Текст книги "Юный техник, 2005 № 12"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

Этот выпуск «ПБ» мы посвящаем разработкам, которые продемонстрировали в Москве участники 17-й встречи молодых ученых Евросоюза. Более 120 молодых исследователей в возрасте от 15 до 20 лет из 35 стран Европы, а также из России, США, Японии и Китая предоставили 79 проектов.

О некоторых из них мы и хотим рассказать сегодня, чтобы вы получили представление об уровне работ на подобных встречах, о значении их говорит хотя бы тот факт, что участников приветствуют первые лица государства. В данном случае на торжественном открытии встречи присутствовал премьер-министр РФ М.Е. Фрадков.

РЕАКТОР ДЛЯ ВАШЕГО ДОМА

Многих участников встречи заботит проблема энергетического кризиса. И ребята предлагают свои варианты его решения. Так, уроженцы острова Мальта Даниела Бартоло, Марк Абела и Андреа Микалеф разработали домашний реактор, или генератор биогаза.

«Цель этой работы – производство горючего газа из органических отходов, которые остаются в каждом доме, – пояснила Даниела. – Нужно их только покрошить, для чего мы предлагаем воспользоваться либо покупным измельчителем отходов, либо использовать нашу разработку, похожую на бытовую мясорубку. Только в данном случае ножи имеют S-образную форму и вращаются электромотором мощностью в 350 Вт с достаточно высокой скоростью».

Измельченные отходы затем попадают в пластиковый контейнер, черный цвет которого позволяет ему поглощать большее количество тепла из окружающей среды, а значит, интенсифицировать реакции брожения внутри. При брожении образуется обычный бытовой газ – метан, – который через специальный клапан поступает по трубопроводу, например, в обычную газовую плиту, где используется для приготовления пищи. Ну, а то, что остается в контейнере, используется затем в качестве органического удобрения-компоста на огороде.

На выставке работ было многолюдно.

Как своеобразное дополнение к данному проекту, австрийцы Сюзанна Сернак, Маркус Мец и Феликс Фашингер предлагают использовать в подобных реакторах не обычные гнилостные бактерии, а специальные – вида puple bacteria, которые вместо метана вырабатывают водород.

«Этот газ, – полагает Феликс Фашингер, – более удобен для использования в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания и топливных элементах. Кроме того, как показали наши расчеты, водородные реакторы могут быть и промышленного типа. Их можно ставить, например, на уже выработанных угольных и нефтяных месторождениях, где остается еще немало угля и нефти. И бактерии будут превращать эту органику в газ, который можно транспортировать по трубам на заправочные станции, химические комбинаты.

Болгарин Христо Николаев Колев, наконец, намерен использовать водород и метан в топливных батареях, принцип работы которых он позаимствовал опять-таки у бактерий. «Мною разработал прототип электрохимического источника энергии, названный «постоянный алюминиево-хиноновый элемент питания», с которым провел ряд экспериментов для снятия вольт-амперных характеристик, – рассказал он. – Опыты показали: пока что КПД установки довольно низок и такая батарея не может конкурировать с живыми организмами или обычными тепловыми двигателями. Однако я полагаю, что мне удастся усовершенствовать разработку и довести ее до серийного производства».

МЕХАНИКА ОТСКОКА

Впрочем, наряду с серьезными работами в экспозиции, представленной ребятами, можно было увидеть и разработки на грани игры. Так, например, соотечественница Колева Соня Хаджиева, живущая в г. Софии, продемонстрировала исследование отскока мяча.

«Мною представлен сравнительный анализ двух математических моделей отскока мяча от твердой плоской поверхности – твердого круглого мяча (модель Уолтона) и модели, разработанной мной, которая описывает эластичный мяч неидеальной формы», – рассказала она. Проще говоря, Соня попыталась спрогнозировать отскок реального мяча, причем не только, скажем, баскетбольного, но и мяча для регби, который, как известно, имеет форму дыни.

Так вот, по мнению Сони Хаджиевой, если направить мяч-дыню так, чтобы мяч ударился «боком», то отскок будет более предсказуем и менее высок, чем если «дыня» врежется в землю одним из своих «концов».

Девушка надеется, что ее исследование пригодится тренерам спортивных команд и самим игрокам, которые хотят добиться лучших результатов в спорте.

ЭЙ, ДРУГ, НЕ ГОНИ ТАК!

А вот какую транспортную проблему попробовали решить французы Кароль Дюфор, Джонатан Фаджер-Товар и Франсуа Симплер. «Сегодня многие любят покататься на роликах, – рассказала Кароль. – Однако мы обратили внимание, что в магазинах нет спидометров для роллеров, и решили разработать свой»…

За основу ребята взяли полицейский скоростемер, который измеряет скорость машины на основе эффекта Доплера, посылая ультразвуковой или лазерный луч к мчащемуся автомобилю, а по характеру отраженного сигнала вычисляет быстроту движения объекта.

Аналогичное устройство разработали и ребята. В качестве датчика они использовали лазерную указку, а отраженный сигнал, улавливаемый специальным сенсором, обрабатывается наручным калькулятором, который и высвечивает показатели скорости на жидкокристаллическом табло. Единственный недостаток своей разработки ребята видят в том, что она получилась довольно дорогой – дороже самих роликов. Но они надеются, что при серийном производстве подобной новинки ее цена резко упадет.

В свободное время у участников встречи была обширная культурная программа. В частности, их познакомили с работой космической индустрии нашей страны.

«СКАЧКИ ВОДЫ»

Как видите, многие разработки довольно практичны. Однако первую премию получили гимназисты из Германии Игорь Готлибович и Рената Ландиг, обратившие свое внимание на заурядное, казалось бы, явление.

Откройте кран на кухне и посмотрите, как струя воды падает на горизонтальную поверхность. Сначала она растекается по поверхности, но затем – на некотором расстоянии – вдруг образуется кольцевой фонтанчик. Так же ведет себя и дождевая капля, падающая на поверхность лужи. Гидродинамики знают о таких «скачках воды» давно, но ни у кого не доходили руки исследовать это явление подробно.

Ребята создали несложную установку, которую и продемонстрировали членам жюри. Меняя условия истекания струи и ее падения, они добились того, что круговой фонтанчик принял форму многогранника. «Фокус» получился действительно зрелищный. Но вот какой от него практический толк, ребята объяснить так и не смогли.

ОСТЕРЕГАЙТЕСЬ МОБИЛЬНИКОВ!

Лично мне больше всего понравилась работа одного из трех российских участников встречи, старшеклассника из подмосковного города Краснознаменска Игоря Ярошевича, который изучал влияние электромагнитного излучения на живую клетку.

Как рассказал автор, его заинтересовало действие электромагнитного излучения мобильного телефона. В качестве подопытных особей Ярошевич взял инфузории-туфельки – неприхотливые одноклеточные существа. «За ними очень удобно наблюдать, – пояснил Игорь. – Кроме того, они имеют достаточно короткий цикл развития, и исследования не растянулись на долгие годы»…

Как это принято в науке, были взяты две группы испытуемых – подопытная и контрольная. Одну регулярно подвергали облучению мобильником, другая не подвергалась действию излучения. Уже через месяц стало заметно: подопытные инфузории замедлили свой рост и развитие, а некоторые даже уменьшились в своих размерах!

«Так что не советую постоянно носить мобильник в кармане, – подвел черту Игорь. – Лучше держать его в сумке, а время от времени и вообще старайтесь обходиться без аппарата. Жили же мы без мобильников»…

Кстати, интересная деталь. Чтобы не судить о размерах инфузорий на глаз, Игорь сфотографировал их в начале и конце эксперимента. При этом он хитроумно использовал некоторые преимущества современной цифровой техники. Если обычный фотоаппарат требует для съемки через тубус микроскопа применения специальной насадки, то маленький цифровой фотоаппарат имеет объектив столь малого диаметра, что способен «заглянуть» в окуляр микроскопа без всякого переходника. Если, конечно, у него есть режим «микро».

О своей работе рассказывает Игорь Ярошевич.

Согласитесь, проку от работы абсолютного победителя конкурса «Шаг в будущее» 2005 года больше, чем, например, от исследования по снятию стресса при помощи музыки у бездомных собак, попавших в приют, которое представила вниманию жюри девочка из Польши. Или от исследования ребят из Великобритании, которые захотели узнать, сколько креветок на самом деле содержится в креветочных крекерах.

В общем, приятно отметить, что работы наших соотечественников на уровне других выглядели совсем неплохо, хотя и не получили никаких наград. Остается убедить ребят: любой конкурс – это своего рода лотерея. Хотя получить престижную медаль да еще приличную сумму в евро, конечно, каждому бы не помешало.

В. СПИРИДОНОВ, спецкор «ЮТ»

НАШ ДОМ

Ежик, который живет на крыше

Попробуем, комбинируя традиционные технологии, новинки бытовой химии и дары дикой природы (желуди, еловые шишки, орехи), соорудить симпатичного ежика, которого можно установить на огороде как оригинальную скульптуру, пугало или закрепить на балконе или на крыше в качестве флюгера.

Начиная работу, прежде всего подберите материалы.

Вам потребуются: толстая медная или алюминиевая проволока (в крайнем случае воспользуйтесь стальной, отожженной), баллончик пенофлекса (продается на рынках и в хозяйственных магазинах), части и детали от старых игрушек, пуговицы, краски, обрезки толстой фанеры или дюймовой доски, бумага.

Чтобы ежик стоял твердо и устойчиво, как оловянный солдатик, необходим каркас-скелет. Он же – основа для формовки объемного контура фигуры. Из проволоки выгибаем контур, более-менее похожий на ежа, с расчетом чтобы в будущем туловище полностью его скрыло. (В противном случае торчащие проволочные лапки каркаса испортят всю композицию.) Для облегчения работы срисуйте схему каркаса с двух проекций (сбоку и спереди), увеличив ее до нужных вам размеров.

Мы специально взяли ежика – его фигура легко рисуется и по исполнению несложная. Опытные умельцы в качестве прототипа могут взять жирафа, слона или бегемота.

Поскольку из одного куска проволоки выгибать каркас трудно, проще сращивать его из проволочных кусочков, соединяя их ниткой, смоченной клеем «Момент» или «БФ-2», обматывая скотчем или прихватывая пайкой. Когда каркас будет готов, прикрепляем его к достаточно массивному основанию (куску толстой фанеры, доски или крупному камню).

Затем переходим к формовке туловища ежика. В целях экономии пенофлекса каркас стоит предварительно наполнить кусочками поролона или скомканной бумагой. Не стремитесь за один раз четко выдержать выбранный размер фигуры, помня, что на финишном этапе нужно будет закреплять «иголки» ежика из желудей или сосновых шишек. Кроме того, пенофлекс, застывая, резко увеличивается в объеме. Сохнет пена довольно быстро, и чтобы успеть «вмазать» в туловище и голову ежика шишки или желуди, держите их под рукой, подобранных по размеру, отсортированных по качеству и цвету. Крепите шишки на четверть или треть их длины «по шерсти», чтобы ваш зверек не казался взъерошенным.

Так же приклейте ежику глаза (например, из старых пуговиц), штанишки из цветной пленки, клеенки, линолеума.

Еще ежику потребуются башмаки из кусочков сосновой коры. Кора обрабатывается рашпилем, грубой шкуркой, ножом. Фурнитуру – шнурки, каблуки, ремешки, карманчики, пуговку носика – подберите сами из подручных материалов.

Если вы хотите сохранить естественный цвет шишек, пены и т. п., то для сохранности скульптуры покройте ее сверху защитным прозрачным лаком. Тем, кто любит яркие краски и цвета, предлагаем использовать аэрозольные баллончики с автоэмалью.

