Solução para a versão demo do exame de física.

Especificação
controlar materiais de medição
pela realização do exame estadual unificado em 2019
em FÍSICA

1. Objetivo do Exame Estadual Unificado KIM

O Exame Estadual Unificado (doravante denominado Exame Estadual Unificado) é uma forma de avaliação objetiva da qualidade da formação de pessoas que dominaram programas educacionais do ensino médio geral, utilizando tarefas de formulário padronizado (materiais de medição de controle).

O Exame Estadual Unificado é realizado de acordo com a Lei Federal nº 273-FZ de 29 de dezembro de 2012 “Sobre Educação na Federação Russa”.

Os materiais de medição de controle permitem estabelecer o nível de domínio dos egressos do componente federal do padrão educacional estadual do ensino médio (completo) geral em física, nos níveis básico e especializado.

Os resultados do exame estadual unificado de física são reconhecidos pelas organizações educacionais do ensino secundário profissional e pelas organizações educacionais do ensino profissional superior como resultados dos exames de admissão em física.

2. Documentos que definem o conteúdo do Exame de Estado Unificado KIM

3. Abordagens para selecionar conteúdo e desenvolver a estrutura do Exame Estadual Unificado KIM

Cada versão da prova inclui elementos de conteúdo controlado de todas as seções do curso de física escolar, enquanto tarefas de todos os níveis taxonômicos são oferecidas para cada seção. Os elementos de conteúdo mais importantes do ponto de vista da formação continuada nas instituições de ensino superior são controlados na mesma versão com tarefas de diferentes níveis de complexidade. O número de tarefas para uma determinada seção é determinado pelo seu conteúdo e proporcionalmente ao tempo de ensino alocado para o seu estudo de acordo com o programa aproximado de física. Os diversos planos pelos quais são construídas as opções de exame baseiam-se no princípio da adição de conteúdo, de modo que, em geral, todas as séries de opções fornecem diagnósticos para o desenvolvimento de todos os elementos de conteúdo incluídos no codificador.

A prioridade ao projetar um CMM é a necessidade de testar os tipos de atividades previstas na norma (levando em consideração as limitações nas condições de testes escritos em massa de conhecimentos e habilidades dos alunos): dominar o aparato conceitual de um curso de física, dominar conhecimentos metodológicos, aplicar conhecimentos na explicação de fenómenos físicos e na resolução de problemas. O domínio das competências no trabalho com informação de conteúdo físico é testado indiretamente através da utilização de diversos métodos de apresentação da informação em textos (gráficos, tabelas, diagramas e desenhos esquemáticos).

O tipo de atividade mais importante do ponto de vista da continuação bem-sucedida dos estudos em uma universidade é a resolução de problemas. Cada opção inclui tarefas para todas as seções de diferentes níveis de complexidade, permitindo testar a capacidade de aplicar leis e fórmulas físicas tanto em situações educacionais padrão quanto em situações não tradicionais que exigem a manifestação de um grau bastante alto de independência ao combinar o conhecido algoritmos de ação ou criar seu próprio plano para concluir uma tarefa.

A objetividade da verificação das tarefas com resposta detalhada é garantida por critérios de avaliação uniformes, pela participação de dois peritos independentes que avaliam uma obra, pela possibilidade de nomeação de um terceiro perito e pela presença de procedimento de recurso.

O Exame Estadual Unificado de Física é um exame de escolha dos graduados e tem como objetivo a diferenciação no ingresso em instituições de ensino superior. Para tanto, o trabalho inclui tarefas de três níveis de dificuldade. A conclusão de tarefas em um nível básico de complexidade permite avaliar o nível de domínio dos elementos de conteúdo mais significativos de um curso de física do ensino médio e o domínio dos tipos de atividades mais importantes.

Dentre as tarefas do nível básico, destacam-se as tarefas cujo conteúdo corresponde ao padrão do nível básico. O número mínimo de pontos no Exame Estadual Unificado em física, confirmando que um graduado possui um programa de educação geral secundária (completa) em física, é estabelecido com base nos requisitos para dominar o padrão de nível básico. A utilização de tarefas de maior e elevado nível de complexidade nos trabalhos de exame permite-nos avaliar o grau de preparação de um aluno para continuar a sua formação numa universidade.

4. Estrutura do Exame Estadual Unificado KIM

Cada versão da prova é composta por duas partes e inclui 32 tarefas, diferindo na forma e no nível de complexidade (Tabela 1).

A Parte 1 contém 24 perguntas de resposta curta. Destas, 13 são tarefas com resposta escrita na forma de um número, uma palavra ou dois números. 11 tarefas de correspondência e múltipla escolha que exigem que você escreva suas respostas como uma sequência de números.

A Parte 2 contém 8 tarefas unidas por uma atividade comum - resolução de problemas. Destas, 3 tarefas com resposta curta (25-27) e 5 tarefas (28-32), para as quais é necessário fornecer uma resposta detalhada.

Para que professores e graduados tenham uma ideia do KIM do próximo Exame Estadual Unificado de Física, versões demo do Exame Estadual Unificado em todas as disciplinas são publicadas anualmente no site oficial do FIPI. Qualquer pessoa pode se familiarizar e ter uma ideia da estrutura, do volume e dos exemplos de tarefas das opções reais.

Na preparação para o Exame Estadual Unificado, é melhor que o graduado utilize opções de fontes oficiais de apoio à informação para o exame final.

Versão demo do Exame Estadual Unificado 2017 em física

Versões de demonstração do Exame Estadual Unificado de Física 2016-2015

Total de tarefas - 31; sendo por nível de dificuldade: Básico – 18; Aumentou – 9; Alto – 4.

A pontuação inicial máxima do trabalho é 50.

Tempo total para conclusão do trabalho – 235 minutos

O tempo aproximado para concluir tarefas de várias partes do trabalho é:

1) para cada tarefa com resposta curta – 3–5 minutos;

2) para cada tarefa com resposta detalhada – 15–25 minutos.

Materiais e equipamentos adicionaisÉ utilizada uma calculadora não programável (para cada aluno) com capacidade de calcular funções trigonométricas (cos, sin, tg) e uma régua. A lista de dispositivos e materiais adicionais, cujo uso é permitido para o Exame Estadual Unificado, é aprovada pela Rosobrnadzor.

Ao ler a versão demo do Exame Estadual Unificado de Física 2017, você deve ter em mente que as tarefas nela incluídas não refletem todas as questões de conteúdo que serão testadas usando as opções KIM em 2017.

Mudanças no Exame de Estado Unificado KIM em física em 2017 em comparação com 2016

A estrutura da parte 1 da prova foi alterada, a parte 2 permaneceu inalterada. As tarefas com escolha de uma resposta correta foram excluídas do trabalho de exame e as tarefas com resposta curta foram adicionadas.

Ao fazer alterações na estrutura da prova de física, as abordagens conceituais gerais para avaliar o desempenho educacional foram preservadas. Em particular, a pontuação máxima para a conclusão de todas as tarefas da prova permaneceu inalterada, a distribuição das pontuações máximas para tarefas de diferentes níveis de complexidade e a distribuição aproximada do número de tarefas por seções do curso de física escolar e métodos de atividade foram preservado.

