dĺžka kyvadla

Pevný objem lopty

Materiál, z ktorého je lopta vyrobená

1,0 m

5 cm 3

oceľ

1,5 m

5 cm 3

oceľ

2,0 m

5 cm 3

hliník

1,0 m

8 cm 3

oceľ

1,0 m

5 cm 3

meď

Tyč s hmotnosťou 0,8 kg sa pohybuje po vodorovnom stole, ktorý je spojený s bremenom s hmotnosťou 0,2 kg beztiažovým neroztiahnuteľným závitom prehodeným cez hladký beztiažový blok. Náklad sa pohybuje so zrýchlením 1,2 m/s2. Určte koeficient trenia tyče na povrchu stola.

odpoveď: _____

Bod B je v strede segmentu AC. Stacionárne bodové náboje -q a -2q (q = 1 nC) sa nachádzajú v bodoch A a C. Aký kladný náboj treba umiestniť v bode C namiesto náboja - 2q, aby sa modul intenzity elektrického poľa v bode B zvýšil 2-krát?

Odpoveď: _____ nK

Priamy vodič s dĺžkou I = 0,2 m, ktorým preteká prúd I = 2 A, je v rovnomernom magnetickom poli s indukciou B = 0,6 T a je umiestnený rovnobežne s vektorom.⇀ BB⇀ . Určte modul sily pôsobiaci na vodič z magnetického poľa.

Odpoveď: _____ H.

Časť 2.

Úplné správne riešenie každej z úloh 27-31 by malo obsahovať zákony a vzorce, ktorých aplikácia je potrebná a postačujúca na vyriešenie úlohy, ako aj matematické transformácie, výpočty s číselnou odpoveďou a v prípade potreby aj obrázok vysvetlenie riešenia.

Samostatné žabie vajce je priehľadné, jeho škrupina pozostáva zo želatínovej látky; vo vnútri vajíčka je tmavé embryo. Na začiatku jari, počas slnečných dní, keď sa teplota vody v nádržiach blíži k nule, je kaviár na dotyk teplý. Merania ukazujú, že jeho teplota môže dosiahnuť 30 stupňov.

1) Ako možno vysvetliť tento jav?

2) Uveďte podobné príklady, ktoré sa vyskytujú v každodennom živote alebo v prírode.

Ukáž odpoveď

Osoba začína stúpať na eskalátor metra a pohybuje sa hore so zrýchlením a = 0,21 m/s 2 . Po dosiahnutí stredu eskalátora sa zastaví, otočí a začne klesať s rovnakým zrýchlením. Zistite, ako dlho je osoba na eskalátore.

Dĺžka eskalátora je L=100 m a jeho rýchlosť je V=2 m/s.

Ukáž odpoveď

Valec obsahuje dusík s hmotnosťou m = 24 g pri teplote T = 300 K. Plyn sa izochoricky ochladzuje tak, že jeho tlak klesne n = 3-krát. Plyn sa potom zahrieva pri konštantnom tlaku, kým jeho teplota nedosiahne pôvodnú teplotu. Určte prácu A vykonanú plynom.

Ukáž odpoveď

Pri skratovaní svoriek galvanického článku je prúd v obvode 2 A. Pri pripojení elektrickej lampy s elektrickým odporom 3 ohmy na svorky galvanického článku je prúd v obvode 0,5 A. Na základe výsledkov týchto experimentov určite vnútorný odpor galvanického článku.

Ukáž odpoveď

Človek číta knihu a drží ju vo vzdialenosti 50 cm od očí. Ak je toto vzdialenosť jeho najlepšieho videnia, tak aká optická sila okuliarov mu umožní čítať knihu na vzdialenosť 25 cm?

Na našej stránke sa môžete dobre pripraviť na zloženie skúšky z fyziky, pretože každý týždeň sa na našej stránke objavujú nové možnosti úloh.

1. Na obrázku je znázornený graf pohybu autobusu po rovnej ceste pozdĺž osi X. Určte priemet rýchlosti autobusu na os X v časovom intervale od 0 do 30 minút.

Odpoveď: _____ km/h

2.V inerciálnej vzťažnej sústave sila ⇀ F

Hovorí telesu o hmotnosti m zrýchlenie, modulo 2 m/s 2 . Aký je modul zrýchlenia telesa s hmotnosťou m2 pod silou 2 ⇀ F

v tomto referenčnom rámci?

Odpoveď: _____ m/s 2

3. Na vozík s hmotnosťou 50 kg, ktorý sa valí po dráhe rýchlosťou 0,8 m / s, sa na vrch naleje 200 kg piesku. Určte rýchlosť vozíka po naložení

odpoveď: _____

4. Aká je hmotnosť človeka vo vzduchu, berúc do úvahy pôsobenie Archimedovej sily? Objem osoby V \u003d 50 dm 3, hustota ľudského tela je 1036 kg / m 3. Hustota vzduchu 1,2 kg/m 3 .

Odpoveď: _____ N

5. Na obrázku sú znázornené grafy závislosti súradníc od času pre dve telesá: A a B, pohybujúce sa po priamke, pozdĺž ktorej smeruje os X. Vyberte dve správne tvrdenia o pohybe telies.

1. Časový interval medzi zasadnutiami orgánov A a B je 6 s.

2. Teleso A sa pohybuje rýchlosťou 3 m/s.

3. Teleso A sa pohybuje rovnomerným zrýchlením.

4. Prvých 5 s prešlo teleso A 15 m.

5. Teleso B sa pohybuje s konštantným zrýchlením.

Odpoveď: _____;

6. Zaťaženie kyvadla pružiny znázornené na obrázku vytvára harmonické kmity medzi bodmi 1 a 3. Ako sa zmení potenciálna energia pružiny kyvadla a rýchlosť zaťaženia, keď sa zaťaženie kyvadla presunie z bodu 3 do bodu 2?

1. zvyšuje

2. klesá

3. nemení sa

7. Puk s hmotnosťou m skĺzne z kopca z pokoja. Zrýchlenie voľného pádu je g. Na úpätí kopca sa kinetická energia puku rovná E k. Trenie puku o kopec je zanedbateľné. Vytvorte súlad medzi fyzikálnymi veličinami a vzorcami, podľa ktorých ich možno vypočítať. Pre každú pozíciu prvého stĺpca vyberte zodpovedajúcu pozíciu druhého stĺpca a zapíšte si vybrané čísla pod príslušné písmená.

FYZICKÉ MNOŽSTVO

A) výška kopca

B) modul hybnosti puku na úpätí kopca

1) Ek√ 2 mg

2) √ 2 mEk

3) √ 2 Ekgm

4) Ekgm

Odpoveď: ____;

8. V nádobe pod piestom je ideálny plyn. Tlak plynu je 100 kPa. Pri konštantnej teplote sa objem plynu zväčšil 4-krát. Určte tlak plynu v konečnom stave.

Odpoveď: _____ kPa.

9. Plyn sa prenáša zo stavu 1 do stavu 3, ako je znázornené na diagrame p-V. Akú prácu vykoná plyn v procese 1-2-3, ak p 0 \u003d 50 kPa, V 0 \u003d 2 l?

Odpoveď: _____ J.

10. Koľko tepla vydá liatinový diel s hmotnosťou 10 kg, keď jeho teplota klesne o 20 K?

Špecifická tepelná kapacita liatiny C= DadoGoOD

Odpoveď: _____ kJ.

11. Závislosť objemu konštantnej hmotnosti ideálneho plynu od teploty znázorňuje V-T diagram (pozri obrázok). Vyberte dve správne tvrdenia o procese, ktorý sa vyskytuje s plynom.

1. Tlak plynu je v stave A na minime.

2. Pri prechode zo stavu D do stavu A vnútorná energia klesá.

3. Počas prechodu zo stavu B do stavu C je práca vykonaná plynom neustále záporná.

4. Tlak plynu v stave C je väčší ako tlak plynu v stave A.

5. Tlak plynu v stave D je väčší ako tlak plynu v stave A.

Odpoveď: ____;

12. Obrázky A a B znázorňujú grafy dvoch procesov 1-2 a 3-4, z ktorých každý sa uskutočňuje jedným mólom argónu. Grafy sú vynesené v súradniciach p-V a V-T, kde p je tlak, V je objem a T je absolútna teplota plynu. Vytvorte súlad medzi grafmi a tvrdeniami, ktoré charakterizujú procesy zobrazené na grafoch.

Pre každú pozíciu prvého stĺpca vyberte zodpovedajúcu pozíciu druhého stĺpca a zapíšte si vybrané čísla pod príslušné písmená.

VYHLÁSENIA

1) Vnútorná energia plynu klesá, pričom plyn vydáva teplo.

2) Pracuje sa na plyne, zatiaľ čo plyn vydáva teplo.

3) Plyn prijíma teplo, ale nepracuje.

4) Plyn prijíma teplo a pracuje.

13. Rovnaké prúdy I tečú cez tri tenké dlhé rovné paralelné vodiče (pozri obrázok). Ako smeruje ampérová sila na vodič 3 od ostatných dvoch (hore, dole, vľavo, vpravo, od pozorovateľa k pozorovateľovi)? Vzdialenosti medzi susednými vodičmi sú rovnaké. Svoju odpoveď napíšte slovom (slovami).

odpoveď: _____

14. Obrázok znázorňuje rez elektrickým obvodom. Aký je pomer množstva tepla Q 1 /Q 2 uvoľneného na rezistoroch R 1 a R 2 súčasne?

odpoveď: _____

16. Na ploché zrkadlo dopadá lúč svetla. Uhol medzi dopadajúcim lúčom a zrkadlom je 30°. Určte uhol medzi dopadajúcim a odrazeným lúčom.

Odpoveď: _____ °.

16. Dve nenabité sklenené kocky 1 a 2 sa priblížia k sebe a umiestnia sa do elektrického poľa, ktorého intenzita smeruje vodorovne doprava, ako je znázornené v hornej časti obrázku. Potom sa kocky od seba oddialili a až potom sa odstránilo elektrické pole (spodná časť obrázku). Vyberte z navrhovaného zoznamu dve tvrdenia, ktoré zodpovedajú výsledkom experimentálnych štúdií, a uveďte ich čísla.

1. Po oddialení kociek od seba sa ukázal náboj prvej kocky záporný, náboj druhej kladný.

2. Po umiestnení do elektrického poľa začali elektróny z prvej kocky prechádzať do druhej.

3. Po oddialení kociek zostali náboje oboch kociek rovné nule.

4. Pred oddelením kociek v elektrickom poli bol ľavý povrch 1. kocky záporne nabitý.

5. Pred oddelením kociek v elektrickom poli bol pravý povrch 2. kocky záporne nabitý.

Odpoveď: _____;

17. Ako sa zmení frekvencia vlastných kmitov a maximálna sila prúdu v cievke oscilačného obvodu (pozri obrázok), ak sa kľúč K posunie z polohy 1 do polohy 2 v momente, keď je nabitie kondenzátora 0?

1. zvýšiť

2. zníženie

3. sa nezmení

18. Vytvorte súlad medzi odporom časti obvodu jednosmerného prúdu a schematickým znázornením tejto časti obvodu. Odpory všetkých rezistorov na obrázkoch sú rovnaké a rovné R.

ODOLNOSŤ SEKCIE

DC SEKCIA

Odpoveď: _____;

19. Aký je počet protónov a neutrónov v izotope dusíka 14 7 N?

20. Polčas rozpadu izotopu sodíka 22 11 Na

rovná sa 2,6 rokom. Pôvodne bolo 208 g tohto izotopu. Koľko to bude o 5,2 roka?