Жители приморских городов вместо шишек могут использовать ракушки или гальку. Ежика из них, конечно, не «слепишь», зато может получиться фантастический бронтозавр, броненосец или кистеперая рыба…

Если вы решите использовать ваше произведение в качестве флюгера, вставьте внутрь каркаса дюралевую трубу. Ее вы потом посадите на ось, закрепленную на крыше дома.

Когда зацветет «Эйфелева башня»?

Макет Эйфелевой или Останкинской башни может послужить необычным украшением вашей квартиры.

Перед работой определите, какие растения вам подойдут: одни любят обильный полив, другие – яркий солнечный свет и хорошо удобренную почву, третьи – песок… Дизайнеры-ботаники выращивают на каркасах и тыкву, и лагенарию, а в теплых районах – даже огурцы.

Стиль сооружения определяет технологию выполнения композиции.

Каркас башни – символа Парижа – лучше соорудить из прутьев лозы, плавника. А телебашню желательно изготовить из набора глиняных, цементных или пластиковых труб различного диаметра, подогнанных друг к другу так, чтоб они с достаточной степенью достоверности соответствовали бы реальному объекту. Прутья можно примотать друг к другу тонкой медной или алюминиевой проволокой, тонким шпагатом, лоскутками стеклоткани на эпоксидном клее.

Сначала последовательно смонтируйте на ровной поверхности боковые плоскостные грани-фермы. И уже затем, предварительно закрепив опоры (низ ферм) в нужном месте комнаты или сада, соберите всю башню.

После сборки покройте каркас для долговечности водостойким лаком или нагретой в «водяной бане» олифой. Затем внутри башни закрепите проволочными хомутиками цветочные горшочки или контейнеры. В крайнем случае можно высадить растения в ту почву, на которой стоит башня. Остается запастись терпением и подождать, пока побеги заполнят весь приготовленный для них объем. Глядишь, к следующему Новому году в вашем доме появится весьма оригинальная «вечная елка».

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Моторная яхта Elan Power 35получила на международной выставке «Лондон Бот Шоу-2005» престижную награду «Лодка года». Производит яхту небольшая верфь Elan Marineв Словении. Основная продукция – парусные яхты. Не так давно в ассортименте появились круизные моторные катера, большая часть которых уходила на экспорт, в Швецию. Цена яхты Elan Power 35в Европе составляет примерно 180 000 евро.

Техническая характеристика:

Длина полная… 11,01 м

Длина корпуса… 10,67 м

Ширина… 3,49 м

Водоизмещение… 6400 кг

Вместимость… 10 чел.

Мощность двигателей… 2x260 л.с.

Круизная скорость… 22–26 узлов

Максимальная скорость… 35 узлов

Объем топливного бака… 750 л

Объем бака для воды… 200 л

Кают на яхте… 2

Спальных мест… 4+1

В прошлом номере «ЮТ» вы познакомились с автомобилем Hyundai Getz, полюбившимся в последнее время россиянам, сегодня представляем вам компакт-вэн Hyundai Matrix.

Дебют автомобиля состоялся в 2001 году. Пользователи характеризуют машину как вместительную, быструю и устойчивую, хотя отмечают, что для наших дорог подвеску стоило сделать понадежнее. Автомобиль комплектуется двигателями от 1.6 до 1,8 литра.

Техническая характеристика:

Длина… 4,025 м

Ширина… 1,740 м

Высота… 1,685 м

База… 2,600 м

Объем двигателя… 1600 см ³

Мощность… 103 л.с.

