Физика в примерах и задачах, Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С., 1983

Физика в примерах и задачах, Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С., 1983.
   Книга 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. 1983г.) нашли отражение последние изменения школьного курса физики и программ конкурсных экзаменов в ВУЗы. Для слушателей и преподавателей подготовительных отделений ВУЗов и физико-математических школ, а также лиц, занимающихся самообразованием.

В цель за стеной.
Между целью и минометом, находящимися на одной горизонтали, расположена стена высотой h. Расстояние от миномета до стены равно а, а от стены до цели Ь. Определить минимальную начальную скорость мины, необходимую для поражения цели. Под каким углом при этом следует стрелять? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Л Попробуем разобраться в этой задаче, не выписывая пока никаких формул. Рассмотрим все траектории, проходящие через цель, забыв на время о существовании стены. На рис. 6.1 выделена траектория, соответствующая наименьшему значению начальной скорости мины. Напомним, что этой траектории соответствует угол а=45°. Нетрудно убедиться, что начальные скорости, соответствующие другим траекториям, монотонно возрастают при удалении этих траекторий от выделенной как вверх, так и вниз. Поэтому если стена окажется ниже выделенной траектории, то решение тривиально: именно эта траектория и удовлетворяет поставленным условиям. Если стена окажется выше, то искомая траектория проходит через верхний край стены. Вот и все.
Содержание
I. Кинематика.
1. Переправа (9). 2. Как опередить автобус? (12). 3. Радиус кривизны (13). 4. Падающий мяч (15). 5. В цель с наименьшей начальной скоростью (17). 6. В цель за стеной (21). 7. Простреливаемая область (23). 8. Грязь от колес (26). 9. Капли с вращающегося колеса (29).
II. Динамика и законы сохранения.
1. Неподвижный блок (36). 2. Нефизическая задача (37). 3. Санки на горе (46). 4. Доски на наклонной плоскости (43). 5. Бусинка на вращающемся стержне (44). 6. Монета на горизонтальной подставке (46). 7. Брусок на наклонной плоскости (49). 8. Брусок на подвижном клине (51). 9. Шарики на длинной нити (53). 10. Пуля пробивает шар (55). 11. Выскальзывающая доска (57). 12. Шарик на стержне (59). 13. Мертвая петля (61). 14. Связанные шарики (65). 15. Стержень с шариками (70). 16. Парадокс кинетической энергии (72). 17. Фантастический космический проект (75). 18. Изменение орбиты (80). 19. Энергия спутника (82). 20. Возвращение с орбиты (82). 21. Метеорит (89). 22. Рассеяние ?-частиц (93). 23. Столкновение шара с клином (96). 24. Длительность удара (101). 25. Столкновение двух стержней (106). 26. Столкновение трех стержней (110). 27. Упругий шар и стенка (112). 28. Футбольный мяч (116). 29. Отражение от стенки (118).
III. Статика.
1. Лестница у стенки (124). 2. Заклинивание (125). 3. Равновесие в чашке (129). 4. Маятник с трением (131). 5. Блок с трением в оси (134). 6. Устойчиво ли равновесие? (137). 7. Бревна в кузове (138). 8. Канат на тумбе (140).
IV. Механика жидкостей.
1. Перевернутая воронка (144). 2. Плавающие шары (145). 3. Знаменитая задача (147).4. Реакция вытекающей струи (149). 5. Истечение с постоянной 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 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.
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.
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.
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. Несинусоидальные 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.
I. 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 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).