Khoang cộng hưởng. Nghiên cứu bài vật lý “Xác định khối lượng riêng của vật rắn”

Giới thiệu

Trong quá trình giảng dạy vật lý của tôi, đối với tôi, thành công nhất là những ví dụ về những bài học trong đó bản thân trẻ em phải đóng vai trò là nhà nghiên cứu, suy nghĩ, phỏng đoán, tưởng tượng và sau đó kiểm tra ý tưởng của mình. Một lợi thế quan trọng của khoa học tự nhiên và đặc biệt là vật lý là khả năng xác minh bằng thực nghiệm và ứng dụng kiến thức thu được. Công trình đề xuất một nhiệm vụ có vấn đề, do đó một khái niệm mới được đưa ra - mật độ cơ thể. Sau đó, học sinh áp dụng khái niệm mật độ cơ thể để giải quyết các vấn đề thực tế.

Mục tiêu: học tập và củng cố sơ bộ những kiến thức mới.
Học sinh sẽ nghiên cứu một đại lượng vật lý mới và xác định khối lượng riêng của chất rắn trong thực tế. Học sinh sẽ áp dụng khái niệm mật độ để giải các bài toán đơn giản và phức tạp.

(Chủ đề được thiết kế cho 2 bài học, mỗi bài 45 phút)

Bài học 1.

Vua Hiero (250 TCN) đã ủy quyền cho một thợ thủ công làm một chiếc vương miện từ một thỏi vàng nguyên chất. (Phụ lục 1)
Bạn có nhiệm vụ kiểm tra tính trung thực của người thợ đã làm ra chiếc vương miện vàng. Bạn có thể tùy ý sử dụng một chiếc vương miện và một thỏi vàng, giống như chiếc được trao cho chủ nhân. Làm thế nào bạn có thể biết người thợ thủ công đã thay thế một phần vàng bằng kim loại rẻ tiền như sắt hoặc đồng hay chưa?
Những đại lượng vật lý nào cần đo để trả lời câu hỏi:

Hầu hết trẻ em ngay lập tức nhận ra rằng chúng cần so sánh khối lượng của vương miện và phôi, chẳng hạn như sử dụng cân đòn bẩy. Rất có thể, ngay cả khi người chủ gian lận, thì thay vì vàng, một kim loại khác đã được thêm vào và khối lượng của vương miện sẽ trùng với khối lượng của thỏi được phát hành. Những gì khác cần phải được kiểm tra? Gợi ý sau đây sẽ hữu ích ở đây: đặt hai vật có cùng khối lượng và tốt nhất là có hình dạng, nhưng được làm bằng các vật liệu khác nhau (ví dụ: ống trụ bằng thép và nhôm) lên một chiếc cân đòn bẩy. Trẻ thấy đại lượng thứ hai để so sánh là thể tích.
Chúng tôi kết luận: nếu không chỉ khối lượng, mà cả khối lượng của vương miện và khối lượng của phôi đều trùng khớp, thì người chủ đã thực hiện công việc một cách trung thực.
Chúng tôi thảo luận về việc đo thể tích của các vật thể có hình dạng phức tạp và nói về Archimedes và khám phá của ông.

Bây giờ hãy phức tạp hóa nhiệm vụ! Phải làm gì nếu không còn thỏi tương tự như thỏi làm ra vương miện và nhà vua không nghĩ đến việc đo trước khối lượng và thể tích của nó? Bây giờ bạn có sẵn một chiếc vương miện và một thỏi vàng nguyên chất nhỏ (hoặc, chẳng hạn như một đồng xu), làm thế nào để trả lời câu hỏi tương tự:

CÓ TẠP CHẤT CỦA KIM LOẠI KHÁC TRONG VƯƠNG MIỆN VÀNG KHÔNG?

Manh mối:

Có một đại lượng vật lý đặc trưng cho chất mà từ đó các vật thể khác nhau được cấu thành. Giá trị này là như nhau đối với tất cả các vật được làm từ cùng một chất. Ví dụ: đối với thỏi vàng, vương miện, đồng xu, nhẫn hoặc dây chuyền.

CHẤT LƯỢNG NÀY LÀ GÌ?

Để gợi ý, bạn có thể đề xuất soạn một giá trị như vậy từ khối lượng và thể tích của các vật thể đã được trẻ đặt tên. Trong một số trường hợp, sẽ rất hữu ích khi xem xét tất cả các kết hợp có thể có bằng cách sử dụng các phép tính cộng, trừ, nhân và chia. Vì vậy, chúng ta xem xét sự vô nghĩa của các phương án m-V, m+V. Tùy chọn mxV không phù hợp vì giá trị này của vương miện sẽ lớn hơn giá trị của đồng xu. Các tùy chọn đúng vẫn là m:V và V:m, một trong các tùy chọn này được gọi là mật độ.

Mật độ là một đại lượng vật lý bằng tỷ số giữa khối lượng của vật thể và thể tích của nó.

Mật độ chất rắn (g/cm³ hoặc 1000 kg/m³)

Nhôm
Bạch dương (khô)
			Cát (khô)

Gỗ sồi (khô)
Vân sam (khô)
Sắt, thép
			Thông (khô)

Mật độ của vàng là r = 19,3 g/cm³, tức là một cm khối chứa 19,3 gam chất này.

