96. Насколько изменится температура Дебая меди и твердого гелия-4 при всестороннем сжатии давлением в 1000 атм? (Предполагается, что выполняется закон Гука.)

97. В сосуде, в котором нужно поддерживать вакуум 10–5 мм рт. ст., имеется маленькое отверстие диаметром 10–2 мм. Определить размер трубки для откачки и мощность вакуумного насоса.

98. Чтобы определить заряд электрона в классических опытах Эренхафта-Милликена, заряженная капелька ртути помещается между горизонтальными пластинами конденсатора. При этом сила тяжести капельки уравновешивалась электрической силой, и это давало возможность определить заряд электрона. Проанализировать, как влияет броуновское движение частиц на точность этих измерений.

99. Определить предельные размеры плоских круглых дисков из железа и алюминия, поверхность которых плохо смачивается водой (толщина дисков много меньше их диаметров).

100. Два запаянных сообщающихся сосуда цилиндрической формы разных диаметров заполнены водой (ртутью). Как распределится количество воды (ртути) между сосудами в невесомости?

101. Рассчитать время исчезновения мыльного пузыря, соединенного с атмосферой через заданный капилляр.

102. Если леска удочки опущена в текучую воду, то кругом наблюдается рисунок из неподвижных капиллярных волн. Объясните, почему такое явление возможно?

103. Коленообразная трубка одним концом присоединена к насосу, который подает воду под постоянным давлением Р. Максимальный расход воды для насоса Q л/с. В горизонтальном колене покоилась сначала пробка массой m, находящаяся на расстоянии l от открытого конца трубки (рис. 4). С какой скоростью она вылетит, если площадь поперечного сечения трубки S, атмосферное давление p0 и трение между трубкой и пробкой пренебрежимо мало?

Рис. 4

104. Определите скорость, с которой распространяется двухмерная волна по натянутой мыльной пленке данной толщины. Оцените диапазон этих скоростей.

105. Найти потенциал в центре металлической заряженной сферы. Заряд сферы q, радиус R.

106. Определить глубину проникновения в земную кору сезонных изменений температуры, используя значение теплопроводности гранита. Вычислить также амплитуду сезонных колебаний температуры на дне озера Байкал.

107. Изолированный медный шарик заданного радиуса, покрытый известным количеством полония, помещен в вакуум. Благодаря вылету α-частиц он приобретает заряд. Определить нарастание потенциала со временем и его предельное значение.

108. Изолированная сфера заданных размеров из металлического цезия помещена в вакуум, освещается с одной стороны дневным светом и заряжается благодаря фотоэффекту. Оценить изменение ее потенциала со временем.

109. На рис. 5 изображена капельная электростатическая машина. Из трубки в полый изолированный металлический шар падают капли воды, заряженные до определенного потенциала. Определить предельный потенциал, до которого заряжается шар в зависимости от высоты падения капли.

Рис. 5

110. Свободный мыльный пузырь наэлектризован до предельно возможного потенциала, ограниченного пробивной прочностью окружающего воздуха. Как и на сколько изменился его радиус?

111. Часы, работающие на радиоактивной энергии, состоят из некоторого количества радиоактивного вещества, помещенного на стержне лепесткового электроскопа. Благодаря радиоактивному излучению и потере заряда, электроскоп непрерывно заряжается и лепестки отклоняются. Достигнув некоторого угла, лепестки касаются заземленного контакта и падают в начальное положение. Рассчитать конструкцию таких часов с периодом колебания 1 мин. Оценить возможную точность таких часов.

112. Металлический цилиндрик заданных размеров совершает продольные механические качания с частотой ω. Приняв, что электроны свободно движутся в металле, подсчитать, какие заряды возникнут на концах цилиндра. Также подсчитать, какие заряды возникнут на концах такого же стержня, если он сделан из изолятора, у которого диэлектрическая постоянная равна ε?

113. Пластина из диэлектрика находится в однородном электрическом поле. Определить момент сил, действующих на пластинку.

114. Горизонтальные пластины плоского конденсатора присоединены к батарее с постоянной ЭДС Σ. Заряженный шарик, находящийся между пластинками, висит в поле тяжести. Как он будет двигаться после изменения расстояния между пластинами?

115. Почему для получения больших мощностей на практике пользуются электромагнитными, а не электрофорными машинами?

116. Если один конец провода имеет положительный потенциал, а другой отрицательный, то по проводнику обязательно идет ток от плюса к минусу. Почему же не горит лампочка в разомкнутой цепи, показанной на рис. 6?

Рис. 6

117. Чем ограничивается чувствительность струнного электрометра и какова она?

118. Проанализируйте возможность опыта по обнаружению взаимодействия электрона с гравитационным полем Земли.

119. Электрические измерительные тепловые приборы часто делаются, как показано на схеме (рис. 7). По натянутой тонкой проволоке а-б пропускается измеряемый ток. Проволока нагревается и удлиняется и под влиянием пружины прогибается. Нитка к пружине переброшена через цилиндрик, скрепленный с показателем прибора. Найти связь между отклонением стрелки и силой тока. Оценить условие наибольшей чувствительности такого прибора для данной силы тока.

Рис. 7

120. Лампочка накаливания питается переменным током. Как меняется во времени температура ее нити? Оценить зависимость колебаний температуры нити от толщины нити, материала и т. д.

121. Обычная 50-ваттная лампа накаливания питается переменным током от сети. Оценить амплитуду колебаний интенсивности света в видимой области спектра, если баллон лампы наполнен аргоном.

122. Мостик Уитстона работает на постоянном токе и уравновешен. Через одну из его ветвей пропускают переменный ток. Разберите, как это скажется на равновесии мостика, если переменный ток такой силы, что нарушается закон Ома?

123. На электростанции, питающей электроэнергией несколько домов, по ошибке поменяли местами амперметр и вольтметр и после этого включили генератор. Что произошло на электростанции?

124. Электрон в вакууме в магнитном поле описывает круговую орбиту. На некоторой части пути помещены две сетки, имеющие некоторую разность потенциалов, так, чтобы каждый раз, когда электрон проходит между сетками, его скорость менялась. При каких условиях она будет непрерывно нарастать?

125. Если двигать горизонтальный проводник перпендикулярно его длине, то благодаря существованию земного магнитного поля на концах проводника возникает разность потенциалов. Вычислите ее и разберите вопрос, нельзя ли на практике использовать это явление для определения скорости движения самолетов, судов и спутников относительно Земли.

126. Спутник движется в земном магнитном поле. Какие электромагнитные явления могут при этом происходить? Опишите и оцените величину этих явлений, считая магнитное поле Земли таким, как у равномерно намагниченного шара.

127. Опишите, какие электрические явления вызывает земное магнитное поле при течении воды в реках, когда вода имеет электрическую проводимость.

128. Предлагается следующий метод изучения скоростей в текучей жидкости: жидкость делается проводящей при помощи примесей и течение осуществляется в магнитном поле. В точке, где определяется скорость, вставляют зонд из двух проводников и между ними наблюдают разность потенциалов. Разберите вопрос практического осуществления такого метода.

129. Через тонкую проволочку диаметром d пропускают импульс тока силой I. Через время t проволочка разрушится. Вычислить магнитное поле и оценить, какое наибольшее магнитное поле можно получить таким образом и чему равно время его существования.

130. Между полюсами магнита натянуты две параллельные