Odpoveď: ______

21. Pre niektoré atómy je charakteristická možnosť zachytiť atómovým jadrom jeden z elektrónov, ktoré sú mu najbližšie. Ako sa v tomto prípade zmení hmotnostné číslo a náboj jadra?

Pre každú hodnotu určite vhodný charakter zmeny:

1. zvyšuje

2. klesá

3. nemení sa

Zapíšte si vybrané čísla pre každú fyzikálnu veličinu. Čísla v odpovedi sa môžu opakovať.

Úvod

Časť 1. Výkyvy

1 Periodické oscilácie

Časť 2. Fyzikálne kyvadlo

1 Základné vzorce

3 Trecie kyvadlo Froud

Úvod

Štúdiom javu sa súčasne zoznámime s vlastnosťami objektu a naučíme sa ich aplikovať v technike a v každodennom živote. Ako príklad sa obrátime na kyvadlo s oscilujúcim vláknom. Akýkoľvek jav je „zvyčajne“ odkukaný v prírode, ale dá sa teoreticky predpovedať alebo náhodne objaviť pri štúdiu iného. Dokonca aj Galileo upozornil na vibrácie lustra v katedrále a „v tomto kyvadle bolo niečo, čo ho zastavilo“. Pozorovania však majú veľkú nevýhodu, sú pasívne. Aby sme prestali závisieť od prírody, je potrebné vybudovať experimentálne nastavenie. Teraz môžeme tento jav kedykoľvek reprodukovať. Aký je však účel našich experimentov s rovnakým vláknovým kyvadlom? Človek si od „našich menších bratov“ veľa zobral, a preto si možno predstaviť, aké experimenty by s niťovým kyvadlom robila obyčajná opica. Bola by ho ochutnala, oňuchala, potiahla šnúrkou a stratila by oň všetok záujem. Príroda ju naučila veľmi rýchlo študovať vlastnosti predmetov. Jedlé, nejedlé, chutné, bez chuti - to je krátky zoznam vlastností, ktoré opica študovala. Muž však zašiel ďalej. Objavil takú dôležitú vlastnosť, akou je periodicita, ktorú možno merať. Akákoľvek merateľná vlastnosť objektu sa nazýva fyzikálna veličina. Žiadny mechanik na svete nepozná všetky zákony mechaniky! Je možné určiť hlavné zákony pomocou teoretickej analýzy alebo rovnakých experimentov? Tí, ktorým sa to podarilo, sa navždy zapísali do dejín vedy.

Vo svojej práci by som chcel študovať vlastnosti fyzikálnych kyvadiel, určiť, do akej miery sa dajú už študované vlastnosti uplatniť v praxi, v živote ľudí, vo vede a ako metóda na štúdium fyzikálnych javov v iných oblasti tejto vedy.

Časť 1. Výkyvy

Oscilácie sú jedným z najbežnejších procesov v prírode a technike. Výškové budovy a vysokonapäťové drôty sa pri pohybe kývajú vplyvom vetra, kyvadla navinutých hodín a auta na pružinách, hladiny rieky počas roka a teploty ľudského tela pri chorobe.

S oscilačnými systémami sa musíme vysporiadať nielen v rôznych strojoch a mechanizmoch, pojem "kyvadlo" je široko používaný pri aplikácii na systémy rôzneho charakteru. Takže elektrické kyvadlo sa nazýva obvod pozostávajúci z kondenzátora a induktora, chemické kyvadlo je zmes chemikálií, ktoré vstupujú do oscilačnej reakcie, ekologické kyvadlo sú dve interagujúce populácie predátorov a koristi. Rovnaký termín sa používa pre ekonomické systémy, v ktorých prebiehajú oscilačné procesy. Vieme tiež, že väčšina zdrojov zvuku sú oscilačné systémy, že šírenie zvuku vo vzduchu je možné len preto, že vzduch sám o sebe je akýmsi oscilačným systémom. Navyše okrem mechanických oscilačných systémov existujú elektromagnetické oscilačné systémy, v ktorých môže dochádzať k elektrickým osciláciám, ktoré tvoria základ celého rádiového inžinierstva. Nakoniec existuje veľa zmiešaných - elektromechanických - oscilačných systémov používaných v širokej škále technických oblastí.

Vidíme, že zvuk je kolísanie hustoty a tlaku vzduchu, rádiové vlny sú periodické zmeny v sile elektrických a magnetických polí, viditeľné svetlo sú tiež elektromagnetické vibrácie, len s mierne odlišnými vlnovými dĺžkami a frekvenciami. Zemetrasenia - vibrácie pôdy, príliv a odliv - zmeny hladiny morí a oceánov spôsobené príťažlivosťou Mesiaca a dosahujúce v niektorých oblastiach 18 metrov, pulzy - periodické kontrakcie ľudského srdcového svalu atď. Zmena bdenia a spánku, práce a odpočinku, zimy a leta. Aj naše každodenné chodenie do práce a návrat domov spadá pod definíciu výkyvov, ktoré sú interpretované ako procesy, ktoré sa presne alebo približne opakujú v pravidelných intervaloch.

Vibrácie sú teda mechanické, elektromagnetické, chemické, termodynamické a rôzne iné. Napriek tejto rozmanitosti majú všetky veľa spoločného, ​​a preto sú opísané rovnakými diferenciálnymi rovnicami. Štúdiu zákonitostí týchto javov sa zaoberá špeciálna časť fyziky – teória kmitov. Musia ich poznať stavitelia lodí a lietadiel, priemyselní a dopravní špecialisti, tvorcovia rádiotechniky a akustických zariadení.

Akékoľvek výkyvy sú charakterizované amplitúdou - najväčšou odchýlkou ​​určitej hodnoty od jej nulovej hodnoty, periódy (T) alebo frekvencie (v). Posledné dve veličiny sú vzájomne prepojené nepriamo úmerným vzťahom: T=1/v. Frekvencia oscilácií je vyjadrená v hertzoch (Hz). Jednotka merania je pomenovaná po slávnom nemeckom fyzikovi Heinrichovi Hertzovi (1857-1894). 1Hz je jeden cyklus za sekundu. Toto je rýchlosť, akou bije ľudské srdce. Slovo „hertz“ v nemčine znamená „srdce“. Ak je to žiaduce, táto náhoda môže byť vnímaná ako druh symbolického spojenia.

Prvými vedcami, ktorí študovali oscilácie, boli Galileo Galilei (1564...1642) a Christian Huygens (1629...1692). Galileo zaviedol izochronizmus (nezávislosť periódy od amplitúdy) malých kmitov, sledoval hojdanie lustra v katedrále a meral čas údermi pulzu na ruke. Huygens vynašiel prvé kyvadlové hodiny (1657) a v druhom vydaní svojej monografie „Pendulum Clock“ (1673) skúmal množstvo problémov spojených s pohybom kyvadla, najmä našiel stred výkyvu fyzického kyvadla. Veľký prínos k štúdiu oscilácií mali mnohí vedci: Angličania - W. Thomson (Lord Kelvin) a J. Rayleigh<#"justify">.1 Periodické vibrácie

Medzi rôznymi mechanickými pohybmi a kmitmi, ktoré okolo nás prebiehajú, sa často stretávame s opakujúcimi sa pohybmi. Akékoľvek rovnomerné otáčanie je opakujúci sa pohyb: pri každej otáčke každý bod rovnomerne rotujúceho telesa prechádza rovnakými polohami ako počas predchádzajúcej otáčky, v rovnakom poradí a rovnakými rýchlosťami. Ak sa pozrieme na to, ako sa kývajú konáre a kmene stromov vo vetre, ako sa kýva loď na vlnách, ako sa pohybuje kyvadlo hodín, ako sa piesty a ojnice parného alebo dieselového motora pohybujú tam a späť, ako ihla šijacieho stroja skáče hore a dole; ak pozorujeme striedanie prílivu a odlivu mora, prestavovanie nôh a mávanie rukami pri chôdzi a behu, tlkot srdca či pulz, tak vo všetkých týchto pohyboch zbadáme tú istú črtu - opakované opakovanie toho istého cyklu pohybov.

V skutočnosti nie je opakovanie vždy a za všetkých podmienok úplne rovnaké. V niektorých prípadoch každý nový cyklus veľmi presne opakuje predchádzajúci (kývanie kyvadla, pohyby častí stroja pracujúceho konštantnou rýchlosťou), inokedy môže byť badateľný rozdiel medzi po sebe nasledujúcimi cyklami (príliv a odliv, kývanie konáre, pohyby častí stroja pri jeho prevádzke).štart alebo stop). Odchýlky od absolútne presného opakovania sú veľmi často také malé, že sa dajú zanedbať a pohyb možno považovať za opakujúci sa celkom presne, t.j. možno ho považovať za periodický.

Periodický je opakujúci sa pohyb, v ktorom každý cyklus presne reprodukuje akýkoľvek iný cyklus. Trvanie jedného cyklu sa nazýva perióda. Doba kmitania fyzického kyvadla závisí od mnohých okolností: od veľkosti a tvaru tela, od vzdialenosti medzi ťažiskom a bodom zavesenia a od rozloženia hmotnosti tela vzhľadom na tento bod.

Časť 2. Fyzikálne kyvadlo

1 Základné vzorce

Fyzické kyvadlo je pevné teleso, ktoré sa môže otáčať okolo pevnej osi. Zvážte malé oscilácie kyvadla. Polohu telesa v ľubovoľnom časovom okamihu možno charakterizovať uhlom jeho odchýlky od rovnovážnej polohy (obr. 2.1).

Momentovú rovnicu napíšeme okolo osi otáčania OZ (os OZ prechádza závesným bodom O kolmo na rovinu obrazca „od nás“), pričom zanedbáme moment trecích síl, ak je známy moment zotrvačnosti telesa.

Tu je moment zotrvačnosti kyvadla okolo osi OZ,

Uhlová rýchlosť kyvadla,

Mz=- - moment tiaže vzhľadom na os OZ,

a je vzdialenosť od ťažiska telesa C k osi otáčania.

Ak predpokladáme, že pri otáčaní, napríklad proti smeru hodinových ručičiek, sa uhol zväčšuje, potom gravitačný moment spôsobí zmenšenie tohto uhla a teda v momente Mz<0. Это и отражает знак минус в правой части (1)

Vzhľadom na to a pri zohľadnení malých kmitov prepíšeme rovnicu (1) do tvaru:

(brali sme do úvahy, že pre malé výkyvy, kde je uhol vyjadrený v radiánoch). Rovnica (2) popisuje harmonické kmity s cyklickou frekvenciou a periódou

Špeciálnym prípadom fyzikálneho kyvadla je matematické kyvadlo. Celá hmota matematického kyvadla je prakticky sústredená do jedného bodu - stredu zotrvačnosti kyvadla C. Príkladom matematického kyvadla je malá masívna gulička zavesená na dlhej ľahkej neroztiahnuteľnej nite. V prípade matematického kyvadla a = l, kde l je dĺžka vlákna a vzorec (3) prechádza do známeho vzorca

Porovnaním vzorcov (3) a (4) sme dospeli k záveru, že doba kmitania fyzického kyvadla sa rovná perióde kmitania matematického kyvadla s dĺžkou l, ktorá sa nazýva zmenšená dĺžka fyzického kyvadla:

Perióda oscilácie fyzického kyvadla<#"5" height="11" src="doc_zip19.jpg" />) závisí nemonotónne od vzdialenosti. To sa dá ľahko zistiť, ak je v súlade s Huygens-Steinerovou vetou moment zotrvačnosti vyjadrený ako moment zotrvačnosti okolo rovnobežnej horizontálnej osi prechádzajúcej ťažiskom: Potom sa perióda oscilácie bude rovnať:

Zmena periódy kmitania, keď je os rotácie vzdialená od ťažiska O v oboch smeroch o vzdialenosť a, je znázornená na obr. 2.2.

