Текст книги "Юный техник, 2013 № 01"
Автор книги: Юный техник Журнал
Жанры:
Технические науки
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)
6. Сплошной пробковый шар плавает в сосуде с водой, погрузившись наполовину. Если к нему прикрепить медную деталь массой mм = 50 г, то он полностью уйдет под воду, не касаясь при этом стенок и дна сосуда. Определите массу пробкового шара. Плотность пробки ρпр = 200 кг/м3, плотность меди ρм = 8900 кг/м3.
7. Однородный стержень массой m = 100 кг и длиной L = 3 м нужно подвесить в горизонтальном положении на двух одинаковых тросах. При этом один трос крепится за край стержня, а второй нужно закрепить как можно ближе к середине стержня. Известно, что трос рассчитан на максимальную силу натяжения величиной Tмакс = 750 Н. На каком минимальном расстоянии от середины стержня можно закрепить второй трос? g = 10 Н/кг.
8. В стакан, нагретый до температуры tст = 50 °C и имеющий теплоемкость С = 50 Дж/°С, наливают mв = 100 г холодной воды при температуре t0 = 0 °C. После установления теплового равновесия воду выливают, а стакан наполняют второй такой же порцией холодной воды.
Определите установившиеся температуры t1 и t2 первой и второй порций воды. Потерями теплоты пренебречь. Удельная теплоемкость воды св= 4200 Дж/(кг∙°С).
9. В сосуде находится mв = 200 г теплой воды при температуре tв = 50 °C. Какую максимальную массу льда, взятого при температуре tл = -10 °C, можно расплавить, используя эту воду? Теплоемкостью сосуда и потерями теплоты пренебречь. Удельная теплоемкость воды св = 4200 Дж/(кг ∙°С), удельная теплоемкость льда сл = 2100 Дж/(кг ∙°С), удельная теплота плавления льда λл = 3,35∙105 Дж/кг.
10. Электрический прибор подключен к сети с напряжением U = 220 В с помощью двух длинных алюминиевых проводов длиной l = 15 м и сечением S = 1 мм2 каждый. При этом напряжение на приборе равно Uдр,1 = 215 В. Каким окажется напряжение на приборе, если алюминиевые провода заменить на медные такой же длины и той же площади поперечного сечения? Удельное сопротивление алюминия ρал = 0,26∙10-7 Ом∙м, удельное сопротивление меди ρм = 0,17∙10-7 Ом∙м.
11. Двигатель ракеты, взлетевшей с поверхности земли вертикально вверх, работал в течение t1 = 20 с. Ракета, продолжая двигаться еще некоторое время, достигла максимальной высоты над землей Н = 1,5 км. Считая движение ракеты во время работы двигателя равноускоренным, найдите величину ускорения ракеты на этом этапе движения. Сопротивлением воздуха пренебречь, считать g = 10 м/с2.
12. Теннисист отрабатывает технику удара у вертикальной стенки, находясь от нее на расстоянии l = 15 м. Какую минимальную скорость должен он сообщить мячу, чтобы тот после упругого удара о стенку вернулся к нему? Сопротивлением воздуха пренебречь, считать g = 10 м/с2.
13. Чтобы тянуть сани с постоянной скоростью по горизонтальной дороге, надо прикладывать силу F1 = 490 Н под углом α1 = 60° к горизонту или силу F2 = 330 Н под углом α2 = 30° к горизонту (рис. 2).
Определите по этим данным массу саней. Коэффициент трения скольжения саней о дорогу не известен, считать g = 10 м/с2.
14. При погружении спутника в тень Земли абсолютная температура внутри него, вначале равная Т1 = 300 К упала на 1 %, из-за чего давление воздуха внутри спутника понизилось на 8 мм рт. ст. Определите массу воздуха в спутнике, если его объем V = 10 м3. Молярная масса воздуха М = 29∙10-3 кг/моль.
15. Моль идеального одноатомного газа переводится в тепловом процессе из начального состояния 1 в конечное состояние 4, как указано на рисунке 3.
