text: {"text": [{"text": "<img_0> Пусть $p$ — отношение объема воздуха $V$, перекачиваемого компрессором за длительный промежуток времени $t$, к величине этого промежутка времени: \begin{equation} p=\frac{V}{t}.\tag{1}\end{equation} Электрический мотор-компрессор подключается к источнику постоянного напряжения. Скорость вращения мотора, а вместе с тем и производительность компрессора, зависят от подаваемого на мотор напряжения."}, {"balls": {"number": "A1", "exponent": "4,50"}, "text": "Придумайте и опишите устройство, позволяющее накапливать и измерять объём воздуха, перекачиваемого по трубке компрессором за некоторый интервал времени."}, {"balls": {"number": "A2", "exponent": "2,60"}, "text": "Меняя напряжение, подаваемое на моторчик компрессора, измерьте зависимость производительности компрессора $p$ от частоты вращения вала моторчика $f$. Используйте диапазон напряжений от минимального, при котором моторчик стабильно вращается (около $0.6~В$) до $1.5~В$ включительно."}, {"balls": {"number": "A3", "exponent": "0,90"}, "text": "Постройте график исследованной зависимости. Если описывать зависимость прямой пропорциональностью, определите угловой коэффициент аппроксимирующей прямой."}, {"balls": {"number": "A4", "exponent": "2,00"}, "text": "Кратко объясните, в чем состоит физический смысл углового коэффициента полученного графика. Как связана его величина с параметрами компрессора? Питание компрессора осуществляется с помощью лабораторного блока питания (рис. 2). Для регулировки напряжения на блоке питания присутствуют две ручки « VOLTAGE»: ручки « COARSE» (грубая настройка) и « FINE» (точная настройка). При вращении ручек по часовой стрелке напряжение будет увеличиваться. В данной задаче ручка грубой настройки напряжения « COARSE» должна быть повёрнута до упора против часовой стрелки (в нулевое положение) и при выполнении работы не используется. Для регулировки напряжения используйте только ручку « FINE». <img_1>"}]}
answer: [{"condition": "Придумайте и опишите устройство, позволяющее накапливать и измерять объём воздуха, перекачиваемого по трубке компрессором за некоторый интервал времени. ", "solution": {"text": "Соберем установку, изображенную на рисунке 1. Для этого прикрепим к краю мерного стакана канцелярские клипсы, к основаниям которых подсоединим магниты. В одну из дужек канцелярской клипсы проденем конец выходной трубки компрессора. Наберем в стакан воду и в перевернутом состоянии опустим на дно контейнера с водой. Для того, чтобы стакан держался в таком положении без помощи рук, поставим контейнер на основание штатива. В этом случае магниты будут удерживать стакан."}, "answer": {"answers": ["<img_2>"]}, "number_part": "A1", "exponent_part": "4,50"}, {"condition": "Меняя напряжение, подаваемое на моторчик компрессора, измерьте зависимость производительности компрессора $p$ от частоты вращения вала моторчика $f$. Используйте диапазон напряжений от минимального, при котором моторчик стабильно вращается (около $0.6~В$) до $1.5~В$ включительно. ", "solution": {"text": "Подключим компрессор к питанию и одновременно запустим секундомер. Пузырьки воздуха начнут поступать из трубки в стакан, вытесняя из него воду. Дождемся того момента, когда воздух вытеснит из стакана $V = 250~\text{мл}$ воды, и выключим секундомер. Запишем измеренное секундомером время $t$ в таблицу. Рассчитаем производительность компрессора. Осветим поршень компрессора светом стробоскопа и найдем те частоты, при которых поршень в свете стробоскопа кажется застывшим в одном положении. Выберем из всех таких частот наибольшую. Запишем полученное значение частоты в таблицу. Заметим, что частота работы двигателя компрессора может немного изменяться во время измерений, поэтому может оказаться невозможным полностью остановить видимое положение поршня в свете стробоскопа, тогда выберем частоту вспышек такую, при которой поршень движется с наименьшей скоростью. | $f,\~об/мин$ | $U,\~В$ | $t\_1,\~с$ | $t\_2,\~с$ | $t\_3,\~с$ | $t\_{average},\~с$ | $p,\~мл/с$ | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 3900 | 1\.50 | 8\.00 | 7\.60 | 7\.50 | 7\.69 | 32\.51 | | 3550 | 1\.40 | 8\.50 | 8\.60 | 8\.80 | 8\.63 | 28\.98 | | 3250 | 1\.30 | 9\.10 | 9\.20 | 8\.50 | 8\.93 | 28\.01 | | 3000 | 1\.20 | 9\.80 | 9\.30 | 9\.90 | 9\.67 | 25\.86 | | 2600 | 1\.10 | 10\.20 | 10\.30 | 10\.60 | 10\.35 | 24\.15 | | 2400 | 1\.00 | 11\.60 | 11\.80 | 11\.60 | 11\.66 | 21\.43 | | 2100 | 0\.90 | 12\.40 | 12\.90 | 12\.50 | 12\.62 | 19\.80 | | 1900 | 0\.80 | 14\.40 | 14\.50 | 15\.10 | 14\.67 | 17\.04 | | 1600 | 0\.70 | 18\.70 | 19\.00 | 18\.90 | 18\.88 | 13\.24 | | 1300 | 0\.60 | 23\.30 | 22\.60 | 24\.20 | 23\.37 | 10\.70 |"}, "answer": {"answers": ["Ответ: | $f,\~об/мин$ | $U,\~В$ | $t\_1,\~с$ | $t\_2,\~с$ | $t\_3,\~с$ | $t\_{average},\~с$ | $p,\~мл/с$ | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 3900 | 1\.50 | 8\.00 | 7\.60 | 7\.50 | 7\.69 | 32\.51 | | 3550 | 1\.40 | 8\.50 | 8\.60 | 8\.80 | 8\.63 | 28\.98 | | 3250 | 1\.30 | 9\.10 | 9\.20 | 8\.50 | 8\.93 | 28\.01 | | 3000 | 1\.20 | 9\.80 | 9\.30 | 9\.90 | 9\.67 | 25\.86 | | 2600 | 1\.10 | 10\.20 | 10\.30 | 10\.60 | 10\.35 | 24\.15 | | 2400 | 1\.00 | 11\.60 | 11\.80 | 11\.60 | 11\.66 | 21\.43 | | 2100 | 0\.90 | 12\.40 | 12\.90 | 12\.50 | 12\.62 | 19\.80 | | 1900 | 0\.80 | 14\.40 | 14\.50 | 15\.10 | 14\.67 | 17\.04 | | 1600 | 0\.70 | 18\.70 | 19\.00 | 18\.90 | 18\.88 | 13\.24 | | 1300 | 0\.60 | 23\.30 | 22\.60 | 24\.20 | 23\.37 | 10\.70 | Ответ: $f,~об/мин$$U,~В$$t_1,~с$$t_2,~с$$t_3,~с$$t_{average},~с$$p,~мл/с$39001.508.007.607.507.6932.5135501.408.508.608.808.6328.9832501.309.109.208.508.9328.0130001.209.809.309.909.6725.8626001.1010.2010.3010.6010.3524.1524001.0011.6011.8011.6011.6621.4321000.9012.4012.9012.5012.6219.8019000.8014.4014.5015.1014.6717.0416000.7018.7019.0018.9018.8813.2413000.6023.3022.6024.2023.3710.70"]}, "number_part": "A2", "exponent_part": "2,60"}, {"condition": "Постройте график исследованной зависимости. Если описывать зависимость прямой пропорциональностью, определите угловой коэффициент аппроксимирующей прямой. ", "solution": {"text": ""}, "answer": {"answers": ["<img_3>"]}, "number_part": "A3", "exponent_part": "0,90"}, {"condition": "Кратко объясните, в чем состоит физический смысл углового коэффициента полученного графика. Как связана его величина с параметрами компрессора? ", "solution": {"text": "Видно, что полученная зависимость является прямой пропорциональностью с угловым коэффициентом$$v=0.52 ~\text{мл}.$$"}, "answer": {"answers": ["Ответ: Отношение производительности компрессора к частоте вращения двигателя имеет смысл объема воздуха, перекачиваемого компрессором в ходе одного цикла вращения двигателя. Тот факт, что зависимость является прямой пропорциональностью говорит о, независимости данного объема от частоты вращения двигателя."]}, "number_part": "A4", "exponent_part": "2,00"}]