Физика примеры решения задач

Физика
  • Основные типы связей в твердых телах
  • Внутренняя структура твердых тел
  • Обратная решетка
  • Дифракция в кристаллах
  • Упругие свойства кристаллов
  • Динамика решетки
  • Тепловые свойства твердых тел
  • Электроны в металлах.
  • Зонная теория твердых тел
  • Дефекты кристаллической решетки
  • Раздел «Кинематика»
  • Раздел «Динамика»
  • Механические колебания и волны. Акустика
  • Уравнение движения материальной точки
  • Молекулярная физика и термодинамика.
  • Раздел. «Электростатика»
  • Раздел «Постоянный ток»
  • Раздел «Переменный ток»
  • Электрическое поле
  • Элементы атомной и ядерной физики
  • Взаимодействие света с веществом.
  • Основные физические константы в СИ
  • Задача № 9

    Вычислить величины потенциалов покоя клеток гигантского аксона кальмара в верхних слоях океана, где температура 250С, и в глубине, где температура 60С. Концентрация ионов калия в аксоне 410 , а концентрация ионов калия вне аксона 

    Дано:

     

     Найти:  

    Решение:

    Величина мембранного потенциала клетки определяется разностью потенциалов между внутриклеточной и наружной по отношению к клетке средами. При соблюдении равновесия имеет место соотношение:

       

     где   и  - соответственно концентрации калия внутри и снаружи клетки, R – универсальная газовая постоянная, F- число Фарадея.

     Поскольку натуральный и десятичный логарифмы связаны соотношением:  lnx=2,3 lgx, то

     

     Аналогично можно вычислить, что  

    Задача № 10

     Электроды, наложенные на середину холки коровы, соединены с генератором прямоугольных импульсов (это означает, что создаваемое генератором напряжение резко возрастает до определенного значения, затем остается постоянным заданное время, по прошествии которого снова падает до нуля). Исследование пороговых реакций коровы показало, что величина хронаксии равна 0,82 мс и соответствующее ей значение раздражающего тока равно  21 мА. На основе этих данных написать выражение, дающее связь между величиной порогового тока и временем его действия.

    Дано:

     

    Решение:

    Зависимость величины порогового тока от времени его действия дается законом Вейсса:

     

     где b – реобаза, т.е. минимальная сила порогового тока при длительном его действии. Время , необходимое для раздражения при силе тока, равной двум реобазам, называется хронаксией. Отсюда следует, что сила тока при хронаксии Jx= 2 b. Это дает возможность вычислить значение константы b;

     b=Jx/2 = 21/2 =10,5мА .

     Для нахождения константы Вейсса а подставим в уравнение Вейсса значения Jx и b:

      Отсюда 

     Таким образом, зависимость порогового тока от времени его действия будет выражена уравнением:

    Задача №11

    Считая, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите радиуса 0,53.10-10 и определить период обращения электрона вокруг ядра и индукцию магнитного поля, создаваемого движущимся электроном в центре его орбиты. Какая сила тока эквивалентна этому циркулирующему заряду?

    Дано:

    q =1,6.10-19Кл

    m =9,1.10-31 кг

    R = 0,53.10-10 м

      =8,85 .10-12 Ф/м

     =4 .10-7 Г/м

    -------------------

    Найти:Т-? В - ? I-?

    Решение.

    Между ядром атома и электроном действует кулоновская сила

    под действием которой электрон движется по круговой орбите. Из закона Ньютона

    F=ma ,  где а - центростремительное ускорение.

    Следовательно,

    Период вращения

    Т=1,53.10-16 с. Заряд, переносимый электроном при его движении по орбите, эквивалентен

    току ;  I=10-8А

    Вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле, индукцию которого можно рассчитать по формуле для индукции поля кругового тока: 

    При расчете получаем: В=4 .10-7. 10-8 /0,53.10-10 = 11 Т.

    Физика - лекции, конспекты, примеры решения задач