/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 201
от 06.04.2007, 15:35

Вопрос № 80.479

Уважаемые эксперты! Помогите решить задачу. На нагревание железной прямой призмы истратили 1, 68 Мдж теплоты. Как изменился объем призмы?

Отправлен: 31.03.2007, 20:11 Вопрос задал: Гром Игорь Любомирович (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Сухомлин Кирилл Владимирович Здравствуйте, Гром Игорь Любомирович! Пусть призма имела объем V. Тогда при плотности ρ ее масса равна ρV. Увеличение т-ры ΔT находится из теплового уравнения: Q = cmΔT ΔT = Q/cρV Осталось взять коэффициент теплового объемного расширения k и с помощью него вычислить увеличение объема: ΔV = kΔT = kQ/cρV VΔV = kQ/cρ — вот так изменился объем призмы. --------- Не узнаешь - не попробуешь.

Ответ отправил: Сухомлин Кирилл Владимирович (статус: Специалист) Ответ отправлен: 01.04.2007, 15:29

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Гром Игорь Любомирович! Изменение объёма вычисляется по формуле: V – V0 = V0*(T – T0)*Kv, где V0 – начальный объём, V - конечный объём, T0 – начальная температура, T – конечная температура, Kv - коэффицент объёмного расширения железа. К-во затраченной теплоты: Q = M*(T – T0)*Ut, где M – масса, Ut – удельная теплоёмкость. Масса M = V0*D, где D – плотность. (T – T0) = Q/(M*Ut) = Q/(V0*D*Ut), или, подставляя в первое равенство: V – V0 = Q*Kv/(D*Ut) Коэффицент линейного расширения железа Kl = 1.1*10^(-5) K^-1. Если считать железо изотропным (т.е. обладающим одинаковым коэффицентом линейного расширения во всех направлениях) материалом, то коэффицент объёмного расширения Kv = 3* Kl = 3.3*10^(-5) K^-1. Тогда, учитывая, что для железа D = 7870 кг/м^3, а Ut = 640 Дж/(кг*К): V – V0 = 1.68*10^6*3.3*10^(-5)/(7870*640) = 1.1*10^(-5) м^3 = 11 см^3. Примечание: форма тела при таком подходе не имеет значения; если, указав на форму, автор задачи намекал, что от формы зависят коэффиценты линейного расширения в разных направлениях, то я ничем не могу помочь – такими сведениями не располагаю.

Ответ отправил: SFResid (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 05.04.2007, 11:01

Вопрос № 80.525

Здравствуйте уважаемые эксперты. Объясните, пожалуйста. Заранее благодарю. С уважением Голока. Поставлю по другому вопрос № 80420 (Поляризованный свет задерживается поляризованным стеклом. Будет ли задерживать поляризованное стекло поляризованный свет отражённый от зеркала, от земли, асфальта, бетона.) Предположим есть фонарик приложу на него дихроичную плёнку, что даст поляризованный свет, затем одену очки с дихроичной плёнкой и направлю фонарик на себя, а фонарик прокручу так, чтобы фонарик не ослеплял. Вопрос будет фонарик освещать мне дорогу ночью, когда я буду в очках с дихроичной плёнкой.

Отправлен: 01.04.2007, 11:57 Вопрос задал: Goloka (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: spaar Здравствуйте, Goloka. Такая форма вопроса гораздо удачнее, по-моему. В прошлый раз я, в принципе, на него ответил, написав, что при отражении от земли поляризация сохранится. Вот только ответил неправильно. В описанной ситуации фонарик будет освещать дорогу, но примерно в четыре раза менее ярко, чем без плёнок вообще. Это тусклое освещение почти(!) не будет зависеть от поворота фонарика. Так происходит при рассеянии света. Правильнее говорить, что освещаемая дорога рассеивает свет, а не отражает его. Рассеяние происходит по всем направлениях. Отражение - по закону отражения. Отражать свет могут зеркало, стекло, поверхность воды - любая достаточно гладкая поверхность. При отражении от, например, зеркала поляризация сохранится, и при определённой ориентации фонарика вы отражения не увидите. При повороте фонарика на 90 градусов вы увидите отражение, примерно в два раза (а не в четыре) менее яркое, чем без плёнок вообще. В общем, точно так же, как при направленном на себя фонарике. Что кажется вполне естественным, ведь в зеркале всё отражается, как есть. Для убедительности могу сообщить, что у меня дома есть дихроичные плёнки. И, прочитав Ваш вопрос, я, взяв свой светодиодный велосипедный фонарик (очень яркий), вышенаписанное проверил. --------- Я так боюсь не успеть хотя бы что-то успеть (z)

Ответ отправил: spaar (статус: 5-ый класс) Ответ отправлен: 01.04.2007, 12:47 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: ответ именно тот, который я хотел услышать, особенно, потому что он был проверен на практике, спасибо

Вопрос № 80.540

Здравствуйте эксперты. Такая вот задачка: Угол падения луча на плоское зеркало увеличился на 10 градусов. Определить на сколько увеличился угол между падающим и отраженными лучами Задачка простая, но я не могу понять какие отраженные лучи они имеют ввиду, я знаю что падающий луч отражается, и отражается под тем же углом под каким упал, тоесть угол отражения тоже 10 градусов, но мне кажется это не все, и что значит плоское зеркало, какое условие оно накладывает на задачу

Отправлен: 01.04.2007, 13:44 Вопрос задал: Tribak (статус: Посетитель) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Mystic Здравствуйте, Tribak! Плоское зеркало означает, что падающий пучок света не будет рассеиваться, и что будет всего 1 отраженный луч. Угол падения - угол между лучом и плоскостью !! Неверно, это угол между лучом и нормалью (перпендикуляром) к плоскости. Соответственно и далее в расчете ошибка. [ Alexandre! V. Tchamaev ]. Угол отражения равен углу падения (если построить плоскость, перпендикулярную к плоскости зеркала и содержащую падающий луч, то отраженный луч будет также находиться в этой плоскости). Пусть угол падения равен a. Тогда угол между падающим и отраженным лучами будет равен (180 - 2*a) - следует из геометрии. теперь a увеличили на 10, следовательно угол между лучами будет 2*10 = 20.

Ответ отправил: Mystic (статус: 5-ый класс) Ответ отправлен: 01.04.2007, 13:55 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: В принципе так и думал, просто бывают в условии задач различные вещи которые смущают, хорошо когда можно посоветоваться со специалистом Большое спасибо

Отвечает: Олег Владимирович Здравствуйте, Tribak! Угол падения равен углу отражения при отражении от плоского зеркала. Угол падения есть угол между падающим лучом и перпендикуляром к зеркалу. Угол отражения есть угол между отражённым лучом и перпендикуляром к зеркалу. Угол между падающим и отражённым лучами есть сумма этих двух углов, но так как они равны, он есть удвоенный угол падения. Так что если угол падения увеличится на 10 градусов, угол между лучами увеличится на 20 градусов. --------- Факультет ПМ-ПУ - лучший в СПбГУ!

Ответ отправил: Олег Владимирович (статус: Студент) Ответ отправлен: 01.04.2007, 13:58

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! В данном случае абсолютная величина не указана, указано только, что он увеличился на 10 градусов. Т.к. угол отражения равен углу падения, то он тоже увеличился на 10 градусов, итого угол между падающим и отраженным лучами увеличился на 20 градусов. Вообще, угол между падающим и отраженным лучами всегда в 2 раза больше угла падения/отражения. Что касается плоского зеркала (это обычное зеркало, зеркало заднего вида - выпуклое, у фары - вогнутое, в комнате смеха - самые разные), то это не имеет значения, если луч падает в ту же точку, но чтобы мы об этом не волновались, сказано, что оно плоское.

Ответ отправил: SFResid (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 02.04.2007, 12:02

Вопрос № 80.541

Здравствуйте эксперты, такая задача: Какая планета получит больше лучистой энергии Земля или Юпитер? Во сколько раз? Растояние от Солнца до Юпитера в 5,2 раза больше, чем до Земли, а диаметр Юпитера в 11 раз больше земного Ни разу не слышал про лучистую энергию, поэтому не представляю как решать задачу, помогите пожалуйсто

Отправлен: 01.04.2007, 13:48 Вопрос задал: Tribak (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Сухомлин Кирилл Владимирович Здравствуйте, Tribak! Лучистая энергия — это энергия излучения, исходящего от солнца. Кол-во ее, попадающее на произвольный объект, прямо пропорционально видимому (если смотреть с солнца) размеру этого объекта. Т.е. прямо пропорционально квадрату его радиуса и обратно пропорциональна квадрату расстояния до него. Эти зависимости выводятся из соображений стереометрии и правильного приближения (знания пределов). PS: Я такое определение "лучистая энергия" на самом деле только на ОБЖ слышал, но что это догадаться не сложно. Хотя лично мне название не нравится. --------- Не узнаешь - не попробуешь.

Ответ отправил: Сухомлин Кирилл Владимирович (статус: Специалист) Ответ отправлен: 01.04.2007, 15:06

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! Юпитер: хотя его освещённость, обратно пропорциональная квадрату расстояния от Солнца, меньше, чем у Земли, но площадь, прямо пропорциональная квадрату диаметра, больше. Отношение будет (11/5,2)^2 = 4,475. Лучистая энергия - это энергия, переносимая световыми, тепловыми, ультрафиолетовыми и пр. лучами, т.е. эл-магнитными волнами, интенсивность которых обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника.

Ответ отправил: SFResid (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 02.04.2007, 11:40

Вопрос № 80.543

Здравствуйте эксперты, такая задачка: Вычислить толщину мыльной пленки с показателем преломления 1.33, при которой будет наблюдаться интерференционный миним в отраженном свете. На пленку падает с длинной волны 0.6 мкм под углом 60 градусов Помогите пожалуйста с решение и поясните суть явления

Отправлен: 01.04.2007, 13:51 Вопрос задал: Tribak (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! Интерференционный минимум наблюдается в точках, куда световые волны одной частоты приходят в «противофазе» (т.е. гребни этих волн противоположно направлены) и поэтому друг друга частично или (в редких случаях) полностью гасят. Похожие эффекты можно увидеть, если воспользоваться советом Козьмы Пруткова «бросая в воду камешки, наблюдай круги, ими образуемые...» - закончите сами. Там, куда волны приходят в одной фазе, наблюдается интерференционный максимум. Иными словами (применительно к световым волнам), минимум - это более тёмная область, а максимум - более светлая в сравнении со средним уровнем. На обращённой к источнику света стороне мыльной плёнки происходит интерференция двух световых потоков (лучей): первый сразу отразился, второй проник внутрь плёнки, отразился от границы между мыльной водой и воздухом и, пройдя через плёнку, вернулся обратно. Самый первый минимум мог бы наблюдаться при нулевой толщине мыльной плёнки, потому что у первого луча, который отражается от среды с бОльшим показателем преломления (мыльная вода), чем у той, из которой он пришёл (воздух), происходит (не берусь объяснить, почему - слишком глубокая теория, но это так) «обращение фазы» или «потеря полуволны», в отличие от второго, у которого ситуация обратная - вот и готова «противофаза», но такая плёнка сразу бы лопнула (а вот на стёкла «просветлённой оптики» такую очень тонкую плёнку действительно наносят, чтобы свет от стекла не отражался). Поэтому надо, чтобы второй луч прошёл в мыльной плёнке путь, равный целой длине волны. Геометрическая длина пути в плёнке равна: GDL = s*2/COS(b), где s - толщина мыльной пленки, b - угол преломления; он определяется на основании закона преломления: SIN(a)/SIN(b) = N, где a - угол падения, N - показатель преломления. После подстановок и преобразований получаем: GDL = s*2/SQRT(1 – ((SIN(a))/N)^2). Так как скорость света в плёнке в N раз меньше, чем в вакууме (воздухе), оптическая длина пути в плёнке равна: ODL = GDL*N, т.е. ODL = N*s*2/SQRT(1 – ((SIN(a))/N)^2). Из предыдущих рассуждений следует, что ODL = DW, где DW = 0.6 мкм - длина волны. Отсюда s = DW*SQRT(1 – ((SIN(a))/N)^2)/(N*2). После подстановки N = 1.33, SIN(a) = SIN(60 град) = (SQRT(3))/2, получаем s = 0.2277 мкм.

Ответ отправил: SFResid (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 05.04.2007, 08:23

Вопрос № 80.546

Здравствуйте эксперты, помогите пожалуйста с решение задачки: Коэффициент поглащения вещества для монохроматического света равен 0.2 см^-1 Определить толщину слоя вещества, которая необходима для ослабевания света в 2 раза; в 10 раз

Отправлен: 01.04.2007, 14:06 Вопрос задал: Tribak (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: Сухомлин Кирилл Владимирович Здравствуйте, Tribak! Сила света за слоем вещества, с толщиной d равна e-kd, где k = 0.2 см-1. Свет затухнет в N раз, если толщина слоая равна x: e-kx = 1/N; kx = ln(N) x = ln(N)/k Абсолютно то же самое для вашего вопроса про радоктивный распад. Правда, возможно, там закон не e-kt, а 2-kt --------- Не узнаешь - не попробуешь.

Ответ отправил: Сухомлин Кирилл Владимирович (статус: Специалист) Ответ отправлен: 01.04.2007, 14:56

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! Степень ослабевания света определяется по формуле: n = EXP(c*s), где c -коэффициент поглощения вещества, s - толщина слоя вещества, откуда: s = LN(n)/c. s2 = LN(2)/0.2 = 3.4657 см s10 = LN(10)/0.2 = 10.151 см При желании можно перевести в метры - систему СИ.

Ответ отправил: SFResid (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 02.04.2007, 07:53

Вопрос № 80.549

Здравствуйте эксперты, помогите пожалуйста с решение задачи: При бомбардировании урана (98)U(238) нейтронами получился получился радиоактивный элемент нептуний (93)Np(237). Постоянная распада нептуния 9.8*10^-15 c^-1. Вычислить период полураспада нептуния

Отправлен: 01.04.2007, 14:11 Вопрос задал: Tribak (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! Постоянная распада - вероятность распада частицы в единицу времени. Если в начальный момент времени t = 0 число распадающихся частиц составляло N(0), то к моменту времени t число нераспавшихся частиц N(t) определяется соотношением: N(t) = N(0)exp(-c*t) Период полураспада T - время, за которое первоначальное количество частиц уменьшается в два раза T = LN(2)/c=0.693147181/(9.8*10^-15) = 7.072930*10^13 секунд. Строго говоря, секунда - единица времени в системе СИ, так что дальше можно было бы не считать; но всё же переведём в годы, для чего делим на число секунд в году – 31556952 и получаем 2241322 лет (в Википедии 2.14*10^6). Примечание: В условии (98)U(238) –это ошибка, надо (92)U(238).

Ответ отправил: SFResid (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 02.04.2007, 07:38

Вопрос № 80.550

Здравствуйте эксперты, такая вот задачка: Радиоактивный свинец и кобальт имеют соотвественно периоды полураспада 10.6 часа и 5.3 года. Какой из этих элементов имеет имеет большую активность? Почему? Большую активность имеет свинец. Но мне кажется ответ типа "Потому что период меньше" больно очевиден и наверняка должен быть както посложнее, а возможно нет. Не знаю вообще. Подскажите как ответить покаректней

Отправлен: 01.04.2007, 14:17 Вопрос задал: Tribak (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! Количество ещё не распавшегося к моменту времени t радиоактивного материала x определяется формулой: x = x0*2^(-t/P), где x0 - первоначальное количество при t = 0, P - период полураспада. Берём натуральный лог-фм от обеих частей: LN(x) = LN(x0) + LN(2)*(-t/P). Продифференцировав, после преобразований (надеюсь, проделаете сами) получаем: dx/dt = -(x/P)*LN(2). Таким образом, интенсивность распада dx/dt (т.е. к-во, распадающееся в ед-цу времени) обратно пропорциональна периоду полураспада. Надеюсь, этого достаточно.

Ответ отправил: SFResid (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 02.04.2007, 05:37

© 2001-2007, Портал RusFAQ.ru, Россия, Москва. Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Email: support@rusfaq.ru, тел.: +7 (926) 535-23-31 Авторские права | Реклама на портале Версия системы: 4.47 от 06.04.2007