Uma lista completa de questões que podem ser controladas no Exame Estadual Unificado 2017 é fornecida no codificador de elementos de conteúdo e requisitos para o nível de formação dos graduados de organizações educacionais para o Exame Estadual Unificado de Física 2017.

Ensino secundário geral

Preparando-se para o Exame Estadual Unificado 2018: análise da versão demo em física

Exame Estadual Unificado 2018. Física. Tarefas de treinamento temáticas

A publicação contém:
trabalhos de diversos tipos sobre todos os temas do Exame Estadual Unificado;
respostas para todas as tarefas.
O livro será útil tanto para os professores: permite organizar de forma eficaz a preparação dos alunos para o Exame Estadual Unificado diretamente na sala de aula, no processo de estudo de todos os temas, quanto para os alunos: as tarefas de treinamento permitirão que eles se preparem sistematicamente para o exame ao passar em cada tópico.

Um corpo pontual em repouso começa a se mover ao longo do eixo Óx. A figura mostra o gráfico de dependência da projeção ax aceleração deste corpo com o tempo t.

Determine a distância que o corpo percorreu no terceiro segundo de movimento.

Resposta: _________ m.

Solução

Saber ler gráficos é muito importante para todo aluno. A questão do problema é que é necessário determinar, a partir do gráfico da projeção da aceleração versus tempo, o caminho que o corpo percorreu no terceiro segundo de movimento. O gráfico mostra que no intervalo de tempo de t 1 = 2s para t 2 = 4 s, a projeção da aceleração é zero. Consequentemente, a projeção da força resultante nesta área, segundo a segunda lei de Newton, também é igual a zero. Determinamos a natureza do movimento nesta área: o corpo movia-se uniformemente. O caminho é fácil de determinar se você conhece a velocidade e o tempo do movimento. Porém, no intervalo de 0 a 2 s, o corpo moveu-se uniformemente acelerado. Usando a definição de aceleração, escrevemos a equação de projeção de velocidade V x = V 0x + um x t; como o corpo estava inicialmente em repouso, a projeção da velocidade no final do segundo segundo tornou-se

Então a distância percorrida pelo corpo no terceiro segundo

Responder: 8 metros.

Arroz. 1

Duas barras conectadas por uma mola leve estão sobre uma superfície horizontal lisa. Para um bloco de massa eu= 2 kg aplique uma força constante de igual magnitude F= 10 N e direcionado horizontalmente ao longo do eixo da mola (ver figura). Determine o módulo de elasticidade da mola no momento em que este bloco se move com aceleração de 1 m/s 2.

Resposta: _________N.

Solução

Horizontalmente sobre um corpo de massa eu= 2 kg duas forças atuam, esta é uma força F= 10 N e a força elástica na lateral da mola. A resultante dessas forças transmite aceleração ao corpo. Vamos escolher uma linha de coordenadas e direcioná-la ao longo da ação da força F. Vamos escrever a segunda lei de Newton para este corpo.

Em projeção no eixo 0 X: F – F controle = mãe (2)

Vamos expressar pela fórmula (2) o módulo da força elástica F controle = F – mãe (3)

Vamos substituir os valores numéricos na fórmula (3) e obter, F controle = 10 N – 2 kg · 1 m/s 2 = 8 N.

Responder: 8 N.

Tarefa 3

Um corpo com massa de 4 kg localizado em um plano horizontal aproximado recebe uma velocidade de 10 m/s ao longo dele. Determine o módulo de trabalho realizado pela força de atrito desde o momento em que o corpo começa a se mover até o momento em que a velocidade do corpo diminui 2 vezes.

Responder: _________J.

Solução

O corpo é influenciado pela força da gravidade, a força de reação do suporte, a força de atrito, que cria uma aceleração de frenagem.O corpo recebeu inicialmente uma velocidade de 10 m/s. Vamos escrever a segunda lei de Newton para o nosso caso.

Equação (1) levando em consideração a projeção no eixo selecionado S vai parecer:

N – mg = 0; N = mg (2)

Em projeção no eixo X: –F tr = – mãe; F tr = mãe; (3) Precisamos determinar o módulo de trabalho da força de atrito no momento em que a velocidade diminui pela metade, ou seja, 5m/s. Vamos anotar a fórmula de cálculo do trabalho.

A · ( F tr) = – F tr · S (4)

Para determinar a distância percorrida, utilizamos a fórmula atemporal:

Vamos substituir (3) e (5) em (4)

Então o módulo de trabalho da força de atrito será igual a:

Vamos substituir valores numéricos

Responder: 150 J.

Exame Estadual Unificado 2018. Física. 30 versões práticas de provas

A publicação contém:
30 opções de treinamento para o Exame Estadual Unificado
instruções para critérios de implementação e avaliação
respostas para todas as tarefas
As opções de treinamento ajudarão o professor a organizar a preparação para o Exame Estadual Unificado, e os alunos testarão de forma independente seus conhecimentos e prontidão para fazer o exame final.

O bloco escalonado possui uma polia externa com raio de 24 cm e os pesos são suspensos nos fios enrolados nas polias externa e interna conforme mostrado na figura. Não há atrito no eixo do bloco. Qual é o raio da polia interna do bloco se o sistema estiver em equilíbrio?

Arroz. 1

Resposta: _________ veja.

Solução

De acordo com as condições do problema, o sistema está em equilíbrio. Na imagem eu 1, força do ombro eu 2º braço de força Condição de equilíbrio: os momentos das forças que giram os corpos no sentido horário devem ser iguais aos momentos das forças que giram o corpo no sentido anti-horário. Lembre-se de que o momento da força é o produto do módulo de força e do braço. As forças que atuam nas roscas provenientes das cargas diferem por um fator de 3. Isso significa que o raio da polia interna do bloco difere da externa em 3 vezes. Portanto, o ombro eu 2 será igual a 8 cm.

Responder: 8 cm

Tarefa 5

Oh, em diferentes momentos.

Na lista abaixo, selecione dois afirmações corretas e indique seus números.

1. A energia potencial da mola no instante 1,0 s é máxima.
2. O período de oscilação da bola é de 4,0 s.
3. A energia cinética da bola no instante 2,0 s é mínima.
4. A amplitude das oscilações da bola é de 30 mm.
5. A energia mecânica total de um pêndulo composto por uma bola e uma mola no instante 3,0 s é mínima.

Solução

A tabela apresenta dados sobre a posição de uma bola presa a uma mola e oscilando ao longo de um eixo horizontal Oh, em diferentes momentos. Precisamos analisar esses dados e escolher as duas afirmações certas. O sistema é um pêndulo de mola. Em um momento no tempo t= 1 s, o deslocamento do corpo da posição de equilíbrio é máximo, o que significa que este é o valor da amplitude. Por definição, a energia potencial de um corpo elasticamente deformado pode ser calculada usando a fórmula

Onde k– coeficiente de rigidez da mola, X– deslocamento do corpo da posição de equilíbrio. Se o deslocamento for máximo, então a velocidade neste ponto é zero, o que significa que a energia cinética será zero. De acordo com a lei da conservação e transformação da energia, a energia potencial deve ser máxima. Pela tabela vemos que o corpo passa pela metade da oscilação em t= 2 s, a oscilação completa leva o dobro do tempo T= 4 seg. Portanto, as afirmações 1 serão verdadeiras; 2.

