Xiclụtrụn là một mỏy gia tốc gồm hai hộp rỗng bằng kim loại hỡnh chữ D cỏch nhau bằng một khe Cú một từ trường vớ

C. MẪU NGUYấN TỬ HIDRO – MẪU BO 1 Xỏc định bước súng cỏc vạch phổ

A.Xiclụtrụn là một mỏy gia tốc gồm hai hộp rỗng bằng kim loại hỡnh chữ D cỏch nhau bằng một khe Cú một từ trường vớ

cảm ứng từ B khụng đổi, vuụng gúc với mặt hộp. Nguồn phỏt ra hạt tớch điện với vận tốc vr

vuụng gúc với urB

. Biết khối lượng m và điện tớch q của hạt

a) Chứng minh rằng quỹ đạo của hạt trong từ trường là đường trũn. Tớnh bỏn kớnh của đường trũn này.

b) Cú một hiệu điện thế xoay chiều đặt vào hai hộp D với tần số thớch hợp để

hạt được tăng tốc mỗi lần đi qua khe. Quỹ đạo của hạt gần giống đường xoắn ốc. Chớnh

xỏc thỡ quỹ đạo ấy như thế nào?

c) Tớnh tần số quay của hạt, cho nhận xột về tần số này. Tần số của hiệu điện thế

xoay chiều phải bằng bao nhiờu để hạt được tăng tốc mỗi lần đi qua khe?

B. Trong phần dưới đõy, xột trường hợp gia tốc hạt proton cú khối lượng

mp=1,66.10-27 kg và điện tớch e=1,6.10-19C. Hiệu điện thế đặt vào cỏc D cú tần số f=107Hz;

vong cuối cựng của proton trước khi ra khỏi xiclụtrụn cú bỏn kớnh 0,42m.

a) Tớnh cảm ứng từ B và động năng cuối cựng của proton

b) Cực đại của hiệu điện thế giữa cỏc D là 20kV. Tớnh số vũng mà proton đó quay trước khi ra khỏi xiclụtrụn.

Bài 11.31 – GTVL12(3)

CHƯƠNG IX TỪ VI Mễ ĐẾN VĨ Mễ Bài 9.1 Tớnh tốc độ lựi xa của sao thiờn lang ở cỏch chỳng ta 8,73 năm ỏnh sỏng.

Bài 9.2 Cụng suất bức xạ toàn phần của mặt trời là P = 3,9.1026W

a) Mỗi năm, khối lượng của mặt trời bị giảm đi một lượng là bao nhiờu và bằng bao nhiờu phần khối lượng của nú.

b) Biết phản ứng hạt nhõn trong lũng mặt trời là phản ứng tổng hợp hidro thành hờli. Biết rằng cứ một hạt hờli được tạo thành thỡ năng lượng giải phúng là 4,2.10-12J. Tớnh lượng hờli được tạo thành và lượng hidro tiờu hao hàng năm trong lũng mặt trời?

Bài 9.3 Một pion trung hũa phõn ró thành 2 tia gamma: π0→ γ + γ. Bước súng của cỏc tia gamma được phỏt ra trong phõn ró của pion đứng yờn là bao nhiờu?

Bài 9.4 Giả sử một hành tinh cú khối lượng cỡ Trỏi Đất của chỳng ta (m=6.1024 kg) va chạm và bị hủy với một phản hành tinh, thỡ sẽ tạo ra một năng lượng bằng bao nhiờu?

Bài 9.5 Hạt ∑- chuyển động với động năng 220MeV phõn ró theo sơ đồ: ∑- → π- + n. Cho biết khối lượng của cỏc hạt là m∑-

=1189MeV/c2; mπ-=139,6MeV/c2; mn=939,6MeV/c2. Tớnh động năng toàn phần của cỏc sản phẩm phõn ró

Bài 9.6 Nếu định luật Hubble được ngoại suy cho những khoảng cỏch rất lớn thỡ vận tốc lựi ra xa trở nờn bằng vận tốc ỏnh sỏng ở

khoảng cỏch bằng bao nhiờu?

