Извлечение информации из текста

Как ориентируются летучие мыши (50670A)

Летучие мыши обычно живут огромными стаями в пещерах, в которых они прекрасно ориентируются в полной темноте. Влетая и вылетая из пещеры, каждая мышь издает неслышимые нами звуки. Одновременно эти звуки издают тысячи мышей, но это никак не мешает им прекрасно ориентироваться в пространстве в полной темноте и летать, не сталкиваясь друг с другом. Почему летучие мыши могут уверенно летать в полнейшей темноте, не натыкаясь на препятствия? Удивительное свойство этих ночных животных – умение ориентироваться в пространстве без помощи зрения – связано с их способностью испускать и улавливать ультразвуковые волны.Оказалось, что во время полёта мышь излучает короткие сигналы на частоте около 80 кГц, а затем принимает отражённые эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих вблизи насекомых.

Для того, чтобы сигнал был отражён препятствием, наименьший линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем можно было бы обнаружить, используя более низкие звуковые частоты. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что с уменьшением длины волны легче реализуется направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Реагировать на тот или иной объект мышь начинает на расстоянии порядка 1 метра, при этом длительность посылаемых мышью ультразвуковых сигналов уменьшается примерно в 10 раз, а частота их следования увеличивается до 100–200 импульсов (щелчков) в секунду. То есть, заметив объект, мышь начинает щелкать более часто, а сами щелчки становятся более короткими. Наименьшее расстояние, которое мышь может определить таким образом, составляет примерно 5 см.

Во время сближения с объектом охоты летучая мышь как бы оценивает угол между направлением своей скорости и направлением на источник отражённого сигнала и изменяет направление полёта так, чтобы этот угол становился все меньше и меньше.

Умение великолепно ориентироваться в пространстве связано у летучих мышей с их способностью излучать и принимать

1) только инфразвуковые волны 2) только звуковые волны 3) только ультразвуковые волны 4) звуковые и ультразвуковые волны

Для ультразвуковой эхолокации мыши используют волны частотой

менее 20 Гц
от 20 Гц до 20 кГц
более 20 кГц
любой частоты

Может ли летучая мышь, посылая сигнал частотой 80 кГц, обнаружить мошку размером 1 мм? Скорость звука в воздухе принять равной 320 мс. Ответ поясните.

Эффект Доплера для световых волн (8D6713)

На скорость света не влияют ни скорость источника света, ни скорость наблюдателя. Постоянство скорости света в вакууме имеет огромное значение для физики и астрономии. Однако частота и длина световой волны меняются с изменением скорости источника или наблюдателя. Этот факт известен как эффект Доплера.

Предположим, что источник, расположенный в точке О, испускает свет длиной волны λ₀. Наблюдатели в точках А и В, для которых источник света находится в покое, зафиксируют излучение с длиной волны λ₀ (см. рис. 1). Если источник света начинает двигаться со скоростью v, то длина волны меняется. Для наблюдателя А, к которому источник света приближается, длина световой волны уменьшается. Для наблюдателя В, от которого источник света удаляется, длина световой волны увеличивается (см. рис. 2). Так как в видимой части электромагнитного излучения наименьшим длинам волн соответствует фиолетовый свет, а наибольшим – красный, то говорят, что для приближающегося источника света наблюдается смещение длины волны в фиолетовую сторону спектра, а для удаляющегося источника света – в красную сторону спектра.

Изменение длины световой волны зависит от скорости источника относительно наблюдателя (по лучу зрения) и определяется формулой Доплера:

(λ−λ0)/λ0=v/c

Эффект Доплера нашел широкое применение, в частности в астрономии, для определения скоростей источников излучения.

Примерно сто лет назад американский астроном Весто Слайфер обнаружил, что длины волн в спектрах излучения большинства галактик смещены в красную сторону. Этот факт может быть связан с тем, что

1) галактики разбегаются (Вселенная расширяется) 2) галактики сближаются (Вселенная сжимается) 3) Вселенная бесконечна в пространстве 4) Вселенная неоднородна

Наблюдатель, к которому источник света приближается, зафиксирует

1) увеличение скорости света и уменьшение длины световой волны

2) увеличение скорости света и увеличение длины световой волны

3) уменьшение длины световой волны и увеличение её частоты

4) увеличение длины световой волны и уменьшение её частоты

Эффект Доплера справедлив и для звуковых волн. Что происходит с высотой тона звукового сигнала поезда при его удалении от наблюдателя? Ответ поясните.

