Содержание
1. Оцените на каком среднем расстоянии от Солнца находится Меркурий, если его период обращения равен 0,24 земного года? 3
2. Приведите примеры задач в которых можно считать Землю материальной точкой, а в каких нельзя 3
3. Оцените длину волны электрона с энергией 20 эВ 4
4. Какие перспективы и проблемы энергетики связаны с реакцией деления ядер? 4
Список литературы 6
1. Оцените на каком среднем расстоянии от Солнца находится Меркурий, если его период обращения равен 0,24 земного года?
Орбита планеты представляет собой окружность, эллипс, параболу или гиперболу, в фокусе которых находится центр масс системы.
В последние годы стало известно, что существует много небольших небесных тел (астероидов и комет), траектории движения которых проходят в непосредственной близости от Земли, вследствие чего существует вероятность их столкновения с нашей планетой. Поскольку опасны астероиды с размерами, превышающими сотни метров, необходимо их своевременное выявление для принятия мер, обеспечивающих дальнейшее существование человечества.
Движение вокруг Солнца описывается законами Кеплера. Эти законы математически выводятся из закона всемирного тяготения[4, с.231].
Первый закон Кеплера. Орбита каждой планеты есть эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце.
Второй закон Кеплера. Радиус-вектор планет за равные промежутки времени описывают равные площади.
Третий закон Кеплера. Квадраты периодов обращения двух планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.
Законы Кеплера применимы не только к движению планет, но и к движению их естественных и искусственных спутников[3, с.132].
Меркурий, планета, среднее расстояние от Солнца 0,387 астрономических единиц (58 млн. км).
2. Приведите примеры задач в которых можно считать Землю материальной точкой, а в каких нельзя
Материальная точка – это физическое понятие, с помощью которого описывается поступательное движение тела, если только его линейные размеры малы в сравнении с линейными размерами других тел в рамках заданной точности определения координаты тела, причем, ей приписывается масса тела.
В природе материальных точек не существует. Одно и то же тело в зависимости от условий можно рассматривать или как материальную точку, или как тело конечных размеров. Так, Землю, движущуюся вокруг Солнца, можно считать материальной точкой. Но при изучении вращения Земли вокруг своей оси ее уже нельзя считать материальной точкой, так как на характер этого движения существенно влияют форма и размеры Земли, и путь, проходимый какой-либо точкой земной поверхности за время, равное периоду ее обращения вокруг своей оси, сравним с линейными размерами земного шара. Самолет можно рассматривать как материальную точку, если изучать движение его центра масс. Но если необходимо учитывать влияние среды или определить усилия в отдельных частях самолета, то мы должны рассматривать самолет как абсолютно твердое тело[1, с.243].
3. Оцените длину волны электрона с энергией 20 эВ
w=E/h;
где h = 1,05*10-34 Дж*с – постоянная Планка,
Е – энергия.
w=20/1,05*10-34
w=19*10-34.
4. Какие перспективы и проблемы энергетики связаны с реакцией деления ядер?
В атомных ядрах нуклоны (протоны и нейтроны) связаны ядерными силами, причем энергия связи Есв различна для разных ядер. Об энергии связи можно судить по дефекту масс ядер (М – разнице между суммой масс нуклонов и массой ядер, при этом Есв = (Мс2 (с – скорость света). Измеренная таким образом зависимость Есв (в расчете 1 нуклон) от атомного веса ядра А достигает максимума (Есв ( 8 МэВ на 1 нуклон) для атомных ядер средних масс и спадает в сторону тяжелых и легких ядер[2, с.124].
В ядерных реакциях деления тяжелых ядер и синтеза легких ядер, в которых продукты реакции связаны более сильно, чем исходные ядра, разница в энергиях связи переходит главным образом в кинетическую энергию ядер – продуктов и выделяется при их торможении в веществе в виде тепла.
На использовании этой энергии основана ядерная энергетика. Поскольку в ядерных реакциях выделяется энергия (МэВ по сравнения с энергией связи атомов в молекулах (эВ, выделяющейся в химических реакциях, теплотворная способность ядерных топлив оказывается в миллионы раз больше, чем обычных топлив.
Существует две возможности освобождение ядерной энергии и соответственно два главных направления ядерной энергетики.
Ядерная энергетика деления основана на делении тяжелых ядер нейтронами с образованием двух ядер-осколков А1 и А2 и нескольких (v) нейтрино. В природе есть лишь один изотоп – 235U, способный делиться под действием нейтронов любой энергии:
235U + n ( A1 + A2 + v + E, причем величину Е ( 200 МэВ, а средняя величина v ( 2,5. Поскольку v > 1, возникает возможность осуществления цепной реакции, для чего служат ядерные реакторы деления (часто их называют атомными реакторами). Нейтроны, «рождающиеся» при делении, сталкиваются с ядрами, могут вызвать деление, а могут поглотиться без деления или же вылететь из реактора. Лишь при некоторой концепции делящихся ядер (критическая концепция) и при некоторых размерах реактора (критический размер) в каждом следующем «поколении» цепной реакции рождаются столько же нейтронов, сколько в предыдущем. В этом случае говорят о критическом реакторе, в котором осуществляется стационарная во времени цепная реакция[5, с.122].