Mật độ cho biết khối lượng của một đơn vị thể tích của một chất nhất định là bao nhiêu.

Làm việc với bảng cho phép bạn thảo luận một cách định lượng về vật liệu nào dày đặc nhất và vật liệu nào ít đậm đặc hơn. Sách giáo khoa và sách giải thường chứa mật độ chất lỏng và chất khí. Cần nhớ, mật độ quan trọng nhất của nước tinh khiết là 1 g/cm³ hoặc 1000 kg/m³. Xin lưu ý rằng mật độ của băng nhỏ hơn mật độ của nước, đây là một trong những tính chất tuyệt vời của nước, phần nào quyết định diện mạo của hành tinh chúng ta và khả năng sống sót của cư dân trong các hồ chứa vào mùa đông.

Làm thế nào để sử dụng tài liệu tham khảo hiện có?

Để thực hành vận dụng kiến thức về mật độ của các vật rắn, đề xuất bài tập thực tế với một tập hợp các vật có cùng thể tích nhưng có khối lượng khác nhau. Bằng cách hoàn thành nó, các chàng trai xác định được mật độ của cơ thể, tìm giá trị gần nhất với giá trị thu được trong bảng, từ đó xác định được cơ thể được làm từ chất gì.
Bạn có thể đưa nội dung đầu tiên giống nhau cho mọi người và cùng cả lớp phân tích định nghĩa về một chất bằng cách điền vào dòng đầu tiên của bảng.
Sau đó, các thi thể còn lại được đưa ra và trẻ em làm việc theo cặp để xác định tên của các chất.

Công việc thực tế "Xác định khối lượng riêng của vật rắn"

Mục đích của công việc: học cách xác định mật độ của chất rắn và sử dụng dữ liệu tham khảo để tìm ra chất mà nó được tạo ra.

Thiết bị và vật liệu: thước (thước cặp), cân, máy tính, một bộ vật thể có cùng thể tích được làm từ các chất khác nhau.

V.=

Đo kích thước của cơ thể, tính thể tích của nó (đừng quên ghi kích thước của các đại lượng).
Đo trọng lượng cơ thể của bạn trên một cái cân. Ghi kết quả vào bảng.
Tính khối lượng riêng của cơ thể bằng công thức

4. Sử dụng dữ liệu tham khảo, xác định chất cấu thành nên cơ thể và nhập mật độ và tên của nó vào bảng.

Trọng lượng cơ thể tôi, G	Khối lượng cơ thể V., cm³	Mật độ vật chất , g/cm³	G/cm³ (từ sách tham khảo)	Tên chất

Phần kết luận.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Cuối bài, nêu tên chất của từng nội dung (chúng tôi đặt một chiếc bàn in lớn lên bảng) và các em tiến hành đánh giá lẫn nhau bằng cách trao đổi phiếu bài tập. Chúng tôi thảo luận về lý do tại sao có một chút khác biệt giữa mật độ tìm thấy và các giá trị được lập bảng (lỗi khi xác định thể tích, khối lượng cơ thể; ảnh hưởng của nhiệt độ cơ thể đến mật độ).

Bài học 2.

Công việc nghiên cứu. “Xác định khối lượng riêng của chất rắn. Bên trong thân xe có khoang khí hay bịt kín không?

Đối với công việc này, mỗi nhóm (cặp học sinh) được giao hai cơ thể. Một trong những thi thể là "tài liệu tham khảo", tức là nó không có khoang khí cũng như không có đệm kín. Chính bằng cách so sánh mật độ của vật thứ hai với “tài liệu tham khảo” mà học sinh trả lời được câu hỏi đặt ra.

Mục đích của công việc:___________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Thiết bị và vật liệu: __________________________________________________
_______________________________________________________________________
giả thuyết: ______________________________________________________________
_______________________________________________________________________

Đối với hai nội dung, hãy thực hiện như sau và điền vào bảng.

1. Đo trọng lượng cơ thể của bạn trên cân.
2. Đo kích thước của cơ thể, tính thể tích của nó.
3. Tính mật độ của cơ thể

Rút ra kết luận và giải thích dựa trên dữ liệu thu được:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Phần kết luận.

Bàn.

Đánh giá và tự đánh giá kết quả nghiên cứu.

Thân của tác phẩm này là những thanh hình chữ nhật được làm từ nhiều loại gỗ khác nhau. Mỗi nhóm kiểm tra hai vật thể được làm từ cùng một loại gỗ: một là “tiêu chuẩn”, một là vật đang được nghiên cứu. Ở phần thân cuối cùng, cần khoan một lỗ có đường kính lớn và dùng bìa cứng che lại để các cạnh vẫn nhẵn. Chúng tôi lấp đầy một số khoang bằng vòng đệm kim loại (bạn có thể sử dụng đồng xu) và cũng che thân bằng bìa cứng. Do đó, mỗi nhóm sẽ có kết quả đo lường và câu trả lời riêng cho câu hỏi, điều này sẽ cho phép kiểm tra định tính mức độ nắm vững chủ đề. Trong trường hợp này, nên chọn kích thước của các thanh khác nhau đáng kể, khi đó giả thuyết về những gì trong cơ thể đang được nghiên cứu, một khoang hoặc một khối nén, chỉ đơn giản trở thành một giả định. Hãy nhớ cảnh báo trẻ rằng điểm sẽ không bị giảm nếu giả định không được xác nhận. Điều quan trọng là trẻ học cách so sánh kết quả đo đạc, tính toán với những dự đoán ban đầu.

Khi kết thúc tác phẩm, sinh viên có thể viết nhận xét của mình và đề xuất các phương án để nghiên cứu sâu hơn về chủ đề này. Một số người có thể thấy thú vị khi chuyển sang nghiên cứu mật độ của chất lỏng (ví dụ, các loại đồ uống khác nhau); đối với những người khác, việc đo mật độ của các vật thể có hình dạng phức tạp có thể là một lựa chọn để tiếp tục công việc của họ.

Vào cuối bài học, ba dạng công thức được viết ra kết nối ba đại lượng: khối lượng, thể tích và mật độ của một vật.

Bài tập về nhà bao gồm một số bài toán tiêu chuẩn về tính khối lượng và thể tích của một vật dựa trên mật độ của nó.
Nhiệm vụ sáng tạo: soạn “các bài toán trong cuộc sống” cho các bạn cùng lớp, giải các bài toán đó bằng cách sử dụng các công thức viết.
(Ví dụ: tìm khối lượng nước trong một bể cá có thể tích 50 lít; tìm khối lượng nước đá có thể cho vào tủ đông có thể tích 20 lít; mang một gói kem có khối lượng và thể tích được chỉ định, tìm khối lượng riêng cho phù hợp; nhiệm vụ xác định vật liệu có thể vận chuyển lên ô tô khi đã biết thể tích thân (hoặc thùng) và khả năng chịu tải).

Công trình đã hoàn thành

CÔNG TRÌNH BẰNG ĐỘ

Nhiều điều đã trôi qua và bây giờ bạn đã tốt nghiệp, tất nhiên, nếu bạn viết luận văn đúng hạn. Nhưng cuộc sống là vậy mà đến bây giờ bạn mới thấy rõ rằng, khi đã không còn là sinh viên, bạn sẽ mất đi mọi niềm vui thời sinh viên, trong đó có nhiều niềm vui bạn chưa từng thử, gác lại mọi thứ và gác lại cho đến sau này. Và bây giờ, thay vì bắt kịp, bạn đang làm luận án của mình? Có một giải pháp tuyệt vời: tải xuống luận án bạn cần từ trang web của chúng tôi - và bạn sẽ ngay lập tức có rất nhiều thời gian rảnh!
Luận án đã được bảo vệ thành công tại các trường đại học hàng đầu của Cộng hòa Kazakhstan.
Chi phí công việc từ 20.000 tenge

CÔNG TRÌNH KHÓA HỌC

Dự án khóa học là công việc thực tế nghiêm túc đầu tiên. Việc chuẩn bị cho việc phát triển các dự án cấp bằng tốt nghiệp bắt đầu bằng việc viết các bài tập. Nếu một sinh viên học cách trình bày chính xác nội dung của một chủ đề trong dự án khóa học và định dạng nó một cách chính xác, thì trong tương lai, sinh viên đó sẽ không gặp bất kỳ vấn đề gì khi viết báo cáo, biên soạn luận văn hoặc thực hiện các nhiệm vụ thực tế khác. Trên thực tế, để hỗ trợ sinh viên viết loại bài tập này và làm rõ các câu hỏi nảy sinh trong quá trình chuẩn bị, phần thông tin này đã được tạo ra.
Chi phí công việc từ 2.500 tenge

LUẬN ÁN THẠC SĨ

Hiện nay, tại các cơ sở giáo dục đại học của Kazakhstan và các nước CIS, trình độ giáo dục chuyên nghiệp cao hơn sau bằng cử nhân là rất phổ biến - bằng thạc sĩ. Trong chương trình thạc sĩ, sinh viên học với mục đích lấy bằng thạc sĩ, được công nhận ở hầu hết các nước trên thế giới hơn bằng cử nhân và cũng được các nhà tuyển dụng nước ngoài công nhận. Kết quả của việc học thạc sĩ là bảo vệ luận văn thạc sĩ.
Chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn tài liệu văn bản và phân tích cập nhật; giá bao gồm 2 bài báo khoa học và một bản tóm tắt.
Chi phí công việc từ 35.000 tenge

BÁO CÁO THỰC HÀNH

Sau khi hoàn thành bất kỳ loại hình thực tập nào của sinh viên (giáo dục, công nghiệp, trước khi tốt nghiệp), cần phải có một báo cáo. Tài liệu này sẽ là sự xác nhận về công việc thực hành của học sinh và là cơ sở để hình thành điểm thực hành. Thông thường, để lập báo cáo về quá trình thực tập, bạn cần thu thập và phân tích thông tin về doanh nghiệp, xem xét cơ cấu và quy trình làm việc của tổ chức nơi thực tập đang diễn ra, lập kế hoạch lịch trình và mô tả công việc thực tế của bạn. các hoạt động.
Chúng tôi sẽ giúp bạn viết báo cáo về quá trình thực tập của mình, có tính đến các chi tiết cụ thể về hoạt động của một doanh nghiệp cụ thể.