Кавитация (08D2A8)

Кавитация – это процесс парообразования и последующей конденсации пузырьков пара в потоке жидкости. Наблюдается позади быстро движущихся тел.

Ведущую роль в образовании пузырьков при кавитации играют газы, выделяющиеся внутрь образующихся пузырьков. Эти газы всегда содержатся в жидкости и при местном снижении давления начинают интенсивно выделяться внутрь указанных пузырьков.

Физически процесс кавитации близок процессу закипания жидкости. Основное различие между ними заключено в том, что при закипании жидкость представляет собой огромное количество пузырьков, заполненных насыщенным паром, во всем объёме жидкости, тогда как при кавитации образование областей с насыщенным паром носит локальный характер. Локальное снижение давления происходит позади быстро движущихся твёрдых объектов в местах контакта их с жидкостью: вращающихся частей насосов, турбин, гребных винтов судов, подводных крыльев и т.д.

Если давление в какой-то точке падает ниже давления насыщенного пара при данной окружающей температуре, жидкость закипает. Затем, когда жидкость попадает в область с более высоким давлением, происходит «схлопывание» пузырьков пара, пар конденсируется, что сопровождается шумом, а также появлением микроскопических областей с очень высоким давлением (при соударении стенок пузырьков). Это приводит к разрушению поверхности твёрдых объектов, например, гребных винтов и гидротурбин. Их как бы «разъедает». Если зона пониженного давления оказывается достаточно обширной, возникает кавитационная каверна – полость, заполненная паром.

Поскольку под воздействием переменного местного давления жидкости пузырьки могут резко сжиматься и расширяться, то температура газа внутри пузырьков колеблется в широких пределах и может достигать нескольких сотен градусов по Цельсию. Следует также учитывать, что в растворённых в жидкости газах содержится больше кислорода в процентном отношении, чем в воздухе. Поэтому газы в пузырьках при кавитации химически более агрессивны, чем атмосферный воздух – и, в сочетании с высокой температурой, вызывают в итоге сильную эрозию материалов, с которыми соприкасается жидкость, в которой развивается кавитация.

Хотя кавитация нежелательна во многих случаях, есть исключения. Кавитация используется при ультразвуковой очистке поверхностей твёрдых тел. Специальные устройства создают кавитацию, используя звуковые волны в жидкости. Кавитационные пузыри, схлопываясь, порождают волны, которые разрушают частицы загрязнений или отделяют их от поверхности. Таким образом, снижается потребность в опасных и вредных для здоровья чистящих веществах во многих промышленных процессах.

Как правило, зона кавитации наблюдается

А. вблизи зоны, где жидкость встречается с лопастями насоса.

Б. во всём объёме жидкости.

Правильный ответ

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

К разрушению поверхности гребных винтов приводит

1) только появление микроскопических областей с очень высоким давлением

2) только воздействие пара высокой температуры в пузырьках

3) только химически агрессивная среда в пузырьках

4) все перечисленные выше причины

Изменится ли, и если изменится, то как, вероятность возникновения повреждений в результате кавитации, если скорость вращения гребных винтов относительно жидкости увеличить? Ответ поясните.

Анализ звука(3F6339)

При помощи наборов акустических резонаторов можно установить, какие тоны входят в состав данного звука и каковы их амплитуды. Такое установление спектра сложного звука называется его гармоническим анализом.

Раньше анализ звука выполнялся с помощью резонаторов, представляющих собой полые шары разного размера, имеющие открытый отросток, вставляемый в ухо, и отверстие с противоположной стороны. Для анализа звука существенно, что всякий раз, когда в анализируемом звуке содержится тон, частота которого равна частоте резонатора, последний начинает громко звучать в этом тоне.

Такие способы анализа, однако, очень неточны и кропотливы.

В настоящее время они вытеснены значительно более совершенными, точными и быстрыми электроакустическими методами. Суть их сводится к тому, что акустическое колебание сначала преобразуется в электрическое колебание с сохранением той же формы, а следовательно, имеющее тот же спектр, а затем это колебание анализируется электрическими методами.

