/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 237
от 16.05.2007, 21:35

Вопрос № 86.333

Дорогие Эксперты, помогите мне пожайлуста в решении нескольких задачек, заранее спасибо. 1. Два шарика одинаковых радиусов и масс подвешены на нитях так, что их поверхности соприкасаются. После того, как каждому шарику был сообщен заряд 4*10–7 Кл, шарики разошлись на угол 60°. Расстояние от точки подвеса до центра шарика 2 м. Найти массу шариков. Ответ: 63.6 мг. 2. Считая, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите с радиусом r05,3*10 в -9 см, определить скорость v движения электрона и момент его импульса L. Ответ: v= 2,19*10 в 6 м/с; L=1,05*10 в -34 (кг*м2)/с. 3. Заряд q= 4 мкКл равномерно распределён по поверхности полусферы радиусом R = 0.5 м. Найти напряжённость E электрического поля в центре основания полусферы. Ответ: E=7,2*10в 4 В/м. 4. Два точечные заряда q1 = 90 нКл и q2 = -10 нКл находятся в воздухе на расстоянии а = 5 см друг от друга. Найти напряжённость E и потенциал "фи" электростатического поля, создаваемого этими зарядами, в точке, находящейся на расстоянии b = 4 см от первого и с = 3 см от второго зарядов. Ответ: E =5.16*10 в 5 "фи"=17.25 кВ

Отправлен: 10.05.2007, 21:32 Вопрос задал: Midas (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: Ramnzv Здравствуйте, Midas! 1. r=sqrt(2L^2-2L^2cos2a) (по теореме косинусов), mgsina=Fcosa, F=kq^2/r^2. L – расстояние от точки подвеса, r – расстояние между шариками, 2a – угол между двумя нитями. 2. Т.к. движение по окружности и действует сила Кулона F=kq^2/r^2, то mV^2/r= kq^2/r^2, a момент импульса L=mVr. 3. E=σ/2 εo, σ=q/S=q/4Pi*r^2. 4. E=sqrt(E1^2+E2^2) по теореме Пифагора, E1=kq1/(b^2), E2=kq2/(c^2), ф=Ed. Приложение: sqrt – квадратный корень, k=1/4Pi*εo --------- Жить и созидать

Ответ отправил: Ramnzv (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 10.05.2007, 23:22 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо!!

Вопрос № 86.385

Здравствуйте эксперты, помогите пожалуйста: Поток света (0,56 мкм) падает нормально на черную поверхность, производя давление 2 мкПа. Определить концентрацию фотонов влиблизи поверхности. Я не понимаю что ха концентрация, физический смысл. Это кол-во фотонов находящихся каждую секунду у поверхности или что-то другое.

Отправлен: 11.05.2007, 09:10 Вопрос задал: Tribak (статус: 1-ый класс) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Alexandre V. Tchamaev Здравствуйте, Tribak! Слово "концентрация" здесь ничем не отличается от этого понятия в других случаях, в данном случае это количество фотонов в единице объема. Удачи Вам! --------- Каждый может сделать этот мир чуточку лучше

Ответ отправил: Alexandre V. Tchamaev (статус: *Мастер-Эксперт) Россия, Москва Организация: Аналитический центр контроля качества воды ЗАО "РОСА" WWW: http://www.rossalab.ru ICQ: 205941834 ---- Ответ отправлен: 11.05.2007, 10:22 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Ramnzv Здравствуйте, Tribak! p=Nhv/c, v=c/λ, т.е. p=Nh/λ. P=Ft, F=PS, тогда P=PSt. N= λp/h= λPSt/h. Следовательно количество молекул в единицу времени на единицу площади N= λP/h. Приложение: P – импульс фотонов, v – частота, P- давление, h – постоянная Планка. --------- Жить и созидать

Ответ отправил: Ramnzv (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 11.05.2007, 20:20

Вопрос № 86.437

Здраствуйте уважаемые эксперты!Помогите пожалуйста с решением следующей задачи. Обмотка дроселя имеет активное сопротивление 40Ом. При напряжении на обмотке 220В,по ней идет ток в 5А.Определить индуктивность дросселя,если частота тока 50Гц.

Отправлен: 11.05.2007, 14:25 Вопрос задал: Баранов Александр Витальевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Баранов Александр Витальевич! Полное сопротивление, по закону Ома для цепи переменного тока: Z = U/I = 220/5 = 44 Ом. Согласно равенству: Z^2 = R^2 + X^2, где R - активное сопротивление, X - реактивное (индуктивное) сопротивление, X = SQRT(Z^2 - R^2) = SQRT(44^2 - 40^2) = 18.33030278 Ом. Поскольку индуктивное сопротивление X = w*L, где L - индуктивность дросселя, а w - угловая частота тока, равная w = 2*пи*f, где f = 50Гц - частота тока, L = X/(2*пи*f) = 18.33030278/(2*3.141592654*50) = 0.058347166 Гн (генри).

Ответ отправил: SFResid (статус: Студент) Ответ отправлен: 11.05.2007, 21:53 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Огромное вам спасибо!!!!Благодарен Очень.В дальнейшем буду обращаться за помощью только к вам!!!Не ожидал такого развернутого отвнта!!Спасибо

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Баранов Александр Витальевич! Если ток и напряжение амплитудные, то: I0=U0/Z; Z=sqrt(R^2+(w*L)^2) I0=I/sin(w*t) w=2*pi*v; - где v – частота тока; R^2+4*pi^2*L^2=U0^2/I0^2; L=sqrt(U0^2/I0^2-R^2)/(2*pi) Если указаны эффективные ток и напряжение, то: I0=I*sqrt(2); U0=U*sqrt(2);

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 12.05.2007, 09:05 Оценка за ответ: 4 Комментарий оценки: Огромное вам спасибо за решение

Вопрос № 86.439

Помогите с решением пожалуйста! Найти полное сопротивление цепи,состоящей из последовательно включеных конденсатора емкостью 0,1мкФ и катушки с индуктивностью 0,5Гн,при частоте тока v=1кГц.При какой частоте v0 полное сопротивление цепи равно нулю?

Отправлен: 11.05.2007, 14:29 Вопрос задал: Баранов Александр Витальевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Ramnzv Здравствуйте, Баранов Александр Витальевич! Z=wL-(1/wC), w=2Piv. Сопротивление цепи равно нулю, если wL=1/wC. Откуда v0=1/2Pi sqrt(LC). Приложение: v – частота --------- Жить и созидать

Ответ отправил: Ramnzv (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 11.05.2007, 20:21 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Огромное вам спасибо!!!!Благодарен Очень.В дальнейшем буду обращаться за помощью только к вам!!!

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Баранов Александр Витальевич! "кГц" означает "килогерц"; герц (Гц)- единица частоты, равная 1 периоду в секунду. Приставка "кило" означает увеличение в 1000 раз, таким образом, 1кГц - это 1000 Гц. "мкФ" означает "микрофарада"; фарада - единица ёмкости (не путать с артистом Семёном Фарадой); приставка "микро" означает уменьшение в 1000000 (миллион) раз, таким образом, 0,1мкФ - это 1 десятимиллионая фарады (10^(-7)). Угловая частота тока w = 2*пи*v = 2*3.141592654*1000 = 6283.185307 1/сек. Ёмкостное сопротивление Xc конденсатора емкостью C = 0,1мкФ равно: Xc = 1/(w*C) = 1/(6283.185307*10^(-7)) = 1591.549431 Ом. Индуктивное сопротивление XL индуктивности L = 0,5 Гн равно: XL = w*L = 6283.185307*0,5 = 3141.592654 Ом. Xc и XL действуют противоположно, поэтому полное сопротивление цепи равно: XL - Xc = 3141.592654 - 1591.549431 = 1550.043223 Ом. Для определения частоты, при которой полное сопротивление цепи равно нулю, составим уравнение: w*L = 1/(w*C), откуда w^2 = 1/(L*C), а w = 1/SQRT(L*C) = 1/SQRT(0,5*10^(-7)) = 4472.135955 1/сек; частота тока v при этом равна: v = w/(2*пи) = 4472.135955/(2*3.141592654) = 711.7625434 Гц.

