ФІЗИКА. Вчимося розв'язувати задачі. "СУЧАСНА ФІЗИКА". Компенсаційний курс

Задачі для самостійної роботи

Рівень 1

1.7

Стрижень пролітає повз мітку на стіні лабораторії за 20 нс. Визначити власну довжину стрижня l0, якщо мітка проминає його кінці з інтервалом часу 25 нс. [4,5 м]

1.8

Визначити, як і у скільки разів довжина стрижня, що рухається у повздовжньому напрямі зі швидкістю 260 Мм/с, відрізняється від його власної довжини. [2]

1.9

При якій швидкості руху стрижня в повздовжньому напрямку його довжина буде на 0,5 % меншою за власну? [0,1c]

1.10

При якій швидкості руху власний час життя нестабільної частинки буде відрізнятися в 10 разів від часу, що зафіксовано спостерігачем? [0,99c]

1.11

Визначити швидкість альфа-частинки, релятивістська маса якої на 10% відрізняється від маси спокою . [0,42c]

1.12

У скільки разів релятивістська маса відрізняється від власної частинки при швидкості, що складає 99% швидкості світла? [70]

1.13

Обчислити у джоулях та електронвольтах енергію, що відповідає масі 1 а.о.м. та 1 кг. [\(1,48\cdot{10}^{-11}\) Дж;  \(931,5\) МеВ;  \(8,99\cdot{10}^{16}\) Дж;  \(5,61\cdot{10}^{29}\) МеВ]

1.14

Яка робота виконується в прискорювачі над електроном при зміні його швидкості від 0,6с до 0,8с? [391 MеВ]

Рівень 2

1.15

Стрижень довжиною  1,00 м, орієнтований  під кутом 45° до напрямку руху, пролітає повз спостерігача зі швидкістю 0,8c. Яку довжину та орієнтацію стрижня зафіксує спостерігач? [0,93 м;  49,7°]

1.16

Визначити швидкість нестабільної частинки, якщо за час життя 2 мкс вона пролітає відстань 6 км.  [0,995c]

1.17

Визначити повну та кінетичну енергію протона, маса котрого в півтора рази відрізняється від маси спокою 1,67·10–27 кг. [1,41 ГеВ;  470 МеВ]

1.18

Визначити швидкість електрона з кінетичною енергією 1,53 МеВ. [0,97с]

1.19

Визначити імпульс та кінетичну енергію електрона, що має швидкість 0,9c.[\(5,64\cdot{10}^{-22}\) кг·м/с;  \(1,06\cdot{10}^{-13}\) Дж]

1.20

Якої відносної похибки буде припущено при обчисленні кінетичної енергії релятивістської частинки за класичною формулою? Виконати обчислення для випадків \(v_1=0,08c\) і \(v_2=0,8c\). [0,5 %;  52 %]

1.21

Чому дорівнює кінетична енергія частинки із власною масою \(m_{0}\) й імпульсом \(p=m_{0}c\)? [\(0,414m_{0}c^2\)]

1.22

Яку швидкість має релятивістська частинка при кінетичній енергії \(T=500\) МеВ та імпульсі \(p=865/c\) де cшвидкість світла? [0,87c]

1.23

Визначити релятивістську масу електрона, що пройшов прискорювальну різницю потенціалів \(U=1\) МВ. [\(2,96m_{0}\)\(m_{0}\) – маса спокою]

1.24

Яку прискорювальну різницю потенціалів має пройти протон, аби його маса зрівнялася з масою \(\alpha\)–частинки з кінетичною енергією \(T=1000\) МеВ? [\(3,78\) ГВ]

1.25

Частинки рухаються назустріч одна одній з однаковими швидкостями 0,9c. Чому дорівнює відносна швидкість частинок? $\approx 0,99c$

1.26

Електрон зі швидкістю \(0,8c\) перпендикулярно влітає в однорідне магнітне поле \(B=10\) мТл. Визначити радіус кривини траєкторії його подальшого руху. [\(\approx{23}\) см]

1.27

Електрон з початковою швидкістю  0,1c входить у смугу прискорювального електричного поля вздовж його напрямку. Визначити швидкість та імпульс електрона на виході зі смуги, якщо поле виконало роботу 515 кеВ. [0,87c; \(4,77\cdot{10}^{-22}\) кг·м/с]