Збірник компетентнісних задач з фізики

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Упорядник:

О.М.Артюшенко, викладач фізики та астрономії

У даному збірнику підібрані компетентнісні відповідно до діючої програми з фізики для загальноосвітніх шкіл за рівнем стандарту.

Пропоновані завдання сприяють  активізації пізнавальної діяльності учнів через компетентнісне спрямування навчального матеріалу. Використовуючи завдання даного типу при проведенні уроків учитель розвиває в учнів набір компетентностей, які є найважливішими, інтегрованими, ключовими. Матеріал збірника полегшить роботу викладача фізики при підготовці до уроку.

Рекомендовано для вчителів, студентів педагогічних університетів, учнів освітніх закладів.

ЗМІСТ

ПЕРЕДМОВА………………………………………....................................................................5

Розділ І Механіка

КІНЕМАТИКА……………………………………………………..…………………..……….7

ДИНАМІКА…………………………………………………..……………………….……….9.

Розділ ІІ Молекулярна фізика та термодинаміка

ВЛАСТИВОСТІ ГАЗОПОДІБНИХ ТІЛ ……………………………………………………12

ВЛАСТИВОСТІ РІДКИХ І ТВЕРДИХ ТІЛ............................................................................17

ОСНОВИ ТЕРМОДИНАМІКИ……………………………………………..……………….20

Розділ ІІІ Електродинаміка

ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕ І СТРУМ………………………..……………………………………22

ЕЛЕКТРОМАГНІТНЕ ПОЛЕ……………………………………………………………….29

МЕХАНІЧНІ КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ………………………………………………….......33

ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ……………….……....................................34

ХВИЛЬОВА І КВАНТОВА ОПТИКА……………………………………………………...36

ВКАЗІВКИ ДО ЗАДАЧ………………………………………………………………………37

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ………………………………………………..39

ПЕРЕДМОВА

Сучасний розвиток шкільної освіти, пов'язаний із упровадженням компетентнісного підходу в освітній процес. Вже сьогодні переструктуровано зміст предметів, розроблено результативну складову змісту – до кожної теми програми визначено обов'язкові результати навчання: вимоги до знань, умінь учнів, що виражаються у різних видах навчальної діяльності. До того ж зараз дещо втрачається інтерес до вивчення фізики, адже діти іноді не розуміють, де це може їм знадобитися.

Тому при вивчення фізики необхідно змінити підхід при викладанні цього предмету, обов’язково взяти до уваги компетентнісне спрямування курсу. Адже використання у викладі змісту основних тем з фізики матеріалу компетентнісного спрямування значно підвищує мотиваційну складову  учнів у вивченні фізики та бачення перспективи застосування  знань з фізики в майбутній професійно-трудовій діяльності.

Велика увага у викладанні курсу фізики приділяється розв’язуванню задач, оскільки без цього виду роботи програмний матеріал не може бути засвоєний достатньо. Розв’язування задач у процесі навчання передбачає моделювання діяльності, в якій необхідно застосовувати отримані знання та сприяє свідомому засвоєнню курсу фізики, забезпечує розуміння учнями суті фізичних закономірностей, що вивчаються.

Компетентнісні задачі не втручаються у зміст програми навчального предмета, вони тільки допомагають сприйняти та зрозуміти нецікавий дітям матеріал, наблизити шкільне життя до реального. Компетентнісні задачі передбачають: змістовний аналіз формулювання задачі; побудову інформаційної моделі; розробку стратегії пошуку інформаційних матеріалів; опрацювання даних; подання результатів розв’язування задачі відповідно до аудиторії. На відміну від задач, що ілюструють практичне застосування теоретичних положень курсу фізики, компетентнісні задачі містять більш конкретні дані, наводять ряд важливих деталей, що мають значення для спеціальної орієнтації учнів.

У збірнику задач міститься ІІІ розділи: механіка, молекулярна фізика та термодинаміка, електродинаміка. У кожному розділі містяться задачі, що відповідають діючій програмі з фізики та містять матеріал професійно-теоретичного курсу предметів, що викладаються у групах за професіями промислового напрямку. У розділі «Механіка» складені задачі з тем «Кінематика», «Динаміка», у розділі «Молекулярна фізика та термодинаміка» з тем «Властивості газів», «Властивості рідких та твердих тіл», у розділі «Електродинаміка» з тем «Електричне поле і струм», «Електромагнітне поле», «Коливання і хвилі», «Хвильова і квантова оптика», «Атомна і ядерна фізика». Кількість задач у кожній темі різна, так як у курсі фізики є теми, які більшою або меншою мірою пов’язаний з матеріалом професійно-теоретичної та загально професійної підготовки. 

Тема кожного розділу починається з питань (якісні задачі), а потім подаються задачі на розрахунки (розрахункові задачі). Запропоновані завдання мають різний рівень складності (прості, середньої складності, складні), що свідчить про диференціацію поданого матеріалу. До деяких  задач подаються вказівки до розв’язання. Для формування навичок розв’язування компетентнісних завдань у навчальному процесі доцільно використовувати такі завдання різних рівнів, від простого до складного, від завдань, що спрямовані на розвиток однієї з компетентностей, до комплексних завдань без заданого плану розв’язування, інтегрованих завдань, завдань з нетрадиційною подачею умови.

Сподіваємося, що цей збірник задач буде корисний у професійній діяльності викладачів фізики, які працюють у старшій школі. Учні, розв’язуючи ці задачі, підвищать рівень своєї професійної компетентності. Такий підхід сприяє кращій мотивації до вивчення фізики, а також сприяє профорієнтації старшокласників.

Розділ І. МЕХАНІКА

Кінематика

1.   Яка траєкторія руху точки обода шківа під час пасової передачі у системах відліку пов’язаних із землею? із самим шківом?
2.   Як можна перетворити обертальний рух в прямолінійний?
3.   Швидкість руху пасів у передачах загального призначення не перевищує 108 км/год. Спеціальні швидкохідні паси допускають при пониженій довговічності швидкості до 180 і навіть до 360 км/год. Переведіть подані швидкості у систему СІ.
4.   Швидкість подовжньої подачі різця токарського верстату 12 см/хв, а поперечної подачі 5 см/хв. Яка швидкість різця в системі відліку, пов’язаній з корпусом верстата?
5.   Швидкість пересування мостового крану 30 м/хв. Визначить час за який кран подолає цех, довжиною 50 м.
6.   З ударом ковальського молота  по заготівці прискорення під час гальмування молота дорівнювало за модулем 200 м/с². Скільки часу триває удар, якщо початкова швидкість молота 10 м/с?
7.   Ковальський молот під час удару по заготівці за 0,6с подолав шлях 40 см. Визначить прискорення, з яким рухався молот та його початкову швидкість.
8.   Рівняння руху ковальського молоту має вигляд: х=10t+0,4t². Написати рівняння залежності швидкості від часу. Визначити де буде молот у момент часу 1с.
9.   Визначити частоту обертання ведучого вала механізму, якщо за 10 с він зробить 50 обертів. Обчисліть лінійну швидкість та прискорення ведучого валу механізму з діаметром 40 см.
10. Визначити швидкість руху роликового ланцюга, якщо діаметр вала -0.44 м., а його частота обертання 16 об/с.
11. З якою лінійною  швидкістю  рухається пластичний ланцюг, якщо вал має діаметр 60 см і за 10 хв здійснює -955 обертів?
12. Для передачі обертального руху від одного валу до іншого  використовують пластичні та роликові ланцюги. Яка їх лінійна швидкість руху, якщо радіус шківа 25 см, а період обертання 0, 05с?
13. Шпиндель установки для відновлення циліндричних поверхонь корпусних деталей  робить 15 обертів за 1 хв. Визначити циклічну частоту.
14. Круг шліфувального верстату обертається зі швидкістю 35 м/сек. Визначити доцентрове прискорення, якщо діаметр валу 40 см.
15. Швидкість точок робочої поверхні наждакового кола діаметром 300 мм не повинна перевищувати 35 м/с. Чи припустиме насадження кола на вал електродвигуна, який робить 1400 об/хв; 2800 об/хв?
16. Спіральне свердло, діаметр якого 15 мм, робить 500 обертів за хвилину при подачі 0,3 мм/об, знайти масу стружки, знятою за 5 хв. (= 7,8 г/см³)
17. . Визначити швидкість різання при точінні циліндричної поверхні діаметром 14 мм, якщо діаметр заготовки становить 18 мм, а частота обертання шпинделя 150 об/хв.
18. Визначити частоту обертання шпинделя при точінні циліндричної поверхні, якщо заготовка має діаметр 78 мм, а діаметр обробленої поверхні складає 80 мм, швидкість різання дорівнює 64 м/хв.
19. Розмотування кабелю здійснюють при швидкості руху автомашини не перевищує  - 2,5 км/год. Визначити за скільки хвилин покладеться кабель на відстань 800м.

