Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
Фактов, как я понял 2. 1. Вакуум сокращает срок службы. 2. Перегорание в момент включения цепи. В момент выключения, кстати, происходит то же самое. Первое. Любое вещество, даже твердое (при этом, правда, физики называют испарение сублимацией, испаряется. Количество испаренных молекул (атомов зависит от температуры и от давления среды, в которой находится тело. Чем больше температура - тем больше количество испаренных молекул (атомов). Чем меньше давление среды - тем больше количество испаренных молекул. То есть нагретый до высоких температур нить накаливания очень быстро расходуется, становится тонким и быстро перегорает, так как при прежнем напряжении, увеличивается сопротивление (меньше площадь сечения) и, значит, температура работы. Вторая немного сложнее. В момент разрыва цепи (включения или включения, действуют несколько характеристик, влияющих на срок службы и все они приводят к росту напряжения, а значит тока. Не знаю, изучают ли в в 5-9 классах эти явления. Просто скажу о них. Первое - на контактах выключателя появляется электрическая дуга, что приводит очень быстрому, хотя и кратковременному росту тока, значит перегрева нити накаливания. Вторая причина лучше работает если в цепи есть индуктивности (катушки), например, волосок нити накаливания, скрученный в спираль. Тогда имеется явление, называемое самоиндукцией. Если просто, то оно, как и дуга, препятствует изменению тока и напряжения в цепи. Правда, при этом не соразмеряет изменения. Примерно так.
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа