КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ Задачи по физике с военно-техническим содержанием

Задачи по физике с военно-техническим содержанием
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Наблюдатель видит вспышку выстрела орудия, а через 6 с слышит его звук. Разрыв же снаряда
слышен через 1 сек. после появления облачка этого взрыва. Какова дальность стрельбы орудия.
Температура воздуха 00С. (Ответ:1660 м).
2.
В 1750 году близ города Анжера во Франции через мост длиною 102м шёл в ногу отряд солдат
(487 человек). Мост был цепной. Размахи колебаний моста увеличились настолько, что цепи
оборвались, и мост вместе с колонной солдат обрушился в реку. Погибло 226 человек. Какова
причина катастрофы? Почему при движении через мост колонны солдат придерживаются
правила идти не «в ногу»? (Ответ: Причина катастрофы – явление резонанса, которое
возникло при совпадении частоты шага солдат с собственной частотой колебаний моста.
Выполнение команды «Идти не в ногу» даёт возможность избежать возникновения
резонанса).
3.
Частоты собственных колебаний крыла самолёта можно определить опытным путём. С этой
целью крыло подвергается действию вибратора, которым может быть эксцентрик, приводимый
во вращение электродвигателем с изменяемым числом оборотов. Какое физическое явление
лежит в основе этого приёма? (Ответ: Явление механического резонанса. Здесь действие
эксцентрика является периодической возмущающей силой известной частоты).
4.
Известно, что при наезде колеса боевой машины на неровности возникают толчки и
последующие колебания корпуса машины. Какие вредные последствия может вызвать это
явление в боевой обстановке? (Ответ: Ухудшаются возможности ведения огня и
наблюдения за полем боя, возникают неприятные ощущения у водителя и десанта).
5.
Для бронетранспортеров и грузовых автомашин частота собственных колебаний корпуса
составляет 1,7 - 2,3Гц. Каков период этих колебаний? (Ответ: 0,59 – 0,44с
6.
На боевых кораблях для ориентации, обнаружения противника, сигнализации, связи и
прокладки курса используют ультразвуковые колебания широкого диапазона, как правило, не
свыше 50кГц. Какова длина этих волн в воде? Как изменилась бы длина ультразвуковых волн
при выходе их из воды в воздух, температура которого 00С? Скорость распространения звука в
воде 1500м/с. (Ответ: 3см; 6,64мм).
7.
В состоянии ли гидролокатор подводной лодки, работающей на частоте 45 кГц обнаружить
мину диаметром 50см и трос, к которому она прикреплена, если его диаметр 5мм? Почему?
Скорость распространения звука в воде 1500 м/с.
(Ответ: λ=3,33*10-2м. Мина будет обнаружена, трос не будет обнаружен. Размеры мины больше
длины волны гидролокатора, а размеры троса малы по сравнению с длиной его волны).
8.
Сейсмическая станция зарегистрировала приём продольных волн, а через 40 секунд –
поперечных волн, возникших в грунте при ядерном взрыве. Каково расстояние до эпицентра
взрыва? Скорость распространения продольных волн 10 км/с, а поперечных – 6 км/с.
(Ответ:600 км).
9.
Звук выстрела и пуля одновременно достигают высоты 680м. Какова начальная скорость пули?
Выстрел произведён вертикально вверх. Сопротивление движению пули не учитывать.
Скорость распространения звука 340 м/с. (Ответ: 350м/с).
10. Объясните смысл выражения: «Радиостанция работает на волне 10м». (Ответ: Это означает,
что данная радиостанция излучает длины волн, равные 10м).
11. Определить длины волн, соответствующие частотам 30 МГц, 150кГц. (Ответ: 10м; 300м;
2000м).
12. Один из передатчиков, установленный на корабле-спутнике «Восток» работал на частоте 20
МГц. Найти период и длину радиоволн. (Ответ: 0,5*10-7с; 15м).
13. УКВ- радиостанция Р-109 м работает в диапазоне частот от 21,5 – 28,5 МГц. Какие длины волн
соответствуют этим частотам? (Ответ: 13,95м; 10,52м).
14. Радиоприёмник радиостанции Р- 108 м может принимать волны длиной от 8,22м до 10,71м. В
каком частотном диапазоне работает этот приёмник? (Ответ:36,5 МГц; 28 МГц).
1.
Задачи по физике с военно-техническим содержанием
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
В каких пределах может изменяться ёмкость контурного конденсатора переменной ёмкости в
генераторе передатчика Р- 108 м, если индуктивность контура составляет 2 мкГн, а
генерируемая частота может изменяться от 28,0 МГц до 36,5 МГц? (Ответ: от 16,1пФ до
9,6пФ).
В колебательном контуре возбудителя радиостанции Р-105 м величина индуктивности
составляет 1,3мкГн, конденсатор переменной ёмкости установлен на ёмкость 12,2 пФ.
Определить : -на какую частоту настроен передатчик; - как велик период генерируемых
колебаний; - какова длина излучаемых радиоволн? (Ответ: 40МГц; 2,2*10-8с; 7,5м).
