Заголовок: ВПР 2019 год по физике 11 класс. Вариант 4.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 97522

ВПР 2019 год по физике 11 класс. Вариант 4.

1.  
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­лись в курсе фи­зи­ки:

альфа-рас­пад, вебер, кри­стал­ли­за­ция, джо­уль, мил­ли­грамм, пре­лом­ле­ние света.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий
  
  
2.  
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния о фи­зи­че­ских яв­ле­ни­ях, ве­ли­чи­нах и за­ко­но­мер­но­стях. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

 

1)  В любых си­сте­мах отсчёта все ме­ха­ни­че­ские про­цес­сы про­те­ка­ют оди­на­ко­во.

2)  Ско­рость диф­фу­зии в жид­ко­сти растёт с ро­стом тем­пе­ра­ту­ры.

3)  В цепи по­сто­ян­но­го тока от­но­ше­ние на­пря­же­ний на кон­цах па­рал­лель­но со­единённых ре­зи­сто­ров равно от­но­ше­нию их со­про­тив­ле­ний.

4)  Элек­тро­маг­нит­ные волны уль­тра­фи­о­ле­то­во­го диа­па­зо­на имеют бо́льшую длину волны, чем ра­дио­вол­ны.

5)  Ядро лю­бо­го атома со­сто­ит из по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ных про­то­нов и не име­ю­щих за­ря­да ней­тро­нов.

3.  
i

При про­ек­ти­ро­ва­нии боль­ших мо­стов не­об­хо­ди­мо учи­ты­вать воз­мож­ность пе­ре­па­да тем­пе­ра­тур в пре­де­лах от –40 °C до +60 °C в те­че­ние года. Такие пе­ре­па­ды вы­зы­ва­ют за­мет­ное из­ме­не­ние общей длины моста, и, чтобы мост не вздыб­ли­вал­ся летом и не ис­пы­ты­вал мощ­ных на­гру­зок «на раз­рыв» зимой, его со­став­ля­ют из от­дель­ных сек­ций, со­еди­няя их бу­фер­ны­ми со­чле­не­ни­я­ми. Какое яв­ле­ние учи­ты­ва­ют при про­ек­ти­ро­ва­нии мо­стов, вводя бу­фер­ные со­еди­не­ния?

4.  
i

Про­чи­тай­те текст и вставь­те на места про­пус­ков слова (сло­во­со­че­та­ния) из при­ведённого спис­ка.

В XVIII в. Бен­джа­мин Фран­клин уста­но­вил _____________________ при­ро­ду мол­нии, а также со­здал и раз­ра­бо­тал прин­ци­пы эле­мен­тар­ной гро­зо­за­щи­ты в виде гро­мо­от­во­да (см. рис.). Гро­мо­от­вод со­еди­ня­ли с землёй, раз­ме­щая на вы­со­ких точ­ках зда­ний. При этом ос­нов­ную роль иг­ра­ли яв­ле­ние ______________________ ме­тал­ли­че­ских ча­стей кон­струк­ции и вы­со­кая на­пряжённость __________________________________ вб­ли­зи острия.

 

Спи­сок слов (сло­во­со­че­та­ний)

1)  маг­нит­ную

2)  элек­три­че­скую

3)  элек­три­за­ции

4)  маг­нит­но­го поля

5)  элек­три­че­ско­го поля

5.  
i

Ни­тя­ной ма­ят­ник, со­сто­я­щий из шара и нити, со­вер­ша­ет малые ко­ле­ба­ния (см. рис.). Как из­ме­ня­ют­ся мо­дуль про­ек­ции ax уско­ре­ния шара, его ки­не­ти­че­ская энер­гия и сила тя­же­сти, дей­ству­ю­щая на шар, при дви­же­нии от по­ло­же­ния рав­но­ве­сия?

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер её из­ме­не­ния:

1)  уве­ли­чит­ся;

2)  умень­шит­ся;

3)  не из­ме­нит­ся.

 

Мо­дуль про­ек­ции ax уско­ре­ния

шара

Ки­не­ти­че­ская энер­гия шараСила тя­же­сти
 
6.  
i

На одну из гра­ней стек­лян­ной приз­мы из воз­ду­ха па­да­ет луч света (см. рис.). Изоб­ра­зи­те при­мер­ный ход луча в приз­ме и после вы­хо­да света из стек­ла в воз­дух.

7.  
i

Свя­зан­ная си­сте­ма эле­мен­тар­ных ча­стиц со­дер­жит 20 элек­тро­нов, 23 ней­тро­на и 21 про­тон. Ис­поль­зуя фраг­мент Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы Д. И. Мен­де­ле­е­ва, опре­де­ли­те, ионом ка­ко­го эле­мен­та яв­ля­ет­ся эта си­сте­ма. На­зва­ние эле­мен­та за­пи­ши­те сло­вом.

8.  
i

Уча­щи­е­ся изу­ча­ли про­те­ка­ние элек­три­че­ско­го тока в цепи, изоб­ражённой на схеме (рис. 1). Пе­ре­дви­гая ры­ча­жок рео­ста­та, они сле­ди­ли за из­ме­не­ни­ем силы тока и по­стро­и­ли гра­фик за­ви­си­мо­сти силы тока от вре­ме­ни (рис. 2).

Рис. 1

Рис. 2

 

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, со­от­вет­ству­ю­щих дан­ным гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

 

1)  В про­цес­се опыта сила тока в цепи из­ме­ня­лась в пре­де­лах от 4 до 7 А.

2)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t2 до t3 со­про­тив­ле­ние рео­ста­та оста­ва­лось не­из­мен­ным.

3)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от 0 до t1 ры­ча­жок рео­ста­та пе­ре­ме­ща­ли впра­во.

4)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t3 до t4 ры­ча­жок рео­ста­та пе­ре­ме­ща­ли влево.

5)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от t3 до t4 на­пря­же­ние на ре­зи­сто­ре умень­ши­лось в 2 раза.

9.  
i

В таб­ли­це при­ве­де­на ниж­няя гра­ни­ца ча­стот, вос­при­ни­ма­е­мых ор­га­ном слуха не­ко­то­рых жи­вот­ных.

 

Жи­вот­ныеНиж­няя гра­ни­ца

ча­сто­ты, Гц

дель­фи­ны40
со­ба­ки200
кошки250
ле­ту­чие мыши2000

 

Кто из ука­зан­ных жи­вот­ных вос­при­ни­ма­ет зву­ко­вой сиг­нал с дли­ной волны 5 м? Ско­рость звука в воз­ду­хе при­нять рав­ной 340 м/с. За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ.

10.  
i

За­пи­ши­те ре­зуль­тат из­ме­ре­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния с по­мо­щью ба­ро­мет­ра-ане­ро­и­да (см. рис.), учи­ты­вая, что по­греш­ность из­ме­ре­ния равна цене де­ле­ния.

За­пи­ши­те в ответ по­ка­за­ния ба­ро­мет­ра с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний. В от­ве­те ука­жи­те зна­че­ние и по­греш­ность из­ме­ре­ния слит­но без про­бе­ла. Ответ при­ве­ди­те в кПа.

11.  
i

Учи­тель на уроке провёл сле­ду­ю­щий опыт (см. рис.). Он по­ме­стил ватку, смо­чен­ную эфи­ром, на дно тол­сто­стен­но­го про­зрач­но­го ци­лин­дра. Затем очень быст­ро вдви­нул в ци­линдр пор­шень. При этом смесь воз­ду­ха с па­ра­ми эфира на­гре­лась так силь­но, что ватка вос­пла­ме­ни­лась.

 

Какой вывод можно сде­лать на ос­но­ва­нии этого опыта?

12.  
i

Вам не­об­хо­ди­мо по­ка­зать, за­ви­сит ли мо­дуль силы Ам­пе­ра, дей­ству­ю­щей на про­вод­ник с током в маг­нит­ном поле, от на­прав­ле­ния тока в про­вод­ни­ке. Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. рис.):

 

— ис­точ­ник по­сто­ян­но­го тока, ключ, рео­стат;

— про­вод­ни­ки дли­ной 10 см, 15 см и 20 см (на ри­сун­ке про­вод­ник АВ);

— три оди­на­ко­вых по­сто­ян­ных под­ко­во­об­раз­ных маг­ни­та;

— шта­тив, со­еди­ни­тель­ные про­во­да.

 

В от­ве­те:

1.  Опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку.

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между при­ме­ра­ми про­яв­ле­ния фи­зи­че­ских яв­ле­ний и фи­зи­че­ски­ми яв­ле­ни­я­ми. Для каж­до­го при­ме­ра из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щее фи­зи­че­ское яв­ле­ние из вто­ро­го столб­ца.

ПРИ­МЕ­РЫ ПРО­ЯВ­ЛЕ­НИЯ

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИХ ЯВ­ЛЕ­НИЙ

А)  при тре­нии стек­лян­ной па­лоч­ки и шёлка стек­лян­ная па­лоч­ка по­лу­ча­ет по­ло­жи­тель­ный заряд

Б)  маг­нит­ная стрел­ка ком­па­са ори­ен­ти­ру­ет­ся вб­ли­зи элек­тро­маг­ни­та

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ЯВ­ЛЕ­НИЯ

1)  элек­три­за­ция тел

2)  по­ля­ри­за­ция ди­элек­три­ка в элек­три­че­ском поле

3)  на­маг­ни­чи­ва­ние ве­ще­ства в маг­нит­ном поле

4)  вза­и­мо­дей­ствие по­сто­ян­но­го маг­ни­та и про­вод­ни­ка с током

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
  
14.  
i

Элек­три­че­ский утюг

В элек­три­че­ском утюге есть не­сколь­ко ос­нов­ных узлов. На­гре­ва­тель­ный эле­мент вы­пол­нен в виде ни­хро­мо­вой спи­ра­ли внут­ри ке­ра­ми­че­ских колец. Элек­три­че­ский ток на­гре­ва­ет спи­раль, а от неё тепло пе­ре­даётся глад­кой по­дош­ве из не­ржа­ве­ю­щей стали, по­верх­ность ко­то­рой рав­но­мер­но про­гре­ва­ет­ся до тем­пе­ра­ту­ры, за­да­ва­е­мой тер­мо­ста­том. Тер­мо­стат уста­нав­ли­ва­ет ре­жи­мы гла­же­ния для раз­ных ма­те­ри­а­лов  — от ней­ло­на до льна. Утюг оснащён си­сте­мой по­да­чи пара, ко­то­рой управ­ля­ют с по­мо­щью кно­пок на ручке утюга: одна от­ве­ча­ет за по­да­чу струи го­ря­че­го влаж­но­го воз­ду­ха через от­вер­стия в по­дош­ве, дру­гая  — за раз­брыз­ги­ва­ние воды. Утюг рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В, по­треб­ля­е­мая мощ­ность со­став­ля­ет 2 кВт при по­да­че пара 40 г/мин.

 

 

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  Не­об­хо­ди­мо вклю­чать утюг в элек­три­че­скую сеть с за­зем­ле­ни­ем.

2.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать утюг в сеть влаж­ны­ми ру­ка­ми.

3.  При пе­ре­ры­вах в ра­бо­те утюг не­об­хо­ди­мо ста­вить на тер­мо­изо­ля­ци­он­ную под­став­ку.

4.  Не­об­хо­ди­мо сле­дить за тем, чтобы го­ря­чая по­дош­ва утюга не ка­са­лась элек­три­че­ско­го шнура.

5.  При глаж­ке не сле­ду­ет обиль­но сма­чи­вать ма­те­ри­ал водой.

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния элек­три­че­ско­го утюга и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

Зачем не­об­хо­дим ава­рий­ный тер­мо­дат­чик?

15.  
i

Элек­три­че­ский утюг

В элек­три­че­ском утюге есть не­сколь­ко ос­нов­ных узлов. На­гре­ва­тель­ный эле­мент вы­пол­нен в виде ни­хро­мо­вой спи­ра­ли внут­ри ке­ра­ми­че­ских колец. Элек­три­че­ский ток на­гре­ва­ет спи­раль, а от неё тепло пе­ре­даётся глад­кой по­дош­ве из не­ржа­ве­ю­щей стали, по­верх­ность ко­то­рой рав­но­мер­но про­гре­ва­ет­ся до тем­пе­ра­ту­ры, за­да­ва­е­мой тер­мо­ста­том. Тер­мо­стат уста­нав­ли­ва­ет ре­жи­мы гла­же­ния для раз­ных ма­те­ри­а­лов  — от ней­ло­на до льна. Утюг оснащён си­сте­мой по­да­чи пара, ко­то­рой управ­ля­ют с по­мо­щью кно­пок на ручке утюга: одна от­ве­ча­ет за по­да­чу струи го­ря­че­го влаж­но­го воз­ду­ха через от­вер­стия в по­дош­ве, дру­гая  — за раз­брыз­ги­ва­ние воды. Утюг рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В, по­треб­ля­е­мая мощ­ность со­став­ля­ет 2 кВт при по­да­че пара 40 г/мин.

 

 

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  Не­об­хо­ди­мо вклю­чать утюг в элек­три­че­скую сеть с за­зем­ле­ни­ем.

2.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать утюг в сеть влаж­ны­ми ру­ка­ми.

3.  При пе­ре­ры­вах в ра­бо­те утюг не­об­хо­ди­мо ста­вить на тер­мо­изо­ля­ци­он­ную под­став­ку.

4.  Не­об­хо­ди­мо сле­дить за тем, чтобы го­ря­чая по­дош­ва утюга не ка­са­лась элек­три­че­ско­го шнура.

5.  При глаж­ке не сле­ду­ет обиль­но сма­чи­вать ма­те­ри­ал водой.

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния элек­три­че­ско­го утюга и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му при пе­ре­ры­вах в ра­бо­те утюг ста­вят на тер­мо­изо­ли­ру­ю­щую под­став­ку?

16.  
i

Ветер и из­ме­ре­ние его ско­ро­сти

Поток воз­ду­ха, ко­то­рый дви­жет­ся па­рал­лель­но зем­ной по­верх­но­сти, мы на­зы­ва­ем вет­ром. Он воз­ни­ка­ет вслед­ствие не­рав­но­мер­но­го рас­пре­де­ле­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния и на­прав­лен от зоны вы­со­ко­го дав­ле­ния к зоне низ­ко­го дав­ле­ния. Глав­ной при­чи­ной воз­ник­но­ве­ния вет­ров на Земле яв­ля­ет­ся раз­ни­ца в тем­пе­ра­ту­ре и плот­но­сти воз­ду­ха над раз­ны­ми об­ла­стя­ми её по­верх­но­сти. Вслед­ствие не­пре­рыв­но­го из­ме­не­ния дав­ле­ния во вре­ме­ни и в про­стран­стве ско­рость и на­прав­ле­ние ветра также по­сто­ян­но ме­ня­ют­ся.

Ско­рость ветра на ме­тео­стан­ци­ях боль­шин­ства стран мира из­ме­ря­ют на вы­со­те 10 м над уров­нем земли и усред­ня­ют за 10 мин. Про­стым устрой­ством для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния ветра яв­ля­ет­ся флю­гер. При­бо­ра­ми, пред­на­зна­чен­ны­ми для из­ме­ре­ния ско­ро­сти ветра, слу­жат раз­но­об­раз­ные ане­мо­мет­ры, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся чаши или про­пел­ле­ры, спо­соб­ные вра­щать­ся. Флю­гер-ане­мо­метр Г.-И. Виль­да  — про­стей­ший при­бор, поз­во­ля­ю­щий од­но­вре­мен­но опре­де­лить на­прав­ле­ние и ско­рость ветра. О силе ветра или его ско­ро­сти судят по от­кло­не­нию вет­ро­вой доски. От­кло­не­ние вет­ро­вой доски под дей­стви­ем ветра за­ме­ча­ют по но­ме­ру штиф­та (рис. 2). На рис. 1 пред­став­ле­ны зна­че­ния для от­кло­не­ний доски раз­ме­ром 150 мм × 300 мм и мас­сой 200 г.

 

 

Какой дует ветер, уме­рен­ный или очень креп­кий, важно знать не толь­ко мо­ря­кам, иду­щим под па­ру­сом, но и всем жи­те­лям Земли. Так, МЧС круп­ных го­ро­дов пре­ду­пре­жда­ет об опас­но­сти на­хож­де­ния в силь­ный ветер под ре­клам­ны­ми щи­та­ми, по­то­му что ветер спо­со­бен по­ва­лить такой щит.

Си­ло­вое воз­дей­ствие по­то­ка воз­ду­ха плот­но­стью ρ про­пор­ци­о­наль­но ди­на­ми­че­ско­му дав­ле­нию: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \rho v в квад­ра­те . Так в аэро­ди­на­ми­ке на­зы­ва­ют удель­ную ки­не­ти­че­скую энер­гию воз­душ­но­го по­то­ка. Но ветер тор­мо­зит­ся пря­мо­уголь­ным щитом пло­ща­дью S и об­те­ка­ет его. По­это­му ин­же­не­ры пред­ла­га­ют для та­ко­го щита рас­счи­ты­вать силу дав­ле­ния ветра по фор­му­ле F = 0,9 S \rho v в квад­ра­те . Оче­вид­но, что если ветер уси­ли­ва­ет­ся от лёгкого до уме­рен­но­го, то сила дав­ле­ния может воз­рас­ти в 10 раз. Зная ско­рость ветра, можно рас­счи­тать силу дав­ле­ния, мак­си­маль­ный опро­ки­ды­ва­ю­щий мо­мент, дей­ству­ю­щий на щит, а зна­чит, и тре­бу­е­мую проч­ность кре­пе­жа кон­струк­ции.

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова, ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

По­ка­за­ния флю­ге­ра Виль­да, изоб­ражённого на рис. 2, го­во­рят о том, что ветер дует ___________ до ________________________ по шкале Бо­фор­та.

 

В ответ за­пи­ши­те слова (со­че­та­ния слов) по по­ряд­ку, без до­пол­ни­тель­ных сим­во­лов.

17.  
i

Ветер и из­ме­ре­ние его ско­ро­сти

Поток воз­ду­ха, ко­то­рый дви­жет­ся па­рал­лель­но зем­ной по­верх­но­сти, мы на­зы­ва­ем вет­ром. Он воз­ни­ка­ет вслед­ствие не­рав­но­мер­но­го рас­пре­де­ле­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния и на­прав­лен от зоны вы­со­ко­го дав­ле­ния к зоне низ­ко­го дав­ле­ния. Глав­ной при­чи­ной воз­ник­но­ве­ния вет­ров на Земле яв­ля­ет­ся раз­ни­ца в тем­пе­ра­ту­ре и плот­но­сти воз­ду­ха над раз­ны­ми об­ла­стя­ми её по­верх­но­сти. Вслед­ствие не­пре­рыв­но­го из­ме­не­ния дав­ле­ния во вре­ме­ни и в про­стран­стве ско­рость и на­прав­ле­ние ветра также по­сто­ян­но ме­ня­ют­ся.