Динаміка

20. Чи можна в космічному кораблі обробляти ударом «невагомий» матеріал «невагомим» молотком? пояснити.
21.  Назвіть приклади тертя ковзання у разі відносного переміщення деталей.
22. Назвіть приклади тертя кочення.
23. З якою метою використовують підшипники у валах?
24. Навіщо промиті підшипники занурюють у технічний вазелін при температурі 55-60⁰С?
25. Як зменшити тертя у приводах машин?
26. Чому розплавляються деталі, що труться, наприклад підшипники, при недостатньому змащенні?
27. Для зменшення тертя ковзання поверхні, що труться, їх шліфують до отримання високого класу шорсткості. Чому при згладжуванні поверхонь, тертя зменшується лише до певної межі, після якої воно знову збільшується?
28. Фракційні передачі – передачі у яких рух передається від ведучого вала за допомогою щільно притиснутих один до одного гладеньких коліс циліндричної або конічної форми. Що необхідно зробити, щоб фракційна передача працювала без ковзання і забезпечувала необхідну силу тертя?
29. Що лежить в основі роботи молота?
30. Чому молоток нагрівається при ударі по твердому предмету?
31. Яку потужність має винтовий домкрат грузопідйомністю 150кН, якщо він  виконує роботу з швидкістю 15 м/хв.
32. Яким чином можна використати важіль при ремонті трубопроводів?
33. При якому прискоренні розірветься трос під час піднімання вантажу масою 500 кг, якщо максимальна сила натягу, яку витримує трос не розриваючись, дорівнює 15 кН?
34. Підйомний кран піднімає вантаж масою 500 кг. Яка сила натягу троса на початку піднімання, якщо вантаж рухається з прискоренням 15 м/с²?
35.  Ковальський молот з масою ударної частини 50 кг падаючи з висоти 2 м наприкінці удару має швидкість 30 м/с. Знайти середню силу опору повітря.
36. Динамометричний ключ необхідний для затягування правих та лівих різьбових з’єднань, також використовується при перевірці обертаючих моментів у рамках 2,5 кН м. Визначить, яке повинно бути плече при прикладеній силі 5 кН.
37. Під час відновлення деталей металізацією металева частинка (густина – 5200кг/м³) розмірами до 20 мкм (діаметр) рухається зі швидкістю, яка може досягати 150 м/с. Визначить її імпульс. Вважати, що частинка має форму кулі.
38. Швидкість ковальського молота  масою 5 кг, який вільно падає, на деякому шляху збільшилася від 2 до 8 м\с. Знайти роботу сили тяжіння на цьому шляху.
39. Яка потенціальна енергія ударної частини пальового молота масою 300 кг, піднятого на висоту 1,5 м?
40. Знайти потенціальну і кінетичну енергію вільно падаючої частини молота масою 10 кг, що падає з висоти 3м на відстані  70 см від заготівки.
41. Знайти кінетичну енергію ковальського молота масою 25 кг, яке падає з висоти 2м у момент удару об заготівку.
42. На якій висоті потенціальна енергія ковальського молота масою 10 кг дорівнювала 200 Дж?
43. Молот, ударна частина, якого має масу 100 кг вільно падає протягом 8 с. Визначить кінетичну енергію наприкінці падіння.
44. Два однакові сталеві молотки впали з однієї й тієї самої висоти. Перший впав  у грузлий грунт, а другий, вдарившись об деталь, відскочив. Який молоток більше нагрівся?
45. Визначити, яку енергію має молоток масою 600г наприкінці падіння, що вільно падає з висоти 150 см.
46. Подвійний привід вантажної платформи дає змогу за 35-40 с підняти вантаж на 1500 мм. Яку максимальну масу можна підняти на цю висоту при потужності вантажної платформи 200 кН.
47. Мостовий кран може переносити вантажі вагою від 10 до 2500 кН. Визначить яку максимальну і мінімальну масу може перенести мостовий кран.
48. Баштовий кран піднімає в горизонтальному положенні сталеву балку завдовжки 5 м з перерізом 100 см² на висоту 12 м. Яку корисну роботу виконує кран?
49. Молот масою 1000 кг вільно падає з висоти 1м на поковку. Обчисліть глибину вм’ятини на поковці, якщо середня сила опору стискові дорівнювала 90 кН.
50. Яку роботу виконає грузова платформа, що піднімає вантаж масою 600 кг на висоту 1500 мм?
51. Паровий молот масою 8,54 т кує залізну заготовку, маса якої 420 кг. Швидкість молота при ударі 4 м/с. на скільки градусів нагріється заготовка від одного удару? На нагрівання заготовки витрачається 50% теплоти, що виділяється при ударі.

Розділ ІІ. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА ТА ТЕРМОДИНАМІКА

Властивості газоподібних тіл

1. Для забезпечення зварюваності двох частин матеріалу необхідно зблизити їх настільки, щоб створити можливість для утворення міжатомних зв'язків. Це можливо в тому випадку, коли атоми двох частин матеріалу зближуються на відстань, меншу ніж 4 10⁻¹⁰ м. Яким чином можна створити такі умови?
2. При дифузійному зварюванні поверхні, що з'єднуються, стискають і нагрівають (але не до розплавлювання металу) у вакуумі. Застосування такої технології економічно виправдано тільки тоді, коли потрібно виготовляти деталі з дорогих матеріалів (титану, цирконію і т. д.) з дуже малими допусками на розміри.  У результаті якого явища утворюється такий  зварний шов. Яке положення МКТ підтверджує даний вид зварювання.
3. Дифузійне зварювання вперше було запропоноване Н.Ф. Козаковим. Чому під час цього зварювання деталі потрібно нагрівати та сильно стискати?
4. Один із способів зварювання – зварювання тертям. Поясніть цей механізм з точки точки молекулярно-кінетичної теорії будови речовини.
5. Інертні гази використовують для захисту дуги і металу шва від повітря. Які саме гази використовують для цього?
6. Два різних за об'ємом, але однакових за тиском балони з вуглекислим газом винесли з теплого приміщення на мороз. Чи однаковим стане тиск газу в них?
7. В чому подібність явищ паяння металів і склеювання  паперу?
8. Зварювальні шви газових балонів перевіряють вакуумним методом: підготовлені ділянки змочують мильним розчином і на шов установлюють вакуумну камеру з прозорим верхом. У камері створюють розрідження. Навіщо шов змочують мильним розчином?
9. При зварюванні для захисту розплавленого металу (міді, алюмінію, сплавів) від окислення застосовують зварювальні порошки, які називаються флюсами. Чому потрібно брати такий флюс, який плавиться раніше, ніж метал? Чи повинен розплавлений флюс змочувати зварювальні деталі?
10. При з’єднанні деталей гарантованим натягом нагрівають деталі, занурюючи їх у киплячу воду, або масло при температурі 110-120 ⁰С. Яким способом їх охолоджують?
11. Зварювання використовують при виготовлені вертикальних резервуарів для зберігання нафтопродуктів з великим об’ємом. Готові полотнища даху , днища і стінки скручуються в рулони і в такому виді транспортують до місця установки резервуара. Корпус циліндричного резервуара діаметром 23 м. і висотою 12 м. скручують в 8-ми шаровий рулон діаметром 2,8 м., який важить 40 тонн. Визначить об’єм такого резервуара та товщину його стінок.
12. Для захисту зварювальної дуги від шкідливого впливу навколишнього середовища використовують аргон – інертний газ без кольору та запаху. Скільки молекул міститься у  10 кг аргону?
13. Скільки молей становить 50 г вуглекислого газу?
14. При газовому зварюванні для нагрівання присадного металу і кромок основного металу до розплавленого стану використовується тепло газового полум'я, що одержується від згоряння ацетилену. Знайти масу молекули ацетилену С₂Н₂.
15. При зварюванні деталей з алюмінію та його сплавів виникають труднощі, які пов’язані з тугоплавкістю плівки окислів (Al₂O₃) температура плавлення якої 2050⁰С. Знайдіть число атомів у цій плівці масою 250 мг.
16. Канавковий крейцмейсель виготовлений із сталі У8А завдовжки 80мм з радіусом заокруглення 1 мм. Визначити кількість речовини у цьому зразку.(Молярна маса - 146г\моль)
17. Маса молотка для дорослого слюсаря має бути 800г. Визначить кількість молекул у бойку, який виготовлений із сталі (Молярна маса – 146г\моль).
18. Алюміній зварюють неплавким вольфрамовим електродом. Який об’єм займає 2 молі вольфраму.
19. Визначить густину електроду із стеліту, масою 400г, що має вигляд литих стрижнів діаметром 4-7 мм і довжиною 250-300 мм.
20. Суміш аргону (90%) та водню (10%) використовується при зварюванні тонкого металу. Визначить кількість молекул у 1 кг суміші.
21. Аргоно-азотна суміш (77%-аргону) покращує   плазмове різання. Визначить масу у 5 молях даної суміші.
22. Аргонно-киснева (79%-аргону) сприяє кращому зварюванню плавким електродом у сильноокислюваній атмосфері. Визначить масу суміші, якщо кількість молекул – 20 10²⁴.
23. До якої температури нагріваються деталі при  зварюванні тертям?
24. Температура стовпа дуги залежить від сили зварювального струму і досягає 6000-8000⁰С. Запишіть значення цієї температури у кельвінах.
25. Залежно від газу (аргон, азот, водень, гелій) температура дуги під час відновлення деталей плазмовим напиленням досягає 8000-30000⁰С. Визначити, яка температура відповідає цим показникам у Кельвінах.
26. Для зварювання сидячі використовують столи, кришки, яких виготовляють із сталі  (залізо) площею 1 м² і товщиною 25 мм. Визначити кількість молекул у цій кришці.
27. Сталевий зварювальний дріт призначений для всіх видів зварювання плавленням і виготовлення електродів. Він поставляється у мотках із внутрішнім діаметром від 150 до 750 мм і масою від 1,5 до 40 кг. Визначити максимальну довжину дроту, що може бути у цьому мотку.
28. Суміш з 70% гелію та 30% аргону збільшує продуктивність зварювання алюмінію. Визначить молярну масу цієї суміші.
29. Під час кисневого зварювання використовують кисень. Обчислити його тиск, якщо середня квадратична швидкість його молекул 500 м\с, а його густина 1,43 кг\м³.
30. Для зварювання металів (свинцю, алюмінію і інших), температура плавлення яких нижче температури плавлення сталі, використовують горючі гази, наприклад водень. Знайти концентрацію молекул  водню, якщо тиск його 0,2 МПа, а середня квадратична швидкість молекул дорівнює 700 м\с.
31. Зона зварювання обдувається ззовні інертним газом - аргоном для захисту від атмосферного повітря. Знайти середню кінетичну енергію молекул аргону при тиску 20 кПа. Концентрація молекул цього газу при зазначеному тиску складає 3 10²⁵ м³.
32. Знайти середню квадратичну швидкість молекул гелію, що використовують для захисту дуги і металу шва від повітря, при температурі 123⁰С.
33. При якій температурі середня квадратична швидкість молекул вуглекислого газу, що використовують для захисту дуги і металу шва від повітря, дорівнює 830 м\с.
34. Для нагрівання присадного металу використовується тепло, що одержується від згоряння ацетилену. Знайти масу горючого газу об’ємом 64 м³.Вважайте, що об’єм вказаний за нормальних умов.
35. В якості захисного газу при зварювання алюмінію і міді застосовують нейтральний газ аргон, який не взаємодіє з металлом. Знайти густину аргону при тиску 32 кПа та температурі 600 К.
36. Зберігають і транспортують аргон у сталевих суцільнотягнутих балонах 40 л під тиском 15 МПа. Визначить об’єм цього аргону за нормального тиску (100 кПа).
37. Транспортують і зберігають газоподібний кисень в кисневих балонах. Найбільш поширені балони місткістю 40 л. В такому балоні при тиску 150 МН/м² (150 ат) вміщується 6000 л кисню. Визначити температуру кисню.
38. Для зберігання вуглекислого газу використовують сталеві балони. Знайдіть масу вуглекислого газу в такому балоні об’ємом 4 10^-2м³ при температурі 288 К і тиску 5 10⁶ Па.
39. Рідку вуглекислоту зберігають у балонах місткістю 40 л  під тиском до 7 МПа. В балоні заливають 25 л вуглекислоти за температури17⁰С. Чому дорівнює об’єм газу цієї маси газу за нормальних умов?
40. Кисень, необхідний для автогенного зварювання, заповнює балон при температурі 47°С і тиску 3,3 10⁶ Па. Визначте його густину.
41. Поршневі компресори застосовуються при тисках стиснутого повітря від 0,5 до 10 МПа. Подайте даний тиск в атмосферах. (1 атм=10⁵Па)
42. Рідку вуглекислоту об’ємом 25л зберігають під тиском до 7 МПа. Визначить залишок вуглекислоти, якщо використовують його до тиску не менше 0,4 МПа.
43. Для плавлення металу потрібне повітряне дуття, що забезпечує надходження в піч 30 м³ повітря за секунду при тиску 2,4 10⁵Па. Який об'єм повітря при тиску 1 10⁵Па потрібно подавати кожну секунду в піч, щоб забезпечити її роботу? Процес ізотермічний
44. За допомогою компресора на заводі наповнюють киснем сталеві балони по 40 л кожний до тиску 1,6 10⁷ Па при температурі 27° С. Який об'єм займе кисень, наповнюючий балон при тиску 1,0 10⁵ Па і температурі 0°С?
45. При зварюванні титану температура захисного газу (аргону) підвищилася до 391°С. Визначте при цій температурі середню квадратичну швидкість молекули аргону
46. Визначте густину гелію, необхідного для зварювання в інертних газах, якщо середня квадратична швидкість руху його молекул становить 1,0 10³ м/с, а тиск – 1,5 10⁷ Па.
47. Для зварювання металів і їх сплавів в інертних газах гелій поставляється в балонах під тиском 1,5 10⁷ Па. Яким буде число молекул гелію в одиниці об'єму при температурі 27°С і цьому ж тиску?
48. Перед проведенням зварювальних робіт тиск кисню в балоні становив 10⁷ Па при температурі 300 К . Знайти концентрацію молекул кисню в балоні за цих умов?
49. Балон містить кисень під тиском 2,8 10⁶ Па. При якій температурі виникає небезпека вибуху, якщо балон може витримати тиск не вище 3,5 10⁶ Па? Початкова температура кисню 7°С.
50. Визначте масу водню, що застосовується при автогенному зварюванні металів, яким наповнений, балон об’ємом 100 л при 0ºС і тиску 4 10⁶ Па
51. Визначить при якій температурі можна зберігати кисень для газового зварювання і наплавлення ацетиленово-кисневим нейтральним полум’ям, якщо його зберігають у сталевих балонах місткістю 40 дм³ під тиском 5 МПа.
52. Визначить масу кисню, яка залишається у сталевих балоні місткістю 40 дм³ ,у якому його зберігають для газового зварювання і наплавлення ацетиленово-кисневим нейтральним полум’ям за кімнатної температури, якщо витрачати кисень можна до залишкового тиску 0,05-0,1 МПа.
53. Поршневий насос, що нагнітає масло в циліндри має робочий тиск  22 МПа і має постійну об’ємну подачу 5л/хв. За який час він наповнить резервуар об’ємом 100л?
54. Під час ізотермічного напилення поверхні деталі тиск  змінюється від 35 до 400 кПа. Визначити кінцевий об’єм кисню, якщо напилення починалося об’ємом 12 л.
55. Під час відновлення деталей газополуневим напиленням витрата порошку із суміші алюмінію й нікелю становить 6-8 г на 1 дм² поверхні при нанесенні шару металу завтовшки 0,1 мм. Визначити скільки потрібно порошку для відновлення деталі площею поверхні 10 см².