Один из существенных результатов гармонического анализа касается звуков нашей речи. По тембру мы можем узнать голос человека. Но чем различаются звуковые колебания, когда один и тот же человек поёт на одной и той же ноте различные гласные? Другими словами, чем различаются в этих случаях периодические колебания воздуха, вызываемые голосовым аппаратом при разных положениях губ и языка и изменениях формы полости рта и глотки? Очевидно, в спектрах гласных должны быть какие-то особенности, характерные для каждого гласного звука, сверх тех особенностей, которые создаёт тембр голоса данного человека. Гармонический анализ гласных подтверждает это предположение, а именно: гласные звуки характеризуются наличием в их спектрах областей обертонов с большой амплитудой, причём эти области лежат для каждой гласной всегда на одних и тех же частотах независимо от высоты пропетого гласного звука.

Гармоническим анализом звука называют

А. установление числа тонов, входящих в состав сложного звука.

Б. установление частот и амплитуд тонов, входящих в состав сложного звука.

Правильный ответ

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Какое физическое явление лежит в основе электроакустического метода анализа звука?

1) преобразование электрических колебаний в звуковые

2) разложение звуковых колебаний в спектр

3) резонанс

4) преобразование звуковых колебаний в электрические

Можно ли, используя спектр звуковых колебаний, отличить один гласный звук от другого? Ответ поясните.

Антикрыло (C505AF)

Рассмотрим движение жидкости в трубе переменного сечения (рис. 1).
В широких частях трубы жидкость должна течь медленнее, чем в узких, так как количество жидкости, протекающей за одинаковые промежутки времени, одинаково для всех сечений трубы. Давление же внутри жидкости, которое измеряется с помощью манометрических трубок, ведёт себя обратным образом: давление жидкости больше там, где скорость движения жидкости меньше, и наоборот. Эта зависимость между скоростью жидкости и её давлением известна в физике как закон Бернулли. Закон Бернулли справедлив для жидкостей и газов.

Рис. 1

Для увеличения прижимной силы, придавливающей автомобиль
к дорожному покрытию, используется специальное приспособление – антикрыло.

Рассмотрим сначала крыло симметричного профиля, установленное строго горизонтально (рис. 2а). В этом случае набегающие на него струйки воздуха будут огибать его совершенно одинаково, и давление воздуха под
и над крылом будет тоже одинаковым.

Рис. 2. Подъёмная сила крыла

Теперь установим крыло под углом к потоку (рис. 2б). Скорость движения воздушного потока под нижней поверхностью крыла становится больше скорости над верхней поверхностью. Соответственно, давление воздуха на верхнюю поверхность крыла будет больше, чем давление на нижнюю поверхность. Из-за образовавшейся разности давлений возникает аэродинамическая сила R→R→ (рис. 2б), вертикальная составляющая которой называется прижимной силой Y→, а горизонтальная составляющая – силой лобового сопротивления Q→.

Прижимная сила антикрыла возникает благодаря тому, что

1) давление в носовой части крыла повышается по сравнению с давлением в задней части крыла

2) давление в носовой части крыла понижается по сравнению с давлением в задней части крыла

3) давление над верхней частью крыла повышается по сравнению с давлением под нижней частью крыла

4) давление над верхней частью крыла понижается по сравнению с давлением под нижней частью крыла

Область повышенного давления в этом случае

1) отсутствует

2) находится в задней части крыла

3) находится под нижней частью крыла

4) находится над верхней частью крыла

Вода течёт по трубе (см. рисунок). Как меняется (уменьшается, увеличивается или остаётся неизменным) давление внутри воды при её перетекании из области А в область В? Ответ поясните.

Флотация (29F72B)

Чистая руда почти никогда не встречается в природе. Почти всегда полезное ископаемое перемешано с «пустой», ненужной горной породой. Процесс отделения пустой породы от полезного ископаемого называют обогащением руды.

Одним из способов обогащения руды, основанном на явлении смачивания, является флотация. Сущность флотации состоит в следующем. Раздробленная в мелкий порошок руда взбалтывается в воде. Туда же добавляется небольшое количество вещества, обладающего способностью смачивать одну из подлежащих разделению частей, например крупицы полезного ископаемого, и не смачивать другую часть – крупицы пустой породы. Кроме того, добавляемое вещество не должно растворяться в воде. При этом вода не будет смачивать поверхность крупицы руды, покрытую слоем добавки. Обычно применяют какое-нибудь масло. В результате перемешивания крупицы полезного ископаемого обволакиваются тонкой плёнкой масла, а крупицы пустой породы остаются свободными.
В получившуюся смесь очень мелкими порциями вдувают воздух. Пузырьки воздуха, пришедшие в соприкосновение с крупицей полезной породы, покрытой слоем масла и потому не смачиваемой водой, прилипают к ней. Это происходит потому, что тонкая плёнка воды между пузырьками воздуха и не смачиваемой ею поверхностью крупицы стремится уменьшить свою площадь, подобно капле воды на промасленной бумаге, и обнажает поверхность крупицы.

Крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх,
а крупицы пустой породы опускаются вниз. Таким образом, происходит более или менее полное отделение пустой породы и получается концентрат, богатый полезной рудой.

Что такое флотация?

1) способ обогащения руды, в основе которого лежит явление плавания тел

2) плавание тел в жидкости

3) способ обогащения руды, в основе которого лежат явления смачивания и плавания

4) способ получения полезных ископаемых

Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните.

Почему крупицы полезной руды поднимаются вверх из смеси воды и руды?

1) на крупицы действует выталкивающая сила, меньшая, чем сила тяжести, действующая на крупицы

2) на прилипшие к ним пузырьки действует выталкивающая сила, меньшая, чем сила тяжести, действующая на крупицы

3) на крупицы и прилипшие к ним пузырьки действует выталкивающая сила, бóльшая, чем сила тяжести, действующая на крупицы

4) на них действует сила поверхностного натяжения слоя воды между масляной плёнкой и пузырьком воздуха

Приливы и отливы D35A99

Уровень поверхности океанов и морей периодически, приблизительно два раза в течение суток, изменяется. Эти колебания называются приливами и отливами. Во время прилива уровень воды в океане постепенно повышается и становится наивысшим. При отливе уровень воды постепенно понижается и становится наинизшим. При приливе вода течет к берегам,
а при отливе – от берегов.

Приливы и отливы образуются вследствие влияния на Землю таких космических тел, как Луна и Солнце. В соответствии с законом всемирного тяготения Луна и Земля притягиваются друг к другу. Это притяжение настолько велико, что поверхность океана стремится приблизиться к Луне – происходит прилив. При движении Луны вокруг Земли приливная волна как бы движется за ней. При достаточном удалении Луны от того места, где был прилив, волна отойдёт от берега, и будет наблюдаться отлив.

Притяжение Земли Солнцем также приводит к образованию приливов и отливов. Однако поскольку расстояние от Земли до Солнца значительно больше расстояния от Земли до Луны, то воздействие Солнца на водную поверхность Земли существенно меньше.

Приливы отличаются друг от друга продолжительностью и высотой (величиной прилива).

Величина приливов достаточно разнообразна. Теоретически один лунный прилив равен 0,53 м, солнечный – 0,24 м, поэтому самый большой прилив должен быть равен 0,77 м. В открытом океане, около островов величина приливов близка к этому значению. У материков величина приливов колеблется от 1,5 м до 2 м. Во внутренних морях приливы очень незначительны: в Чёрном море – 13 см, в Балтийском – 4,8 см.

Значение приливов очень велико для морского судоходства, для устройства портов. Каждая приливная волна несет большую энергию, которая может быть использована.

Приливы образуются вследствие

А. притяжения Земли Луной.

Б. притяжения Земли Солнцем.

Правильный ответ

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Величина приливов во внутренних морях

1) равна теоретической

2) больше теоретической

3) меньше теоретической

4) может быть как меньше теоретической, так и больше

Какой прилив является более сильным: происходящий вследствие воздействия на водную поверхность Солнца или Луны? Ответ поясните.

Деформация тела, испытывающего ускорение (A8BB32)

Рассмотрим картину деформаций в теле, на которое со стороны другого тела в результате непосредственного соприкосновения действует сила упругости.

