Областная олимпиада по физике 2018, 11 класс, теоретический тур

Задача №1. [7 баллов]. Пуля массой

$m=3$ г, летящая горизонтально со скоростью

$\vartheta_0=100$ м/с попадает в покоящийся на горизонтальном столе металлический шар массой

$M=20$ кг и радиусом

$R$ на расстоянии

$\frac{R}{2}$ выше центра шара и рикошетом отскакивает от него вертикально вверх. Спустя некоторое время движение шара по столу переходит в равномерное качение со скоростью

$\vartheta_1=50$ м/с. Определить скорость пули после удара по шару.

комментарий/решение(2)

Задача №2. [8 баллов]. Спутник с поперечным сечением

$0,1$ м

$^2$ и массой

$10$ кг, летит на высоте

$200$ км от поверхности Земли. Определите силу сопротивления, действующую на спутник. Как изменяются скорость спутника и его высота за один оборот вокруг Земли? Плотность атмосферы на высоте

$200$ км равна

$\rho\thickapprox 1,6\cdot 10^{-11}$ кг/м

$^3$ . Масса Земли

$5,98\cdot 10^{24}$ кг, ее радиус

$6370$ км.
комментарий/решение

Задача №3. [8 баллов]. Рабочее вещество совершает термодинамический цикл, состоящий из изобары, изохоры и адиабаты (смотрите рисунок). Внутренняя энергия данного вещества изменяется по закону

$U=kpV$ , где

$p$ — давление,

$V$ — объем. Работа, совершенная веществом во время изобарного процесса, в

$n=5$ раз превышает работу внешних сил по сжатию вещества, совершенную при адиабатическом процессе. КПД цикла

$\eta=\frac14$ . Определите значение параметра

$k$ в законе изменения внутренней энергии.

комментарий/решение

Задача №4. [7 баллов]. По поверхности однородного диэлектрического диска равномерно распределен заряд

$Q$ . Диск помещен во внешнее однородное магнитное поле индукции

$\vec B$ направленной перпендикулярно плоскости диска. Масса диска равна

$M$ , и он может свободно вращаться вокруг неподвижной оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости диска. С какой угловой скоростью

$\omega$ будет вращаться первоначально неподвижный диск, если внешнее магнитное поле выключить?
комментарий/решение