Властивості рідких та твердих тіл

52. При ремонті машин, руки часто витирають ганчіркою з бавовняної тканини. Чому не користуються ганчіркою з шерстяної тканини?
53. Чи повинні змащувальні матеріали змочувати деталі, що труться? Відповідь обгрунтуйте.
54. Навіщо при митті деталей використовують синтетичні мийні препарати нагріті до 80-90 ⁰С.
55. Назвіть переваги застосування полімерних матеріалів для відновлення деталей.
56. Чому при паянні застосовують легкоплавкі метали (олово, свинець) і їх сплави?
57. Чому як змащувальні матеріали для металевих поверхонь, що труться використовуються рідини?
58. Чому цівка охолоджуючої рідини, що витікає з отвору, робиться тоншою і, зрештою розпадається на окремі краплі?

59. Якої товщини повинні бути капіляри у фільтрі спиртового  пальника, щоб спирт по них підіймався на висоту 11 см?

60. Чому мокрі руки погано витираються шерстяною тканиною?

61. Чому при паянні припоєм необхідно очищати поверхні, що спаюються, від оксидів?
62. Зварювальні шви газових балонів перевіряють вакуумним методом: підготовлені ділянки змочують мильним розчином і на шов установлюють вакуумну камеру з прозорим верхом. У камері створюють розрідження. Навіщо шов змочують мильним розчином?
63. При зварюванні для захисту розплавленого металу (міді, алюмінію, сплавів) від окислення застосовують зварювальні порошки, які називаються флюсами. Чому потрібно брати такий флюс, який плавиться раніше, ніж метал? Чи повинен розплавлений флюс змочувати зварювальні деталі?
64. Як підвищена вологість у покритті електродів впливає на якість шва?
65. Який допустимий вміст вологи у покритті електрода?
66. У яких умовах потрібно зберігати електроди?
67. За яких умов вуглекислий газ перетворюється у у рідину, у твердий стан? 
68. Назвіть види деформації, які діють на більшість деталей у процесі експлуатації.
69. Які деформації називають пластичними, пружними?
70. Назвіть механічні властивості металів.
71. Що виникає, коли напруги перевищують границю текучості металу?
72. Що виникає, коли напруги перевищують границю міцності металу?
73. Чому при паянні припоєм необхідно очищати поверхні, що спаюються, від оксидів? Яку частину залізобетонної балки, що працює на вигин, слід армувати більше?
74. Діаметр отвору кінчика капельної маслянки для змащування шпинделів шліфувальних станків становить 1,4 мм. Скільки крапель рідкого мастила можна отримати із маслянки щоб виділити 2,6 г мастила?  (поверхневий натяг мастила 60 мН\м)
75. Яка маса краплі мастила, що витікає з капельної маслянки, якщо діаметр отвору маслянки 2 мм? (поверхневий натяг мастила 60 мН\м)
76. Важкі станки, гідравлічні системи з поршневими регулюючими насосами змащують індустріальним маслом И-30А. Визначить поверхневий натяг масла, якщо із круглої дірочки діаметром 2 мм вилилося 50 крапель масою 2 г.
77. Знайти відносну вологість повітря у електромайстерні за температури 18⁰С, якщо за температури 10⁰С утворюється роса.
78. На холодному склі сконденсувалася пара. Яка кількість теплоти виділиться під час конденсації 200г водяної пари, що має температуру 1000С і охолоджуванні води, що утворилася, до температури 40⁰С.
79. Взимку відносна вологість повітря в ремонтній майстерні досягає 10%. Як можна підвищити вологість повітря до рівня та званої комфортної умови (60%).
80. Відносна вологість повітря в майстерні об'ємом 200 м³ при температурі 18°С становить 28%. Скільки води треба випарувати щоб при цій же температурі дістати відносну вологість 60%?
81. Обчислити, на скільки кілограмів зменшиться кількість водяної пари в приміщенні під час відкачування повітря вентилятором. Як що замість відкачаного повітря об'ємом 1000 м при температурі 18°С і вологості 70% знадвору надійшло стільки ж холодного повітря при температурі - 10°С і вологості 60%?
82. Визначте максимальний вантаж, який можна підняти за допомогою сталевого канату, який складається з 114 жил діаметром 2 мм.
83. Відновлена поверхня із застосуванням порошків нікелю має міцність зчеплення з основним металом – (15-18) 10⁶ Н\м². Визначить масу  деталі, якщо площа перерізу - 4мм².
84. Яку напругу витримувати капроновий канат, якщо під дією навантаження його довжина збільшить від  15 до 15,5 м?
85. Яким повинен бути діаметр стержня гака підйомного крана, щоб при піднятті вантажу вагою 4 10⁴ Н напруга не перевищувала 6,28 10⁷ Па?
86. Під дією сили в 120 Н дріт завдовжки 4 м і перерізом 2,5 мм² видовжився, на 1 мм Визначте механічну напругу та модуль пружності.
87. Мостовий кран застосовуються на виробництві, де необхідно переносити вантажі значної ваги ( від 10 до 2500 кН)  Знайдіть модуль Юнга металу, з якого виготовлено трос мостового крану довжиною 5 м і площею перерізу 10 см², якщо він подовжується на 1 см при мінімальному навантаженні.
88. Який має бути діаметр сталевого стержня гака піднімального крана, якщо вантажопідйомність крана 2 т, а припустиме прискорення вантажу – 4 м\с².
89. Яка механічна напруга матеріалу може бити  поблизу бетонного стовпа для передачі електричної енергії висотою 20м. Вважати стовп циліндричний.
90. При якій довжині сталевий дріт рветься під власною вагою?
91. У промисловості широко використовують механічні преси з номінальним зусиллям 160 кН. Визначить тиск на деталь площею 40 см².
92. Границя міцності титану доходить до  1500 МПа. Чи витримає титанова деталь перерізом 5 см², якщо навантаження у 1000 кг.
93. Один із способів перевірки якості зварювального шва є випробування на розтяг. Визначить абсолютне видовження у сталевому дроті завдовжки 2 м і площею поперечного перерізу 6 10^-5м під дією вантажу вагою 2 к Н?
94. Знайти видовження латунного стержня, довжиною 8 м, і площею поперечного перерізу 0,8 см², під дією вантажу вагою 1,1 10³ Н?
95. Для зварювання й наплавлення деталів із сплавів алюмінію використовують електроди марки ОЗА-2. Наплавлений метал має тимчасовий опір розриву 72 Н\м². Чи витримає дана деталь навантаження 100 кг, якщо площа перерізу 5 мм²?

Основи термодинаміки

96.  Чому «зварюються» два шматки сталі, нагріті до температури 900°С, якщо коваль кладе їх один на одного на ковадлі і ударяє по верхньому з них?
97. Чому алюмінієві деталі не спаюються олов’яним припоєм?
98. Що є джерелом живлення при ручному та механічному зварюванні постійним струмом? Опишіть його принцип дії.
99. Яку необхідно досягати температури при зварюванні деталей з алюмінію? Чому?
100. Чому при зварюванні алюмінієвих деталей використовують неплавкий вольфрамовий електрод у середовищі аргону на змінному струмі?
101. При роботі пневматичного молота, що працює за рахунок енергії стиснутого повітря, спостерігається обмерзання молота зовні. Яка причина охолоджування?
102. З яким фізичним явищем пов'язана цементація заліза, тобто насичення поверхневого шару його вуглецем з утворенням карбіду заліза (залізний виріб нагрівають протягом декількох годин в коробці, заповненійї вугільним порошком)?
103. Визначити внутрішню енергію кисню у слюсарній майстерні об’ємом 200 м³ при нормальному атмосферному тиску.
104. Унаслідок  тертя двох однакових деталей, теплоємність яких однакова і дорівнює 800Дж\К, температура через 1 хв підвищилася на 30 К. Обчисліть середню потужність під час тертя.
105. У вертикально розташованому циліндрі з площею основи 1 дм² під поршнем масою 10 кг, який ковзає без тертя, знаходиться повітря. під час ізобарного нагрівання поршень піднявся на 20 см. Яку роботу виконало повітря, якщо зовнішній тиск дорівнює 100 кПа?
106. Температура повітря в слюсарній майстерні об’ємом 100 м³ була 280 К. Після того як увімкнули опалення, температура піднялася до 296 К. Знайти роботу повітря під час розширення, якщо тиск постійний і дорівнює 100 кПа.
107. Побутовий водонагрівач проточного типу має корисну потужність 21 кВт і ККД 80%. Скільки часу необхідно для нагрівання води об’ємом 50 л до 24⁰С, і яка витрата газу за цей час. При згоранні 1 м³ природного газу виділяється 36 МДж.
108. У посудину, яка містить 2,8 л води при 20 0с, кидають сталеву деталь масою 3 кг, нагріту до 460⁰С. Вода нагрівається до 60 ⁰С, а частина її перетворюється на пару. Знайти масу води, яка перетвориться на пару, Теплоємністю посудини знехтувати.
109. Скільки сталі, взятої при 20 ⁰С, можна розплавити в печі 50%, спалюючи 2 т кам’яного вугілля?

Розділ ІІІ. ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

Електричне поле і струм

1. Чому при дуговому розряді для проходження струму через газовий проміжок не вимагається високої напруги?
2. До чого призводить надмірно великий зварювальний струм? Чому?
3. Плоский повітряний конденсатор підключений до джерела напруги. Як зміниться енергія конденсатора, якщо простір між його пластинами заповнити гасом?
4. У якому випадку під час зварювання використовують паралельне з’єднання джерел живлення.
5. Чому дроти електричної мережі прикріплюють до стовпів за допомогою фарфорових утримувачів, а не прямо до металевих гаків?
6. Чому велика сила струму є для людини смертельною, а велика напруга ні?
7. Волосок вольфраму у електричній лампі розжарювання нагрівається до температури 2600-2700⁰С. Чому не перегорає лампа?
8. У сухих промислових приміщеннях безпечним вважається напруга до 40 В. Чому у приміщеннях жарких, вологих, з земляною або бетонною підлогою безпечна напруга тільки 12 В.
9. На якому розряді ґрунтується принцип роботи люмінесцентної лампи?
10. Від чого залежить колір свічення люмінесцентних ламп?
11. Який розряд використовують у дугових ртутних лампах?
12. Чому при виникненні пожежі в електроустановках необхідно терміново вимикати рубильник? Чому не можна гасити вогонь, викликаний струмом водою чи звичайним вогнегасником, а необхідно застосовувати пісок, або порошковий вогнегасник?
13. На практиці при електрогазозварюванні вони використовують електроди: АНО-3, ААО-4, АНО-29,МР-3. Дайте відповіді на запитання:
    • Чому у зварювальних апаратах при використанні електроду діаметром 3 мм зварювальний апарат працює нормально?
    • Чому при використанні електроду з діаметром 2 мм електрод миттєво згорає?
    • Чому при використанні електроду з діаметром 6 мм електрод протікає?
14. Чому для електродугового зварювання використовують постійний струм?
15. Навіщо у зварника під ногами повинен бути гумовий килимок?
16. Назвіть елемент зварювального випрямляча, що перетворює змінний струму на постійний?
17. При контактному зварюванні струм проходить через деталі, у місці дотику виникає великий електричний опір. Чому зварюються деталі при проходженні струму?
18. Яку основну роль відіграє дуговий розряд у зварюванні?
19. Відстань між центральним і боковим електродом становила 0,85-1,00 мм. Чому при збільшенні зазору погіршуються умови іскроутворення і до чого це призводить?
20. При дуговому розряді катод розжарений, хоча анод може бути холодним. Чому неможливий дуговий розряд при холодному катоді?

