4. Определите минимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из натрия при его освещении лучами длиной волны 530 нм. Работа выхода электронов из натрия 2,34 эв (с = 3- 10^8 м/с, h = 6,626*1024 Дж*с, 15B= 1,6*10-1"Дж)
Задание 1:
Примеры, которые показывают, что звуковая волна распространяется не мгновенно, а с определенной скоростью:
1) При наблюдении молнии и затем слышании грома. Звук доходит до нас с задержкой, потому что он распространяется со скоростью около 340 м/с, а свет распространяется мгновенно, поэтому мы видим молнию быстрее, чем слышим гром.
2) При наблюдении падения объекта в воду. Мы видим, как объект падает в воду, но слышим звук плеска с задержкой, потому что звук распространяется в воде со скоростью около 1500 м/с.
3) При разговоре по телефону с кем-то, кто находится на большом расстоянии от нас. Звук доходит до нас с задержкой, потому что он распространяется по проводам и воздуху со скоростью около 340 м/с.
4) При наблюдении падения дерева. Мы видим, как дерево падает, но слышим звук ветки, которая ломается, с задержкой, потому что звук распространяется в воздухе со скоростью около 340 м/с.
5) При наблюдении разрыва шарика с газом. Мы видим, как шарик лопается, но слышим звук взрыва с задержкой, потому что звук распространяется в воздухе со скоростью около 340 м/с.
Задание 2:
На графике представлено гармоническое колебание.
- Амплитуда (A) - это максимальное значение отклонения от положения равновесия. На графике, это расстояние от положения равновесия до верхнего или нижнего экстремума.
- Частота (f) - это количество колебаний в единицу времени. Частота измеряется в герцах (Гц), где 1 Гц равен одному колебанию в секунду.
- Период (T) - это время, за которое происходит одно колебание. Период обратно пропорционален частоте и измеряется в секундах (с). Формула: T = 1/f.
Для нахождения амплитуды и частоты можно воспользоваться данными на графике. Амплитуда будет равна половине расстояния между максимальной и минимальной точками на графике колебаний. Частота будет равна обратному периоду колебаний.
Формула зависимости x(t) будет зависеть от конкретной функции, по которой строится график колебаний. Без графика или его уравнения мы не можем найти точное выражение для x(t).
Количество колебаний (N) за определенное время (t) можно найти, разделив время на период колебаний и округлив полученный результат. В данном случае, количество колебаний будет равно 16 секунд / период.
Задание 3:
Период колебаний (T) можно найти, разделив время (t), за которое сделано определенное количество колебаний, на количество колебаний (N). В данном случае, период будет равен 5 секунд / 10 колебаний.
Частоту (f) можно найти, разделив единицу времени (1 секунда) на период колебаний (T).
Скорость распространения волны (v) можно найти, умножив период колебаний (T) на длину волны (λ). В данном случае, длина волны будет равна расстоянию между соседними гребнями волны.
Задание 4:
Модуль максимальной скорости точки (v) можно вычислить двумя способами:
1) Считая движение точки во время колебаний равнопеременным (равноускоренным или равнозамедленным). В этом случае, максимальная скорость будет равна удвоенной амплитуде (2A) разделенной на период колебаний (T). Формула: v = (2A) / T.
2) Считая движение точки гармоническим. В этом случае, максимальная скорость будет равна произведению амплитуды (A) на угловую частоту (ω). Угловая частота вычисляется по формуле: ω = 2π / T. Формула: v = A * ω.
Результаты, полученные двумя способами, не будут одинаковыми из-за разных предположений о характере движения точки. Равнопеременное движение предполагает постоянное изменение скорости и перемещение точки за равные промежутки времени, в то время как гармоническое движение предполагает, что скорость точки меняется гармонически и точка равномерно перемещается с определенной амплитудой и угловой частотой.
Задание 5:
Сначала найдем максимальную скорость груза. Максимальная скорость будет равна скорости, когда груз проходит положение равновесия и имеет максимальное смещение, умноженное на частоту колебаний. Формула: v_max = A * ω.
