Расчетная задача. МКТ и Электродинамика

Заряженная частица массой $m = 1,6 \cdot 10^{-25} \, \text{кг}$ и зарядом $q$ движется по окружности радиусом $R = 0,4 \, \text{м}$ перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля с индукцией $B = 0,5 \, \text{Тл}$. Кинетическая энергия частицы $W = 8 \cdot 10^{-14} \, \text{Дж}$. Найдите заряд данной частицы, считая его положительным.

Проводящий стержень равномерно со скоростью 0,5 м/с скользит по двум параллельным горизонтальным рельсам, замкнутым на конденсатор емкостью 100 мкФ. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 2 Тл, расстояние между рельсами равно 0,2 м. Чему равна энергия электрического поля, запасенная в конденсаторе?

Проводящий стержень равномерно со скоростью 2 м/с скользит по двум параллельным горизонтальным рельсам, замкнутым на резистор сопротивлением 40 Ом. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. За 2 минуты на резисторе выделяется количество теплоты, равное 120 мДж. Чему равно расстояние между рельсами?

На дифракционную решетку с периодом 1,2 мкм падает по нормали монохроматический свет с длиной волны 500 нм. Каков наибольший порядок дифракционного максимума, который можно получить в данной системе?

На дифракционную решетку с периодом 1,2 мкм падает по нормали монохроматический свет с длиной волны 380 нм. Каков наибольший порядок дифракционного максимума, который можно получить в данной системе?

На дифракционную решетку, имеющую 100 штрихов на 1 мм, перпендикулярно ее поверхности падает луч света, длина волны которого 650 нм. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?

Тонкий стержень АВ расположен перпендикулярно главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии 1,4 см от нее. Один конец стержня находится на главной оптической оси. Изображение стержня, полученное на экране с помощью этой линзы, в 2,5 раза больше самого стержня. Определите фокусное расстояние линзы. Ответ приведите в сантиметрах.

Тонкий стержень АВ расположен перпендикулярно главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии 14 см от нее. Один конец стержня находится на главной оптической оси. Изображение стержня, полученное на экране с помощью этой линзы, в 2,5 раза меньше самого стержня. Определите фокусное расстояние линзы. Ответ приведите в сантиметрах.

Дифракционная решетка изготовлена на основе прозрачной пленки со сторонами a = 5 см и b = 2 см. Перпендикулярно стороне a на пленку нанесено 4000 параллельных штрихов. Определите максимальный порядок дифракционных максимумов, образующихся при падении света с длиной волны 500 нм перпендикулярно поверхности этой пленки.

Дифракционная решетка изготовлена на основе прозрачной пленки со сторонами a = 5 см и b = 2 см. Перпендикулярно стороне b на пленку нанесено 4000 параллельных штрихов. Определите максимальный порядок дифракционных максимумов, образующихся при падении света с длиной волны 500 нм перпендикулярно поверхности этой пленки.

При температуре 250 К и давлении $1{,}5\cdot 10^{5}$ Па плотность газа равна $2$ кг/м$^{3}$. Какова молярная масса этого газа? Ответ приведите в килограммах на моль с точностью до десятитысячных.

Одноатомный идеальный газ в количестве $\nu$ молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом процессе, равна 1 кДж. Чему приблизительно равно число молей газа? Ответ округлите до целого числа.

В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещину. Во время опыта объем сосуда уменьшили в 8 раз, давление воздуха в сосуде увеличилось в 2 раза, а его абсолютная температура увеличилась в 1,5 раза. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия воздуха в сосуде? (Воздух считать идеальным газом.)

В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещину. Во время опыта объем сосуда уменьшили в 4 раза, давление воздуха в сосуде увеличилось тоже в 4 раза, а его абсолютная температура увеличилась в 1,5 раза. Каково изменение внутренней энергии воздуха в сосуде? (Воздух считать идеальным газом.)

КПД тепловой машины 30 процентов. За 10 с рабочему телу машины поступает от нагревателя 3 кДж теплоты. Чему равна средняя полезная мощность машины?

