Определите минимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из цезия при его освещении лучами длиной волны 400 нм. Работа выхода электронов из натрия 1,81 эВ (c = 3∙ 108 м/с, h = 6,626*10-34 Дж*с, 1эВ= 1,6*10-19Дж)
Пояснение к решению: я буду жирным шрифтом выделять векторы.
По второму закону Ньютона ускорение тела a прямо пропорционально равнодействующей всех внешних сил F, действующих на тело, и обратно пропорционально массе m этого тела: a = F / m
Равнодействующая этих двух сил F равна векторной сумме сил F₁ и F₂. Прикреплю рисунок, который поясняет, как её найти.
Модуль равнодействующей определим по теореме Пифагора: F = √((F₁)² + (F₂)²) F = √((12 Н)² + (5 Н)²) F = √(169 Н²) F = 13 Н
Тогда модуль ускорения тела: a = F / m a = 13 Н / 2 кг a = 6,5 м/с² При этом вектор ускорения a (тоже его показал на рисунке) сонаправлен с вектором равнодействующей F.
Температура t смеси горячей воды массой mг (температурой tг) и холодной воды массой mх (температурой tх) определяется как среднее арифметическое взешенное: t = (cх*mх*tх + cг*mг*tг) / (cх*mх + cг*mг)
Считаем, что удельные теплоёмкости cх и cг равны, тогда они сократятся: t = (mх*tх + mг*tг) / (mх + mг) t*(mх + mг) = mх*tх + mг*tг
Масса холодной воды mх – это общая масса воды m минус масса горячей воды mг: mх = m - mг Тогда: t*((m - mг) + mг) = (m - mг)*tх + mг*tг t*m = m*tх - mг*tх + mг*tг t*m - tх*m = mг*(tг - tх) mг = m*(t - tх) / (tг - tх) mг = 350 кг * (36 °C - 6 °C) / (76 °C - 6 °C) mг = 350 кг * 30 °C / 70 °C mг = 150 кг
Помним, что mх = m - mг, тогда: mх = 350 кг - 150 кг mх = 200 кг
По второму закону Ньютона ускорение тела a прямо пропорционально равнодействующей всех внешних сил F, действующих на тело, и обратно пропорционально массе m этого тела:
a = F / m
Равнодействующая этих двух сил F равна векторной сумме сил F₁ и F₂. Прикреплю рисунок, который поясняет, как её найти.
Модуль равнодействующей определим по теореме Пифагора:
F = √((F₁)² + (F₂)²)
F = √((12 Н)² + (5 Н)²)
F = √(169 Н²)
F = 13 Н
Тогда модуль ускорения тела:
a = F / m
a = 13 Н / 2 кг
a = 6,5 м/с²
При этом вектор ускорения a (тоже его показал на рисунке) сонаправлен с вектором равнодействующей F.
t = (cх*mх*tх + cг*mг*tг) / (cх*mх + cг*mг)
Считаем, что удельные теплоёмкости cх и cг равны, тогда они сократятся:
t = (mх*tх + mг*tг) / (mх + mг)
t*(mх + mг) = mх*tх + mг*tг
Масса холодной воды mх – это общая масса воды m минус масса горячей воды mг:
mх = m - mг
Тогда:
t*((m - mг) + mг) = (m - mг)*tх + mг*tг
t*m = m*tх - mг*tх + mг*tг
t*m - tх*m = mг*(tг - tх)
mг = m*(t - tх) / (tг - tх)
mг = 350 кг * (36 °C - 6 °C) / (76 °C - 6 °C)
mг = 350 кг * 30 °C / 70 °C
mг = 150 кг
Помним, что mх = m - mг, тогда:
mх = 350 кг - 150 кг
mх = 200 кг
ответ: 200 кг холодной и 150 кг горячей воды.