Объяснение:
Дано:
R₁ = 0,3 м
R₂ = 0,5 м
nл = 1,5 - показатель преломления стекла
D - ?
F - ?
D = (nл/nср - 1)· (1/R₁ + 1/R₂)
Для воздуха:
n cp = 1
Тогда:
D = (1,5/1 - 1)· (1/0,3 + 1/0,5) ≈ 2,7 дптр
F = 1 / D = 1/2,7 ≈ 0,38 м
Для воды nср = 1,33, тогда:
D₁ = (1,5/1,33 - 1)· (1/0,3 + 1/0,5) ≈ 0,7 дптр
F₁ = 1,4 м
Для сероводорода nср = 1,63, тогда:
D₂ = (1,5/1,63 - 1)· (1/0,3 + 1/0,5) ≈ - 0,4 дптр
F₂ = - 2,5 м
Если предмет расположить на двойном фокусном расстоянии от собирающей линзы, то изображение получится по другую сторону линзы тоже на двойном фокусном расстоянии.
2. Найдём скорость вылета V0 через начальную кинетическую энергию Eк0:
Eк0 = m*V0²/2
Как говорилось выше, эта кинетическая энергия равна потенциальной энергии сжатой пружины Eпр:
Eк0 = Eпр
m*V0²/2 = Eпр
Потенциальная энергия пружины жёсткостью k, сжатой на величину x:
Eпр = k*x²/2, тогда
m*V0²/2 = k*x²/2
m*V0² = k*x²
V0 = √(k*x²/m)
V0 = √(1800 Н/м * (4 см)² / 80 г)
Переведу всё в СИ:
V0 = √(1800 Н/м * (0,04 м)² / 0,08 кг)
V0 = √(36 м²/с²)
V0 = 6 м/с
3. На высоте h =1 м снаряд обладал потенциальной энергией относительно земли:
Eп = m*g*h
Прям перед падением на землю вся эта потенциальная энергия перешла в кинетическую (в добавок к кинетической энергии от пружины). Тогда перед падением кинетическая энергия:
Eк = Eпр + Eп
Eк = k*x²/2 + m*g*h
Распишем кинетическую энергию через массу m и искомую скорость V:
m*V²/2 = k*x²/2 + m*g*h
V = √(k*x²/m + 2*g*h)
V = √(1800 Н/м * (0,04 м)² / (0,08 кг) + 2 * 10 Н/кг * 1 м)
V = √(56 м²/с²)
V ≈ 7,5 м/с