Государственное бюджетное профессиональное педагогическое

Образовательное учреждение

 «Пермский торгово-технологический колледж»

Сборник  задач по физике  с  профессиональным содержанием

для обучающихся по укрупнённой группе профессий и специальностей 08.00.00 «Техника и технологии строительств».

Номинация  «Учебное пособие»

Автор-разработчик: преподаватель физики Белева А.А

Пермь, 2025

Содержание

Пояснительная записка

В числе приоритетных направлений развития системы среднего профессионального образования выделен главный компонент: внедрение методик преподавания общеобразовательных учебных дисциплин с учетом профессиональной направленности программ среднего профессионального образования, реализуемых на базе основного общего образования.

Особое место в воспитании интереса к выбранной профессии принадлежит физике, т.к. она является научной базой для изучения общетехнических и специальных дисциплин. Критерием успешного освоения физики является умение использовать полученные знания на практике. Поэтому важно не только знать теоретический материал, но и уметь объяснять явления природы, проводить опыты и решать физические задачи.

Решить учебную задачу по физике — это значит найти такую последовательность общих положений физики (законов, формул, определений, правил), использование которых позволяет получить то, что требуется в задаче,— ее ответ

Данный сборник является  учебным пособием и содержит качественные и количественные (вычислительные) задачи по различным разделам курса физики: текстовые, графические, экспериментальные и др.

Решаются качественные задачи путем логических умозаключений, базирующихся на законах физики, графически и экспериментально. Математические действия над физическими формулами не производятся, но ссылки на них допускаются. При решении задач по физике анализ и синтез неразрывно связаны между собой. Следовательно, можно говорить лишь о едином аналитико-синтетическом методе решения физических (и в частности, качественных) задач»

Количественные (вычислительные) задачи дают возможность получать числовой результат и сопоставлять его с реальной ситуацией, физическим процессом, явлением. Такие задачи должны стать неотъемлемой частью обязательного использования в практике обучения физике в средних специальных учебных заведениях.

Цель данного пособия заключается в приобщении обучающихся к самостоятельной работе, в процессе которой они научатся анализировать физические явления, выделять главные факторы процесса, подбирать метод решения задачи, применять полученные знания.

Раздел 1. Механика

Для решения задач воспользуйтесь формулами:

Закон движения: Х=Х₀ +𝞾₀*t 

Перемещение при РППД:   S= 𝞾₀*t  ;     S=

Скорость  при РППД :     𝞾=𝞾₀at

Ускорение:     a=

Центростремительное ускорение:  а_цент=

Линейная скорость:   υ =  = ωR.

Частота:  𝝂 =  = 

Период: T= ;   T= ;   T=2   ; T =2

 = ma.

Сила упругости:  = -kx;        Сила трения: = -;

Сила тяжести:  _тяж=

Вес тела, движущегося с ускорением а↑: Р = m(g+a).

Вес тела, движущегося с ускорением а↓: Р = m(g-a)

Импульс:  = mυ.

Момент силы: M = F∙ℓ.

Условия равновесия: =0  =0 

Механическая работа: A = F∙S∙cosα.     Мощность: P=

Потенциальная энергия: Eп = mgh;    Eп=

Кинетическая энергия: E_К=;

Основы  кинематики и динамики

Задача №1

        При строительстве высотного здания кран поднимает груз массой m=5 тонн вертикально вверх с ускорением a=2 м/с². Груз поднимается на высоту h=80метров за промежуток времени t=10секунд. Необходимо определить натяжение троса крана (T) и среднюю скорость подъема груза (𝞾).

(Ответ: 59 кН, 8м/с)

Задача №2

Строительная компания возводит многоэтажный жилой комплекс высотой h=80 м. Для подъема материалов используется подъемный кран грузоподъемностью m=2 тонны. Груз подвешен на тросе длиной L=20 м и поднимается вертикально вверх с ускорением a=1  м /с². Определите натяжение каната крана, необходимое для равномерного ускорения груза.

(Ответ: 21620 Н)

Задача №3

Строительная бригада занимается отделкой помещения площадью S=80 м². Рабочие используют краскопульт массой m₁=2 кг, наполненный краской массой m₂=1.5 кг. При работе оператор удерживает краскопульт горизонтально и перемещается равномерно вдоль стены со скоростью 𝞾=0.5 м/с. Определите силу реакции опоры руки оператора, учитывая, что коэффициент трения краскопульта о руку равен μ=0.3?

