Комбинированные задачи - ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ОСНОВНЫМ РАЗДЕЛАМ КУРСА И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ РАЗНЫХ ТИПОВ

При решении комбинированной задачи проверяется умение применять знания к решению вычислительных задач, в которых описываются процессы из разных (двух) содержательных блоков.

Пример. Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью v₁, пробивает ее и вылетает со скоростью v₂ = 30 М/С. При этом пуля нагревается на 40 °С. С какой скоростью пуля подлетела к преграде, если на ее нагревание пошло 65% выделившегося количества теплоты.

При решении задач такого типа следует:

1. Прочитать условие задания и проанализировать его.

2. Записать кратко условие задачи.

3. Если необходимо, перевести значения величин в СИ.

4. Проанализировать описанный в условии процесс (в данном случае процесс изменения энергии тела: превращение механической энергии во внутреннюю).

5. Записать формулы законов, которые используются при решении задачи (в данном случае КПД процесса, кинетической энергии, изменения кинетической энергии, количества теплоты).

6. Выполнить математические преобразования, получить ответ в общем виде

7. Подставить значения величин и получить числовой ответ.

8. Записать решение и ответ в соответствующий бланк.

Следует иметь в виду, что допускается решение задачи по частям.

Задачи для самостоятельной работы

1. Тело из алюминия, в котором имеется воздушная полость, плавает в воде, погрузившись в воду на 0,54 своего объёма. Наружный объём тела 0,04 м³. Найдите объём воздушной полости.

2. Подъемный кран за 10 с равноускорено поднимает груз из состояния покоя на высоту 10 м. Электродвигатель крана питается от сети напряжением 380 В и в конце подъёма имеет КПД, равный 60%. Сила тока в обмотке электродвигателя 102 А. Определите массу поднимаемого груза.

3. Пуля массой 9 г, движущаяся со скоростью 800 м/с, пробила доску толщиной 2,5 см и при выходе из доски имела скорость 200 м/с. Определить среднюю силу сопротивления, воздействующую на пулю в доске.

4. Электровоз движется с постоянной скоростью 72 км/ч и ведёт состав массой 1800 т. Сила тока, потребляемая электровозом из сети напряжением 3000 В, равна 750 А. Коэффициент трения равен 0,005. Определите КПД двигателя электровоза.

5. На полу движущегося вверх лифта стоит ящик массой 50 кг. Чему равна сила давления ящика на пол лифта, если лифт поднимается равноускорено из состояния покоя на высоту 25 м за 5 с?

6. При нагревании на спиртовке 290 г воды от 20 до 80 °С израсходовано некоторое количество спирта. Чему равна масса сгоревшего при этом спирта, если КПД спиртовки составляет 31,5%?

7. Два связанных нитью друг с другом бруска массой соответственно m₁ = 200 г и m₂ = 300 г движутся под действием силы F = 6 Н, направленной под углом 60° к горизонту (см. рисунок). Чему равна сила натяжения нити между брусками? Трение пренебрежимо мало.

8. В электрочайнике с сопротивлением нагревательного элемента 12,1 Ом находится 0,6 кг воды при 20 °С. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Через сколько времени вода полностью выкипит, если КПД установки 60%?

9. Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Вода массой 1 кг закипела на этой плитке через 174 с. Чему равен КПД процесса, если начальная температура воды 20 °С? (Полезной считать энергию, затрачиваемую на нагревание воды).

10. Нагреватель включён последовательно с реостатом сопротивлением 7,5 Ом в сеть с напряжением 220 В. Каково сопротивление нагревателя, если мощность электрического тока в реостате составляет 480 Вт?

11. Два свинцовых шара массами m₁ = 100 г и m₂ = 200 г движутся навстречу друг другу со скоростями v₁ = 4 м/с V₂ = 5 м/с. Какую кинетическую энергию будет иметь первый шар после их абсолютно неупругого соударения?

12. Имеется два одинаковых электрических нагревателя. При последовательном соединении они нагревают 1 л воды на 80 °С за 14 мин. Чему равна мощность одного нагревателя при включении в ту же электросеть? Потерями энергии пренебречь.