Муравей ползёт перпендикулярно линзе на расстоянии d=18 см от линзы со скоростью v= 2,3 см/с. С другой стороны линзы наблюдается его изображение. С какой скоростью будет перемещаться изображение муравья, если фокусное расстояние линзы равно F= 10 cм?

Объяснение:

Дано:

λ = 155 нм = 155·10⁻⁹ м

Авых = 4 эВ = 4·1,6·10⁻¹⁹ = 6,4·10⁻¹⁹ Дж

c = 3·10⁸ м/с

h = 6,62·10⁻³⁴ Дж·с

m = 9,1·10⁻³¹ кг

а)

Частота красной границы

νкр = Авых / h  = 6,4·10⁻¹⁹ /  6,62·10⁻³⁴  ≈ 9,7·10¹⁴ Гц

b)

Частота падающего света:

ν = с/λ =  3·10⁸/ 155·10⁻⁹ ≈ 19·10¹⁴ Гц

ν>νкр

Фотоэффект произойдет

с)

Энергия фотона:

ε = h·ν = 6,62·10⁻³⁴·19·10¹⁴ ≈ 12,6·10⁻¹⁹ Дж

Кинетическая энергия:

W = ε - Авых = (12,6-6,4)·10⁻¹⁹ = 6,2·10⁻¹⁹ Дж

d)

Из формулы

W = m·v² /2

находим:

v = √ (2·W/m) = √ (2·6,2·10⁻¹⁹/9,1·10⁻³¹) ≈ 1,2 Мм/с

a) Стрела летит вертикально в верх. Лучник, выпуская стрелу из лука, сообщил ей некоторую кинетическую энергию. Постепенно поднимаясь стрела превращает свою кинетическую энергию в потенциальную, так как скорость стрелы уменьшается, а высота растёт.

ответ: превращение кинетической энергии в потенциальную энергию стрелы.

б) Стрела достигла своей максимальной точки подъёма. Стрела больше не имеет скорости, она на мгновение зависла в воздухе на какой-то высоте. В этот момент она имеет только потенциальную энергию. Через некоторое время стрела развернётся и снова будет лететь вниз, набирая скорость. Скорость со временем увеличивается, а высота уменьшается. Здесь наблюдается превращение потенциальной энергии в кинетическую.

ответ: превращение потенциальной энергии в кинетическую.