tekkiva pinge jälgimise kogemust. läbi selle (joonis 1). Pinge mähisest langes seejärel arvuti mõõtesüsteemi ja kuvati monitoril uuesti (joonis 2). Katses uuriti 1) magnetvälja tekkimist elektrivälja muutumisel 2) elektromagnetilise induktsiooni nähtust 3) iseinduktsiooni nähtust 4) amprijõu mõju 57. B 23 nr 4848. õpetaja demonstreeris katset, mille seadistus on näidatud fotol (joonis 1). Esmalt ühendas ta kondensaatori pingeallikaga ja seejärel keeras lüliti asendisse 2. Induktiivpoolist saadav pinge juhitakse arvuti mõõtesüsteemi ning ekraanile kuvatakse pinge ajas muutumise tulemused.Ei midagi. (Joon. 2). Mida katses täheldati 1) vabad kõikuvad võnkumised ideaalses kontuuris 2) vabad summutatud võnked võnkeahelas 3) nähtus ilmneb võnkeahelas 4) vajate kontuuris 58 vajalikke elektromagnetvõnkumisi. B 23 nr 4953. Õpilane mõõtis koormusele mõjuvat raskusjõudu. Dünamomeetri näidud on näidatud fotol. Mõõtmisviga võrdub arvesti läbimõõdu jagamisväärtusega. Millisel juhul on arvesti mõõtmete näit salvestuse kohta õige? 1) (2,0 ± 0,1) N 2) (2,0 ± 0,2) N 3) (2,0 ± 0,5) N 4) (2,0 ± 0,01) N 59. B 23 nr 5163. Õpilane mõõtis raskusjõu, mis mõjub koormus. Dünamomeetri näidud on näidatud fotol. Mõõtmisviga võrdub arvesti läbimõõdu jagamisväärtusega. Millisel juhul on arvesti mõõtmete näit salvestuse kohta õige? 1) (1,6 ± 0,2) N 2) (1,4 ± 0,2) N 3) (2,4 ± 0,1) N 4) (1,6 ± 0,1) N 60. B 23 nr 5198. Õpilane mõõtis raskusjõu, mis mõjub koormus. Dünamomeetri näidud on näidatud fotol. Mõõtmisviga võrdub arvesti läbimõõdu jagamisväärtusega. Millisel juhul on arvesti mõõtmete näit salvestuse kohta õige? 1) (1,8 ± 0,2) N 2) (1,3 ± 0,2) N 3) (1,4 ± 0,01) N 4) (1,4 ± 0,1) N 61. B 23 nr 5303. Õpilane mõõtis raskusjõu, mis mõjub koormus. Dünamomeetri näidud on näidatud fotol. Mõõtmisviga võrdub dünamomeetri jaotusväärtusega. Millisel juhul on meie poolt registreeritud dünamomeetri näit õige? 1) (4,3 ± 0,1) N 2) (4,3 ± 0,2) N 3) (4,6 ± 0,1) N 4) (4,3 ± 0,3) N 62. B 23 nr 6127. Ostsilloskoobi abil uuris õpilane sundvõnkumisi aastal võnkeahel, mis koosneb järjestikku ühendatud juhtmepoolist, kondensaatorist ja väikese takistusega takistist. Pooli induktiivsus on 5 mH. Joonisel on kujutatud ostsilloskoobi ekraani vaadet, kui selle sondid on resonantsi puhuks ühendatud kondensaatori klemmidega. Joonisel on näha ka ostsilloskoobi lüliti, mis võimaldab muuta pildi skaalat piki horisontaaltelge: seda lülitit keerates saab määrata, milline ajavahemik vastab ostsilloskoobi ekraani ühele jaotusele. Tehke kindlaks, milline on kasutaja mahtuvus toraga kondenseeritud võnkeahelas? 1) 20 uF 2) ≈ 64 mF 3) ≈ 80 uF 4) 80 F . Kondensaatori mahtuvus on 16 mikrofaradi. Joonisel on kujutatud ostsilloskoobi ekraani vaadet, kui selle sondid on resonantsi puhuks ühendatud kondensaatori klemmidega. Joonisel on näha ka ostsilloskoobi lüliti, mis võimaldab muuta pildi skaalat piki horisontaaltelge: seda lülitit keerates saab määrata, milline ajavahemik vastab ostsilloskoobi ekraani ühele jaotusele. Määrake, milline on võnkeahelas kasutatava pooli induktiivsus. 1) 1 H 2) 25 mH 3) 0,17 H 4) 64 μH 64. B 23 nr 6206. Samast materjalist valmistatakse erinevaid juhtmeid. Milline juhtmepaar tuleks valida, et katseliselt kontrollida traadi takistuse sõltuvust selle pikkusest? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 65. B 23 nr 6241. Vajalik on katseliselt tuvastada vedrupendli võnkeperioodi sõltuvus koormuse massist. Millist pendlipaari tuleks selleks kasutada? 1) A ja D 2) ainult B 3) ainult C 4) ainult D Millist pendlipaari tuleks selle testi jaoks kasutada? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 67. B 23 nr 6314. Eksperimentaalselt on vaja välja selgitada matemaatilise pendli väikeste võnkumiste perioodi sõltuvus ainest, millest koormus tehakse. Millist pendlipaari saab selleks võtta? Pendliraskused - sama massi ja sama välisläbimõõduga vasest ja alumiiniumist valmistatud õõnsad kuulid. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 68. B 23 nr 6350. Laboratoorsete tööde tegemiseks anti õpilasele dünamomeeter, teadmata tihedusega koorem ja keeduklaas veega. Kahjuks polnud dünamomeetril skaala jaotust näidatud. Katse visandite abil määrake läbimõõdu skaala jaotuse väärtus millimeetri kohta. 1) 0,1 N 2) 0,2 N 3) 0,4 N 4) 0,5 N Kahjuks polnud skaala jaotust keeduklaasil märgitud. Määrake katse käigu visandite abil õppetunnist saadud muutuse skaala jagamise hind. 1) 200 ml 2) 250 ml 3) 400 ml 4) 500 ml

Sissejuhatus

Jaotis 1. Kõikumised

1 Perioodilised võnkumised

Jaotis 2. Füüsiline pendel

1 Põhivalemid

3 Hõõrdependel Froud

Sissejuhatus

Nähtust uurides tutvume samaaegselt objekti omadustega ning õpime neid rakendama tehnikas ja igapäevaelus. Näitena pöördume võnkuva filamentpendli poole. Igasugune nähtus on "tavaliselt" looduses piilutud, kuid seda saab teoreetiliselt ennustada või kogemata avastada mõnda teist uurides. Isegi Galileo juhtis tähelepanu katedraalis oleva lühtri vibratsioonile ja "selles pendlis oli midagi, mis pani selle peatuma". Vaatlustel on aga suur puudus, need on passiivsed. Loodusest sõltumise lõpetamiseks on vaja luua eksperimentaalne seadistus. Nüüd saame seda nähtust igal ajal reprodutseerida. Kuid mis on meie sama hõõgniidi pendliga tehtud katsete eesmärk? Inimene võttis "meie väiksematelt vendadelt" palju ja seetõttu võib ette kujutada, milliseid katseid oleks tavaline ahv niidipendliga teinud. Ta oleks seda maitsnud, nuusutanud, nöörist tõmmanud ja kaotanud selle vastu igasuguse huvi. Loodus õpetas teda väga kiiresti objektide omadusi uurima. Söödav, mittesöödav, maitsev, maitsetu – see on lühike loetelu omadustest, mida ahv on uurinud. Mees läks aga kaugemale. Ta avastas sellise olulise omaduse nagu perioodilisus, mida saab mõõta. Objekti mis tahes mõõdetavat omadust nimetatakse füüsikaliseks suuruseks. Ükski mehaanik maailmas ei tunne kõiki mehaanika seadusi! Kas teoreetilise analüüsi või samade katsete abil on võimalik välja tuua peamised seadused? Need, kes sellega hakkama said, kirjutasid oma nime teadusajalukku.

Oma töös soovin uurida füüsikaliste pendlite omadusi, et teha kindlaks, mil määral on juba uuritud omadusi võimalik rakendada praktikas, inimeste elus, teaduses ning kasutada meetodina füüsikaliste nähtuste uurimisel mujal. selle teaduse valdkonnad.

Jaotis 1. Kõikumised

Võnkumised on looduses ja tehnikas üks levinumaid protsesse. Kõrghooned ja kõrgepingejuhtmed võnguvad tuule mõjul, haavakella ja auto pendel vedrudel liikumisel, jõe tase aasta jooksul ja inimkeha temperatuur haigestumisel.

Võnkesüsteemidega tuleb tegeleda mitte ainult erinevate masinate ja mehhanismide puhul, terminit "pendel" kasutatakse laialdaselt erineva iseloomuga süsteemide puhul. Niisiis, elektripendlit nimetatakse vooluringiks, mis koosneb kondensaatorist ja induktiivpoolist, keemiline pendel on kemikaalide segu, mis sisenevad võnkereaktsiooni, ökoloogiline pendel on kaks vastastikku toimivat röövloomade ja saaklooma populatsiooni. Sama terminit kasutatakse majandussüsteemide kohta, milles toimuvad võnkeprotsessid. Teame ka seda, et enamik heliallikaid on võnkesüsteemid, et heli levimine õhus on võimalik ainult seetõttu, et õhk ise on omamoodi võnkesüsteem. Veelgi enam, lisaks mehaanilistele võnkesüsteemidele on elektromagnetilisi võnkesüsteeme, milles võivad tekkida elektrilised võnked, mis on kogu raadiotehnika aluseks. Lõpuks on palju segatud - elektromehaanilisi - võnkesüsteeme, mida kasutatakse väga erinevates tehnikavaldkondades.