(Ответ: 34,3 Н)

Задача №4

Плотнику предстоит установить вертикальные столбы для забора. Каждый столб имеет массу m = 8 кг и длину L = 2 м. Столб находится в покое на горизонтальной поверхности и удерживается двумя силами натяжения веревки сверху. Углы наклона натянутых веревок относительно горизонта равны α₁=30^∘ и α₂=60^∘. Плотник должен убедиться, что система стабильна перед началом установки. Определите минимально необходимые силы натяжения каждой веревки (T₁​, T₂​), чтобы удержать столб вертикально, принимая во внимание силу тяжести и статическое равновесие системы.

(Ответ: 53 Н,61,4 Н)

Задача №5

Подъёмный кран вертикально поднимает поддон с кирпичами массой 1т с земли на высоту 3м равноускоренно в течении 2с.  Какова сила натяжения нити подъёмный крана?

 (Ответ: 11,3к Н)

Задача №6.Почему металлические ступеньки лестницы не гладкие, а имеют рельефные выступы?

Задача №7. Автомашина с прицепом должна перевезти пеноблок. Куда его вы­годнее поместить: в кузов автомашины или на прицеп? Почему?

Задача №8. К стене дома прислонена лестница, по которой поднимаются люди. В некоторый момент времени концы лестницы начинают скользить вдоль стенки дома. Почему это происходит?

Задача №9.Со  временем и использованием ДСП и саморезы могут выпадать. Прочему?

Задача №10 .Гвоздь сравнительно легко выдернуть из сухой доски и трудно из набухшей, почему?

Статика

Задача №11

Штукатур-маляр закрепил стремянку вертикально и начал работу на высоте 3 метра над полом. Масса рабочего вместе с инструментами составляет 80 кг. Стремянка представляет собой жесткую конструкцию массой 10 кг и длиной 4 м. Необходимо определить горизонтальные усилия, действующие на верхнее крепление стремянки к стене и нижнее опорное основание стремянки на полу, если центр тяжести конструкции находится посередине лестницы.

 (Ответ:  нижняя опора -245 Н; верхняя опора-637 Н)

       Задача №12

Плотнику необходимо рассчитать нагрузку на стропильную систему крыши дома. Крыша имеет форму двускатной конструкции с углом наклона скатов 30∘30∘. Длина каждого ската составляет 88 метров, ширина здания — 1010 метров. Плотник планирует равномерно распределённую снеговую нагрузку, равную 150 кг/м², и ветровую нагрузку, составляющую 100 Н/м²

Необходимо определить суммарную горизонтальную силу, действующую на каждую опору стены, поддерживающую крышу, учитывая обе нагрузки.

 (Ответ: 84800 Н)

   Задача №13

Маляр-штукатур работает на высоте, используя стремянку длиной L=4 метра, наклонённую к стене под углом α=60^∘.Маляр весом m₁=80 кг находится на расстоянии d=1метр от основания лестницы. Вес самой стремянки составляет m₂=15 кг, её центр тяжести расположен посередине. Коэффициент трения между лестницей и полом равен μ=0.5

Определите минимально необходимую силу нормального давления пола на основание стремянки, чтобы обеспечить устойчивость конструкции

(Ответ: 538 Н)

Задача №14

        Рабочему на стройке  необходимо поднять с помощью рычага плиту массой 180кг. Большее плечо рычага равно 2,4м. Меньшее плечо рычага равно 50см. Какую силу надо приложить человеку к большому плечу рычага?

(Ответ: 367, 5 Н)

Задача №15

Лестница массой 10 кг прислонена к стене под углом 60° к полу. На какую максимальную высоту может подняться по этой лестнице строитель массой 70 кг, чтобы лестница еще не сдвинулась? Коэффициенты трения между лестницей и полом, лестницей и стеной соответственно 0,4 и 0,5

(Ответ: максимальная высота, на которую может подняться человек без смещения лестницы, составляет примерно 64% длины лестницы)

Законы сохранения

Задача 16.

    При строительстве египетских пирамид использовался принцип наклонной плоскости. Например, при строительстве пирамиды Хеопса каменные блоки массой 2, 5 т поднимались на высоту 147 м. Дает ли выигрыш в работе наклонная плоскость?

