/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 545
от 06.10.2008, 17:35

Вопрос № 145.561

Уважаемые эксперты, помогите решить задачу! Водород находится при температуре Т=300К. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию всех молекул этого газа; количество водорода ню=0,5моль.

Отправлен: 30.09.2008, 22:16 Вопрос задала: Fibi4ka (статус: 1-ый класс) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Valeriy81 Здравствуйте, Fibi4ka! Кинетическая энергия теплового движения одной двухатомной молекулы равна: e= 5*k*T/2, e= 5* 1,38*10^(-23)*300/2=1,035*10^(-20) Дж. Кинетическая энергия теплового движения для ню молей водорода равна: E= 5*ню*R*T/2, E= 5*0,5*8,31*300/2=3,1 кДж.

Ответ отправил: Valeriy81 (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 01.10.2008, 15:33 Оценка за ответ: 3 Комментарий оценки: по первой формуле нужно было найти кинетич.энергию вращательного движения молекулы, то число степеней вращат.движения для 2хатомного газа = 2

Вопрос № 145.571

Здравствуйте эксперты, помогите пожалуйста с задачкой: Для приближенной оценки минимальной энергии электрона в атоме водорода можно предположить, что неопределенность дельта r радиуса r электронной орбиты и неопределенность дельта p импульса p электрона на такой орбите соответственно связаны следующим образом дельта p приблизительно равно p, дельта r приблизительно равно r. Используя эти связи, а также соотношение неопределенностей найти значение радиуса электронной орбиты , соответствующего минимальной энергии электрона в атоме водорода

Отправлен: 30.09.2008, 22:54 Вопрос задал: Tribak (статус: Студент) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Lang21 Здравствуйте, Tribak! Примем неопределенность положения электрона равной радиусу орбиты, а неопределенность импульса равной импульсу. Тогда принцип неопределённости для x-компоненты имульса запишется в виде: p_x*r ~ h/2. (Здесь и далее h обозначает h перечеркнутое.) Аналогичные соотношения справедливы для других компонент импульса. Кинетическая и потенциальная энергия электрона равны соответственно: Ek = ((p_x)^2 + (p_y)^2 + (p_z)^2)/(2*m) = 3*h^2/(8*m*r^2), Ep = - e^2/(4п*eps0*r), где m, e - масса и заряд электрона, eps0 - диэлектрическая проницаемость вакуума. Полная энергия электрона равна сумме кинетической и потенциальной: E = (3*h/(8*m))*(1/r^2) - e^2/(4п*eps0*r). Найдем минимум полученного выражения для энергии, приравнивая его производную по r нулю: dE/dr = - (3*h/(4*m))*(1/r^3) + e^2/(4п*eps0*r^2) = 0, откуда r = (3/4)*(4*п*eps0*h^2)/(m*e^2), E = - (1/3)* m*e^4/(4п*eps0*h)^2. Эти оценочные выражения немного отличаются от радиуса первой боровской орбиты и энергии основного состояния атома водорода: r = (4*п*eps0*h^2)/(m*e^2), E = - (1/2)* m*e^4/(4п*eps0*h)^2.

Ответ отправил: Lang21 (статус: Студент) Ответ отправлен: 01.10.2008, 20:28 Оценка за ответ: 5

Вопрос № 145.598

Здраствуйте уважаемые эксперты! Помогите пожалуйста еще с несколькими задачами: 1) Цепь состоит из катушки индуктивностью L=0.1 Гн и источника тока. Источник тока отключили, не разрывая цепи. Время, через которое сила тока уменьшится до 0.001 первоначального значения, равно t = 0.07 с. Определить сопротивление катушки. 2) Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов U = 800 B и, влетев в однородное магнитное поле B = 47 мТл, стал двигаться по винтовой линии с шагом h = 6 см. Определить радиус R винтовой линии. 3) На двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями "сигма1" и "сигма2". Требуется: 1) Используя теорему Остроградского-Гаусса найти зависимость E(r) напряженности электрического поля от расстояния для трех областей (I - внутри меньшей сферы II - между сферами III - вне большой сферы).Принять "сигма1" = -4*"сигма", "сигма2" = "сигма&q uot;. 2) Вычислить напряженность Е в точке удаленной от центра на расстояние r = 1.5R, и указать направление вектора Е.Принять "сигма" = 50 нКл/(м^2). 3) Построить график E(r) Заранее большое спасибо.

Отправлен: 01.10.2008, 08:49 Вопрос задал: Prapor1 (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Prapor1! 1) После отключения источника мгновенное значение силы тока i убывает в функции времени t по закону i = I0*e-t/T (1), где I0 - первоначальное значение, e - основание натуральных логарифмов, T - "постоянная времени", причём T = L/R (2), где R - сопротивление катушки. (Подробное доказательство см. здесь). Обозначив конечное значение тока через Iк, перепишем (1) в виде: e-t/T = Iк/I0 (1а), или et/T = I0/Iк (2), откуда t/T = LN(I0/Iк) (3). По условию Iк/I0 = 0.001, т.е. I0/Iк = 1/0.001 = 1000; тогда из (3): T = t/LN(I0/Iк) (4), а с учётом (2): R = (L/t)*LN(I0/Iк) = (0.1/0.07)*LN(1000) ≈ 10 Ом (точнее, 9.87).

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 01.10.2008, 10:35 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Очень помогло спс!

Вопрос № 145.632

Здраствуйте.Уважаемые эксперты решите пожалуйста,Пароход ,взяв на букстр баржу водоизмещением 1000m, развивает ход равноускоренно и через 80 сек имеет скорость 16 узлов. Определить натяжение буксирного троса в тот момент ,когда сила сопротивления воды движению равна 1200кн(узел - единица скорости ,равная 1 миле в час,т.е . 0,5144м сек) Ответ: Т=1303кн. Нужно только решение

Отправлен: 01.10.2008, 16:05 Вопрос задал: Валиуллин Эмиль Ринатович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Валиуллин Эмиль Ринатович! Задача скорее "инженерная" (учитывая применяемые термины); по инженерской привычке объясняю ход решения. Вначале переводим скорость 16 узлов в м/сек: V = 16*(1852/3600) = 8.231 м/сек. (Морская миля принята равной 1852 м, в часе 3600 сек). Теперь находим ускорение j, для чего делим скорость на время t = 80 сек: j = V/t = 8.231/80 = 0.103 м/с2. Для придания этого ускорения барже массой ("водоизмещением") m = 1000 т требуется усилие Fи = m*j = 1000*0.103 = 103 кН (килоньютонов; ньютон - единица силы в системе СИ; приставка "кило", означающая умножение на 1000, взята потому, что масса выражена в тоннах - единицах массы, превышающих основную - килограмм - также в 1000 раз). Осталось к полученному значению прибавить силу сопротивления воды движению, равную 1200 кН: 103 + 1200 = 1303 кН. Примечание: можно было бы ввести "морскую" единицу ускорения - "узел в секунду" (у/с). Тогда 1 у/с равен 1852/3600 = 0.514444 м/с. Ускорение в у/с тогда равно 16/80 = 0.2 у/с, а переведя в м/с: 0.2*0.51444 = 0.103 м/с. Дальше как раньше.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 02.10.2008, 02:00

Вопрос № 145.642

При неподвижном эскалаторе метрополитена пассажир поднимается за t1=120 с, а по движущемуся при той же скорости относительно ступенек – за t2=30 с. Определить время подъема пассажира, неподвижно стоящего на движущемся эскалаторе

Отправлен: 01.10.2008, 16:52 Вопрос задал: Султанов Зак Камилович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Химик CH Здравствуйте, Султанов Зак Камилович! Пусть длина эскалатора l метров. Скорость пассажира v1=l/t1=l/120 м/с скорость пассажира на движущемся эскалаторе v2=l/t2=l/30 м/с скорость эскалатора v3=v2-v1=l/30-l/120=l/40 м/с искомое время t3=l/v3=40 с --------- А пятно на потолке - это последствия эксперимента? - Нет, это сам химик...

Ответ отправил: Химик CH (статус: Студент) Ответ отправлен: 01.10.2008, 17:33

Вопрос № 145.644

Колесо вращается с угловым ускорением 2 рад/с2. Через время 0,5 с после начала движения полное ускорение точек на ободе колеса равно 0,15 м/с2. Найти радиус колеса.

Отправлен: 01.10.2008, 16:54 Вопрос задал: Султанов Зак Камилович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Султанов Зак Камилович! Вектор полного ускорения wп точек на ободе колеса является геометрической суммой 2-х взаимно перпендикулярных векторов: вектора нормального ускорения wн и вектора тангенциального ускорения wт. Обозначим: r - радиус колеса, ε - угловое ускорение, t - время после начала движения, ω - угловая скорость колеса, достигнутая через время t после начала движения. Тогда: ω = ε*t (1), wт = ε*r (2), wн = ω2*r (3). (Подробнее см. здесь). Модуль вектора полного ускорения wп находим из теоремы Пифагора: wп2 = wт2 + wн2 (4). Решая (1), (2), (3) и (4) относи тельно r, получаем: r = wп/√((ε*t)4 + ε2) = 0.15/√((2*0.5)4 + 22) = 0.15/√(5) = 0.067 м = 67 мм.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 02.10.2008, 09:06

Вопрос № 145.645

Тело массой 2 кг движется навстречу второму телу массой 1,5 кг и неупруго сталкивается с ним. Скорости тел перед столкновением 1 м/с и 2 м/с соответственно. Сколько времени будут двигаться эти тела после столкновения, если коэффициент трения равен 0,1?