21. Як можна змінити потужність електродного нагрівника?
22. Чому при електрозварюванні більша кількість тепла виділяється саме в місці з'єднання зварних шматків?
23.               Знаючи свій зріст, визначити під якою напругою ви перебуваєте в електричному полі Землі, якщо напруженість дорівнює 130 В/м.
24. Під час імпульсно-магнітного зварювання  співударяння зварювальних деталей забезпечується імпульсним магнітним полем від розряду батареї конденсаторів з’єднаних паралельно з ємністю кожного 5мФ. Визначить заряд конденсора, якщо його під єднали до напруги 220В.
25. Визначте електроємність конденсатора, для виготовлення якого використовували стрічку алюмінієвої фольги завдовжки 2 м і шириною 0,1 м. Товщина парафінового паперу 10^-4 м. Яка енергія конденсатора, якщо він заряджений до робочої напруги 400 В?
26. Імпульсне стикове зварювання здійснюють за допомогою розряду конденсатора ємністю 1мФ при напрузі 15 кВ. Яка середня корисна потужність розрядного імпульсу, якщо його тривалість 2 10^-6 с і ККД установки 4%?
27. Визначити електроємність конденсатора, що входить до підпалювального пристрою вмикання ртутної дугової лампи, якщо напруга на ньому досягла – 200В, а заряд – 50 нКл.
28. При жорсткому режимі контактного зварювання використовують  струм густиною до 360 А/мм². Визначить кількість зарядів що переноситься струмом за 1 хв по провіднику площею перерізу 4 мм².
29. При електрозварюванні сила струму досягає 2000 А. Якої величини заряд проходить через поперечний переріз електрода за 1 с.? 1 хв.? 4хв.?
30. Струм у електропаяльнику 50 мА. Яка кількість електрики пройде через паяльник за 2 хв?
31. Визначити опір дуги електрозварювального апарата, якщо напруга 28 В, а сила струму 400А?
32. Визначити питомий опір води електродного нагрівника, коритуючись технічним паспортом.
33. Визначити силу зварювального струму, якщо його допустима густина 10-20 А\мм² для електродів діаметром 3-6 мм.
34. При діаметрі дроту 3 мм установлюють зварювальний стру до 450 а, напругу на дузі  - до 40 В. Визначить питомий опір порошкового дроту довжиною 50 см.
35. Визначити довжину циліндричної алюмінієвої деталі, якщо аргоннодугове зварювання відбувається при силі зварювального струму – 240А та при напрузі 22 В, якщо товщина деталі 6 мм.
36. Визначить електричний опір у місці зварювання аргоннодуговим способом, якщо сила зварювального струму -55 А, а напруга при цьому 24 В.
37. Визначити довжину мідного дроту перерізом10 мм², якщо по ньому протікає струм 5 А при напрузі 220 В.
38. Визначте падіння напруги на повністю ввімкненому реостаті, виготовленому з нікелінового дроту завдовжки 7,5 м, якщо густина струму 1,5 10⁶ А/м².
39. Опір заземленого пристрою для електричного станка не повинен бути більшим ніж Rн=10(Ом). Знайти додаткове заземлення, якщо опір звичайного стандартного пристрою заземлення R=15 (Ом). Rдоб=Rн·R/ Rн-R
40. Визначити силу струму у дуговій ртутній лампі з цоколем перерізом 40 мм, якщо її максимально можлива потужність – 1000 Вт.
41. До триполюсних розеток розрахованих на струми до 25 А – використовують мідні проводи до 16 мм². Визначити напругу  на перемикачі, якщо довжина проводу 50 см.
42. Точки закріплення мідних проводів повинні знаходитися одна від одної на відстані, що не перевищує 30 м, при перерізі проводів до 50 мм² і 20 м при перерізі проводів 70 мм² і вище. Визначити опір ланок в обох випадках.
43. Опір ізоляції жил проводів і кабелів тросової електропроводки вимірюють мегомметром на 1000 В і він становить не менше 0,5 МОм. Визначити заряд, який може пройти за 10 с.
44. Визначити, яка кількість теплоти необхідна для прогрівання алюмінієвого кабелю завдовжки 300м, перерізом 10 мм².до 75⁰С, якщо температура повітря -10⁰С. Найбільш допустима сила струму прогрівання 76 А. (69В)
45. Мінімальний розрахунковий опір людини 1000 Ом. Визначить кількість теплоти, яка може виділитися при враженні людину струмом 400А.
46. Місцева електростанція передає в лінію потужність 500 кВ. Які втрати потужності в лінії та який її ККД, якщо вона працює під напругою 25 кВ, а її опір – 20 Ом?
47. При температурі 20° С опір обмотки електродвигуна, виконаної з мідного дроту, становить 0,15 Ом. В процесі роботи двигуна опір обмотки збільшився до 0,17 Ом. Визначте, до якої температури нагрілася обмотка двигуна.
48. Ремонтуючи електронагрівальний пристрій, нагрівальний елемент укоротили на 0,2 його довжини. Збільшилася чи зменшилася при цьому витрата електроенергії? У скільки разів?
49. Бензиновий бак місткістю 66 л забезпечує безперервну роботу зварювального агрегата. Визначити скільки безперервно буде працювати агрегат при напрузі 40 В та силі струму 600 А, якщо його ККД -  0,34 при повному наповненні баку.
50. Визначте падіння напруги в лінії електропередач завдовжки 500 м при силі струму 15 А. Проводка виконана алюмінієвим дротом перерізом 1,4 10^-5 м².
51. Електрична праска протягом 5 хв. нагрівається від мережі напругою 220 при силі струму 2 А. Скільки кулонів електрики пройшло через праску і яка при цьому виділилася енергія?
52. Скільки часу нагріватиметься 1,5 кг води від 20 до 100° С в електричному чайнику потужністю 600 Вт, якщо ккд його нагрівника 80%?
53. До якої температури нагрівається електромагніт під час роботи, якщо відомо, що його обмотка з мідного дроту при 0°С має опір 50 Ом, а під час роботи він збільшується до 58,6 Ом?             
54. Електродвигун з механічною потужністю3,3 кВт і ккд 75% працює під напругою 220 В. Визначте  силу струму в колі.
55. Зварювальний апарат приєднують до джерела струму мідними провідниками довжиною 200 м і площею поперечного перерізу 500 мм . Які втрати потужності в провідниках якщо сила струму в них 100 А?
56. Чому зварювання на зворотній полярності дає можливість зменшити глибину проплавлення деталей?
57. Визначте ККД електричного паяльника опором 25 Ом, якщо мідна частина його масою 0,2 кг нагрівається на 600° С за 4 хв.. Струм в спіралі паяльника 4 А
58. Під час відновлення деталей електромеханічною обробкою у зону контакту деталі та інструмента подають струм силою 350-1300 А при напрузі 2-6 В. Метал у зоні контакту миттєво нагрівається до температури 800-900⁰С. Чому так відбувається? Яка кількість теплоти виділиться за 1 с?
59. Зварювальний апарат приєднують до джерела струму мідними провідниками довжиною 200 м і площею поперечного перерізу 500 мм². Які втрати потужності в провідниках якщо сила струму в них 500 А?
60. У майстерні потрібно встановити електрокамін. Якою буде його потужність, якщо нагрівний елемент виготовлено з фехралю (дешевий замінник ніхрому) довжиною 2,5 м і поперечним перерізом 0.5 мм²? (Напруга 110В).
61. Підйомний кран піднімає вантаж масою 8,8 т на висоту 12 м протягом 54 с. Визначте силу струму, якщо напруга 220 В, ККД крана 80%.
62. Майстерня освітлюється трьома 150-ватними електролампами; одною 200-ватною і 300-ватним прожектором. Крім того 40-ватна лампа використовується для освітлення електророзподільного щита. Електродвигуни токарних верстатів споживають із мережі потужності відповідно 12 кВт і 650 Вт. Яка кількість електроенергії в кВт/год буде використана за 6 год?
63. Потужність токарного верстату 10 кВт. Визначить його силу струму на якій працює верстат, якщо його увімкнено у мережу напруги – 220 В. Яку роботу виконає верстат за 2 год.
64. Визначити, за який час вольфрамова спіраль лампи розжарювання, що увімкнена у мережу 220В,  нагріється до температури 2600⁰С, якщо по ній проходить струм 4 А.
65. Зварювальний апарат споживає струм 600 А при напрузі 60 В від зварювального генератора з внутрішнім опором 0,02 Ом. Опір провідників 0,01 Ом. Яка ЕРС і напруга на затискачах генератора?
66. Джерелом струму в колі використовується батарея з ЕРС 30В. Напруга на затискачах батареї 18 В, а сила струму 3,0 А. Визначте зовнішній і внутрішній опір кола.
67. На шліфувальних верстатах для обробки  стальних деталей замість механічного утримувача застосовують електромагніт. При підключенні електромагніту до джерела з ЕРС 220 В і внутрішнім опором 2 Ом напруга на затискачах стала 202 В. Знайти силу струму у колі. Яку роботу виконують побічні сили джерела за 5 хв?
68. Деталі, працездатність яких порушується при спрацюванні на 0,01-0,2 мм, відновлюють хромуванням. Визначити через який час шар хрому досягне товщини 0,05 мм, якщо хромування виконують струмом густиною 100А\м².
69. Скільки повинно тривати насталювання у електроліті, який складається із хлористого заліза та соляної кислоти, для забезпечення гладенького покриття завтовшки до 2 мм при густині струму  35-45 А\дм²?
70. Швидкість осадження заліза при насталюванні деталі при густині катодного струму 30 А\ дм² досягає 11,7 мкм\хв. Визначити товщину покриття.
71.  Хромування широко застосовують відновлення робочих поверхонь валів, шпинделів з ізносом до 0,1 мм. Під час відновлення деталей електролітичним способом хромування відбувається при напрузі 12В у розчині опір якого 24 Ом. На деталях осаджується шар хрому товщиною не більше 0,2 мм (якщо товщина буде більшою покриття буде не міцним). Знайдіть площу покриття, якщо хромування проводилося 3 год.
72. Деталь треба покрити шаром хрому завтовшки 50 мкм. Скільки часу потребує покриття, якщо норма щільності струму під час хромування 2 кА\м²?
73. Яка витрата енергії при хромуванні деталі (маса хрому – 40 гр), якщо напруга на електролітичній ванні дорівнює 0, 4 В?
74. У технічних довідниках із застосування гальваностегії наводиться величина , яка характеризує швидкість збільшення товщини покриття при одиничній щільності струму j. Розрахуйте товщину шару, який осів на деталь за 1 год, під час лудіння (покриття оловом) і срібленні, якщо під час лудіння застосовується щільність струму 1 А\дм², а під час сріблення – 0,5 А\дм².
75. Визначити кількість теплоти, яка виділиться у електричній дузі за 1 хв, якщо зварювання відбувається при напрузі 30 В та силі струму 400 А.
76. Відстань між катодом і анодом діода дорівнює 1см. Скільки часу рухається електрон від катода до анода при анодній напрузі  440 В?Рух вважати рівноприскореним.

Електромагнітне поле

77.     У чому полягає магнітний метод визначення тріщин у суцільних деталях?
78.     Що є джерелом живлення при ручному та механічному зварюванні постійним струмом?
79.   На шліфувальних верстатах для обробки  стальних деталей замість механічного утримувача застосовують електромагніт. В чому його перевага?
80.     Як використовують струми високої частоти для згинання труб на спеціальних верстатах?
81.   Чому відключення від живильної мережі потужних електродвигунів роблять плавно і повільно за допомогою реостата?
82.     У який момент іскрить рубильник: при замиканні чи розмиканні кола? Чому? Якщо паралельно до рубильника увімкнути конденсатор, то іскріння припиняється. Поясніть це явище.
83.     Запобіжники перегоряють в основному не під час роботи, а на початку або в кінці її. Чому?
84.   Як зміниться частота вільних коливань у контурі, якщо збільшити відстань між пластинами конденсатора? Якщо ввести стальне осереддя у котушку індуктивності?
85.     Чому іскріння у рухомих контактах електродвигуна, що працює на струмі промислової частоти, рівнозначне вмиканню в коло додаткового джерела змінної напруги високої частоти?
86.     Чому осердя трансформатора виготовляють не суцільними, а із тонких пластин ізольованих одна від одної?
87.     Чому у електродвигуна якір виготовляється зі сталі, а магнітне-поле створюється не постійним магнітом, а електромагнітом?
88.     Чому трансформатор гуде при роботі?
89.     Чому при одному і тому ж значенні сили струму поперечний переріз кабеля, що прокладений під землею, менший, ніж поперечний переріз кабеля, що прокладають у повітрі?
90.     Внаслідок зміни магнітного потоку в первинній і вторинній обмотках магнето індукується ЕРС. Якщо контакти замкнені в первинній обмотці виникає ЕРС 20-30 В, а у вторинній 1000; 3500В.Якщо розмикається електричне коло первинної обмотки, то в первинній обмотці виникає ЕРС самоіндукції 200-300 В, а у вторинній - 20-25 кВ. Пояснити чим зумовлюється різке зростання ЕРС у обох обмотках.
91.     Чому для гасіння електричної дуги, що утворюється при розмиканні великих струмів поблизу рубильника часто розташовують електромагніт так, щоб лінії магнітної  індукції були перпендикулярні дузі, що утворюється?
92.     Як працює зварювальний трансформатор при дуговому зварюванні?
93.     Які процеси забезпечують стійкість дугового розряду при зварювані?
94.     Зварювальний генератор є складовою частиною зварювальних перетворювачів і зварювальних агрегатів. Розкажіть про його будову і принцип дії.
95.     Для чого до контактів у первинній обмотці трансформатора під'єднують паралельно конденсатор?
96.     Струм, що проходить на холостому ходу через обмотку стартера СТ-103 дорівнює 110 А, при повному гальмуванні 295 А. Як пояснити таку різницю?
97.     На дріт обмотки якоря електродвигуна, при проходженні по ньому струму 20 А, діє електромагнітна сила 1 Н. Визначити величину магнітної індукції у місті розположення дроту в даний момент, якщо його довжина 20 см.
98.     На обмотку ротора електродвигуна при проходженні по провіднику струму 20 А діє сила в 40 Н. Знайти величину магнітної індукції, якщо його довжина 20 см. Обмотка містить 50 витків.
99.     Магнітне поле котушки з індуктивністю 0,1 Гн має енергією 0,8 Дж. Знайти силу струму в котушці?
100. З якою силою діє однорідне магнітне поле з індукцією 0,15 Тл на провідник довжиною 0,2 м, якщо його опір 0,01 Ом, електрична потужність 4,0 Вт? Вектор індукції поля перпендикулярний провіднику.
101. Внаслідок зміни сили струму в обмотці двигуна ЕРС самоіндукції 250 В. Яка швидкість зміни сили струму обмотці, якщо індуктивність котушки 0, 075 Гн.?
102. В первинній обмотці магнето сила струму за час розриву кола змінюється від 3 до О А. Яка ЕРС в первинній обмотці магнето, якщо індуктивність 0,07 Гн?
103. Паспорт електродвигуна містить наступні дані: потужність змінного струму 10 кВт; діюче значення напруги 220 В; коефіцієнт потужності 0,8. Визначте діюче значення сили струму.             
104. Який струм зручніше застосовувати для електрозварювання: змінний чим мати рамка площею 500см², якщо її обертати з частотою 20 с^-1 в однорідному магнітному полі з індукцією 0,1 Тл?
105. Для зварювання необхідна напруга 42 В. Скільки витків повинна мати первинна обмотка зварювального трансформатора, що працює від мережі, якщо на вторинній обмотці 120 витків?
106. Устаткування для аргонодугового зварювання має частоту – 200 Гц. Написати рівняння змінного струму, що проходить через цей апарат, якщо максимальне значення сили струму 315 А
107. Мережева напруга перед подачею на інвертор випрямляється і згладжується фільтром, що складається з дроселя і накопичувального конденсатора. Напруга на виході випрямляча пульсує з частотою 300 Гц. Визначить ємність конденсатора, якщо індуктивність дроселя 1,42 мГн.

108. Один із генераторів змінного струму має на роторі 2 пари полюсів, а другий 3 пари полюсів. Ротор першого обертається з швидкістю 1500 об/хв. З якою швидкістю повинен обертатися ротор другою генератора, щоб він міг працювати паралельно з першим, тобто давати струм такої самої частоти?
109. Чи можна в коло змінного струму з напругою 220 В вмикати конденсатор, пробивна напруга якого 250 В?
110. Обмотка якоря генератора була змінена так, що замість 900 витків у пази було вкладено 600, а швидкість обертання якоря лишилась попередньою. Як змінилась ЕРС, якщо до цього вона дорівнювала 120 В?
111. Скільки обертів за хвилину повинен робити ротор генератора, щоб дати ЕРС 120 В, якщо при 900 об/хв. ЕРС дорівнює 100 В?
112. Ротор двополюсної машини змінного струму робить 300 об/хв. Визначити період коливання струму.
113. У коло змінного струму ввімкнуто конденсатор ємністю 1,0 мкФ і дросель індуктивністю 0,10 Гн. Знайти відношення індуктивного опору до ємнісного при частотах 50 Гц і 5,0 кГц. При якій частоті ці опори будуть рівними?
114. Коло складається з конденсатора і котушки індуктивності. Ємність конденсатора 600 пФ. Яка має бути індуктивність котушки, щоб резонанс напруг настав при частоті струму в 1 МГц?
115. Найпрогресивнішим і найшвидшим способом прогрівання кабелів, є прогрівання трифазним струмом від спеціального трансформатора потужністю 20 кВ А, приєднуваного до мережі 20 або 220 В, вторинна обмотка якого підключається до напруги від 7 до 98 В. Визначить коефіцієнт трансформації трансформатора, та втрати потужності на ньому.
116. На яку напругу потрібно розрахувати ізолятори лінії передачі, якщо діюча напруга 430 кВ?
117. Знищуючий трансформатор із коефіцієнтом трансформації – 10, увімкнено у мережу напругою 220В. Яка напруга на виході трансформатора, якщо опір вторинної обмотки 0,2 Ом, а опір корисного навантаження 2 Ом?
118. Для плазмо-дугового (ручного і механізованого) різання передбачені випрямлячі з робочими струмами 400 А, 630  і 1000А, робочою напругою від 65 до 350 В і напругою холостого ходу  від 90 до 500 В. Визначить коефіцієнт трансформації.
119. Визначити зустрічну ЕРС обмотки стартера СТ-21 2 під час холостого ходу, якщо струм, що проходить через обмотку при холостому ходу дорівнює 130 А, опір обмотки 0,01 Ом,напруга на затискачах 12 В.В первинній обмотці системи запалювання карбюраторного двигуна за 0,001 с сила струму змінюється від 4 до О А. Визначити індуктивність котушки, якщо в її первинній обмотці виникає ЕРС самоіндукції, рівна 300 В.

Коливання і хвилі

Механічні коливання і хвилі

120.          При обробці металу на токарному верстаті іноді виникає вібрація. В чому її небезпека?
121. Поясніть, до чого може призвести використання електричного двигуна, у якого центр ваги не лежить на осі обертання.
122. Ультразвукове зварювання здійснюється зближенням атомів зварюються металевих виробів на відстань дії міжатомних сил за рахунок енергії ультразвукових коливань, що вводяться в матеріали. Яку перевагу має ультразвукова холодна зварка в порівнянні із звичайною?
123. Для визначення стуків і причин, що їх викликають, деталі верстата, прогріті до 80-85ºС, прослуховують за допомогою фонендоскопа, що складається із стержня з мембраною і двох трубок із слуховими наконечниками. Поясніть принцип його дії.

124. Слюсар-ремонтник, що перевіряє роботу двигуна автомобіля, інколи один кінець молотка прикладає до вуха, а інший до різних частин верстата. Для чого він це робить.

125. Для чого всі вібруючі установки висотних будинків (електродвигуни, верстати  і тд) розміщують на спеціальних резинових або металевих амортизаторах?
126. У установці для вібродугового наплавлення мундштук головки разом із дротом під дією вібратора здійснює коливання з частотою 110 Гц і має амплітуду до 4 мм. Напишіть рівняння коливань, вважаючи, що ці коливання гармонічні. Визначить період коливань.
127. Вібродуговим наплавленням відновлюють циліндричні поверхні деталей із сталі і чавуну Наплавочна головка ОКС 6569 закріплюється на супорті токарного верстата і здійснює коливання згідно рівняння: х=0,003sin100tπ. Визначить період коливань і  знайдіть місце знаходження наплавлюючої головки через 1с.
128. Частота обертання шпинделя становить 15 об\хв. Визначить скільки обертів він зробить за 5 хв.
129. Ультразвукове зварювання відбувається за частоти механічних коливань 180 кГц. Визначить період коливань. Скільки коливань відбудеться за 1с.

