Question

1. Камень, брошенный с поверхности земли почти вертикально вверх, упал со скоростью 15 м/с на крышу дома, находящуюся на высоте 20 м. Найдите время полёта камня. Сопротивление воздуха не учитывать.

2. В сосуде под поршнем при температуре 100°С находится 2 г водяного пара и такое же количество воды. Не изменяя температуру, объём сосуда увеличили в 3 раза. Определите массу воды, перешедшей при этом в пар.

3. Два точечных отрицательных заряда: q1= -20 нКл и q2= -40 нКл находятся в вакууме на расстоянии L=1,5 м друг от друга. Определитель величину напряжённости электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на одинаковом расстоянии от обоих зарядов.

4. Красная граница фотоэффекта для калия 0,62 мкм. Какова длина волны света, падающего на калиевый фотокатод, если максимальная скорость фото электронов v=580 км/с?

Answer 1

1) По закону сохранения энергии:
mgh=$\frac{m*v^{2} }{2}$ + mg$h_{1}$ (h- макс высота, h-высота здания) отсюда находим h.
 $\frac{m*v_{1} ^{2} }{2}$=mgh ($v_{1}$ - нач. скорость) Отсюда находим $v_{1}$
t(полета)=$\frac{h}{v_{1} }$
2)По уравнению Менделеева - Клапейрона:
PV=$\frac{m}{M} RT$
Нач. состояние:
P0V0=$\frac{m0}{M} RT$, где P0- давление нас пара при температуре 100С, P0=101кПа, m0- масса пара, M- молярная масса воды=0,018кг/моль, отсюда находим V0≈0,0034 м3
Конечное состояние:
3P1V0=$\frac{m2}{M} RT$
Состояние, когда вся вода испарилась:
P0V1=$\frac{m1}{M} RT$ (т.к. 2г воды испарилось, то масса нас пара стала равна 4г=m1), отсюда находим V1≈0,0068, след-но, V1=2V0, это значит, что если мы увеличим объем в два раза, то вся вода испарится и пар останется насыщенным, но по условию мы увеличили объем в 3 раза, что значит, что кроме того, что вода испарится, так еще и пар станет ненасыщенным.Ответ: 2г
3)r=0,5L
E=$k \frac{q}{r^{2} }$-общая формула напряженности эл. поля точечного заряда (q берем по модулю)
E1=$k \frac{q1}{r^{2} }$

E2=$k \frac{q2}{r^{2} }$

E=E2-E1
4)λ1=0,62 мкм $v$=580 км/c λ2-?
 Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:
hν= A(вых) + $\frac{mv^{2} }{2}$
ν=c/λ
Красная граница фотоэффекта означает, что энергия кванта (hν) уходит на выход электрона из металла hν= A(вых)⇔hc/λ1=A(вых), отсюда находим A(вых).
hc/λ2=A(вых)+ $\frac{mv^{2} }{2}$, отсюда и находим искомое λ2