Силы упругости, действующие со стороны ускоряющего тела, не могут мгновенно сообщить ускорение внутренним частям ускоряемого тела. Значит, ускоряемое тело может начать двигаться как целое только после того, как внутри него возникнут деформации, а вместе с ними – и силы упругости, которые сообщат внутренним частям тела требуемое ускорение. Таким образом, тело, движущееся с ускорением, во всём объёме окажется деформированным.

Чтобы выяснить, какое распределение деформаций получается
в ускоряемом теле, рассмотрим пример пружины. Пусть сила приложена
к одному из концов пружины (см. рисунок). Ускорение всех частей пружины одно и то же. Чем ближе точка мысленного разреза оказывается к месту приложения силы, тем большей части пружины она должна сообщить ускорение. Поэтому наибольшая деформация и наибольшая сила упругости появятся в точке приложения силы.

Распределение деформаций в пружине

Все тела способны деформироваться только до известного предела. Когда этот предел достигнут, тело разрушается. Чтобы смягчить действие ударов и избежать разрывов и разрушений при резком изменении скорости, нужно применять амортизаторы. Например, в подъёмных кранах между стальным тросом и крюком ставят специальную пружину, которая может значительно удлиняться, не разрываясь, и таким образом предохраняет трос от разрыва. Хрупкие тела (например, стеклянные предметы) разрушаются при падении на твёрдый пол благодаря такому же механизму деформаций. При падении происходит резкое уменьшение скорости той части тела, которая коснулась пола, и в теле возникает деформация. А так как хрупкие тела выдерживают без разрушения только небольшие деформации, то предмет разбивается. При перевозке хрупких предметов их часто укладывают в стружку.

К бруску приложена «толкающая» сила F→ (см. рисунок). В какой из указанных точек будет наблюдаться максимальная деформация?

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Амортизатор – это

1) прибор для измерения степени растяжения троса

2) прибор для измерения ускорения тела

3) устройство (приспособление) , которое служит для придания телу большего ускорения

4) устройство (приспособление) , смягчающее действие толчков или ударов в машинах

Тяжёлый груз подвешен на нити (см. рисунок). Снизу
к грузу прикреплена нить той же прочности. Какая из нитей (верхняя или нижняя) оборвётся, если медленно тянуть нижнюю нить? Ответ поясните.

Гидравлический удар (773B4A)

Гидравлический удар – это скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный быстрым изменением скорости потока этой жидкости. Он может возникать вследствие резкого закрытия или открытия крана (задвижки), перекрывающего трубу. В первом случае гидравлический удар называют положительным, во втором – отрицательным. Для труб опасен положительный гидравлический удар. Он способен вызывать образование продольных трещин в трубах, что может привести к их расколу или повреждению других элементов трубопровода.

При резком перекрытии трубы скорость движущейся жидкости не может измениться мгновенно, а так как жидкость фактически несжимаема, то возникает скачок давления, который, отразившись, движется
в направлении, обратном первоначальному движению жидкости
в трубопроводе. Его дальнейшее направление движения зависит от элементов трубопровода, расположенных до закрытой задвижки.

Если время перекрытия воды больше времени распространения скачка давления, то вода частично проходит сквозь не полностью закрытую задвижку, и скачок давления получается меньше.

При внезапном перекрытии воды давление в трубе возрастает на величину p=ρυu, где ρ – плотность жидкости, υ – скорость течения и u – скорость звука в жидкости.

Газ в сравнении с жидкостью имеет гораздо меньшую плотность, да и скорость звука в нём в несколько раз меньше, поэтому газ, даже находящийся под большим давлением, не может создать удар, подобный гидравлическому.

На рисунке приведён пример экспериментальной зависимости давления от времени при гидравлическом ударе после резкого закрытия задвижки в трубопроводе. Видно резкое повышение давления, собственно гидравлический удар и понижение давления ниже атмосферного во время фазы разрежения.

Явление гидравлического удара количественно описал
Н.Е. Жуковский. Он доказал, что скорость распространения скачка давления зависит от упругих свойств жидкости, диаметра трубопровода и упругих свойств материала, из которого он изготовлен.

Гидравлический удар может возникнуть в трубопроводе

1) с газом при нормальном давлении

2) с жидкостью

3) и с газом, и с жидкостью

4) с разреженным газом

Чтобы ослабить гидравлический удар, необходимо

А. уменьшить скорость движения жидкости в трубопроводе.