 (Ответ: Да, использование принципа наклонной плоскости действительно даёт существенный выигрыш в работе при подъёме тяжёлых грузов.)

Задача №17

Вагонетку с кирпичом  массой  m = 3 т поднимают по рельсам в гору, наклон которой к горизонту равен β = 30º. Какую работу совершила сила тяги на расстоянии S = 50 м, если известно, что вагонетка двигалась с ускорением а = 0, 2 м / с² ? Коэффициент трения принять равным μ = 0, 1.

 (Ответ: 892,5 Дж )

Задача №18

Баба копра массой 500 кг падает на сваю массой 100 кг со скоростью 4 . Определите КПД удара бабы о сваю для упругого и неупругого ударов.

 (Ответ: абсолютно упругий удар: КПД составляет 100%, так как вся энергия сохраняется. Абсолютно неупругий удар: КПД  приблизительно равен 83%)

Задача 19.

Маляр поднимает ведро краски массой 10 кг на высоту второго этажа здания (около 6 метров). Определите работу, которую совершает маляр против силы тяжести Земли, считая ускорение свободного падения равным g=9.8 м/с² Какое количество потенциальной энергии приобретёт ведро?

(Ответ: 588 Дж)

Задача 20

Представьте себе ситуацию: плотник изготавливает деревянные рамы окон вручную. После завершения очередного окна массой m₁​=8 кг он решил протестировать своё изделие и толкнул окно горизонтально со скоростью 𝞾₁=1 м/сРядом стояла деревянная тележка массой m₂=12 кг, покоящаяся неподвижно (𝞾₂=0). Окно столкнулось с тележкой и остановилось. Определите скорость тележки после столкновения.

(Ответ: 0,6 м/с)

Раздел 2. Основы молекулярной физики и термодинамики

Для решения задач воспользуйтесь формулами

𝝂= ;    𝝂=  -  количество вещества

Где N_A=6,02* 10²³ моль^-1 –постоянная Авогадро;

М= –молярная масса

р=mn   ; р=n Е_к ; р= – основное уравнение МКТ

Т=t+273 (К)- абсолютная температура

𝞾= ;   𝞾= – тепловая скорость молекул

 рV = 𝝂RT;   рV = RT – уравнение состояния идеального газа

= –уравнение Клапейрона

Q=A+-первый закон термодинамики

 Где А=р –работа газа

U= RT;     U=- внутренняя энергия газа

где i-число степеней свободы: n=1     i=3 ; n=2    i=5 ; n=3      i=6

* 100% - относительная влажность воздуха

ΔP=-капиллярное давление

=   = – поверхностное натяжение

h= –высота подъема жидкости

Основы молекулярной физики

Задача №21

При нормальных условиях плотность газа, образовавшегося при высыхании  водно-дисперсионной краски, равна 0,79 кг/м³. Какой это газ?

 (Ответ: водяной пар)

Задача №22

          Основой водоэмульсионной краски является вода (70%), в среде которой находятся мельчайшие полимерные частицы.  После наложения состава жидкость испаряется, а полимерные компоненты формируют равномерный пигментный слой. Сколько молекул воды в среднем вылетает за 1 с поверхности стены, покрашенной водоэмульсионной краской, если за 2 часа испаряется 2,1 кг воды

 (Ответ: 9.75×10²¹ молекул воды.)

Задача №23

Предположим, строитель занимается проектировкой герметичного резервуара объемом V=10 м³, предназначенного для хранения сжатого воздуха. Воздух имеет температуру t₁=20^∘C и давление p₁=1атм. Необходимо рассчитать новое давление воздуха (p₂​), если его температура увеличится до t₂=80^∘ C

 (Ответ:1,2 атм)

Задача №24

Строительная бригада планирует использовать газовую установку для подогрева бетона зимой. Известно, что давление воздуха внутри установки составляет р₁=8 атм при температуре окружающей среды t₁=27^∘C. Необходимо рассчитать объём установки , если количество молей воздуха 𝝂=10, универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/моль⋅K ​, а также определить новое давление (р₂) внутри установки, если температура повысится до t₂=47^∘C

Задача №25

Строительная бригада устанавливает окна в многоэтажном доме зимой. Температура воздуха внутри помещения составляет +20^∘C, а снаружи −10^∘C. Известно, что плотность наружного воздуха равна ρ_наруж=1,34 кг/м³​, а давление внутри помещения равно атмосферному стандартному значению (p₀=101325 Па). Необходимо определить плотность внутреннего воздуха, учитывая разницу температур и равное внутреннее и наружное давления.

Используя основные положения молекулярно-кинетической теории газа, рассчитать плотность воздуха внутри помещения (ρ_внут).

(Ответ:1,2 кг/м³)

Основы термодинамики

Задача №26.

Для получения цементного раствора объёмом 1 м3м3 смешали цемент массой 240 кг при температуре  5 °С, песок массой 1500 кг при температуре 5 °С и воду объёмом 300 л при температуре 40 °С. Определите температуру раствора

 (Ответ: 21,5⁰ С)

Задача №27.

          Какое количество теплоты  за сутки теряется  через стены и окна в комнате с печным отоплением, если для поддержания в ней постоянной температуры воздуха потребовалось сжечь 10 кг угля марки А-1? КПД печи принять равным 35%

(Ответ: 119 МДж)

Задача №28

При проектировании системы отопления нового жилого дома необходимо рассчитать количество теплоты, которое должно выделяться отопительным оборудованием за зимний период, чтобы поддерживать комфортную температуру внутри помещений. Известно следующее:

Объем помещения составляет V=800 м³

Плотность воздуха ρ_возд=1.2 кг/м³

Удельная теплоёмкость воздуха c_p=1005 Дж/(кг⋅К)

Температура наружного воздуха зимой −15^∘C, температура внутри здания должна поддерживаться на уровне +20^∘C

Количество рабочих часов отопительного сезона N=4000 ч.

Необходимо определить общее количество тепла, которое система отопления должна передать воздуху помещения за весь сезон.

 (Ответ :135  ГДж)

Задача №29.

Каменщик нагревает кирпич массой m=2 кг от температуры окружающей среды (t₁=20^∘C) до рабочей температуры кладки (t₂=80^∘C), используя электронагреватель мощностью P=1000 Вт. Удельная теплоёмкость кирпича равна c_p=880 Дж/ кг*K​..   Определите количество теплоты, необходимое для нагрева кирпича. Рассчитайте минимальное время, которое потребуется электронагревателю для передачи требуемого количества энергии.

Задача №30

 (Ответ: 106 с)

Задача №30

При строительстве каркасного дома используются панели OSB толщиной d=18 мм. Для утепления применяется минеральная вата плотностью ρ=35 кг/м³​. Необходимо рассчитать количество теплоты Q, которое уходит из помещения площадью S=100 м² за сутки при средней температуре внутри помещения

t _внут=+20^∘Cи снаружи −10∘C−10^∘C.

Коэффициент теплопроводности минеральной ваты равен λ=0.035 Bт/м⋅K​, коэффициент теплоотдачи стены принимается равным α=10 Bт/м²⋅К​ (со стороны улицы).

 (Ответ:588 МДж)

Cсвойства паров, жидкостей и твердых тел

Задача №31

При повышенной влажности возникает явление капиллярного подсоса (подъем жидкости в пористом материале: пеноблок, монолитный бетон, силикатный и облицовочный кирпич). Определите средний диаметр капилляра монолитного бетона , из которого изготовлен фасад здания если вода поднялась на высоту 30 мм

(Ответ: 1 мм)

Задача №32

         Во время дождя через шов в стену кирпичного  здания проникла вода . Радиус поры облицовочного кирпича 0,1 мм и поднялась на высоту 144  мм.  Определить поверхностное натяжение дождевой воды

(Ответ: 1, 4 Н/м)

Задача №33

При строительстве крыши здания рабочие заметили интересную особенность: капли воды, стекающие по поверхности металла, образуют четкую сферическую форму перед отрывом от края кровли. Определите коэффициент поверхностного натяжения жидкости, если диаметр одной такой капли составляет d=1 мм, плотность воды ρ=1000 кг/м³ и ускорение свободного падения g=9.81 м/с²

(Ответ: 0,072 Н/м. Для строителей важно учитывать этот эффект при проектировании водоотводящих конструкций крыш, покрытий и фасадов зданий, особенно в регионах с частыми осадками и сильными ветрами)

Задача №34

         Определите максимальную высоту здания, которое можно построить из кирпича, если плотность кирпича 1800 кг /м^3, а предел прочности  кирпича на сжатие с учетом шестикратного запаса прочности составляет 3 Мпа

(Ответ: 28м)

Задача №35

      Одинаковой ли должна быть прочность кирпичной кладки в основании стены и в верхней её части?

Раздел 3. Электродинамика

Для решения задач воспользуйтесь формулами

=k- закон Кулона

 =

=к-  напряженность точечного заряд

U= ;   U=Ed – разность потенциалов (напряжение)

      Где А=qed=  - работа сил ЭСП

С=

I=   - закон Ома для участка цепи

   I=- закон Ома для замкнутой цепи

- ЭДС;

  =0 –первый закон Кирхгофа

- второй закон Кирхгофа

Q=I²RT – Закон Джоуля-Ленца

=-магнитная индукция

F=k – закон взаимодействия токов

Где к=- коэффициент пропорциональности

=12,56*10^{-7   -}магнитная постоянная

_A=* – сила Ампера

_Л=*-сила Лоренца

R=- радиус окружности

= - –закон ЭМИ

=- – закон самоиндукции

Основы электростатики

Задача №36

           При наклеивании обоев  строитель для удаления воздуха разглаживал обои резиновым валиком. При этом валик потерял 5*10⁹ электронов. Чему равен заряд, который приобрел валик в процессе разглаживания обоев?

 (Ответ:8*10^-10 Кл)

Задача №37

       Если ножовкой распилить плексигласа или полистирола , то опилки прилипают к ножовке, к столу , на котором укреплена обрабатываемая деталь, и другим предметам. Чем это объясняется ? Почему этого не происходит при обработке металлической детали?

 Задача №38

          Капелька водоэмульсионной краски, используемая  для окрашивания стен,  находится в поле точечного заряда 10^-5Кл. На каком расстоянии от капли должен находиться заряд, чтобы электрические силы преодолели силу тяжести. Размер капли меньше расстояния от капли до заряда. Диэлектрическая проницаемость и плотность равны соответственно  81 и 10³ кг/м³  

 ( Ответ: минимальное расстояние между каплей и источником заряда, при котором электростатическое притяжение сможет превозмочь силу тяжести, составляет порядка нескольких метров)

Задача №39

Строительная бригада работает на стройплощадке, где используется большое количество электрооборудования. Один из рабочих случайно оставил отвертку длиной Ɩ=0.8 м на металлическом профиле крыши, находящегося под напряжением U=120В относительно земли. Профиль изолирован от земли и находится на высоте h=3 метра над землей. Нужно определить силу притяжения между отверткой и профилем, если отвёртка имеет массу m=0.15 кг и равномерно заряжается статическим электричеством таким образом, что её заряд равен Q₂​ на одном конце и −Q₂ на другом конце, где полный заряд Q=10⁻⁷ Кл. Предположите, что поле однородно вблизи профиля.

(Ответ: 4 мкН)

Задача №40

В вертикально направленном однородном электрическом поле капелька краски массой 2∙10^-8 кг, имеющая заряд 10^-9 Кл,  который она приобрела, вылетая из сопла краскораспылителя, оказалась в равновесии.  Определите напряженность электрического поля

(Ответ: 196 В/м)

Законы постоянного тока

Задача №41.

Для покраски стен и потолка  в течении 30 мин использовался   электрический краскопульт , работающий от сети напряжением 220 В. Какая энергия расходуется краскопультом, если через него за это время проходит заряд 4,9 *10³ Кл . Определить силу тока , проходящего через нагревательный элемент  и сопротивление краскопульта

 (Ответ: Расходуемая энергия: 1,078×106Дж.

Сила тока: ≈2,722А.

Сопротивление: ≈80,82Ом)

Задача №42

Строительная бригада монтирует систему электрообогрева бетонных конструкций на стройплощадке зимой. Для равномерного прогрева бетона используется нагревательный кабель длиной L=80 метров с удельным  сопротивлением ρ=0.5 Ом/м. Напряжение сети составляет U=220В. Необходимо рассчитать мощность тепловыделения кабеля, необходимую для поддержания заданной температуры бетонной конструкции.

(Ответ: 1210 Вт)

Задача №43.

