Форма записи физических величин
Задания теста помогут освоить навык корректной записи физических величин, необходимый для понимания условия задач и правильного пользования справочными таблицами.
Задание 1
Лазерный дальномер - современное устройство для определения расстояний при помощи лазерного луча. Прибор генерирует короткий мощный импульс - луч, который распространяется в атмосфере, а затем отражается от тела, расстояние до которого нужно измерить. Для точного определения расстояния нужно знать скорость света, оптические свойства воздуха, в котором распространяется луч, а также время, за которое луч доходит до цели и возвращается обратно. Несмотря на высокую точность прибора, измерить расстояние без погрешности невозможно. Основная причина возникновения погрешности заключается в том, что импульс имеет конечную длительность. С помощью лазерного дальномера измерили длину проспекта. Результат измерения оказался равным 1428 м. Погрешность измерения составила 3,9632 м. Как правильно округлить это значение?
Задание 2
Толщину проволоки можно измерить непосредственно, с помощью измерительного прибора - микрометра. Идея прибора возникла в 16 веке, когда он использовался в пушечных прицельных механизмах. Действие микрометра основано на перемещении винта при его вращении на неподвижной гайке. Поскольку перемещение винта прямопропорционально углу его поворота, необходимо измерить угол поворота как можно точнее. Современный микрометр имеет две шкалы: одна для счёта целых оборотов, другая - для счёта долей оборота. Диаметр D проволоки для намотки катушки измеряли многократно, после чего вычислили его среднее значение D = 0,00026489 м. Погрешность этого измерения составила 0,000005 м. Как нужно округлить результат измерения с учётом погрешности?
Задание 3
Сопоставьте обозначение десятичной приставки и множитель, который она обозначает.
Задание 4
На нас с неба постоянно сыплется поток различных элементарных частиц. В верхних слоях атмосферы космические лучи сталкиваются с ядрами атомов и рождают частицу под названием пион. Пион может существовать в течение несколько наносекунд, после чего распадается, порождая мюон - частицу, которая живет гораздо дольше. Среднее время жизни мюона (в системе отсчета, где он покоится) t = 0,0000022 c. Из всех элементарных частиц только свободный нейтрон живет дольше мюона. Выразите время жизни мюона (в системе отсчета, где он покоится) в микросекундах. В поле ответа запишите число с точностью до десятых без единиц измерения.
Задание 5
Эвглена зелёная - микроскопический одноклеточный организм, размером порядка десяти микрон. Эвглена обитает в пресных, сильно загрязнённых водоёмах, в которых растворено большое количество органических веществ. Именно из-за размножения эвглены вода часто приобретает зелёный оттенок. Передвигается эвглена при помощи жгутика: он ввинчивается в воду, а сама клетка при этом поворачивается в другую сторону. Скорость эвглены зелёной составляет в среднем v = 0,000180 м/с. Выразите её в микрометрах в секунду. В поле ответа запишите число без указания размерности.
Задание 6
Давление воды на дно Марианской впадины составляет приблизительно 108600000 Па, что почти в 1000 раз больше атмосферного давления. Выразите это значение в гигапаскалях, округлив результат до сотых. В поле ответа запишите число без указания размерности.
Задание 7
Датчик положения позволяет определить расстояние до изучаемого объекта по времени полета луча, генерируемого датчиком. При помощи такого датчика можно измерить период колебаний пружинного маятника - наименьший промежуток времени, за который маятник совершает одно полное колебание. При помощи датчика положения получили значение периода Т = 0,0764 с. При этом погрешность измерения составила ΔТ = 0,00614 с. Округлите в соответствии с правилами результат и погрешность. Ответ выразите в секундах. В поле ответа результат запишите без разделителя и без указания размерности (время падения, затем без пробела и других знаков значение погрешности). Указание: Сначала до первой значащей цифры округляется погрешность . В нашем случае первая значащая цифра погрешности стоит в разряде тысячных (в разрядах десятых и сотых стоят нули, которые не являются значащими цифрами). Затем округляется результат до того же разряда, до которого была округлена погрешность.
Задание 8
Саяно-Шушенская гидроэлектростанция — крупнейшая по установленной мощности электростанция России. Расположена на реке Енисей, на границе между Красноярским краем и Хакасией. Электрическая мощность станции приблизительно равна 6400000000 Вт, что соответствует мощности 3,2 миллионов электрических чайников. Выразите значение мощности ГЭС в мегаваттах. В поле ответа запишите число без указания размерности.
Задание 9
Скорость работы компьютера зависит от тактовой частоты процессора. Говоря упрощенно, эта величина определяет количество арифметических операций, которое процессор выполняет за одну секунду. Помимо тактовой частоты, на быстродействие компьютера влияет архитектура процессора: в современных компьютерах обработка команд происходит более эффективно, и для их выполнения требуется меньшее количество арифметических операций. Тактовая частота процессора Intel core i3 достигает 3300000000 Гц, что означает обработку более, чем трёх миллиардов "тактов" (операций) в секунду. Выразите частоту процессора в гигагерцах. В поле ответа запишите число с точностью до десятых без указания размерности.
Задание 10
В ХХ веке ученые обрели новое совершенное устройство изучения химического состава и микрорельефа поверхности материалов - атомно-силовой микроскоп (АСМ). Его принцип действия основан на измерении силы Ван-дер-Ваальса - силы притяжения алмазного зонда и атома, находящегося на поверхности изучаемого материала. Разумеется, эту силу нельзя измерить непосредственно, поэтому сила Ван-дер-Ваальса, действующая на зонд, вызывает деформацию микромеханического датчика в АСМ, которая, в свою очередь, передаётся на пьезоэлемент. В пьезоэлементе механическое напряжение превращается в электрическое поле, которое можно измерить непосредственно, и по величине которого можно найти силу Ван-дер-Ваальса. Размер одной молекулы воды, найденный с помощью АСМ, равен примерно 0,00000000028 м. Выразите это значение в нанометрах. В поле ответов запишите значение с точностью до сотых без указания размерности.