Вариант №101. Как изменится масса и давление в сосуде с водородом, если из него выкачать часть газа?2. Лед выдерживает давление 80 000 Па. Какую площадь гусениц должен иметь экскаватор весом 64 000 Н, чтобы не провалиться под лед?3. Объясните назначение (мешков с песком) на воздушном шаре. Как осуществляется подъем и спуск воздушного шара на землю?4. Изобразите схематично положение гравийного камушка в сосуде с серной кислотой и укажите силы, действующие на него. Плотность гравия – 1500 кг/м3.5. Алюминиевый шарик попеременно опускают в разные жидкости: воду, керосин и морскую воду. В какой из жидкостей на нее будет действовать наибольшая выталкивающая сила и где в этой жидкости будет находиться шарик? (на поверхности, на дне, внутри)6. К чашкам весов подвешены два одинаковых по размеру кубика из железа и олова. Кубики опущены в разные жидкости и тем самым весы уравновешены. Как нарушится равновесие, если оба кубика одновременно вынуть из жидкостей?7. Объем камня 0, 1 м3. На него действует сила тяжести 2500 Н. Какую силу нужно приложить, чтобы удержать камень в воде?

№1. 

По уравнению Эйнштейна , где V - частота излучения (Гц), h - постоянная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с),  - работа выхода (Дж),  - максимальная энергия излучения (Дж). Из данной формулы выражаем находимую кинетическую энергию: . В системе СИ: 4,4 эВ = 4,4*1,1*10⁻¹⁹ Дж = 7,04*10⁻¹⁹ Дж. Подставляем численные данные и вычисляем: (Дж) 

ответ: Кинетическая энергия равна 390,16*10⁻¹⁹ Джоуль.

№2. 

По формуле фотоэффекта (из закона сохранения энергии) , где m - масса частицы (кг),  - скорость частицы (м/с), e - заряд электрона (e = 1,6*10⁻¹⁹ Кл), U₃ - запирающие напряжение т.е. напряжение при котором ток полностью прекращается (В). Выражение:   есть кинетическая энергия т.е.  . В задаче №1 если взглянуть есть формула полученная в ходе преобразования (кинетической энергии) ⇒ . Тогда кинетическую энергию расписываем как: . Отсюда выражаем находимое напряжение: . 

Работой выхода называют красной границей фотоэффекта, при котором имеется предельно низкая частота  или максимальная длина волны  ⇒ определяем по формуле: . Данную формулу подставляяем в формлу определения запирающего напряжения: 

. Частоту (V) расписываем как  тогда ⇒ . В системе СИ: 

6,2*10⁻⁵ см = 6,2*10⁻⁸ м; 330 нм = 33*10⁻⁸ м. Подставляем численные данные и вычисляем: 

 

№3.

Фототок насыщения, это явление возникающее при исчерпывании ресурса свободных зарядов. То есть, имея фотоны с энергией выше красной границы, мы можем получать фотоэлектроны в количестве 1 к 1-му, повышая поток фотонов, до тех пор, пока электроны готовые выйти не исчерпаются. Дальнейшее повышение потока фотонов (мощности излучения), не приведёт к росту потока электронов (фототока). Остальное просто:

n - число фотонов за время t то есть поток фотонов и он численно равен потоку фотоэлектронов

умножая на заряд e обе части, в левой получим ток:

и переходя к заданным величинам:

В системе СИ: 0,36 мкм = 0,36*10⁻⁶ м; 5 мкВт = 5*10⁻⁶ Вт. Подставляем численные данные и вычисляем: 

 

параллакс светила : p'' = 206265'' * Rз / D

Rз = 6400 км - радиус Земли

D - минимальное расстояние от светила до Земли

Dю = (5,20 - 1,00) * 1,5*10⁸ км  = 4,20 * 1,5*10⁸ км - расстояние до Юпитера ( в противостоянии)

Dв = (1,00 - 0,72) * 1,5*10⁸ км = 0,28 * 1,5*10⁸ км - расстояние до Венеры ( в нижнем соединении)

pю'' = 206265'' * Rз / (4,20 * 1,5*10⁸ км)

pв'' = 206265'' * Rз / (0,28 * 1,5*10⁸ км)

ρ = R * p'' / Rз - угловой радиус светила

R - линейный радиус светила

ρ = R * 206265'' * Rз / (Rз * D) = R * 206265'' / D

ρю = Rю * 206265'' / Dю

ρв = Rв * 206265'' / Dв

ρю = 69900 км * 206265'' / (4,20 * 1,5*10⁸ км) ≈ 22,9''

dю = 22,9'' * 2 = 45,8'' - видимый угловой диаметр Юпитера

ρв = 6050 км * 206265'' / (0,28 * 1,5*10⁸ км) ≈ 29,7''

dв = 29,7'' * 2 = 59,4'' - видимый угловой диаметр Венеры

т. к. dв > dю => Венера видна на небосводе больше Юпитера в 29,7 / 22,9 = 1,3 раза