Ответ отправил: SFResid (статус: Студент) Ответ отправлен: 11.05.2007, 23:18 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Огромное спасибо за развернутое решение!!!

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Баранов Александр Витальевич! Если пасивное сопротивление 0, то: Z=w*L-1/(w*C); w=2*pi*v; Z=0; Z=w*L-1/(w*C); w*L-1/(w*C)=0 w*L=1/(w*C) w^2*L*C=1; 4*pi^2*v0^2*L*C=1; v0=sqrt(1/(4*pi^2*L*C))

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 12.05.2007, 15:56 Оценка за ответ: 4 Комментарий оценки: Огромное вам спасибо!

Вопрос № 86.441

Помогите с решением следующей задачи: Лазерное излучение мощностью 2мВт может вызвать ожег сетчатки глаза за время 2с при площади пятна 1,2 мм^2.Какое количество фотона падает за это время на сетчатку,если длинна волны излучения 632,8нм?

Отправлен: 11.05.2007, 14:47 Вопрос задал: Баранов Александр Витальевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Сухомлин Кирилл Владимирович Здравствуйте, Баранов Александр Витальевич! Энергия фотона: E' = hν Соотношение между длиной волны и частотой: λ˙ν = c (скорость света) Энергия, передаваемая фотонами за укзаанное время: E = 2мВт˙2с = 4мДж Количество фотонов: N = E' / E Числа сами подставите. --------- Не узнаешь - не попробуешь.

Ответ отправил: Сухомлин Кирилл Владимирович (статус: Специалист) Ответ отправлен: 11.05.2007, 15:29 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо Уважаемый Сухомлин Кирилл Владимирович!Признателен вам за помощь!

Вопрос № 86.444

помогите решить следующую задачу,искренне надеюсь на вашу помощ. Считая солнце абсолютно черным телом, определить температуру его поверхности. Радиус солнца 6,95*10^8м,расстояние от земли до солнца 150 млн.км. Солнечная постоянная(энергетическая освещенность создаваемая солнцем на границе земной атмосферы) равна 1,37кВтм^2

Отправлен: 11.05.2007, 14:57 Вопрос задал: Баранов Александр Витальевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 2)

Отвечает: spaar Здравствуйте, Александр Витальевич. Мощность солнечного излучения P = E ∙ 4 ∙ π ∙ R^2 , где E - "солнечная постоянная", R - радиус земной орбиты [4 ∙ π ∙ R^2 - площадь сферы, в центре которой находится Солнце, а радиус равен радиусу орбиты Земли]. Вместе с тем, мощность излучения ЧТ P = σ ∙ S ∙ T^4 , где σ - постоянная Стефана-Больцмана, S - площадь поверхности ЧТ, T - его температура в Кельвинах. E ∙ 4 ∙ π ∙ R^2 = σ ∙ 4 ∙ π ∙ r^2 ∙ T^4 [r - радиус Солнца]; T^4 = (E / σ) ∙ (R / r)^2 . --------- http://www.youtube.com/watch?v=4i6-drnQzsg

Ответ отправил: spaar (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 16.05.2007, 11:06

Вопрос № 86.445

Помогите пожалуйста! Магнитная индукция в поле между полюсами двухполосного генератора равна 1 Тл.Ротор имеет 140 витков(площадь каждого витка S=500см^2)определить частоту вращения якоря,если максимальное значение ЭДС индукции равно 220В.

Отправлен: 11.05.2007, 15:06 Вопрос задал: Баранов Александр Витальевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Баранов Александр Витальевич! Магнитный поток изменяется от максимального значения до 0 за pi/2. Если Т=2*pi, то: t=T/4; t=1/4*V; ЭДС=N*dФ/dt; dt=4*V(частота вращения); Ф=B*S ЭДС=4*N*B*S*V; V=N*B*S/(4*ЭДС)

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 13.05.2007, 07:16 Оценка за ответ: 4 Комментарий оценки: Спасибо за помощ.Но в следующий раз можно чуть по подробнее описывать решение

Вопрос № 86.493

Три одинаковые параллельно соединенные лампы с номинальным на-пряжением 6.3 В и мощностью 1.9 Вт подключены к элементу с ЭДС 9 В и с внутренним сопротивлением 1 Ом через реостат, обеспечивающий на лампах напряжение 6.3 В. Во сколько раз изменится мощность, выделяемая на каждой лампе, если одна из них перегорит?

