Летучки и кр по физике

151

4. Определите предел прочности кости диаметром 30 мм и толщиной 3 мм, если для ее разрушения требуется сила 400 кН.

Вариант 6

1.Определите среднюю линейную скорость кровотока в сосуде радиуса 1,5 см, если во время систолы через него протекает 60 мл крови. Считать длительность систолы равной 0,25 с.

2.Градиент скорости течения идеальной жидкости увеличился в 2 раза, а площадь соприкосновения слоев уменьшилась в 4 раза. Как изменилась сила внутреннего трения?

3.Во сколько раз линейная скорость кровотока (см. задачу № 1) меньше критической, если число Рейнольдса принять равным 1160

4. Определите абсолютное удлинение сухожилия длиной 4 мм и площадью сечения 10-6 м2 под действием силы 320 Н. Модуль упругости сухожилия принять равным 109 Па. Считать сухожилие абсолютно упругим телом.

Вариант 7

1. Как изменилась линейная скорость течения жидкости, если радиус трубы увеличился в 3 раза при постоянной объемной скорости?

2. При повышении температуры текущей жидкости сила трения между двумя слоями уменьшилась в 2 раза. Как изменилась (возросла или уменьшилась) вязкость, если градиент скорости увеличился в 1,5 раза?

3. Медный шарик диаметром 0,8 см падает с постоянной скоростью в касторовом масле. Является ли движение масла, вызванное падением в нем шарика, ламинарным? Критическое число Рейнольдса Reкр = 0,5. Вязкость

масла η = 987 мПа∙с, плотность меди ρ = 8,93 г/см3, плотность масла ρ = 0,96 г/см3.

4. Модуль упругости протоплазменных нитей, полученных вытягиванием протоплазмы у некоторых типов клеток с помощью микроигл, оказался равным 9∙103 Па при комнатной температуре. Определите напряжение, возникающее в нити при растяжениях, не превышающих 20% ее первоначальной длины. Считать нити абсолютно упругими телами.

Вариант 8

153

3.За одну секунду через поперечное сечение трубы протекает 300см3 воды. Динамическая вязкость воды в условиях опыта равна 0,001 Па.с. При каком предельном значении диаметра трубы движение воды будет оставаться ламинарным?

4.Вычислите механическое напряжение бедренной кости штангиста весом 80

кг при поднятии штанги, в полтора раза превышающей его вес, если диаметр кости 20 мм. Допустимое напряжение равно 108 Н/м2. Какой предельный вес может выдержать кость?

Вариант 11

1.Через трубу переменного сечения вода массой 2,4 т вытекает за 1 минуту. Определите ее скорость в сечениях с радиусами 5 см и 2,5 см.

2.Стальной шарик радиусом 1 см падает с постоянной скоростью в касторовом масле. Является ли движение масла, вызванное падением в нем

шарика, ламинарным? Критическое число Рейнольдса Reкр = 0,5, вязкость масла η = 987 мПа∙с, плотность стали ρ = 7,87 г/см3, плотность масла ρ = 0,96 г/см3.

3.Вода течет по круглой гладкой трубе диаметром d =5 см со средней по течению скоростью 10 см.c-1. Определить число Рейнольдса для потока жидкости в трубе и указать характер течения жидкости.

4.Колонна Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге имеет высоту 30 м. На

сколько она сжата под действием собственной тяжести? Плотность гранита 2,7 г/см3, модуль Юнга 1011 Па.

Вариант 12

1.В трубе с внутренним диаметром d =3 см течет вода. Определить максимальный расход воды при ламинарном течении.

2.Как изменится сила внутреннего трения между двумя слоями жидкости, если скорость течения жидкости уменьшится в 2 раза, а площадь соприкасающихся слоев увеличится в 2 раза?

3.По трубе течет машинное масло. Максимальная скорость, при которой движение масла в этой трубе остается еще ламинарным равна 3,2 см/с. При какой скорости движение глицерина в той же трубе переходит из ламинарного в турбулентное?

154

4. Найдите нагрузку на бедренную кость, если при эффективной площади поперечного сечения кости 2,5 см2, наблюдается относительная деформация 3∙10-4. Модуль упругости кости равен 23∙109 Па.

Вариант 13

1.Диаметр сосуда уменьшился в 1,2 раза. Как изменилась объемная скорость течения крови?

2.При понижении температуры текущей жидкости сила трения между двумя слоями увеличилась в 2 раза. Как изменилась (возросла или уменьшилась) вязкость, если градиент скорости увеличился в 1,5 раза?

3. Определите характер течения крови через атрио-вентрикулярное отверстие при систолическом объеме 60 мл и длительности фазы наполнения желудочков 0,25 с. Диаметр отверстия 1 см, вязкость крови 5 10-3 Па с, плотность крови 103кг м-3, критическое число Рейнольдса 1000.

4. Найдите величину силы, под действием которой сухожилие удлинилось на 25%, если площадь сечения сухожилия 10-6 м2 и модуль упругости сухожилия равен 109 Па.

Вариант 14

1.Через трубу переменного сечения вода массой 1,2 т вытекает за 0,5 минуты. Определите ее скорость в сечениях с радиусами 2,5 см и 5 см.

2.Сила трения между двумя соприкасающимися слоями жидкости равна 0,5 мН, площадь слоев 10 см2. Вязкость жидкости 0,81 Па∙с. Найдите градиент скорости.

3. За одну секунду через поперечное сечение трубы протекает 100 см3 воды. Динамическая вязкость воды в условиях опыта равна 0,547 мПа.с. При каком предельном значении диаметра трубы движение воды будет оставаться ламинарным?

4. При механическом напряжении, приложенном к портняжной мышце лягушки, σ = 10 кПа ее длина равнялась 0,030 м. Определите, на сколько увеличится длина портняжной мышцы лягушки при увеличении приложенного к мышце напряжения до 40 кПа, если эффективный модуль упругости портняжной мышцы равен 450 кПа.

155

Вариант 15

1. По трубе течет вода. Радиус широкой части 10 см, скорость течения воды 0,1 м/с. Найти скорость течения в узкой части, если ее радиус в 2 раза меньше.

2. Градиент скорости течения идеальной жидкости увеличился в 4 раза, а площадь соприкосновения слоев уменьшилась в 4 раза. Как изменилась сила внутреннего трения?

3. Медный шарик диаметром 1 см падает с постоянной скоростью в касторовом масле. Является ли движение масла, вызванное падением в нем шарика, ламинарным? Критическое значение числа Рейнольдса Reкр =0,5. Вязкость масла η = 987 мПа∙с, плотность меди ρ = 8,93 г/см3, плотность масла ρ

= 0,96 г/см3.

4. Модуль упругости протоплазменных нитей, полученных вытягиванием протоплазмы у некоторых типов клеток с помощью микроигл, оказался равным 9∙103 Па при комнатной температуре. Определите напряжение, возникающее в нити при растяжениях, не превышающих 20% ее первоначальной длины. Считать нити абсолютно упругими телами.

Вариант 16

1. Скорость течения воды в некотором сечении горизонтальной струи 2 см/с. Найдите скорость течения в той части трубы, которая имеет: а) вдвое больший диаметр; б) вдвое меньшую площадь поперечного сечения.

2. Вычислите силу, действующую на 2 м2 дна канала, если по нему течет поток воды высотой 2 м. Скорость верхнего слоя воды 20 см/с, скорость нижних

слоев постепенно уменьшается до нуля у дна канала. Вязкость воды η = 0,864 мПа∙с ( т-ра воды 300 С).

3.За одну секунду через поперечное сечение трубы протекает 200см3 воды. Динамическая вязкость воды в условиях опыта равна 1,878 мПа.с (т-ра 50С). При каком предельном значении диаметра трубы движение воды будет оставаться ламинарным?

4.Какая работа совершается при растяжении на 6 мм портняжной мышцы лягушки длиной 30 мм, если известно, что при нагрузке 1 г она растягивается на 3 мм? Принять портняжную мышцу за абсолютно упругое тело.

156

Вариант 17

1.Вода течет в горизонтально расположенной трубе переменного сечения. Скорость воды в широкой части трубы равна 20 см/с. Определить скорость в узкой части трубы, диаметр которой в 1,5 раза меньше диаметра широкой части.