2 Kinematika kmitov kyvadla

Kyvadlo je akékoľvek teleso zavesené tak, že jeho ťažisko je pod bodom zavesenia. Kladivo visiace na klinci, váha, bremeno na lane - to všetko sú oscilačné systémy, podobné kyvadlu nástenných hodín (obr. 2.3).

Každý systém schopný vykonávať voľné oscilácie má stabilnú rovnovážnu polohu. Pre kyvadlo je to poloha, v ktorej je ťažisko vo vertikále pod bodom zavesenia. Ak kyvadlo vyberieme z tejto polohy alebo naň zatlačíme, potom sa začne kývať, pričom sa vychýli buď jedným alebo druhým smerom z rovnovážnej polohy. Najväčšia odchýlka od rovnovážnej polohy, do ktorej sa kyvadlo dostane, sa nazýva amplitúda kmitania. Amplitúda je určená počiatočným vychýlením alebo tlakom, ktorým bolo kyvadlo uvedené do pohybu. Táto vlastnosť - závislosť amplitúdy od podmienok na začiatku pohybu - je charakteristická nielen pre voľné kmity kyvadla, ale vo všeobecnosti pre voľné kmity veľmi mnohých oscilačných systémov.

Ak na kyvadlo pripevníme vlas – kúsok tenkého drôtu alebo elastické nylonové vlákno – a pod tento vlas presunieme doštičku z dymového skla, ako je znázornené na obr. 2.3. Ak pohybujete platničkou konštantnou rýchlosťou v smere kolmom na rovinu kmitania, tak vlasy nakreslia na platničku vlnovku (obr. 2.4). V tomto experimente máme najjednoduchší osciloskop – tak sa nazývajú prístroje na zaznamenávanie kmitov. Stopy, ktoré osciloskop zaznamenáva, sa nazývajú priebehy. Obr. 2.2.3. je oscilogram kmitov kyvadla. Amplitúda kmitania je na tomto oscilograme znázornená segmentom AB, ktorý udáva najväčšiu odchýlku zvlnenej krivky od priamky ab, ktorú by vlas nakreslil na platničku pri stacionárnom kyvadle (v rovnovážnej polohe). Periódu predstavuje úsečka CD, ktorá sa rovná vzdialenosti, o ktorú sa doska posunie počas periódy kyvadla.

Zaznamenávanie kmitov kyvadla na zašpinenej platni

Oscilogram kmitov kyvadla: AB - amplitúda, CD - perióda

Keďže údenou platňou pohybujeme rovnomerne, každý jej pohyb je úmerný času, počas ktorého k nemu došlo. Môžeme teda povedať, že pozdĺž priamky ab sa v určitej mierke (v závislosti od rýchlosti dosky) vykresľuje čas. Na druhej strane v smere kolmom na ab vlasy označujú na platničke vzdialenosti konca kyvadla od jeho rovnovážnej polohy, t.j. vzdialenosť, ktorú prejde koniec kyvadla z tejto polohy. Oscilogram teda nie je nič iné ako pohybový graf – graf závislosti dráhy od času.

Ako vieme, sklon čiary na takomto grafe predstavuje rýchlosť pohybu. Kyvadlo prechádza rovnovážnou polohou najväčšou rýchlosťou. V súlade s tým sklon vlnovky na obr. 2.2.3. najväčší v tých bodoch, kde pretína priamku ab. Naopak, v momentoch najväčších výchyliek je rýchlosť kyvadla rovná nule. V súlade s tým vlnovka na obr. 4 v tých bodoch, kde je najďalej od ab, má dotyčnicu rovnobežnú s ab, t.j. sklon rovný nule.

3 Dynamika kmitov kyvadla

Kyvadla znázornené na obr. 2.6 sú predĺžené telesá rôznych tvarov a veľkostí, oscilujúce okolo závesného alebo nosného bodu. Takéto systémy sa nazývajú fyzikálne kyvadla. V rovnovážnom stave, keď je ťažisko na vertikále pod bodom zavesenia (alebo podpery), je sila gravitácie vyvážená (prostredníctvom elastických síl deformovaného kyvadla) reakciou podpery. Pri vychýlení z rovnovážnej polohy gravitačné a elastické sily určujú uhlové zrýchlenie kyvadla v každom časovom okamihu, t.j. určiť charakter jeho pohybu (kmitania). Pozrime sa teraz podrobnejšie na dynamiku kmitov na najjednoduchšom príklade takzvaného matematického kyvadla, čo je malé závažie zavesené na dlhej tenkej nite.

V matematickom kyvadle môžeme zanedbať hmotnosť závitu a deformáciu závažia, t.j. môžeme predpokladať, že hmotnosť kyvadla je sústredená v závaží a elastické sily sú sústredené v závite, ktorý sa považuje za neroztiahnuteľný. Pozrime sa teraz pod vplyvom toho, aké sily naše kyvadlo kmitá po tom, ako sa nejakým spôsobom (zatlačením, vychýlením) dostane z rovnováhy. Vratná sila P1 pri vychýlení kyvadla z rovnovážnej polohy.

Obrázok 2.6

Keď je kyvadlo v pokoji v rovnovážnej polohe, gravitačná sila pôsobiaca na jeho hmotnosť a smerujúca zvisle nadol sa vyrovnáva napätím v nite. Vo vychýlenej polohe (obr. 2.6) pôsobí gravitačná sila P pod uhlom k ťahovej sile F, smerujúcej pozdĺž závitu. Rozložme si gravitačnú silu na dve zložky: v smere závitu (P2) a kolmo naň (P1). Pri kývaní kyvadla napínacia sila závitu F mierne prevyšuje zložku P2 - o hodnotu dostredivej sily, čím dochádza k oblúkovému pohybu bremena. Zložka P1 smeruje vždy do rovnovážnej polohy; Zdá sa, že sa snaží túto pozíciu obnoviť. Preto sa často nazýva obnovujúca sila. Modulo P1, čím viac, tým viac je kyvadlo vychýlené.

Takže akonáhle sa kyvadlo počas svojich kmitov začne vychyľovať z rovnovážnej polohy povedzme doprava, objaví sa sila P1, ktorá spomaľuje jeho pohyb, čím viac je vychýlené. Nakoniec ho táto sila zastaví a stiahne späť do rovnovážnej polohy. Ako sa však približujeme k tejto polohe, sila P1 bude stále menšia a v rovnovážnej polohe sa bude meniť na nulu. Kyvadlo teda prechádza rovnovážnou polohou zotrvačnosťou. Akonáhle sa začne vychyľovať doľava, opäť sa objaví sila P1 rastúca s rastúcou odchýlkou, teraz však smerovaná doprava. Pohyb doľava sa opäť spomalí, potom sa kyvadlo na chvíľu zastaví, potom začne zrýchlený pohyb doprava atď.

Čo sa stane s energiou kyvadla, keď sa kýva?

Dvakrát za periódu - pri najväčších výchylkách doľava a doprava - sa kyvadlo zastaví, t.j. v týchto momentoch je rýchlosť nulová, čo znamená, že aj kinetická energia je nulová. Ale práve v týchto momentoch sa ťažisko kyvadla zdvihne do najväčšej výšky a následne je najväčšia potenciálna energia. Naopak, v momentoch prechodu rovnovážnou polohou je potenciálna energia najmenšia a rýchlosť a kinetická energia dosahujú maximálnu hodnotu.

Predpokladáme, že sily trenia kyvadla o vzduch a trenie v mieste zavesenia možno zanedbať. Potom sa podľa zákona zachovania energie táto maximálna kinetická energia presne rovná prebytku potenciálnej energie v polohe najväčšej odchýlky nad potenciálnou energiou v rovnovážnej polohe.

Takže keď kyvadlo kmitá, dochádza k periodickému prechodu kinetickej energie na potenciálnu energiu a naopak, pričom perióda tohto procesu je polovičná ako perióda kývania samotného kyvadla. Celková energia kyvadla (súčet potenciálnej a kinetickej energie) je však po celý čas konštantná. Rovná sa energii, ktorá bola odovzdaná kyvadlu pri štarte, bez ohľadu na to, či je vo forme potenciálnej energie (počiatočná výchylka) alebo vo forme kinetickej energie (počiatočné zatlačenie).

To je prípad všetkých vibrácií v neprítomnosti trenia alebo akýchkoľvek iných procesov, ktoré odoberajú energiu z oscilačného systému alebo mu energiu odovzdávajú. Preto zostáva amplitúda nezmenená a je určená počiatočnou odchýlkou ​​alebo silou tlaku.

Rovnaké zmeny vratnej sily P1 a rovnaký prechod energie získame, ak guľôčku namiesto zavesenia na niť necháme skotúľať vo vertikálnej rovine v guľovej miske alebo v žľabe zakrivenom po obvode. V tomto prípade prevezme úlohu napätia nite tlak stien misky alebo žľabu (opäť zanedbávame trenie gule o steny a vzduch).

Sekcia 3. Vlastnosti fyzického kyvadla

1 Použitie kyvadla v hodinách

Štúdium vlastností kyvadla sa zakorenilo v hlbokej vzdialenosti. Prvými zariadeniami, ktoré tieto vlastnosti využívali, boli hodinky. Obdobie kmitov (rotácií) sa prakticky nemení. Ak sa najprv oscilácie vyskytujú s veľmi veľkou odchýlkou, povedzme 80 ° z vertikály, potom s tlmením kmitov do 60 ° , 40° , 20 ° obdobie sa zníži len o niekoľko percent, s poklesom odchýlok od 20 ° sotva badateľný, zmení sa o menej ako 1 %. Pre odchýlky menšie ako 5 ° perióda zostane nezmenená s presnosťou 0,05 % Táto vlastnosť nezávislosti kyvadla od amplitúdy, nazývaná izochronizmus, tvorila základ mechanizmu.

Najstaršie vretenové kyvadlo sa objavilo v 14. storočí. Mal podobu vahadla s pohyblivými nastavovacími závažiami. Bol osadený na hriadeli (vreteno) s dvoma paletami (platne na koncoch). Palety sa postupne dostávali medzi zuby únikového kolesa, ktoré sa otáčalo klesajúcou hmotnosťou. Otáčaním stlačil zub na hornej palete a otočil vreteno o pol otáčky. Spodný sa zasekol medzi dva zuby a spomalil koleso. Potom sa cyklus opakoval.

Vretenové kyvadlo bolo nahradené kotvovým mechanizmom, ktorý svojim vzhľadom pripomínal kotvu. Slúži ako spojnica medzi kyvadlom (vyvažovačom) a únikovým kolesom. V roku 1675 Huylens navrhol torzné kyvadlo – vyvažovačku so špirálou – ako regulátor kmitov. Systém Guilens sa stále používa v náramkových hodinkách a mechanických stolových hodinách. Balancer - koleso, ku ktorému je pripevnená tenká špirálová pružina (vlas). Otáčaním sa vyvažovač otriasa kotvou. Syntetické rubínové kotviace palety sa striedajú medzi zubami únikového kolesa. Počas jednej periódy výkyvu vyvažovačky sa koleso otočí o šírku jedného zuba. Súčasne tlačí kotvovú konzolu a otáčaním krúti vyvažovač.