Tarefa 6

Um pequeno pedaço de gelo foi colocado em um copo cilíndrico com água para flutuar. Depois de algum tempo, o gelo derreteu completamente. Determine como a pressão no fundo do copo e o nível da água no copo mudaram como resultado do derretimento do gelo.

1. aumentou;
2. diminuiu;
3. não mudou.

Escrever para mesa

Solução

Arroz. 1

Problemas desse tipo são bastante comuns em diferentes versões do Exame Estadual Unificado. E como mostra a prática, os alunos muitas vezes cometem erros. Vamos tentar analisar esta tarefa em detalhes. Vamos denotar eu– massa de um pedaço de gelo, ρ l – densidade do gelo, ρ в – densidade da água, V pcht – volume da parte submersa do gelo, igual ao volume do líquido deslocado (volume do buraco). Vamos remover mentalmente o gelo da água. Então haverá um buraco na água cujo volume é igual a V pcht, ou seja volume de água deslocado por um pedaço de gelo Fig. 1( b).

Vamos escrever a condição de flutuação do gelo na Fig. 1( A).

Fa = mg (1)

ρ em V PM. g = mg (2)

Comparando as fórmulas (3) e (4) vemos que o volume do buraco é exatamente igual ao volume de água obtido com o derretimento do nosso pedaço de gelo. Portanto, se agora (mentalmente) derramarmos água obtida do gelo em um buraco, então o buraco ficará completamente cheio de água e o nível da água no recipiente não mudará. Se o nível da água não mudar, a pressão hidrostática (5), que neste caso depende apenas da altura do líquido, também não mudará. Portanto a resposta será

Exame Estadual Unificado 2018. Física. Tarefas de treinamento

A publicação é dirigida a alunos do ensino médio em preparação para o Exame Estadual Unificado de Física.
O benefício inclui:
20 opções de treinamento
respostas para todas as tarefas
Formulários de resposta do Exame Estadual Unificado para cada opção.
A publicação auxiliará os professores na preparação dos alunos para o Exame Estadual Unificado de Física.

Uma mola leve está localizada em uma superfície horizontal lisa e uma extremidade está presa à parede (veja a figura). Em algum momento, a mola começa a se deformar aplicando uma força externa à sua extremidade livre A e ao ponto A em movimento uniforme.

Estabeleça uma correspondência entre os gráficos das dependências das grandezas físicas na deformação x molas e esses valores. Para cada posição na primeira coluna, selecione a posição correspondente na segunda coluna e escreva mesa

Solução

A partir da figura do problema fica claro que quando a mola não está deformada, então sua extremidade livre e, consequentemente, o ponto A, estão em uma posição com a coordenada X 0. Em algum momento, a mola começa a deformar-se aplicando uma força externa à sua extremidade livre A. O ponto A se move uniformemente. Dependendo se a mola está esticada ou comprimida, a direção e a magnitude da força elástica gerada na mola mudarão. Assim, sob a letra A) o gráfico é a dependência do módulo da força elástica na deformação da mola.

O gráfico da letra B) mostra a dependência da projeção da força externa na magnitude da deformação. Porque com o aumento da força externa, a magnitude da deformação e da força elástica aumentam.

Responder: 24.

Tarefa 8

Ao construir a escala de temperatura Réaumur, assume-se que à pressão atmosférica normal, o gelo derrete a uma temperatura de 0 graus Réaumur (°R), e a água ferve a uma temperatura de 80°R. Encontre a energia cinética média do movimento térmico translacional de uma partícula de um gás ideal a uma temperatura de 29°R. Expresse sua resposta em eV e arredonde para o centésimo mais próximo.

Resposta: ________ eV.

Solução

O problema é interessante porque é necessário comparar duas escalas de medição de temperatura. Estas são a escala de temperatura Réaumur e a escala Celsius. Os pontos de fusão do gelo são iguais na balança, mas os pontos de ebulição são diferentes; podemos obter uma fórmula para converter graus Réaumur em graus Celsius. Esse

Vamos converter a temperatura 29 (°R) em graus Celsius

Vamos converter o resultado para Kelvin usando a fórmula

T = t°C + 273 (2);

T= 36,25 + 273 = 309,25 (K)

Para calcular a energia cinética média do movimento térmico translacional de partículas de gás ideal, usamos a fórmula

Onde k– Constante de Boltzmann igual a 1,38 10 –23 J/K, T– temperatura absoluta na escala Kelvin. Fica claro pela fórmula que a dependência da energia cinética média com a temperatura é direta, ou seja, o número de vezes que a temperatura muda, o número de vezes que a energia cinética média do movimento térmico das moléculas muda. Vamos substituir os valores numéricos:

Vamos converter o resultado em elétron-volts e arredondar para o centésimo mais próximo. Vamos lembrar disso

1 eV = 1,6 · 10 –19 J.

Por esta

Responder: 0,04 eV.

Um mol de gás ideal monoatômico participa do processo 1–2, cujo gráfico é mostrado na TV-diagrama. Para este processo, determine a razão entre a mudança na energia interna do gás e a quantidade de calor transmitida ao gás.

Responder: ___________ .

Solução

De acordo com as condições do problema no processo 1–2, cujo gráfico é mostrado em TV-diagrama, um mol de um gás ideal monoatômico está envolvido. Para responder à questão do problema, é necessário obter expressões para a variação da energia interna e da quantidade de calor transmitida ao gás. O processo é isobárico (lei de Gay-Lussac). A mudança na energia interna pode ser escrita de duas formas:

Para a quantidade de calor transmitida ao gás, escrevemos a primeira lei da termodinâmica:

P 12 = A 12+Δ você 12 (5),

Onde A 12 – trabalho de gás durante a expansão. Por definição, trabalho é igual a

A 12 = P 0 2 V 0 (6).

Então a quantidade de calor será igual, levando em consideração (4) e (6).

P 12 = P 0 2 V 0 + 3P 0 · V 0 = 5P 0 · V 0 (7)

Vamos escrever a relação:

Responder: 0,6.

O livro de referência contém na íntegra o material teórico do curso de física necessário para aprovação no Exame Estadual Unificado. A estrutura do livro corresponde ao moderno codificador de elementos de conteúdo da disciplina, com base no qual são compiladas as tarefas de exame - materiais de teste e medição (CMM) do Exame de Estado Unificado. O material teórico é apresentado de forma concisa e acessível. Cada tópico é acompanhado por exemplos de tarefas de exame que correspondem ao formato do Exame Estadual Unificado. Isso ajudará o professor a organizar a preparação para o exame estadual unificado, e os alunos testarão de forma independente seus conhecimentos e prontidão para fazer o exame final.

Um ferreiro forja uma ferradura de ferro pesando 500 g a uma temperatura de 1000°C. Terminado o forjamento, ele joga a ferradura em um recipiente com água. Um som sibilante é ouvido e o vapor sobe acima da embarcação. Encontre a massa de água que evapora quando uma ferradura quente é imersa nela. Considere que a água já está aquecida até o ponto de ebulição.

Resposta: _________ g.

Solução

Para resolver o problema, é importante lembrar a equação do balanço térmico. Se não houver perdas, então ocorre transferência de calor e energia no sistema de corpos. Como resultado, a água evapora. Inicialmente, a água estava na temperatura de 100°C, o que significa que após a imersão da ferradura quente, a energia recebida pela água irá diretamente para a formação de vapor. Vamos escrever a equação do balanço de calor

Com e · eu P · ( t n – 100) = Lm em 1),

Onde eu– calor específico de vaporização, eu c – a massa de água que se transformou em vapor, eu n é a massa da ferradura de ferro, Com g – capacidade calorífica específica do ferro. Da fórmula (1) expressamos a massa de água

Ao anotar a resposta, preste atenção nas unidades em que deseja deixar a massa de água.

Responder: 90

Um mol de gás ideal monoatômico participa de um processo cíclico, cujo gráfico é mostrado na televisão- diagrama.

Selecione dois afirmações verdadeiras com base na análise do gráfico apresentado.

1. A pressão do gás no estado 2 é maior que a pressão do gás no estado 4
2. O trabalho com gás na seção 2–3 é positivo.
3. Na seção 1–2, a pressão do gás aumenta.
4. Na seção 4–1, uma certa quantidade de calor é removida do gás.
5. A mudança na energia interna do gás na seção 1–2 é menor que a mudança na energia interna do gás na seção 2–3.

Solução

Este tipo de tarefa testa a capacidade de ler gráficos e explicar a dependência apresentada das grandezas físicas. É importante lembrar como são os gráficos de dependência para isoprocessos em diferentes eixos, em particular R= const. Em nosso exemplo em televisão O diagrama mostra duas isóbaras. Vamos ver como a pressão e o volume mudam a uma temperatura fixa. Por exemplo, para os pontos 1 e 4 situados em duas isóbaras. P 1 . V 1 = P 4 . V 4, vemos que V 4 > V 1 significa P 1 > P 4. O estado 2 corresponde à pressão P 1. Consequentemente, a pressão do gás no estado 2 é maior que a pressão do gás no estado 4. Na seção 2–3, o processo é isocórico, o gás não realiza nenhum trabalho: é zero. A afirmação está incorreta. Na seção 1–2, a pressão aumenta, o que também é incorreto. Acabamos de mostrar acima que esta é uma transição isobárica. Na seção 4-1, uma certa quantidade de calor é removida do gás para manter uma temperatura constante à medida que o gás é comprimido.

Responder: 14.

A máquina térmica opera de acordo com o ciclo de Carnot. A temperatura do refrigerador da máquina térmica foi aumentada, deixando a temperatura do aquecedor igual. A quantidade de calor recebida pelo gás do aquecedor por ciclo não mudou. Como mudou a eficiência da máquina térmica e do trabalho a gás por ciclo?

Para cada quantidade, determine a natureza correspondente da mudança:

1. aumentou
2. diminuiu
3. não mudou

Escrever para mesa números selecionados para cada quantidade física. Os números da resposta podem ser repetidos.

Solução

Motores térmicos operando de acordo com o ciclo de Carnot são frequentemente encontrados em tarefas de exames. Em primeiro lugar, é preciso lembrar a fórmula de cálculo do fator de eficiência. Ser capaz de anotar usando a temperatura do aquecedor e a temperatura da geladeira

além disso, ser capaz de anotar a eficiência através do trabalho útil do gás A g e a quantidade de calor recebida do aquecedor P n.

Lemos atentamente a condição e determinamos quais parâmetros foram alterados: no nosso caso, aumentamos a temperatura da geladeira, deixando a temperatura do aquecedor igual. Analisando a fórmula (1), concluímos que o numerador da fração diminui, o denominador não muda, portanto, a eficiência da máquina térmica diminui. Se trabalharmos com a fórmula (2), responderemos imediatamente à segunda questão do problema. O trabalho do gás por ciclo também diminuirá, com todas as mudanças atuais nos parâmetros da máquina térmica.

Responder: 22.

Carga negativa - qP e negativo - P(Ver foto). Para onde está direcionado em relação ao desenho ( direita, esquerda, para cima, para baixo, em direção ao observador, longe do observador) aceleração de carga – q em neste momento, se apenas cobrar + agir de acordo P E –P? Escreva a resposta em palavra(s)

Solução

Arroz. 1

Carga negativa - q está no campo de duas cargas estacionárias: positiva + P e negativo - P, conforme mostrado na figura. para responder à questão de onde a aceleração da carga é direcionada - q, no momento em que apenas carrega +Q e – atua sobre ele Pé necessário encontrar a direção da força resultante como uma soma geométrica de forças De acordo com a segunda lei de Newton, sabe-se que a direção do vetor aceleração coincide com a direção da força resultante. A figura mostra uma construção geométrica para determinar a soma de dois vetores. Surge a pergunta: por que as forças são direcionadas dessa maneira? Lembremos como os corpos com cargas semelhantes interagem, eles se repelem, a força Coulombiana de interação de cargas é a força central. a força com a qual corpos com cargas opostas se atraem. Pela figura vemos que a carga é q equidistante de cargas estacionárias cujos módulos são iguais. Portanto, eles também serão iguais em módulo. A força resultante será direcionada em relação ao desenho abaixo. A aceleração da carga também será direcionada - q, ou seja abaixo.

Responder: Abaixo.

O livro contém materiais para aprovação no Exame Estadual Unificado de Física: breves informações teóricas sobre todos os temas, tarefas de diferentes tipos e níveis de complexidade, resolução de problemas de maior nível de complexidade, respostas e critérios de avaliação. Os alunos não terão que procurar informações adicionais na Internet e comprar outros livros didáticos. Neste livro eles encontrarão tudo o que precisam para se preparar de forma independente e eficaz para o exame. A publicação contém tarefas de diversos tipos sobre todos os temas testados no Exame Estadual Unificado de Física, bem como soluções para problemas de maior nível de complexidade. A publicação proporcionará um auxílio inestimável aos alunos na preparação para o Exame Estadual Unificado de física, podendo também ser utilizada por professores na organização do processo educacional.

Dois resistores conectados em série com resistência de 4 Ohms e 8 Ohms são conectados a uma bateria cuja tensão terminal é de 24 V. Que potência térmica é liberada no resistor de menor valor?

Resposta: _________ Ter.

Solução

Para resolver o problema, é aconselhável desenhar um diagrama da conexão em série dos resistores. Então lembre-se das leis da conexão em série de condutores.