Максимальная скорость… 170 км/ч

Снаряженный вес… 1320 кг

Вместимость топливного бака… 55 л

Разгон до 100 км/ч… 12,7 с

Средний расход топлива… 8,6 л/100 км

ПРИЕМНАЯ КОМИССИЯ

ФЗФТШОБЪЯВЛЯЕТ НАБОР УЧАЩИХСЯ

на 2006–2007 учебный год

Федеральная заочная физико-техническая школа (ФЗФТШ) при Московском физико-техническом институте (МФТИ) проводит набор учащихся общеобразовательных учреждений (школ, лицеев, гимназий и т. п.), расположенных на территории России. Финансирует школу Федеральное агентство по образованию. Обучение для учащихся, проживающих в Российской Федерации, в рамках утвержденного плана приема – бесплатное. Научно-методическое руководство школой осуществляет МФТИ.

Набор в 8, 9, 10 и 11 классы на 2006–2007 учебный год проводится на следующие отделения:

Заочное (индивидуальное обучение). Тел/факс: (095) 408-51-45.

Прием на заочное отделение проводится на конкурсной основе по результатам выполнения вступительного задания по физике и математике, приведенного ниже. Полная программа обучения рассчитана на 4 года (8 – 11 кл.), но поступать можно в любой из указанных классов.

В течение учебного года, в соответствии с программой ФЗФТШ, ученик будет получать по каждой теме задания по физике и математике (по 4 задания по каждому предмету для 8 класса, по 6–7 заданий по каждому предмету для 9, 10 и 11 классов), а затем рекомендуемые авторские решения этих заданий вместе с проверенной работой учащегося.

Очно-заочное (обучение в факультативных группах). Тел./факс (095) 485-42-27.

Группа (не менее 8 человек) принимается в школу, если директор общеобразовательного учреждения сообщит в ФЗФТШ фамилии, имена, отчества ее руководителей и поименный алфавитный список обучающихся (Ф. И. О. полностью с указанном класса текущего учебного года, итоговых оценок за вступительное задание по физике и математике, домашний адрес учащихся с указанием индекса, телефона и E-mail), телефон, факс и E-mail школы. Все эти материалы и конверт для ответа о приеме в ФЗФТШ с обратным адресом одного из руководителей следует выслать до 25 нюня 2006 г. по адресу: 141700, г. Долгопрудный Московской области, Институтский пер., 9, ФЗФТШ при МФТИ (с пометкой «Факультатив»).Тетради с работами учащихся не высылаются.

Работа руководителей факультативов может оплачиваться общеобразовательным учреждением как руководство профильными факультативными занятиями по предоставлению ФЗФТШ при МФТИ соответствующих сведений. Руководители, работающие с учащимися, будут получать в течение учебного года: учебно-методические материалы (программы по физике и математике, задания по темам программы, решения заданий с краткими рекомендациями по оценке работ учащихся); информацию о курсах повышения квалификации учителей физики и математики, проводимых ежегодно на базе МФТИ. Работы учащихся проверяют и оценивают руководители факультативных групп, а в ФЗФТШ ими высылаются ведомости с итоговыми оценками по каждому заданию и итоговая ведомость за год.

Очное (обучение в вечерних консультационных пунктах). Тел. (095) 409-95-83.

Но окончании учебного года учащиеся, успешно выполнившие программу ФЗФТШ, переводятся в следующий класс, а выпускники (11 кл.) получают свидетельства об окончании школы с итоговыми оценками по физике и математике, которые учитываются на собеседовании при поступлении в МФТИ.

Вне конкурса в ФЗФТШ принимаются победители областных, краевых, республиканских, зональных и всероссийских олимпиад по физике и математике 2005–2006 уч. г. Им необходимо до 15 мая 2006 г. выслать в ФЗФТШ выполненную вступительную работу по физике и математике вместе с копиями дипломов, подтверждающих участие в выше перечисленных олимпиадах.

Вступительное задание по физике и математикеученик выполняет самостоятельно в одной школьной тетради на русском языке, сохраняя тот же порядок задач, что и в задании. Тетрадь нужно выслать в большом конверте простой бандеролью. Вместе с решением обязательно вышлите справку из школы, в которой учитесь, с указанием класса. Справку наклейте на внутреннюю сторону обложки тетради. На лицевую сторону обложки наклейте лист бумаги, четко заполненный по образцу:

_{(таблица заполняется методистом школы)}

1. Область Свердловская

2. Фамилия, имя, отчество Кузнецов Роман Владимирович

3. Класс, в котором учитесь седьмой

4. Номер школы 4

5. Вид школы (обычная, лицей, гимназия, с углубленным изучением предмета) обычная

6. Подробный домашний адрес (с указанием индекса и телефона), E-mail 624600. г. Барнаул, ул. Садовая, д. 38, кв. 6. E-mail: [email protected]

7. Место работы и должность родителей:

отец электрик

мать учитель английского яз.

8. Адрес школы и телефон, факс. E-mail 624600, г. Барнаул, ул. Фрунзе д. 42, E-mail: [email protected]

9. Фамилия, имя, отчество преподавателей:

по физике Еремин Владимир Петрович

по математике Шилова Нина Игоревна

10. Каким образом к Вам попало вступительное задание?

ВНИМАНИЕ!Для получения ответа на вступительное задание и для отправки вам первых заданий обязательно вложите в тетрадь два одинаковых бандерольных конверта размером 160x230 мм с наклеенными марками номиналом на сумму 7 руб. На конвертах четко напишите свой домашний адрес.

Ученикам, зачисленным в ФЗФТШ в рамках утвержденного плана приема, будет предложено оплатить безвозмездный целевой взнос для обеспечения учебного процесса в соответствии с уставными целями школы.

Сумма взноса будет составлять в год ориентировочно для учащихся заочного отделения 400–700 руб., для очного 500 – 1000 руб., для очно-заочного – 800 – 1400 руб. (с каждой факультативной группы).

Срок отправления решения – не позднее 1 марта 2006 года. Вступительные работы обратно не высылаются. Решение приемной комиссии будет сообщено не позднее 1 августа 2006 года.

Тетрадь с выполненными заданиями (по физике и математике) высылайте по адресу: 141700, г. Долгопрудный Московской области, Институтский пер., 9, ФЗФТШ при МФТИ.

Для учащихся Украины работает Киевский филиал ФЗФТШ при МФТИ (обучение платное). Желающим в него поступить следует высылать работы по адресу: 03680, Украина, г. Киев, б-р Вернадского, д. 36, ГСП, Киевский филиал ФЗФТШ при МФТИ. Тел: (044) 424-30-25.

Для учащихся из зарубежных стран возможно только платное обучение на заочном и очно-заочном отделениях ФЗФТШ. Условия обучения для прошедших конкурсный отбор будут сообщены дополнительно.

Ниже приводятся вступительные задания по физике и математике.

В задании по физике: задачи 1–5 предназначены для учащихся 7-х классов; задачи в – 10 для 8-х классов; задачи 5–7, 9 – 13 для 9-х классов; 12–18 – для 10-х классов.

В задании по математике: задачи 1–5 для учащихся 7-х классов; задачи 3–8 для 8-х классов; задачи 5 – 10 для 9-х классов; задачи 7 – 13 для 10-х классов.

Номера классов указаны, на текущий 2005–2006 учебный год.

ВСТУПИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

МАТЕМАТИКА

1. Велосипедист проехал 5/7 пути и еще 40 км; ему осталось проехать еще 0,75 пути без 118 км. Сколько всего должен проехать велосипедист?

2. Среди точек данной прямой lнайти такую, что сумма расстояний от нее до двух данных точек Аи Вявляется наименьшей.

3. Имеются 4 пакета с сахаром и весы с двумя чашками без гирь. С помощью пяти взвешиваний расположите пакеты по весу, если известно, что все пакеты разного веса.

4. Найдите цифры сотен и единиц числа 42*4*, если известно, что оно делится на 72.

5. Определите, сколько килограммов сухарей с влажностью 15 % можно получить из 255 кг хлеба с влажностью 45 %.

6. Три окружности с центрами  O ₁, O ₂, O ₃ и радиусами r ₁, r ₂, r ₃соответственно, касаются друг друга и прямой l, как показано на рисунке. Найдите r ₃, если r ₁= 1, r ₂ = А.