V polovici 17. storočia sa objavila minútová a sekundová ručička, čo okamžite ovplyvnilo presnosť hodiniek. Dôvodom je materiál kyvadla (špirály), ktoré sa pri zvyšovaní alebo znižovaní teploty rozpína ​​a zmršťuje a kmitá pri rôznych frekvenciách. To vedie k chybám v načasovaní. Vedci preto vynašli špeciálny materiál, ktorý je odolný voči teplotným zmenám – invar (zliatina železa a niklu). Pri jeho použití nepresiahne chyba za deň pol sekundy.

V 30. rokoch 19. storočia boli prezentované prvé pokusy o vytvorenie kompaktných hodiniek, ktoré sa však objavili až o storočie neskôr. Boli vynájdené prvé elektromechanické hodiny. Cez kontakty prechádzal elektrický prúd, ktorý ovládal kyvadlo a pohyboval šípkami. S príchodom kompaktných batérií sa svet dočkali elektrických hodiniek, ktoré mali vo svojej štruktúre balancér a ich elektrický obvod uzatvárali mechanické kontakty, pokročilejšími modelmi boli hodinky na polovodičových a integrovaných obvodoch. O niečo neskôr sa objavili elektromechanické hodinky s kremennými oscilátormi ako oscilačné systémy, ktorých chyba bola menej ako dve sekundy za deň!

Ďalším krokom vpred boli plne elektronické hodinky. Hlavnými komponentmi sú elektronický obvod, digitálne indikátory na tekutých kryštáloch. Ide o miniatúrne špecializované elektronické výpočtové zariadenia (generátor, rozdeľovače, tvarovače, násobiče elektronických kmitov).

Samostatne by som chcel povedať o orloji, ktorý sa používa na pozorovanie nebeských telies a sledovanie času. Ich chyba je len 0,000000001 sekundy za deň. Molekulové hodiny, ktoré sú založené na schopnosti niektorých molekúl pohlcovať elektromagnetické vibrácie presne definovanej frekvencie (napríklad atómy cézia 1c po dobu 10 000 rokov), majú ešte menšiu chybu. Super presnosťou sa ale môžu pochváliť kvantové hodiny, kde sa využívajú elektromagnetické oscilácie vodíkového kvantového generátora a tvoria chybu 1 s za 100 000 rokov.

Je zaujímavé zvážiť dve najvýraznejšie odrody kyvadiel, ktoré oddelene vošli do histórie, nesú mená svojich objaviteľov a sú prirodzene známe práve preto, že majú úžasné vlastnosti.

Jean Bernard Léon Foucault uskutočnil 3. januára 1851 úspešný experiment s kyvadlom, ktoré neskôr dostalo jeho meno. Pre experiment bol vybraný Parížsky Panteón, pretože v ňom bolo možné zosilniť vlákno kyvadla dlhé 67 metrov. Na konci oceľového drôteného závitu bola vystužená liatinová guľa s hmotnosťou 28 kilogramov. Pred spustením bola lopta odobratá nabok a zviazaná tenkou šnúrkou obopínajúcou loptu pozdĺž rovníka. Pod kyvadlom bola vyrobená okrúhla plošina, pozdĺž ktorej okraja sa nalial valec piesku. Jedna úplná oscilácia kyvadla trvala 16 sekúnd a pri každom švihu hrot pripevnený pod guľou kyvadla nakreslil na piesku novú čiaru, ktorá jasne ukazovala rotáciu plošiny pod ňou a následne aj celej Zeme. .

Experiment je založený na vlastnosti kyvadla udržiavať rovinu kmitania bez ohľadu na rotáciu podpery, na ktorej je kyvadlo zavesené. Pozorovateľ rotujúci so Zemou vidí postupnú zmenu smeru výkyvu kyvadla voči okolitým pozemským objektom.

Pri praktickej realizácii experimentu s Foucaultovým kyvadlom je dôležité odstrániť príčiny, ktoré porušujú jeho voľný výkyv. Aby to urobili, robia to veľmi dlhé, s ťažkým a symetrickým zaťažením na konci. Kyvadlo musí mať rovnakú schopnosť kývať sa do všetkých strán, byť dobre chránené pred vetrom. Kyvadlo je upevnené buď na kardanovom kĺbe alebo na vodorovnom guľôčkovom ložisku, ktoré sa otáča spolu s rovinou výkyvu kyvadla. Veľký význam pre výsledky experimentu má spustenie kyvadla bez bočného zatlačenia. Pri prvej verejnej demonštrácii Foucaultových skúseností v Panteóne bolo kyvadlo previazané špagátom. Keď sa kyvadlo po uviazaní dostalo do úplného pokoja, lano sa spálilo a začalo sa pohybovať.

Keďže kyvadlo v Panteóne vykonalo jednu úplnú osciláciu za 16,4 sekundy, čoskoro sa ukázalo, že rovina výkyvu kyvadla sa vzhľadom na podlahu otáča v smere hodinových ručičiek. Pri každom ďalšom švihu kovová špička zametala piesok asi 3 mm x 1 ° z predchádzajúceho miesta. Za hodinu sa kývajúce lietadlo zmenilo na viac ako 11 ° , asi za 32 hodín, urobil úplnú otáčku a vrátil sa do svojej predchádzajúcej polohy. Táto pôsobivá demonštrácia priviedla publikum priam k hystérii; zdalo sa im, že pod nohami cítia rotáciu Zeme.

Ak chcete zistiť, prečo sa kyvadlo správa týmto spôsobom, zvážte pieskový krúžok. Severný bod 51 ° prstenec je 3 m od stredu a vzhľadom na to, že Panteón sa nachádza na 48. severnej zemepisnej šírke, je táto časť prstenca o 2,3 m bližšie k zemskej osi ako stred. do 24 hodín sa severný okraj prstenca priblíži. Preto, keď sa Zem otáča o 360 ° bude sa pohybovať po kruhu s menším polomerom ako stred a za deň prejde o 14,42 m menej. Preto je rozdiel v rýchlostiach týchto bodov 1 cm/min. Podobne sa južný okraj prstenca pohybuje rýchlosťou 14,42 metra za deň alebo 1 cm/min rýchlejšie ako stred prstenca. Kvôli tomuto rozdielu rýchlosti zostáva čiara spájajúca severný a južný bod prstenca vždy smerovaná zo severu na juh. Na zemskom rovníku by severný a južný koniec takého malého priestoru boli v rovnakej vzdialenosti od zemskej osi, a preto by sa pohybovali rovnakou rýchlosťou. Preto by sa povrch Zeme neotáčal okolo zvislého stĺpca stojaceho na rovníku a Foucaultovo kyvadlo by sa kývalo pozdĺž tej istej čiary. Rýchlosť rotácie hojdacej roviny by bola nulová a čas na úplné otočenie by bol nekonečne dlhý. Ak by bolo kyvadlo nastavené presne na jeden z geografických pólov, potom by sa ukázalo, že rovina výkyvu sa otočí za 24 hodín. (Povrch 1 ° každú hodinu a vykoná úplnú rotáciu o 360 ° presne 15 m za deň okolo zemskej osi.). V 360 zemepisných šírkach sa Foucaultov efekt prejavuje v rôznej miere, pričom jeho účinok sa stáva zreteľnejším, keď sa blíži k pólom.

Najdlhší závit - 98 metrov - bol pri Foucaultovom kyvadle, ktoré sa nachádza v Katedrále svätého Izáka v Petrohrade. Kyvadlo bolo odstránené v roku 1992, nakoľko nezodpovedalo účelu stavby. Teraz na severozápade Ruska je len jedno Foucaultovo kyvadlo - v petrohradskom planetáriu. Dĺžka jeho vlákna je malá - asi 8 metrov, ale to neznižuje stupeň viditeľnosti. Táto expozícia planetária je neustále predmetom záujmu návštevníkov všetkých vekových kategórií.

Foucaultovo kyvadlo, ktoré sa v súčasnosti nachádza vo vstupnej hale budovy Valného zhromaždenia Organizácie Spojených národov v New Yorku, je darom od holandskej vlády. Toto kyvadlo je pozlátená guľa s hmotnosťou 200 libier a priemerom 12 palcov, čiastočne naplnená meďou, zavesená na drôte z nehrdzavejúcej ocele zo stropu nad slávnostným schodiskom 75 stôp od podlahy. Horný koniec drôtu je upevnený pomocou univerzálneho kĺbu, ktorý umožňuje kyvadlu voľne sa kývať v akejkoľvek vertikálnej rovine. Guľôčka pri každom kmitaní prechádza cez vyrazený kovový krúžok s elektromagnetom, v dôsledku čoho sa v medi vnútri gule indukuje elektrický prúd. Táto interakcia poskytuje potrebnú energiu na prekonanie trenia a odporu vzduchu a zabezpečuje rovnomerné kývanie kyvadla.

3 Trecie kyvadlo Froud

Na otočnom hriadeli je umiestnené fyzické kyvadlo. Trecia sila medzi hriadeľom a kyvadlom klesá so zvyšujúcou sa relatívnou rýchlosťou.

Ak sa kyvadlo pohybuje v smere otáčania a jeho rýchlosť je menšia ako rýchlosť hriadeľa, potom naň zo strany hriadeľa pôsobí dostatočne veľký moment trecej sily, ktorý kyvadlo tlačí. Pri pohybe v opačnom smere je rýchlosť kyvadla vzhľadom na hriadeľ veľká, takže moment trenia je malý. Takže samooscilačný systém sám reguluje tok energie do oscilátora.

Kyvadlo kmitá vzhľadom na novú rovnovážnu polohu posunuté v smere otáčania hriadeľa a jeho rýchlosť v ustálenom stave nepresahuje rýchlosť hriadeľa. Môžete zmeniť počiatočné podmienky, napríklad nastaviť počiatočnú rýchlosť kyvadla tak, aby bola väčšia ako rýchlosť otáčania hriadeľa. V tomto prípade sa po určitom čase vytvoria oscilácie s rovnakou amplitúdou a fázová krivka bude smerovať k rovnakému atraktoru.

4 Vzťah medzi periódou a dĺžkou kyvadla

Existujú vzťahy medzi veličinami? Akýkoľvek vzťah medzi veličinami, vyjadrený matematicky vo forme tabuľky, grafu alebo vzorca, sa nazýva fyzikálny zákon. Snažíme sa nadviazať spojenie medzi periódou a dĺžkou kyvadla. Na to sa zvyčajne zostavuje tabuľka (tabuľka 3.1), do ktorej sa zapisujú výsledky experimentov.

Tabuľka 3.1.

M00.250,50,751T, s011,41,72

Tabuľka jasne ukazuje, že s narastajúcou dĺžkou kyvadla sa zvyšuje jeho perióda kmitania. Ešte prehľadnejšie je túto tabuľku prezentovať vo forme grafu (obr. 3.1), ale ešte lepšie je vyjadriť ju približne vo forme vzorca: T? 2. Vzorec-zákon umožňuje rýchlo vypočítať periódu kmitania závitového kyvadla a v tom je jeho krása. Ale to nie je len hlavná hodnota zákona. Teraz môžete zmeniť periódu kmitania a tým nastaviť pohyb hodín tak, aby ukazovali presný čas. Všetky ostatné zákony kmitania závitového kyvadla našli uplatnenie aj v už vyššie popísaných hodinách a v iných technických zariadeniach.

Obrázok 3.1

Po preštudovaní tejto témy som určil hlavné vlastnosti kyvadla. Hlavným a najpoužívanejším je izochronizmus (z gréčtiny - „uniforma“) pohybu kyvadla pri malých amplitúdach, to znamená nezávislosť periódy oscilácie od amplitúdy. Keď sa amplitúda zdvojnásobí, perióda kyvadla zostane nezmenená, hoci závažie prejde dvakrát tak ďaleko. Ale stále je perióda oscilácie fyzického kyvadla ovplyvnená veľkosťou a tvarom tela, vzdialenosťou medzi ťažiskom a bodom zavesenia, rozložením hmotnosti tela vzhľadom na tento bod.

S narastajúcou dĺžkou kyvadla sa zvyšuje aj doba jeho kmitov, na tejto vlastnosti je založený hodinový mechanizmus a konštrukcia množstva ďalších technických zariadení. Kyvadlo je široko používané v aplikáciách pre systémy rôzneho charakteru. Napríklad elektrické kyvadlo je obvod pozostávajúci z kondenzátora a induktora, ekologické kyvadlo sú dve interagujúce populácie predátorov a koristi.

Akékoľvek rovnomerné otáčanie je opakujúci sa pohyb (periodický): pri každej otáčke môžeme pozorovať, ako ktorýkoľvek bod rovnomerne rotujúceho telesa prechádza rovnakými polohami ako počas predchádzajúcej otáčky a s rovnakou postupnosťou.

Pri kývaní kyvadla dochádza k periodickému prechodu kinetickej energie na potenciálnu energiu a naopak, pričom perióda celého tohto procesu je polovičná ako perióda kývania samotného kyvadla. Ale pri zistení súčtu potenciálnych a kinetických energií sa prejaví jeho stálosť. Rovná sa energii, ktorá bola odovzdaná kyvadlu pri štarte, bez ohľadu na to, či je vo forme potenciálnej energie (počiatočná výchylka) alebo vo forme kinetickej energie (počiatočné zatlačenie).

Pre každé fyzikálne kyvadlo možno nájsť také polohy šošoviek a hranolov, v ktorých bude kyvadlo kmitať s rovnakou periódou. Táto skutočnosť je základom teórie otáčavého kyvadla, ktoré meria zrýchlenie voľného pádu. Ďalším dôležitým faktorom je, že pri tomto meraní nie je potrebné určovať polohu ťažiska, čo značne zvyšuje presnosť meraní. Na tento účel je potrebné zmerať závislosť periódy kmitania kyvadla od polohy osi otáčania a z tejto experimentálnej závislosti zistiť redukovanú dĺžku. Takto určená dĺžka v kombinácii s periódou kmitania okolo oboch osí nameranou s dobrou presnosťou umožňuje vypočítať gravitačné zrýchlenie. Tiež pomocou kyvadiel a ich matematických modelov sú demonštrované javy vlastné nelineárnym oscilačným systémom, ktoré sú obzvlášť zložité.

Dve nádherné kyvadla majú zaujímavé vlastnosti: Foucaultovo kyvadlo a Froudovo trecie kyvadlo. Prvý je založený na schopnosti udržať rovinu kmitov bez ohľadu na rotáciu podpery, na ktorej je kyvadlo zavesené. Pozorovateľ rotujúci so Zemou vidí postupnú zmenu smeru výkyvu kyvadla voči okolitým pozemským objektom. Druhý je umiestnený na otočnom hriadeli. Ak sa kyvadlo pohybuje v smere otáčania a jeho rýchlosť je menšia ako rýchlosť hriadeľa, potom naň zo strany hriadeľa pôsobí dostatočne veľký moment trecej sily, ktorý kyvadlo tlačí. Pri pohybe v opačnom smere je rýchlosť kyvadla vzhľadom na hriadeľ veľká, takže moment trenia je malý. Takže samooscilačný systém sám reguluje tok energie do oscilátora.

Na základe štúdia závislosti periódy kmitania fľaše od času pozorovania a zmeny hmotnosti látky v nej môžeme s istotou povedať, že pri amplitúdach kmitania nepresahujúcich 1 cm moment zotrvačnosti fyzického kyvadla neovplyvňuje dobu jeho kmitania.

Ak teda zhrnieme všetky vyššie uvedené skutočnosti, možno tvrdiť, že vlastnosti fyzikálneho kyvadla a oscilačných systémov sa vo všeobecnosti využívajú vo veľmi mnohých oblastiach rôznej povahy, a všimnite si, že samy osebe aj ako súčasť jedného ako metódu výskumu alebo vykonania série experimentov.

kinematika fyzikálne kmitanie kyvadla

Literatúra

1. Aksenová M.D. Encyklopédia pre deti, "Avanta+", 1999. 625-627 s.

Aniščenko V.S. Deterministický chaos, Sorosovský. //Vzdelávací časopis. 1997. č. 6. 70-76 s.

Zaslavsky G.M., Sagdeev R.Z. Úvod do nelineárnej fyziky: Od kyvadla k turbulencii a chaosu. - M.: Nauka, 1988. 368 strán.

Záslavský G.M. Fyzika chaosu v hamiltonovských systémoch. Za. z angličtiny. - Iževsk, Moskva: Inštitút pre počítačový výskum, 2004. 288 s.

Zubkov B.V., Chumakov S.V. Encyklopedický slovník mladého technika. - Moskva "Pedagogika", 1980. - 474 strán.

Koshkin N.I., Shirkevich M.G., Príručka elementárnej fyziky. - Moskva, "Nauka", 1972.

Krasnoselsky M.A., Pokrovsky A.V. Systémy s hysterézou. - M., Nauka, 1983. 271 strán.

Trubetskov D.I. Oscilácie a vlny pre humanitné vedy. - Saratov: GosUNC "College", 1997. 392 s.

Kuznecov S.P. Dynamický chaos (priebeh prednášok). - M.: Fizmatlit, 2001.

Kuzmin P.V. Výkyvy. Krátke poznámky z prednášok, vydavateľstvo KGSHA, 2002

Landau L.D., Akhiezer A.I., Lifshits E.M. Kurz všeobecnej fyziky. Mechanika a molekulová fyzika. - Moskva, "Nauka", 1969.

Lishevsky V. Veda a život, 1988, č.1.

Malinetsky G.G., Potapov A.B., Podlazov A.V. Nelineárna dynamika: prístupy, výsledky, nádeje. - M.: URSS, 2006.

Malov N.N. Základy teórie kmitov. - Moskva, "Osvietenie", 1971.

Doučovanie

Potrebujete pomôcť s učením témy?

Naši odborníci vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odoslať žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.

Experimentálna štúdia 1. B 23 č. 2402. Žiak študoval v školskom laboratóriu kmity matematického kyvadla. Výsledky meraní akých veličín mu umožnia vypočítať periódu kmitania kyvadla? 1) hmotnosť kyvadla m a znalosť tabuľkovej hodnoty zrýchlenia voľného pádu g 2) dĺžka závitu ma no l a znalosť tabuľkovej hodnoty zrýchlenia voľného pádu g 3) amplitúdové kmity o. kyvadla A a jeho hmotnosti m 4) amplitúdy kmitov kyvadla A a znalosť tabuľkovej hodnoty zrýchlenia voľného pádu g 2. B 23 č. 2404. Počas experimentu študent skúmal závislosť modulu elastická sila pružiny na dĺžku pružiny, ktorá je vyjadrená vzorcom, kde je dĺžka pružiny v nedeformovanom stave. Graf výslednej závislosti je na obr Unke. Ktoré z tvrdení zodpovedá odpovedi s vaším výsledkom ult skúsenosti? A. Dĺžka pružiny v nedeformovanej lopatke je teda 3 cm B. Tuhosť pružiny je rovnaká. 1) A 2) B 3) A a B 4) Ani A, ani B 3. B 23 č. 2407. S týmito pružinami je potrebné experimentálne zisťovať kmity kyvadla pružiny od tvrdosti. závislosť od periódy Ktorý pár kyvadiel možno na tento účel použiť? Na obrázku sú pružiny a závažia zobrazené v stave rovnakej hmotnosti. 1) A, C alebo D 2) len B 3) len C 4) len D 4. B 23 č. 2408. Je potrebné experimentálne zistiť závislosť periódy malých kmitov matematického kyvadla od látky z r. ktorým je náklad vyrobený. Aký pár majákov (pozri obr.) možno použiť na tento účel? Kyvadlové závažia - duté guľôčky z medi a hliníka rovnakej hmotnosti a rovnakého vonkajšieho priemeru. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5. B 23 č. 2410. Pri meraní napätia na koncoch drôtenej špirály sa štyria študenti rôznymi spôsobmi pripájajú k jedinému voltmetru. Výsledok týchto prác je znázornený na obrázku nižšie. Ktorý zo študentov pod jednotným voltmetrom je správny? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 6. B 23 č. 2411. Lúč bieleho svetla prechádzajúci hranolom sa rozkladá na spektrum. Predpokladalo sa, že šírka spektra získaného na obrazovke za hranolom závisí od uhla dopadu lúča na čelo hranola. Túto hypotézu je potrebné experimentálne otestovať. Aké dva experimenty je potrebné vykonať na takéto vyšetrovanie? 1) A a 2) B a 3) B a 4) C a B C D D 7. B 23 č. 2414. ten istý materiál. Akú dvojicu vodičov zvoliť, aby sme experimentálne zistili závislosť odporu vodiča od jeho dĺžky? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 8. B 23 č. 2415. Vodiče sú vyrobené z rôznych materiálov. Akú dvojicu vodičov zvoliť, aby sme experimentálne zistili závislosť odporu vodiča od jeho špecifického odporu? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 9. B 23 č. 2416 tri Ktorý pár kondenzátorov by sa mal zvoliť, aby sa experimentálne zistila závislosť kapacity atora od plochy jeho dosiek? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 10. B 23 č. 2417 tri Ktorý pár kondenzátorov by sa mal zvoliť, aby sa experimentálne zistila závislosť kapacity generátora od vzdialenosti medzi jeho doskami? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 11. B 23 Č. 2418 mi. Ktorý pár kondenzátorov by ste mali zvoliť, aby ste experimentálne zistili závislosť kapacity kondenzátora od elektrického vodiča? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 12. B 23 č. 2419. Pri meraní sily prúdu v drôtenej špirále R štyria študenti zapájali ampérmeter rôznymi spôsobmi. Výsledok ultat je znázornený na obrázku nižšie. Označte správne pripojenie ampérmetra. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 13. B 23 č. 2421. Na experimentálne overenie, že tuhosť pružnej tyče závisí od jej dĺžky, sa použije pár oceľových tyčí 1) A a 2) B a 3) C a 4) B a B C D D 14. B 23 č. 2429. Dve nádoby sú naplnené rôznymi kvapalinami. Ktorú dvojicu nádob zvoliť, aby sme experimentálne zistili závislosť a tlakový mostík stĺpca kvapaliny od jeho hustoty? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 15. B 23 č. 2430. Dve nádoby sú naplnené tou istou kvapalinou. Ktorú dvojicu nádob by sme mali zvoliť, aby sme experimentálne zistili závislosť tlaku stĺpca kvapaliny od výšky stĺpca? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 16. B 23 č. 3119. Vodiče vyrobené z rovnakého materiálu a la. Ktorý pár vodičov zvoliť, aby sme experimentálne zistili závislosť odporu drôtu od jeho priemeru? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 17. B 23 č. 3122. Predpokladalo sa, že veľkosť virtuálneho obrazu objektu vytvoreného rozptylovou šošovkou závisí od optickej mohutnosti šošovky. Túto hypotézu je potrebné experimentálne otestovať. Aké dva pokusy je možné vykonať pri takejto štúdii 1) A a 2) A a 3) B a 4) C a B C C D 18. B 23 č. 3124. Žiak študoval kmitanie v školskom laboratórnom pružinovom kyvadle. Aké dve miery musí vedieť, aby mohol určiť tuhosť pružiny a kyvadla? 1) amplitúda kmitania tvaru vlny A a perióda jeho kmitania T 2) amplitúda kmitania plávajúceho kyvadla A a hmotnosť m záťaže 3) zrýchlenie voľného pádu g a amplitúda vlnového kyvadla A 4) perióda kmitania kyvadla T a hmotnosť m bremena 19. B 23 č. 3127. hustoty. Ktorý pár guľôčok by sa mal vybrať, aby sa experimentálne zistila závislosť Archimedovej sily od hustoty tekutiny? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 20. B 23 č. 3128. Dve loptičky sú vyrobené z rôznych materiálov. Aký pár guľôčok by sa mal zvoliť, aby sa experimentálne zistila závislosť a mostík hmotností od hustoty? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 21. B 23 č. 3214. Na určenie molárnej hmotnosti plynu v rovnováhe je potrebné presne vedieť zmerať 1) teplotu, hmotnosť a tlak plynu 2) hustotu plynu , jeho teplota a tlak 3) Hustota plynu, jeho hmotnosť a teplota 4) Tlak plynu, jeho objem a jeho teplota 22. B 23 č. 3215. Kyvadlo pružiny vykonáva voľné harmonické kmity. Akú hodnotu možno určiť, ak je známa hmotnosť bremena m a doba kmitania T kyvadla? 1) Dĺžka bez natiahnutia pružiny 2) Max a malá potenciálna energia 3) Tuhosť pružiny 4) Amplitúda kmitania pružín a kyvadla 23. B 23 č. 3246. Počas laboratórnych prác bolo potrebné na meranie napätia na odpore tiv leni. Toto je možné vykonať pomocou obvodu 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 24. B 23 č. 3247. Počas laboratórnych prác bolo potrebné zmerať prúd cez odpor To je možné vykonať pomocou obvodu 1 ) 1 2) 2 3) 3 4) 4 25. B 23 č. 3248. Počas laboratórnych prác bolo potrebné zmerať napätie na rezistore. Dá sa to urobiť pomocou schémy 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 26. B 23 č. 3249. Kvapalina sa naleje do valcovej nádoby. Predpokladalo sa, že tlak kvapaliny na dne nádoby závisí od plochy dna nádoby. Ak chcete otestovať túto hypotézu, musíte si vybrať nasledujúce dva experimenty z nižšie uvedených experimentov. 1) A a 2) B a 3) A a 4) B a C C D D ​čítaj 1) tlak plynu p a jeho objem V 2) hmotnosť plynu m a jeho teplotu T 3) teplotu plynu T a jeho objem V 4 ) tlak plynu p a teplotu plynu T 28. B 23 č. 3320. Matematické kyvadlo vykonáva voľné harmonické kmity. Akú hodnotu možno určiť, ak je známa dĺžka l a perióda kmitu T svetla? 1) Amplitúda A kmitania majáku 2) Zrýchlenie voľného pádu g 3) Maximálna malá kinetická energia 4) hmotnosť m závažia sa kýva 29. B 23 č. 3347. Závažia kyvadiel sú medené guľôčky. Akú dvojicu kyvadiel (pozri obrázok) zvoliť, aby sme experimentálne zistili, či perióda malých kmitov závisí od dĺžky závitu? 1) A a 2) A a 3) A a 4) B a B C D C 30. B 23 č. 3391. Cievka drôtu s prúdom vytvára magnetické pole. Predpokladalo sa, že magnetický tok cez prierez cievky závisí od počtu závitov a priemeru. Túto hypotézu je potrebné experimentálne otestovať. Aké dve sady cievok by sa mali použiť na takéto vyšetrovanie? 1) A a 2) B a 3) B a 4) C a B C D D 31. B 23 Č. 3392. Predpokladajme, že nepoznáte vzorec na výpočet periódy kmitania matematického kyvadla. Je potrebné experimentálne skontrolovať, či táto hodnota závisí od hmotnosti nákladu. Ktoré majáky by sa mali použiť na toto overenie? 1) A a 2) A a 3) B a 4) B a B D C D 32. B 23 č. 3395. Študent študuje Archimedov zákon, pričom v pokusoch mení objem telesa ponoreného do kvapaliny a hustotu kvapalina. Ktorú dvojicu experimentov by mal zvoliť, aby zistil závislosť Archimedovej sily od objemu ponoreného telesa? (Čísla označujú hustotu kvapaliny.) 33. B 23 č. 3462. Pre časť reťaze existuje odchýlka od Ohmovho zákona. Je to spôsobené tým, že 1) mení sa s i počet elektrónov pohybujúcich sa s i v špirále 2) na modrej dáva fotoefekt 3) mení odpor cievky pri zahrievaní 4 ) objavuje sa magnetické pole 34. B 23 č. 3467. Na určenie účinnosti naklonenej roviny bolo použité zariadenie znázornené na obrázku. Študent pomocou silomera dvíha tyč s dvoma závažiami rovnomerne po naklonenej rovine. Študent zapísal údaje experimentu do tabuľky. Aká je účinnosť naklonenej roviny? Vaša odpoveď je vyjadrená v percentách. Označenie priemeru pri zdvíhaní bremena, N 1,5 Dĺžka naklonenej roviny, m 1,0 Hmotnosť tyče s dvomi za sebou, kg 0,22 Výška naklonenej roviny, m 0,15 1) 10 % 2) 22 % 3) 45 % 4 ) 100% 35. B 23 č. 3595. Školák robí pokusy s dvomi šošovkami, pričom na ne smeruje paralelný lúč svetla. Priebeh lúčov v týchto experimentoch je znázornený na obrázkoch. Podľa výsledkov týchto experimentov je ohnisková vzdialenosť šošovky 1) väčšia ako ohnisková vzdialenosť šošovky 2) je menšia ako ohnisková vzdialenosť Vzdialenosť šošovky 3) sa rovná ohniskovej vzdialenosti šošovky 4 ) nemožno korelovať s ohniskovou vzdialenosťou šošovky 36. B 23 č. 3608. Študent robí pokusy s dvomi šošovkami, pričom na ne smeruje rovnobežný lúč svetla. Priebeh lúčov v týchto experimentoch je znázornený na obrázkoch. Podľa výsledkov týchto experimentov je ohnisková vzdialenosť šošovky 1) väčšia ako ohnisková vzdialenosť šošovky 2) je menšia ako ohnisková vzdialenosť šošovky 3) rovná sa ohniskovej vzdialenosti šošovky 4) nedá sa korelovať s ohniskovou vzdialenosťou objektívu 37. B 23 č. 3644. V nedávnej minulosti sa na presné elektrické merania používali odporové „zásobníky“, ktorými boli drevená krabica, pod vekom ktorej bol hrubý medený plech (1) s medzerami ( 2), do ktorej možno vložiť medené zátky (3) (pozri obrázok). Ak sú všetky zástrčky pevne zasunuté, potom nimi prúdi elektrický prúd priamo pozdĺž dosky, ktorej odpor je zanedbateľný. Ak niektorá zo zástrčiek chýba, tak prúd tečie cez vodiče (4), ktoré uzatvárajú medzery a majú presne zmeraný odpor.Tiv le ni eat. Určte, čomu sa rovná odpor nastavený na skrinke odporu, ako je znázornené na nasledujúcom diagrame, ak,. 1) 8 ohmov 2) 9 ohmov 3) 0,125 ohmov 4) 0,1 ohmov Akého prispievateľa možno z týchto údajov určiť? 1) Avoga dro číslo 2) elektrická sila 3) univerzálna plynová sila 4) na 39. B 23 č. 3646. V nedávnej minulosti sa na presné elektrické merania používali odporové „zásobníky“, ktorými sú drevená krabica pod veko, na ktorom bola umiestnená hrubá medená platňa (1) s medzerami (2), do ktorých možno vložiť medené zátky (3) (pozri obrázok). Ak sú všetky zástrčky pevne zasunuté, potom nimi prúdi elektrický prúd priamo pozdĺž dosky, ktorej odpor je zanedbateľný. Ak niektorá zo zástrčiek chýba, tak prúd tečie cez vodiče (4), ktoré uzatvárajú medzery a majú presne zmeraný odpor.Tiv le ni eat. Určte, čomu sa rovná odpor, ako je znázornené na nasledujúcom diagrame, ak je nastavené na, uloženie, odpor, . 1) 10 ohmov 2) 16 ohmov 3) 0,1 ohmov 4) 0,625 ohmov Akého prispievateľa možno z týchto údajov určiť? 1) Avoga dro číslo 2) elektrický výkon 3) univerzálny plynový výkon nuyu 4) podľa Boltzmanovej pozície na 41. B 23 č. 3718. Na určenie výkonu konštantného elektrického žiariča v reze a potom znovu použite ideálny ampérmeter a voltmetrom. Aká je schéma zapojenia týchto zariadení spájajúcich vodiče, je zanedbaná a môže byť malá. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 je správne? prúd, Odpor 42. B 23 č. 3719. Na štúdium plynových zákonov laborant zhotovil plynový teplomer, čo je banka so vzduchom, hermeticky spojená so zakrivenou trubicou, v otvorenej zvislej časti ktorej je stĺpec voda. Zohrievaním vzduchu v banke laborant pozoroval pohyb vodného stĺpca vo vnútri skúmavky. Atmosférický tlak zostal nezmenený. Niektoré fázy experimentu sú znázornené na obrázku. Ktoré z tvrdení zodpovedá(a) výsledkom tohto experimentu uskutočneného za uvedených podmienok? A) Pri ohreve plynu je zmena jeho objemu úmerná zmene teploty ry. B) Keď sa plyn zahrieva, jeho tlak sa zvýši z I. 1) len A 2) len B 3) aj A aj B 4) ani A ani B . Pomocou údajov na obrázku a psychrometrickej tabuľky určite, akú teplotu (v stupňoch Celzia) ukazuje merač suchého teplomera, ak je relatívna vlhkosť vzduchu a v miestnosti ​60 %. 1) 10,5ºС 2) 21ºС 3) 11ºС 4) 29ºС merali uhly skrútenia nite, na ktorej bol krátky záves. Ako výsledok tohto experimentu G. Cavendish nameral hodnotu 1) hustoty olova 2) koeficientu účinnosti enta úmerného ti v Couloovom zákone 3) gravitačného k ti 4 ) zrýchlenia voľného pádu na Zemi 45. B 23 No. 4131. Meteorit s hmotnosťou 10 ton sa približuje ku sférickej planéte. Polomer tejto planéty je 2,5 106 m. Postava s unke (plná čiara). Zrýchlenie voľného pádu na povrch z tejto planéty je približne rovné 1) 3,5 m/s 2 2) 50 m/s 2 3) 0,2 m/s 2 4) 1,4 m/s 2 46. B 23 č.4356 K podpere je vo zvislej polohe pripevnená súprava závaží 20g, 40g, 60g a 80g a pružina. Závažia sa opatrne postupne zavesia na pružinu (pozri obrázok 1). Závislosť predĺženia pružiny od hmotnosti zaťaženia pripevneného k pružine je znázornená na obrázku 2. Zaťaženie takej hmotnosti, ktoré je pripevnené k tejto pružine, môže spôsobiť malé oscilácie pozdĺž osi od rohu hodiny s tento jeden? 1) 20 g 2) 40 g 3) 50 g 4) 80 g Závažia sa opatrne postupne zavesia na pružinu (pozri obrázok 1). Závislosť predĺženia pružiny od hmotnosti zaťaženia pripevneného k pružine je znázornená na obrázku 2. Zaťaženie takej hmotnosti, ktoré je pripevnené k tejto pružine, môže spôsobiť malé oscilácie pozdĺž osi od rohu hodiny s tento jeden? 1) 10 g 2) 40 g 3) 60 g 4) 100 g Pomocou údajov v tabuľkách určte absolútnu vlhkosť v miestnosti, kde sú tieto teplomery inštalované. Prvá tabuľka ukazuje relatívnu vlhkosť vzduchu vyjadrenú v %. 1) 2) 3) 4) 49. B 23 č. 4463. Údaje suchých a mokrých teplomerov inštalovaných v určitej miestnosti sa rovnajú a. Pomocou údajov v tabuľkách určte absolútnu vlhkosť v miestnosti, kde sú tieto teplomery inštalované. Prvá tabuľka ukazuje relatívnu vlhkosť vzduchu vyjadrenú v %. 1) 2) 3) 4) 50. B 23 č. 4498. Dom stojí na okraji poľa. Z balkóna z výšky 5 m chlapec hodil v horizontálnom smere kamienok. Počiatočná rýchlosť kamienkov je 7 m/s, jeho hmotnosť je 0,1 kg. 2 s po hode ki sa energia vrecového kameňa približne rovná 1) 15,3 J 2) 0 3) 7,4 J 4) 22,5 J 51. B 23 č. 4568. Dom stojí na okraji lúka. Z balkóna z výšky 5 m chlapec hodil v horizontálnom smere kamienok. Počiatočná rýchlosť kamienkov je 7 m/s. 2 s po hode je rýchlosť vreca približne rovná 1) 21 m/s 2) 14 m/s 3) 7 m/s 4) 0 52. B 23 č.4603 Dom stojí na kraji poľa. Z balkóna z výšky 5 m chlapec hodil v horizontálnom smere kamienok. Počiatočná rýchlosť kamienkov je 7 m/s, jeho hmotnosť je 0,1 kg. 2 s po odhodení pulzu vreca sa približne rovná 1) 0,7 kg m/s 2) 1,4 kg m/s 3) 2,1 kg m/s 4) 0 53. B 23 č. 4638. Dom stojí na okraj poľa. Z balkóna z výšky 5 m chlapec hodil v horizontálnom smere kamienok. Počiatočná rýchlosť kamienkov je 7 m/s. 2 sekundy po hode budú kamienky vo výške 1) 0 2) 14 m 3) 15 m 4) 25 m 54. B 23 č. 4743. Učiteľ preukázal skúsenosť s pozorovaním napätia, ktoré vzniká v cievke, keď prechádza cez ňu magnet (obr. 1). Napätie z cievky potom spadlo do počítačového meracieho systému a zobrazilo sa na monitore re (obr. 2). Čo sa v experimente urobilo s ľadom? 1) závislosť a výkon EMF samotného poľa a indukcia poľa od zmeny smeru elektrického prúdu 2) v dôsledku závislosti a mosta ampérovej sily na sile prúdu 3) magnetické pole bude sa objavia pri zmene elektrického výkonu z ktorého poľa 4) závisí smer indukčného prúdu od zmeny prúdu magnetického poľa 55. B 23 č. 4778. Učiteľ zostavil obvod znázornený na obr. 1 pripojením cievky ku kondenzátoru. Najprv sa pripojil kondenzátor na zdroj napätia, potom sa prepínač prepol do polohy 2. Napätie z tlmivky vstupuje do počítačového meracieho systému a výsledok sa zobrazuje na monitore (obr. 2). Čo sa v experimente urobilo s ľadom? 1) automatický oscilačný proces v generátore 2) potrebné elektromagnetické obvody 3) jav elektromagnetickej indukcie 4) voľné elektromagnetické oscilácie 56. B 23 č. 4813. Učiteľ predviedol skúsenosť s pozorovaním napätia, ktoré vzniká v cievke pri prechode magnetu cez ňu (obr. 1). Napätie z cievky potom spadlo do počítačového meracieho systému a zobrazilo sa na monitore re (obr. 2). V experimente sa skúmalo 1) magnetické pole sa objavilo pri zmene elektrického poľa 2) jav elektromagnetickej indukcie 3) jav samoindukcie 4) pôsobenie ampérovej sily 57. B 23 č. 4848. učiteľ predviedol experiment, ktorého nastavenie je znázornené na fotografii (obr. 1). Najprv pripojil kondenzátor na zdroj napätia a potom prepol prepínač do polohy 2. Napätie z tlmivky sa privádza do počítačového meracieho systému a výsledky zmeny napätia v čase sa zobrazujú na obrazovke. (Obr. 2). Čo bolo pozorované v experimente 1) voľné kolísavé oscilácie v ideálnom obryse 2) voľné tlmené oscilácie v oscilačnom obvode 3) jav sa vyskytuje v oscilačnom obvode 4) potrebujete požadované elektromagnetické oscilácie v obryse 58. B 23 č. 4953. Žiak meral gravitačnú silu pôsobiacu na záťaž. Hodnoty dynamometra sú zobrazené na fotografii. Chyba merania sa rovná deliacej hodnote priemeru meradla. V akom prípade je údaj o rozmere merača na záznam správne? 1) (2,0 ± 0,1) N 2) (2,0 ± 0,2) N 3) (2,0 ± 0,5) N 4) (2,0 ± 0,01) N 59. B 23 č. 5163. Žiak meral gravitačnú silu pôsobiacu na naložiť. Hodnoty dynamometra sú zobrazené na fotografii. Chyba merania sa rovná deliacej hodnote priemeru meradla. V akom prípade je údaj o rozmere merača na záznam správne? 1) (1,6 ± 0,2) N 2) (1,4 ± 0,2) N 3) (2,4 ± 0,1) N 4) (1,6 ± 0,1) N 60. B 23 č. 5198. Žiak meral gravitačnú silu pôsobiacu na naložiť. Hodnoty dynamometra sú zobrazené na fotografii. Chyba merania sa rovná deliacej hodnote priemeru meradla. V akom prípade je údaj o rozmere merača na záznam správne? 1) (1,8 ± 0,2) N 2) (1,3 ± 0,2) N 3) (1,4 ± 0,01) N 4) (1,4 ± 0,1) N 61. B 23 č. 5303. Žiak meral gravitačnú silu pôsobiacu na naložiť. Hodnoty dynamometra sú zobrazené na fotografii. Chyba merania sa rovná hodnote delenia dynamometra. V akom prípade je nami zaznamenaný údaj na dynamometri správne? 1) (4,3 ± 0,1) N 2) (4,3 ± 0,2) N 3) (4,6 ± 0,1) N 4) (4,3 ± 0,3) N 62. B 23 č. 6127. Pomocou osciloskopu študent študoval vynútené kmity v r. oscilačný obvod pozostávajúci z drôtovej cievky zapojenej do série, kondenzátora a odporu s malým odporom. Indukčnosť cievky je 5 mH. Obrázok ukazuje pohľad na obrazovku osciloskopu, keď sú jeho sondy pripojené na svorky kondenzátora pre prípad rezonancie. Na obrázku je aj prepínač osciloskopu, ktorý umožňuje meniť mierku obrazu pozdĺž horizontálnej osi: otáčaním tohto prepínača môžete nastaviť, aký časový úsek zodpovedá jednému dieliku obrazovky osciloskopu. Zistite, aká je kapacita používateľa v oscilačnom obvode kondenzovanom tora? 1) 20 uF 2) ≈ 64 mF 3) ≈ 80 uF 4) 80 F . Kapacita kondenzátora je 16 mikrofaradov. Obrázok ukazuje pohľad na obrazovku osciloskopu, keď sú jeho sondy pripojené na svorky kondenzátora pre prípad rezonancie. Na obrázku je aj prepínač osciloskopu, ktorý umožňuje meniť mierku obrazu pozdĺž horizontálnej osi: otáčaním tohto prepínača môžete nastaviť, aký časový úsek zodpovedá jednému dieliku obrazovky osciloskopu. Určte, aká je indukčnosť cievky použitej v oscilačnom obvode. 1) 1 H 2) 25 mH 3) 0,17 H 4) 64 μH 64. B 23 č. 6206. Z rovnakého materiálu sú vyrobené rôzne drôty. Ktorý pár vodičov zvoliť, aby sme experimentálne overili závislosť odporu vodiča od jeho dĺžky? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 65. B 23 č. 6241. Je potrebné experimentálne zistiť závislosť periódy kmitania pružinového kyvadla od hmotnosti bremena. Aký pár kyvadiel by sa mal použiť na tento účel? 1) A a D 2) len B 3) len C 4) len D Ktorý pár kyvadiel by sa mal použiť na tento test? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 67. B 23 č. 6314. Je potrebné experimentálne zistiť závislosť periódy malých kmitov matematického kyvadla od látky, z ktorej je záťaž vyrobená. Aký pár kyvadiel možno na tento účel použiť? Kyvadlové závažia - duté guľôčky vyrobené z medi a hliníka rovnakej hmotnosti a rovnakého vonkajšieho priemeru. 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 68. B 23 č. 6350. Na vykonanie laboratórnych prác dostal študent dynamometer, záťaž neznámej hustoty a kadičku s vodou. Žiaľ, na silomere nebolo uvedené delenie stupnice. Pomocou náčrtov pokusu určte hodnotu dielika mierky priemeru na milimeter. 1) 0,1 S 2) 0,2 S 3) 0,4 S 4) 0,5 S Žiaľ, delenie stupnice nebolo na kadičke uvedené. Pomocou náčrtov priebehu experimentu určte cenu delenia škály zmeny z hodiny. 1) 200 ml 2) 250 ml 3) 400 ml 4) 500 ml

