Всесоюзные олимпиады по физике - Слободецкий И.Ш.
Скачать (прямая ссылка):
того, чтобы она закипела, избыточное давление внутри этих пузырьков
должно быть больше, чем в случае сырой
86
воды, содержащей большие пузырьки. Следовательно, температура кипения
кипяченой воды выше температуры кипения сырой воды. Благодаря этому вода,
находящаяся в большой кастрюле, передает воде в маленькой кастрюле тепло,
необходимое для ее кипения. Это и объясняет описанный в задаче опыт.
67. Так как
Е = а (1 + cos Q/) cos cot = = a cos со/ + ~ a cos [(со-Q)/]-f + cos [(со
+ Q)/],
то модулированная по амплитуде волна представляет собой сумму трех
монохроматических волн с частотами со, щ = со - й и со2 = со + Q. Кванты
энергии, соответствующие этим волнам, равны:
W = Йсо = 2,1 • 10~18 Дж,
Wx= Йсо,= 1,89 ДО-18 Дж, W2 = Йсо2 = 2,31-10-18 Дж.
Так как энергия ионизации атома водорода W-t = 13,5 эВ = = 2,16-10~18 Дж,
то Wi> Wx и Wt > W. Поэтому колебания с частотами со и cox не могут
ионизировать атом водорода. Ионизацию могут производить только колебания
с частотой со2. Энергия We выбитых ими электронов будет равна разности
1Г2- Wt = 1,5- КС19 Дж.
68. Так как напряженность поля внутри шара равна нулю, то потенциал всех
точек внутри шара одинаков и равен потенциалу точек, лежащих на его
поверхности. Поэтому достаточно определить потенциал поля в любой точке
внутри шара, например в его центре. Он равен
Ф = -ч- + у-,
4зхее0/? 4яее0г
где Ау; - заряды, индуцированные на поверхности шара, г - радиус шара.
Так как полный заряд шара
Q = 2A<7e
i
равен нулю, то второе слагае-мое равно нулю. В результате находим:
4лее0/?
69. В инерциальной системе отсчета, связанной со звездами, угловая
скорость объекта, кажущегося неподвижным относительно звезд, равна нулю.
Поэтому этот объект не может иметь центростремительное ускорение и,
следовательно, не может вращаться около какой-либо точки пространства, в
том числе и вокруг Земли. Следовательно, такое тело не может быть
спутником Земли.
70. Для определения плотности р камня необходимо знать его массу т. и
объем V:
т
Р = - ¦ г V
С помощью динамометра можно определить значения веса тела в воздухе ^ и в
воде Р2. Разность этих значений равна архимедовой силе Fa, действующей на
камень в воде (архимедовой силой, действующей на камень в воздухе,
пренебрегаем). Зная плотность воды р0, определим объем камня:
V =--------= I
Pog Pog
и его плотность
87
71. Наиболее простое решение получается в том случае, если в
распоряжении экспериментатора имеется небольшое тело, которое плавает и в
воде, и в исследуемой жидкости. В этом случае из условия плавания этого
тела в воде следует:
mg = frVxg,
или
т = pjKj,
где рх - плотность воды и Vx - объем части тела, погруженной в воду.
Точно так же из условия плавания этого тела в масле имеем:
rn = PiV2, где р2 - плотность масла и V2- объем части тела, погруженной в
масло.
Откуда следует, что
Pi^i = 21
или
Vx
Если в распоряжении экспериментатора нет подходящего тела, то задачу
можно решить другим способом. В мерный цилиндр наливают один раз воду, а
другой раз - исследуемую жидкость и погружают медный цилиндр в сосуд с
водой. Воды и исследуемой жидкости наливают в цилиндр столько, чтобы он
оба раза плавал в сосуде с водой, погружаясь на одну и ту же глубину. Это
значит, что в обоих случаях масса мерного цилиндра с жидкостью одинакова.
Одинаковы, следовательно, и взятые массы воды и исследуемой жидкости:
Pi^i = P2V2.
где Vi и V* - объемы воды и исследуемой жидкости в мерном
цилиндре. Отсюда
Р2 - Pi
V _____1_
V'
72. Для повышения точности измерений можно поступить следующим образом.
Сначала составить цепь по схеме, приведенной на рисунке 153, а, для
определения сопротивления амперметра гд:
U1
Г А
/1
где 1Х и Ux - показания амперметра и вольтметра. Затем поставить цепь по
схеме, показанной на рисунке 153, б, и из уравнения
h (Rx + rA)=U2 (где 1Х и U2 - показания амперметра и вольтметра) находят
сопротивление Rx резистора:
Rx = uf-'2
и*
.г = -? ¦
А /
1 2
Чл
h
73. Проволоки следует покрыть тонким слоем воска. С этой целью их
необходимо нагреть и провести ими по кусочку твердого воска. Затем все
проволочки следует скрепить с одного конца и нагревать в месте
скрепления. Через равные промежутки времени следует измерять длины
отрезков проволоки, на которых воск рас-
Рис. 153
88
плавился. Отношение этих длин 1г : 1г : 13 ... приблизительно равно
отношению коэффициентов теплопроводности проволок. Погрешность опыта
определяется различием теплоотдачи у проволок с разной теплопроводностью.
Чем больше теплопроводность проволоки, тем больше длина отрезка нагретой
части проволоки и, следовательно, больше теплоотдача с ее поверхности. В
связи с этим опыт желательно проводить достаточно быстро. Для получения
более точного результата можно провести несколько независимых опытов.
74. Для того чтобы "шар" поднимался, необходимо, чтобы архимедова сила
Fk, действующая на "шар" со стороны атмос ферного воздуха, была больше
силы тяжести, действующей на оболочку "шара" и горячий воздух,
