ZADANIA Z FIZYKI (L-3)
Zad.1. W temperaturze T=293K prędkość dźwięku w gazie równa się v=343 m/s. Wyznacz stosunek ciepeł właściwych κ, jeśli wiadomo, że masa cząsteczkowa gazu wynosi 29kg/kmol.
Zad.2. „autorskie”. Znaleźć prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej w powietrzu, jeżeli jej częstotliwość jest równa 343 Hz, a długość wynosi l m. Jaka jest maksymalna prędkość drgających cząsteczek powietrza, jeżeli amplituda tych drgań 0,02 mm.
Zad. 3. Prędkość rozchodzenia się dźwięku w nafcie wynosi 1330 m/s, a gęstość nafty 0,78·103 kg/m3. Oblicz współczynnik ściśliwości nafty.
Zad.4. Wylicz prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu o temperaturze: a) -20 0C; b) 0 0C; c) +20 0C.
Zad. 5. Podaj ile razy prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu podczas upalnego lata (temperatura +27 0C) jest większa od prędkości rozchodzenia się dźwięku podczas ostrej zimy (temperatura -33 0C).
Zad. 6. Wyznacz prędkość rozchodzenia się dźwięku w gazie dwuatomowym, jeżeli gęstość tego gazu pod ciśnieniem 760 mm Hg jest równa 29 kg/kmol.
Zad. 7. „autorskie”. Wyznacz jaki jest współczynnik ściśliwości wody morskiej , jeżeli wysłany ze statku sygnał ultradźwiękowy przy użyciu echosondy odbił się od dna na głębokości h=1500m i powrócił po czasie t=2,1s. Gęstość wody morskiej wynosi 1030kg/m3.
Zad. 8. „autorskie”. Prędkość fazowa fali o częstotliwości 500 Hz wynosi 350 m/s. O ile są oddalone od siebie punkty, dla których różnica faz. drgań wynosi 60°. Jaka jest różnica faz dwóch wychyleń w pewnym punkcie przestrzeni, jeżeli odpowiadający im odstęp czasu jest równy 10-3 s.
Zad.9. Oblicz prędkość dźwięku w wodzie destylowanej, jeśli wiadomo, że współczynnik ściśliwości w niej wynosi 5,05·10-10 m2/N.
Zad.10. „autorskie”. W jakiej odległości od źródła drgań o okresie 10-3 s w chwili t =T/2 wychylenie cząstki drgającej od położenia równowagi jest równe połowie amplitudy? Prędkość rozchodzenia się fali jest równa 340 m/s.. Przyjąć, że źródło drgań znajduje się w punkcie x = 0 i przemieszczenie w tym punkcie w chwili t = 0 jest równe zeru.
Zad. 11. W cylindrze o polu podstawy S znajduje się powietrze o temperaturze T1 . Ciśnienie atmosferyczne wynosi p1 . Na wysokości h1 od podstawy cylindra znajduje się tłok. O ile przesunie się tłok, jeśli umieścimy na nim ciało o masie m i ogrzejemy powietrze w cylindrze do temperatury T2 ? Ciężar tłoka i jego tarcie o ścianki cylindra pomijamy.
Zad. 12. Otwarte naczynie cylindryczne o polu podstawy S = 0,01m2 zawierające m = 2kg wody jest podnoszone pionowo do góry ruchem jednostajnie przyspieszonym. W ciągu czasu t = 4s od chwili rozpoczęcia ruchu naczynie wzniosło się na wysokość h = 4m. Obliczyć ciśnienie wywierane na dno naczynia, jeżeli ciśnienie atmosferyczne wynosi p0 = 105 N/m2
Zad. 13. Z butli o pojemności V = 0,01m3 ulatnia się wskutek wady zaworu gaz o masie cząsteczkowej μ = 32. W temperaturze T1 = 280 K manometr wskazuje ciśnienie p = 5 x106 N/m2. Po pewnym czasie w temperaturze T2 = 290 K manometr wskazał to samo ciśnienie. Obliczyć masę gazu, który sę ulotnił.
Zad. 14. Pęcherzyk powietrza wypływa z dna jeziora. W chwili osiągnięcia powierzchni wody jego objętość jest n =3 razy większa niż na dnie. Obliczyć głębokość jeziora, jeżeli temperatura wody na dnie wynosi t1 = 7 0C, a na powierzchni t2 = 17 0C. Przyjąć ciśnienie atmosferyczne p0 = 105 N/m2, a gęstość wody ρ = 103 kg/m3.
Zad. 15. „autorskie”. Oblicz ile ciepła potrzeba do zamiany 10-2 kg lodu o temperaturze 243 K w parę o temperaturze 373 K. Wykonaj wykres zależności temperatury od dostarczanego ciepła.
Zad. 16. Jaka ilość ciepła tworzy się w ciągu t = 5 minut przy piłowaniu drewna, jeżeli długość piły l = 0,8m., liczba skoków piły wynosi 20 na minutę, a opór piłowania 20 N, wiedząc że 75% wykonanej pracy zamienia się w ciepło.
Zad. 17. „autorskie”. Ciało o masie m będące w ruchu zderza się niesprężyście z drugim ciałem o takiej samej masie, znajdującym się w spoczynku. Podczas zderzenia wydzieliło się ciepło o wartości Q. Oblicz prędkość ciała po zderzeniu.
Zad. 18. „autorskie”. Kula wykonana z tworzywa sztucznego spada z wysokości h na stół. Od pierwszego uderzenia o stół do następnego upłynął czas t. Obliczyć zmianę temperatury kulki ΔT, jeżeli jej ciepło właściwe wynosi c.