Gurumuda Networks
Xarxes de difracció: problemes i solucions
1. Una xarxa de reflexos que conté 4000 escletxes per centímetre s'il·lumina amb llum monocromàtica i produeix la línia brillant de segon ordre amb un angle de 30°. Quina és la longitud d'ona de la llum utilitzada? (1 Å = 10⁻¹⁵ m )
Conegut:
La distància entre escletxes (d) = 1 / (4000 escletxes / cm) = 0.00025 cm = 2.5 x 10⁻⁴ cm = 2.5 x 10⁻⁶ metres
Ordre (n) = 2
Sin 30 o = 0.5
1 Å = 10⁻¹⁵ m
Col·lisions inelàstiques
La llei de conservació de l'energia cinètica no és aplicable en col·lisions inelàstiques. La llei de conservació del moment és aplicable en col·lisions inelàstiques només si no hi ha cap força externa que actuï sobre els dos objectes que xoquen. En una col·lisió inelàstica, dos objectes s'enganxen o s'uneixen entre si després de la col·lisió.
Exemple de pregunta 1.
Dos objectes tenen la mateixa massa, és a dir, 1 kg. L'objecte 1 es mou sobre un pla a una velocitat de 10 m/s i xoca amb l'objecte dos, que està en repòs. Després de la col·lisió, els dos objectes s'enganxen. Quina és la velocitat dels dos objectes després de la col·lisió?
Col·lisions parcialment elàstiques
En les col·lisions parcialment elàstiques, s'aplica la llei de conservació del moment, mentre que la llei de conservació de l'energia cinètica no ho és. En el moment en què es produeix una col·lisió, part de l'energia cinètica es converteix en energia sonora, energia calorífica i energia interna. L'ús de la paraula elàstic indica que després de la col·lisió, els dos objectes no s'enganxen sinó que reboten.
Un exemple de col·lisió parcialment elàstica és la col·lisió unidimensional de dues bales o dues boles de billar.
Conservació del moment lineal
La llei de conservació del moment lineal estableix que si no hi ha cap força externa que actuï sobre dos objectes que xoquen, el moment dels objectes abans del xoc és igual al moment dels objectes després del xoc.
p1 + p2 = p1 ' + p2 ' ……………….. Equació 1.4
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
Si després de la col·lisió ambdós objectes s'enganxen,
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
Col·lisions perfectament elàstiques
Una col·lisió de dos objectes s'anomena col·lisió perfectament elàstica si el moment o l'energia cinètica de cada objecte abans de la col·lisió és igual al moment i a l'energia cinètica de cada objecte després de la col·lisió. En altres paraules, la llei de conservació del moment i la llei de conservació de l'energia cinètica són aplicables a les col·lisions perfectament elàstiques. L'ús de la paraula elàstic indica que després de la col·lisió, els dos objectes no s'enganxen o no estan units entre si, sinó que reboten. El moment de cada objecte es conserva.
La quantitat de moviment de cada objecte es conserva.
Principi de treball-energia mecànica
El teorema del treball-energia cinètica estableix que el treball net o el treball realitzat per la força neta és igual al canvi d'energia cinètica.
W net = TO t – TO o = 1⁄2 m(v t² – v o² )
W net = Hi ha dos tipus de forces, és a dir, la força conservativa i la força no conservativa. Per tant, el treball net es pot considerar que està format pel treball realitzat per una força conservativa i el treball realitzat per una força no conservativa.
W c + W nc = ΔKE
Treball realitzat per forces conservatives Energia potencial
Observa un objecte que es mou verticalment cap amunt i després torna a la seva posició inicial després d'assolir una alçada màxima. Quan l'objecte es mou verticalment cap amunt, el pes fa un treball negatiu sobre l'objecte. Quan l'objecte es mou cap amunt, l'alçada de l'objecte augmenta. Per tant, l'energia potencial gravitatòria de l'objecte també augmenta. Es pot concloure que el treball negatiu realitzat pel pes és igual a l'augment de l'energia potencial gravitatòria (EP) de l'objecte.
Força conservativa i força no conservativa
1. Força conservadora
1.1 Pes (p)
Observa un objecte que es mou verticalment cap amunt fins a assolir una alçada màxima abans de moure's cap avall cap a la seva posició inicial. Quan es mou verticalment cap amunt h, el pes és en direcció oposada al desplaçament. Per tant, el pes fa un treball negatiu sobre l'objecte.
W = wh (cos 180 ° ) = – wh = – mgh
Després d'assolir una alçada màxima, l'objecte es mou cap avall cap a la seva posició inicial h. Quan es mou cap avall, el pes va en la mateixa direcció que el desplaçament. Com que va en la mateixa direcció que el desplaçament, el pes fa un treball positiu.
Principi de treball-energia cinètica
Si la força neta actua sobre un objecte, l'objecte experimenta una acceleració (l'objecte experimenta un desplaçament). Quan l'objecte experimenta una acceleració, la seva velocitat canvia. En altres paraules, el treball realitzat per la força neta està relacionat amb la velocitat inicial i final de l'objecte.
El treball realitzat sobre un objecte per una força neta constant és:
W net = ΣF s
La segona llei de Newton estableix que si hi ha una força neta que actua sobre un objecte, l'objecte experimenta una acceleració.
Treball realitzat per força
1.1 Definició de treball
Si empenyes un llibre contra la superfície d'una taula fins que el llibre es desplaça, es diu que has fet treball sobre el llibre. Si un objecte cau a terra a causa de l'atracció de la força gravitatòria, es diu que la força gravitatòria ha fet treball sobre l'objecte. Al contrari, si empenyes un objecte amb totes les teves forces fins al punt que sues profusament, però l'objecte no es mou gens, es diu que no has fet cap treball sobre l'objecte. A la vida quotidiana, la gent podria dir que has fet un treball dur empenyent l'objecte, però en física, no fas treball sobre l'objecte perquè no hi ha hagut cap desplaçament de l'objecte.