O esquema será o seguinte:

Onde R 1 = 4Ohm, R 2 = 8 ohms. A tensão nos terminais da bateria é de 24 V. Quando os condutores são conectados em série em cada seção do circuito, a corrente será a mesma. A resistência total é definida como a soma das resistências de todos os resistores. De acordo com a lei de Ohm, para uma seção do circuito temos:

Para determinar a potência térmica liberada por um resistor de valor inferior, escrevemos:

P = EU 2 R= (2 A) 2 · 4 Ohm = 16 W.

Responder: P= 16 W.

Uma estrutura de arame com área de 2,10–3 m2 gira em um campo magnético uniforme em torno de um eixo perpendicular ao vetor de indução magnética. O fluxo magnético que penetra na área da moldura varia de acordo com a lei

Ф = 4 10 –6 cos10π t,

onde todas as quantidades são expressas em SI. Qual é o módulo de indução magnética?

Responder: ________________ mT

Solução

O fluxo magnético muda de acordo com a lei

Ф = 4 10 –6 cos10π t,

onde todas as quantidades são expressas em SI. Você precisa entender o que é o fluxo magnético em geral e como essa quantidade está relacionada ao módulo de indução magnética B e área do quadro S. Vamos escrever a equação de forma geral para entender quais quantidades estão incluídas nela.

Φ = Φm cosω t(1)

Lembramos que antes do sinal cos ou sin existe um valor de amplitude de valor variável, o que significa Φ max = 4 10 –6 Wb. Por outro lado, o fluxo magnético é igual ao produto do módulo de indução magnética pelo área do circuito e o cosseno do ângulo entre a normal ao circuito e o vetor de indução magnética Φ m = EM · S cosα, o fluxo é máximo em cosα = 1; vamos expressar o módulo de indução

A resposta deve ser escrita em mT. Nosso resultado é 2 mT.

Responder: 2.

A seção do circuito elétrico consiste em fios de prata e alumínio conectados em série. Através deles flui uma corrente elétrica direta de 2 A. O gráfico mostra como o potencial φ muda nesta seção do circuito quando deslocado ao longo dos fios por uma distância x

Usando o gráfico, selecione dois afirmações verdadeiras e indique seus números em sua resposta.

1. As áreas da seção transversal dos fios são iguais.
2. Área da seção transversal do fio de prata 6,4 10 –2 mm 2
3. Área da seção transversal do fio de prata 4,27 10 –2 mm 2
4. O fio de alumínio produz uma potência térmica de 2 W.
5. O fio de prata produz menos energia térmica que o fio de alumínio

Solução

A resposta à pergunta do problema serão duas afirmações verdadeiras. Para fazer isso, vamos tentar resolver alguns problemas simples usando um gráfico e alguns dados. A seção do circuito elétrico consiste em fios de prata e alumínio conectados em série. Através deles flui uma corrente elétrica direta de 2 A. O gráfico mostra como o potencial φ muda nesta seção do circuito quando deslocado ao longo dos fios por uma distância x. As resistividades da prata e do alumínio são 0,016 μΩ m e 0,028 μΩ m, respectivamente.

Os fios são conectados em série, portanto, a intensidade da corrente em cada seção do circuito será a mesma. A resistência elétrica de um condutor depende do material do qual o condutor é feito, do comprimento do condutor e da área da seção transversal do condutor

onde ρ é a resistividade do condutor; eu– comprimento do condutor; S– área da seção transversal. No gráfico pode-se ver que o comprimento do fio de prata eu c = 8m; comprimento do fio de alumínio eu a = 14 M. Tensão em uma seção de fio de prata você c = Δφ = 6 V – 2 V = 4 V. Tensão em uma seção de fio de alumínio você a = Δφ = 2 V – 1 V = 1 V. De acordo com a condição, sabe-se que uma corrente elétrica constante de 2 A flui pelos fios, conhecendo a tensão e a intensidade da corrente, determinaremos a resistência elétrica de acordo com Ohm's lei para uma seção do circuito.

É importante ressaltar que os valores numéricos devem estar no sistema SI para cálculos.

Opção de afirmação correta 2.

Vamos verificar o poder das expressões.

P uma = EU 2 · R uma(4);

P a = (2 A) 2 0,5 Ohm = 2 W.

O livro de referência contém na íntegra o material teórico do curso de física necessário para aprovação no Exame Estadual Unificado. A estrutura do livro corresponde ao moderno codificador de elementos de conteúdo da disciplina, com base no qual são compiladas as tarefas de exame - materiais de teste e medição (CMM) do Exame de Estado Unificado. O material teórico é apresentado de forma concisa e acessível. Cada tópico é acompanhado por exemplos de tarefas de exame que correspondem ao formato do Exame Estadual Unificado. Isso ajudará o professor a organizar a preparação para o exame estadual unificado, e os alunos testarão de forma independente seus conhecimentos e prontidão para fazer o exame final. No final do manual são fornecidas respostas às tarefas de autoteste que ajudarão os alunos e candidatos a avaliar objetivamente o seu nível de conhecimento e o grau de preparação para o exame de certificação. O manual é dirigido a alunos do ensino médio, candidatos e professores.

Um pequeno objeto está localizado no eixo óptico principal de uma lente convergente fina entre as distâncias focais e duplas dela. O objeto começa a se aproximar do foco da lente. Como muda o tamanho da imagem e a potência óptica da lente?

Para cada quantidade, determine a natureza correspondente de sua variação:

1. aumenta
2. diminui
3. não muda

Escrever para mesa números selecionados para cada quantidade física. Os números da resposta podem ser repetidos.

Solução

O objeto está localizado no eixo óptico principal de uma lente convergente fina entre as distâncias focais e duplas dela. O objeto começa a se aproximar do foco da lente, enquanto a potência óptica da lente não muda, pois não trocamos a lente.

Onde F– distância focal da lente; D– potência óptica da lente. Para responder à questão de como o tamanho da imagem mudará, é necessário construir uma imagem para cada posição.

Arroz. 1

Arroz. 2

Construímos duas imagens para duas posições do objeto. Obviamente o tamanho da segunda imagem aumentou.

Responder: 13.

A figura mostra um circuito DC. A resistência interna da fonte de corrente pode ser desprezada. Estabeleça uma correspondência entre grandezas físicas e fórmulas pelas quais elas podem ser calculadas ( – EMF da fonte atual; R– resistência do resistor).

Para cada posição da primeira coluna, selecione a posição correspondente da segunda e anote-a em mesa números selecionados sob as letras correspondentes.

Solução

Arroz.1

De acordo com as condições do problema, desprezamos a resistência interna da fonte. O circuito contém uma fonte de corrente constante, dois resistores, resistência R, cada um e a chave. A primeira condição do problema requer a determinação da intensidade da corrente através da fonte com a chave fechada. Se a chave estiver fechada, os dois resistores serão conectados em paralelo. A lei de Ohm para o circuito completo neste caso será semelhante a:

Onde EU– intensidade da corrente através da fonte com a chave fechada;

Onde N– o número de condutores conectados em paralelo com a mesma resistência.

– EMF da fonte atual.

Substituindo (2) em (1) temos: esta é a fórmula de número 2).

De acordo com a segunda condição do problema, a chave deve ser aberta, então a corrente fluirá apenas por um resistor. A lei de Ohm para o circuito completo neste caso será:

Solução

Vamos escrever a reação nuclear para o nosso caso:

Como resultado desta reação, a lei da conservação da carga e do número de massa é satisfeita.

Z = 92 – 56 = 36;

M = 236 – 3 – 139 = 94.

Portanto, a carga do núcleo é 36 e o ​​número de massa do núcleo é 94.

O novo livro de referência contém todo o material teórico do curso de física necessário para aprovação no Exame Estadual Unificado. Inclui todos os elementos de conteúdo testados por materiais de teste e ajuda a generalizar e sistematizar os conhecimentos e habilidades do curso de física escolar. O material teórico é apresentado de forma concisa e acessível. Cada tópico é acompanhado por exemplos de tarefas de teste. As tarefas práticas correspondem ao formato do Exame de Estado Unificado. As respostas dos testes são fornecidas no final do manual. O manual é dirigido a alunos, candidatos e professores.

Período T A meia-vida do isótopo de potássio é de 7,6 minutos. Inicialmente, a amostra continha 2,4 mg deste isótopo. Quanto deste isótopo permanecerá na amostra após 22,8 minutos?

Resposta: _________mg.

Solução

A tarefa é usar a lei do decaimento radioativo. Pode ser escrito na forma

Onde eu 0 – massa inicial da substância, t- o tempo que uma substância leva para se decompor, T- meia-vida. Vamos substituir valores numéricos

Responder: 0,3 mg.

Um feixe de luz monocromática incide sobre uma placa de metal. Neste caso, observa-se o fenômeno do efeito fotoelétrico. Os gráficos da primeira coluna mostram a dependência da energia no comprimento de onda λ e na frequência da luz ν. Estabeleça uma correspondência entre o gráfico e a energia para a qual ele possa determinar a dependência apresentada.

Para cada posição na primeira coluna, selecione a posição correspondente na segunda coluna e escreva mesa números selecionados sob as letras correspondentes.

Solução

É útil relembrar a definição do efeito fotoelétrico. Este é o fenômeno da interação da luz com a matéria, como resultado da transferência da energia dos fótons para os elétrons da substância. Existem fotoefeitos externos e internos. No nosso caso estamos falando do efeito fotoelétrico externo. Quando, sob a influência da luz, elétrons são ejetados de uma substância. A função trabalho depende do material de que é feito o fotocátodo da fotocélula e não depende da frequência da luz. A energia dos fótons incidentes é proporcional à frequência da luz.

E= h v(1)

onde λ é o comprimento de onda da luz; Com- velocidade da luz,

Vamos substituir (3) em (1) obtemos

Vamos analisar a fórmula resultante. É óbvio que à medida que o comprimento de onda aumenta, a energia dos fótons incidentes diminui. Este tipo de dependência corresponde ao gráfico da letra A)

Vamos escrever a equação de Einstein para o efeito fotoelétrico:

hν = A fora + E para (5),

Onde hν é a energia de um fóton incidente no fotocátodo, A fora – função de trabalho, E k é a energia cinética máxima dos fotoelétrons emitidos pelo fotocátodo sob a influência da luz.

Da fórmula (5) expressamos E k = hν – A saída (6), portanto, com o aumento da frequência da luz incidente a energia cinética máxima dos fotoelétrons aumenta.

borda vermelha

Esta é a frequência mínima na qual o efeito fotoelétrico ainda é possível. A dependência da energia cinética máxima dos fotoelétrons na frequência da luz incidente é refletida no gráfico sob a letra B).

Determine as leituras do amperímetro (ver figura) se o erro na medição de corrente contínua for igual ao valor da divisão do amperímetro.

Resposta: (__________±___________) A.

Solução

A tarefa testa a capacidade de registrar as leituras de um dispositivo de medição, levando em consideração um determinado erro de medição. Vamos determinar o preço da divisão da escala Com= (0,4 A – 0,2 A)/10 = 0,02 A. O erro de medição de acordo com a condição é igual ao preço de divisão, ou seja, Δ EU = c= 0,02 A. Escrevemos o resultado final na forma:

EU= (0,20±0,02)A

É necessária a montagem de um conjunto experimental que possa ser utilizado para determinar o coeficiente de atrito de deslizamento entre o aço e a madeira. Para isso, o aluno pegou uma barra de aço com gancho. Quais são os dois itens adicionais da lista de equipamentos abaixo que devem ser usados ​​para conduzir este experimento?

1. ripas de madeira
2. dinamômetro
3. taça
4. trilho de plástico
5. cronômetro

Em resposta, anote os números dos itens selecionados.

Solução

A tarefa requer a determinação do coeficiente de atrito de deslizamento do aço sobre a madeira, portanto, para realizar o experimento é necessário retirar uma régua de madeira e um dinamômetro da lista proposta de equipamentos para medir a força. É útil relembrar a fórmula para calcular o módulo da força de atrito deslizante

Foda-se = μ · N (1),

onde μ é o coeficiente de atrito deslizante, N– força de reação do solo igual em módulo ao peso corporal.

O livro de referência contém material teórico detalhado sobre todos os tópicos testados pelo Exame Estadual Unificado em física. Após cada seção, tarefas de vários níveis são dadas na forma do Exame de Estado Unificado. Para o controle final do conhecimento, as opções de treinamento correspondentes ao Exame Estadual Unificado são fornecidas no final do livro de referência. Os alunos não terão que procurar informações adicionais na Internet e comprar outros livros didáticos. Neste guia, eles encontrarão tudo o que precisam para se preparar de forma independente e eficaz para o exame. O livro de referência é dirigido a alunos do ensino médio para se prepararem para o Exame Estadual Unificado de física. O manual contém material teórico detalhado sobre todos os tópicos testados no exame. Após cada seção, são fornecidos exemplos de tarefas do Exame de Estado Unificado e um teste prático. As respostas são fornecidas para todas as tarefas. A publicação será útil para professores de física e pais na preparação eficaz dos alunos para o Exame Estadual Unificado.

Considere a tabela que contém informações sobre estrelas brilhantes.

Selecione dois afirmações que correspondem às características das estrelas.

1. A temperatura da superfície e o raio de Betelgeuse indicam que esta estrela é uma supergigante vermelha.
2. A temperatura na superfície de Procyon é 2 vezes menor que na superfície do Sol.
3. As estrelas Castor e Capella estão à mesma distância da Terra e, portanto, pertencem à mesma constelação.
4. A estrela Vega pertence às estrelas brancas da classe espectral A.
5. Como as massas das estrelas Vega e Capella são iguais, elas pertencem à mesma classe espectral.

Solução

Na tarefa você precisa escolher duas afirmações corretas que correspondam às características das estrelas. A tabela mostra que Betelgeuse tem a temperatura mais baixa e o maior raio, o que significa que esta estrela pertence às gigantes vermelhas. Portanto, a resposta correta é (1). Para escolher corretamente a segunda afirmação, você precisa conhecer a distribuição das estrelas por tipos espectrais. Precisamos saber a faixa de temperatura e a cor da estrela correspondente a esta temperatura. Analisando os dados da tabela, concluímos que a afirmação correta é (4). A estrela Vega pertence às estrelas brancas da classe espectral A.

Um projétil de 2 kg, voando a uma velocidade de 200 m/s, quebra-se em dois fragmentos. O primeiro fragmento com massa de 1 kg voa num ângulo de 90° em relação à direção original com uma velocidade de 300 m/s. Encontre a velocidade do segundo fragmento.

Resposta: _______m/s.

Solução

No momento em que o projétil explode (Δ t→ 0) o efeito da gravidade pode ser desprezado e o projétil pode ser considerado como um sistema fechado. De acordo com a lei da conservação do momento: a soma vetorial dos momentos dos corpos incluídos em um sistema fechado permanece constante para quaisquer interações dos corpos deste sistema entre si. para o nosso caso escrevemos:

– velocidade do projétil; eu– massa do projétil antes de explodir; – velocidade do primeiro fragmento; eu 1 – massa do primeiro fragmento; eu 2 – massa do segundo fragmento; – velocidade do segundo fragmento.

Vamos escolher a direção positiva do eixo X, coincidindo com a direção da velocidade do projétil, então na projeção neste eixo escrevemos a equação (1):

mv x = eu 1 v 1x + eu 2 v 2x (2)

De acordo com a condição, o primeiro fragmento voa em um ângulo de 90° em relação à direção original. Determinamos o comprimento do vetor de impulso desejado usando o teorema de Pitágoras para um triângulo retângulo.

p 2 = √p 2 + p 1 2 (3)

p 2 = √400 2 + 300 2 = 500 (kg m/s)

Responder: 500m/s.

Quando um gás monoatômico ideal foi comprimido a pressão constante, forças externas realizaram um trabalho de 2.000 J. Quanto calor foi transferido pelo gás para os corpos circundantes?

Resposta: _____ J.

Solução

Problema da primeira lei da termodinâmica.

Δ você = P + A sol, (1)

Onde Δ você – mudança na energia interna do gás, P– a quantidade de calor transferida pelo gás para os corpos circundantes, A tudo é obra de forças externas. De acordo com a condição, o gás é monoatômico e é comprimido a pressão constante.

A sol = – A g (2),

Onde pΔ V = A G

Responder: 5000J.

Uma onda de luz monocromática plana com frequência de 8,0 · 10 · 14 Hz incide normalmente em uma rede de difração. Uma lente coletora com distância focal de 21 cm é colocada paralelamente à grade atrás dela. O padrão de difração é observado na tela no plano focal traseiro da lente. A distância entre seus máximos principais de 1ª e 2ª ordens é de 18 mm. Encontre o período da rede. Expresse sua resposta em micrômetros (µm), arredondado para o décimo mais próximo. Calcule para ângulos pequenos (φ ≈ 1 em radianos) tgα ≈ sinφ ≈ φ.

Solução

As direções angulares para os máximos do padrão de difração são determinadas pela equação

d· senφ = kλ (1),

Onde d– período da rede de difração, φ – ângulo entre a normal à rede e a direção para um dos máximos do padrão de difração λ – comprimento de onda da luz, k– um número inteiro denominado ordem do máximo de difração. Vamos expressar a partir da equação (1) o período da rede de difração

Arroz. 1

De acordo com as condições do problema, conhecemos a distância entre seus máximos principais de 1ª e 2ª ordem, vamos denotá-la como Δ x= 18 mm = 1,8 10 –2 m, frequência da onda de luz ν = 8,0 10 14 Hz, distância focal da lente F= 21 cm = 2,1 · 10 –1 m Precisamos determinar o período da rede de difração. Na Fig. A Figura 1 mostra um diagrama do caminho dos raios através da grade e da lente atrás dela. Na tela localizada no plano focal da lente coletora, observa-se um padrão de difração resultante da interferência de ondas provenientes de todas as fendas. Vamos usar a fórmula um para dois máximos de 1ª e 2ª ordem.

d senφ 1 = kλ (2),

Se k = 1, então d senφ 1 = λ (3),

escrevemos de forma semelhante para k = 2,

Como o ângulo φ é pequeno, tanφ ≈ sinφ. Então da Fig. 1 vemos isso

Onde x 1 – distância do máximo zero ao máximo de primeira ordem. O mesmo para distância x 2 .

Então nós temos

Período de rede de difração,

porque por definição

Onde Com= 3 10 8 m/s – a velocidade da luz, então substituindo os valores numéricos obtemos

A resposta foi apresentada em micrômetros, arredondada às décimas, conforme exigido no enunciado do problema.

Responder: 4,4 mícrons.

Com base nas leis da física, encontre a leitura de um voltímetro ideal no circuito mostrado na figura antes de fechar a chave K e descreva as mudanças em suas leituras após fechar a chave K. Inicialmente, o capacitor não está carregado.

Solução

Arroz. 1

As tarefas da Parte C exigem que o aluno forneça uma resposta completa e detalhada. Com base nas leis da física, é necessário determinar as leituras do voltímetro antes de fechar a chave K e depois de fechar a chave K. Levemos em consideração que inicialmente o capacitor do circuito não está carregado. Vamos considerar dois estados. Quando a chave está aberta, apenas um resistor está conectado à fonte de alimentação. As leituras do voltímetro são zero, pois ele está conectado em paralelo com o capacitor, e o capacitor inicialmente não está carregado, então q 1 = 0. O segundo estado é quando a chave está fechada. Então as leituras do voltímetro aumentarão até atingirem um valor máximo que não mudará com o tempo,

Onde R– resistência interna da fonte. Tensão no capacitor e no resistor, de acordo com a lei de Ohm para uma seção do circuito você = EU · R não mudará com o tempo e as leituras do voltímetro pararão de mudar.

Uma bola de madeira é amarrada com um fio no fundo de um recipiente cilíndrico com área inferior S= 100cm2. A água é despejada no recipiente para que a bola fique completamente imersa no líquido, enquanto o fio é esticado e atua sobre a bola com força T. Se a linha for cortada, a bola flutuará e o nível da água mudará para h = 5 cm Encontre a tensão no fio T.

Solução

Inicialmente, uma bola de madeira é amarrada com um fio no fundo de um recipiente cilíndrico com área de fundo S= 100 cm 2 = 0,01 m 2 e está completamente imerso em água. Três forças atuam sobre a bola: a força da gravidade da Terra, – a força de Arquimedes do líquido, – a força de tensão do fio, resultado da interação da bola e do fio. De acordo com a condição de equilíbrio da bola no primeiro caso, a soma geométrica de todas as forças que atuam sobre a bola deve ser igual a zero:

Vamos escolher um eixo de coordenadas OI e aponte para cima. Então, levando em consideração a projeção, escrevemos a equação (1):

Fa 1 = T + mg (2).

Vamos descrever a força de Arquimedes:

Fa 1 =ρ V 1 g (3),

Onde V 1 – o volume de parte da bola imersa em água, no primeiro é o volume de toda a bola, eué a massa da bola, ρ é a densidade da água. Condição de equilíbrio no segundo caso

Fa 2 = mg (4)

Vamos descrever a força de Arquimedes neste caso:

Fa 2 =ρ V 2 g (5),

Onde V 2 é o volume da parte da bola imersa em líquido no segundo caso.

Vamos trabalhar com as equações (2) e (4). Você pode usar o método de substituição ou subtrair de (2) – (4), então Fa 1 – Fa 2 = T, usando as fórmulas (3) e (5) obtemos ρ V 1 g– ρ · V 2 g= T;

ρg ( V 1 – V 2) = T (6)

Considerando que

V 1 – V 2 = S · h (7),

Onde h= H 1 – H 2; Nós temos

T=ρg S · h (8)

Vamos substituir valores numéricos

Responder: 5 N.

Todas as informações necessárias para passar no Exame Estadual Unificado de Física são apresentadas em tabelas claras e acessíveis, após cada tópico há tarefas de treinamento para controle do conhecimento. Com a ajuda deste livro, os alunos poderão aumentar seu nível de conhecimento no menor tempo possível, lembrar de todos os tópicos mais importantes alguns dias antes do exame, praticar a realização de tarefas no formato do Exame Estadual Unificado e ficar mais confiantes em suas habilidades. Depois de repetir todos os tópicos apresentados no manual, os tão esperados 100 pontos ficarão muito mais próximos! O manual contém informações teóricas sobre todos os tópicos testados no Exame Estadual Unificado de Física. Após cada seção há tarefas de treinamento de diferentes tipos com respostas. Uma apresentação clara e acessível do material permitirá encontrar rapidamente as informações necessárias, eliminar lacunas de conhecimento e repetir uma grande quantidade de informações no menor tempo possível. A publicação ajudará os alunos do ensino médio a se prepararem para as aulas, diversas formas de controle atual e intermediário, bem como na preparação para os exames.

Tarefa 30

Em uma sala de 4 × 5 × 3 m, na qual a temperatura do ar é de 10 °C e a umidade relativa é de 30%, é ligado um umidificador de ar com capacidade de 0,2 l/h. Qual será a umidade relativa da sala após 1,5 horas? A pressão do vapor de água saturado a uma temperatura de 10 °C é 1,23 kPa. Considere a sala como um recipiente selado.

Solução

Ao começar a resolver problemas de vapor e umidade, é sempre útil ter em mente o seguinte: se a temperatura e a pressão (densidade) do vapor saturante são fornecidas, então sua densidade (pressão) é determinada a partir da equação de Mendeleev-Clapeyron . Escreva a equação de Mendeleev-Clapeyron e a fórmula de umidade relativa para cada estado.

Para o primeiro caso em φ 1 = 30%. Expressamos a pressão parcial do vapor d'água pela fórmula:

Onde T = t+ 273 (K), R– constante universal do gás. Expressemos a massa inicial de vapor contida na sala usando as equações (2) e (3):

Durante o tempo de operação τ do umidificador, a massa de água aumentará em

Δ eu = τ · ρ · EU, (6)

Onde EU– De acordo com a condição, o desempenho do umidificador é igual a 0,2 l/h = 0,2 10 –3 m3/h, ρ = 1000 kg/m3 – densidade da água. Vamos substituir as fórmulas (4) e (5) em (6)

Vamos transformar a expressão e expressar

Esta é a fórmula desejada para a umidade relativa que estará na sala após o funcionamento do umidificador.

Vamos substituir os valores numéricos e obter o seguinte resultado

Responder: 83 %.

Duas barras idênticas de massa eu= 100 g e resistência R= 0,1 ohm cada. A distância entre os trilhos é l = 10 cm, e o coeficiente de atrito entre as hastes e os trilhos é μ = 0,1. Os trilhos com hastes estão em um campo magnético vertical uniforme com indução B = 1 T (ver figura). Sob a influência de uma força horizontal que atua na primeira haste ao longo dos trilhos, ambas as hastes avançam uniformemente em velocidades diferentes. Qual é a velocidade da primeira haste em relação à segunda? Despreze a autoindução do circuito.

Solução

Arroz. 1

A tarefa é complicada pelo fato de que duas hastes estão se movendo e é necessário determinar a velocidade da primeira em relação à segunda. Caso contrário, a abordagem para resolver problemas deste tipo permanece a mesma. Uma mudança no fluxo magnético que penetra no circuito leva ao aparecimento de uma fem induzida. No nosso caso, quando as hastes se movem em velocidades diferentes, a mudança no fluxo do vetor de indução magnética que penetra no circuito durante um período de tempo Δ t determinado pela fórmula

ΔΦ = B · eu · ( v 1 – v 2)Δ t (1)

Isso leva à ocorrência de fem induzida. De acordo com a lei de Faraday

De acordo com as condições do problema, desprezamos a autoindutância do circuito. De acordo com a lei de Ohm para um circuito fechado, escrevemos a expressão para a intensidade da corrente que surge no circuito:

Os condutores que transportam corrente em um campo magnético são influenciados pela força Ampere e seus módulos são iguais entre si e são iguais ao produto da intensidade da corrente, o módulo do vetor de indução magnética e o comprimento do condutor. Como o vetor de força é perpendicular à direção da corrente, então sinα = 1, então

F 1 = F 2 = EU · B · eu (4)

A força de fricção de frenagem ainda atua nas hastes,

F tr = μ · eu · g (5)

De acordo com a condição, diz-se que as hastes se movem uniformemente, o que significa que a soma geométrica das forças aplicadas em cada haste é igual a zero. A segunda haste é atuada apenas pela força Ampere e pela força de atrito. F tr = F 2, levando em consideração (3), (4), (5)

Vamos expressar daqui a velocidade relativa

Vamos substituir os valores numéricos:

Responder: 2m/s.

Em um experimento para estudar o efeito fotoelétrico, uma luz com frequência ν = 6,1 × 10 14 Hz incide na superfície do cátodo, resultando em uma corrente no circuito. Gráfico atual EU de tensão você entre o ânodo e o cátodo é mostrado na figura. Qual é o poder da luz incidente R, se em média um em cada 20 fótons incidentes no cátodo nocauteia um elétron?

Solução

Por definição, a intensidade da corrente é uma quantidade física numericamente igual à carga q passando pela seção transversal do condutor por unidade de tempo t:

Se todos os fotoelétrons eliminados do cátodo atingirem o ânodo, a corrente no circuito atingirá a saturação. A carga total que passa pela seção transversal do condutor pode ser calculada

q = N e · e · t (2),

Onde e– módulo de carga do elétron, N e– o número de fotoelétrons eliminados do cátodo em 1 s. De acordo com a condição, um dos 20 fótons incidentes no cátodo elimina um elétron. Então

Onde N f é o número de fótons incidentes no cátodo em 1 s. A corrente máxima neste caso será

Nossa tarefa é encontrar o número de fótons incidentes no cátodo. Sabe-se que a energia de um fóton é igual a E f = h · v, então a potência da luz incidente

Após substituir os valores correspondentes, obtemos a fórmula final