Почему радиоприём сильно ослабляется при проезде машин в туннеле или под мостом? (Ответ:
Сказывается экранирующее действие мостов и туннелей, так как они состоят из
проводящих материалов (металл, железобетон, земля).
Радиоприём на УКВ сопровождается гораздо меньшим уровнем радиопомех. Чем это
объяснить? (Ответ: Спектр Частот, излучаемый радиопомехами, содержит самые
разнообразные колебания (гармоники) и поэтому трески принимаются радиоприёмником,
независимо от того, на какую длину волны он настроен. Частота же УКВ настолько
высока, что гармоники таких частот в спектрах радиопомех почти отсутствуют. Поэтому
радиопомехи на УКВ, как правило, не принимаются).
Почему на коротких волнах возможен дальний и сверхдальний приём? (Ответ: На коротких
волнах возможен дальний и сверхдальний приём только потому, что короткие волны
могут многократно отражаться от ионосферы).
Каков КПД УКВ-радиостанции Р-105М, выходная мощность её 1 Вт, потребляемый ток при
передаче – 2А, а питается она от четырёх последовательно соединённых аккумуляторов,
напряжением 1,2 В каждый? (Ответ: 10%).
Чем объяснить, что полупроводниковая аппаратура имеет более высокий КПД, чем ламповая?
(Ответ: В ламповой радиоаппаратуре часть потребляемой энергии расходуется на
разогрев катодов ламп, чего нет в транзисторной аппаратуре).
На какой частоте работает радиолокационная станция, если длина волны 10см? (Ответ:
3000МГц).
Какова длина РЛС, если она работает на частоте 16 ГГц? (Ответ: 1,87см).
Отсчёт времени в РЛС ведётся при помощи кварцевого генератора, исполняющего роль точных
часов. Определить какое расстояние пройдёт электромагнитная волна за время трёх периодов
генератора, если частота кварцевого генератора 150 кГц. (Ответ:6 км).
На каком расстоянии находится цель, если отражённый сигнал принят радиолокатором через
400 мкс после момента посылки сигнала? (Ответ:60 км).
Через сколько времени будет принят отражённый сигнал от самолёта, если он находится на
расстоянии 150км от радиолокатора? (Ответ: 10-3с).
Длительность развёртки индикатора обнаружения артиллерийских РЛС составляет 200 мкс.
Определить дальность действия РЛС. (Ответ:30 км).
Высококачественные цепи РЛС покрывают тонким слоем серебра. С какой целью делается это
покрытие? (Ответ: Известно, что токи высокой и сверхвысокой частоты протекают по
поверхности проводника (Скин-эффект). Поэтому серебрение приводит к уменьшению
сопротивления токам высокой частоты).
Почему РЛС для обнаружения самолётов работают в метровом и дециметровом диапазонах, а
артиллерийские РЛС – в сантиметровом и даже миллиметровом? (Ответ: Для интенсивного
отражения радиоволн необходимо, чтобы её длина была меньше размеров цели. Исходя из
этого, и выбирают соответствующие диапазоны для РЛС разного назначения).
РЛС артиллерийской разведки (сантиметровый диапазон) позволяют обнаружить взводные
колонны и даже отдельных солдат. Возможно ли с помощью РЛС ПВО, работающей в
метровом диапазоне, подобное обнаружение? (Ответ: Нет. Смотрите предыдущую задачу).
Радиоприёмник Р-310М, применяемый для связи между войсками перекрывает длины волн от
5м до 2000м. Какому диапазону частот соответствуют эти длины волн? (Ответ: от 1,5*105 до
6*107Гц).
Задачи по физике с военно-техническим содержанием
32.
Для оперативного управления ходом боя в войсках применяют портативные радиостанции с
фиксированной частотой. Определить ёмкость конденсатора входного колебательного контура
радиостанции, если известно, что при индуктивности 50мкГн контур настроен в резонанс на
электромагнитные колебания с длиной волны 50м. (Ответ: 12,5см).
33.
На какой частоте суда передают сигнал бедствия SOS, если по международному соглашению
длина радиоволны должна быть 600м? (Ответ: 500кГц).В каком диапазоне длин волн работает
радиопередатчик, если ёмкость его колебательного может меняться от 60 до 240пФ, а
индуктивность составляет 50мкГн? (Ответ: от 103 до 211м).
Определить дальность действия радиолокатора, если время развёртки в электронно-лучевой
трубке составляет 2000мкс. (Ответ:300 км).
Определить длину волны радиолокаторной станции при частоте колебаний 3ГГц. (Ответ:0,1 м).
На каком расстоянии от радиолокатора находится цель, если радиолокатор принимает
отражённый от неё сигнал через 100мкс после момента посылки сигнала? (Ответ:15 км).
Через сколько времени возвратится к радиолокатору отражённый от цели сигнал. если она
находится на расстоянии 45км от радиолокатора? (Ответ: 3*10-4с).
Радиолокатор работает на волне длиной 20см и даёт 5000 импульсов в секунду. причём
длительность каждого импульса 2мкс. Сколько колебаний содержится в каждом импульсе?
(Ответ: 3*103).
34.
35.
36.
37.
38.