Näeme, et heli on õhu tiheduse ja rõhu kõikumine, raadiolained on perioodilised muutused elektri- ja magnetvälja tugevuses, nähtav valgus on samuti elektromagnetiline vibratsioon, ainult veidi erineva lainepikkuse ja sagedusega. Maavärinad - pinnase vibratsioonid, mõõnad ja voolud - merede ja ookeanide taseme muutused, mis on põhjustatud Kuu ligitõmbamisest ja ulatuvad mõnel pool 18 meetrini, pulsilöögid - inimese südamelihase perioodilised kokkutõmbed jne. Ärkveloleku ja une, töö ja puhkuse, talve ja suve muutused. Ka meie igapäevane tööle minemine ja koju naasmine kuuluvad kõikumiste definitsiooni alla, mida tõlgendatakse protsessidena, mis korduvad täpselt või ligikaudu korrapäraste ajavahemike järel.

Seega on vibratsioonid mehaanilised, elektromagnetilised, keemilised, termodünaamilised ja mitmesugused muud. Vaatamata sellele mitmekesisusele on neil kõigil palju ühist ja seetõttu kirjeldatakse neid samade diferentsiaalvõrranditega. Füüsika eriosa – võnketeooria – tegeleb nende nähtuste seaduspärasuste uurimisega. Neid peavad teadma laeva- ja lennukiehitajad, tööstuse ja transpordi spetsialistid, raadiotehnika ja akustikaseadmete loojad.

Kõiki kõikumisi iseloomustab amplituud - teatud väärtuse suurim kõrvalekalle selle nullväärtusest, perioodist (T) või sagedusest (v). Viimased kaks suurust on omavahel seotud pöördvõrdelise seosega: T=1/v. Võnkesagedust väljendatakse hertsides (Hz). Mõõtühik on oma nime saanud kuulsa saksa füüsiku Heinrich Hertzi (1857-1894) järgi. 1 Hz on üks tsükkel sekundis. See on inimese südame löögisagedus. Sõna "herts" tähendab saksa keeles "süda". Soovi korral võib seda kokkulangevust vaadelda omamoodi sümboolse seosena.

Esimesed teadlased, kes võnkumisi uurisid, olid Galileo Galilei (1564...1642) ja Christian Huygens (1629...1692). Galileo kehtestas väikeste võnkumiste isokronismi (perioodi sõltumatuse amplituudist), jälgides katedraalis lühtri õõtsumist ja mõõtes aega oma käel pulsi löökide järgi. Huygens leiutas esimese pendelkella (1657) ja oma monograafia "Pendli kell" (1673) teises väljaandes uuris mitmeid pendli liikumisega seotud probleeme, eelkõige leidis füüsilise pendli löögikeskme. Suure panuse võnkumiste uurimisse andsid paljud teadlased: inglased - W. Thomson (lord Kelvin) ja J. Rayleigh<#"justify">.1 Perioodiline vibratsioon

Erinevate mehaaniliste liikumiste ja võnkumiste hulgas, mis meie ümber toimuvad, kohtab sageli korduvaid liigutusi. Igasugune ühtlane pöörlemine on korduv liikumine: iga pöördega läbib ühtlaselt pöörleva keha mis tahes punkt samu positsioone, mis eelmise pöörde ajal, samas järjestuses ja samade kiirustega. Kui vaadata, kuidas tuules kõiguvad puude oksad ja tüved, kuidas lainetel õõtsub laev, kuidas liigub kella pendel, kuidas liiguvad edasi-tagasi aurumasina või diiselmootori kolvid ja ühendusvardad, kuidas õmblusmasina nõel üles-alla hüppab; kui jälgida mere mõõna ja voolu vaheldumist, jalgade ümberpaigutamist ja käte vehkimist kõndimisel ja joostes, südame või pulsi löömist, siis kõigis neis liigutustes märkame sama tunnust - sama liigutuste tsükli korduv kordamine.

Tegelikkuses ei ole kordamine alati ja kõikidel tingimustel täpselt sama. Mõnel juhul kordab iga uus tsükkel väga täpselt eelmist (pendli õõtsumine, konstantsel kiirusel töötavate masinaosade liikumised), mõnel juhul võib märgata järjestikuste tsüklite erinevust (mõõn, õõtsumine oksad, masinaosade liikumised selle töö ajal).käivitamine või seiskamine). Kõrvalekalded absoluutselt täpsest kordusest on väga sageli nii väikesed, et neid võib tähelepanuta jätta ja liigutust võib lugeda üsna täpselt korduvaks, st perioodiliseks.

Perioodiline on korduv liikumine, milles iga tsükkel kordab täpselt mis tahes teist tsüklit. Ühe tsükli kestust nimetatakse perioodiks. Füüsikalise pendli võnkeperiood sõltub paljudest asjaoludest: keha suurusest ja kujust, raskuskeskme ja vedrustuspunkti vahelisest kaugusest ning kehamassi jaotusest selle punkti suhtes.

Jaotis 2. Füüsiline pendel

1 Põhivalemid

Füüsiline pendel on jäik keha, mis võib kõikuda ümber fikseeritud telje. Mõelge pendli väikestele võnkudele. Keha asendit igal ajahetkel saab iseloomustada selle tasakaaluasendist kõrvalekaldumise nurga järgi (joonis 2.1).

Momentide võrrandi kirjutame ümber pöörlemistelje OZ (telg OZ läbib riputuspunkti O risti "meilt" oleva kujundi tasapinnaga), jättes tähelepanuta hõõrdejõudude momendi, kui keha inertsmoment on teatud

Siin on pendli inertsimoment telje OZ suhtes,

pendli nurkkiirus,

Mz = - raskusmoment OZ-telje suhtes,

a on kaugus keha raskuskeskmest C pöörlemisteljeni.

Kui eeldame, et pöörlemisel näiteks vastupäeva nurk suureneb, siis raskusmoment põhjustab selle nurga vähenemise ja seetõttu hetkel Mz<0. Это и отражает знак минус в правой части (1)

Arvestades seda ja võttes arvesse võnkumiste väiksust, kirjutame võrrandi (1) ümber kujul:

(võtsime seda arvesse väikeste kõikumiste puhul, kus nurka väljendatakse radiaanides). Võrrand (2) kirjeldab harmoonilisi võnkumisi tsüklilise sageduse ja perioodiga

Füüsikalise pendli erijuhtum on matemaatiline pendel. Kogu matemaatilise pendli mass on praktiliselt koondunud ühte punkti – pendli inertskeskmesse C. Matemaatilise pendli näiteks on väike massiivne kuul, mis ripub pikale kergele venitamatule niidile. Matemaatilise pendli puhul a = l, kus l on keerme pikkus ja valem (3) läheb üldtuntud valemisse

Võrreldes valemeid (3) ja (4), järeldame, et füüsikalise pendli võnkeperiood on võrdne matemaatilise pendli võnkeperioodiga pikkusega l, mida nimetatakse füüsilise pendli vähendatud pikkuseks:

Füüsikalise pendli võnkeperiood<#"5" height="11" src="doc_zip19.jpg" />) sõltub kaugusest mittemonotoonselt. Seda on lihtne näha, kui Huygensi-Steineri teoreemi kohaselt väljendatakse inertsimomenti inertsmomendina massikeskpunkti läbiva paralleelse horisontaaltelje suhtes: Siis on võnkeperiood võrdne:

Võnkeperioodi muutus, kui pöörlemistelg eemaldatakse massikeskmest O mõlemas suunas vahemaa a võrra, on näidatud joonisel fig. 2.2.

2 Pendli võnkumiste kinemaatika

Pendel on mis tahes keha, mis on riputatud nii, et selle raskuskese on riputuspunktist allpool. Naelal rippuv haamer, kaalud, koorem köiel – kõik need on võnkesüsteemid, mis sarnanevad seinakella pendliga (joon. 2.3).

Igal süsteemil, mis on võimeline sooritama vabu võnkumisi, on stabiilne tasakaaluasend. Pendli puhul on see asend, kus raskuskese on vertikaalsel ripppunktist allpool. Kui me võtame pendli sellest asendist välja või lükkame seda, siis hakkab see võnkuma, kaldudes tasakaaluasendist kas ühes või teises suunas kõrvale. Suurimat kõrvalekallet tasakaaluasendist, milleni pendel jõuab, nimetatakse võnke amplituudiks. Amplituud määratakse esialgse läbipainde või tõuke järgi, millega pendel pandi liikuma. See omadus – amplituudi sõltuvus tingimustest liikumise alguses – ei ole iseloomulik mitte ainult pendli vabavõnkumisele, vaid üldiselt väga paljude võnkesüsteemide vabavõnkumisele.

Kui kinnitame pendli külge juuksekarva - õhukese traadi tüki või elastse nailonniidi - ja liigutame selle juukse alla suitsuklaasplaadi, nagu on näidatud joonisel fig. 2.3. Kui liigutada plaati konstantse kiirusega võnketasandiga risti olevas suunas, siis tõmbavad juuksed plaadile lainelise joone (joonis 2.4). Selles katses on meil kõige lihtsam ostsilloskoop – see on võnkumiste salvestamise instrumentide nimi. Jälgi, mida ostsilloskoop salvestab, nimetatakse lainekujudeks. Seega joonis fig. 2.2.3. on pendli võnkumiste ostsillogramm. Võnkeamplituudi on sellel ostsillogrammil kujutatud lõiguga AB, mis annab lainelise kõvera suurima kõrvalekalde sirgest ab, mille juuksed tõmbaksid plaadile paigalseisva (tasakaaluasendis) pendliga. Periood on kujutatud segmendiga CD, mis on võrdne vahemaaga, mille plaat liigub pendli perioodi jooksul.

Pendli võnkumiste salvestamine tahmaplaadile

Pendli võnkumiste ostsillogramm: AB - amplituud, CD - periood

Kuna me liigutame suitsuplaati ühtlaselt, on selle igasugune liikumine võrdeline ajaga, mille jooksul see toimus. Seega võime öelda, et piki sirget ab teatud skaalal (olenevalt plaadi kiirusest) joonistatakse aeg. Seevastu ab-ga risti olevas suunas märgib karv plaadile pendli otsa kaugusi selle tasakaaluasendist, s.o. vahemaa, mille pendli ots sellest asendist läbib. Seega pole ostsillogramm midagi muud kui liikumisgraafik – tee ja aja graafik.

Nagu me teame, tähistab joone kalle sellisel graafikul liikumiskiirust. Pendel läbib tasakaaluasendit suurima kiirusega. Vastavalt sellele on lainelise joone kalle joonisel fig. 2.2.3. suurim nendes punktides, kus see lõikub sirgega ab. Vastupidi, suurimate kõrvalekallete hetkedel on pendli kiirus võrdne nulliga. Sellest lähtuvalt on joonisel fig. 4 punktides, kus see on ab-st kõige kaugemal, on puutujaga ab-ga paralleelne, st kalle on võrdne nulliga.

3 Pendli võnkumiste dünaamika

Joonisel fig. 2.6 on erineva kuju ja suurusega pikendatud kehad, mis võnguvad ümber vedrustuse või tugipunkti. Selliseid süsteeme nimetatakse füüsilisteks pendliteks. Tasakaaluseisundis, kui raskuskese on vertikaalsel vedrustuspunktist (või tugipunktist) allpool, tasakaalustatakse raskusjõud (deformeerunud pendli elastsusjõudude kaudu) toe reaktsiooniga. Tasakaaluasendist kõrvalekaldumisel määravad raskus- ja elastsusjõud pendli nurkkiirenduse igal ajahetkel, s.o. määrata selle liikumise (võnkumise) olemus. Vaatleme nüüd võnkumiste dünaamikat üksikasjalikumalt, kasutades lihtsaimat näidet nn matemaatilisest pendlist, mis kujutab endast pika peenikese niidi külge riputatud väikest raskust.

Matemaatilises pendlis võime tähelepanuta jätta niidi massi ja raskuse deformatsiooni, s.t. võime eeldada, et pendli mass on koondunud raskusesse ja elastsusjõud on koondunud keermes, mida peetakse venitamatuks. Vaatame nüüd, milliste jõudude mõjul meie pendel võngub pärast seda, kui see on mingil viisil (tõuke, kõrvalekalde) tasakaalust välja viidud. Taastav jõud P1, kui pendel kaldub tasakaaluasendist kõrvale.

Joonis 2.6

Kui pendel on tasakaaluasendis, tasakaalustab selle raskusele mõjuv ja vertikaalselt allapoole suunatud gravitatsioonijõud keerme pingega. Paindunud asendis (joonis 2.6) mõjub raskusjõud P nurga all tõmbejõu F suhtes, mis on suunatud piki keerme. Jagame gravitatsioonijõu kaheks komponendiks: keerme suunas (P2) ja sellega risti (P1). Pendli võnkumisel ületab keerme F pingutusjõud veidi komponendi P2 - tsentripetaaljõu väärtuse võrra, mis põhjustab koormuse kaarekujulise liikumise. Komponent P1 on alati suunatud tasakaaluasendisse; tundub, et ta püüab seda positsiooni taastada. Seetõttu nimetatakse seda sageli taastavaks jõuks. Modulo P1, mida rohkem, seda rohkem on pendel kõrvalekaldel.

Nii et niipea, kui pendel hakkab oma võnkumiste ajal tasakaaluasendist kõrvale kalduma, näiteks paremale, ilmub jõud P1, mis aeglustab selle liikumist, mida rohkem see kõrvale kaldub. Lõppkokkuvõttes peatab see jõud ta ja tõmbab ta tagasi tasakaaluasendisse. Kuid sellele positsioonile lähenedes jääb jõud P1 üha väiksemaks ja muutub tasakaaluasendis endas nulliks. Seega läbib pendel tasakaaluasendit inertsi abil. Niipea, kui see hakkab vasakule kalduma, ilmub uuesti suureneva kõrvalekaldega kasvav jõud P1, mis on nüüd suunatud paremale. Liikumine vasakule hakkab jälle aeglustuma, siis pendel peatub hetkeks, misjärel algab kiirendatud liikumine paremale jne.

Mis juhtub pendli energiaga, kui see kõikub?

Kaks korda perioodi jooksul - suurimate kõrvalekallete korral vasakule ja paremale - pendel peatub, s.o. nendel hetkedel on kiirus null, mis tähendab, et ka kineetiline energia on null. Aga just nendel hetkedel tõstetakse pendli raskuskese suurimale kõrgusele ja järelikult on ka potentsiaalne energia suurim. Vastupidi, tasakaaluasendi läbimise hetkedel on potentsiaalne energia väikseim ning kiirus ja kineetiline energia saavutavad maksimaalse väärtuse.

Eeldame, et pendli hõõrdejõude õhule ja hõõrdumist vedrustuspunktis võib tähelepanuta jätta. Siis vastavalt energia jäävuse seadusele on see maksimaalne kineetiline energia täpselt võrdne potentsiaalse energia ülemääraga asendis, kus on suurim kõrvalekalle potentsiaalsest energiast tasakaaluasendis.

Niisiis, kui pendel võngub, toimub kineetilise energia perioodiline üleminek potentsiaalseks energiaks ja vastupidi ning selle protsessi periood on poole pikem kui pendli enda võnkeperiood. Pendli koguenergia (potentsiaalsete ja kineetilise energia summa) on aga kogu aeg konstantne. See on võrdne energiaga, mis anti pendlile alguses, olenemata sellest, kas see on potentsiaalse energia kujul (esialgne läbipaine) või kineetilise energia kujul (esialgne tõuge).

See kehtib kõigi vibratsioonide puhul, kui puudub hõõrdumine või muud protsessid, mis võtavad energiat võnkesüsteemist või annavad sellele energiat. Seetõttu jääb amplituud muutumatuks ja selle määrab alghälve või tõukejõud.

Samasugused muutused taastavas jõus P1 ja samasuguse energia ülemineku saame siis, kui palli keermele riputamise asemel paneme kerakujulises topsis või ümbermõõdu ümber kõverdatud süvendis veerema vertikaaltasandil. Sel juhul võtab keerme pinge rolli tassi või küna seinte rõhk (jällegi jätame tähelepanuta kuuli hõõrdumise seinte ja õhu vastu).

Jaotis 3. Füüsikalise pendli omadused

1 Pendli kasutamine kellades

Pendli omaduste uurimine on juurdunud sügaval kaugusel. Esimesed seadmed, mis neid omadusi kasutasid, olid kellad. Võnkumiste (pöörete) periood praktiliselt ei muutu. Kui algul tekivad võnked väga suure kõrvalekaldega, ütleme 80 ° vertikaalselt, seejärel võnkumiste summutamisega kuni 60 ° , 40° , 20 ° periood väheneb vaid mõne protsendi võrra, kusjuures hälbed 20-st vähenevad ° vaevumärgatavaks, muutub see vähem kui 1%. Kui kõrvalekalded on väiksemad kui 5 ° periood jääb muutumatuks 0,05% täpsusega See pendli amplituudist sõltumatuse omadus, mida nimetatakse isokronismiks, moodustas mehhanismi aluse.

Vanim spindli pendel ilmus 14. sajandil. Sellel oli liikuvate reguleeritavate raskustega nookur. See istutati kahe kaubaalusega (otstes plaadid) võllile (spindlile). Kaubaalused sisenesid kordamööda laskuva raskusega keerutatud põgenemisratta hammaste vahele. Pöörates vajutas see hamba ülemisele alusele ja keeras spindlit pool pööret. Alumine jäi kahe hamba vahele kinni ja võttis ratta hoogu maha. Seejärel korrati tsüklit.

Spindli pendel asendati ankurmehhanismiga, mis oma välimuselt meenutas ankrut. See toimib ühenduslülina pendli (tasakaalustaja) ja evakuatsiooniratta vahel. 1675. aastal pakkus Huylens välja väändependli – spiraaliga tasakaalustaja – võnkumiste regulaatoriks. Guilensi süsteemi kasutatakse endiselt käe- ja mehaanilistes lauakellades. Balancer - ratas, mille külge on kinnitatud õhuke spiraalvedru (karv). Pöörates raputab tasakaalustaja ankrut. Sünteetilisest rubiinist ankurdusalused vahelduvad evakuatsiooniratta hammaste vahel. Tasakaalustaja ühe pöördeperioodi jooksul pöörleb ratas ühe hamba laiuse võrra. Samal ajal surub see ankruklambrit ja pöörates väänab tasakaalustajat.

17. sajandi keskel ilmusid minuti- ja sekundiosutajad, mis mõjutasid kohe kella täpsust. Selle põhjuseks on pendli (spiraali) materjal, mis temperatuuri tõustes või alanedes paisudes ja kokku tõmbudes võngub erinevatel sagedustel. See toob kaasa ajastamise vigu. Seetõttu on teadlased leiutanud spetsiaalse materjali, mis on vastupidav temperatuurimuutustele – invari (raua ja nikli sulam). Selle kasutamisel ei ületa viga päevas pool sekundit.

19. sajandi 30ndatel tehti esimesi katseid luua kompaktkella, kuid need ilmusid alles sajand hiljem. Leiutati esimene elektromehaaniline kell. Kontakte läbis elektrivool, mis juhtis pendlit ja liigutas nooli. Kompaktsete patareide tulekuga nägi maailm elektrikellasid, mille struktuuris oli tasakaalustaja ja nende elektriahel suleti mehaaniliste kontaktidega, täiustatud mudelid olid pooljuht- ja integraallülitustel kellad. Veidi hiljem ilmusid võnkesüsteemidena kvartsostsillaatoritega elektromehaanilised kellad, mille viga jäi alla kahe sekundi päevas!

Veel üks samm edasi oli täielikult elektroonilised kellad. Peamised komponendid on elektrooniline vooluahel, vedelkristallidel digitaalsed indikaatorid. Need on miniatuursed spetsialiseeritud elektroonilised arvutusseadmed (generaator, jagajad, kujundajad, elektrooniliste võnkumiste kordajad).

Eraldi tahaksin öelda astronoomilise kella kohta, mida kasutatakse taevakehade vaatlemisel ja aja mõõtmisel. Nende viga on vaid 0,000000001 sekundit päevas. Veelgi väiksem viga on molekulaarkelladel, mis põhinevad mõne molekuli võimel neelata rangelt määratletud sagedusega elektromagnetilisi vibratsioone (näiteks tseesiumi aatomid 1c 10 000 aasta jooksul). Kuid kvantkellad võivad kiidelda ülitäpsusega, kus kasutatakse vesiniku kvantgeneraatori elektromagnetilisi võnkumisi, mis moodustavad vea 1 s 100 000 aasta jooksul.

Huvitav on käsitleda kahte kõige silmatorkavamat pendlitüüpi, mis eraldi ajalukku läksid, kannavad oma avastajate nimesid ja on loomulikult kuulsad just tänu hämmastavatele omadustele.

3. jaanuaril 1851 viis Jean Bernard Léon Foucault läbi eduka katse pendliga, mis sai hiljem tema nime. Katse jaoks valiti Pariisi Panteon, kuna selles oli võimalik tugevdada 67 meetri pikkust pendli niiti. Terastraadi keerme otsas tugevdati 28 kilogrammi kaaluvat malmist kuuli. Enne käivitamist võeti pall kõrvale ja seoti õhukese nööriga, mis ümbritses palli mööda ekvaatorit. Pendli alla tehti ümmargune platvorm, mille serva mööda valati liivarull. Üks pendli täielik võnkumine kestis 16 sekundit ja iga löögiga tõmbas pendli kuuli alla kinnitatud ots liivale uue joone, mis näitas selgelt selle all oleva platvormi ja sellest tulenevalt kogu Maa pöörlemist. .

Katse põhineb pendli omadusel säilitada võnketasand, sõltumata toe pöörlemisest, mille külge pendel on riputatud. Maaga koos pöörlev vaatleja näeb pendli löögi suuna järkjärgulist muutumist ümbritsevate maapealsete objektide suhtes.

Foucault pendliga tehtud katse praktilisel elluviimisel on oluline kõrvaldada põhjused, mis rikuvad selle vaba pendlit. Selleks teevad nad selle väga pikaks, mille otsas on raske ja sümmeetriline koormus. Pendel peab olema igas suunas ühesuguse õõtsumisvõimega, hästi kaitstud tuule eest. Pendel on kinnitatud kas kardaanliigendile või horisontaalsele kuullaagrile, mis pöörleb koos pendli pöördetasandiga. Katse tulemuste jaoks on suur tähtsus pendli käivitamisel ilma külgtõuketa. Foucault’ kogemuse esimesel avalikul demonstreerimisel Pantheonis seoti pendel nööriga just selleks. Kui pendel pärast sidumist täielikult puhkeolekusse jõudis, põles köis läbi ja see hakkas liikuma.

Kuna Pendel tegi Panteonis ühe täieliku võnkumise 16,4 sekundiga, sai peagi selgeks, et pendli löögitasand pöörles põranda suhtes päripäeva. Iga järgneva tõmbega pühkis metallots liiva umbes 3 mm võrra 1 võrra ° eelmisest asukohast. Tunniga sai õõtsuv lennuk üle 11 ° , tegi umbes 32 tunniga täieliku pöörde ja naasis oma eelmisele positsioonile. See muljetavaldav meeleavaldus ajas publiku lausa hüsteeriasse; neile tundus, et nad tunnetasid oma jalge all Maa pöörlemist.

Et teada saada, miks pendel nii käitub, kaaluge liivarõngast. Põhjapunkt 51 ° rõngas asub tsentrist 3 m kaugusel ja arvestades, et Pantheon asub 48. põhjalaiusel, on see rõnga osa Maa teljele 2,3 m lähemal kui keskpunkt. 24 tunni jooksul on rõnga põhjaserv lähemal. Seega, kui Maa pöörleb 360 ° see liigub keskpunktist väiksema raadiusega ringis ja läbib ööpäevas 14,42 m vähem. Seetõttu on nende punktide kiiruste erinevus 1 cm/min. Samamoodi liigub rõnga lõunaserv 14,42 meetrit ööpäevas ehk 1 cm/min kiiremini kui rõnga keskpunkt. Selle kiiruse erinevuse tõttu jääb rõnga põhja- ja lõunapunkti ühendav joon alati suunatuks põhjast lõunasse. Maa ekvaatoril oleks nii väikese ruumi põhja- ja lõunaots Maa teljest samal kaugusel ja liiguks seetõttu sama kiirusega. Seetõttu ei tiirleks Maa pind ümber ekvaatoril seisva vertikaalsamba ning Foucault’ pendel kõikuks samal joonel. Pöördetasapinna pöörlemiskiirus oleks null ja täieliku pöörde aeg lõpmatult pikk. Kui pendel oleks seatud täpselt ühele geograafilisest poolusest, siis selgub, et pöördetasand pöörleb 24 tunniga. (Pind 1 ° iga tund ja teeb täieliku pöörde 360 ° täpselt 15 m ööpäevas ümber Maa telje.). 360 laiuskraadil avaldub Foucault' efekt erineval määral, samas kui selle mõju ilmneb poolustele lähenedes.

Pikim niit – 98 meetrit – oli Foucault’ pendli juures, mis asus Peterburis Iisaku katedraalis. Pendel eemaldati 1992. aastal, kuna see ei vastanud hoone otstarbele. Nüüd on Venemaa loodeosas ainult üks Foucault pendel – Peterburi planetaariumis. Selle keerme pikkus on väike - umbes 8 meetrit, kuid see ei vähenda nähtavust. See planetaariumi näitus pakub pidevat huvi igas vanuses külastajatele.

Praegu New Yorgis ÜRO Peaassamblee hoone külastajate fuajees asuv Foucault pendel on Hollandi valitsuse kingitus. See pendel on 200-naelane, 12-tollise läbimõõduga kullatud kuul, mis on osaliselt täidetud vasega ja mis on riputatud laest roostevabast terastraadist tseremoniaalse trepi kohal 75 jala kaugusel põrandast. Traadi ülemine ots on fikseeritud universaalliigendiga, mis võimaldab pendlil vabalt kõikuda mis tahes vertikaaltasandil. Iga võnkumisega läheb pall üle elektromagnetiga reljeefse metallrõnga, mille tulemusena indutseeritakse kuuli sees olevas vases elektrivool. See koostoime annab vajaliku energia hõõrdumise ja õhutakistuse ületamiseks ning tagab pendli ühtlase õõtsumise.

3 Hõõrdependel Froud

Pöörleval võllil on füüsiline pendel. Hõõrdejõud võlli ja pendli vahel väheneb suhtelise kiiruse suurenedes.

Kui pendel liigub pöörlemissuunas ja selle kiirus on väiksem kui võlli kiirus, siis mõjub sellele võlli küljelt piisavalt suur hõõrdejõumoment, mis pendlit lükkab. Vastassuunas liikudes on pendli kiirus võlli suhtes suur, seega on hõõrdemoment väike. Seega reguleerib isevõnkuv süsteem ise energiavoogu ostsillaatorile.

Pendel võngub võlli pöörlemissuunas nihutatud uue tasakaaluasendi suhtes ja selle kiirus püsiseisundis ei ületa võlli kiirust. Algtingimusi saab muuta, näiteks määrata pendli algkiiruseks võlli pöörlemiskiirusest suurem. Sel juhul tekivad mõne aja pärast sama amplituudiga võnkumised ja faasikõver kaldub samale atraktorile.

4 Perioodi ja pendli pikkuse vaheline seos

Kas koguste vahel on seoseid? Igasugust suuruste vahelist seost, mida väljendatakse matemaatiliselt tabeli, graafiku või valemi kujul, nimetatakse füüsikaliseks seaduseks. Püüame luua seost perioodi ja pendli pikkuse vahel. Selleks koostatakse tavaliselt tabel (tabel 3.1), kuhu kantakse katsete tulemused.

Tabel 3.1.

