Всесоюзные олимпиады по физике - Слободецкий И.Ш.
Скачать (прямая ссылка):
^max lo Xi Iq.
131. Камера-обскура - это коробка с отверстием. На фото-
Рис. 188
пленку, помещенную в камеру, попадает широкий пучок лучей, идущий из
каждой точки фотографируемого объекта (рис. 189). Для того чтобы тигр на
фотографии получился полосатым, площадки, на которые попадают лучи.,
идущие от ближайших точек соседних полос на шкуре тигра, не должны
перекрываться. Для этого необходимо, чтобы пленка находилась от отверстия
на расстоянии
^ d х >------.
2iga
Так как
то
" ^ d(L х) х> / .
Отсюда
^ dL
X. > ---:---------•.
/ (Т - d)l)
Поскольку -у < 1, то, пренебрегая этой величиной по сравнению с 1,
получим:
^ dL 1А
х > -у- г=- 10 см.
Итак,, глубина камеры должна быть больше 10 см.
132. Для проведения измерений удобно пользоваться установкой, схема
которой приведена на рисунке 190. Изменяя напряжение на лампе с помощью
потенциометра, производят серию измерений силы тока', проходящего через
лампу, и напряжения на ней. Затем по результатам каждого измерения
рассчитывают сопротивление лампы:
По этим данным строят график зависимости сопротивления лампы от силы
тока. Рост сопротивления лампы при увеличении силы тока объясняется
температурной зависимостью сопротивления нити лампы.
133. При погружении одного и того же груза в две различные жидкости
архимедовы силы, действующие на него, определяются так:
Fi = PigV, F2 = p2gV, (1)
где Pi и p2 - плотности жидкостей, из которых одна (например, рх)
неизвестна.
Величины Fj и F2 можно определить по разности показаний динамометра, к
которому подвешен груз, в случаях, когда последний находится в воздухе и
в жидкостях (рис. 191):
114
Рис. 1.39
Рис. 190
я
Рис. 191
р, = - = - р, =
gV Л Р-
Р-Р,
-Pi
= U-±-R. I иг
135. Кубик следует подвесить за две нити, к одной из них прикрепить
динамометр. В этом случае показания дина-
1 1
L ...... п i1-1
L-<v> - 1. ... ....
Fi ==р-ръ f 2 = р -р*,т
где Р - показание динамометра, когда груз находится в воздухе, P-у и Р2 -
показания динамометра, когда груз находится в жидкостях с известной и
неизвестной плотностями. Из равенств (1) и (2) находим неизвестную
плотность жидкости:
134. Если сопротивление Rv вольтметра много больше сопротивлений Rx
реостата и R резистора, то для определения сопротивления Rx реостата
можно составить цепь по схеме, приведенной на рисунке 192.
Измерив напряжение \3Х на резисторе и [/2 на реостате, получим:
и,
Рис. 192
мометра будут -равны
F - ТЕ
2 '
При выполнении условия mg < 2 Емакс измеряют силу F, а затем находят
массу тела по формуле
2F
т = -.
Я
136. Нальем в калориметр 50 г веды и поставим "а электроплитку. Будем
.считать, что калориметр .принимает от плитки .в единицу времени
количество теплоты q. Измерим время т1ч необходимое для того, чтобы вода
нагрелась от <80 до 90 °С. Затем измерим время т2, необходимое для того,
чтобы вода испарилась (за начало отсчета времени принимаем теперь момент
закипания воды). Поскольку значения температуры 80-90 °С и 100 "С близки,
будем считать, что полезная тепловая отдача плитки т)q в обоих случаях
одинакова. Поэтому т\дхх = cmits -4), вдт2=тг,
оде ? я m - удельная теплоемкое № и маееа воды, г - удель-ш теплота веды.
Отсаеда
(Г = -4)
115
Полученный результат носит оценочный характер, так как мы пренебрегли
теплоемкостью сосуда и различием в теплоотдаче при нагревании и кипении
воды.
137. С помощью весов определяем массу соли т, массу М воды (по разности
массы калориметра с водой и пустого калориметра). Измеряем также
начальную температуру воды t0.
После всыпания соли в воду ее температура понижается до значения tx. Из
уравнения теплового баланса
с (т-*гМ) (t0 - /г) = тХ
находим удельную теплоту X растворения соли:
X = c(t0-t1)+ СМ
138. Задачу можно решить, сравнивая время тг нагревания нафталина до
точки плавления (79 °С) с временем т2 плавления его.
На основании закона сохранения энергии запишем:
тдет! = cm (ti - t2), щт2 = тХ,
где q - количество теплоты, получаемое сосудом с нафталином от
нагревателя (электрической плитки) за 1 с.
Отсюда
X = ±c(t1-tJ.
Ti
Для более точного выполнения работы следует фиксировать температуру
нафталина через каждую минуту и построить график зависимости температуры
нафталина от времени его нагревания. Чтобы предотвратить уменьшение массы
вещества вследствие возгонки наф-
талина, рекомендуется сосуд закрывать.
139. Для решения задачи необходимо собрать установку по рисунку 193.
Применив уравнение состояния газа для воздуха в колбе до откачки (при
атмосферном давлении ратм) и после откачки, получим:
PmiV = %RT, pV = ^RT. м м
Отсюда
}^ - (Ратм Р) М Т (mt - m2)
Давление р фиксируется манометром, объем колбы V задан, разность масс тх
- т2 определяется путем взвешивания колбы до и после откачки, температура
Т фиксируется термометром.
В интересах безопасности следует поместить колбу в мешочек из ткани.
140. Для исследования зависимости сопротивления термистора от температуры
составляют цепь по схеме, приведенной на рисунке 194. Предварительно