7. Процент учеников некоторого класса, не повысивших во втором полугодии успеваемость, заключен в пределах от 96,9 % до 97,1 %. Определить минимально возможное число учеников в таком классе.

8. Числа ри 2 р+ 1, где р> 3, являются простыми числами. Докажите, что число 4 р+ 1 является составным.

9. Найдите все целые числа, каждое из которых является первым членом арифметической прогрессии с разностью, равной 7, и суммой первых нескольких членов, равной 2744.

10. Найти все значения параметра а. при которых система

имеет единственное решение.

11. Решите неравенство

12. Биссектриса ВКи высота CDостроугольного треугольника А ВСпересекаются в точке О. Окружность радиуса Rс центром в точке Опроходит через вершину В, середину стороны ВСи пересекает сторону АВв точке Мтакой, что АМ: МВ = 2:1. Найдите длину стороны АС.

13. Решите уравнение

ФИЗИКА

1.(Экспериментальное задание.) Определите скорость, с которой вода вытекает из носика водопроводного крана. Вы можете использовать линейку, часы или секундомер, емкость для воды.

2. Пункты Аи Внаходятся выше и ниже по течению реки. Катер выплывает из Аи, дойдя до пункта В, сразу разворачивается и возвращается в пункт А. Скорость течения реки равна V. Определите среднюю скорость катера за все время движения. Известно, что на путь из Ав Вкатер затратил в 2 раза меньше времени, чем на обратный путь. Скорость катера относительно воды не изменяется.

3. Школьник изучает движение брусков разной массы по горизонтальной шероховатой поверхности стола.

В первом опыте за легкую нить с постоянной скоростью тянут деревянный брусок массой m. При этом сила натяжения нити составляет 2H. Во втором опыте на ту же поверхность устанавливают второй брусок массой 2m, изготовленный из того же материала, что и первый. Концы второй нити закрепляют на брусках. Всю систему тянут с постоянной скоростью по столу за нить, привязанную к бруску меньшей массы (см. рис. 1). Определите силы натяжения обеих нитей.

4. В цилиндрическое ведро с вертикальными стенками и площадью дна S= 500 см ²налита нефть, занимающая объем V= 6,5 л. Найдите давление нефти на стенку ведра на высоте h= 3 см от дна. Какую массу воды долили в ведро, если давление в том же месте увеличилось на 20 %? Плотность воды р _в=1000 кг/м ³, плотность нефти р _н=800 кг/м ³. Атмосферное давление не учитывать.

5. Гидравлический пресс, заполненный водой, имеет цилиндры с поршнями, площади поперечного сечения которых равны 1000 см ²и 500 см ². В начальный момент поршни находятся на одном горизонтальном уровне. На поршень большей площади становится человек. При этом поршень опускается на Н= 0,3 м. Какова масса человека? Массами поршней пренебречь.

6. Какую массу имеет деревянный кубик с ребром Н, если при переносе его из масла в воду глубина погружения уменьшилась на l? Кубик плавает в каждой жидкости таким образом, что его грань параллельна поверхности жидкости. Плотности воды и масла равны р _ви р _м ( р _в> p _м).

7. Динамометр показывает, что шарик, подвешенный к нему на легкой нити, весит в воздухе Р ₁= 1,62Н. Когда шарик наполовину погрузили в воду, то динамометр стал показывать вес Р ₂=1,12Н. Какова плотность материала шарика?

8. В электрическом чайнике мощностью Р= 1 кВт можно нагреть до t= 100 °C полтора литра воды, имеющей начальную температуру t ₀= 20 °C, за  τ= 15 минут.

Определите коэффициент полезного действия (КПД) чайника. Под КПД чайника следует понимать отношение полезного количества теплоты, т. е. теплоты, пошедшей на нагревание воды, к количеству потребленной электроэнергии.