Отправлен: 11.05.2007, 21:18 Вопрос задал: Алексей Петрович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Алексей Петрович! Пробовал вывести формулу "в общем виде" - получается абсурдно сложно, решил не зарабатывать себе головную боль, а дать решение прямо в числах. Номинальный ток одной лампы Iн = Pн/Uн = 1.9/6.3 = 0.3016 А, трёх ламп 0.9048 А. Суммарное падение напряжения в элементе и реостате 9 - 6.3 = 2.7 В. Сумма внутреннего сопротивления элемента и сопротивления реостата: Rс = 2.7/0.9048 = 2.9842 Ом. Сопротивление 2-х параллельно соединенных ламп R2л = Uн/(2*Iн) = 10.4447 Ом. Суммарное сопротивление всей цепи при 2-х параллельно соединенных лампах: Rц = Rс + R2л = 2.9842 + 10.4447 = 13.4289 Ом. Ток цепи при 2-х параллельно соединенных лампах: Iц = E/Rц = 9/13.4289 = 0.6702 А. Падение напряжения на 2-х параллельно соединенных лампах: U2л = Iц*R2л = 0.6702*10.4447 = 7 В. Мощность, выделяемая на каждой лампе Pл = U2л*Iц/2 = 7*0.6702/2 = 2.3547 Вт, увеличилась в 2.3547/1.9 = 1.234567901 раз. Примечание: цифры в условии подобраны, конечно, красиво, однако в реальных лампах при повышении напряжения сопротивление нити накаливания существенно возрастает из-за увеличения её температуры, поэтому на опыте результаты будут заметно отличаться от расчётных.

Ответ отправил: SFResid (статус: Студент) Ответ отправлен: 12.05.2007, 11:01 Оценка за ответ: 4 Комментарий оценки: Спасибо, рассуждения очень помогли, но в ответе заявлено изменение в 1,7 раз.

Вопрос № 86.496

Через гальванометр с сопротивлением RA=150 Ом необходимо пропускать ток не выше IA=10 мкА от источника с ЭДС Е=6 В. Гальванометр шунтирован сопротивлением r=30 Ом. Какое дополнительное сопротивление надо включить в цепь для получения указанного значения тока? Внутренним сопротивлением ис-точника пренебречь.

Отправлен: 11.05.2007, 21:25 Вопрос задал: Алексей Петрович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Алексей Петрович! Вот как я решил эту задачу в уме: Напряжение на гальванометре 10 мкА(микроампер)*150 = 1500 мкВ (микровольт). На шунте такое же напряжение. Ток шунта 1500/30 = 50 микроампер, вместе с током гальванометра это 50 + 10 = 60 микроампер. ("Микро" означает миллионную долю). Разделив ЭДС Е=6 В на 60 микроампер, получаем 0.1 мегОм ("мег" или "мега" означает увеличение в миллион раз) или 100 килоОм. Теперь на случай, если потребуется решение "в общем виде". Обозначим Iг, Rг - ток и сопротивление гальванометра, Iш, Rш - ток и сопротивление шунта, Iо - общий ток, Rд - величина дополнительного сопротивления. Напряжение на гальванометре (и шунте) Uг = Iг*Rг; ток шунта Iш = Uг/Rш = Iг*(Rг/Rш); общий ток Iо = Iш + Iг = Iг*(Rг/Rш) + Iг = Iг*(Rг + Rш)/Rш; Rд = Е/Iо = (Е/Iо)*(Rш/(Rг + Rш)).

Ответ отправил: SFResid (статус: Студент) Ответ отправлен: 12.05.2007, 04:20 Оценка за ответ: 3 Комментарий оценки: Спасибо, но уже решил сам, это выражение не совпадает с правильным

Вопрос № 86.497

Электрон, ускоренный в однородном электрическом поле напряженностью Е=1,6 кВ/м, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В=30 мТл и начинает двигаться по окружности радиусом R=2 мм. Какой путь прошел электрон в электрическом поле? Начальная скорость электрона равна нулю, масса электрона m=9,1×10-31 кг, заряд e= -1,6×10-19 Кл.

Отправлен: 11.05.2007, 21:30 Вопрос задал: Алексей Петрович (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Tribak Здравствуйте, Алексей Петрович! Для определения пути, надо найти энергию которую приобрел электрон в электрическом поле. Это энергия равна работе по разгону электрона A=qU; U=Ed; d- искомый путь. Попадя в магнитное поле электрон начинает закручиваться под действие силы Ампера. Так что это сила равна центробежной силе движения по окружности. F(ампера)=qvB; F(цетробежная)=m*v^2/r; qvB=m*v^2/r; qB=mv/r; v=qBr/m; Зная скорость можно можно определить кинетическую энергию с которой он обладает, а поскольку энергетических потерь нет, то эта энергия будет равна энергии, которую он приобрел в процессе разгона. E=(m*v^2)/2=(m*(qBr/m)^2)/2=((qBr)^2)/2m; A=E qU=((qBr)^2)/2m; qEd=((qBr)^2)/2m d=((qBr)^2)/2mqE=0.445м=44.5см. Удачи

Ответ отправил: Tribak (статус: 1-ый класс) Ответ отправлен: 11.05.2007, 21:56 Оценка за ответ: 4

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Алексей Петрович! Пролетев в электрическом поле, электрон приобрел кинетическую энергию: m*V^2/2=e*E*d; В магнитном поле на него действовала сила: F=e*V*B; F=m*a; a=V^2/R; e*V*B=m*V^2/R; V=e*B*R/m; Подставим в первое уравнение: m*e^2*B^2*R^2/m^2=2*e*E*d; d=e*B^2*R^2/(2*m*E);

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 12.05.2007, 08:48

Вопрос № 86.498

В одной плоскости с бесконечно длинным прямолинейным проводником, по которому протекает ток I1 = 1 А, расположена квадратная рамка со стороной а = 5 см. Расстояние от проводника до ближайшей ему стороны рамки L = 1 см. По рамке течёт ток I2 = 5 А. Определить силу F, действующую на рамку.

Отправлен: 11.05.2007, 21:33 Вопрос задал: Алексей Петрович (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Алексей Петрович! Проводник создаст магнитное поле с индукцией: B=m0*I1/(2*pi*L); m0=4*pi*10^-7 Гн/м – магнитная постоянная; F=I2*B*a;

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 12.05.2007, 15:58 Оценка за ответ: 2 Комментарий оценки: Эта задача решается через интегрирование, на силу влияет не только ток проводника, но и ток катушки

Отвечает: spaar Hello, Алексей Петрович. Интегрировать ничего не нужно. Бесконечно длинный проводник создаёт магнитное поле с индукцией B = μ0 ∙ I1 / (2 ∙ π ∙ r) , где r - расстояние от проводника. Т.о., на ближайшую к проводнику сторону рамки будет действовать сила, притягивающаю или отталкивающая рамку (в зависимости от направления токов), значение которой F1 = μ0 ∙ I1 ∙ I2 ∙ a / (2 ∙ π ∙ L) ; на другую параллельную проводнику сторону рамки будет действовать сила F2, направление действия которой противоположно направлению действия силы F1, а значение F2 = μ0 ∙ I1 ∙ I2 ∙ a / (2 ∙ π ∙ (L + a)) . Силы, действующие на стороны рамки, перпендикулярные проводнику, полностью компенсируют друг друга. Итого, результирующая сила F = F1 - F2 = μ0 ∙ I1 ∙ I2 ∙ a^2 / (2 ∙ π ∙ L ∙ (L + a)) . --------- http://www.youtube.com/watch?v=4i6-drnQzsg

Ответ отправил: spaar (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 15.05.2007, 23:28 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Огромное спасибо, этот ответ сходится с правильным.

© 2001-2007, Портал RusFAQ.ru, Россия, Москва. Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Email: support@rusfaq.ru, тел.: +7 (926) 535-23-31 Хостинг: "Московский хостер" Поддержка: "Московский дизайнер" Авторские права | Реклама на портале Версия системы: 4.52 от 02.05.2007