Отправлен: 01.10.2008, 16:56 Вопрос задал: Султанов Зак Камилович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Султанов Зак Камилович! После неупругого столкновения оба тела движутся вместе с одной общей скоростью vо. Обозначим скорости тел до столкновения соответственно v1 и v2, массы соответственно m1 и m2. Поскольку тела двигались навстречу друг другу, по закону сохранения импульса: m2*v2 - m1*v1 = (m1 + m2)*vо (1), откуда vо = (m2*v2 - m1*v1)/(m1 + m2) (2). Т.к. в условии не оговорено иное, считаем по умолчанию, что после столкновения движение тел происходит по горизонтальной плоскости, и на них действует только сила трения Fтр = (m1 + m2)*g*f (3), где g - ускорение свободного падения, f - коэффициент трения. Ускорение j, вызываемое этой силой, равно: j = Fтр/(m1 + m2) (4), или, с учётом (3): j = g*f (5). Время движения равно: t = vо/j = (m2*v2 - m1*v1)/(m1 + m2)/(g*f) (6). Принимая g = 10 м/с2: t = (1.5*2 - 2*1)/(2 + 1.5)/(10*0.1) = 0.28 сек.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 02.10.2008, 03:35

Вопрос № 145.647

Наклонная плоскость, образующая угол 25о с плоскостью горизонта, имеет длину 2 м. Тело, двигаясь равноускоренно, соскользнуло с этой плоскости за время 2 с. Определить коэффициент трения тела о плоскость.

Отправлен: 01.10.2008, 16:58 Вопрос задал: Султанов Зак Камилович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Султанов Зак Камилович! При равноускоренном движении расстояние l, пройденное за время t, равно: l = j*t2/2 (1), где j - ускорение (это одна из тех формул равноускоренного движения, которые надо помнить). Вес G тела, лежащего на плоскости, наклонённой к горизонту под углом φ, разлагается на 2 составляющие: параллельную плоскости Gпар = G*SIN(φ) (2) и нормальную к плоскости Gнор = G*COS(φ) (3). Сила Gпар стремится двигать тело "под уклон"; этому препятствует сила трения Fтр = Gнор*f (4), где f - коэффициент трения тела о плоскость. Отсюда результирующая сила F = G*(SIN(φ) - f*COS(φ)) (5). Согласно 2-му закону Ньютона сила F вызывает ускорение j = F/m, где m - масса тела, а, с учётом (5), и принимая во внимание, что G = m*g (6), где g - ускорение свободного падения, j/g = (SIN(φ) - f*COS(φ)) (7), откуда f = TAN(φ) - j/(g*COS(φ)) (8), а с учёт ом (1): f = TAN(φ) - 2*l/(t2*g*COS(φ)) = TAN(25°) - 2*2/(22*9.81*COS(25°)) = 0.35.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 02.10.2008, 04:48

Вопрос № 145.648

На какой высоте давление воздуха составляет 55 % от давления на уровне моря? Температуру считать постоянной и равной 0*С.

Отправлен: 01.10.2008, 17:00 Вопрос задал: Султанов Зак Камилович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Химик CH Здравствуйте, Султанов Зак Камилович! Для начала расчитаем отношение плотности к давлению: p*V*M=R*T*m ρ=m/V=M*p/(R*T) Давление прямо пропорционально весу находящегося выше воздуха, а он с уменьшением высоты (если пренебречь незначительным изменением гравитационного ускорения и разницей между призмой и усечённой пирамидой с вешиной в центре Земли - приближение оправданно, если разница высоты незначительна по сравнению с радиусом Земли) возрастает экспоненциально. Произодная давления по высоте: dp/dH=ρ*g=p*g*M/(R*T)=p*0.000125 Па/м Получаем формулу pH=p0*e-ΔH*0.000125 0.55=e-H*0.000125 H=-ln0.55/0.000125=4777м --------- А пятно на потолке - это последствия эксперимента? - Нет, это сам химик...

Ответ отправил: Химик CH (статус: Студент) Ответ отправлен: 01.10.2008, 18:21

© 2001-2008, Портал RusFAQ.ru, Россия, Москва. Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Техподдержка портала, тел.: +7 (926) 535-23-31 Хостинг: "Московский хостер" Поддержка: "Московский дизайнер" Авторские права | Реклама на портале ∙ Версия системы: 5.3 RC 2 от 09.09.2008
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru