Задача 2. Как бы изменилась орбитальная скорость луны и период её обращения вокруг Земли, если бы масса Земли была в 4 раза меньше её истинного значения? Радиус орбиты Луны считать неизменным.
Дано:
R1 = R2 = R
Найти:
Решение:
По формуле орбитальная скорость Луны , где:
m3 – масса Земли;
R3 – радиус Земли;
q – ускорение.
скорость уменьшится в два раза.
По формуле период обращения Луны
период обращения Луны вокруг Земли увеличится в два раза.
Задача 12. Два точечных заряда 30 нКл и -10 нКл находятся в воздухе на расстоянии 5 см друг от друга. Определить напряжённость и потенциал поля, создаваемого этими зарядами, в точке, удалённой на 3 см от положительного заряда и на 8 см от отрицательного заряда.
Дано:
q1 = 30 нКл = 30*10-9 Кл
q2 = -10 нКл = -10*10-9 кЛ
l = 5 см = 0,05 м
L1 = 3 см = 0,03 м
L2 = 8 см = 0,08 м
Найти:
Е = ?
= ?
Решение:
Напряжённость в точке А1
ЕА = ЕА1* ЕА2 cos (ЕА1*ЕА2)
ЕА1 =
ЕА2 =
cos (ЕА1*ЕА2) =
= 396817 В/м.
Потенциал поля:
Задача 22. По двум бесконечно длинным параллельным проводам, расположенным на расстоянии 10 см друг от друга, текут токи силой 0,5 и 1 А. Токи имеют одинаковое направление. Найти магнитную индукцию в точке, удалённой на расстоянии 5 см от каждого проводника.
Дано:
l = 10 см = 0,1 м
I1 = 0,5
I2 = 1 А
L = 5 см = 0,05 м
Найти:
В = ?
Решение:
По формуле магнитная индукция:
В =
Распределённая по проводнику сила:
F = L0*I1*I2*L / 2
, где:
L – расстояние от точки до проводников;
l – расстоянии между проводниками;
- угол между направлением индукции магнитного поля и проводником
мТл.
Задача 32. Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов 100 В и, влетев в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл, стала двигаться по дуге окружности радиусом 1 см. Определить отношение заряда частицы к её массе.
Дано:
U = 100 B
B = 0,1 Тл
R = 1 см = 0,01 м
Найти:
Решение:
В однородном магнитном поле частица приобретает энергию :
m – масса частиц;
V – скорость движения частиц;
е – заряд частицы;
U – разность потенциалов.
U = (*)
Скорость движения частицы:
V =
(*) после подстановки будет иметь вид:
U =
.
Задача 42. Протон и электрон, двигаясь из состояния покоя, прошли ускоряющую разность потенциалов 10 МВ. Найти отношение масс ускоренного протона и электрона.
Дано:
U2 – U1 = 10 МВ = 10*106 В
Найти:
Решение:
Разность потенциалов:
U = k *
m =
Найдём отношение масс протона и электрона (m1 и m2).
масса протона в 10 раз больше массы электрона.
Задача 52. На мыльную плёнку, показатель преломления которой n = 1,3 нормально падает пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине плёнки отражённый свет с длиной волн 550 нМ окажется максимально усиленным в результате интерференции.
Дано:
n = 1,3
= 550 нМ = 550*10-9 м
Решение:
Длина волны:
толщина плёнки d = .
Из условия интерференции следует:
L = 2
Задача 62. Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно чёрного тела, если максимум испускательной способности переместится с красной границы видимого спектра на фиолетовую? Длина волны 780 нМ для красного света и 390 нМ – для фиолетового.
Дано:
= 780 нМ = 780*10-9 м
= 390 нМ = 390*10-9 м
Найти:
Решение:
Изменение потока излучения – величина, равная значению разности фаз:
поток излучения увеличится на 2400*104%
Задача 72. Определить длину волны де Бройля для электрона, если его кинетическая энергия равна удвоенному значению энергии покоя.
Дано:
Найти:
Решение:
Длина волны де Бройля:
где:
h – постоянная планка;
р – импульс электрона.
Импульс электрона:
Энергия покоя электрона:
Е1 = 5,97*10-18 дж
с = 3*108 м/с
h = 6,63*10-34 дж/с
длина волны де Бройля:
Ответ: 1,666*10-8 м.