Електромагнітні коливання і хвилі

130. Навіщо в електричній схемі установки для вібродугового наплавлення послідовно вмикають котушку індуктивності.
131. Чому не застосовують для освітлення змінний струм з частотою 10-15 Гц.
132. В коло ламп денного світла вмикають дросель низької частоти, на який падає частина напруги зовнішнього кола. Чому доцільніше вмикати дросель, а не реостат?
133. Чому дуга змінного струму менш стійка порівняно з дугою постійного струму? (при переході синусоїди струму через нульове значення, струм у дузі припиняється).
134. Якою повинна бути індивідуальність котушки приладу для звукового сигналу, щоб між електричними і вимушеними коливанням був резонанс. Власна частота коливань мембрани 600 Гц. Ємність конденсатора 0,15 мкФ.
135. Номінальна напруга на обмотці стартера СТ -113 при холостому ході 12 В. При повному гальмуванні ротора напруга падає до 6,5В, а сила струму збільшується з 80-650А. Чому?
136. В індукційній котушці системи запалювання сила струму змінюється за законом I=4sin25πt(A). Записати амплітудне значення сили струму і термін його зростання.
137. Заряд змінюється за законом q=10^-6cos10⁴πt. Записати рівняння залежності сили струму від часу. Знайти період і частоту коливань у контурі, амплітуду коливань сили струму. Чи достатній такий струм для зварювання?
138. Якою повинна бути індивідуальність котушки приладу для звукового сигналу, щоб між електричними і вимушеними коливанням був резонанс. Власна частота коливань мембрани 600 Гц. Ємність конденсатора 0,15 мкФ.
139. Номінальна напруга на обмотці стартера СТ -113 при холостому ході 12 В. При повному гальмуванні ротора напруга падає до 6,5В, а сила струму збільшується з 80-650А. Чому?
140. В індукційній котушці системи запалювання сила струму змінюється за законом I=4 sin25Пt(A). Записати амплітудне значення сили струму і термін його зростання.
141.  Індуктивність бабіни 0,06 Гн, ємність включеного паралельно преривателя 0,25 мнф. При якій частоті сила струму в колі буде мінімальною.
142. Котушку якої індуктивності треба ввімкнути у коливальний контур перетворювача напруг, щоб при ємності конденсатора 50 пФ одержати частоту вільних коливань 50 кГц.
143. Під час зварювання високочастотними струмами джерелом теплоти служить струм, що проходить між зварюються виробами. При подальшому пластичному деформуванні і охолодженні утворюється зварне з'єднання. Напишіть рівняння змінного струму, якщо амплітуда – 300А, а частота 1 МГц.
144. При зварюванні змінним струмом полярність змінюється з частотою 50Гц. Написати рівняння синусоїдального струму, якщо максимальне значення сили струму при зварюванні – 500А.
145. Під час індукційного зварювання використовують струм частотою від 4000 до 100000 Гц. Визначить період цього струму.

Хвильва і квантова оптика

146.          Навіщо у зварювальні масці використовують світлофільтри темно-синього скла?
147. Назвіть переваги лазерного зварювання.
148. Які типи лазерів використовують при зварюванні?
149. У чому полягає люмінесцентний метод контролю якості зварювальних поверхонь?
150. Для виявлення поверхневих поверхонь дефектів у виробі (мікроскопічні тріщини,) на виріб наноситься тонкий шар гасо-масляного розчину спеціальної речовини, залишки якого витираються. Поясніть причину видимого світіння розчину при опроміненні ультрафіолетовим світлом.
151. Для чого одяг сталеварів виготовляють з блискучої тканини?
152. Якщо між предметом і спостерігачем знаходиться зварювальна дуга, то здається, що цей предмет коливається. Чому?
153. Чому захисні скельця здаються темнішими, якщо на них дивитися зі сторони більш яскравого світла?
154. Якість зварних швів визначають просвічуванням рентгенівських променів. Яким чином визначають дефект шва?
155. Для виявлення місця течі в трубопроводах, закопаних глибоко в землю, в рідину, що транспортується, додають деяку кількість радіоактивної речовини. Потім проходять уздовж трубопроводу з лічильником, реєструючим радіоактивне проміння. Поясніть, як визначають місце течі в трубопроводах у такий спосіб
156. Деталі машин, що труться, наприклад ремінна передача, наелектризувавшись, можуть стати причиною аварій і неполадок. Для усунення цього поблизу частин, що електризуються встановлюють радіоактивний препарат, що випромінює електрони. Поясніть дію такої установки.
157. Знайти середню довжину хвилі випромінювання, при лазерному зварюванні,  якщо лазер потужністю 1 кВт випромінює 5 10²⁰ фотонів за 1с.
158. Лазер, який працює в імпульсному режимі, споживає потужність 1 кВт. Тривалість одного імпульсу 5 мкс, а число імпульсів дорівнює 200. Знайти випромінювану енергію і потужність одного імпульсу, якщо на випромінювання іде 0,1% споживаної потужності.

Вказівки до розв’язування задач

Розділ І. МЕХАНІКА

2. Використовують кривошипно-шатунні, рейкові, гвинтові, кулачкові, кулісні, храпові механізми

28. Зчеплення покривають шкірою, гумою, пресованим папером, деревиною.

21. Пересування поршня у циліндрі, рух каретки супорта токарного верстата по напрямних станини, при викреслюванні круга на площині вістрям циркуля.

23. Щоб замінити тертя ковзання тертям кочення.

Розділ ІІ. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА ТА ТЕРМОДИНАМІКА

5. Аргон, гелій, вуглекислий газ, азот, водень.

23. До 1200⁰С.

55. Підвищується продуктивність праці, знижується собівартість виконуваних робіт, збільшується довговічність і надійність відремонтованого обладнання.

68. Односторонній згин, одностороннє скручування, двосторонній змінний згин, змінний згин зі скручуванням.

61. При зварюванні деталей з алюмінію виникають труднощі пов’язані з тугоплавкістю плівки оксидів алюмінію (Аl₂O₃), температура плавлення якої – 2050⁰С. Плівка перешкоджає з’єднанню зварювальних деталей, оскільки температура плавлення алюмінію – 658⁰С.

64. З’являються тріщини та пори.

65. Залежить від призначення електрода і становить від 0,1 до 2%.

66. В сухих опалюваних приміщеннях з температурою не нижче + 15⁰С і відносною вологістю не більше 60%.

67. У рідину при підвищеному тису – вуглекислота; у тверде тіло за температури – 78,9⁰С – сухий лід.

71. Пластична деформація-короблення виробу.

Розділ ІІІ. ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

4. Використовують тоді, коли сила зварювального струму одного джерела недостатня для зварювання.

14. Електрична дуга постійного струму стабільніше, ніж дуга змінного струму.

16. Селенові, кремнієві, або германієві напівпровідникові вентилі.

18. Перетворює електричну енергію у теплову.

77. Базується на явищі виникнення полів розсіювання проходженні магнітного потоку через деталь. При цьому на деталь наносять сухий магнітний порошок.

78. Перетворювачі, випрямлячі.

92. Використовується властивість: у скільки  разів зменшиться напруга – у стільки разів зросте сила струму. До первинної обмотки підводиться напруга 22 В, до вторинної підключаємо зварювальний апарат. Між електродами напруга незначна, близько 10 В, а сила струму, що протікає через вторинну обмотку у момент з’єднання електродів велика, ось чому відбувається пробій діелектрика – дуговий розряд  і електроди зварюються.

130. Щоб створити вібрацію.

147. Низьке поглинання виробом теплової енергії; висока густина енергії дозволяє з’єднувати різнорідні метали; шов формується за тисячні частки секунди.

149. До складу індикаторних рідин  входять спеціальні речовини, які при подальшому освітленні самі стають джерелом випромінювання.

Джерела інформації:

1.                    Івчук Т. А. Формування навчально-пізнавальної компетентності учнів // Фізика в школах України. — X. : ВГ «Основа». — 2012. — № 17. — С. 3-5.
2.                    Гельфгат І.М., Генденштейн Л.Е., Кирик Л. А. 1001 задача з фізики. - Х.: Гімназія, 2004.
3.                    . Фізика. 10 клас. Академічний рівень: Збірник задач / О. О. Карпухіна, Ф. Я. Божинова, В. В. Хардіков.— 2-ге вид., перероб. і доп.— X.: Видавництво «Ранок», 2011.— 288 с.
4.                    Посібник для тестової атестації учнів з фізики. Фастів. «Ліцей», 2011, - 180с. 5. Римкевич А. П. Збірник задач з фізики для 9—11 класів середньої школи. - 12-те вид. -  X., ББН: - 208 с.
5.                    Видавнича група «Основа».
6.                    Електронні книги. http://e-kniga.in.ua
7.                    Методичний портал. http://metodportal.com
8.                    Освітній проект «На урок». https://naurok.com.ua
9.                    Вікіпедія. https://uk.wikipedia.org
10.                10. Портал Всеосвіта. https://vseosvita.ua 

 
Для нотаток
Для нотаток