Определите суммарное подведенное к газу количество теплоты, если разность конечной и начальной температур ΔT = 100 К.
16. Заряженная капля масла радиусом r = 1,64 мкм и плотностью ρ = 851 кг/м3 неподвижно висит в камере, где создано электрическое поле, вектор напряженности которого направлен вертикально вниз. Каков знак и модуль заряда капли, если модуль напряженности электрического поля равен Е = 1,92∙105 В/м?
ИНФОРМАТИКА
Задача 1. Витя пригласил своего друга Сергея в гости, но не сказал ему код от цифрового замка своего подъезда, а послал следующее SMS-сообщение: «В последовательности чисел 3, 1, 8, 2, 6 все числа больше 5 разделить на 2, а затем удалить из полученной последовательности все четные числа». Вычислите код от цифрового замка подъезда Вити.
Задача 2. На одной улице стоят в ряд 4 дома, в которых живут 4 человека: Алексей, Егор, Виктор и Михаил. Известно, что каждый из них владеет одной из следующих профессий: Токарь, Столяр, Хирург и Окулист, но неизвестно, кто – какой, и неизвестно, кто в каком доме живет. Однако известно, что:
1) Токарь живет левее Столяра
2) Хирург живет правее Окулиста
3) Окулист живет рядом со Столяром
4) Токарь живет не рядом со Столяром
5) Виктор живет правее Окулиста
6) Михаил не Токарь
7) Егор живет рядом со Столяром
8) Виктор живет левее Егора
Выясните, кто какой профессии и кто где живет.
Задача 3. Сегодня не воскресенье, а завтра не среда. Вчера была не пятница, а позавчера был не понедельник. Завтра не воскресенье и вчера было не воскресенье. Послезавтра не суббота и не воскресенье. Вчера был не понедельник и не среда. Позавчера была не среда, а завтра не вторник. Да, и сегодня не среда. Какой же сегодня день недели, если учесть, что одно утверждение в списке – ложное?
Задача 4. Строки (цепочки из чисел) создаются по следующему правилу.
Первая строка состоит из одного символа – цифры «1». Каждая из последующих цепочек создается такими действиями: в очередную строку дважды записывается предыдущая строка, а затем записывается еще одно число – номер строки по порядку.
Вот первые 4 строки, созданные по этому правилу:
(1) 1
(2) 112
(3) 1121123
(4) 112112311211234
Найдите общее количество нечетных цифр в восьмой строке.
Задача 5. Вновь назначенный директор завода решил запомнить номера телефонов начальников цехов. Рассматривая список их телефонных номеров и фамилий, он заметил, что фамилии руководителей цехов и номера их телефонов находятся в определенной взаимосвязи. И директор без труда справился со своей задачей.
Вот некоторые фамилии и номера телефонов:
Бурый 5211
Ерохин 6615
Галич 5425
Дорончук 8512
Авербах 7123
Какой номер телефона имеет сотрудник по фамилии Огнев?
Задача 6. Опишите на русском языке или в виде блок-схемы алгоритм нахождения площади треугольника, если известны координаты его вершин (6 чисел).
Задача 7. В нападении на базу протоссов участвовало 150 зергов. Причем среди них было 78 зерглингов, 56 гидралисков, 37 муталисков и 15 ультралисков. Какую систему счисления используют зерги для подсчета своих войск?
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. Мобильный заряд-генератор
Разрядился аккумулятор мобильного телефона, а электрической розетки поблизости нет. Отправился человек в путешествие с радиоприемником, а у него сели батареи. Вас выручит крохотное устройство, которое можно спрятать в карман. Бывает, что электрогенератор встраивают в приемник. Достаточно минуту покрутить его рукоятку, и 20–30 минут хорошей работы обеспечено.
В качестве генератора мы используем электромотор, причем особый.
Такие моторы есть, их называют шаговыми и используют, например, в дисководах компьютеров. Сделаны они прекрасно.
Обмотки двигателя для упрощения дела можно соединить попарно, как показано на рисунке 1.
Остается закрепить ручку, и, например, динамо-машина для фонаря готова!
При небыстром вращении вала – около 2 об/с – две лампочки 2,5 В х 0,15 А горят полным накалом.
Как разобраться с выводами? Подключая лампочку к разным выводам и вращая ось, определите выводы каждой из обмоток – на них лампочка светит. Можно подключать к выводам наушники – услышите рычание.
Можно просто замыкать два вывода – если они от одной обмотки, то заметно возрастает усилие, прикладываемое к ручке, ведь течет ток короткого замыкания! Далее соединяйте по очереди выводы одной обмотки с выводами каждой из трех других, оставляя прочие выводы свободными. Лишь при правильном соединении усилие вращения нисколько не возрастет, при любом другом оно возрастает, и особенно сильно – при соединении двух противофазных обмоток (0°, 180° или 90°, 270°) в неправильной полярности (что равноценно короткому замыканию). Если двух лампочек в фонаре вам не нужно, оставьте выводы двух обмоток свободными.
Для зарядки аккумулятора мобильного телефона вам понадобится выпрямитель (рис. 2).
Проще всего соединить обмотки, как было описано, а вместо лампочек включить два выпрямительных моста (в каждом но четыре диода). Если для зарядки аккумуляторов нужно напряжение 3,6 В, то выходы мостов соединяют параллельно (рис. 3).
Можно соединить их и последовательно, повысив выходное напряжение до 7…9 В для зарядки аккумуляторов 7Д-01 и подобных.
Для сглаживания пульсаций параллельно выходу выпрямителя поставьте конденсатор или ионистор: чем больше будет емкость, тем лучше.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос – ответ
Известно, что клетки человеческого тела полностью обновляются примерно каждые семь лет. Исключение, как считалось еще недавно, составляют лишь клетки мозга и нервной системы, которые не возобновляются.
Но ныне исследователи пришли к заключению, что человеческий мозг обладает гигантским потенциалом и способен сохранять вечную молодость. Так ли это?
Андрей Суворов,
г. Петрозаводск
Ученые из Университета Чикаго установили, что при определенных условиях мужчины и женщины старше 70 лет способны мыслить и запоминать так же быстро или даже быстрее, чем молодые люди.
Руководитель исследования Эмили Рогальски вместе с коллегами в ходе серии опытов пришла к выводу, что мозг обладает способностью противостоять процессу старения. Более того, процесс его совершенствования у некоторых людей не прекращается до конца жизни.
Правда, пока ученые не могут точно ответить на вопрос, что именно обеспечивает «вечную молодость» мозга. Они полагают, что в значительной степени это зависит от наследственности, особенностей сочетания генов, здорового образа жизни и активной деятельности человека.
Говорят, что недавно исследователи впервые услышали «голос» северного сияния. Правда ли это?
Елена Суворина,
г. Мурманск
«Нам удалось уловить звуки, связанные с северным сиянием; ранее они уже были описаны в народных преданиях, однако лишь теперь установлено, что эти звуки рождаются на высоте 70 метров и могут быть услышаны человеческим ухом», – сообщили журналистам финские ученые из столичного университета Аалто.
С помощью специальных микрофонов исследователям удалось не только уловить «голос» северного сияния, но и записать его.
Слышал, что на планетах-гигантах – Юпитере и Сатурне – время от времени бушуют всепланетные штормы. Что это такое? Как часто они бывают?
Анатолий Веселое,
г. Калуга
Дело в особенностях перевода. Storm по-английски – это буря. Межпланетной станции «Кассини» недавно удалось получить четкие снимки бушующей на планете Сатурн грозы, опоясывающей планету гигантским кольцом, сообщили сотрудники Лаборатории реактивного движения НАСА, расположенной в Пасадине, штат Калифорния.
Гроза невиданных с 1990 года масштабов бушует на газовом гиганте уже несколько месяцев. За последнее время это мощнейшее атмосферное образование выросло и теперь охватывает зону площадью 4 млрд. кв. км. Это примерно одна десятая всей поверхности Сатурна, которая в 80 раз превосходит по размеру поверхность Земли.
Согласно показаниям научных приборов, грозовые разряды, сверкающие над планетой, в моменты пика активности наблюдаются чаще 10 раз в секунду.
Масштабы бури примерно в 500 раз больше самого мощного явления подобного рода, зафиксированного «Кассини» в 2009–2010 годах.
Наблюдения также показали, что грозы могут возникать в обоих полушариях Сатурна. Сейчас буря бушует в Северном полушарии, что ученые связывают со сменой времени года. Ранее приборы «Кассини» фиксировали лишь грозы в Южном полушарии планеты.
«Погода на Сатурне может оставаться спокойной в течение многих лет, но затем стремительно образуются такие грозы», – пояснил автор исследования Эндрю Ингерсолл из Калифорнийского технологического университета в Пасадине.
Почему они имеют столь грандиозные масштабы, ученые пока не знают.
«На планете-гиганте все гигантское», предположили они.
ДАВНЫМ-ДАВНО
Прототипом кастрюли скороварки считается устройство французского физика Дени Папена, решившего найти способ ускорить приготовление пищи, повысив температуру кипения воды в сосуде. Сделать это Папен решил, преградив выход пару, то есть подняв в сосуде давление.
В 1679 году Папен представил свое изобретение Лондонскому королевскому обществу, но оно не произвело тогда впечатления на академиков. На время идея была забыта. Однако в 1869 году Георг Гутброд начал производство скороварок из луженого чугуна в Германии. А в 1919 году испанец Хосе Мартинес Алике запатентовал «экспресс-кастрюлю». Шествие скороварки по миру началось.
Вскоре сложилась конструкция современной скороварки – кастрюли с герметично закрывающейся крышкой, благодаря которой пар выходит наружу только через клапан, поддерживающий повышенные давление и температуру внутри скороварки.
Обод, где крышка прижимается к кастрюле, обычно окантован термостойкой резиной; обеспечивается герметичность. Сама крышка прижимается к кастрюле пружинящей планкой с замком. А для безопасности скороварка снабжается еще и аварийным клапаном.
Кроме того, скороварки иногда снабжают таймерами. А многослойное дно скороварки и ее толстые стенки позволяют максимально использовать тепло плиты. Остывает скороварка, а вместе с ней и приготовленное блюдо гораздо медленнее, чем в традиционной кастрюле.
В последнее время скороварки на кухне начали заменять мультиварками. Так называются многофункциональные кухонные приборы, которым плита не нужна, поскольку у них есть встроенные нагревательные элементы, работающие от электросети. А управляет процессом приготовления блюд микропроцессор.
ПРИЗ НОМЕРА
Наши традиционные три вопроса:
1. Обитателям холодных вод выгоднее быть теплокровными или холоднокровными? Почему?
2. Почему при сжигании мусора стараются поддерживать как можно более высокую температуру?
3. Почему в своих опытах биологи довольно часто прибегают именно к радиоактивным меткам, а не к каким-либо иным?
ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ
«ЮТ» № 9 – 2012 г.
1. Да, будут, только выходная мощность из-за слабого освещения станет меньше.
2. Теоретический предел скорости вертолета существует. Ее ограничивает момент срыва воздушного потока с лопастей ротора. Превысить скорость звука вертолет не может.
3. Клонирование, в принципе, возможно, если ученые найдут (или синтезируют) достаточное количество ДНК мамонта и заменят ими ДНК в яйцеклетке слонихи.
* * *
Поздравляем с победой Виктора Самохвалова из Петропавловска-Камчатского.
Близки были к успеху Алексей Мищенко из п. Новопавловска Забайкальского края и Олеся Петренко из Краснодара.
* * *