Bạn có biết Đâu là sự sai lầm của khái niệm “chân không vật lý”?

Chân không vật lý - khái niệm vật lý lượng tử tương đối tính, theo đó chúng có nghĩa là trạng thái năng lượng (mặt đất) thấp nhất của trường lượng tử hóa, có động lượng bằng 0, động lượng góc và các số lượng tử khác. Các nhà lý thuyết tương đối tính gọi chân không vật lý là một không gian hoàn toàn không có vật chất, chứa đầy một trường không thể đo lường được và do đó chỉ là trường tưởng tượng. Trạng thái như vậy, theo những người theo thuyết tương đối, không phải là một khoảng trống tuyệt đối, mà là một không gian chứa đầy một số hạt ảo (ảo). Lý thuyết trường lượng tử tương đối tính phát biểu rằng, theo nguyên lý bất định Heisenberg, ảo, nghĩa là biểu kiến (rõ ràng với ai?), các hạt liên tục sinh ra và biến mất trong chân không vật lý: cái gọi là dao động trường điểm 0 xảy ra. Các hạt ảo của chân không vật lý, và do đó, theo định nghĩa, bản thân nó không có hệ quy chiếu, vì nếu không thì nguyên lý tương đối của Einstein, cơ sở của thuyết tương đối, sẽ bị vi phạm (nghĩa là một hệ thống đo lường tuyệt đối có tham chiếu). các hạt của chân không vật lý sẽ trở nên khả thi, do đó sẽ bác bỏ rõ ràng nguyên lý tương đối mà SRT dựa vào). Như vậy, chân không vật lý và các hạt của nó không phải là các phần tử của thế giới vật chất mà chỉ là các phần tử của thuyết tương đối, không tồn tại trong thế giới thực mà chỉ tồn tại trong các công thức tương đối, vi phạm nguyên lý nhân quả (chúng xuất hiện và biến mất không nguyên nhân), nguyên lý khách quan (các hạt ảo có thể được xem xét, tùy theo mong muốn của nhà lý thuyết, tồn tại hoặc không tồn tại), nguyên tắc đo lường thực tế (không quan sát được, không có ISO riêng).

Khi một nhà vật lý này hay nhà vật lý khác sử dụng khái niệm “chân không vật lý”, thì anh ta hoặc là không hiểu sự vô lý của thuật ngữ này, hoặc là không thành thật, là một người công khai hoặc giấu kín tuân theo hệ tư tưởng tương đối.

Cách dễ nhất để hiểu sự vô lý của khái niệm này là quay lại nguồn gốc xuất hiện của nó. Nó được Paul Dirac khai sinh vào những năm 1930, khi người ta thấy rõ rằng việc phủ nhận ether ở dạng nguyên chất của nó, như đã được thực hiện bởi một nhà toán học vĩ đại nhưng là một nhà vật lý tầm thường, là không thể được nữa. Có quá nhiều sự thật mâu thuẫn với điều này.

Để bảo vệ thuyết tương đối, Paul Dirac đã đưa ra khái niệm phi vật lý và phi logic về năng lượng âm, sau đó là sự tồn tại của một “biển” gồm hai năng lượng bù trừ cho nhau trong chân không - dương và âm, cũng như một “biển” các hạt bù trừ cho nhau. khác - các electron và positron ảo (nghĩa là rõ ràng) trong chân không.

Sở Giáo dục Quận nội thành Prikubansky

Triển lãm sư phạm xuất sắc thành phố

“Giải Marathon sư phạm 2008”

Giải các bài toán vật lý nâng cao

Chuẩn bị cho học sinh cho kỳ thi Thống nhất

Kochegorova Tamara Veniaminovna

Giáo viên Vật lý, Trường THCS Cơ sở Giáo dục Thành phố số 68

Krasnodar 2008

I. Giới thiệu
II.
Đào tạo giải quyết vấn đề nâng cao
2.1 Tương tác giữa các cơ thể
2.1.1 Chuyển động cơ học
Vấn đề số 1,2
2.1.2 Khối lượng và mật độ vật thể
Vấn đề số 3-5
2.2 Áp suất của chất rắn, chất lỏng và chất khí
2.2.1 Tàu thông tin liên lạc. Máy ép thủy lực
Vấn đề số 6,7
2.2.2 Lực Archimedean. Điều kiện đi thuyền
Vấn đề số 8-10
2.3 Công việc cơ khí. Quyền lực. Năng lượng. Đòn bẩy. Khối
2.3.1 Công việc cơ khí.
Quyền lực. Năng lượng.
Vấn đề số 11-13
2.3.2 Đòn bẩy.
Khối. khoảnh khắc của lực lượng
Vấn đề số 14-17
2.4 Hiện tượng nhiệt. Những thay đổi về trạng thái tổng hợp của vật chất
Vấn đề số 18-21 2.5 Hiện tượng điện. Công, công suất, năng lượng dòng điện
Vấn đề số 22-24
Động học của một điểm vật chất.
Thuyết tương đối
chuyển động cơ học
Vấn đề số 25-28
2.7 Định luật bảo toàn trong cơ học
Bài toán số 29, 30
2.8 Quang học
2.8.1 Quang học hình học
Bài toán số 31,32
2.8.2 Quang học sóng
Vấn đề số 33
2.9 Cơ học lượng tử
Vấn đề số 34-36

3.0 Điện động lực học

Bài toán số 37,38

Mỗi bài toán vật lý là một mô hình của một hiện tượng vật lý nào đó. Và điều cần thiết là học sinh phải tưởng tượng hiện tượng này dưới dạng một mô hình vật lý đơn giản hóa mà em có thể mô tả bằng toán học. Khi một hệ phương trình đã được biên soạn mô tả đầy đủ một mô hình vật lý nhất định của hiện tượng, thì việc đó phụ thuộc vào toán học. Tuy nhiên, các phương pháp giải hệ phương trình được tạo thành từ các định luật, công thức vật lý và từ các mối quan hệ được xác định trong việc phát biểu bài toán thường vượt xa các kỹ năng được dạy trong môn toán ở trường. Vì vậy, một nhiệm vụ khác của giáo viên vật lý là dạy các kỹ thuật toán học đặc biệt khi giải các bài toán vật lý.

II.

Đào tạo giải quyết vấn đề nâng cao

2.1 Sự tương tác giữa các cơ thể.

2.1.1 Chuyển động cơ học

Nhiệm vụ số 1

Thuyền đi dọc sông từ điểm A đến điểm B trong 3 giờ và ngược lại – 6 giờ.

Hỏi chiếc thuyền này sẽ đi quãng đường AB xuôi dòng khi tắt máy trong bao lâu?

Cho: Giải pháp 1 t= 3 giờ

Cho: Giải pháp 2 Hãy để chúng tôi biểu thị khoảng cách đi được cho cả 3 trường hợp:= 6h

từ A đến B dọc sông (1) 1 = từ A đến B dọc sông (1) 2 = S

= từ A đến B dọc sông (1) 3 = từ A đến B dọc sông (1) từ B đến A ngược dòng sông (2)

từ A đến B dọc theo dòng điện khi tắt động cơ (3) V. Hãy biểu thị r

Cho: Giải pháp 3 - ? - Tốc độ dòng chảy của sông

V - tốc độ thuyền

Ta được hệ phương trình: Hãy biểu thị ) Cho: Giải pháp 1 (1)

S=(V+V Hãy biểu thị ) Cho: Giải pháp 2 (2)

từ A đến B dọc sông (1)= V. Hãy biểu thị Cho: Giải pháp 3 (3)

S=(V-V V., V. Hãy biểu thị và giải quyết nó một cách tương đối Cho: Giải pháp 3 Và

bằng phương pháp thay thế. V. Đầu tiên, từ phương trình (1) chúng ta biểu thị

,
(4)

và thay giá trị này vào phương trình (2): V. Hãy biểu thị Bây giờ biểu thức Cho: Giải pháp 3 (4) chúng ta thay thế vào phương trình (3) và từ đây chúng ta có được

- thời gian xuôi dòng khi tắt động cơ: Cho: Giải pháp 3 = 12 Trả lời:

Nhiệm vụ số 2

Tàu động cơ chuyển động theo dòng nước với tốc độ 15 km/h và ngược dòng với tốc độ 10 km/h. Với tốc độ trung bình nào con tàu đi hết quãng đường đó và quay về nếu khoảng cách giữa hai cầu tàu là 8 km?

Hỏi chiếc thuyền này sẽ đi quãng đường AB xuôi dòng khi tắt máy trong bao lâu?

V. 1 Khi giải bài toán xác định vận tốc chuyển động trung bình các em phải nhớ công thức

V. 2 = 15 km/h
(1)

từ A đến B dọc sông (1) = từ A đến B dọc sông (1) 1 = từ A đến B dọc sông (1) 2 = = 10km/h Cho: Giải pháp 1 Cần tìm Cho: Giải pháp 2 :

= Và
,

V. 8 km - ? Thứ tư Cho: Giải pháp 1 Cần tìm Cho: Giải pháp 2 Thay thế giá trị

vào phương trình (1) V. 8 km = Trả lời:

12 km/giờ

2.1.2 Khối lượng và mật độ của vật thể.

Nhiệm vụ số 3

Tính thể tích phần rỗng của một quả cầu gang có khối lượng 2,8 kg. Thể tích của quả bóng là 500 cm3.

Cho: Giải pháp SI T= 2,8kg V. Để tìm thể tích của một lỗ rỗng trong một quả bóng

V. sàn nhà w 3 = 500cm 3 0,0005m V. Trả lời: ,

cần tìm khối lượng gang 3 = 7000 kg/m V. sàn nhà và từ thể tích của quả bóng

trừ khối lượng V. Trả lời: :

V. Để tìm thể tích của một lỗ rỗng trong một quả bóng - ?

vào phương trình (1) V. Để tìm thể tích của một lỗ rỗng trong một quả bóng = Gang 3

0,0001m

Nhiệm vụ số 4

Khối lượng của xe bên phải là bao nhiêu nếu nó đạt tốc độ lớn hơn 0,5 lần so với xe bên trái, có khối lượng khi chở tải là 450 g?

Cho: Giải pháp SI Cho: Giải pháp SI tôi= 450g 0,45kg

V. Để giải quyết vấn đề này người ta sử dụng luật = 0,5 V. Cho: Giải pháp SI N

Cho: Giải pháp SI Để giải quyết vấn đề này người ta sử dụng luật -?
(1)

tương tác của cơ thể: Cho: Giải pháp SI Để giải quyết vấn đề này người ta sử dụng luật :

vào phương trình (1) Cho: Giải pháp SI Để giải quyết vấn đề này người ta sử dụng luật Từ phương trình (1) chúng ta tìm thấy

= 0,9kg

Tỉ lệ thể tích của nước và rượu phải là bao nhiêu để hỗn hợp của chúng có khối lượng riêng
= 0,9 g/cm3 ? Khi trộn rượu với nước thì thể tích hỗn hợp giảm đi. Thể tích của hỗn hợp bằng 0,97 thể tích ban đầu của nước và rượu. Mật độ nước = 1g/cm3, mật độ rượu
= 0,8g/cm3.

Cho: Giải pháp

= 0,9g/cm2 3 Hãy viết phương trình nối các thành phần

V. cm = 0,97 (V. liên doanh + V. V. ) hỗn hợp trước và sau khi trộn,

= 1,0 g/cm 3 có tính đến điều kiện vấn đề:

= 0,8 g/cm 3

(1)

Hãy chia phương trình (1) thành biểu thức

và tìm tỉ số cần tìm:

Cái đó.,

, tức là để chuẩn bị hỗn hợp có mật độ 0,9 g/cm 3 bạn cần lấy 58 phần nước và 100 phần rượu.

- thời gian xuôi dòng khi tắt động cơ:
= 0,58

2.2 Áp suất của chất rắn, chất lỏng và chất khí.

2.2.1 Tàu thông tin liên lạc. Máy ép thủy lực

Vấn đề #6

Có thủy ngân trong các bình thông hình trụ có cùng đường kính và cùng chiều cao.

Ở một trong những chiếc bình, một cột nước cao được đổ lên trên thủy ngân = 32 cm.

Mức thủy ngân trong cả hai bình sẽ so sánh với nhau như thế nào nếu cả hai bình đều đổ đầy dầu hỏa lên trên?

Mật độ của nước = 1g/cm3, thủy ngân
= 13,6 g/cm 3, dầu hỏa

=0,8 g/cm3

Hỏi chiếc thuyền này sẽ đi quãng đường AB xuôi dòng khi tắt máy trong bao lâu?

= 32cmĐể giải quyết vấn đề này cần có hình vẽ

= 1,0 g/cm 3 cho thấy chất lỏng sẽ được định vị như thế nào ở đầu gối

= 13,6 g/cm 3 tàu thông tin liên lạc, khi chúng được lấp đầy đến đỉnh

= 0,8 g/cm 3 dầu hỏa. Áp lực tạo ra ở đầu gối trái

Cân bằng bởi áp lực tạo ra ở bên phải

- ? đầu gối

Vì vậy chúng ta có thể viết

phương trình cân bằng trong các bình này:

Chia tất cả các số hạng của phương trình cho q ,

chúng tôi nhận được: (1)

Thay các biểu thức sau vào (1):
Và

(2)

Chúng ta giải phương trình (2) đối với
:

Như vậy, chiều cao thủy ngân ở đầu gối phải của mạch thông lớn hơn đầu gối bên trái 0,5 cm.

- thời gian xuôi dòng khi tắt động cơ: = 0 0,5cm

Vấn đề số 7

Pít-tông nhỏ của máy ép thủy lực, dưới tác dụng của lực 0,5 kN, rơi đi 30 cm. Đồng thời, piston lớn tăng lên 6 cm. Lực nào tác dụng lên piston lớn?

Cho: Giải pháp SI

= 0,5kN 500N Công thức ép thủy lực:

= 30cm 0,3m
(1)

= 6cm 0,06m Thể tích chất lỏng chảy ra từ một lượng nhỏ

Đầu gối ép thủy lực ở tốc độ cao

-? công của nó bằng thể tích chất lỏng

đến đầu gối lớn:

, MỘT
(2) và
(3)

Hãy biểu diễn từ phương trình (2) và (3) Và và thay thế vào phương trình (1):

;
;
(4)

Chúng tôi biểu thị từ (4):

vào phương trình (1) = 2500N

2.2.2 Lực Archimedean. Điều kiện đi thuyền

Vấn đề số 8

Một quả cầu đồng có lỗ rỗng bên trong nặng trong không khí
= 0,264N, trong nước
= 0,221N.

Xác định thể tích của khoang bên trong của quả bóng. Lấy khối lượng riêng của đồng bằng = 8,8 g/cm3.

Tính thể tích phần rỗng của một quả cầu gang có khối lượng 2,8 kg. Thể tích của quả bóng là 500 cm3.

q= 10N/kg Hãy biểu thị khối lượng của đồng thông qua khối lượng Cho: Giải pháp SI

= 0,264N và mật độ đồng:

= 0,221N Hãy biểu thị khối lượng đồng Cho: Giải pháp SI từ trọng lượng của quả bóng

= 8,8 g/cm 3 8800 kg/m 3 trong không khí:

Sự bùng nổ lỗ đen bắt đầu trong lĩnh vực thiên văn học vào cuối những năm 50 và đầu những năm 60. Nhiều năm trôi qua, bí ẩn này đã trở nên rõ ràng hơn nhiều. Tính tất yếu của sự ra đời của các lỗ đen sau cái chết của các ngôi sao lớn đã trở nên rõ ràng; các chuẩn tinh được phát hiện, ở trung tâm của chúng có lẽ có các lỗ đen siêu lớn. Cuối cùng, lỗ đen đầu tiên có nguồn gốc từ sao được phát hiện trong nguồn tia X ở chòm sao Cygnus. Các nhà vật lý lý thuyết đã tự mình tìm ra những đặc tính kỳ lạ của lỗ đen, dần dần quen với những vực thẳm hấp dẫn chỉ có thể nuốt chửng vật chất, ngày càng tăng kích thước và dường như phải chịu sự tồn tại vĩnh cửu.

Không có dấu hiệu của một khám phá vĩ đại mới. Nhưng một khám phá như vậy, khiến các chuyên gia dày dạn kinh nghiệm kinh ngạc, lại giáng xuống như một tia sét từ trời xanh.

Hóa ra lỗ đen không hề tồn tại vĩnh cửu! Chúng có thể biến mất do các quá trình lượng tử xảy ra trong trường hấp dẫn mạnh. Chúng ta sẽ phải bắt đầu câu chuyện từ xa để làm cho bản chất của khám phá này trở nên rõ ràng hơn.

Hãy bắt đầu với sự trống rỗng. Đối với một nhà vật lý, sự trống rỗng không hề trống rỗng. Không có ý định chơi chữ. Từ lâu, người ta đã xác định rằng tính trống rỗng “tuyệt đối”, tức là “không có gì, không có gì”, về nguyên tắc không thể tồn tại. Các nhà vật lý gọi sự trống rỗng là gì? Sự trống rỗng là cái còn lại khi mọi hạt, mọi lượng tử của bất kỳ trường vật lý nào đều bị loại bỏ. Nhưng rồi sẽ chẳng còn lại gì, người đọc sẽ nói (nếu đã lâu không quan tâm đến vật lý). Không, hóa ra nó sẽ ở lại! Những gì sẽ còn lại, như các nhà vật lý nói, là một biển chưa sinh ra, cái gọi là các hạt và phản hạt ảo. Không có cách nào để “loại bỏ” các hạt ảo. Khi không có từ trường bên ngoài, tức là không truyền năng lượng, chúng không thể biến thành hạt thực.

Chỉ trong một khoảnh khắc ngắn ngủi, tại mỗi điểm của không gian trống rỗng, một cặp xuất hiện - một hạt và một phản hạt và ngay lập tức hợp nhất lại, biến mất, trở về trạng thái “phôi thai” của chúng. Tất nhiên, ngôn ngữ đơn giản hóa của chúng tôi chỉ đưa ra một số hình ảnh về các quá trình lượng tử xảy ra. Sự hiện diện của một biển hạt-phản hạt ảo từ lâu đã được xác định bằng các thí nghiệm vật lý trực tiếp. Chúng ta sẽ không nói về điều này ở đây, nếu không chắc chắn chúng ta sẽ đi chệch quá nhiều so với mạch chính của câu chuyện.

Để tránh những cách chơi chữ vô ý, các nhà vật lý gọi sự trống rỗng là chân không. Chúng tôi sẽ làm như vậy.

Một trường đủ mạnh hoặc xen kẽ (ví dụ, trường điện từ) có thể gây ra sự biến đổi các hạt chân không ảo thành hạt thực và phản hạt.

Các nhà lý thuyết và thực nghiệm đã thể hiện sự quan tâm đến các quá trình như vậy trong một thời gian dài. Chúng ta hãy xem xét quá trình hình thành các hạt thực bằng một trường xen kẽ. Chính xác quá trình này là quan trọng trong trường hợp trường hấp dẫn. Người ta biết rằng các quá trình lượng tử là không bình thường, thường không bình thường đối với lý luận theo quan điểm “thông thường”. Do đó, trước khi nói về việc tạo ra các hạt bằng trường hấp dẫn xen kẽ, chúng ta sẽ đưa ra một ví dụ đơn giản từ cơ học. Nó sẽ làm cho những gì sau đây rõ ràng hơn.

Hãy tưởng tượng một con lắc. Hệ thống treo của nó được ném qua khối; bằng cách thắt chặt dây hoặc hạ thấp nó, bạn có thể thay đổi độ dài của hệ thống treo. Hãy đẩy con lắc. Anh ấy sẽ bắt đầu do dự. Chu kỳ dao động chỉ phụ thuộc vào độ dài của hệ thống treo: hệ thống treo càng dài thì chu kỳ dao động càng dài. Bây giờ chúng ta sẽ từ từ kéo sợi dây lên. Chiều dài của con lắc sẽ giảm và chu kỳ sẽ giảm, nhưng biên độ (biên độ) dao động sẽ tăng. Từ từ đưa sợi dây về vị trí cũ. Chu kỳ sẽ trở về giá trị trước đó và biên độ dao động cũng không đổi. Nếu chúng ta bỏ qua sự tắt dần của các dao động do ma sát, thì năng lượng chứa trong các dao động sẽ giữ nguyên ở trạng thái cuối cùng - giống như trước toàn bộ chu kỳ thay đổi chiều dài của con lắc. Nhưng bạn có thể thay đổi độ dài của con lắc sao cho sau khi trở về độ dài ban đầu, biên độ dao động của nó sẽ thay đổi. Để làm được điều này, bạn cần giật sợi dây với tần số gấp đôi tần số của con lắc. Đây là những gì chúng ta làm khi đu trên xích đu. Chúng ta hạ thấp và thu chân vào đúng lúc với cú xoay của mình, và phạm vi của cú xoay sẽ tăng lên. Tất nhiên, bạn có thể dừng cú xoay nếu bạn uốn cong chân không đúng lúc với cú xoay mà theo “thời gian phản công”.

Theo cách tương tự, bạn có thể “xoay chuyển” sóng điện từ trong bộ cộng hưởng. Đây là tên của một khoang có thành gương phản xạ sóng điện từ. Nếu có một sóng điện từ trong một khoang có thành gương và pít-tông gương như vậy thì bằng cách di chuyển pít-tông qua lại với tần số gấp đôi tần số sóng điện từ, chúng ta sẽ thay đổi biên độ của sóng. Bằng cách di chuyển pít-tông theo “đồng hồ” với các dao động của sóng, bạn có thể tăng biên độ và do đó tăng cường độ của sóng điện từ và bằng cách di chuyển pít-tông “ngược đồng hồ”, bạn có thể làm giảm sóng. Nhưng nếu bạn di chuyển piston một cách hỗn loạn - cả nguyên vẹn và “ngược tác” - thì trung bình sóng sẽ luôn được khuếch đại, tức là năng lượng được “bơm” vào các dao động điện từ.

Bây giờ hãy để trong khoang của chúng ta - bộ cộng hưởng có các sóng thuộc mọi tần số có thể. Cho dù chúng ta di chuyển piston như thế nào thì sẽ luôn có một làn sóng khiến piston chuyển động theo thời gian. Biên độ và cường độ của sóng này sẽ tăng lên. Nhưng cường độ sóng càng lớn thì nó càng chứa nhiều lượng tử photon của trường điện từ. Vì vậy, sự chuyển động của piston, làm thay đổi kích thước của bộ cộng hưởng, dẫn đến sự ra đời của các photon mới.

Sau khi làm quen với những ví dụ đơn giản này, chúng ta hãy quay trở lại chân không, với biển chứa đủ loại hạt ảo này. Để đơn giản, bây giờ chúng ta sẽ chỉ nói về một loại hạt - photon ảo - hạt của trường điện từ. Hóa ra là một quá trình tương tự như sự thay đổi kích thước của bộ cộng hưởng mà chúng ta đã xem xét, quá trình này trong vật lý cổ điển dẫn đến sự tăng cường các dao động (sóng) hiện có, trong vật lý lượng tử có thể dẫn đến sự “khuếch đại” các dao động ảo, đó là là sự biến đổi các hạt ảo thành hạt thực. Như vậy, sự thay đổi của trường hấp dẫn theo thời gian sẽ gây ra sự ra đời của các photon có tần số tương ứng với thời gian trường hấp dẫn thay đổi. Thông thường những hiệu ứng này không đáng kể vì trường hấp dẫn rất yếu. Tuy nhiên, trong các lĩnh vực mạnh mẽ, tình hình thay đổi.

Một ví dụ khác: một điện trường rất mạnh gây ra sự hình thành các cặp hạt tích điện - electron và positron - từ chân không.

Chúng ta hãy quay trở lại sau chuyến du ngoạn ngắn ngủi của chúng ta vào nền vật lý của tính trống rỗng đối với các lỗ đen. Các hạt có thể được sinh ra từ chân không ở vùng lân cận lỗ đen không?

Vâng, họ có thể. Điều này đã được biết từ lâu và không có gì giật gân về nó. Như vậy, khi một vật mang điện bị nén lại và biến thành lỗ đen mang điện, điện trường tăng lên nhiều đến mức sinh ra các electron và positron. Các quá trình tương tự đã được nghiên cứu bởi viện sĩ M. Markov và các học trò của ông. Nhưng sự ra đời của các hạt như vậy là có thể xảy ra nếu không có lỗ đen, bạn chỉ cần tăng điện trường lên một giá trị đủ bằng mọi cách. Không có gì cụ thể cho một lỗ đen ở đây.

Viện sĩ Ya. Zeldovich đã chỉ ra rằng các hạt cũng được sinh ra trong tầng công thái học của một lỗ đen đang quay, lấy đi năng lượng quay của nó. Hiện tượng này tương tự như quá trình được phát hiện bởi R. Penrose.

Tất cả các quá trình này được gây ra bởi các trường xung quanh lỗ đen và dẫn đến những thay đổi trong các trường này, nhưng chúng không làm lỗ đen co lại, cũng như không làm giảm kích thước của vùng mà ánh sáng cũng như bất kỳ bức xạ và hạt nào khác không làm được. bỏ trốn.

Novikov I.D.