На рисунке изображена система невесомых блоков и груз Г, который поднимают с неё. Нити нерастяжимы, их массы пренебрежимо малы. Трение в системе отсутствует. C:\Users\Kaspersky\Desktop\Новый точечный рисунок.bmp
Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
Объяснение:
Дано:
R₁ = 2 Ом
R₂ = 6 Ом
R₃ = 4 Ом
R₄ = 5 Ом
R₅ = 5 Ом
U = 220 В
Iₙ - ?
1)
Рассмотрим блок из параллельно соединенных резисторов.
Сопротивление верхней ветви:
R₂₃ = R₂ + R₃ = 6 + 4 = 10 Ом
Сопротивление нижней ветви:
R₄₅ = R₄ + R₅ = 5 + 5 = 10 Ом
Заметим, что номиналы сопротивлений R₂₃ и R₃₄ одинаковы, значит, сопротивление блока:
R₂₃₄₅ = 10/2 = 5 Ом
Теперь общее сопротивление цепи:
R = R₁ + R₂₃₄₅ = 2 + 5 = 7 Ом
2)
Сила тока в цепи:
I = U/R
I = 220 / 7 ≈ 31 А
Ток через R₁ равен общему току:
I₁ = I = 31 А
Напряжение на первом резисторе:
U₁ = I₁·R₁ = 31·2 ≈ 62 В
Значит, на блоке напряжение:
U₂₃ = U₄₅ = U - U₁ = 220 - 62 ≈ 160 В
Поскольку номиналы сопротивлений ветвей одинаковы, то:
I₂₃ = I₄₅ = I/2 = 31 /2 ≈ 16 А
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа