Przeglądaj wiadomości i opracowania według daty publikacji.
Materiały: 1013 · strona 51 z 85.
Im głębiej pod powierzchnią wody znajduje się dany punkt, tym większe jest w nim ciśnienie. Nie oznacza to jednak, że wystarczy podać samą głębokość. Trzeba jeszcze wiedzieć, jakie ciśnienie działa na powierzchnię cieczy i względem czego mierzymy wynik.
Sztywny pojemnik o masie 8 kg stoi na poziomym podłożu. Można ustawić go na podstawie o polu 200 cm² albo 500 cm². Oblicz średnie ciśnienie w obu ustawieniach. Przyjmij g = 10 N/kg; pomiń inne siły pionowe.
Rys. 2. Porównujemy pola styku, oglądane od góry. Siła nacisku jest prostopadła do tych pól. To przykładowe kształty podstaw, nie odtworzenie wymiarów pojemnika. Kliknij rysunek, aby go powiększyć.
Dalsze części: b) Podłoże w przyjętym modelu dopuszcza średnie ciśnienie najwyżej 2000 Pa. Które ustawienie spełnia ten warunek? Wyznacz najmniejsze potrzebne pole styku. c) Ktoś dzieli 80 N przez 200 cm² i podpisuje wynik „0,4 Pa”. Wyjaśnij, jaka jest naprawdę jednostka otrzymanej liczby i jak ją przeliczyć. Warunek średniego ciśnienia w zadaniu nie jest projektem rzeczywistej podpory.
Kamień o masie 156 g zanurzono całkowicie w wodzie. Odczyt w menzurce wzrósł z 40 cm³ do 100 cm³. Kamień nie nasiąka wodą, nie rozpuszcza się i nie zatrzymuje pęcherzyków powietrza. Oblicz jego średnią gęstość w g/cm³ i w kg/m³.
Rys. 1. Dwa odczyty tej samej menzurki. Rysunek jest schematem, a nie fotografią pomiaru. Odczyt po zanurzeniu obejmuje wodę i wypartą przez kamień objętość. Kliknij rysunek, aby go powiększyć.
Dalsze części: b) Dla trzech próbek tego samego materiału podano modelowe pary (V, m): (20 cm³, 52 g), (40 cm³, 104 g), (60 cm³, 156 g). Narysuj wykres m(V), opisz osie i wyjaśnij, co mówi jego nachylenie. c) W osobnej, wadliwej próbie do tego samego kamienia przyczepił się pęcherzyk powietrza o objętości 5 cm³. Czy wyliczona gęstość będzie za duża, czy za mała? Oblicz wynik takiego błędnego pomiaru, pomijając masę powietrza.
Kilogram drewna i kilogram stali mają taką samą masę, ale zajmują różne objętości. Z kolei ta sama siła może wywołać różne skutki, jeżeli działa na większą lub mniejszą powierzchnię. Do opisania tych dwóch sytuacji potrzebujemy gęstości i ciśnienia.
Na parę idealnych skrzyżowanych polaryzatorów pada światło niespolaryzowane o natężeniu I₀. Między nimi umieszczamy trzeci polaryzator, którego oś tworzy kąt 45° z każdą z pozostałych osi. Jaka część natężenia wejściowego przejdzie przez cały układ po tej zmianie?
Dodatkowa próba: Oblicz przepuszczaną część natężenia przy kącie środkowego filtru 30° względem pierwszego. Co stałoby się po przeniesieniu środkowego filtru za parę skrzyżowanych?
Na dwa idealne polaryzatory liniowe pada światło całkowicie niespolaryzowane o natężeniu 80 W/m². Osie transmisji filtrów tworzą kąt 60°. Oblicz natężenie po pierwszym i po drugim filtrze. Pomiń wszystkie inne straty.
Dodatkowa próba: Jakie byłyby wyniki, gdyby padająca wiązka 80 W/m² była już spolaryzowana zgodnie z osią pierwszego filtru?
Kierunek drgań: Czy zwykłej podłużnej fali dźwiękowej w powietrzu można wybrać poprzeczną oś drgań tak jak w opisanym polaryzatorze światła? Uzasadnij, porównując kierunek drgań z kierunkiem rozchodzenia się fali.
Dwa idealne polaryzatory ustawione pod kątem prostym mogą całkowicie wygasić przechodzące światło. Dodanie między nimi trzeciego polaryzatora może sprawić, że część światła znowu przejdzie. Wyjaśnienie wymaga śledzenia polaryzacji po każdym elemencie, a nie tylko porównania pierwszego z ostatnim.
Siatka ma 500 linii na milimetr. Pada na nią prostopadle światło o długości fali 600 nm. Wyznacz najwyższy możliwy rząd głównego maksimum, jego kąt oraz liczbę możliwych kierunków głównych maksimów łącznie z centralnym. Pomiń wygaszanie rzędów przez szerokość szczelin.
Dodatkowa próba: Dla tej samej siatki rozważ falę 500 nm. Które główne rzędy mają kąt ściśle mniejszy od 90° i mogą trafić na ekran za siatką w skończonej odległości?
Światło o długości fali 500 nm pada prostopadle na pojedynczą szczelinę szerokości 0,10 mm. Ekran znajduje się 2,0 m dalej. Oblicz szerokość maksimum centralnego między pierwszymi minimami. Przyjmij dalekie pole i małe kąty.
Dodatkowa próba: Przy niezmienionej szczelinie i ekranie zastąp falę 500 nm falą 600 nm. Oblicz nową szerokość maksimum centralnego.
Zmiana szczeliny: Wróć do fali 500 nm i zwęź szczelinę dwukrotnie. Przewidź kierunek zmiany obrazu, a następnie podaj szerokość maksimum centralnego.
Wzory dla pojedynczej szczeliny i dla siatki dyfrakcyjnej wyglądają podobnie, ale opisują inne miejsca obrazu. Dla szczeliny wskazujemy minima, a dla siatki — główne maksima. Pomylenie tych dwóch warunków daje błędny obraz mimo poprawnych jednostek.
W doświadczeniu z dwiema wąskimi szczelinami oddalonymi o 0,20 mm sąsiednie jasne prążki na ekranie leżą co 3,0 mm. Ekran znajduje się 1,2 m od szczelin. Wyznacz długość fali w przybliżeniu małych kątów. Szczeliny są oświetlone spójnie i w tej samej fazie.
Dodatkowa próba: Jaki odstęp prążków otrzymalibyśmy po przesunięciu ekranu na odległość 0,60 m, bez zmiany źródła ani szczelin?
Dwie spójnie i zgodnie w fazie oświetlone szczeliny są oddalone o 0,30 mm. Długość fali wynosi 600 nm, a odległość ekranu 2,0 m. Oblicz odstęp sąsiednich jasnych prążków oraz odległość maksimum trzeciego rzędu od centralnego. Przyjmij małe kąty i pomiń obwiednię dyfrakcyjną.
Dodatkowa próba: Wyznacz położenie trzeciego maksimum po podwojeniu odstępu szczelin. Ustal też, czy punkt y = 2 mm w pierwotnym układzie jest maksimum czy minimum.