Строительная бригада занимается монтажом временной осветительной линии на стройплощадке. Необходимо обеспечить освещение участка освещения мощностью P=800 Вт при напряжении сети переменного тока U=220В. Проводники имеют сопротивление R_{провода}= 0,1Ом. Источник питания имеет внутреннее сопротивление r=0,5Ом

Определите силу тока в проводнике и общее сопротивление цепи, а также мощность потерь на нагрев проводов (ΔP), если длина каждого провода составляет L=50м, а площадь поперечного сечения равна S=4 мм²

(Ответ: 3,6 А; 61 Ом; 0,97 Вт)

Задача №44

Представьте систему водоснабжения многоэтажного жилого дома, состоящего из двух подъездов. Каждый подъезд подключён к общей магистрали подачи воды. Система имеет два ввода водопровода диаметром

 D₁ = 80 мм и D₂ = 60 мм соответственно. Подъезды соединены трубопроводом диаметром D₃ = 40 мм. Необходимо определить распределение потоков воды Q₁, Q₂ и Q₃ в каждом участке системы при заданных условиях давления

р₁ = 5 атм, р₂ = 4 атм и общем расходе Q_общ = 10 м³/ч.

 (Ответ: )

Задача №45

При строительстве нового жилого комплекса используются электроустановочные устройства и электрический кабель марки ВВГнг-FRLS сечения 4х185 мм².  Кабель проложен открыто на металлических конструкциях здания. Максимальная нагрузка сети составляет 350 А при напряжении питания 380 В. Определите количество тепла (Q), выделяемого кабелем за рабочий цикл продолжительностью 8 часов, если удельное сопротивление материала жил ρ=0.017 Ом·мм²/м, длина участка кабеля равна 150 м.

(Ответ:3,98 кВт*ч)

Магнитное поле  и ЭМИ

Задача №46

              В некоторых специальных радиолабораториях МГУ стены, пол и потолок обиты оцинкованным железом. Для чего это сделано?

Задача №47

 Если поднести к плотницкому пузырьковому уровню большой магнит, пузырёк сдвинется. Почему? В какую сторону сдвинется пузырек: к магниту или от него?

Задача №48

 Зачем научно-исследовательские суда для изучения магнитного поля Земли (например, «Витязь», «Заря») строят не стальные, а деревянные и для скрепления деталей применяют винты из бронзы, латуни и других немагнитных материалов?

Задача №49

При проектировании крупного объекта строительства используется специальная арматура, состоящая из металлических стержней длиной L=8 м каждый. Стержни изготовлены из материала, обладающего магнитными свойствами. Известно, что вблизи каждого стержня возникает однородное магнитное поле напряженностью H=50 000A/м​. Необходимо рассчитать силу взаимодействия двух параллельных стрежней, расположенных на расстоянии d=0,5 м друг от друга, чтобы оценить безопасность конструкции.

(Ответ: 31, 5 кН)

Задача №50

Строительная бригада прокладывает электрический кабель вдоль металлической фермы длиной L=10 м Параллельно ей проходит второй провод с таким же постоянным током силы I₁=I₂=10 А расположенный на расстоянии d=0,5 м от первого провода. Найдите силу взаимодействия двух параллельных проводов и определите направление этой силы

 (Ответ: 40 мН)

Задача №51

Представьте себе ремонтную бригаду маляров, работающих внутри крупного металлического ангара высотой h=8 метров, шириной b=12 метров и длиной Ɩ=20 метров. Для окраски стен используется мощный краскопульт, подключённый к электрической сети напряжением U=220 вольт и мощностью P=1500 Вт. Ангар расположен в зоне переменного магнитного поля Земли, которое меняется периодически из-за солнечной активности. Во время покрасочных работ изменение магнитного потока ΔΦΔΦ сквозь стены ангара составляет примерно ΔΦ=0.05 Вебер за период изменения магнитного поля Δt=10c.

(Ответ: 5м В)

Задача №52

Представьте себе столярную мастерскую, где рабочие используют мощные электрические пилы и рубанки. Во время работы электрооборудование создает сильное магнитное поле вокруг себя. Предположим, рабочий держит металлическое стальное правило длиной L = 80 см перпендикулярно направлению магнитного поля, создаваемого оборудованием. Магнитная индукция поля составляет примерно B = 0,05 Тл. Если работник перемещает правило вдоль рабочей зоны со скоростью 𝞾 = 0,5 м/с, какое напряжение индуцируется на концах правила?

(Ответ: 0,02 В)

Задача №53

Маляр красит металлический корпус автомобиля, используя распылитель краски. Во время покраски металлический стержень длиной L=0.8 м движется перпендикулярно магнитному полю Земли , которое направлено вертикально вверх и имеет величину B=50  мТл. Скорость движения распылителя относительно земли составляет 𝞾=  1м/с.  Определите ЭДС, индуцированную в металлическом стержне распылителя вследствие эффекта электромагнитной индукции. Какие меры предосторожности должен соблюдать маляр?

