Deux barres identiques de 20 cm d'épaisseur

Dans la tâche n°5 de l'examen d'État unifié de physique, vous devez choisir les versions correctes des énoncés qui caractérisent tel ou tel phénomène. La théorie est similaire à d'autres tâches de mécanique, mais nous en rappellerons les points principaux.

Théorie de la tâche n°5 de l'examen d'État unifié de physique

Oscillations

L'oscillation est un processus répétitif caractérisé par un changement de la valeur d'une quantité physique autour de son état d'équilibre.

Pendule à ressort

Dans un pendule à ressort, la force élastique est proportionnelle à l'allongement du ressort F=– kx. Ici k- coefficient de rigidité du ressort, qui ne dépend pas de l'ampleur de la force et du déplacement.

L'écart maximal par rapport à la position d'équilibre est appelé amplitude. La force élastique à cette déviation est maximale, donc l'accélération du corps est également maximale. A l'approche de la position d'équilibre, l'étirement du ressort diminue, ce qui entraîne une diminution de l'accélération du corps, car elle dépend de la force élastique. Ayant atteint le point d'équilibre, le corps ne s'arrête pas, même si à ce stade la force et l'accélération sont nulles. La vitesse du corps au point d’équilibre du ressort est valeur la plus élevée. Par inertie, le corps continuera à dépasser cette position, déformant le ressort dans le sens opposé. La force élastique qui apparaît dans ce cas ralentit le pendule. Il est dirigé dans le sens opposé au mouvement du pendule. Ayant à nouveau atteint l'amplitude, le corps s'arrête puis commence à avancer revers, répétant tout ce qui est décrit ci-dessus.

Période d'oscillation

La période d'oscillation d'un tel pendule est déterminée par la formule :

Où m– masse du corps (charge) sur le ressort

Énergie potentielle

L'énergie potentielle est égale au produit de la force et de la flèche, c'est-à-dire

Où X– la distance entre le point où se trouve le poids du pendule et sa position d’équilibre

Énergie cinétique

L'énergie cinétique dépend de la vitesse du pendule et est déterminée par la formule Ici T- masse pendulaire, v- sa vitesse.

Accélération du corps

Le module d'accélération sur le segment de trajet est déterminé par la formule

Où v, v 0 – respectivement, les vitesses finale et initiale du corps à l'intervalle spécifié ; t, t 0 – respectivement l'heure finale et l'heure de début.

Impulsion corporelle

La quantité de mouvement d'un corps peut être calculée à l'aide de la formule :

Où m– le poids corporel, v– sa vitesse

La force d'Archimède

La force d'Archimède est la force avec laquelle un liquide repousse un corps qui y est immergé. Il est déterminé par la formule :

F=ρ gV

Où ρ – densité du corps physique immergé, g– accélération de la chute libre, V– le volume corporel.

Analyse des options typiques pour les tâches n°5 de l'examen d'État unifié en physique

Version démo 2018

Le tableau présente des données sur la position d'une bille attachée à un ressort et oscillant le long de l'axe horizontal Ox à différents instants.

Dans la liste ci-dessous, sélectionnez deux énoncés corrects et indiquez leurs numéros :

1. L'énergie potentielle du ressort au temps 1,0 s est maximale
2. La période d'oscillation de la balle est de 4,0 s
3. L'énergie cinétique de la balle au temps 2,0 s est minime
4. L'amplitude des oscillations de la bille est de 30 mm
5. Complet énergie mécanique d'un pendule constitué d'une bille et d'un ressort, à l'instant 3,0 s le minimum

Algorithme de solution :

1. Analysez le tableau des données de mouvement de la balle.

2-6. Déterminez la véracité des affirmations 1 à 5.

7. Écrivez la réponse.

Solution:

Première version de la tâche (Demidova, n°3)

Dans un référentiel inertiel, un corps d'une masse de 20 kg se déplace le long de l'axe Ox. La figure montre un graphique de la projection de la vitesse vx de ce corps en fonction du temps t. Dans la liste ci-dessous, sélectionnez deux énoncés corrects qui décrivent le mouvement d’un corps.

