1. Сформулюйте закон Архімеда. Які умови плавання тіл?
Металева дробинка, занурюючись у воду, рухається з постійною швидкістю. Знайдіть роботу сили опору води на шляху S = 20 см. Радіус дробинки r = 3 мм, її щільність ρ = 8000 кг / м 3. Щільність води ρ0 = 8000 кг / м 3. Прискорення вільного падіння прийміть рівним g = 10 м / с 2.
Щоб не повторюватися, формулювання закону Архімеда, а також умови плавання тіл можна знайти на цій сторінці у Вікіпедії.
Оскільки дробинка, занурюючись у воду, рухається рівномірно, то сила опору води дорівнює різниці сили тяжіння і сили Архімеда:
Тоді робота цієї сили дорівнює:
Обчислення дають відповідь 1.6 мДж.
2. Що таке внутрішня енергія термодинамічної системи? Якими способами можна змінити внутрішню енергію?
Внутрішньою енергією термодинамічної системи називається сукупність кінетичної енергії руху частинок системи і потенційної енергії їх взаємодії. Змінити внутрішню енергію можна, якщо повідомити кількість теплоти термодинамічної системи або здійснити над нею роботу.
З представленого графіка видно, що залежність тиску газу від обсягу в процесі має вигляд:
Аргон - одноатомний газ, тому його внутрішня енергія визначається за формулою:
Максимальне значення цієї функції досягається в вершині відповідної параболи, оскільки її гілки спрямовані вниз. Тобто в точці:
Розрахунки дають результат 30 кДж.
3. У чому полягає явище самоіндукції? Чому дорівнює електрорушійна сила (ЕРС) самоіндукції?
Явище самоіндукції полягає у виникненні індукційного струму в контурі, викликаного зміною струму в цьому ж контурі. Дане явище виникає внаслідок того, що зміна струму через контур викликає зміна магнітного потоку, що пронизує цей же контур. ЕРС самоіндукції визначається за формулою:
де L - індуктивність контуру, - зміна струму в контурі за проміжок часу.
Рамка почне рухатися рівномірно, коли різниця сил Ампера, що діють на нижню і верхню боку рамки (ці сили спрямовані в різні боки), стане дорівнює силі тяжіння:
де I - індукційної струм, що протікає по рамці, який визначається за формулою:
Віднімання відбувається, оскільки ЕРС індукції, що виникають в нижній і верхній стороні рамки, зменшують один одного.
Після всіх перетворень отримуємо:
4. Дайте визначення фокусної відстані і оптичної сили тонкої лінзи.
Оптична система складається з двох лінз - збирає з фокусною відстанню F1 = 30 см і розсіює з фокусною відстанню F2 = -10 см. Головні оптичне осі лінз збігаються, а відстань між лінзами L = 20 см. Позаду розсіює лінзи на відстані l = 1 м від неї встановлений екран, перпендикулярний головним оптичним осях лінз. На збирає лінзу падає паралельний пучок світла діаметром d1 = 15 мм. Ось пучка збігається з головною оптичною віссю лінз. Визначте діаметр d2 світлового плями на екрані.
Фокусна відстань - це відстань від оптичного центра лінзи до головного фокуса. Оптична сила лінзи - це фізична величина, обернено пропорційна фокусної відстані.
Схема ходу променів в оптичній системі представлена на малюнку:
Лінзи розташовані таким чином, що праві (по малюнку) фокуси обох лінз знаходяться в одній точці, тому хід променів буде телескопічним. З міркувань подібності трикутників знаходимо, що мм.
Розбір завдань вступного іспиту з фізики в МГУ представлений репетитором з фізики в Москві. Сергієм Валерійовичем