Текст
Е.И.Бутиков, А.А.Быков, А. С.Кондратьев
ФИЗИКА В ПРИМЕРАХ И ЗАДАЧАХ
Занимает промежуточное положение между учебником физики и сборником
задач. Цель авторов—научить читателя рассуждать, находить ответы на новые
вопросы, относящиеся к известной ему области, довести его до глубокого
понимания сути рассматриваемых явлений. В новом издании (2-е изд.— 1983 г.)
нашли отражение последние изменения содержания курса физики средней школы
и программ конкурсных экзаменов в вузы.
Для слушателей и преподавателей подготовительных отделений вузов и
физико-математических школ, а также лиц, занимающихся самообразованием.
СОДЕРЖАНИЕ
энергии (72).
Предисловие
3
I. КИНЕМАТИКА
7
17. Фантастический космический
проект (75).
1. Переправа (9).
18. Изменение орбиты (80).
2. Как опередить автобус? (12).
3. Радиус кривизны (13).
19. Энергия спутника (82).
20. Возвращение с орбиты (82).
4. Падающий мяч (15).
21. Метеорит (89).
5. В цель с наименьшей
22. Рассеяние a-частиц (93).
начальной скоростью (17).
23. Столкновение шара с клином
6. В цель за стеной (21).
(96).
7. Простреливаемая область (23).
24. Длительность удара (101).
8. Грязь от колес (26).
25. Столкновение двух стержней
9. Капли с вращающегося колеса
(106).
(29).
26. Столкновение трех стержней
II. ДИНАМИКА И ЗАКОНЫ
33
(110).
СОХРАНЕНИЯ
27. Упругий шар и стенка (112).
1. Неподвижный блок (36).
28. Футбольный мяч (116).
2. Нефизическая задача (37).
29. Отражение от стенки (118).
3. Санки на горе (40).
III. СТАТИКА
123
4. Доски на наклонной плоскости
1. Лестница у стенки (124).
(43).
5. Бусинка на вращающемся
2. Заклинивание (125).
3. Равновесие в чашке (129).
стержне (44).
4. Маятник с трением (131).
6. Монета на горизонтальной
подставке (46).
5. Блок с трением в оси (134).
6. Устойчиво ли равновесие?
7. Брусок на наклонной
(137).
плоскости (49).
7. Бревна в кузове (138).
8. Брусок на подвижном клине
(51).
8. Канат на тумбе (140).
IV. МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ 143
9. Шарики на длинной нити (53).
1. Перевернутая воронка (144).
10. Пуля пробивает шар (55).
2. Плавающие шары (145).
11. Выскальзывающая доска (57).
3. Знаменитая задача (147).
12. Шарик на стержне (59).
13. Мертвая петля (61).
4. Реакция вытекающей струи
(149).
14. Связанные шарики (65).
5. Истечение с постоянной
15. Стержень с шариками (70).
16. Парадокс кинетической
скоростью (152).
6. Гидравлический удар (154).
7. Гидравлический таран (159).
8. Установившееся падение в
жидкости (161).
9. Торможение в вязкой
жидкости (162).
V. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА 166
И ТЕРМОДИНАМИКА
1, Испорченный ртутный
барометр (168).
2. Вакуумный насос (169).
3. Колебания поршня (171).
4. Поршень в закрытом цилиндре
(173).
5. Число молекул в атмосфере
(176).
6. Торможение спутника в
верхних слоях атмосферы (179).
7. Газ в сосуде с перегородкой
(184).
8. Разделение изотопов (187).
9. Сосуд Дьюара (189).
10. Теплоемкость идеального
газа (194).
11. Установление равновесия
(197).
12. Измерение отношения
теплоемкостей (199).
13. Истечение газа из отверстия
(201).
14. Заполнение откачанного
сосуда (205).
15. Круговой процесс (207).
16. Искусственный лед (209).
17. Динамическое отопление
(211).
18. Пересечение изотермы и
адиабаты (217).
19. Давление влажного воздуха
(219).
20. Жидкость в капилляре (221).
21. Давление пара над
искривленной поверхностью
(224).
VI. ЭЛЕКТРОСТАТИКА
229
1. Заряд внутри проводящей
сферы (232).
2. Заряд между двумя сферами
(234).
3. Заряженная полусфера (237).
4. Диполь у проводящей стенки
(239).
5. Электрическое поле диполя
(243).
6. Взаимодействие диполей
(247).
7. Диполь и точечный заряд
(251).
8. Разрезанный заряженный шар
(255).
9. Парадокс электростатической
энергии (258).
10. Заряженные капли жидкости
(262).
11. Соединение конденсаторов
(267).
12. Переключения в цепи с
конденсаторами (271).
13. Емкость батареи
конденсаторов (272).
14. Энергетические превращения
в конденсаторе (276).
VII. Электрический ток
280
1. Провода и клеммы (281).
2. Измерение сопротивления в
схеме (282).
3. Сопротивление цепочки (284).
4. Почему не меняется показание
амперметра? (288).
5. Еще одна цепь с реостатом
(289).
6. Источник постоянного тока
(290).
7. Последовательное соединение
источников тока (292).
8. Параллельное соединение
источников тока (295).
9. Батарея из одинаковых
элементов (298).
10. Электродвигатель
постоянного тока (300).
11. Конденсаторы в цепи с током
(303).
12. Схема с «памятью» (306).
13. Переходные процессы в цепи
с конденсатором (307).
14. Резонанс в последовательной
цепи переменного тока (313).
15. Фазовращатель (315).
16. Трансформатор с
сердечником (318).
17. Трансформатор со сложным
сердечником (320).
18. Странный вольтметр (322).
19. Энергетические превращения
в генераторе (325).
20. Рамка, падающая в
магнитном поле (327).
21. Переходные процессы в
электродвигателе (331).
22. Диод в электрической цепи
(335).
VIII. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
340
1. Монета на вибрирующей
подставке (342).
2. Движение монеты на
вибрирующей подставке (343).
3. Комбинированный маятник
(346).
4. Несимметричный маятник
(349).
5. Колебательный контур с
источником тока и его
механическая аналогия (352).
6. Двойной маятник (357).
7. Часы на длинных шнурах
(359).
8. Собственные колебания
двойного маятника (361).
9. Вынужденные колебания
(365).
10. Успокоение колебаний (368).
11. Несинусондальные колебания
(371).
12. Колебания обруча (374).
13. Волны во вращающемся
кольце (377).
14. Возбуждение волн в струне
(380).
15. Направленное излучение
радиоволн (384).
IX. ОПТИКА
388
1. Секстант и катафот (389).
2. Солнечный зайчик (393).
3. Преломление света в
стеклянном клине (396).
4. Рентгеновское излучение в
медицине (398).
5. Изображение объемных
предметов (400).
6. Фокусировка пучка
параллельных лучей (403).
7. Черенковское излучение (406).
8. Фокусировка фотоаппарата
(410).
9. Фонари на разном расстоянии
(414).
10. Перспектива на фотоснимке
(416).
11. Положение диафрагмы и
перспектива (419).
12. Выдержка при
фотографировании (422).
13. Интерференция света от
протяженного источника (424).
X. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ И
428
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
1. Принцип относительности
(429).
2. Возбуждение атома при
столкновении (433).
3. Взаимные превращения
электронов и фотонов (435).
4. Эффект Доплера (438).
5. Фотонный парус (443).
6. Фотоэффект и рентгеновское
излучение (446).
7. Узкий электронный пучок
(449).
8. Атом водорода и соотношения
неопределенностей (452).
9. Атомное ядро и соотношения
неопределенностей (455).
10. Принцип эквивалентности
(456).