M00.250,50,751T, s011,41,72

Tabel näitab selgelt, et pendli pikkuse suurenedes pikeneb selle võnkeperiood. Veelgi selgem on seda tabelit esitada graafikuna (joonis 3.1), kuid veelgi parem on seda väljendada ligikaudu valemi kujul: T? 2. Valemseadus võimaldab kiiresti välja arvutada niidipendli võnkeperioodi ja see on selle ilu. Kuid see pole ainult seaduse põhiväärtus. Nüüd saate muuta võnkeperioodi ja seega reguleerida kella kulgu nii, et see näitaks täpset aega. Kõik muud keermestatud pendli võnkeseadused on leidnud rakendust ka juba eespool kirjeldatud kellades ja muudes tehnilistes seadmetes.

Joonis 3.1

Olles seda teemat uurinud, määrasin kindlaks pendli peamised omadused. Peamine ja enimkasutatav on pendli väikeste amplituudidega liikumise isokronism (kreeka keelest "ühtlane"), see tähendab võnkeperioodi sõltumatus amplituudist. Kui amplituudi kahekordistada, jääb pendli periood muutumatuks, kuigi kaal liigub kaks korda kaugemale. Kuid ikkagi mõjutavad füüsilise pendli võnkeperioodi keha suurus ja kuju, raskuskeskme ja vedrustuspunkti vaheline kaugus, kehamassi jaotus selle punkti suhtes.

Pendli pikkuse suurenemisega pikeneb ka selle võnkeperiood, sellel omadusel põhineb kellamehhanism ja mitmete muude tehniliste seadmete ehitus. Pendlit kasutatakse laialdaselt mitmesuguste süsteemide rakendustes. Näiteks elektripendel on kondensaatorist ja induktiivpoolist koosnev ahel, ökoloogiline pendel on kaks vastastikku mõjuvat röövloomade ja saaklooma populatsiooni.

Igasugune ühtlane pöörlemine on korduv liikumine (perioodiline): iga pöördega saame jälgida, kuidas ühtlaselt pöörleva keha mis tahes punkt läbib samu positsioone, mis eelmise pöörde ajal, ja sama järjestusega.

Pendli võnkumisel toimub kineetilise energia perioodiline üleminek potentsiaalseks energiaks ja vastupidi ning kogu selle protsessi periood on poole pikem kui pendli enda võnkeperiood. Kuid potentsiaalsete ja kineetilise energia summa leidmisel muutub selle püsivus märgatavaks. See on võrdne energiaga, mis anti pendlile alguses, olenemata sellest, kas see on potentsiaalse energia kujul (esialgne läbipaine) või kineetilise energia kujul (esialgne tõuge).

Iga füüsilise pendli puhul võib leida selliseid läätsede ja prismade positsioone, kus pendel võngub sama perioodiga. See asjaolu on aluseks pöörleva pendli teooriale, mis mõõdab vaba langemise kiirendust. Teine oluline tegur on see, et sellisel viisil mõõtes ei ole vaja määrata massikeskme asukohta, mis suurendab oluliselt mõõtmiste täpsust. Selleks on vaja mõõta pendli võnkeperioodi sõltuvust pöörlemistelje asendist ja selle eksperimentaalse sõltuvuse põhjal leida vähendatud pikkus. Sel viisil määratud pikkus koos hea täpsusega mõõdetud võnkeperioodiga mõlema telje ümber võimaldab arvutada gravitatsioonist tuleneva kiirenduse. Samuti demonstreeritakse pendlite ja nende matemaatiliste mudelite abil mittelineaarsetele võnkesüsteemidele omaseid nähtusi, mis on eriti keerulised.

Kahel imelisel pendlil on huvitavad omadused: Foucault pendel ja Froudi hõõrdependel. Esimene neist põhineb võimel säilitada võnketasapinda sõltumata toe pöörlemisest, mille külge pendel on riputatud. Maaga koos pöörlev vaatleja näeb pendli löögi suuna järkjärgulist muutumist ümbritsevate maapealsete objektide suhtes. Teine asub pöörleval võllil. Kui pendel liigub pöörlemissuunas ja selle kiirus on väiksem kui võlli kiirus, siis mõjub sellele võlli küljelt piisavalt suur hõõrdejõumoment, mis pendlit lükkab. Vastassuunas liikudes on pendli kiirus võlli suhtes suur, seega on hõõrdemoment väike. Seega reguleerib isevõnkuv süsteem ise energiavoogu ostsillaatorile.

Pudeli võnkeperioodi sõltuvuse vaatlusajast ja selles sisalduva aine massi muutumisest võib kindlalt väita, et võnkeamplituudide puhul, mis ei ületa 1 cm, langeb pudeli võnkeperioodi inertsmoment. füüsiline pendel ei mõjuta selle võnkeperioodi.

Seega võib kõike eelnevat kokku võttes väita, et füüsilise pendli ja võnkesüsteemide omadusi üldiselt kasutatakse väga paljudes erineva iseloomuga valdkondades, ja pange tähele, nii iseenesest kui ka ühe osana. tervikuna ja meetodina kas uurimismeetodina või katseseeria läbiviimiseks.

kinemaatika füüsikalise pendli võnkumine

Kirjandus

1. Aksenova M.D. Lasteentsüklopeedia, "Avanta+", 1999. 625-627 lk.

Aništšenko V.S. Deterministlik kaos, Sorosovski. //Haridusajakiri. 1997. nr 6. 70-76 lk.

Zaslavsky G.M., Sagdeev R.Z. Sissejuhatus mittelineaarsesse füüsikasse: pendlist turbulentsi ja kaoseni. - M.: Nauka, 1988. 368 lk.

Zaslavsky G.M. Kaose füüsika Hamiltoni süsteemides. Per. inglise keelest. - Iževsk, Moskva: Arvutiuuringute Instituut, 2004. 288 lk.

Zubkov B.V., Tšumakov S.V. Noore tehniku entsüklopeediline sõnaraamat. - Moskva "Pedagoogika", 1980. - 474 lk.

Koshkin N.I., Shirkevitš M.G., elementaarfüüsika käsiraamat. - Moskva, "Nauka", 1972.

Krasnoselski M.A., Pokrovski A.V. Hüstereesiga süsteemid. - M., Nauka, 1983. 271 lk.

Trubetskov D.I. Humanitaarteaduste võnkumised ja lained. - Saratov: GosUNC "kolledž", 1997. 392 lk.

Kuznetsov S.P. Dünaamiline kaos (loengute käik). - M.: Fizmatlit, 2001.

Kuzmin P.V. Kõikumised. Loengukonspektid, KGSHA kirjastus, 2002

Landau L.D., Akhiezer A.I., Lifshitz E.M. Üldfüüsika kursus. Mehaanika ja molekulaarfüüsika. - Moskva, "Nauka", 1969.

Liševski V. Teadus ja elu, 1988, nr 1.

Malinetski G.G., Potapov A.B., Podlazov A.V. Mittelineaarne dünaamika: lähenemised, tulemused, lootused. - M.: URSS, 2006.

Malov N.N. Võnkumisteooria alused. - Moskva, "Valgustus", 1971.

Õpetamine

Vajad abi teema õppimisel?

Meie eksperdid nõustavad või pakuvad juhendamisteenust teile huvipakkuvatel teemadel.
Esitage taotlus märkides teema kohe ära, et saada teada konsultatsiooni saamise võimalusest.

valik 1

1. osa

Ülesannete 1-23 vastused on sõna, arv või numbrite või numbrite jada. Kirjutage oma vastus paremal asuvale vastavale väljale. Kirjutage iga märk ilma tühikuteta. Füüsikaliste suuruste mõõtühikuid pole vaja kirjutada.

Joonisel on graafik bussi liikumisest mööda sirget teed mööda X-telge Määrata bussi kiiruse projektsioon X-teljel ajavahemikus 0 kuni 30 minutit.

Vastus: _____ km/h

Inertsiaalses tugisüsteemis jõud⇀ FF⇀ teatab kehale massiga m kiirendusest, mis on võrdne mooduliga 2 m/s 2 . Mis on massiga keha kiirendusmoodulm2 m2jõu all 2⇀ FF⇀ selles võrdlusraamistikus?

Vastus: _____ m/s 2

Kiirusega v liikuv auto massiga 2t põrkab kokku seisva autoga massiga 2m. Pärast kokkupõrget liiguvad nad ühtsena. Kui suur on kahe auto summaarne hoog pärast kokkupõrget? Autode koosmõju teiste keredega on tühine.

Vastus: _____

Kui suur on inimese kaal õhus, võttes arvesse Archimedese jõudude tegevust? Inimese ruumala V = 50 dm 3 , inimese kehatihedus 1036 kg/m 3 . Õhutihedus 1,2 kg/m 3 .

Vastus: _____ N

Joonisel on kujutatud graafikud koordinaatide sõltuvusest ajast kahe keha puhul: A ja B, liikudes piki sirget, mida mööda on suunatud X-telg Vali kaks õiget väidet kehade liikumise kohta.

1. Kehade A ja B kohtumiste vaheline ajavahemik on 6 s.

2. Keha A liigub kiirusega 3 m/s.

3. Keha A liigub ühtlase kiirendusega.

4. Esimese 5 sekundi jooksul on keha A läbinud 15 m.

5. Keha B liigub pideva kiirendusega.

Joonisel kujutatud vedrupendli koormus teostab harmoonilisi võnkumisi punktide 1 ja 3 vahel. Kuidas muutub pendelvedru potentsiaalne energia ja koormuse kiirus, kui pendlikoormus liigub punktist 3 punkti 2?

