2. Для подъема тела массой m=50 кг на высоту h=2м к свободному концу нити прикладывают силу 550 Н. Сколько механической энергии в результате трения между блоком и нитью превратилось во внутреннюю энергию (g=10 м/с²)?
Масса m – это произведение плотности ρ и объёма V тела: m = ρ*V Объём стержня V выразим как объём цилиндра – через длину L и площадь поперечного сечения S: V = S*L m = ρ*S*L
Запишем полученное уравнение для этих двух стержней. При этом их массы m и площади поперечного сечения S одинаковы: m = ρм*S*Lм m = ρс*S*Lс Приравняем правые части: ρм*S*Lм = ρс*S*Lс ρм*Lм = ρс*Lс
"Сравнить длины" значит найти их отношение: Lс/Lм = ρм/ρс
Получили, что длина стального стержня Lс во столько раз больше длины медного стержня Lм, во сколько плотность меди ρм больше плотности стали ρс: Lс/Lм = 8,9 г/см³ / 7,8 г/см³ Lс/Lм ≈ 1,14
ответ: стальной стержень длиннее в 1,14 раза (т.е. на 14 %)
Красная граница фотоэффекта – это минимальная частота падающей электромагнитной волны, при которой ещё наблюдается фотоэффект. Это значит, что она соответствует такой энергии фотона Eф = h*ν, которая равна работе выхода Aвых электрона из меалла: h*ν_кр = Авых h = 6,63*10^(-34) Дж*с – постоянная Планка; ν_кр = Авых / h
Переведём для удобства постоянную Планка h из "Дж*с" в "эВ*с": 1 Дж = 0,625*10^19 эВ h = 6,63*10^(-34) * 0,625*10^19 эВ*с = 4,14*10^(-15) эВ*с
Под красной границей фотоэффекта можно понимать ещё и максимальную длину волны λ_кр, при которой ещё наблюдается фотоэффект. Найденные частоты ν_кр связаны с длиной волны так λ_кр: λ_кр = c / ν_кр, где c = 3*10^8 м/с скорость света в вакууме.
dU=F*h-m*g*h=h*(F-m*g)=2*(550-50*10)=100 Дж