Задачи. Во сколько раз плотность земного вещества отличается от средней плотности лунного вещества? Считать, что радиус

  • ID: 41961 
  • 6 страниц

Фрагмент работы:

Задача 5

Во сколько раз плотность земного вещества отличается от средней плотности лунного вещества? Считать, что радиус Земли в 3,9 раз больше радиуса Луны, а вес тела на Луне в 6 раз меньше веса тела на Земле.

Решение:

Вес тела определяется выражением

Где - масса тела, - ускорение свободного падения, следовательно

По закону всемирного тяготения

Где - гравитационная постоянная.

Считая Землю и Луну шарами, масса их определяется выражением

Откуда

Ответ:

Задача 15

Два одноименных точечных заряда расположены на расстоянии 5 см друг от друга. Величина каждого заряда 10 нКл. Найти напряженность поля в точке, удаленной на расстояние 2,5 см от каждого заряда.

Решение:

Напряженность поля точечного заряда определяется выражением

Так как

Так как точка, в которой необходимо найти напряженность одинаково отдалена от каждого из зарядов и расстояние равно половине расстояния между зарядами, эта точка находится посередине между зарядами.

Ответ:

Задача 25

Два длинных прямолинейных параллельных проводника сопротивлением 1,45 Ом каждый соединены параллельно и подключены к источнику с э.д.с. 2,65 В и внутренним сопротивлением 0,18 Ом. Найдите индукцию магнитного поля посередине между проводниками.

Решение:

Магнитное поле прямого тока

Где - магнитная постоянная, - расстояние до точки, где вычисляется поле. Так как проводники соединены параллельно, их общее сопротивление

По закону Ома ток через проводники

Силовые линии магнитного поля имеют вид концентрических окружностей с центром в месте расположения проводника. Причем направление определяется правилом буравчика:

Результирующее поле равно векторной сумме полей от каждого из проводников. Как видно из рисунка поля направлены противоположно, откуда

Так как токи через проводники равны, а точка, где определяется магнитное поле находится посередине, следовательно

Ответ:

Задача 35

Протон прошел ускоряющую разность потенциалов 300 В и влетел в однородное магнитное поле (В = 20 мТл) под углом 30 градусов к линиям магнитной индукции. Определить радиус винтовой линии, по которой будет двигаться протон в магнитном поле.

Решение:

Из закона сохранения энергии, протон, пройдя разность потенциалов приобретет скорость:

Где - заряд протона, - масса протона. На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле будет действовать сила Лоренца. В общем случае, частица под действием этой силы движется по винтовой линии с параметрами

Ответ:

Задача 45

Линейка длиной 1 м движется в направлении своей длины с такой скорость, что масса линейки в 2 раза превышает ее массу покоя. Какую длину линейки зарегистрирует наблюдатель, мимо которого движется такая линейка?

Решение:

При движении с большой скоростью, масса тела изменяется согласно формуле

Лоренцево сокращение длины при движении с релятивистской скоростью

Ответ:

Задача 55

Определить наименьшую толщину глицериновой пленки, показатель преломления которой равен 1,47, если при освещении ее белым светом, падающим под углом 45 градусов, она в отраженном свете кажется красной. Длина волны красного света 630 нм.

Решение:

Условие максимума отражения:

Где m = 0, 1, 2…, Δ – оптическая разность хода.

Для приведенного рисунка разность хода

Половина соответствующей длины волны вычтена, так как при отражении от оптически более плотной среды фаза волны изменяется на π.

Минимальная длина соответствует

Из закона преломления

Откуда

Ответ:

Задача 65

Кванты света с энергией 4,9 эВ вырывают фотоэлектроны из металла, работа выхода которого 4,5 эВ. Найти максимальную скорость вылетающих электронов.

Решение:

Из закона сохранения энергии, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

Откуда

Где - масса электрона.

Ответ:

Задача 75

Определить длину волны де Бройля для протона, если его кинетическая энергия равна его энергии покоя.

Решение:

Длина волны де-Бройля для релятивистской частицы определяется выражением

Где - постоянная Планка, - скорость света.

Масса протона - масса протона.

Ответ: