Fizyka lista zada« 7

Fizyka lista zada« 7
Geologia I rok
1. Dwie male«kie kulki o ci¦»arze po
5 · 10−5
N s¡ zawieszone na jedwabnych nitkach o dªugo±ci
6 cm, zamocowanych w jednym punkcie. Gdy do kulek doprowadzono jednakowe pod wzgl¦dem
warto±ci i znaku ªadunki elektryczne
wielko±¢ ªadunku
q,
nitki rozchyliªy si¦ i utworzyªy k¡t
60◦ .
Obliczy¢
q.
2. Jaki mo»e by¢ maksymalny ªadunek i napi¦cie na kuli o ±rednicy 30 cm w powietrzu?
3. W modelu Bohra atomu wodoru elektron kr¡»y po orbicie koªowej o promieniu
R = 0.53 ·
10−10 m, a proton znajduje si¦ w ±rodku tej orbity. (a) Ile wynosi pr¦dko±¢ elektronu? (b) Ile
wynosi elektryczna energia potencjalna wyra»ona w elektronowoltach? (c) Ile wynosi caªkowita
energia mechaniczna wyra»ona w elektronowoltach?
4. Bateri¦ zªo»on¡ z dwóch poª¡czonych szeregowo kondensatorów, których pojemno±ci elektryczne wynosz¡
C1 = 4 µF i C2 = 6 µF,
naªadowano do ró»nicy potencjaªów
∆ϕ = 2000
V,
po czym odª¡czono j¡ od napi¦cia. O ile zmaleje energia baterii, je±li okªadki kondensatorów,
nios¡ce ªadunki jednoimienne, poª¡czy¢ równolegle?
5. W pewnym miejscu bardzo dªugiego przewodu prostoliniowego zrobiono p¦tl¦ w ksztaªcie
okr¦gu o promieniu
R = 5
cm.
Wyznacz nat¦»enie pola magnetycznego w ±rodku tej p¦tli,
gdy w przewodzie pªynie pr¡d o nat¦»eniu
I = 10
6. W ksi¡»ce Fizyka Resnicka i Hallidaya (wyd.
A.
VII, 1984) w rozdziale 32-5 na rys.
32-6
przedstawiono obwód elektryczny skªadaj¡cy si¦ z dwóch oczek. Na podstawie opisu z ksi¡»ki,
policz nat¦»enia pr¡dów oraz spadki napi¦¢ na opornikach.
7. Z jak¡ siª¡ dziaªa pr¡d staªy o nat¦»eniu 10 A, pªyn¡cy w prostoliniowym niesko«czenie dªugim
przewodniku, na obwód z przewodu wygi¦tego w ksztaªcie kwadratu? Przewodnik jest umieszczony w pªaszczy¹nie obwodu równolegle do jego dwóch boków. Dªugo±¢ boku obwodu wynosi
40 cm, nat¦»enie pªyn¡cego w nim pr¡du 2.5 A. Odlegªo±¢ prostoliniowego przewodnika od
bli»szego boku wynosi 2 cm.
8. Elektron, który przebyª w przyspieszaj¡cym polu elektrycznym ró»nic¦ potencjaªów
104
V,
porusza si¦ w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji 0.5 T, skierowanej prostopadle do
jego pr¦dko±ci. Nale»y okre±li¢ moment p¦du elektronu.
9. Czªowiek znajduj¡cy si¦ w ªódce obserwuje dno jeziora. Jak pozorna gª¦boko±¢ dna
od k¡ta obserwacji
α,
zale»y
jaki tworzy promie« wychodz¡cy z wody z normaln¡ do powierzchni
jeziora? Rzeczywista gª¦boko±¢ jeziora jest staªa i wynosi
w wodzie jest
h
H , a wspóªczynnik zaªamania ±wiatªa
n.
10. Pewien obiekt sfotografowano dwukrotnie za pomoc¡ aparatu, którego obiektyw miaª ogniskow¡
f = 50
mm. Drugim razem mi¦dzy obiektyw i kamer¦ wstawiono pier±cie« przedªu»aj¡cy o
grubo±ci
h = 25
mm, po czym zrobiono zdj¦cie znów z najmniejszej dopuszczalnej odlegªo±ci.
Znajd¹ stosunek wymiarów liniowych w obu tych przypadkach.
11. Stóª o ±rednicy
d=1
m jest o±wietlony »arówk¡ wisz¡c¡ na wysoko±ci
h=1
m nad ±rodkiem
stoªu. Jakie jest o±wietlenie brzegów stoªu, je»eli caªkowity strumie« ±wiatªa wysyªany przez
»arówk¦ wynosi
φS = 600
lm? Na jakiej wysoko±ci nale»aªoby umie±ci¢ t¦ »arówk¦, aby o±wie-
tlenie brzegu stoªu byªo najwi¦ksze?
±wiatªa.
Przyj¡¢, »e »arówka promieniuje jak punktowe ¹ródªo