Задание 20: Расчетные задачи

Формулировка задания обычно звучит как условие с конкретными числовыми данными: масса, скорость, время, сила, температура, сопротивление и так далее — и вопросом о том, какую величину нужно найти. Задание считается развёрнутым — за него дают 2 балла при полном верном решении с формулой, вычислениями и правильным ответом с единицами измерения. Если получен верный числовой ответ, но нет обоснования (не записана формула или не показан ход решения), баллы могут быть снижены до 1. Полностью неверное решение или отсутствие ответа — 0 баллов.

…

Механика:

• Скорость при равноускоренном движении: $v = v_0 + at$
• Ускорение: $a = \dfrac{v - v_0}{t}$
• Второй закон Ньютона: $F = ma$
• Кинетическая энергия: $E_k = \dfrac{mv^2}{2}$
• Потенциальная энергия: $E_p = mgh$
• Закон сохранения энергии (без сопротивления воздуха): $E_{k1} + E_{p1} = E_{k2} + E_{p2}$
• Ускорение свободного падения: $g \approx 10\ \text{м/с}^2$

Тепловые явления:

• Количество теплоты при нагревании/охлаждении: $Q = cm\Delta t$
• Количество теплоты при плавлении/отвердевании: $Q = \lambda m$
• Количество теплоты при парообразовании/конденсации: $Q = Lm$
• Уравнение теплового баланса: $Q_{отдано} = Q_{получено}$

Электромагнитные явления:

• Закон Ома для участка цепи: $I = \dfrac{U}{R}$
• Работа электрического тока: $A = UIt$
• Мощность электрического тока: $P = UI = I^2R = \dfrac{U^2}{R}$
• Последовательное соединение: $R = R_1 + R_2$, ток одинаковый
• Параллельное соединение: $\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$, напряжение одинаковое

1. Прочитать условие внимательно и выписать все данные величины с единицами измерения.
2. Перевести все величины в СИ (граммы в килограммы, сантиметры в метры, минуты в секунды и т.д.).
3. Определить, что требуется найти, и какой физический закон или формула связывает искомую величину с известными.
4. Если данных недостаточно для прямого применения формулы, найти промежуточную величину (например, ускорение через изменение скорости, или общее сопротивление цепи).
5. Записать формулу в общем виде, затем подставить числовые значения.
6. Выполнить вычисления, проверить размерность полученного результата.
7. Сравнить ответ со здравым смыслом: значения должны быть физически разумными (скорость автомобиля не может быть 10000 м/с, температура не может быть отрицательной по Кельвину и так далее).
8. Записать окончательный ответ с указанием единиц измерения.