Bài 9.7 Sao ξ trong chũm sao Đại Hựng là một sao đụi. Vạch chàm Hγ(0,4340μm) bị dịch lỳc về phớa đỏ, lỳc về phớa tớm. Độ dịch cực đại là 0,5A0 . Tớnh vận tốc cực đại theo phương nhỡn của cỏc sao đụi này.

Bài 9.8 Độ dịch chuyển về phớa đỏ của vạch quang phổ λ của một quaza là 0,16 λ. Tỡm vận tốc rời xa của quaza này

Bài 9.9 Nơtron bị phõn ra theo sơ đồ : n → p +e- + γ. Trong cựng thời gian đú, nơtron được khụi phục theo sơ đồ : p + γ → e- + n. Nếu cỏc phản ứng trờn xảy ra liờn tục thỡ kết quả ta nhận được Nơtron ban đầu, ngoài ra cũn cú cỏc electron và pozitron. Điều này tuõn theo quy luật bảo toàn như thế nào ? Cỏc quỏ trỡnh biến đổi trờn chỉ xuất hiện trong hạt nhõn nguyờn tử, giải thớch sự hỡnh thành cỏc phản ứng đú ?

Bài 9.10 Một photon cú bước súng 4,14.10-13m biến thành một cặp electron – pozitron cú động năng như nhau. Tỡm động năng của mỗi hạt theo MeV. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Bài 9.11 Tần số nhỏ nhất của photon tạo ra cặp electron – pozitron là bao nhiờu ?

Bài 9.12 Một hạt pozitron cú động năng 1,2.10-13J bay tới va chạm với một electron tự do ở trạng thỏi nghỉ ; Do sự hủy cặp nờn tạo ra hai phụtn cú năng lượng như nhau. Hóy xỏc định gúc giữa phương bay của hai photon trờn ?

Bài 9.13 Coi Trỏi Đất chuyển động trũn quanh mặt trời với bỏn kớnh là một đvtv.

a) Tớnh lực hấp dẫn giữa Trỏi Đất và Mặt Trời b) Tớnh tốc độ dài của Trỏi Đất

c) Muốn Trỏi Đất thoỏt khỏi hệ Mặt Trời thỡ phải tăng tốc độ của nú tới bao nhiờu?

Bài 9.14 Một người cú mắt cỏch đất h=1,6m đứng trờn bờ biển quan sỏt một chiếc thuyền buồm từ ngoài khơi tiến vào bờ. Người quan

sỏt nhỡn thấy đỉnh cột buồm khi nú cỏch mắt khoảng d=4500m (d gọi là tầm xa nhỡn thấy). Xỏc định bỏn kớnh Trỏi Đất.

Bài 9.15 Biểu thức của hiệu ứng Đốp-le trong thuyết tương đối là

0 1 1 v c f f v c − = +

, trong đú f0 là tần số của súng đứng yờn và f là

tần số súng khi nguồn súng chuyển động với tốc độ v, v cú giỏ trị dương khi nguồn súng ra xa người quan sỏt và cú giỏ trị õm khi nguồn súng lại gần. Tỡm độ biến thiờn bước súng của bức xạ khi nguồn súng chuyển động.

CHƯƠNG X. động lực học vật rắn B

ài 10.1

Một cánh quạt bắt đầu quay quanh trục của nó với gia tốc góc không đổi. Sau 5s (từ lúc bắt đầu quay) nó quay đ ợc một góc 50rad. Tính tốc độ góc và gia tốc góc tại thời điểm t = 10s ?

Bài 10.2

Một bánh xe đang quay đều quanh một trục cố định với tốc độ góc 20rad/s thì chịu một lực hãm tác dụng và chuyển động quay chậm dần đều với gia tốc góc 10 rad/s2. Tính thời gian từ khi bánh xe chịu lực hãm tác dụng đến lúc dừng lại và góc quay trong khoảng thời gian đó?

Bài 10.3

Một thanh kim loại đồng chất có tiết diện nhỏ so với chiều dài l = 2m của thanh. Tác dụng một momen lực 20N.m vào thanh thì thanh quay quanh trục cố định đi qua điểm giữa và vuông góc với thanh với gia tốc góc 4rad/s2. Bỏ qua ma sát ở trục quay và các mọi lực cản. Xác định khối lợng của thanh kim loại đó?

Bài 10.4

Hai vật nhỏ có khối lợng m1 = 40g và m2 = 120g đợc nối bằng thanh có chiều dài l = 20cm, khối lợng không đáng kể. Hệ thống quay quanh đờng thẳng vuông góc với thanh và đi qua khối tâm G với tần số 3 vòng/giây. Tính động lợng và mômen động lợng của hệ.

Bài 10.5

Một đu quay có dạng đĩa tròn nằm ngang, bán kính R, mômen quán tính I, quay quanh trục thẳng đứng đi qua tâm với vận tốc góc ωo. ở mép đĩa có đờng ray, trên có một xe khối lợng m ban đầu đứng yên đối với đờng ray. Đến một lúc xe khởi động và có vận tốc u với đờng ray. Tính vận tốc góc mới ω của đu trong hai trờng hợp : Xe chuyển động cùng chiều và trái chiều quay của đu.

Bài 10.6

Một vật hình cầu đặc đồng chất có bán kính R = 1m và momen quán tính đối với trục quay cố định đi qua tâm hình cầu là 6kg.m2. Vật bắt đầu quay khi chịu tác dụng của một momen lực 60N.m đối với trục quay. Bỏ qua mọi lực cản. Tính thời gian để từ khi chịu tác dụng của momen lực đến lúc tốc độ góc đạt giá trị bằng 100rad/s và khối lợng của vật?

Bài 10.7

Một vật rắn bắt đầu quanh nhanh dần đều quanh một trục cố định, sau 6s nó quay đợc một góc bằng 36 rad. a) Tính gia tốc góc của bánh xe.

b) Tính toạ độ góc và tốc độ góc của bánh xe ở thời điểm t = 10s tính từ lúc bắt đầu quay. c) Viết phơng trình và vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của toạ độ góc của vật rắn theo thời gian?

d) Giả sử tại thời điểm t =10s thì vật rắn bắt đầu quay chậm dần đều với gia tốc góc có giá trị bằng gia tốc góc ban đầu. Hỏi vật rắn quay thêm đợc một góc bằng bao nhiêu thì dừng lại ?

Bài 10.8

Một vật rắn có thể quay quanh một trục cố định đi qua trọng tâm. Vật rắn bắt đầu quay khi chịu tác dụng của một lực không đổi F = 2,4 N tại điểm M cách trục quay một đoạn d = 10cm và luôn tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động của M. Sau khi quay đ ợc 5s thì tốc độ góc của vật rắn đạt giá trị bằng 30rad/s. Bỏ qua mọi lực cản. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

a) Tính momen quán tính của vật rắn đối với trục quay của nó ? b) Tính tốc độ góc của vật rắn tại thời điểm t1 = 10s ?

c) Giả sử tại thời điểm t1 = 10s vật rắn không chịu tác dụng của lực F thì vật rắn sẽ chuyển động nh thế nào? Tính toạ độ góc tại thời điểm t2 = 20s ?

Chọn mốc thời gian t = 0 là lúc vật rắn bắt đầu quay, toạ độ góc ban đầu của vật rắn bằng 0 và chiều d ơng là chiều quay của vật rắn.

Bài 10.9

Phạm Thanh Hải – 0912.801.207. Email:phamhai2052@gmail.com 101

Một ròng rọc là một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 20cm và có momen quán tính đối với trục quay đi qua tâm bằng 0,05kgm2. Ròng rọc bắt đầu chuyển động quay nhanh dần đều khi chịu tác dụng của lực không đổi F = 1 N tiếp tuyến với vành của ròng rọc (nh hình vẽ). Bỏ qua ma sát giữa ròng rọc với trục quay và lực cản không khí.

a) Tính khối lợng của ròng rọc? b) Tính gia tốc góc của ròng rọc?

c) Tính tốc độ góc của ròng rọc sau khi đã quay đợc 10 s ?

d) Tại thời điểm ròng rọc đã quay đợc 10s lực F đổi ngợc chiều với chiều ban đầu nhng độ lớn vẫn giữ nguyên. Hỏi sau bao lâu thì ròng rọc dừng lại?

Bài 10.10

Cho cơ hệ nh hình vẽ, vật nặng có khối lợng m = 2kg đợc nối với sợi dây quấn quanh một ròng rọc có bán kính R = 10cm và momen quán tính I = 0,5kg.m2. Dây không dãn, khối lợng của dây không đáng kể và dây không trợt trên ròng rọc. Ròng rọc có thể quay quanh trục quay đi qua tâm của nó với ma sát bằng 0. Ngời ta thả cho vật nặng chuyển động xuống phía dới với vận tốc ban đầu bằng 0. Lấy g = 10m/s2.

a) Tính gia tốc của vật nặng m? b) Tính lực căng của dây?

c) Từ lúc thả đến lúc vật nặng chuyển động xuống một đoạn bằng 1m thì ròng rọc quay đợc một góc bằng bao nhiêu?

d) Xác định tốc độ góc của ròng rọc tại thời điểm vật nặng đã chuyển động đợc 1m sau khi thả?

Bài 10.11

Một ngời đứng trên ghế xoay nh hình bên (ghế giucôpxky), hai tay cầm hai quả tạ áp sát vào ngực. Khi ngời và ghế đang quay với tốc độ góc ω =1 10rad / s thì ngời ấy dang tay đa hai quả tạ ra xa ngời. Bỏ qua mọi lực cản. Biết rằng momen quán tính của hệ ghế và ngời đối với trục quay khi cha dang tay bằng 5kg.m2, và momen quán tính của hệ ghế và ngời đối với trục quay khi dang tay là 8kg.m2.

a) Xác định momen động lợng và động năng của hệ ghế và ngời khi cha dang tay? b) Xác định tốc độ góc của hệ ngời và ghế khi đã dang tay và động năng của hệ khi đó?

Bài 10.12

Cho cơ hệ nh hình vẽ. Hai vật A và B đợc nối qua sợi dây không dãn, khối lợng không đáng kể vắt qua ròng rọc. Khối lợng của A và B lần lợt là mA = 2kg, mB = 4kg. Ròng rọc có bán kính là R = 10cm và momen quán tính đối với trục quay của

ròng rọc là I = 0,5kg.m2. Bỏ qua mọi lực cản, coi rằng sợi dây không trợt trên ròng rọc và lấy g = 10m/s2. Ngời ta thả cho cơ hệ chuyển động với vận tốc ban đầu của các vật bằng 0.

a) Tính gia tốc của hai vật? b) Tính gia tốc góc của ròng rọc? c) Tính lực căng ở hai bên ròng rọc?

d) Tính tổng momen lực tác dụng vào ròng rọc?

e) Từ lúc thả đến lúc cơ hệ chuyển động đợc 2s thì tốc độ góc của ròng rọc bằng bao nhiêu? Khi đó ròng rọc quay đợc một góc bằng bao nhiêu?

Bài 10.13

Cho hai vật A và B có khối lợng của A và B lần lợt là mA = 2kg, mB = 6kg đ- ợc nối qua sợi dây không dãn, khối lợng không đáng kể vắt qua hai ròng rọc nh hình bên. Ròng rọc 1 có bán kính R1 = 10cm và momen quán tính đối với trục quay là I1 = 0,5kg.m2. Ròng rọc 2 có bán kính R2 = 20cm và momen quán tính đối với trục quay

là I2 = 1kg.m2. Bỏ qua mọi lực cản, coi rằng sợi dây không trợt trên ròng rọc và lấy g = 10m/s2. Thả cho cơ hệ chuyển động, tính gia tốc của hai vật A và B? Tính gia tốc góc của hai ròng rọc?

Bài 10.14

Hai vật A và B đợc nối với nhau bằng một sợi dây không dãn, khối lợng không đáng kể và vắt qua một ròng rọc trên đỉnh một mặt phẳng nghiêng góc α =30o nh hình vẽ. Khối lợng của hai vật lần lợt là mA = 2kg, mB = 3kg. Ròng rọc 1 có bán kính R1 = 10cm và momen quán tính đối với trục quay là I1 = 0,05kg.m2. Bỏ qua mọi lực cản, coi rằng sợi dây không trợt trên ròng rọc và lấy g = 10m/s2. Thả cho hai vật chuyển động không vận tốc ban đầu. Tính áp lực của dây nối lên ròng rọc?

A B B 1 A B 2 α A B