Элементы квантовой механики Кинематика примеры задач Молекулярные спектры Полупроводники Ядерная физика Лекции и задачи по физике Лабораторные работы Примеры расчета типовых задач Расчетно-графическая работа

Реакция деления ядра

К началу 40-х годов работами многих ученых—Э. Ферми (Италия), О. Гана (1879—1968), Ф. Штрассмана (1902—1980) (ФРГ), О. Фриша (1904—1979) (Великобритания), Л. Мейтнер (1878—1968) (Австрия), Г.Н. Флерова (р. 1913), К.Н. Петржака (Россия) — было доказано, что при облучении урана нейтронами образуются элементы из середины Периодической системы — лантан и барий. Этот результат положил начало ядерным реакциям совершенно нового типа — реакциям деления ядра, заключающимся в том, что тяжелое ядро под действием нейтронов, а как впоследствии оказалось и других частиц делится на несколько более легких ядер (осколков), чаще всего на два ядра, близких по массе.

Комбинированные задачи

Задача 16.1.

Ось с двумя дисками, жестко закреплёнными на ней и расположенными на расстоянии 0,9 м друг от друга, вращается с частотой 2500 об/мин. Пуля, летящая вдоль оси, пробивает оба диска. При этом отверстие от пули во втором диске смещено относительно отверстия в первом диске на угол 300. Найти скорость пули.

Дано: n = 2500 об/мин = 125/3 об/с; j = 300 = p/6; L = 0,9 м. Vп - ?

Решение.

Подпись: Рисунок 44

Время пролёта пулей расстояния между дисками равно времени поворота дисков на угол j: . Отсюда . Следовательно: .

Ответ: 450 м/с.

16.2. С каким периодом вращаются колеса, равномерно движущегося без пробуксовки со скоростью 144 км/ч автомобиля, если их радиус 30 см.

16.3. Тонкостенный шар радиусом 1 м вращается с угловой скоростью 628 рад/с относительно оси, проходящей через его центр. С какой минимальной скоростью должна лететь пробивающая шар пуля, чтобы в оболочке шара было только одно отверстие. Траектория пули проходит сквозь центр шара. {400 м/с}

16.4. Вагон шириной d, движущийся прямолинейно со скоростью v, был пробит пулей, двигавшейся все время перпендикулярно плоскости движения вагона. Смещение отверстия в стенках вагона относительно друг друга равно L. Определить скорость движения пули. {Vпули=d∙v/L}

16.5. Волчок, вращаясь с частотой 20 об/с, свободно падает с высоты 5м. Сколько оборотов сделает он за время падения? Начальная скорость падения волчка равна нулю. {20}

16.6. Пуля, выпущенная из винтовки, попадает во вращающийся с частотой 50 об/с тонкостенный цилиндр диаметром 20 см. Найдите скорость пули, если выстрел произведен в направлении диаметра цилиндра, а к моменту вылета пули из цилиндра входное отверстие сместилось на 1 см. {628 м/с}

16.7. Мальчик равномерно вращает камень, прикрепленный к легкой веревке, по окружности, лежащей в вертикальной плоскости. Период вращения 0,25 с. Центр окружности находится на высоте 150 см от поверхности земли. Длина нити 40 см. В тот момент, когда камень находится в верхней точке окружности мальчик отпускает веревку. С какой скоростью камень упадет на Землю. {12 м/с}

16.8. Человек катается на карусели радиусом 15 м. Выпавший из его рук предмет упал на землю на расстоянии 20 м от оси карусели. Определить период вращения карусели. Карусель расположена в горизонтальной плоскости на высоте 3 м от земли. {6,6 c}

Период колебаний физического маятника:

,  (4.11)

где J – момент инерции тела относительно оси вращения, не проходящей через центр масс (центр тяжести); m – масса тела; a – расстояние от центра инерции (центра масс) до оси вращения.

Теорема Штейнера:

,  (4.12)

где J – момент инерции тела относительно оси вращения, не проходящей через центр масс; Jc – момент инерции относительно оси, параллельной оси вращения и проходящей через центр тяжести.

Уравнение затухающих механических колебаний:

,  (4.13)

где А – начальная амплитуда, Ae-dt – амплитуда затухающих колебаний в момент времени t, w – частота затухающих колебаний, j – начальная фаза, d – коэффициент затухания.

Коэффициент затухания колебаний:

,  (4.14)

где m – масса тела, r – коэффициент сопротивления.

Замедлить нейтроны можно пропуская их через какое-либо вещество, содержащее водород (например, парафин, вода). Проходя через такие вещества, быстрые нейтроны испытывают рассеяние на ядрах и замедляются до тех пор, пока их энергия не станет равной, например, энергии теплового движения атомов вещества замедлителя, т. е. равной приблизительно kT. Медленные нейтроны эффективны для возбуждения ядерных реакций, так как они относительно долго находятся вблизи атомного ядра. Благодаря этому вероятность захвата нейтрона ядром становится довольно большой. Однако энергия медленных нейтронов мала, потому они не могут вызывать, например, неупругое рассеяние


Работа асинхронной машины при вращающемся роторе