Odpovede na úlohy 1-24 sú slovo, číslo alebo postupnosť čísel alebo čísel. Svoju odpoveď napíšte do príslušného poľa vpravo. Každý znak napíšte bez medzier. Jednotky merania fyzikálnych veličín netreba písať.

1

Na obrázku je znázornený graf pohybu autobusu po rovnej ceste pozdĺž osi X. Určte priemet rýchlosti autobusu na os X v časovom intervale od 0 do 30 minút.

Odpoveď: _____ km/h

2

V inerciálnej vzťažnej sústave sila \overset\rightharpoonup F informuje teleso s hmotnosťou m o zrýchlení, ktoré sa rovná modulu 2 m/s 2 . Aký je modul zrýchlenia telesa s hmotnosťou \frac m2 pri pôsobení sily 2\overset\rightharpoonup F v tejto vzťažnej sústave?

Odpoveď: _____ m/s 2

3

Na vozík s hmotnosťou 50 kg, ktorý sa valí pozdĺž dráhy rýchlosťou 0,8 m / s, sa na vrch naleje 200 kg piesku. Určte rýchlosť vozíka po naložení

odpoveď: _____

4

Aká je hmotnosť človeka vo vzduchu, berúc do úvahy pôsobenie Archimedovej sily? Objem osoby V \u003d 50 dm 3, hustota ľudského tela je 1036 kg / m 3. Hustota vzduchu 1,2 kg/m 3 .

Odpoveď: _____ N

5

Na obrázku sú znázornené grafy závislosti súradníc od času pre dve telesá: A a B, pohybujúce sa po priamke, po ktorej smeruje os X. Vyberte dve správne tvrdenia o pohybe telies.

1. Časový interval medzi zasadnutiami orgánov A a B je 6 s.

2. Teleso A sa pohybuje rýchlosťou 3 m/s.

3. Teleso A sa pohybuje rovnomerným zrýchlením.

4. Prvých 5 s prešlo teleso A 15 m.

5. Teleso B sa pohybuje s konštantným zrýchlením.

6

Zaťaženie kyvadla pružiny znázornené na obrázku vykonáva harmonické kmity medzi bodmi 1 a 3. Ako sa zmení potenciálna energia pružiny kyvadla a rýchlosť zaťaženia, keď sa zaťaženie kyvadla presunie z bodu 3 do bodu 2?