Используя формулу для периода колебаний T = 2π * sqrt(m / k), где m - масса груза, k - жесткость пружины, найдите период колебаний. Зная период колебаний, можно найти угловую частоту ω = 2π / T.
Для нахождения смещения груза относительно положения равновесия, когда его скорость на 30% меньше максимального значения скорости, можно использовать формулу для скорости груза v = A * ω * cos(ωt + φ), где φ - начальная фаза или фазовый угол. Зная максимальную скорость и заданное условие, вы можете найти смещение от положения равновесия.
Задание 6:
Максимальное расстояние (d) на котором может находиться препятствие, которое может «услышать» дельфин, можно вычислить, умножив скорость ультразвука (v) на временной промежуток между импульсами (t). Формула: d = v * t. В данном случае, максимальное расстояние будет равно 1500 м/с * 0,2 с = 300 м.
Примеры, которые показывают, что звуковая волна распространяется не мгновенно, а с определенной скоростью:
1) При наблюдении молнии и затем слышании грома. Звук доходит до нас с задержкой, потому что он распространяется со скоростью около 340 м/с, а свет распространяется мгновенно, поэтому мы видим молнию быстрее, чем слышим гром.
2) При наблюдении падения объекта в воду. Мы видим, как объект падает в воду, но слышим звук плеска с задержкой, потому что звук распространяется в воде со скоростью около 1500 м/с.
3) При разговоре по телефону с кем-то, кто находится на большом расстоянии от нас. Звук доходит до нас с задержкой, потому что он распространяется по проводам и воздуху со скоростью около 340 м/с.
4) При наблюдении падения дерева. Мы видим, как дерево падает, но слышим звук ветки, которая ломается, с задержкой, потому что звук распространяется в воздухе со скоростью около 340 м/с.
5) При наблюдении разрыва шарика с газом. Мы видим, как шарик лопается, но слышим звук взрыва с задержкой, потому что звук распространяется в воздухе со скоростью около 340 м/с.
Задание 2:
На графике представлено гармоническое колебание.
- Амплитуда (A) - это максимальное значение отклонения от положения равновесия. На графике, это расстояние от положения равновесия до верхнего или нижнего экстремума.
- Частота (f) - это количество колебаний в единицу времени. Частота измеряется в герцах (Гц), где 1 Гц равен одному колебанию в секунду.
- Период (T) - это время, за которое происходит одно колебание. Период обратно пропорционален частоте и измеряется в секундах (с). Формула: T = 1/f.
Для нахождения амплитуды и частоты можно воспользоваться данными на графике. Амплитуда будет равна половине расстояния между максимальной и минимальной точками на графике колебаний. Частота будет равна обратному периоду колебаний.
Формула зависимости x(t) будет зависеть от конкретной функции, по которой строится график колебаний. Без графика или его уравнения мы не можем найти точное выражение для x(t).
Количество колебаний (N) за определенное время (t) можно найти, разделив время на период колебаний и округлив полученный результат. В данном случае, количество колебаний будет равно 16 секунд / период.
Задание 3:
Период колебаний (T) можно найти, разделив время (t), за которое сделано определенное количество колебаний, на количество колебаний (N). В данном случае, период будет равен 5 секунд / 10 колебаний.
Частоту (f) можно найти, разделив единицу времени (1 секунда) на период колебаний (T).
Скорость распространения волны (v) можно найти, умножив период колебаний (T) на длину волны (λ). В данном случае, длина волны будет равна расстоянию между соседними гребнями волны.
Задание 4:
Модуль максимальной скорости точки (v) можно вычислить двумя способами:
1) Считая движение точки во время колебаний равнопеременным (равноускоренным или равнозамедленным). В этом случае, максимальная скорость будет равна удвоенной амплитуде (2A) разделенной на период колебаний (T). Формула: v = (2A) / T.
2) Считая движение точки гармоническим. В этом случае, максимальная скорость будет равна произведению амплитуды (A) на угловую частоту (ω). Угловая частота вычисляется по формуле: ω = 2π / T. Формула: v = A * ω.
Результаты, полученные двумя способами, не будут одинаковыми из-за разных предположений о характере движения точки. Равнопеременное движение предполагает постоянное изменение скорости и перемещение точки за равные промежутки времени, в то время как гармоническое движение предполагает, что скорость точки меняется гармонически и точка равномерно перемещается с определенной амплитудой и угловой частотой.
Задание 5:
Сначала найдем максимальную скорость груза. Максимальная скорость будет равна скорости, когда груз проходит положение равновесия и имеет максимальное смещение, умноженное на частоту колебаний. Формула: v_max = A * ω.
Используя формулу для периода колебаний T = 2π * sqrt(m / k), где m - масса груза, k - жесткость пружины, найдите период колебаний. Зная период колебаний, можно найти угловую частоту ω = 2π / T.
Для нахождения смещения груза относительно положения равновесия, когда его скорость на 30% меньше максимального значения скорости, можно использовать формулу для скорости груза v = A * ω * cos(ωt + φ), где φ - начальная фаза или фазовый угол. Зная максимальную скорость и заданное условие, вы можете найти смещение от положения равновесия.
Задание 6:
Максимальное расстояние (d) на котором может находиться препятствие, которое может «услышать» дельфин, можно вычислить, умножив скорость ультразвука (v) на временной промежуток между импульсами (t). Формула: d = v * t. В данном случае, максимальное расстояние будет равно 1500 м/с * 0,2 с = 300 м.
M = M_air * n_air + M_water * n_water,
где M_air и M_water - молярные массы сухого воздуха и воды соответственно,
n_air - количество молей сухого воздуха,
n_water - количество молей воды.
Вначале найдем количество молей водяного пара. Для этого воспользуемся формулой:
P_v = n_water * R * T,
где P_v - напряжение пара воды,
R - универсальная газовая постоянная (R = 8,314 Дж/(моль·К)),
T - температура воздуха.
Подставляя известные значения, получим:
6000 Па = n_water * 8,314 Дж/(моль·К) * 36 °C = n_water * 8,314 Дж/(моль·К) * (36 + 273,15) K,
решая указанное уравнение относительно n_water, получим:
n_water = 6000 Па / (8,314 Дж/(моль·К) * (36 + 273,15) K).
Теперь найдем количество молей сухого воздуха. Пользуясь уравнением состояния для идеального газа:
P * V = n_air * R * T,
где P - давление воздуха,
V - объем воздуха,
T - температура воздуха,
и подставляя известные значения, получим:
100 кПа * 1,6 м^3 = n_air * 8,314 Дж/(моль·К) * (36 + 273,15) K,
решая указанное уравнение относительно n_air, получим:
n_air = (100 кПа * 1,6 м^3) / (8,314 Дж/(моль·К) * (36 + 273,15) K).
Теперь, когда у нас есть значения n_air и n_water, мы можем рассчитать общую массу влажного воздуха:
M = 29 г/моль * n_air + 18 г/моль * n_water.
Подставляя найденные значения n_air и n_water, получим:
M = 29 г/моль * ((100 кПа * 1,6 м^3) / (8,314 Дж/(моль·К) * (36 + 273,15) K)) + 18 г/моль * (6000 Па / (8,314 Дж/(моль·К) * (36 + 273,15) K).
Вычисляя указанное выражение, получим общую массу влажного воздуха.
Для ответа в единицах массы килограмм необходимо разделить полученное значение на 1000, так как 1 кг = 1000 г.
Таким образом, общая масса влажного воздуха будет равна:
M = (29 г/моль * ((100 кПа * 1,6 м^3) / (8,314 Дж/(моль·К) * (36 + 273,15) K)) + 18 г/моль * (6000 Па / (8,314 Дж/(моль·К) * (36 + 273,15) K))) / 1000 кг.