Ско­рость ветра на ме­тео­стан­ци­ях боль­шин­ства стран мира из­ме­ря­ют на вы­со­те 10 м над уров­нем земли и усред­ня­ют за 10 мин. Про­стым устрой­ством для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния ветра яв­ля­ет­ся флю­гер. При­бо­ра­ми, пред­на­зна­чен­ны­ми для из­ме­ре­ния ско­ро­сти ветра, слу­жат раз­но­об­раз­ные ане­мо­мет­ры, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся чаши или про­пел­ле­ры, спо­соб­ные вра­щать­ся. Флю­гер-ане­мо­метр Г.-И. Виль­да  — про­стей­ший при­бор, поз­во­ля­ю­щий од­но­вре­мен­но опре­де­лить на­прав­ле­ние и ско­рость ветра. О силе ветра или его ско­ро­сти судят по от­кло­не­нию вет­ро­вой доски. От­кло­не­ние вет­ро­вой доски под дей­стви­ем ветра за­ме­ча­ют по но­ме­ру штиф­та (рис. 2). На рис. 1 пред­став­ле­ны зна­че­ния для от­кло­не­ний доски раз­ме­ром 150 мм × 300 мм и мас­сой 200 г.

 

 

Какой дует ветер, уме­рен­ный или очень креп­кий, важно знать не толь­ко мо­ря­кам, иду­щим под па­ру­сом, но и всем жи­те­лям Земли. Так, МЧС круп­ных го­ро­дов пре­ду­пре­жда­ет об опас­но­сти на­хож­де­ния в силь­ный ветер под ре­клам­ны­ми щи­та­ми, по­то­му что ветер спо­со­бен по­ва­лить такой щит.

Си­ло­вое воз­дей­ствие по­то­ка воз­ду­ха плот­но­стью ρ про­пор­ци­о­наль­но ди­на­ми­че­ско­му дав­ле­нию: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \rho v в квад­ра­те . Так в аэро­ди­на­ми­ке на­зы­ва­ют удель­ную ки­не­ти­че­скую энер­гию воз­душ­но­го по­то­ка. Но ветер тор­мо­зит­ся пря­мо­уголь­ным щитом пло­ща­дью S и об­те­ка­ет его. По­это­му ин­же­не­ры пред­ла­га­ют для та­ко­го щита рас­счи­ты­вать силу дав­ле­ния ветра по фор­му­ле F = 0,9 S \rho v в квад­ра­те . Оче­вид­но, что если ветер уси­ли­ва­ет­ся от лёгкого до уме­рен­но­го, то сила дав­ле­ния может воз­рас­ти в 10 раз. Зная ско­рость ветра, можно рас­счи­тать силу дав­ле­ния, мак­си­маль­ный опро­ки­ды­ва­ю­щий мо­мент, дей­ству­ю­щий на щит, а зна­чит, и тре­бу­е­мую проч­ность кре­пе­жа кон­струк­ции.

Вет­ро­вую доску флю­ге­ра Виль­да за­кре­пи­ли. С какой силой на неё давит ветер, ду­ю­щий со ско­ро­стью 14 м/с? Плот­ность воз­ду­ха со­став­ля­ет 1,22 кг/м3, ответ при­ве­ди­те в нью­то­нах и округ­ли­те до де­ся­тых.

18.  
i

Ветер и из­ме­ре­ние его ско­ро­сти

Поток воз­ду­ха, ко­то­рый дви­жет­ся па­рал­лель­но зем­ной по­верх­но­сти, мы на­зы­ва­ем вет­ром. Он воз­ни­ка­ет вслед­ствие не­рав­но­мер­но­го рас­пре­де­ле­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния и на­прав­лен от зоны вы­со­ко­го дав­ле­ния к зоне низ­ко­го дав­ле­ния. Глав­ной при­чи­ной воз­ник­но­ве­ния вет­ров на Земле яв­ля­ет­ся раз­ни­ца в тем­пе­ра­ту­ре и плот­но­сти воз­ду­ха над раз­ны­ми об­ла­стя­ми её по­верх­но­сти. Вслед­ствие не­пре­рыв­но­го из­ме­не­ния дав­ле­ния во вре­ме­ни и в про­стран­стве ско­рость и на­прав­ле­ние ветра также по­сто­ян­но ме­ня­ют­ся.