(Ответ:40 мВ; Маляр может спокойно продолжать работу, поскольку значение индуцированного напряжения крайне мало и абсолютно безопасно)

Раздел 4. Колебания и волны

Для решения задач воспользуйтесь формулами

Т=   T= ;   T=2 ;  T=2   ; T=2 - период колебаний

𝞾==𝝀𝝂- скорость волны

Механические колебания и волны

Задача №54

Почему шум работы слесаря, ремонтирующего в квартире водопровод или центральное отопление, очень хорошо слышен и в соседних квартирах?

Задача №55

Отбойный молоток создает уровень звука 110 дБ. Какой уровень интенсивности возникает от двух таких одинаковых источников?

Задача №56

Почему в комнате обычных размеров не бывает эха? Если источник звука находится в фокусе здания эллиптической формы, где будет лучше всего слышен звук?

Задача №57

Для борьбы с уличным шумом в стенах с высотных зданий вмонтирован асбестоцементной-пористый материал. Почему это препятствует проникновению звука в здание?

Задача №58

 Включено два одинаковых источника шума. При этом уровень шума в помещении составляет 0 дБ. Чему будет равен уровень шума, если выключить один из источников, и какова будет интенсивность шума? (Внешними шумами пренебречь.)

Задача №59

Определить период колебаний зубила пневматического молотка, если частота  его колебаний 50 Гц. Свободные или вынужденные колебания возникают при этом?

(Ответ: 00,2 с)

 Задача №60

Для обеспечения строительного цеха  лакокрасочным  материалом (ЛКМ)     на его  территорию подана цистерна  с ЛКМ. Определить число свободных колебаний цистерны за 1 мин, если сила тяжести 490 кН цистерны вызывает деформацию ее рессор на 2, 5 см

(Ответ: 3,15 Гц)

Задача №61

Механизм  кран-балки на строительной площадке  поднимает бетонные плиты перекрытия. Одновременно по балке движется  тележка крана, которая находясь на середину балки, вызывает ее прогиб на 10 мм. Определить число свободных колебаний балки за одну минуту.

(Ответ: 188)

Задача №62

Период колебания зубила пневматического мо­лотка равен 0,02 сек. Чему равна частота колебаний? Ко­лебания зубила считать гармоническими.

(Ответ:50 Гц)

Задача №63

Скамейка, которую использовал маляр-штукатур для покраски верхней ниши в кабинете физики, совершает гармонические колебания в горизонтальном направлении с периодом   2 с. При какой амплитуде колебаний банка краски, стоящая на скамейке  начнет скользить?

(Ответ: 0,5 м)

Раздел №5 Оптика

Для решения задач воспользуйтесь формулами

        d_min​= - формула расчета минимальной толщины слоя изолятора, обеспечивающей максимальную интенсивность отраженного света (при условии тонкой пленки):

Где:

d_min​ — минимальная толщина слоя,

λ— длина волны светового луча в вакууме (~550 нм),

n— показатель преломления изоляционного материала (предположим ~1.5).

==n- закон преломления света ( закон Снеллиуса)

= –формула тонкой линзы

  Где: d-расстояние от предмета до линзы, f-расстояние  от линзы до изображения

D= –оптическая сила линзы

Задача №64

Для проектирования освещения строительного объекта требуется определить угол падения светового луча от прожектора на вертикальную стену здания. Прожектор установлен горизонтально на высоте h=8 метров над поверхностью земли, а расстояние от прожектора до стены составляет d=15 метров. Определите угол αα, под которым световой луч падает на поверхность стены.

(Ответ: 28⁰)

Задача №65

Строительная компания занимается проектировкой здания с необычной стеклянной крышей. Архитектурный замысел предполагает установку наклонённого стекла таким образом, чтобы солнечный свет равномерно распределялся внутри помещения даже в утреннее и вечернее время суток. Однако, инженеры столкнулись с проблемой выбора угла наклона крыши относительно горизонтали, чтобы избежать излишнего отражения солнечных лучей утром и вечером, когда солнце находится низко над горизонтом.