Б. увеличить время закрытия затвора.

Правильный ответ

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Какой кран следует использовать в трубах с большим давлением и большой скоростью течения воды: шаровой кран, который имеет два положения – закрытое и открытое – и перекрывает поток жидкости за малый промежуток времени, или винтовой, в котором перекрытие напора достигается вращением винта за больший промежуток времени? Ответ поясните.

Крутильные колебания (CA5D53)

Важным видом колебаний являются крутильные колебания, при которых тело поворачивается то в одну, то в другую сторону около оси, проходящей через его центр тяжести.

Если, например, подвесить на проволоке диск (см. рисунок), повернуть его так, чтобы проволока закрутилась, а затем отпустить, то диск начнёт раскручиваться, затем закручиваться в обратную сторону и т.д., то есть будет совершать крутильные колебания. При этом дважды за период имеет место переход кинетической энергии движущегося диска в потенциальную энергию закручивающейся проволоки. Крутильные колебания нередко происходят
в валах двигателей и при некоторых условиях могут оказаться очень вредными.

В ручных и карманных часах нельзя использовать подвесной маятник; в них применяется так называемый балансир – колесико, к оси которого прикреплена спиральная пружина. Балансир периодически поворачивается то в одну сторону, то в другую, и при этих крутильных колебаниях пружинка изгибается (раскручивается и закручивается) в обе стороны от своего равновесного состояния. Таким образом, балансир представляет собой крутильный маятник.

Что является колебательной системой в ручных часах? Ответ поясните.

Крутильные колебания – это

1) вращение маятника вокруг нити подвеса

2) колебания тяжёлого диска, подвешенного на нити

3) колебания, при которых тело поворачивается то в одну, то в другую сторону относительно оси, проходящей через его центр тяжести

4) движение тяжёлого диска, подвешенного на нити в вертикальной плоскости

Сколько раз за период крутильных колебаний кинетическая энергия маятника достигает максимума?

1) 4

2) 2

3) 1

4) 0

Подъёмная сила крыла самолёта (D4C7F4)

Одним из важнейших законов в разделе физики, изучающем движение потоков жидкости или газа, является закон Бернулли: давление в жидкости, текущей по горизонтальной трубе переменного сечения, больше в тех сечениях потока, в которых скорость её движения меньше, и наоборот, давление меньше в тех сечениях, в которых скорость больше. Так, в самой узкой части трубы скорость движения жидкости будет максимальной,
а давление – минимальным.

Закон Бернулли позволяет объяснить возникновение подъёмной силы – силы, поднимающей самолёт в воздух. Рассмотрим крыло движущегося самолёта. Сначала предположим, что крыло симметричного профиля установлено строго горизонтально (рис. а). Тогда набегающие на него струйки воздуха будут огибать его совершенно одинаково, и давление воздуха под и над крылом будет тоже одинаковым.

Теперь установим крыло под углом к потоку (этот угол называется углом атаки). Скорость движения воздушного потока над верхней поверхностью крыла становится больше скорости под нижней поверхностью, причём разница в скоростях потоков зависит от угла атаки. Для дополнительного увеличения разницы в скорости воздушного потока верхнюю поверхность крыла делают более выпуклой, чем нижнюю. Соответственно, давление воздуха на верхнюю поверхность крыла будет меньше, чем давление на нижнюю поверхность. Из-за разницы давлений возникает аэродинамическая сила R→, направленная под углом
к набегающему потоку (рис. б). Вертикальная составляющая силы R→ называется подъёмной силой крыла самолёта Y→. Чем больше скорость набегающего потока, тем больше аэродинамическая сила.

Подъёмная сила крыла самолёта возникает благодаря тому, что

1) давление в носовой части крыла повышается по сравнению с давлением

в задней части крыла

2) давление в носовой части крыла понижается по сравнению с давлением

в задней части крыла

3) давление над верхней частью крыла повышается по сравнению

с давлением под нижней частью крыла

4) давление над верхней частью крыла понижается по сравнению

с давлением под нижней частью крыла

Аэродинамическая сила зависит

1) только от угла атаки

2) только от формы профиля крыла

3) только от скорости набегающего потока

4) от скорости набегающего потока, от формы профиля крыла и от угла атаки

Вода течёт по трубе (см. рисунок). Как изменяется (увеличивается, уменьшается или остаётся неизменным) давление внутри воды при её перетекании из области А в область В? Ответ поясните.