1. zvyšuje

2. klesá

3. nemení sa

7

Puk s hmotnosťou m skĺzne dolu kopcom z pokoja. Zrýchlenie voľného pádu je g. Na úpätí kopca sa kinetická energia puku rovná E k. Trenie puku o kopec je zanedbateľné. Vytvorte súlad medzi fyzikálnymi veličinami a vzorcami, podľa ktorých ich možno vypočítať. Pre každú pozíciu prvého stĺpca vyberte zodpovedajúcu pozíciu druhého stĺpca a zapíšte si vybrané čísla pod príslušné písmená.

FYZICKÉ MNOŽSTVO

A) výška kopca

B) modul hybnosti puku na úpätí kopca

1) E_k\sqrt(\frac(2m)g)

2) \sqrt(2mE_k)

3) \sqrt(\frac(2E_k)(gm))

4) \frac(E_k)(gm)

8

Ideálny plyn je obsiahnutý v nádobe pod piestom. Tlak plynu je 100 kPa. Pri konštantnej teplote sa objem plynu zväčšil 4-krát. Určte tlak plynu v konečnom stave.

Odpoveď: _____ kPa.

9

Plyn sa prenáša zo stavu 1 do stavu 3, ako je znázornené na diagrame p-V. Akú prácu vykoná plyn v procese 1-2-3, ak p 0 \u003d 50 kPa, V 0 \u003d 2 l?

Odpoveď: _____ J.

10

Koľko tepla vydá 10 kg liatinový diel, keď sa jeho teplota zníži o 20 K?

Špecifická tepelná kapacita liatiny C=500\frac(J)(kg^\circ C)

Odpoveď: _____ kJ.

11

Závislosť objemu konštantnej hmotnosti ideálneho plynu od teploty znázorňuje V-T diagram (pozri obrázok). Vyberte dve správne tvrdenia o procese, ktorý sa vyskytuje s plynom.

1. Tlak plynu je v stave A na minime.

2. Pri prechode zo stavu D do stavu A vnútorná energia klesá.

3. Počas prechodu zo stavu B do stavu C je práca vykonaná plynom neustále záporná.

4. Tlak plynu v stave C je väčší ako tlak plynu v stave A.

5. Tlak plynu v stave D je väčší ako tlak plynu v stave A.

12

Obrázky A a B znázorňujú grafy dvoch procesov 1-2 a 3-4, z ktorých každý sa uskutočňuje jedným mólom argónu. Grafy sú vynesené v súradniciach p-V a V-T, kde p je tlak, V je objem a T je absolútna teplota plynu. Vytvorte súlad medzi grafmi a tvrdeniami, ktoré charakterizujú procesy zobrazené na grafoch.

Pre každú pozíciu prvého stĺpca vyberte zodpovedajúcu pozíciu druhého stĺpca a zapíšte si vybrané čísla pod príslušné písmená.

ALE)

b)

VYHLÁSENIA

1) Vnútorná energia plynu klesá, pričom plyn vydáva teplo.

2) Pracuje sa na plyne, zatiaľ čo plyn vydáva teplo.

3) Plyn prijíma teplo, ale nepracuje.

4) Plyn prijíma teplo a pracuje.

13

Rovnaké prúdy tečú cez tri tenké dlhé rovné paralelné vodiče (pozri obrázok). Ako smeruje ampérová sila na vodič 3 od ostatných dvoch (hore, dole, vľavo, vpravo, od pozorovateľa k pozorovateľovi)? Vzdialenosti medzi susednými vodičmi sú rovnaké. Svoju odpoveď napíšte slovom (slovami).

odpoveď: _____

14

Obrázok znázorňuje časť elektrického obvodu. Aký je pomer množstva tepla Q 1 /Q 2 uvoľneného na rezistoroch R 1 a R 2 súčasne?

odpoveď: _____

15

Na ploché zrkadlo dopadá lúč svetla. Uhol medzi dopadajúcim lúčom a zrkadlom je 30°. Určte uhol medzi dopadajúcim a odrazeným lúčom.

Odpoveď: _____ °.

16

Dve nenabité sklenené kocky 1 a 2 sa priblížia k sebe a umiestnia sa do elektrického poľa, ktorého intenzita smeruje vodorovne doprava, ako je znázornené v hornej časti obrázku. Potom sa kocky od seba oddialili a až potom sa odstránilo elektrické pole (spodná časť obrázku). Vyberte z navrhovaného zoznamu dve tvrdenia, ktoré zodpovedajú výsledkom experimentálnych štúdií, a uveďte ich čísla.

1. Po oddialení kociek od seba sa ukázal náboj prvej kocky záporný, náboj druhej kladný.

2. Po umiestnení do elektrického poľa začali elektróny z prvej kocky prechádzať do druhej.

3. Po oddialení kociek zostali náboje oboch kociek rovné nule.

4. Pred oddelením kociek v elektrickom poli bol ľavý povrch 1. kocky záporne nabitý.

5. Pred oddelením kociek v elektrickom poli bol pravý povrch 2. kocky záporne nabitý.

17

Ako sa zmení frekvencia vlastných kmitov a maximálna sila prúdu v cievke oscilačného obvodu (pozri obrázok), ak sa kľúč K posunie z polohy 1 do polohy 2 v momente, keď je náboj kondenzátora 0?

1. zvýšiť

2. zníženie

3. sa nezmení

18

Vytvorte súlad medzi odporom časti obvodu jednosmerného prúdu a schematickým znázornením tejto časti obvodu. Odpory všetkých rezistorov na obrázkoch sú rovnaké a rovné R.

ODOLNOSŤ SEKCIE

DC SEKCIA

4)

19

Aký je počet protónov a neutrónov v izotope dusíka ()_7^(14)N?

20

Polčas rozpadu izotopu sodíka ()_(11)^(22)Na je 2,6 roka. Pôvodne bolo 208 g tohto izotopu. Koľko to bude o 5,2 roka?

Odpoveď: ______

21

Pre niektoré atómy je charakteristickým znakom možnosť zachytenia atómovým jadrom jedného z elektrónov, ktoré sú k nemu najbližšie. Ako sa v tomto prípade zmení hmotnostné číslo a náboj jadra?

Pre každú hodnotu určite vhodný charakter zmeny:

1. zvyšuje

2. klesá

3. nemení sa

Zapíšte si vybrané čísla pre každú fyzikálnu veličinu. Čísla v odpovedi sa môžu opakovať.

22

Na obrázku sú stopky, napravo od nich je zväčšený obrázok časti stupnice a šípka. Ručička stopiek urobí úplnú revolúciu za 1 minútu.

Zapíšte si hodnoty stopiek, berúc do úvahy, že chyba merania sa rovná deleniu stopiek.

Odpoveď: (_____ ± _____)

23

Žiak študuje vlastnosti kyvadiel. K dispozícii má kyvadla, ktorých parametre sú uvedené v tabuľke. Ktoré z kyvadiel treba použiť, aby sa experimentálne zistila závislosť periódy kmitania kyvadla od jeho dĺžky?

24

Zvážte tabuľku obsahujúcu informácie o terestrických planétach slnečnej sústavy.

Vyberte dva výroky, ktoré zodpovedajú vlastnostiam planét a uveďte ich čísla.

1) Z terestrických planét sa Venuša točí po najpredĺženejšej dráhe okolo Slnka.

2) Zrýchlenie voľného pádu na Marse je približne 3,8 m/s 2 .

3) Prvá kozmická rýchlosť pre Merkúr je menšia ako pre Zem.

4) Medzi planétami pozemskej skupiny je frekvencia otáčania okolo Slnka maximálna na Venuši.

5) Priemerná hustota Merkúra je menšia ako hustota Venuše.

25

Tyč s hmotnosťou 0,8 kg sa pohybuje po vodorovnom stole, ktorý je spojený s bremenom s hmotnosťou 0,2 kg beztiažovým neroztiahnuteľným závitom prehodeným cez hladký beztiažový blok. Náklad sa pohybuje so zrýchlením 1,2 m/s2. Určte koeficient trenia tyče na povrchu stola.

odpoveď: _____

26

Bod B je v strede segmentu AC. Stacionárne bodové náboje -q a -2q (q = 1 nC) sa nachádzajú v bodoch A a C. Aký kladný náboj treba umiestniť v bode C namiesto náboja - 2q, aby sa modul intenzity elektrického poľa v bode B zvýšil 2-krát?

Odpoveď: _____ nK

27

Priamy vodič dĺžky I = 0,2 m, ktorým preteká prúd I = 2 A, je v rovnomernom magnetickom poli s indukciou B = 0,6 T a je rovnobežný s vektorom \overset\rightharpoonup B. Určte modul pôsobiacej sily na vodiči so stranou magnetického poľa.

Odpoveď: _____ H.

Časť 2.

Úplné správne riešenie každej z úloh 28-32 by malo obsahovať zákony a vzorce, ktorých aplikácia je potrebná a postačujúca na vyriešenie úlohy, ako aj matematické transformácie, výpočty s číselnou odpoveďou a v prípade potreby aj obrázok vysvetlenie riešenia.

Samostatné žabie vajce je priehľadné, jeho škrupina pozostáva zo želatínovej látky; vo vnútri vajíčka je tmavé embryo. Na začiatku jari, počas slnečných dní, keď sa teplota vody v nádržiach blíži k nule, je kaviár na dotyk teplý. Merania ukazujú, že jeho teplota môže dosiahnuť 30 stupňov.

1) Ako možno vysvetliť tento jav?

S=Vt_1+\\frac(at_1^2)2.

Napíšme rovnicu v inom tvare:

\\frac(0,21)2t_1^2+2t_1-50=0.

Riešením sú dve čísla: 14,286 a -33,333.

Fyzikálny význam majú iba kladné hodnoty, potom t 1 = 14,286 s.

V druhej časti cesty sa človek pohybuje rovnomerne zrýchlene, no zrýchlenie smeruje v opačnom smere ako je rýchlosť eskalátora. Napíšme vzorec popisujúci tento pohyb:

S=\\frac(at_2^2)2-Vt_2;

nahradíme hodnoty:

\\frac(0,21)2t_2^2-2t_2-50=0.

Pri riešení dostaneme dve hodnoty: -14,286 a 33,333.

Iba kladné hodnoty majú fyzický význam, potom t 2 \u003d 33,333 s.

Celkový čas strávený na eskalátore: t=t 1 + t 2 =14,286+33,333=47,6 s.

Valec obsahuje dusík s hmotnosťou m = 24 g pri teplote T = 300 K. Plyn sa izochoricky ochladzuje tak, že jeho tlak klesne n = 3-krát. Plyn sa potom zahrieva pri konštantnom tlaku, kým jeho teplota nedosiahne pôvodnú teplotu. Určte prácu A vykonanú plynom.

Pri skratovaní svoriek galvanického článku je prúd v obvode 2 A. Pri pripojení elektrickej lampy s elektrickým odporom 3 ohmy na svorky galvanického článku je prúd v obvode 0,5 A. Na základe výsledkov týchto experimentov určite vnútorný odpor galvanického článku.

Oko a šošovka okuliarov tvoria optickú sústavu, ktorej optickú mohutnosť možno vypočítať podľa vzorca: D=D 1 + D 2 .

Potom D_1+D_2=\frac1F;

D_2=\frac1F-D_1;

D_2=\frac1(0,25\;m)-2\;dptr=2\;dptr.