1. suureneb

2. väheneb

3. ei muutu

Vedru potentsiaalne energia

Laadimiskiirus

M-massiga litter libiseb puhkeolekust mäest alla. Vaba langemise kiirendus on g. Mäe jalamil on litri kineetiline energia E juurde. Litri hõõrdumine vastu mäge on tühine. Looge vastavus füüsikaliste suuruste ja valemite vahel, mille abil saab neid arvutada. Esimese veeru iga positsiooni jaoks valige teise positsiooni vastav positsioon ja kirjutage valitud numbrid vastavate tähtede alla.

FÜÜSIKALINE KOGUS

A) mäe kõrgus

B) litri impulsi moodul mäe jalamil

VALEM

1) Ek√ 2 mgEk2mg

2) √2 minak2 mEk

3) √ 2 Ekgm2Ekgm

4) EkgmEkgm

Ideaalne gaas asub kolvi all olevas anumas. Gaasi rõhk on 100 kPa. Konstantsel temperatuuril suurendati gaasi mahtu 4 korda. Määrake gaasi rõhk lõppseisundis.

Vastus: _____ kPa.

Gaas viiakse olekust 1 olekusse 3, nagu on näidatud p-V diagrammil. Millist tööd teeb gaas protsessis 1-2-3, kui p 0 = 50 kPa, V 0 = 2 l?

Vastus: _____ J.

Kui palju soojust eraldab 10 kg malmdetail, kui selle temperatuuri alandatakse 20 K võrra?

Vastus: _____ kJ.

Ideaalse gaasi konstantse massi mahu sõltuvus temperatuurist on näidatud diagrammil V-T (vt joonist). Valige kaks õiget väidet gaasiga toimuva protsessi kohta.

1. Gaasi rõhk on olekus A minimaalne.

2. Üleminekul olekust D olekusse A siseenergia väheneb.

3. Üleminekul olekust B olekusse C on gaasi tehtud töö kogu aeg negatiivne.

4. Gaasi rõhk olekus C on suurem kui gaasi rõhk olekus A.

5. Gaasi rõhk olekus D on suurem kui gaasi rõhk olekus A.

Joonistel A ja B on kujutatud kahe protsessi 1-2 ja 3-4 graafikud, millest kumbagi teostab üks argooni mool. Graafikud on joonistatud p-V ja V-T koordinaatides, kus p on rõhk, V on ruumala ja T on gaasi absoluutne temperatuur. Luua vastavus graafikute ja väidete vahel, mis iseloomustavad graafikutel kujutatud protsesse.

Esimese veeru iga positsiooni jaoks valige teise positsiooni vastav positsioon ja kirjutage valitud numbrid vastavate tähtede alla.

graafikud

AGA)

AVALDUSED

1) Gaasi siseenergia väheneb, samal ajal kui gaas eraldab soojust.

2) Tööd tehakse gaasiga, samal ajal kui gaas annab soojust.

3) Gaas saab soojust, kuid ei tööta.

4) Gaas saab soojust ja töötab.

AGA

Samad voolud voolavad läbi kolme peenikese pika sirge paralleeljuhi (vt joonist). Kuidas suunatakse amprijõud juhile 3 ülejäänud kahelt (üles, alla, vasakule, paremale, vaatlejalt, vaatlejale)? Külgnevate juhtmete vahelised kaugused on samad. Kirjuta oma vastus sõna(de)ga.

Vastus: _____

Joonisel on kujutatud elektriahela osa. Mis on soojushulkade Q suhe 1 /Q 2 , vabastatakse takistitel R 1 ja R 2 samal ajal?

Vastus: _____

Lamedale peeglile langeb valgusvihk. Langeva kiire ja peegli vaheline nurk on 30°. Määrake langeva ja peegeldunud kiirte vaheline nurk.

Vastus: _____ °.

Kaks laadimata klaaskuubi 1 ja 2 viiakse lähestikku ja asetatakse elektrivälja, mille intensiivsus on suunatud horisontaalselt paremale, nagu on näidatud joonise ülaosas. Seejärel liigutati kuubikud lahku ja alles siis eemaldati elektriväli (figuuri alumine osa). Valige pakutud loendist kaks väidet, mis vastavad eksperimentaalsete uuringute tulemustele, ja märkige nende arv.

1. Pärast kuubikute lahku viimist osutus esimese kuubi laeng negatiivseks, teise kuubiku laeng oli positiivne.

2. Pärast elektrivälja asetamist hakkasid esimesest kuubist pärit elektronid teise kuubikusse minema.

3. Pärast kuubikute lahku viimist jäi mõlema kuubi laengud võrdseks nulliga.

4. Enne kuubikute eraldamist elektriväljas oli 1. kuubi vasakpoolne pind negatiivselt laetud.

5. Enne kuubikute eraldamist elektriväljas oli 2. kuubi parem pind negatiivselt laetud.

Kuidas muutub omavõnkumiste sagedus ja maksimaalne voolutugevus võnkeahela mähises (vt joonist), kui klahvi K viia asendist 1 asendisse 2 hetkel, kui kondensaatori laeng on 0?

1. suurendada

2. vähenemine

3. ei muutu

Loomulik sagedus

Maksimaalne vool mähises

Looge vastavus alalisvooluahela lõigu takistuse ja selle vooluringi lõigu skemaatilise esituse vahel. Kõikide takistite takistused joonistel on samad ja võrdsed R-ga.

LÕIGU VASTUPIDAVUS

A) 3R

B) 2R/3

DC SEKTSIOON

Kui suur on prootonite ja neutronite arv lämmastiku isotoobis147 N714N ?

Prootonite arv

Neutronite arv

Naatriumisotoobi poolestusaeg2211 Na1122Navõrdub 2,6 aastaga. Algselt oli seda isotoopi 208 g. Kui palju see on 5,2 aasta pärast?

Vastus: ______

Mõne aatomi puhul on iseloomulikuks tunnuseks võimalus haarata aatomituum ühe talle kõige lähemal asuva elektroni poolt. Kuidas muutub sel juhul tuuma massiarv ja laeng?

Määrake iga väärtuse jaoks muudatuse sobiv olemus:

1. suureneb

2. väheneb

3. ei muutu

Kirjutage valitud numbrid iga füüsilise suuruse jaoks üles. Vastuses olevad numbrid võivad korduda.

Tuuma massiarv

Põhilaeng

Joonisel on stopper, sellest paremal on suurendatud kujutis skaala osast ja nool. Stopperi osuti teeb täieliku pöörde 1 minutiga.

Kirjutage üles stopperi näidud, võttes arvesse, et mõõtmisviga võrdub stopperi jaotusega.

Vastus: (_____ ± _____)

Õpilane uurib pendlite omadusi. Tema käsutuses on pendlid, mille parameetrid on toodud tabelis. Millist pendlitest tuleks kasutada, et eksperimentaalselt välja selgitada pendli võnkeperioodi sõltuvus pendli pikkusest?

№ pendel

pendli pikkus

Tahke palli maht

Materjal, millest pall on valmistatud

1,0 m

5 cm 3

terasest

1,5 m

5 cm 3

terasest

2,0 m

5 cm 3

alumiiniumist

1,0 m

8 cm 3

terasest

1,0 m

5 cm 3

vask

0,8 kg kaaluv latt liigub mööda horisontaalset lauda, mis on ühendatud 0,2 kg kaaluva koormaga kaalutu venimatu keermega, mis on visatud üle sileda kaalutu ploki. Koormus liigub kiirendusega 1,2 m/s2. Määrake varda hõõrdetegur laua pinnal.

Vastus: _____

Punkt B on segmendi AC keskel. Statsionaarsed punktlaengud -q ja -2q (q = 1 nC) paiknevad vastavalt punktides A ja C. Milline positiivne laeng tuleb asetada punkti C asemel laengu - 2q, et elektrivälja tugevuse moodul punktis B suureneks 2 korda?

Vastus: _____ nK

Sirge juht pikkusega I = 0,2 m, mida läbib vool I = 2 A, on ühtlases magnetväljas induktsiooniga B = 0,6 T ja paikneb vektoriga paralleelselt⇀ BB⇀ . Määrata magnetväljast juhile mõjuva jõu moodul.

Vastus: _____ H.

2. osa.

Iga ülesande 27-31 täielik õige lahendus peaks sisaldama seadusi ja valemeid, mille rakendamine on ülesande lahendamiseks vajalik ja piisav, samuti matemaatilisi teisendusi, arvutusi koos numbrilise vastusega ja vajadusel joonisega. lahendust selgitades.

Eraldi konnamuna on läbipaistev, selle kest koosneb želatiinsest ainest; muna sees on tume embrüo. Varakevadel, päikesepaistelistel päevadel, kui veetemperatuur reservuaarides on nullilähedane, tundub kaaviar katsudes soojana. Mõõtmised näitavad, et selle temperatuur võib ulatuda 30 kraadini.

1) Kuidas seda nähtust seletada?

2) Too sarnaseid igapäevaelus või looduses leiduvaid näiteid.

Näita vastust

Inimene hakkab mööda metroo eskalaatorit ronima, liikudes üles kiirendusega a = 0,21 m/s 2 . Jõudnud eskalaatori keskele, peatub, pöörab ja hakkab sama kiirendusega alla minema. Määrake, kui kaua inimene on eskalaatoril.

Eskalaatori pikkus on L=100 m ja kiirus V=2 m/s.

Näita vastust

Silinder sisaldab lämmastikku massiga m = 24 g temperatuuril T = 300 K. Gaasi jahutatakse isohooriliselt, nii et selle rõhk langeb n = 3 korda. Seejärel kuumutatakse gaasi konstantsel rõhul, kuni selle temperatuur saavutab algse temperatuuri. Määrake gaasi tehtud töö A.