9. Кусок льда массой m _л = 700 г поместили в калориметр с водой. Масса воды m _в = 2,5 кг, начальная температура воды t _в= 5 °C. Когда установилось тепловое равновесие, оказалось, что масса льда увеличилась на m= 64 г.

Определите начальную температуру льда. Потерями тепла и теплоемкостью калориметра пренебречь.

10. Найдите температуру вольфрамовой нити лампочки, если при включении в сеть с напряжением  V= 220 В по нити идет ток I= 0,68 А. При температуре t ₁= 20 °C сопротивление нити R ₁= 36 Ом. Зависимость сопротивления металлического проводника от температуры определяется выражением R = R ₀(1 + αt), где t– температура проводника (в градусах Цельсия), α– температурный коэффициент сопротивления, R ₀– сопротивление проводника при температуре t ₀ = 0 °C. Температурный коэффициент сопротивления вольфрама  α= 4,6∙10 ^-3град ^-1.

11. Из точки Авертикально вверх с начальной скоростью V ₀ = 20 м/с бросают камень. Точка  Bрасположена над точкой Ана одной вертикали с ней. При своем движении камень дважды пролетает точку B: при движении вверх в момент времени t ₁и при движении вниз в момент времени t ₂( t ₂ > t 1). Время отсчитывается от момента начала движения. Чему равно расстояние Нмежду точками Аи B, если известно, что t ₂ = 2t ₁. Сопротивлением воздуха пренебречь.

12. Камень массы Млежит на горизонтальной поверхности на расстоянии Lот края пропасти. К камню прикреплена легкая нерастяжимая веревка, перекинутая через гладкий выступ на краю пропасти. Вверх по веревке лезет обезьяна массы m. С каким постоянным ускорением (относительно земли) она должна лезть, чтобы успеть подняться раньше, чем начнет падать камень?

Начальное расстояние обезьяны от выступа равно H (H < LM/m).Коэффициент трения камня о поверхность равен µ, причем µМ< m.

13. Космический аппарат массы М= 40 кг движется по круговой орбите радиуса  R= 6800 км вокруг Марса. В аппарат попадает и застревает в нем метеорит, летевший со скоростью  V= 50 км/с перпендикулярно направлению движения аппарата. При какой массе метеорита отклонение в направлении движения аппарата не превысит угол  α= 10 ^-4рад? Масса Марса М _о = 6,4-10 ²³кг. Гравитационная постоянная G= 6,67∙10 ^-11м ³/(кг∙с ²).

14. Воздух можно приближенно считать смесью азота и кислорода. Определите, какая масса кислорода находится в  V= 100 м ³воздуха при нормальных условиях. Молярную массу воздуха считать равной µ _в= 29 г/моль.

15. Атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа. Какой объем должен иметь исследовательский зонд массой m= 1000 кг, чтобы плавать в нижних слоях атмосферы Венеры? Температура углекислого газа у поверхности планеты составляет 500 °C, а давление р= 100 атм. Считать, что углекислый газ ведет себя в этих условиях как идеальный газ.

16. В сосуде объемом V= 1000 л находятся вода и насыщенный водяной пар при температуре 100 °C. Общая масса пара и воды равна М= 1 кг. Определите массу воды в сосуде. Плотность воды равна р _в= 1000 кг/м ³.

17. В цилиндрическом сосуде с вертикальными стенками, закрытом сверху легко скользящим поршнем массой М= 15 кг и площадью сечения S= 0,005 м ², находится 3 м ³водорода H ₂при некоторой температуре. Атмосферное давление составляет 10 ⁵Па. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы втрое увеличить объем, занимаемый водородом?

18. Три одинаковых металлических маленьких шарика расположены на прямой в точках A, Bи С(см. рис. 2), причем АВ= ВС= r. Заряды шариков равны q _A= q, q _В= —3qи q _c= q, соответственно ( q> 0). Во сколько раз изменится величина силы, действующей на заряд q _с, если шарики с зарядами q _Aи q _Bпривести в соприкосновение и вернуть их в точки Аи В.