Question

1. Два точечных электрических заряда -5 мкКл и -7 мкКл находятся на некотором расстоянии друг от друга и взаимодействуют с силой 35 Н. Заряды привели в соприкосновение и развели на прежнее расстояние. Чему равна новая сила их электрического взаимодействия? 2. При облучении ультрафиолетом поверхности некоторого металла образуются фотоэлектроны с максимальной кинетической энергией 0,2 эВ. На сколько нужно увеличить энергию фотонов, облучающих поверхность, чтобы максимальная кинетическая энергия электронов возросла в 3 раза. Ответ привести в эВ с точностью до десятых.

Answer 1

Ответ:

1) 36 H    2) 0,4 эВ

Объяснение:

1) q1=5 мкКл   q2=7 мкКл    F1=35 H   F2=?

===

F1=k*q1*q2/r²

F2=k*q²/r²

|q|=(q1+q2)/2=(5+7)/2=6 мкКл

F2=q²*F1/(q1*q2)=6²*35/(5*7)=36 H

==========================

2) Ek=0.2 эВ   ΔE=?

===

E1=A+Ek

E2=A+3*Ek

E1-Ek=E2-3*Ek

ΔE=E2-E1=2*Ek=2*0.2=0.4 эВ

====================================

Answer 2

1. Исходя из закона Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами определяется формулой:

$F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2},$

где:

• $F$ - сила взаимодействия,
• $k$ - постоянная Кулона ($k \approx 9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$),
• $q_1$ и $q_2$ - заряды (в данном случае -5 мкКл и -7 мкКл),
• $r$ - расстояние между зарядами.

Известно, что сила взаимодействия между зарядами после приведения их в соприкосновение составляет 35 Н. Теперь, если мы приводим заряды в соприкосновение, они образуют единый заряд -12 мкКл. Мы можем использовать этот новый заряд и оригинальное расстояние для расчета новой силы взаимодействия:

$F' = \frac{k \cdot |q \cdot q|}{r^2} = \frac{k \cdot |(-12\, \text{мкКл}) \cdot (-12\, \text{мкКл})|}{r^2}.$

Теперь мы должны найти $F'$. Если $F' = 35\, \text{Н}$, то:

$35 = \frac{k \cdot 144\, \text{мкКл}^2}{r^2}.$

Теперь мы можем решить это уравнение для $r$:

$r^2 = \frac{k \cdot 144\, \text{мкКл}^2}{35},$

$r = \sqrt{\frac{k \cdot 144\, \text{мкКл}^2}{35}}.$

Теперь у нас есть расстояние $r$, которое позволит нам рассчитать новую силу взаимодействия между зарядами -5 мкКл и -7 мкКл на расстоянии $r$. Подставим значения в формулу Кулона:

$F' = \frac{k \cdot |(-5\, \text{мкКл}) \cdot (-7\, \text{мкКл})|}{r^2}.$

2. Для рассчета изменения максимальной кинетической энергии фотоэлектронов мы можем использовать закон сохранения энергии. Изначально у нас есть фотоны с энергией $E_1 = 0,2\, \text{эВ}$, которые вызывают выход фотоэлектронов с нулевой кинетической энергией (фотоэффект). После увеличения энергии фотонов на $\Delta E$, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов станет $E_2 = 0,6\, \text{эВ}$ (так как она увеличивается в 3 раза).

Используя закон сохранения энергии, мы можем записать:

$E_1 + \Delta E = E_2.$

Теперь найдем $\Delta E$:

$\Delta E = E_2 - E_1 = 0,6\, \text{эВ} - 0,2\, \text{эВ} = 0,4\, \text{эВ}.$

Таким образом, чтобы увеличить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов в 3 раза, необходимо увеличить энергию фотонов на $\Delta E = 0,4\, \text{эВ}$.