При облучении светом цинкового шарика, удаленной от других тел, она зарядилась до потенциала 4,3 В. Найти длину волны падающего света. Работа выхода электрона из цинка 4,0 эВ.
Для решения данной задачи, мы можем использовать законы динамики и закон сохранения энергии.
1. Найдем работу силы, чтобы поднять тело на высоту 10 м. Работа вычисляется по формуле:
работа = сила * путь * cos(угол между силой и перемещением).
У нас сила направлена вниз, а движение происходит вверх, поэтому угол между силой и перемещением составляет 180 градусов или pi радиан.
работа = 50 * 10 * cos(pi) = -500 Дж (отрицательный знак говорит о том, что сила и перемещение направлены в противоположные стороны).
2. Согласно закону сохранения энергии, работа силы равна изменению кинетической и потенциальной энергии.
ΔE = работа
ΔE = ΔKE + ΔPE
Начальная кинетическая энергия (KE_in) равна нулю, так как тело начинает движение с покоя. Потенциальная энергия (PE_in) также равна нулю, так как тело находится на начальной высоте.
ΔKE + ΔPE = -500
3. Найдем изменение кинетической энергии (ΔKE):
ΔKE = KE_final - KE_in
Так как KE_in = 0, то ΔKE = KE_final.
ΔKE = KE_final = -500
4. Найдем модуль скорости (v_final):
ΔKE = (1/2) * m * (v_final^2 - v_in^2)
Так как m = 2 кг, и в начальный момент времени скорость тела равна нулю (v_in = 0), то уравнение принимает вид:
Как видно из решения, полученный результат отрицательный. Это свидетельствует о том, что тело движется вниз после того, как его подняли на высоту 10 м. Модуль скорости также равен sqrt(500) м/с.
Таким образом, кинетическая энергия в момент поднятия тела на высоту 10 м равна -500 Дж, а модуль скорости тела составляет sqrt(500) м/с.
Полная энергия самолета (E) складывается из кинетической энергии (Ek) и потенциальной энергии (Ep).
Ek = 1/2 * масса * скорость^2
Ep = масса * ускорение свободного падения * высота
Сначала найдем кинетическую энергию самолета до посадки.
Ek1 = 1/2 * масса * скорость^2
= 1/2 * 20000 кг * (720 км/ч)^2
= 1/2 * 20000 кг * (720000 м/ч)^2
= 1/2 * 20000 кг * (200 м/с)^2
= 1/2 * 20000 кг * 40000 м^2/с^2
= 4000000000 Дж
Теперь найдем потенциальную энергию самолета до посадки.
Ep1 = масса * ускорение свободного падения * высота
= 20000 кг * 9.8 м/с^2 * 5000 м
= 980000000 Дж
Суммируем кинетическую и потенциальную энергии самолета до посадки, чтобы найти полную энергию:
E1 = Ek1 + Ep1
= 4000000000 Дж + 980000000 Дж
= 4980000000 Дж
Теперь найдем кинетическую энергию самолета после посадки.
После посадки самолет полностью останавливается, поэтому его скорость равна нулю.
Ek2 = 1/2 * масса * скорость^2
= 1/2 * 20000 кг * (0 м/с)^2
= 0 Дж
Потенциальная энергия самолета после посадки также равна нулю, так как самолет находится на земле.
Ep2 = 0 Дж
Суммируем кинетическую и потенциальную энергии самолета после посадки, чтобы найти полную энергию:
E2 = Ek2 + Ep2
= 0 Дж + 0 Дж
= 0 Дж
Теперь вычислим изменение полной энергии самолета:
ΔE = E2 - E1
= 0 Дж - 4980000000 Дж
= -4980000000 Дж
Ответ: При посадке самолета его полная энергия уменьшилась на 4 980 000 000 Дж.
2. Для решения этого вопроса, нам нужно знать формулу для энергии пружины.
Энергия пружины (Es) равна половине произведения жесткости пружины (k) на квадрат деформации (x).
Es = 1/2 * k * x^2
Теперь, подставим данные в формулу и найдем энергию пружины:
Es = 1/2 * 10 Н/м * (0.04 м)^2
= 1/2 * 10 Н/м * 0.0016 м^2
= 0.008 Дж
Ответ: Энергия пружины после того, как её растянули на 4 см, составляет 0.008 Дж.