24. С гидравлического пресса, диаметр большого поршня которого равен 15 см, поднимают груз массой 90 кг, прикладывая силу 100 Н. Чему равен диаметр меньшего поршня решить через "дано"
№1. Как следует изменить расстояние от лампы до фотоэлемента, чтобы сила фототока увеличилась в 2 раза? сила фототока пропорциональна числу фотонов площадь сферы пропорциональна квадрату расстояния на единицу площади сферы приходит число фотонов обратно пропорционально площади сферы, обратно пропорционально квадрату расстояния I ~ N ~ 1/S ~ 1/r^2 I1 =k/r1^2 I2 =k/r2^2 I2/I1=(k/r2^2) / (k/r1^2) = (r1/r2)^2=2 (r1/r2)^2=2 (r1/r2)=корень(2) r2=r1/корень(2) - расстояние надо уменьшить в корень(2) раз ( ~ 1,41 )
№2. В опыте по фотоэффекту на пластину падает свет с длинной волны 420 нм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определите работу выхода электронов с поверхности пластины.
hv=eU+Aвых+Eкинетич - закон сохр энергии если Eкинетич=0 (не хватает энергии) hv=eUмах+Aвых
Используем закон сохранения энергии полная механическая энергия тела у поверхности земли m*v₀²/2, где v₀ = 10 м/с полная механическая энергия тела через 0,5 с m*v²/2 + m*g*h, где v = 8,1 м/с составляем уравнение m*v₀²/2 = m*v²/2 + m*g*h, откуда находим высоту на которую поднялось тело за 0,5 с v₀² - v² = 2*g*h => h = (v₀² - v²)/(2*g), где g = 9,81 м/с, коль скорости даны с точностью до десятых и также время, то и ускорение нужно брать соответственно получаем h = 1,75 м составляем кинематическое уравнение движения вдоль оси ОУ y = y₀ + vy*t - g*t²/2, где у = h, у₀ = 0 h = vy*t - g*t²/2 => vy = h/t + g*t/2 = 1,75 м / 0,5 с + 9,81 м/с²*0,5 с/2 = 6,0 м/с начальная скорость вдоль оси У найдена сл-но по формуле H = vy²/(2*g) можно найти максимальную высоту H = (6,0 м/с)² / (2*9,81 м/с²) ≈ 1,8 м
сила фототока пропорциональна числу фотонов
площадь сферы пропорциональна квадрату расстояния
на единицу площади сферы приходит число фотонов обратно пропорционально площади сферы, обратно пропорционально квадрату расстояния
I ~ N ~ 1/S ~ 1/r^2
I1 =k/r1^2
I2 =k/r2^2
I2/I1=(k/r2^2) / (k/r1^2) = (r1/r2)^2=2
(r1/r2)^2=2
(r1/r2)=корень(2)
r2=r1/корень(2) - расстояние надо уменьшить в корень(2) раз ( ~ 1,41 )
№2. В опыте по фотоэффекту на пластину падает свет с длинной волны 420 нм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определите работу выхода электронов с поверхности пластины.
hv=eU+Aвых+Eкинетич - закон сохр энергии
если Eкинетич=0 (не хватает энергии)
hv=eUмах+Aвых
Aвых = hv-eUмах=hс/L-eUмах=6,63*10^(-34)*3*10^8)/(420*10^(-9))-1,6*10^(-19)*0,95 Дж ~ 3,2*10^(-19) Дж ~ 2 эВ
№3. Найдите работу выхода электрона из металла, если фотоэффект начинается при частоте падающего света 6*10^14Гц.
hv=Aвых+Eкинетич - закон сохр энергии
hv=Aвых
Aвых = hv=6,63*10^(-34)*6*10^14 Дж ~ 3,978 10^(-19) Дж = 2,48625 эВ ~ 2,5 эВ
полная механическая энергия тела у поверхности земли m*v₀²/2,
где v₀ = 10 м/с
полная механическая энергия тела через 0,5 с m*v²/2 + m*g*h,
где v = 8,1 м/с
составляем уравнение m*v₀²/2 = m*v²/2 + m*g*h, откуда находим высоту на которую поднялось тело за 0,5 с
v₀² - v² = 2*g*h => h = (v₀² - v²)/(2*g), где g = 9,81 м/с, коль скорости даны с точностью до десятых и также время, то и ускорение нужно брать соответственно
получаем h = 1,75 м
составляем кинематическое уравнение движения вдоль оси ОУ
y = y₀ + vy*t - g*t²/2, где у = h, у₀ = 0
h = vy*t - g*t²/2 => vy = h/t + g*t/2 = 1,75 м / 0,5 с + 9,81 м/с²*0,5 с/2 = 6,0 м/с
начальная скорость вдоль оси У найдена сл-но по формуле H = vy²/(2*g) можно найти максимальную высоту
H = (6,0 м/с)² / (2*9,81 м/с²) ≈ 1,8 м