1. Le module d'accélération corporelle dans l'intervalle de temps de 60 à 80 s est 3 fois supérieur au module d'accélération corporelle dans l'intervalle de temps de 80 à 100 s.
2. Dans l'intervalle de temps de 80 à 100 s, le corps s'est déplacé de 30 m.
3. À l'instant 90 s, le module des forces résultantes agissant sur le corps est de 1,5 N.
4. Dans l'intervalle de temps de 60 à 80 s, l'élan du corps a augmenté de 40 kg∙m/s.
5. L'énergie cinétique du corps dans l'intervalle de temps de 10 à 20 s a augmenté 4 fois.

Algorithme de solution :

1. Nous recherchons le module d'accélération et vérifions la véracité de la première déclaration.
2. Nous déterminons la distance parcourue par le corps pendant la période de temps indiquée dans l'énoncé 2 et vérifions sa véracité.
3. Nous déterminons la grandeur de la résultante de toutes les forces agissant sur le corps.
4. Nous calculons le changement d'élan dans l'intervalle spécifié.
5. Nous trouvons l'énergie cinétique au début et à la fin du trajet et comparons leurs valeurs.
6. Nous écrivons la réponse.

Solution:

1. Le module d'accélération dans l'intervalle de temps de 60 à 80 s est égal à et dans l'intervalle de 80 à 100 s : Comme nous pouvons le voir, l’énoncé est incorrect (puisque la condition dit le contraire) :

2. Nous utilisons la valeur d’accélération que nous venons de trouver pour calculer les coordonnées du corps :

C'est la distance parcourue. La déclaration est vraie.

3. La résultante de toutes les forces agissant sur un corps donné est égale à F = ma. Calculons-le en tenant compte du fait que selon la condition, la masse corporelle est m = 20 kg et l'accélération est a = 3/20. Alors F= 20 ∙3/20 kg m/s 2 = 3 N. L'énoncé est incorrect.

4. Le changement de quantité de mouvement est déterminé comme suit : kg∙m/s. La déclaration est incorrecte. 5. L'énergie cinétique du corps à un instant 10 s est déterminée par la formule : , et à un instant 20 s . Trouvons leur rapport : Moyens, E 2 =4E 1 - la dernière affirmation est correcte.

Deuxième version de la tâche (Demidova, n°27)

Deux barres identiques, de 5 cm d'épaisseur et pesant 1 kg chacune, reliées entre elles, flottent dans l'eau de manière à ce que le niveau d'eau tombe à la limite entre elles (voir figure). Dans la liste ci-dessous, sélectionnez deux énoncés corrects et indiquez leurs numéros.

1. Si l'eau est remplacée par du kérosène, la profondeur d'immersion des barres diminuera.
2. La force d'Archimède agissant sur les barres est de 20 N.
3. La densité du matériau à partir duquel les barres sont fabriquées est de 500 kg/m3.
4. Si une charge pesant 0,7 kg est placée sur le bloc supérieur, les barres couleront.
5. Si vous ajoutez deux autres barres similaires à la pile, la profondeur de son immersion augmentera de 10 cm.

Algorithme de solution :

1. Analysons la condition du problème. Vérifions l'exactitude de la première déclaration.
2. On détermine la force d'Archimède agissant sur les barres. Nous le comparons à celui indiqué dans l’énoncé 2.
3. Nous trouvons la densité du matériau et déterminons la vérité de l'énoncé 3.
4. Vérification de la véracité de la déclaration 4.
5. Trouver la bonne réponse à la dernière question.
6. Nous écrivons la réponse.

Solution:

CO , égal, comme il ressort du dessin, l1 moment de gravité

M = mg l - l . 1 2

la gravité mg est appliquée et la charge est suspendue à une distance l 1 de l'extrémité gauche.

Lorsqu'il n'y avait pas de charge, l'extrémité gauche de la tige, sous l'influence de son poids et avec une force élastique plus faible dans le ressort gauche, s'affaissait et celle de droite se levait, car le ressort y est plus rigide. Par conséquent, pour que la tige prenne une position horizontale, il est nécessaire de suspendre la charge plus près de son extrémité droite. L'équilibre se produira lorsque la somme des moments faisant tourner la tige autour du point de suspension de la charge O dans le sens des aiguilles d'une montre sera égale à la somme des moments de forces la faisant tourner autour du même point dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La tige tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour du point O par la gravité et la force F 2, égale en ampleur à la force élastique qui apparaît dans le ressort droit lors de sa déformation. Et la force F 1 fait tourner la tige dans le sens des aiguilles d'une montre, également égale à la force élastique du ressort gauche. D'après la règle des moments de forces, le moment M de gravité mg plus le moment M 2 de force F 2

Le moment de force est égal au produit de cette force et de son effet de levier. Le bras de gravité mg est la distance entre le point de son application sur la tige C et le point O, c'est-à-dire longueur des segments

− 2 l , donc

1. Mécanique

Le moment de force F 2, qui, selon la loi de Hooke, est égal en module à k 2 x, où x est le même allongement des deux ressorts (après tout, la tige est restée horizontale), est égal au produit de cette force et son bras. Et le bras de la force F 2 est le segment Ob, égal à l - l 1. Par conséquent, le moment de force F 2

Remplaçons les membres droits des égalités (2), (3) et (4) dans la règle des moments (1), après quoi, en ouvrant les parenthèses, on trouve la distance requise l 1 :

Ouvrez les parenthèses et trouvez l 1 :

mgl1 − mg 2 l + k2 xl− k2 xl1 = k1 xl1 , mgl1 − xl1 (k1 + k2 ) = mg 2 l − k2 xl,

Tâche dans vue générale résolu. Faisons les calculs. 20 cm = 0,2 m.

2(3 10−2 30 0,2)

l 1 = 2(3 10−0,2(10+30) ) m = 0,8 m.

Réponse : l 1 = 0,8 m.

Problème 72. Une balle, un tiers de son volume immergée dans l'eau, repose au fond d'un récipient et appuie sur le fond avec une force égale à la moitié du poids de la balle. La densité de l'eau est de 1000 kg/m3. Trouvez la densité de la balle. Arrondissez votre réponse au nombre entier le plus proche.

Guide de physique

Notons par ρв la densité de l'eau, ρш - la densité de la boule, V -

son volume, P est son poids, m est la masse de la balle, F pression est la force de pression de la balle sur le fond, F ext est la force de poussée, g est l'accélération

gravité de la chute libre, V 1 - le volume de la partie immergée du ballon.

P. égale à la somme des forces de pression sur la balle,

ρsh = 2 3 1000 kg/m3 = 667 kg/m3.

Réponse : ρsh = 667 kg/m3.

Problème 73. Le mercure est versé dans des vases communicants de différentes sections afin que son niveau soit situé à une distance L du bord du vase (Fig. 45, a). Ensuite, de l'eau était versée jusqu'au bord dans un large récipient. Jusqu'à quelle hauteur h le niveau est-il monté ?

h - ?

ρ 1 ρ 2

1. Mécanique

le mercure dans un récipient étroit ? La section transversale d'un récipient large est N fois plus grande que celle d'un récipient étroit ; les densités du mercure ρ1 et de l'eau ρ2 sont connues.

Notons p 1 la pression d'une colonne de mercure au-dessus du niveau ab, p 2 - la pression d'une colonne d'eau au-dessus de ce niveau, ∆h - la différence des niveaux de mercure dans un large récipient avant et après que de l'eau y soit versée, ∆V - le volume de mercure extrait d'un récipient large par l'eau , S est la section transversale d'un récipient étroit, h est la hauteur à laquelle le niveau de mercure a augmenté dans un récipient étroit, g est l'accélération de chute libre.

Donné : Solution

L Soulignons sur la Fig. 45, niveau b ab, ci-dessous

N dont le liquide est homogène, c'est-à-dire ci-dessous seulement-

au mercure, et la pression d'en haut à ce niveau dans les deux récipients est égale.

Dans un récipient étroit, le niveau ab est pressé d'en haut par une colonne de mercure de hauteur h + ∆h, où ∆h est la différence des niveaux de mercure dans un récipient large avant et après

de l'eau y a été versée, ce qui a fait baisser le niveau de mercure de ∆h, et le niveau de mercure dans un récipient étroit a augmenté de h. Dans un récipient large, une colonne d'eau de hauteur L + ∆h appuie sur ce niveau par le haut. Assumons la pression d'une colonne de mercure p 1 à la pression d'une colonne d'eau p 2 :

p 1 = p 2,

Guide de physique

où p 1 = ρ1 g (h + ∆h) et p 2 = ρ2 g (L + ∆h).

ρ1 g (h + ∆h) = ρ2 g (L + ∆h), ρ1 (h + ∆h) = ρ2 (L + ∆h). (1)

Prenons maintenant en compte que le volume de mercure ∆V expulsé par l’eau d’un récipient large est égal au volume de mercure qui est arrivé dans un récipient étroit à cause de cela. Puisque le volume ∆V peut être représenté comme le produit de la hauteur d'une colonne de mercure et de la section transversale du récipient, alors par rapport à un récipient étroit, dont la section transversale est désignée par S, on écrit : ∆V = hS, et par rapport à un vaisseau large dont la surface est N fois plus grande : ∆V = ∆hNS. Alors hS = ∆hNS , d'où

Remplaçons (2) par (1) et déterminons la hauteur requise h à partir de l'expression résultante :

1. Mécanique

Problème 74,4 barres identiques, chacune de 2 cm d'épaisseur, flottent dans l'eau. Dans quelle mesure la profondeur d'immersion des barres changera-t-elle si l'une des barres supérieures est retirée ?

Notons h - l'épaisseur de la barre, ρ - la densité de l'eau, g - l'accélération de la chute libre, V 1 - le volume des barres immergées, h 1 - la profondeur d'immersion de deux barres, h 2 - la nouvelle profondeur d'immersion de 3 barres, S - la surface de la base de la barre, P 1 - le poids d'une barre , ∆h - changement de profondeur d'immersion, F ext1 - force de flottabilité qui agissait lorsque les 4 barres flottaient .

force de poussée F ext1 = 4P 1, où F ext1 = ρgV 1 = ρgh 1 S. Le volume des deux barres immergées est V 1 = h 1 S, où h 1 = 2h. Alors à propos

ρ gh1 S = 4 Р1 .

De même, lorsqu'un bloc était supprimé, ρgh 2 S = 3Р 1. Divisons ces égalités les unes par les autres :

d'où la nouvelle profondeur d'immersion des barres h 2 = 3 4 h 1.

Par conséquent, la profondeur d'immersion des barres passera à

∆h = h 1 – 3 4 h 1 = h 4 1,

où h 1 = 2h = 2 ∙ 2 cm = 4 cm, donc

∆h = 4 4 cm = 1 cm.

Réponse : ∆h = 1 cm.

Problème 75. WestelavvodeR 1 = 120N, inmasleR 2 = 100N. La densité de l’eau est ρ1 = 1000 kg/m3 et la densité du pétrole est ρ2 = 900 kg/m3. Trouvez la densité du corps.

Guide de physique

Notons P le poids du corps dans l'air, F ext1 - la force de poussée dans l'eau, ρт - la densité du corps, V - le volume du corps, m - sa masse, g - l'accélération de la gravité .

Écrivons ces expressions comme ceci :

P1 = ρ t V g – ρ dans gV ou P1 = V g (ρ t – ρ in ).

De même, par rapport au pétrole, P 2 = Vg (ρт – ρм). Divisons maintenant les deux dernières égalités l'une par l'autre :

ρт Р 1 – ρм Р 1 = ρт Р 2 – ρв Р 2, ρт Р 1 – ρт Р 2 = ρм Р 1 – ρв Р 2,

ρ = ρ m< P 1 −ρ в2 P 2 .

t P 1 − P 2

ρ t = 900 120−− 1000 100 kg/m 3 = 400 kg/m 3. 120 100

Réponse : ρt = 400 kg/m3.

Problème 76. Une balle faite d'un matériau dont la densité est n fois inférieure à la densité de l'eau tombe dans l'eau d'une hauteur H. Jusqu’à quelle profondeur maximale la balle plongera-t-elle ?

Notons m la masse de la balle, g - l'accélération de la chute libre, h - la profondeur maximale d'immersion, A - le travail de la poussée d'Archimède F ext, ρsh - la densité de la balle, V - sa volume, ρw - la densité de l'eau.

H l'immersion est égale en module au travail d'archi-

Remplaçons les membres droits des égalités (2) et (3) dans la formule (1) :

ρ w Vg(H + h) = ρ dans gVh.

Réponse : h = n H −1 .

Problème 77. Selon la légende, le roi Hiéron s'est tourné vers le grand Archimède pour lui demander de vérifier si la couronne d'or coulée pour lui par les artisans était solide ou s'il y avait une cavité à l'intérieur. Après avoir effectué les mesures et calculs nécessaires, le scientifique a découvert qu'à l'intérieur de la couronne se trouve un vide d'un volume de 9 cm3. Pour ce faire, Archimède a pesé la couronne

Guide de physique

V l'air et l'eau. Dans l'eau, la couronne pesait 9,22 N (l'unité de force newton a été introduite bien plus tard). À l'aide des calculs d'Archimède, déterminez le poids de la couronne

V air. Densité de l'or 19,3 ∙ 10 3 kg/m3, la densité est

jour 1 ∙ 103 kg/m3.

Notons V le volume de la cavité dans la couronne, P 1 - le poids de la couronne dans l'air, P 2 - le poids de la couronne dans l'eau, ρsol - la densité de l'or, ρv - la densité de l'eau, F ext - la force de flottabilité, g - l'accélération de la chute libre, V - le volume de la couronne, V gold - le volume d'or dans la couronne.

D'après la formule de la force de flottabilité

F out = ρ ingV,

où V est le volume extérieur de la couronne, égal à la somme du volume d'or V or et du volume de la cavité V étage :

V = Vsol + Vpol.

En gardant cela à l'esprit

F haut = ρ en g (V or + V plancher).

Exprimons maintenant le volume d’or en fonction de son poids dans l’air. D'après la formule de densité

Le problème a été globalement résolu. Faisons les calculs :

Réponse : P 1 = 9,82 N.

Problème 78. Un cube en bois d'une longueur de bord de 5 cm est plongé dans l'eau et une couche de kérosène est versée dessus, au ras du bord supérieur du cube. Trouvez le volume du cube immergé dans l'eau. La densité du bois est de 960 kg/m3, la densité du kérosène est de 800 kg/m3, la densité de l'eau est de 1000 kg/m3.

Notons l la longueur du bord du cube, ρd - la densité du bois, ρв - la densité de l'eau, ρк - la densité du kérosène, F out - la force de poussée, m - la masse du cube, g - l'accélération de la chute libre, F air - la force de pression de l'air, F in - la force de pression de l'eau, F k - la force de pression du kérosène, p v - la pression de l'eau, p k - la pression du kérosène, S - la zone de l'os-

novation du cube, V - volume du cube, V immersion - volume de la partie du cube immergée dans l'eau, h 1 - profondeur de sédimentation du cube

dans l'eau, h 2 est la profondeur de sédimentation du cube dans le kérosène.

Solutions aux thématiques tâches de test, compilé par Gigolo A.I. Selon les compilateurs, les tâches correspondent pleinement à la portée et au sujet de l'examen d'État unifié de physique en 2015, reflétant tous les changements actuels apportés par les idéologues de l'examen d'État unifié par rapport aux années précédentes.
La plupart des problèmes sont fournis avec des solutions assez détaillées avec une analyse des lois et définitions applicables ; pour les problèmes standards du niveau le plus élémentaire, seuls des schémas de solutions sont fournis. La collection s'adresse principalement aux lycéens qui entendent maîtriser les méthodes de. résoudre des problèmes dans le cadre de la modernité
Examen d'État unifié.
Le matériel fourni peut également être utile aux étudiants de première année qui étudient physique générale au niveau universitaire dans les programmes de formation technique, notamment pour les étudiants par correspondance, lorsque le programme est maîtrisé de manière autonome.

Exemples.
Un graphique du chemin parcouru S est présenté point matériel, à partir du temps t. Déterminez l'intervalle de temps après le début du mouvement, pendant lequel le point s'est déplacé à une vitesse v = 2,5 m/s.

Un astéroïde survole la Terre dans la direction indiquée sur la figure.
Le vecteur FA montre la force d’attraction de l’astéroïde par la Terre. Le long de quelle flèche (1, 2, 3 ou 4) la force agissant sur la Terre provenant de l'astéroïde est-elle dirigée ?

Deux barres identiques d'épaisseur h = 10 cm chacune, reliées entre elles, flottent dans l'eau de manière à ce que le niveau d'eau soit à la limite entre elles. De combien la profondeur d'immersion d'un empilement de barres augmentera-t-elle si un autre bloc similaire y est ajouté ? Donnez votre réponse en centimètres.

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Les manuels et livres suivants.

1. La fréquence des oscillations harmoniques verticales libres d'un pendule à ressort est de 4 Hz. Quelle sera la fréquence de telles oscillations du pendule si la raideur de son ressort est augmentée de 4 fois ?

2. Une boule pesant 0,4 kg, suspendue à un ressort léger, effectue des oscillations harmoniques libres le long d'une ligne droite verticale. Quelle doit être la masse de la bille pour que la fréquence de ses oscillations harmoniques verticales libres sur un même ressort soit 2 fois plus grande ?

3. Un corps d'une masse de 0,3 kg est suspendu à un levier en apesanteur, comme le montre la figure. Quelle masse doit être suspendue au troisième repère sur le côté droit du levier pour atteindre l’équilibre ?

4. Deux barres identiques, chacune de 10 cm d'épaisseur, reliées entre elles, flottent dans l'eau de telle sorte que le niveau d'eau tombe à la limite entre elles (voir figure). De combien la profondeur d'immersion d'un empilement de barres augmentera-t-elle si un autre bloc similaire y est ajouté ?

5. Le fléau, auquel deux corps sont suspendus par des fils (voir figure), est en équilibre. Les masses des corps sont respectivement m1 = 2 kg et m2 = 4 kg, et la longueur du bras d1 = 60 cm Quelle est la longueur du bras d2 ? (La bascule et les fils sont considérés comme en apesanteur.)

6. Une masse de 200 g suspendue à un ressort effectue des oscillations verticales libres avec une fréquence de 4 Hz. A quelle fréquence une charge de 50 g effectuera-t-elle de telles oscillations si elle est suspendue au même ressort ?

7. Un cube d'aluminium suspendu à un fil est complètement immergé dans l'eau et ne touche pas le fond du récipient. La longueur du bord du cube est de 10 cm. Le cube est soumis à une force de poussée (archimédienne) égale à

8. L’aquarium montré sur la photo était rempli d’eau jusqu’au sommet. Trouvez la force de pression de l'eau au fond de l'aquarium si a = 20 cm. Ignorez la pression atmosphérique.

9. Le tableau présente des données sur la position de la balle oscillant le long de l'axe Ox. à différents moments dans le temps.

10. Le signal du sonar sous-marin, réfléchi par une cible située à 3 km de celle-ci, a été enregistré 4 s après son envoi. La fréquence d'oscillation du vibrateur sonar est de 10 kHz. Déterminez la longueur de l’onde sonore dans l’eau.

11. Quelle est la vitesse des ondes sonores dans le milieu si à une fréquence de 400 Hz la longueur d'onde est λ = 4 m ?

12. Une voiture et un camion traversent le pont. La masse d'une voiture particulière est m = 1 000 kg. Quelle est la masse du camion si le rapport des valeurs énergie potentielle camion et voiture par rapport au niveau d'eau E1/E2 est égal à 4 ?

13. La figure montre la dépendance de l'amplitude des oscillations forcées en régime permanent du pendule sur la fréquence de la force motrice (courbe de résonance). Déterminez l'amplitude des oscillations de ce pendule à la résonance.

14. À l'aide d'un fil, l'élève a fixé le levier. La masse de la charge suspendue au levier est de 0,1 kg. Quelle est la tension dans le fil ?

15. Le fléau, auquel deux corps sont suspendus par des fils (voir figure), est en équilibre. Combien de fois le bras d1 doit-il être réduit pour qu'après avoir augmenté la masse du premier corps de 3 fois, l'équilibre soit maintenu ? (La bascule et les fils sont considérés comme en apesanteur.)

Réponses :

1. 8. 2. 0,1. 3. 0,4. 4. 5. 5. 30. 6. 8 7. 10. 8. 320. 9. 4. 10. 15. 11. 1600.

