Всесоюзные олимпиады по физике - Слободецкий И.Ш.
Скачать (прямая ссылка):
рисунке 106. Сопротивления резисторов, исходя из результатов опыта, легко
определить:
Я =*""*" = /? " 15 кОм.
2 3
Так как диод - нелинейный элемент, то его сопротивление существенно
изменяется в различных режимах. Следовательно, измерять сопротивление
диода в прямом направлении следовало, подключая его последовательно к
различным клеммам "черного ящика"; при этом определяется сопротивление
диода в том режиме, при котором производится измерение.
296. Чтобы определить емкость конденсатора Clt подключают звуковой
генератор к клеммам 1 и 2 и измеряют напряжение на выходе генератора и
силу тока в цепи конденсатора Сг, Зная частоту изменения тока v, можно
определить емкость конденсатора Ci'
/ = -?- = 2n\CjU, С, = --.
XL 2n\U
Эти измерения нужно проводить при низких частотах, так как при высоких
частотах генератор закорачивается малым емкостным сопротивлением
конденсатора Сг и происходит уменьшение выходного напряжения генератора.
Подключив генератор к клеммам 2 и 3 и авометр в качестве амперметра,
определяют, при какой частоте va сила тока минимальна.
Очевидно, что
-Vlc2.
2л
Замыкая клеммы 1 и 3, получают электрическую схему, изображенную на
рисунке 313. Определив для этой схемы частоту vz изменения тока, при
которой сила тока минимальна, можно записать:
2л
Из полученных двух уравнений находим L и С2. При такой методике амперметр
служит лишь индикатором для обнаружения минимума тока; прямые измерения
силы тока и напряжения не проводятся, что существенно уменьшает
погрешности опыта. Кроме того, обе
2J9
С,
частоты измеряются при малых токах, вследствие чего напряжение на
выходе генератора
практически не изменяется. Индуктивность катушки (провода, намотанного на
ферри-товое кольцо) при данной методике также не изменяется.
Активное сопротивление катушки измеряют с помощью омметра, подключив его
к клеммам 2 и 3 (см. рис. 313).
297. Если смотреть в отверстия 1, 2, 3, то при закрывании отверстий 4,
5, 6 не обнаруживают каких-либо изменений. Это говорит о наличии в ящике
некоей преграды для световых лучей. Ввиду того что при наблюдении через
одно из отверстий видны остальные два, можно сделать вывод, что этой
преградой является зеркало.
Чтобы определить вид зеркала и его характеристики, необходимо наблюдать
ход лучей, отражающихся от него. Для этого с помощью булавок отмечают
направления, из которых через одно отверстие были видны два других
отверстия. Пересечение соответствующих направлений (пунктирных линий на
рисунке 314) дает положение трех точек зеркала с одной стороны и трех
точек зеркала с другой.
После этого определяют направления, по которым видны отверстия, через
которые производится наблюдение. С этой целью булавка ставится таким
образом, чтобы изображение булавки, сама булавка, отверстие и глаз
находились на одной прямой. Это возможно, если луч проходит через
оптический центр зеркала. Сделав подобные построения из других двух
отверстий, находим оптический центр зеркала в месте пересечения
построенных прямых. Из рисунка 314 видно, что в одном случае эти прямые
сходятся (вогнутое зеркало), а в другом расходятся (выпуклое зеркало).
Измерив расстояния от полученных точек 0 и
О' до зеркала, определяем искомые значения радиусов кривизны зеркальных
поверхностей.
298. Клуб дыма, выпущенный паровозом в точке А, за время t будет снесен
ветром в точку С. При этом
АС = ut,
¦->¦
где и - скорость ветра (рис. 315). Поезд же спустя время / окажется в
точке В. Перемещение поезда равно
АВ ¦= vt,
где v - скорость поезда. Очевидно, что направление шлейфа дыма идет вдоль
вектора
ВС= Ж - АВ, или, что то же, вдоль вектора
u - v.
Для того чтобы убедиться в этом, достаточно показать, что клуб дццла,
выпущенный паро-возрм в прщзвольной точке D на отрезке АВ, к тому
моменту, когда поезд окажется в точке В, будет снесен ветром на линию ВС.
Так как
| AC I _ | KD j = _и IAB\~~]Df})~ v и AC j) KD, то треугольники ABC и DBK
подобны, Следовательно, углы ABC и DBK, конгруэнтны, а точка К. лежит на
лйщи ВС.
Теперь нетрудно нарти скорость ветра. Нарисуем в произвольном масштабе
вектор
Затем из начала 0 вектора проведем в том же масштабе
вектор v2. Из концов векторов
и и2 проведем прямые, па-
раллельные соответствующим шлейфам дыма (рис. 316). Точку М пересечения
этих прямых соединим с точкой О. В выбранном масштабе ОМ и представляет
собой вектор скорости ветра.
Действительно, вектор ОМ -
-¦ их идет вдоль шлейфа дыма от первого паровоза, а вектор
ОМ - v2 - вдоль шлейфа дыма второго паровоза. Измерив с помощью линейки
длину вектора ОМ, найдем модуль скорости ветра. Он равен 35 км/ч.
299. Обозначим через vg скорость наблюдателя относительно земли и через
ох скорость тела в тот момент, когда оно впервые пересекло траекторию
наблюдателя. В системе отсчета, движущейся равномерно со скоростью v0
относительно земли, наблюдатель неподвижен, а тело в момент первого
пересечения траектории
221
наблюдателя имеет скорость