2.При повышении температуры текущей жидкости сила трения между двумя слоями уменьшилась в 1,5 раза. Как изменилась (возросла или уменьшилась) вязкость, если градиент скорости увеличился в 2 раза?

3.За одну секунду через поперечное сечение трубы протекает 300см3 воды. Динамическая вязкость воды в условиях опыта равна 0,001 Па.с. При каком предельном значении диаметра трубы движение воды будет оставаться ламинарным?

4.Колонна Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге имеет высоту 30 м. На

сколько она сжата под действием собственной тяжести? Плотность гранита 2,7 г/см3, модуль Юнга 1011 Па.

Раздел 4. Электродинамика Тема 5. Основы теории электромагнитного поля

Практическое занятие № 10. Основы теории электромагнитного поля Практическое занятие № 11. Электрические и магнитные свойства сред

Раздел 5. Электромагнитные волны и их действие на организм человека Тема 6. Электромагнитные волны. Интерференция, поляризация ЭМВ. Поглощение света Практическое занятие № 12. Интерференция, поляризация ЭМВ

Вариант 1

1.Напишите уравнение плоской волны. Назовите все входящие в него величины. Чем уравнение волны отличается от уравнения гармонического колебания? Что такое фаза волны?

2.Длина волны при переходе из одной среды в другую уменьшилась в 1,5 раза. Как изменилась скорость волны? Ее частота? Период? Чему равно отношение показателей преломления двух сред? Какая среда является оптически более плотной?

3.Чему равна напряженность электрического поля в точке, удаленной на

100м от источника электромагнитных волн с частотой 1 Мгц, в момент времени 5 с? Амплитуда волны 500 В/м. Волна распространяется в воздухе.

4.При определении оптической разности хода на экране был первый интерференционный максимум. Затем оптическая разность хода увеличили в 1,5 раза. Какая картина будет на экране?

157

5.На поляризатор падает световой поток 10 Лм. Какой световой поток

выйдет из анализатора, если угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора равен 45о?

6.Между поляризатором и анализатором помещена трубка с раствором глюкозы. При этом через всю систему проходит ¾ падающего света, по сравнению с максимальной интенсивностью. Когда трубку вынули, интенсивность проходящего света уменьшилась в 3 раза. Какова концентрация глюкозы? Длина трубки 2 дм.

Вариант 2

1.Какие вещества называются оптически активными? Каковы особенности их строения? Приведите примеры оптически активных веществ. Что такое оптические изомеры?

2.Рассчитайте длину волны от источника с частотой 106 Гц. Волна идет в воде (n = 1,33).

3.Одна волна прошла 10 м в среде с показателем преломления n1 = 1,3. Вторая волна прошла 100 м в воздухе. Найти разность фаз этих волн в момент времени t1 = t2. (Волны когерентны, периоды волн равны 10-6 с).

4.При интерференции двух волн образовался максимум 1 порядка. Как изменилась оптическая разность хода, если порядок максимума стал 4?

5.Освещенность экрана светом, прошедшим через поляризатор, максимальна. На сколько градусов нужно повернуть анализатор, чтобы освещенность экрана уменьшилась в 2 раза?

6.Предельный угол полного отражения для некоторого вещества равен 60о. Чему равен для этого вещества угол полной поляризации? Какова скорость света в этом веществе?

Вариант 3

1.Нарисуйте схему простейшего поляриметра (сахариметра). Перечислите ее основные элементы. Как с помощью сахариметра определить угол поворота плоскости поляризации света оптически активным веществом?

2.Одна волна с частотой 102 Гц идет в стекле (n = 1,5), вторая волна с периодом 10-3 с идет в воде (n = 1,33). Во сколько раз отличаются их длины волн?

3.Чему равна фаза электромагнитной волны в точке, удаленной на 200 м от источника электромагнитных волн с частотой 0,5 Мгц, в момент времени 15 с? Волна распространяется в воде (n = 1,33).

4.Один луч проходит через воздух, второй – через оптически плотную

среду. Геометрические пути лучей равны (x1 = x2 = x). Чему равен показатель преломления среды, если при интерференции интенсивность света в некоторой точке равна 0? (k = 1; λ/x = 0,01).

5.Луч света на границе раздела двух сред разделяется: часть преломляется под углом 30о, часть отражается полностью поляризованной. Найти угол отражения.