Квант

58

Московский физико-технический институт

Подробно о Московском ордена Трудового Красного Знамени физико-техническом институте было рассказано в «Кванте» № 10 за 1973 год. Ниже приведятся некоторые библиотекы экземпляров АВМ, BCM, CDM, DAM. Определить отношение площадей четырехугольников АВCD и O1O2O3O4O_1O_2O_3O_4.

  1. Диагонали четырехугольника АВCD пересекаются в точке MM, угол между ними равен α\alpha. Пусть O1,O2,O3,O4O_1, O_2, O_3, O_4 — центры окружности, описанных соответствно около трехугольников АВМ, BCM, CDM, DAM. Определить отношение площадей четырехугольников АВCD и O1O2O3O4O_1O_2O_3O_4.

  2. Два пешекода вышили одновременное перерыв — из AA в BB, второй — из BB в AA. Когда расстояние между ними сократилось в шесть раз, из BB в AA выехал вследствие. Первый пешекод встретился с ним в тот момент, когда второй прошел 49\frac{4}{9} расстояния между BB и AA. Величиндест в пункт AA и первый пешекод в пункт BB приближен одновременно. Определить отношение скоростей пешекодов к скорости вследствие, считая эти скорости постоянными.

  3. В правильной четырехугольной примите SABCDSABCD угол между боковым ребром SASA и плоскостью основания ABCDABCD равен углу между ребром SASA и плоскостью грани SBCSBC. Определить этот угол.

Физика

Билет 1

  1. На какое максимальное расстояние от Солнца удаляется комета Галилея? Перiod обращения ее вокруг Солнца равен 76 годам; минимальное расстояние, на котором она проходит от Солнца, равно 1,8⋅1081,8 \cdot 10^8 км. Радиус орбиты Земли равен 1,5⋅1081,5 \cdot 10^8 км.

Рис. 1.

  1. В расположенном горизонтальном цилиндре может перемещаться поршень, слева от которого находится идеальный газ, а справа — вакуум (рис. 1). Между поршнем и дом цилиндра расположена ружина. В начальной момент поршень закреплен, а ружина находится в недеформированном состоянии. Затем поршень освобождают. После установления равновесия объем, занимаемый газом, оказывается в два раза больше начального, а температура — равной (10/11) от начальной. Определить молярную тепломкость газа при постоянном объеме CVC_V. Универсальная газовая постоянная R=8,3∂χ/(моль⋅эрад)R = 8,3 \partial \chi / (\text{моль} \cdot \text{эрад}).

  2. В одной из лечи места Уитстона (рис. 2) включено нелинейное сопротивление, для

59

Рис. 2.

которого закон Ома не справедлив и зависит mostly toka II (в амперах) от приложенного напряжения UU (в волтах) имеет вид I=0,01U3I = 0,01 U^3. В остальные площи места включены одинаковые сопротивления R=4R = 4 ом. При каком токе внешней батареи может оказаться балансированным?

  1. С помощью положительной линзы с фокусным расстоянием FF получено объемное действительное изобравнение произчного кубика со стороны ll. Изобравнение близкой к линзе грани кубика находится на расстоянии 2F2F от линзы. Найти объем полученного изобравнения.

Билет 2

  1. На высоте h=2h = 2 м над шриоким сосудом открывают на t0=2t_0 = 2 сек кран, из которого взведет струя воды с расходом q=200q = 200 е/сек. Площадь ответия крана S=1S = 1 см2^2. Найти изменение силы давления сосуда на подставку и нарисовать график этой силы как функцию времени. Вода из сосуда не вытекает.

  2. Газовый термометр представляет собой измерительный балон объемом V1=100V_1 = 100 см3^3, соединенный тонкой трубкой с манометром, объем рабочого пространства

Рис. 3.

которого V2=10V_2 = 10 см3^3. Термометр заполнен изотопом геляя He3^3. При температуре t0=27t_0 = 27 °C манометр показывает давление p0=300p_0 = 300 мм рм. см. Измерительный объем погружают в жидкий гели. Найти температуру жидкого геля, если манометр показывает давление p=3,3p = 3,3 мм рм. см. Манометр остается при комнатной температуре.

  1. Сферический конденсатор имеет емкость C=10−10C = 10^{-10} ф. Конденсатор заполняется слабопроводящей жидкостью с удельным сопротивлением ρ=104\rho = 10^4 ом·м. Найти электрическое сопротивление между обкладками конденсатора. Электрическая постоянная ε0=8,85⋅10−12\varepsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} (единиц СИ).

  2. Плоско-вЫПУКЛЯЯ толстая линза (рис. 3) с радиусом кривизны выпуклой части R=2,5R = 2,5 см изготовлена из стекла с показателем преломления n=1,5n = 1,5. Где находится фокус такой линзы? Углы преломления считать малыми, так что их тангенцы можно приближенно заменить сinhусами.

Билет 3

  1. Третья ступень ракеты состоит из ракеты-носителя массой M=50M = 50 ке и головного зашитного конуса массой m=10m = 10 ке. Конус сбрасывается вперед сжатой ружиной. При испытании на Земле с закрепленной ракетой ружина сообщала конусу скорость v0=5,1v_0 = 5,1 м/сек. Какова будет относительная скорость конуса и ракеты, если их разделение произойдет на орбите?

  2. Воздуший резиновый шарик надувают в комнате ртом при температуре 2222 °C. На сколько изменяется объем шарика, если вывести его на улицу, где температура 11 °C? Считать, что водяной пар в воздухном шарике находится в насыщенном состоянии. Давление насыщенного пара при температуре 2222 °C — 20 мм рм. см.; при температуре 11 °C — 5 мм рм. см. Внешнее давление 760 мм рм. см. Давление резиновых стенок шарика претензь.

  3. Пробой в воздухе наступает в электрическом поле с напряженной постоянной Emax⁡=3⋅104E_{\max} = 3 \cdot 10^4 b/cm. Имеется сферический конденсатор с воздухным зазором, нарушняя оболочка конденсатора имеет радиус R=4R = 4 см, а радиус внутренней оболочки подбирается таким, чтобы конденсатор не пробивался при возможном большем значении разности потенциалов. Определить эту максимальную разность потенциалов.

  4. Две тонкие плоско-вЫПУКЛЯные стеклянные линзы, будучи сложены плоскими сторонами, образуют линзу с фокусным расстоянием F1F_1. Найти фокусное расстояние F2F_2 линзы, которая получится, если сложить эти линзы выпуклыми сторонами, а пространство между ними заполнить водой. Показатель преломления стекла n=1,66n = 1,66, воды—nB=1,33n_B = 1,33.

С. Козел, В. Чехлов, А. Шелагин