12. 4000. 13. 10. 14. 0,6. 15. 3.

Tâche n°1. -1 point

Deux barres identiques d'épaisseur h, placées l'une sur l'autre, flottent dans l'eau de telle sorte que le niveau d'eau tombe à la limite entre elles (voir figure). Dans quelle mesure la profondeur d'immersion changera-t-elle si un autre bloc est ajouté à la pile ?

Solution.

La base de la solution est la 2ème loi de Newton. La force de gravité et la force d'Archimède agissent sur le corps. Le corps est en équilibre et

Par conséquent, la densité de l’eau est 2 fois supérieure à la densité du matériau du bloc. Ainsi, un bloc de n'importe quelle taille sera immergé exactement à moitié : 3 barres seront immergées à une profondeur de 3h/2, soit la profondeur passera à h/2.

Tâche n°2. -2 points

Suite au passage d'une orbite circulaire à une autre, l'accélération centripète du satellite terrestre diminue. Comment le rayon de l’orbite du satellite, la vitesse de son mouvement orbital et la période de révolution autour de la Terre changent-ils à la suite de cette transition ?

Solution

Dans ce problème, vous devez également considérer les forces qui agissent sur le corps et écrire la deuxième loi de Newton. Le satellite est soumis à l’action de la force gravitationnelle de la Terre (par les forces gravitationnelles du reste des corps). système solaire– nous négligeons).

2ème loi de Newton :

D'après la dernière formule, il ressort en effet clairement que plus l'accélération diminue, plus le rayon de l'orbite augmente (la constante gravitationnelle et la masse de la Terre sont constantes).

La formule de l'accélération centripète peut être utilisée pour analyser le changement de vitesse :

Par conséquent, lors du déplacement vers une orbite plus élevée, la vitesse du satellite diminue.

La période orbitale du satellite augmente également à mesure que R augmente :

Tâche n°3. –3 points

Un morceau de glace ayant une température de 0 o C est placé dans un calorimètre équipé d'un radiateur électrique. Pour transformer cette glace en eau à une température de 12 o C, il faut une quantité de chaleur égale à 80 kJ. Quelle température s'établira à l'intérieur du calorimètre si la glace reçoit une quantité de chaleur égale à 60 kJ du réchauffeur ? La capacité thermique du calorimètre et l’échange thermique avec environnement externe négligence.

Solution

Dans ce problème, il est très important de comprendre que la glace ne se contente pas de chauffer, mais fond d'abord, puis se réchauffe seulement. La quantité de chaleur dépensée pour ces processus

Tâche n°4. -1 point

La figure montre des graphiques des changements de température pour quatre corps de même masse à mesure qu'ils absorbent de l'énergie. Au début, les corps étaient dans un état solide. Lequel des graphiques correspond au solide ayant la capacité thermique la plus faible ? Pourquoi?

Tâche n°5. -1 point

Le point de rosée de la vapeur d'eau dans la pièce est de 6°C. Une bouteille d'eau sèche a été apportée dans la pièce depuis le balcon. Bientôt, il fut recouvert de petites gouttelettes d'eau. Pourquoi?

Solution

Si, compte tenu de l'humidité de la pièce, la température extérieure est inférieure à 6 degrés, alors à proximité de la surface de la bouteille introduite dans la pièce, la vapeur d'eau devient sursaturée et donc se condense.

Tâche n°6. -3 points

Tâche n°7. -1 point

Le point B est situé au milieu du segment AC. Fixé frais ponctuels+q et -2q sont situés respectivement aux points A et C (voir figure). Quelle charge doit être placée au point C au lieu de la charge -2q pour que la tension champ électrique au point B augmenté de 2 fois ?

Tâche n°8. -2 points

Avec une résistance du rhéostat, le voltmètre indique 6 V, l'ampèremètre indique 1 A (voir figure). Avec une résistance de rhéostat différente, la lecture de l'instrument est de 4 V et 2 A. Quelle est la résistance interne et la force électromotrice de la source de courant ?

Solution

Dans ce cas, le voltmètre indique la tension à la fois au rhéostat et à la source de courant, en tenant compte de sa résistance interne. Cela découle également de la loi d'Ohm pour un circuit complet.