Ско­рость ветра на ме­тео­стан­ци­ях боль­шин­ства стран мира из­ме­ря­ют на вы­со­те 10 м над уров­нем земли и усред­ня­ют за 10 мин. Про­стым устрой­ством для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния ветра яв­ля­ет­ся флю­гер. При­бо­ра­ми, пред­на­зна­чен­ны­ми для из­ме­ре­ния ско­ро­сти ветра, слу­жат раз­но­об­раз­ные ане­мо­мет­ры, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся чаши или про­пел­ле­ры, спо­соб­ные вра­щать­ся. Флю­гер-ане­мо­метр Г.-И. Виль­да  — про­стей­ший при­бор, поз­во­ля­ю­щий од­но­вре­мен­но опре­де­лить на­прав­ле­ние и ско­рость ветра. О силе ветра или его ско­ро­сти судят по от­кло­не­нию вет­ро­вой доски. От­кло­не­ние вет­ро­вой доски под дей­стви­ем ветра за­ме­ча­ют по но­ме­ру штиф­та (рис. 2). На рис. 1 пред­став­ле­ны зна­че­ния для от­кло­не­ний доски раз­ме­ром 150 мм × 300 мм и мас­сой 200 г.

 

 

Какой дует ветер, уме­рен­ный или очень креп­кий, важно знать не толь­ко мо­ря­кам, иду­щим под па­ру­сом, но и всем жи­те­лям Земли. Так, МЧС круп­ных го­ро­дов пре­ду­пре­жда­ет об опас­но­сти на­хож­де­ния в силь­ный ветер под ре­клам­ны­ми щи­та­ми, по­то­му что ветер спо­со­бен по­ва­лить такой щит.

Си­ло­вое воз­дей­ствие по­то­ка воз­ду­ха плот­но­стью ρ про­пор­ци­о­наль­но ди­на­ми­че­ско­му дав­ле­нию: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \rho v в квад­ра­те . Так в аэро­ди­на­ми­ке на­зы­ва­ют удель­ную ки­не­ти­че­скую энер­гию воз­душ­но­го по­то­ка. Но ветер тор­мо­зит­ся пря­мо­уголь­ным щитом пло­ща­дью S и об­те­ка­ет его. По­это­му ин­же­не­ры пред­ла­га­ют для та­ко­го щита рас­счи­ты­вать силу дав­ле­ния ветра по фор­му­ле F = 0,9 S \rho v в квад­ра­те . Оче­вид­но, что если ветер уси­ли­ва­ет­ся от лёгкого до уме­рен­но­го, то сила дав­ле­ния может воз­рас­ти в 10 раз. Зная ско­рость ветра, можно рас­счи­тать силу дав­ле­ния, мак­си­маль­ный опро­ки­ды­ва­ю­щий мо­мент, дей­ству­ю­щий на щит, а зна­чит, и тре­бу­е­мую проч­ность кре­пе­жа кон­струк­ции.

Уров­ней по­год­ной опас­но­сти, раз­ли­ча­е­мых по цве­там, вы­де­ля­ют (от без­опас­но­го к опас­но­му) че­ты­ре: зелёный, жёлтый, оран­же­вый и крас­ный. Ско­рость ветра  — один из па­ра­мет­ров, ха­рак­те­ри­зу­ю­щих этот уро­вень. В Москве в 2018 г. объ­яв­ля­ли «жёлтый» уро­вень опас­но­сти при уси­ле­нии ветра до 12 м/с, при ско­ро­сти 5—10 м/с с по­ры­ва­ми до 15 м/с. При ветре 13—18 м/с, а также 12—15 м/с с по­ры­ва­ми до 20 м/с объ­яв­ля­ли «оран­же­вый» уро­вень. Будет ли объ­яв­лен «жёлтый» уро­вень опас­но­сти в Москве, если по шкале Бо­фор­та дует све­жий по­ры­ви­стый ветер? Ответ обос­нуй­те.