Рыбы-брызгуны (E46F67)

Рыбы-брызгуны, род лучепёрых рыб семейства Toxotidae отряда окунеобразных, отличаются способностью брызгать водой из-под воды в воздух с целью сбить и впоследствии съесть насекомых, упавших
в воду.

Рыбы-брызгуны отличаются меткостью, практически всегда поражая «плевком» воды свою цель. Длина «выстрела» составляет 1–2 метра
в зависимости от размера рыбы. Для стрельбы водой брызгун замирает
у поверхности воды прямо под жертвой вверх головой и резким движением жаберных крышек направляет воду на жертву.

Рис. 1

Чтобы разобраться в механизме такого уникального способа охоты, физики засняли процесс охоты полосатого брызгуна на сверхскоростную видеокамеру со скоростью съёмки 1000 кадров в секунду и получили динамические характеристики струи (см. рис. 1).

Анализ видеокадров показал, что струя вылетает изо рта брызгуна
с большим ускорением. Ускорение быстро уменьшается и падает до нуля за
15 м/с, скорость выплюнутой рыбой воды при этом достигает 4 м/с2

В процессе «плевка» рыба постепенно увеличивает скорость выплёвываемой жидкости, получается, что начало выпущенной струи движется с меньшей скоростью, чем её окончание. В струе можно выделить большую головную часть (движущуюся с меньшей скоростью движения) и тонкий «хвост» (движущийся с большей скоростью движения).

Перед попаданием в цель масса и размер головной части струи увеличиваются за счёт перетекания жидкости из хвостовой части, а длина хвостовой части уменьшается. Это позволяет поразить насекомое максимальным количеством жидкости за минимальное время.

По расчётам учёных, струя воды в момент удара о насекомое действует на него с силой около 200 мН. Среднее насекомое (например, муха или клоп) массой около 100 мг обычно цепляется за ветку с силой примерно 20 мН. Таким образом, сила струи при ударе почти на порядок превышает силу,
с которой жертва хватается за ветку, что объясняет лёгкость, с которой сбивается насекомое.

Кроме того, физики рассчитали мощность головной части струи.
В момент плевка мощность на единицу массы рыбы очень мала, потому что сами мышцы, которые задействованы при плевании, очень маленькие, однако мощность сильно увеличивается за время полёта, достигая при ударе величин 2900 Вт/кг.

На основании анализа видеокадров можно утверждать, что

А. изо рта брызгуна струя воды вылетает с небольшой скоростью около 2 м/с и большим ускорением 200–400 м/с2.

Б. струя движется замедленно первые 1/5 мс, а затем, следующие 15 м/с, равномерно со скоростью 4 мс.

Выберите верное(-ые) утверждения.

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Как меняются масса и мощность струи, выпущенной рыбой-брызгуном,

в процессе полёта?

1) Масса и мощность увеличиваются

2) Масса уменьшается, а мощность увеличивается

3) Масса и мощность не меняются

4) Масса не меняется, а мощность увеличивается

На рис. 2 изображена цилиндрическая модель струи, выпущенной рыбой-брызгуном, в различные моменты времени после «плевка». В какой(-ие) моменты времени сила удара струи о препятствие будет наибольшей? Ответ поясните. Считать, что скорость передней и задней частей струи в процессе движения не меняется, а после удара струя не отражается.

Сопротивление среды (252986)

Если тело движется внутри жидкости или газа, то вся его поверхность всё время соприкасается с частицами жидкости или газа. Со стороны жидкости или газа на тело действуют силы, направленные навстречу движению. Эти силы называют сопротивлением среды. Как и силы трения, силы сопротивления всегда направлены против движения и тормозят его. Поэтому сопротивление среды можно рассматривать как один из видов сил трения. Сила сопротивления обусловлена не только трением воздуха
о поверхность тела, но и изменением движения потока. В воздушном потоке, изменённом присутствием тела, давление на передней стороне тела растёт,
а на задней – понижается. Таким образом, создаётся разность давлений, тормозящая движущееся тело, погружённое в поток. Движение воздуха позади тела принимает беспорядочный вихревой характер.

Сила сопротивления зависит от относительной скорости потока, от размеров и формы тела. Если тело имеет гладкую шарообразную или сигарообразную форму, то его обтекают потоки воздуха, и потому оно не нарушает правильности потока. Давление на заднюю часть тела лишь немного понижено по сравнению с давлением на переднюю часть тела,
и сопротивление движению тела невелико. За прямоугольной пластинкой при её движении образуется область беспорядочного движения воздуха, где давление сильно падает.

Для уменьшения сопротивления движению на самолётах устанавливают различные обтекатели, которые устраняют завихрения потока выступающими частями конструкций. Главную роль при этом играет задняя часть движущегося тела, так как понижение давления вблизи неё больше, чем повышение давления в передней части. Поэтому особенно существенно придание обтекаемой формы именно задней части тела.

Сопротивление воздуха сильно влияет и на движение наземного транспорта: с увеличением скорости автомобиля на преодоление сопротивления воздуха затрачивается большая часть мощности двигателя. Поэтому автомобилям придается по возможности обтекаемая форма.

Особенностью сил трения внутри жидкости или газа является отсутствие трения покоя.

Твёрдое тело, находящееся на поверхности другого твёрдого тела, может быть сдвинуто с места, только если к нему приложена сила, превосходящая максимальную силу трения покоя. При меньшей силе твёрдое тело с места не сдвинется.

Если тело находится в жидкости, то для приведения его в движение достаточно очень небольшой силы. Например, один человек никогда не сдвинет с места лежащий на земле камень массой 100 т. В то же время гружёную баржу массой 100 т, плавающую на воде, один человек, хотя
и очень медленно, может сдвинуть. По мере увеличения скорости сопротивление среды сильно увеличивается.

Наличие силы сопротивления воздуха обусловлено

А. трением воздуха о поверхность тела.

Б. изменением характера движения потока.

Правильным является ответ

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Движущимся телам стремятся придать обтекаемую форму для того, чтобы

А. уменьшить давление на него.

Б. уменьшить разность давлений на переднюю и заднюю стенки тела.

Правильный ответ

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Изменится ли сила сопротивления движению лодки, если на неё положить дополнительный груз без изменения прочих условий движения? Ответ поясните.

Сейсмические волны (5735AB)

При землетрясении или крупном взрыве в коре и толще Земли возникают механические волны, которые называются сейсмическими. Эти волны распространяются в Земле и могут быть зарегистрированы при помощи специальных приборов – сейсмографов.

Действие сейсмографа основано на том принципе, что груз свободно подвешенного маятника при землетрясении остаётся практически неподвижным относительно Земли. На рисунке представлена схема сейсмографа. Маятник подвешен к стойке, прочно закреплённой в грунте, и соединён с пером, чертящим непрерывную линию на бумажной ленте равномерно вращающегося барабана. При колебаниях почвы стойка и барабан также приходят в колебательное движение, и на бумаге появляется график волнового движения.

Различают несколько типов сейсмических волн, из них для изучения внутреннего строения Земли наиболее важны продольная волна P и поперечная волна S. Продольная волна характеризуется тем, что колебания частиц происходят в направлении распространения волны; эти волны возникают и в твёрдых телах,
и в жидкостях, и в газах. Поперечные механические волны не распространяются ни в жидкостях, ни в газах.

Скорость распространения продольной волны примерно в 2 раза превышает скорость распространения поперечной волны и составляет несколько километров в секунду. Когда волны P и S проходят через среду, плотность и состав которой изменяются, то скорости волн также меняются, что проявляется в преломлении волн. В более плотных слоях Земли скорость волн возрастает. Характер преломления сейсмических волн позволяет исследовать внутреннее строение Земли.

Сейсмическая волна P является

1) механической продольной волной

2) механической поперечной волной

3) радиоволной

4) световой волной

Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?

А. При землетрясении груз маятника сейсмографа совершает колебания относительно поверхности Земли.

Б. Сейсмограф, установленный на некотором расстоянии от эпицентра землетрясения, сначала зафиксирует сейсмическую волну P, а затем волну S.

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

На рисунке представлены графики зависимости скоростей сейсмических волн от глубины погружения в недра Земли. График для какой из волн (P или S) указывает на то, что ядро Земли находится не в твёрдом состоянии? Ответ поясните.