Prokofiev V.L - solução para toda a opção 06 em física KR3

Tarefa 3.6

No circuito oscilatório, a tensão nas placas do capacitor varia de acordo com a lei U=10 cos 104t V. A capacitância do capacitor é de 10 μF. É necessário encontrar a indutância do circuito e a lei da mudança na intensidade da corrente nele.

Responder:

Vamos encontrar o período de oscilação: T=1/f=2π/104≈0,06 s.

Capacitância do capacitor C = 10 µF.

Tensão máxima do capacitor U_máx.=10 V.

Corrente máxima do circuito:

EU_máx.= você_máx./XL = você_máx. / (ωL) = você_máx. / (2πfL) = você_máx. / (2π×104×L)

O valor da reatância XL é 1/(ωC).

Portanto, XL=1/(2πfC)=1/(2π×104×10×10^-6) ≈ 1,5 Ohm.

Portanto, eu = XL/(2πf) ≈ 2,3 mH.

A lei para alterar a corrente no circuito também pode ser encontrada usando a fórmula:

Eu = eu_máx.pecado(ωt+Φ),

onde Φ é a fase inicial.

Então:

Eu = eu_máx.pecado(ωt+Φ) = você_máx./(ωL)sin(ωt+Φ) = você_máx./(2πfL)sin(ωt+Φ).

Tarefa 3.16

A equação para uma onda plana se propagando em um meio elástico é s = 10-8 sen (6280t- 1,256x :). É necessário determinar o comprimento de onda, a velocidade de sua propagação e a frequência de oscilação.

Responder:

A equação da onda plana é:

s = Um pecado (kx - ωt + φ),

onde A é a amplitude de oscilação, k é o número da onda, ω é a frequência angular, φ é a fase inicial.

Comparando com a equação dada, você pode obter:

UMA = 10-8 m;

k = 1,256m^-1;

ω = 6280 rad/s.

O comprimento de onda λ está relacionado ao número de onda k da seguinte forma:

λ = 2π/k ≈ 50 μm.

A velocidade de propagação da onda é definida como v = λf, onde f é a frequência de oscilação:

v = λf = ω/k ≈ 4×10⁴ EM.

Frequência de oscilação f = ω/2π ≈ 1×10³ Hz

Tarefa 3.26

A luz com comprimento de onda de 0,72 μm normalmente incide sobre uma fina cunha de vidro. A distância entre franjas de interferência adjacentes na luz refletida é de 0,8 mm. O índice de refração do vidro é 1,5. É necessário determinar o ângulo entre as superfícies da cunha.

Responder:

A distância entre franjas de interferência adjacentes na luz refletida está relacionada à diferença de caminho entre os raios refletidos nas superfícies superior e inferior da cunha, como segue:

2d =mλ,

onde m é um número inteiro (ordem de interferência).

Como a cunha é fina, podemos assumir que o ângulo de incidência da luz na cunha é pequeno. Então o ângulo entre as superfícies da cunha θ está relacionado ao índice de refração do vidro n da seguinte forma:

n = 1 + (d/λ)tanθ.

Substituindo o valor do comprimento de onda λ e o índice de refração n, obtemos:

2d = mλ = 1,5λ,

de onde d = 0,75λ ≈ 0,54 µm.

Substituindo o valor de d na equação do índice de refração, obtemos:

n = 1 + (d/λ)tanθ = 1 + 0,75tanθ,

daí tanθ = (n-1)/0,75 ≈ 0,33.

Portanto, o ângulo entre as superfícies da cunha é θ ≈ 18,4°.

Tarefa 3.36

A luz incide normalmente sobre uma rede de difração com período de 6 µm. É necessário determinar quais linhas espectrais correspondentes aos comprimentos de onda situados dentro do espectro visível coincidirão na direção de um ângulo de 30°.

Responder:

Uma rede de difração é um conjunto de fendas paralelas com a mesma distância entre elas (período). Quando a luz passa pela grade, ocorre difração e um padrão de interferência pode ser observado na tela na forma de um espectro. Para o máximo de enésima ordem do máximo de difração, a seguinte condição é satisfeita:

dsinθ = nλ,

onde d é o período da rede, θ é o ângulo entre a direção da luz incidente e a normal à rede, λ é o comprimento de onda.

Para determinar quais linhas espectrais coincidirão na direção do ângulo de 30°, é necessário considerar os valores correspondentes dos ângulos θ e comprimentos de onda λ para o espectro visível. O espectro visível está na faixa de comprimento de onda de 400 a 700 nm.

Substituindo os valores d=6 µm e θ=30° na equação do máximo de difração, obtemos:

λ = dsinθ/n = 6×10^-6×sen30°/n.

Para n

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Prokofiev V.L - solução para toda a opção 06 em física KR3 - esta é uma coleção de soluções para problemas do trabalho de teste em física número 3. A opção 06 contém 10 problemas, começando com o problema 3.6 e terminando com o problema 3.76.

Os problemas incluem vários tópicos de física, como circuitos oscilatórios, meios elásticos, interferência de luz, difração, polarização, radiação Cherenkov, radiação solar e espalhamento Compton.

Cada problema contém uma condição que descreve uma situação física e requer uma solução para obter uma resposta. As soluções de problemas contêm ações e fórmulas passo a passo que devem ser usadas para resolvê-los.

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