Задачи на устном экзамене по физике в Ленинградском политехническом институте

39

Задчи на устном экзамене по физике в Ленинградском политехническом институте

М. М. Козлов, И. Г. Кочнев

Устный экзамен по физике состоит из ответов по теории и решения задач. Мы не будем касаться ответов, поступающих на теоретические вопросы. Это важная тема, и она, безусловно, заслуживает особого рассмотрения.

Задача на вступительном экзамене представляет конкретную цель — проверить, насколько глубоко и не формально разбирается экзаменуемый в существии физических явлений. Простой пример. Если абитурент формулрует законы Ньютона, но не имеет использовать эти законы при решении задачи, то его теоретический ответ, конечно, обеспечивает. Таким образом, задача играет существенно роль при оценке знаний.

Абитурент должен уметь проанализировать задачу, выбрать оптимальный путь ее решения, обосновать его и правильно выполнить техническую часть задачи.

Ниже приведен ряд задач, представшихся в последние 3 года на вступительных экзаменах в ЛПИ. При решении задач особое внимание надо обратить на некоторые «трудные» вопросы и типичные ошибки, характерные для поступающих.

По механике, за исключением чисто kinematических задач, больше всего непрярностой абитурентам доставляют задачи на работу переменной силы, силу треня и на расчет центростремиальной силы. У многих отсутствует четкое представление о том, что центростреминая сила — это или результирующая (то есть равнойствующая) всех действующих на тело сил — приравно

мерном движении по окружности, или, в общем случае киволинейного движения, — проекция результатующего силы на радиус кривизны. Те, кто считает центростремильную силу силой особой природы, не могут решить даже самых простых задачи на киволинейное движение, так как не могут использовать при решении II закон Ньютона.

При решении задачи на молекулярно-kinетическая теория, в частности на газовые законы, наиболее трудности вызывали задачи, требующие некоторых преобразований объедининого газового закона, и задачи, в которых требовалось перейти от одной единицы измерения к другим (например, от мм рм. cm. перейти к амп).

В разделе «Электростатика» наиболее число ошибок было связано с неуменем производить численные расчеты. Не все абитуренты имеют достаточно навыки в применении понятий и формул электростатики для решения задачи на движение отдельных загрязнов (например, электронов) в электростатическом поле. Довольно сложными для поступающих оказываются задачи, в которых нужно найти равнойствующий электростатический силу и других сил.

Важное место среди экзаменовных задач занимают задачи на построенный электрический ток. Наболее трудными для абитурентов оказываются задачи, в которых нужно рассчитывать участок цепи с источником э.д.c., например с заряжащимся аккумулятором. Не всегда они выполнить правильный

40

расчет для цепи, в котором электрическая энергия переходит в другие виды энергии, в частности в механическую.

Возникалошение в таких задачх трудности можно легко преодолеть, опираясь на закон сохранения и превращения энергии (см. задач 6).

Аналіз решений задач по оптике показывает, что наиболее затруднительное применение формулы линзы в расчетах оптических систем, состоящих не из одной, а из двух линз. В таких задач особую важность приобретает соблюдение правил знаков в формуле линзы (задача 7).

Приведем теперь несколько задач из экзаменационных билетов.

1. Маленький шарик массы $m$, несущий заряд $q$, подвешен на нити длиной $l$. Шарик движется по окружности, лежащей в горизонтальной плоскости, причем в центре окружности закреплен второй, неподвижный, шарик, несущий такой же заряд. Найти угловую скорость движения шарика.

2. Давление воздуха внутри бутылки, плотно закупренной пробкой, при температуре $7^\circ$ С было равно 1 амм. До какой температуры нужно нагреть воздуха в бутылке, чтобы из нее вылетела пробка, если известно, что для того чтобы вынуть пробку из холодной бутылки при $7^\circ$ С, необходимо совершить работу 1 дж. Длина пробки $l = 4$ амм, ceчения пробки $s = 4$ амм².

3. При изготовлении увелинии давления на 0,5 амм плотность газа изменилась на 0,5 кД/m³. Какой была первоначальная плотность газа, если первоначальное давление было равно 1 амм?

4. Металлический шар объемом 1 см³ имеет массу 8 г и содержит 8,6·10²² свободных электриов. Какая часть этих электриов должен быть удалена с каждой из двух таких шаров, чтобы слая электриостатическая отталкивания полностью компенсировала силу gravitationного прияжения между ними ($\gamma = 6,67·10^{-11} \cdot \text{н} \cdot \text{m}^2/\text{к}^2$)?

5. Обмотка электриовигателя построенного тока сделана из провода общим сопротивлением $R = 0,2$ ом. При включении в себя с напряжением $U = 120$ в по обмотке работающего двигателя идет ток $I = 30$ а. Найти механическую мощность, развиваем электриовигатель.

6. Изменение тока в колбательном контреторе электринитной волны.

$I = 0,3 \sin 15,7 t$.

Найти длину испускаемой контуром электринитной волны.

7. Округлер состоит из двух одинаковых тонких двояковыпukлы линз, имеющих фокусное расстояние 5 см и нахождения на расстоянии 2,5 см друг от друга. Найти расстояние между фокусом окуляра и близкой к нему линзой.

8. Найти силу, действующего в точке закрепления подвижного блока к потолку, если груз массой 60 кг, подвешенный к блоку, показанному на рисунке, удерживается на весу человека, которое тянет за вервку вертикального вниз.

9. Какую работу надо совершить, чтобы поместить три одинаковых, нахождения в бесконечности в системе покоя, точных зарядов величины $q = 5 \cdot 10^{-8}$ к в вершинах равностороннего треугольника со стороны 5 см ($\varepsilon = 1$)?

10. Разность потенциаль на клеммах аккумуляторов батареи равна 8,5 в, при этом через батарею идет ток 3 а. Если изменить направление тока на противоположное и величину тока уменьшить на 1 а, то абсцилтаная величина разности потенциальов возрастет на 2,5 в. Найти эд. с. и внутреннее сопротивление батареи аккумуляторов.

11. Два электрических нагревателя, на которых написано 600 вт, 220 вт и 400 вт, 220 вт, соединены последовательно и включены в сеть 220 вт. Какая электрическая мощность потребляется каждым нагревателем?

12. На расстоянии 15 см от центра посебебренного.elочного шара на код тся елочная иолка длиной 1 см. Диаметр шара 8 см, а иолка расположена perpendicularно оси симметрины шара, проходящей через середину иолки. Найти, на каком расстоянии от центра шара находится изображение иолки и определять величину изображения.