Näita vastust

Kui galvaanilise elemendi klemmid on lühises, on voolutugevus ahelas 2 A. Kui galvaanilise elemendi klemmidega ühendada elektrilamp elektritakistusega 3 oomi, on voolutugevus ahelas 0,5 A. Nende katsete tulemuste põhjal määrake galvaanilise elemendi sisetakistus.

Näita vastust

Inimene loeb raamatut, hoides seda silmadest 50 cm kaugusel. Kui see on tema parima nägemise kaugus, siis milline prillide optiline võimsus võimaldab tal lugeda raamatut 25 cm kauguselt?

Meie kodulehel saate hästi valmistuda füüsika eksami sooritamiseks, sest igal nädalal ilmuvad meie kodulehele uued ülesannete valikud.

1. Joonisel on graafik bussi liikumisest mööda sirget teed mööda X-telge Määrata bussi kiiruse projektsioon X-teljel ajavahemikus 0 kuni 30 minutit.

Vastus: _____ km/h

2. Inertsiaalses tugisüsteemis jõud ⇀ F

Ütleb keha massiga m kiirenduse, moodul 2 m/s 2 . Mis on massiga keha kiirendusmoodul m2 jõu all 2 ⇀ F

selles võrdlusraamistikus?

Vastus: _____ m/s 2

3. 50 kg massiga kärule, mis veereb mööda rada kiirusega 0,8 m/s, valatakse peale 200 kg liiva. Määrake käru kiirus pärast laadimist

Vastus: _____

4. Kui suur on inimese kaal õhus, arvestades Archimedese jõu mõju? Inimese maht V \u003d 50 dm 3, inimkeha tihedus on 1036 kg / m 3. Õhutihedus 1,2 kg/m 3.

Vastus: _____ N

5. Joonisel on graafikud koordinaatide sõltuvuse ajast kahel sirgjoonel liikuval kehal: A ja B, mida mööda on suunatud X-telg Vali kaks õiget väidet kehade liikumise kohta.

1. Kehade A ja B kohtumiste vaheline ajavahemik on 6 s.

2. Keha A liigub kiirusega 3 m/s.

3. Keha A liigub ühtlase kiirendusega.

4. Esimese 5 sekundi jooksul on keha A läbinud 15 m.

5. Keha B liigub pideva kiirendusega.

Vastus:_____;

6. Joonisel kujutatud vedrupendli koormus tekitab harmoonilisi võnkumisi punktide 1 ja 3 vahel. Kuidas muutub pendelvedru potentsiaalne energia ja koormuse kiirus, kui pendlikoormus liigub punktist 3 punkti 2?

1. suureneb

2. väheneb

3. ei muutu

7. M-massiga litter libiseb puhkeseisundist mäest alla. Vaba langemise kiirendus on g. Mäe jalamil on litri kineetiline energia võrdne E k. Litri hõõrdumine mäel on tühine. Looge vastavus füüsikaliste suuruste ja valemite vahel, mille abil saab neid arvutada. Esimese veeru iga positsiooni jaoks valige teise positsiooni vastav positsioon ja kirjutage valitud numbrid vastavate tähtede alla.

FÜÜSIKALINE KOGUS

A) mäe kõrgus

B) litri impulsi moodul mäe jalamil

1) Ek√ 2 mg

2) √ 2 mEk

3) √ 2 Ekgm

4) Ekgm

Vastus:____;

8. Kolvi all olevas anumas on ideaalne gaas. Gaasi rõhk on 100 kPa. Konstantsel temperatuuril suurendati gaasi mahtu 4 korda. Määrake gaasi rõhk lõppseisundis.

Vastus: _____ kPa.

9. Gaas kantakse olekust 1 olekusse 3, nagu on näidatud p-V diagrammil. Millist tööd teeb gaas protsessis 1-2-3, kui p 0 \u003d 50 kPa, V 0 \u003d 2 l?

Vastus: _____ J.

10. Kui palju soojust eraldab 10 kg kaaluv malmdetail, kui selle temperatuur langeb 20 K võrra?

Malmi erisoojusmaht C= DhästijuurdeGumbesKoos

Vastus: _____ kJ.

11. Ideaalse gaasi konstantse massi ruumala sõltuvus temperatuurist on näidatud diagrammil V-T (vt joonis). Valige kaks õiget väidet gaasiga toimuva protsessi kohta.

1. Gaasi rõhk on olekus A minimaalne.

2. Üleminekul olekust D olekusse A siseenergia väheneb.

3. Üleminekul olekust B olekusse C on gaasi tehtud töö kogu aeg negatiivne.

4. Gaasi rõhk olekus C on suurem kui gaasi rõhk olekus A.

5. Gaasi rõhk olekus D on suurem kui gaasi rõhk olekus A.

Vastus:____;

12. Joonistel A ja B on kujutatud graafikud kahest protsessist 1-2 ja 3-4, millest kumbagi teostab üks mool argooni. Graafikud on joonistatud p-V ja V-T koordinaatides, kus p on rõhk, V on ruumala ja T on gaasi absoluutne temperatuur. Luua vastavus graafikute ja väidete vahel, mis iseloomustavad graafikutel kujutatud protsesse.

Esimese veeru iga positsiooni jaoks valige teise positsiooni vastav positsioon ja kirjutage valitud numbrid vastavate tähtede alla.

AVALDUSED

1) Gaasi siseenergia väheneb, samal ajal kui gaas eraldab soojust.

2) Tööd tehakse gaasiga, samal ajal kui gaas annab soojust.

3) Gaas saab soojust, kuid ei tööta.

4) Gaas saab soojust ja töötab.

AGA	B
Vastus:____;

13. Samad voolud voolavad läbi kolme peenikese pika sirge paralleeljuhi (vt joonist). Kuidas suunatakse amprijõud juhile 3 ülejäänud kahelt (üles, alla, vasakule, paremale, vaatlejalt, vaatlejale)? Külgnevate juhtmete vahelised kaugused on samad. Kirjuta oma vastus sõna(de)ga.

Vastus: _____

14. Joonisel on kujutatud osa elektriahelast. Kui suur on samaaegselt takistitele R 1 ja R 2 eralduvate soojushulkade Q 1 /Q 2 suhe?

Vastus: _____

16. Valgusvihk langeb tasasele peeglile. Langeva kiire ja peegli vaheline nurk on 30°. Määrake langeva ja peegeldunud kiirte vaheline nurk.

Vastus: _____ °.

16. Kaks laadimata klaaskuubikut 1 ja 2 viiakse lähestikku ja asetatakse elektrivälja, mille intensiivsus on suunatud horisontaalselt paremale, nagu on näidatud joonise ülaosas. Seejärel liigutati kuubikud lahku ja alles siis eemaldati elektriväli (figuuri alumine osa). Valige pakutud loendist kaks väidet, mis vastavad eksperimentaalsete uuringute tulemustele, ja märkige nende arv.

1. Pärast kuubikute lahku viimist osutus esimese kuubi laeng negatiivseks, teise kuubiku laeng oli positiivne.

2. Pärast elektrivälja asetamist hakkasid esimesest kuubist pärit elektronid teise kuubikusse minema.

3. Pärast kuubikute lahku viimist jäi mõlema kuubi laengud võrdseks nulliga.

4. Enne kuubikute eraldamist elektriväljas oli 1. kuubi vasakpoolne pind negatiivselt laetud.

5. Enne kuubikute eraldamist elektriväljas oli 2. kuubi parem pind negatiivselt laetud.

Vastus:_____;

17. Kuidas muutub omavõnkumiste sagedus ja maksimaalne voolutugevus võnkeahela mähises (vt joonis), kui klahvi K liigutada asendist 1 asendisse 2 hetkel, kui kondensaatori laeng on 0?

1. suurendada

2. vähenemine

3. ei muutu

18. Luua vastavus alalisvooluahela lõigu takistuse ja selle ahela lõigu skemaatilise esituse vahel. Kõikide takistite takistused joonistel on samad ja võrdsed R-ga.

LÕIGU VASTUPIDAVUS

DC SEKTSIOON

Vastus:_____;

19. Kui palju prootoneid ja neutroneid on lämmastiku isotoobis 14 7 N?

20. Naatriumisotoobi poolestusaeg 22 11 Na

võrdub 2,6 aastaga. Algselt oli seda isotoopi 208 g. Kui palju see on 5,2 aasta pärast?

Vastus: ______

21. Mõnede aatomite puhul on iseloomulikuks jooneks võimalus haarata aatomituuma poolt üks talle kõige lähemal olevatest elektronidest. Kuidas muutub sel juhul tuuma massiarv ja laeng?

Määrake iga väärtuse jaoks muudatuse sobiv olemus:

1. suureneb

2. väheneb

3. ei muutu

Kirjutage valitud numbrid iga füüsilise suuruse jaoks üles. Vastuses olevad numbrid võivad korduda.

Ülesannete 1-24 vastused on sõna, arv või numbrite või numbrite jada. Kirjutage oma vastus paremal asuvale vastavale väljale. Kirjutage iga märk ilma tühikuteta. Füüsikaliste suuruste mõõtühikuid pole vaja kirjutada.

Joonisel on graafik bussi liikumisest mööda sirget teed mööda X-telge Määrata bussi kiiruse projektsioon X-teljel ajavahemikus 0 kuni 30 minutit.