Кусок льда, имеющий температуру 0 °C, помещен в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лед в воду с температурой 10 °C, требуется количество теплоты 200 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лед получит от нагревателя количество теплоты 120 кДж? Теплоемкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь. Ответ приведите в градусах Цельсия.

Идеальная тепловая машина с температурой холодильника 300 К и температурой нагревателя 400 К за один цикл своей работы получает от нагревателя количество теплоты 10 Дж. За счет совершаемой машиной работы груз массой 10 кг поднимается вверх с некоторой земли. На какую высоту над землей поднимется этот груз через 100 циклов работы машины? Ответ приведите в метрах.

Идеальная тепловая машина с температурой холодильника 300 К и температурой нагревателя 500 К за один цикл своей работы получает от нагревателя количество теплоты 8 Дж. За счет совершаемой машиной работы груз массой 16 кг втаскивается вверх по гладкой наклонной плоскости, стоящей на земле. На какую высоту над уровнем земли поднимется этот груз через 100 циклов работы машины? Ответ приведите в метрах.

В калориметре находится вода, масса которой 100 г и температура 0 °C. В него добавляют кусок льда, масса которого 20 г и температура −5 °C. Какой будет температура содержимого калориметра после установления в нем теплового равновесия? Ответ приведите в градусах Цельсия.

Кусок льда, имеющий температуру 0 °C, помещен в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лед в воду температурой 20 °C, требуется количество теплоты 100 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лед получит от нагревателя количество теплоты 75 кДж? Теплоемкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

На дифракционную решетку, у которой на $10$ см приходится $500$ штрихов, падает белый свет. Расстояние между максимуми третьего порядка от волн красного (длина волны $760$ нм) и фиолетового (длина волны $380$ нм) света составляет $12$ см. Найдите расстояние от решетки до экрана. (Принять $\sin\varphi \approx \tg\varphi \approx \varphi$.)

Плоская монохроматическая световая волна с частотой $8{,}0\cdot 10^{14}$ Гц падает по нормали на дифракционную решётку. Параллельно решётке позади неё размещена собирающая линза с фокусным расстоянием $21$ см. Дифракционная картина наблюдается на экране в задней фокальной плоскости линзы. Расстояние между его главными максимумами $1$-го и $2$-го порядков равно $18$ мм. Найдите период решётки. Ответ выразите в микрометрах (мкм), округлив до десятых. Считать для малых углов $(\varphi \ll 1$ в радианах) $\tg\varphi \approx \sin\varphi \approx \varphi$.

На поверхность стекла с показателем преломления 1,8 нанесена пленка толщиной 150 нм с показателем преломления 1,2. Для какой длины волны видимого света (380−760 нм) пленка будет «просветляющей» (то есть отраженные лучи практически полностью гасятся)?

Предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила линзы D  =  5 дптр. Изображение предмета действительное, увеличение (отношение высоты изображения предмета к высоте самого предмета) k  =  2. Найдите расстояние между предметом и его изображением.

На дифракционную решётку, имеющую $500$ штрихов на $1$ мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частоты $5\cdot 10^{14}\ \text{Гц}$. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?

На входе в электрическую цепь квартиры стоит предохранитель, размыкающий цепь при силе тока 10 А. Подаваемое в цепь напряжение равно 110 В. Какое максимальное число электрических чайников, мощность каждого из которых 400 Вт, можно одновременно включить в квартире?

На входе в электрическую цепь квартиры стоит предохранитель, размыкающий цепь при силе тока 20 А. Подаваемое в цепь напряжение равно 220 В. Какое максимальное количество пылесосов, мощность каждого из которых равна 1 400 Вт, можно одновременно включить в квартире?

В области пространства, где находится частица с массой $10^{-6}$ г и зарядом $5\cdot 10^{-13}$ Кл, создано однородное горизонтальное электрическое поле напряженностью $2\cdot 10^{5}$ В/м. За какое время частица переместится на расстояние $4,5$ см по горизонтали, если ее начальная скорость равна нулю? Ответ приведите в секундах, округлите до сотых.

Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. Какую работу совершает сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

Участок проводника длиной 20 см находится в магнитном поле индукции 50 мТл. Сила электрического тока, идущего по проводнику, равна 5 А. Какое перемещение совершит проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой сила равна 0,005 Дж? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.