Необходимо определить оптимальный угол установки прозрачного стекла относительно горизонта, обеспечивающий минимальное отражение солнечного света в течение раннего утра и позднего вечера. Рассчитайте этот угол, учитывая, что показатель преломления воздуха равен примерно n₁=1 а показатель преломления стекла — n₂=1.5

(Ответ: 30⁰)

Задача №66

Строители используют оптический прибор для проверки ровности поверхностей, используя тонкую линзу диаметром 8 см и фокусным расстоянием 20 см. Линза установлена вертикально, над проверяемым объектом на расстоянии 30 см. Необходимо определить расстояние от линзы до сформированного изображения объекта , чтобы оценить точность измерений

(Ответ: 60 см)

Раздел 6. Строение атома и  элементы квантовой  физики

Для решения задач воспользуйтесь формулами

Е=h𝝂-энергия фотона

h𝝂=A_вых+Е_к – уравнение Эйнштейна

𝝂_min=;   𝝀_max = – красная граница фотоэффекта

А=U*q-работа ЭСП

Е_к= – кинетическая энергия фотоэлектрона

N=N₀*  - закон радиоактивного распада

A_t​=A₀​⋅e^−λt – активность распада

Дополнительные формулы:

Q=cm

Задача №67

 Вода в процессе замешивания бетона должна быть теплой. При этом смесь получается более пластичной, что значительно улучшает возможность формирования конструкции и удаления возможных пустот. Строители для замешивания  бетона воду массой 1 кг  нагревали   электромагнитным  излучением  с длиной волны 3,3·10^-7 м . На сколько градусов можно нагреть воду за 700 с, если источник излучает 10²⁰ фотонов за 1 с? Считать, что излучение полностью поглощается водой

Ответ:  10⁰ С)

Задача №68

Для нагревания воды массой m = 0,5 кг, которую использовали для замешивания бетона строители  использовали  электромагнитное излучение с длиной волны λ= 3⋅10 ^{− 7} м. Сколько времени потребуется для нагревания воды на Δt = 15°С, если источник за время τ = 1 с излучает N = 10²⁰ фотонов? Считать, что излучение полностью поглощается водой.

(Ответ: 47, 4 с)

Задача №69

 Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3×10^–7 м используется для нагревания воды для замешивания строительного раствора .  Какую массу воды можно нагреть за 700 с на 10^оС, если источник излучает 10²⁰ фотонов за 1 с? Считать, что излучение полностью поглощается водой.

(Ответ: 1 кг)

Задача №70

Строительная компания приобрела партию строительного материала, содержащего небольшую примесь радиоактивного элемента с периодом полураспада T=8 суток. Через какое минимальное количество времени содержание этого элемента уменьшится настолько, что уровень излучения станет безопасным для строительных работ, если исходный удельный показатель активности составляет A=200 Бк/кг, а безопасный уровень активности установлен санитарными нормами в пределах A_без=10 Бк/кг?

(Ответ: 35 суток)

Библиографический список         

1.     Задачи по физике с производственным содержанием В помощь учителю физики восьмилет. и сред. школы / Липец. обл. отд. нар. образования. Ин-т усовершенствования учителей. — Липецк : Кн. изд-во, 1960. — 16 с.; 20.

2.     Комиссаров В.Н. Уроки физики в профтехучилищах [Метод. пособие]. — М. : Высш. школа, 1990. — 285, [2] с.; 20. — (В помощь преподавателю ПТУ); ISBN 5-06-000635-2.

3.     Назаров, Александр Матвеевич. Вопросы и задачи по физике с производственным содержанием [Учеб. пособие для сред. ПТУ] / А. М. Назаров. — Москва : Высш. шк., 1987. — 118,[1] с. : ил. : 21 см.

4.     Низамов И.М. Задачи по физике с техническим содержанием. 6-7 класс
Пособие для учащихся. — Под ред. А.В. Перышкина. — 2-е изд., перераб. — М.: Просвещение, 1980. — 96 с.: ил.

5.     Рустамова С.К. Задачи с практическим содержанием и их роль в осуществлении практической подготовки школьников в процессе обучения физике // Журнал «Молодой ученый». — 2009. — № 11. – С. 313-315.

6.     Трофимова Т.И, Фирсов А.В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профиля: сборник задач/ Т.И . Трофимова , А.В. Фирсов .- Москва:  издательский  центр «Академия»,  2018 г.

Скачано с www.znanio.ru