Vastus: _____ km/h

Inertsiaalses tugisüsteemis annab jõud \overset\rightharpoonup F kehale massiga m kiirenduse, mis on mooduli poolest võrdne 2 m/s 2 . Kui suur on massiga \frac m2 keha kiirendusmoodul jõu 2\overset\rightharpoonup F mõjul selles võrdlusraamistikus?

Vastus: _____ m/s 2

50 kg massiga kärule, mis veereb mööda rada kiirusega 0,8 m / s, valatakse peale 200 kg liiva. Määrake käru kiirus pärast laadimist

Vastus: _____

Kui suur on inimese kaal õhus, võttes arvesse Archimedese jõudude tegevust? Inimese maht V \u003d 50 dm 3, inimkeha tihedus on 1036 kg / m 3. Õhutihedus 1,2 kg/m 3.

Vastus: _____ N

Joonisel on kujutatud graafikud koordinaatide sõltuvusest ajast kahe keha puhul: A ja B, liikudes piki sirget, mida mööda on suunatud X-telg Vali kaks õiget väidet kehade liikumise kohta.

1. Kehade A ja B kohtumiste vaheline ajavahemik on 6 s.

2. Keha A liigub kiirusega 3 m/s.

3. Keha A liigub ühtlase kiirendusega.

4. Esimese 5 sekundi jooksul on keha A läbinud 15 m.

5. Keha B liigub pideva kiirendusega.

1. suureneb

2. väheneb

3. ei muutu

M-massiga litter libiseb puhkeolekust mäest alla. Vaba langemise kiirendus on g. Mäe jalamil on litri kineetiline energia võrdne E k. Litri hõõrdumine mäel on tühine. Looge vastavus füüsikaliste suuruste ja valemite vahel, mille abil saab neid arvutada. Esimese veeru iga positsiooni jaoks valige teise positsiooni vastav positsioon ja kirjutage valitud numbrid vastavate tähtede alla.

FÜÜSIKALINE KOGUS

A) mäe kõrgus

B) litri impulsi moodul mäe jalamil

1) E_k\sqrt(\frac(2m)g)

2) \sqrt(2mE_k)

3) \sqrt(\frac(2E_k)(gm))

4) \frac(E_k)(gm)

Ideaalne gaas asub kolvi all olevas anumas. Gaasi rõhk on 100 kPa. Konstantsel temperatuuril suurendati gaasi mahtu 4 korda. Määrake gaasi rõhk lõppseisundis.

Vastus: _____ kPa.

Gaas viiakse olekust 1 olekusse 3, nagu on näidatud p-V diagrammil. Millist tööd teeb gaas protsessis 1-2-3, kui p 0 \u003d 50 kPa, V 0 \u003d 2 l?

Vastus: _____ J.

Kui palju soojust eraldab 10 kg malmdetail, kui selle temperatuuri alandatakse 20 K võrra?

Malmi erisoojusmaht C=500\frac(J) (kg^\circ C)

Vastus: _____ kJ.

Ideaalse gaasi konstantse massi mahu sõltuvus temperatuurist on näidatud diagrammil V-T (vt joonist). Valige kaks õiget väidet gaasiga toimuva protsessi kohta.

1. Gaasi rõhk on olekus A minimaalne.

2. Üleminekul olekust D olekusse A siseenergia väheneb.

3. Üleminekul olekust B olekusse C on gaasi tehtud töö kogu aeg negatiivne.

4. Gaasi rõhk olekus C on suurem kui gaasi rõhk olekus A.

5. Gaasi rõhk olekus D on suurem kui gaasi rõhk olekus A.

Esimese veeru iga positsiooni jaoks valige teise positsiooni vastav positsioon ja kirjutage valitud numbrid vastavate tähtede alla.

AGA)

AVALDUSED

1) Gaasi siseenergia väheneb, samal ajal kui gaas eraldab soojust.

2) Tööd tehakse gaasiga, samal ajal kui gaas annab soojust.

3) Gaas saab soojust, kuid ei tööta.

4) Gaas saab soojust ja töötab.

AGA	B

Vastus: _____

Joonisel on kujutatud elektriahela osa. Kui suur on samaaegselt takistitele R 1 ja R 2 eralduvate soojushulkade Q 1 /Q 2 suhe?

Vastus: _____

Lamedale peeglile langeb valgusvihk. Langeva kiire ja peegli vaheline nurk on 30°. Määrake langeva ja peegeldunud kiirte vaheline nurk.

Vastus: _____ °.

1. Pärast kuubikute lahku viimist osutus esimese kuubi laeng negatiivseks, teise kuubiku laeng oli positiivne.

2. Pärast elektrivälja asetamist hakkasid esimesest kuubist pärit elektronid teise kuubikusse minema.

3. Pärast kuubikute lahku viimist jäi mõlema kuubi laengud võrdseks nulliga.

4. Enne kuubikute eraldamist elektriväljas oli 1. kuubi vasakpoolne pind negatiivselt laetud.

5. Enne kuubikute eraldamist elektriväljas oli 2. kuubi parem pind negatiivselt laetud.

Kuidas muutub omavõnkumiste sagedus ja maksimaalne voolutugevus võnkeahela mähises (vt joonist), kui klahvi K viia asendist 1 asendisse 2 hetkel, kui kondensaatori laeng on 0?

1. suurendada

2. vähenemine

3. ei muutu

Looge vastavus alalisvooluahela lõigu takistuse ja selle vooluringi lõigu skemaatilise esituse vahel. Kõikide takistite takistused joonistel on samad ja võrdsed R-ga.

LÕIGU VASTUPIDAVUS

DC SEKTSIOON

Kui suur on prootonite ja neutronite arv lämmastiku isotoobis ()_7^(14)N ?

Naatriumisotoobi ()_(11)^(22)Na poolväärtusaeg on 2,6 aastat. Algselt oli seda isotoopi 208 g. Kui palju see on 5,2 aasta pärast?

Vastus: ______

Mõne aatomi puhul on iseloomulikuks tunnuseks võimalus haarata aatomituum ühe talle kõige lähemal asuva elektroni poolt. Kuidas muutub sel juhul tuuma massiarv ja laeng?

Määrake iga väärtuse jaoks muudatuse sobiv olemus:

1. suureneb

2. väheneb

3. ei muutu

Kirjutage valitud numbrid iga füüsilise suuruse jaoks üles. Vastuses olevad numbrid võivad korduda.

Joonisel on stopper, sellest paremal on suurendatud kujutis skaala osast ja nool. Stopperi osuti teeb täieliku pöörde 1 minutiga.

Kirjutage üles stopperi näidud, võttes arvesse, et mõõtmisviga võrdub stopperi jaotusega.

Vastus: (_____ ± _____)

Mõelge tabelile, mis sisaldab teavet Päikesesüsteemi maapealsete planeetide kohta.

Valige kaks väidet, mis vastavad planeetide omadustele ja märkige nende arv.

1) Maapealsetest planeetidest tiirleb Veenus kõige piklikumal orbiidil ümber Päikese.

2) Marsi vabalangemise kiirendus on ligikaudu 3,8 m/s 2 .

3) Merkuuri esimene kosmiline kiirus on väiksem kui Maal.

4) Maapealse rühma planeetidest on Päikese ümber pöörlemise sagedus maksimaalne Veenuses.

5) Merkuuri keskmine tihedus on väiksem kui Veenuse oma.

Vastus: _____

Vastus: _____ nK

Sirge juht pikkusega I = 0,2 m, mida läbib vool I = 2 A, on ühtlases magnetväljas induktsiooniga B = 0,6 T ja on paralleelne vektoriga \overset\rightharpoonup B. Määrake mõjuva jõu moodul magnetvälja poolega juhil.

Vastus: _____ H.

2. osa.

Iga ülesande 28-32 täielik õige lahendus peaks sisaldama seadusi ja valemeid, mille rakendamine on ülesande lahendamiseks vajalik ja piisav, samuti matemaatilisi teisendusi, arvutusi koos numbrilise vastusega ja vajadusel joonisega. lahendust selgitades.

1) Kuidas seda nähtust seletada?

S=Vt_1+\\frac(at_1^2)2.

Kirjutame võrrandi teisel kujul:

\\frac(0,21)2t_1^2+2t_1-50=0.

Lahendus on kaks numbrit: 14,286 ja -33,333.

Ainult positiivsetel väärtustel on füüsiline tähendus, siis t 1 = 14,286 s.

Teine osa inimese liikumisviisist kiirenes ühtlaselt, kuid kiirendus on suunatud eskalaatori kiirusele vastupidises suunas. Kirjutame seda liikumist kirjeldava valemi:

S=\\frac(at_2^2)2-Vt_2;

asendame väärtused:

\\frac(0,21)2t_2^2-2t_2-50=0.

Lahendamisel saame kaks väärtust: -14,286 ja 33,333.

Ainult positiivsetel väärtustel on füüsiline tähendus, siis t 2 \u003d 33,333 s.

Kogu eskalaatoril veedetud aeg: t=t 1 +t 2 =14,286+33,333=47,6 s.

Silm ja prillide lääts moodustavad optilise süsteemi, mille optilise võimsuse saab arvutada valemiga: D=D 1 +D 2 .

Seejärel D_1+D_2=\frac1F;

D_2=\frac1F-D_1;

D_2=\frac1(0,25\;m)-2\;dptr=2\;dptr.

Füüsikalise pendli omaduste uurimine. Füüsika. Ettevalmistus eksamiks A-osa Õpilane uurib tema käsutuses olevate pendlite omadusi

Õpetamine

2. osa.

Teatage kirjaveast

Tekst saata meie toimetusele:

Teie kommentaar (valikuline):