Математический маятник подвешен к потолку кабины лифта. Если ускорение лифта направлено вверх, то период колебаний маятника равен T1. Если лифт движется с таким же по модулю ускорением, направленным вниз, то период колебаний маятника равен T2. Чему равен период колебаний маятника, если лифт покоится?

Из классической механики известно, что импульс  определяется как произведение массы  и скорости :
 
Фотон - это частица света, и движется фотон со скоростью света . Значит, импульс фотона определяется как

Энергия по закону Эйнштейна равна
.
Отсюда видно, что энергия связана с импульсом следующим образом:
.
С другой стороны, с квантовой точки зрения, энергия фотона равна произведению постоянной Планка  и частоты :

Или выражая частоту через длину волны () получим

Таким образом, импульс связан с длиной волны следующим образом:

Кстати, это выражение часто называют гипотезой де Бройля и справедливо не только для фотонов, но и для электронов.

В итоге, получаем, что при увеличении длины световой волны в 2 раза (), импульс фотона уменьшится в 2 раза:
.

ответ: импульс уменьшится в 2 раза.

Пусть общий путь S, общее время движения t, тогда средняя скорость:
Vср = S / t.

Рассмотрим первую половину пути:
S₁ = (S/2)
t₁ = S₁/V₁ = S / (2*V₁) = S / 20  = (1/20)*S = 0,05*S   ч

Рассмотрим вторую половину пути.
Оставшийся путь 
S₂ = (S/2)
Оставшееся время t₂ разобьем на  3 равных промежутка по (t₂ /3) часа 

Путь на первой трети остатка:
S₂₁ = V₂₁*(t₂/3) = (20/3)*t₂

Путь на второй  трети остатка:
S₂₂ = 0 (ремонт!)

Путь на последней  трети остатка:
S₂₃ = V₂₃*(t₂/3) = (5/3)*t₂

Собираем
S₂ = S₂₁+S₂₂+S₂₃ = (20/3)*t₂ + 0 + (5/3)*t₂ = (25/3)*t₂
(S/2) = (25/3)*t₂
t₂ = (3/50)*S  = 0,06*S   ч

Общее время:
t = t₁ +t₂ = 0,05*S + 0,06*S = 0,11*S

Средняя скорость:
Vcp = S / (0,11*S) = 1 / 0,11 ≈ 9 км/ч