Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.18 Ядерные реакции. Энергия связи (Отсутствует в ЕГЭ 2024)
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#13786

Находящееся в однородном магнитном поле с индукцией B = 5  Тл ядро покоящегося нейтрального атома испытывает α  -распад, в результате которого рождается ион нового элемента массой M = 50  а.е.м. Его траектория лежит в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля, и представляет собой дугу окружности радиуса R = 5  см. Найти выделившуюся при α  -распаде энергию ΔE  , считая, что она целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции.

Показать ответ и решение

Поскольку исходный атом неподвижен и выделившаяся при реакции энергия ΔE  целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции, то из законов сохранения импульса и энергии следуют равенства

mυ = MV,

m υ2  MV 2
-2--+ --2--= ΔE,

Где υ  и V  –скорости α  –частицы и иона после распада.
Исключая из этих равенств υ  , получаем, что

ΔE = M-(M-+-m) ⋅V 2.
        2m

Из закона сохранения заряда следует, что модуль заряда иона равен заряду α  –частицы.
По второму закону Ньютона уравнение движения иона в магнитном поле под действием силы Лоренца имеет вид

Ma  = qV B

Частица будет двигаться по окружности, поэтому ускорение - центростремительное и равно    V 2
a= -R-  , значит:

MV 2
-R---=qV B

Подставляя V = qBR-
     M  в найденное выражение для ΔE  , получаем

          2
ΔE = (qBR)-(M-+-m) ≈5,2⋅10−13 Д ж
         2Mm
Ответ:
Критерии оценки

Критерии проверки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы.
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: закон сохранения энергии, закон сохранения импульса, второй закон Ньютона, формулы для центростремительного ускорения и для силы Лоренца);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования.
Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не от решения и не зачёркнуты. отделены

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях ошибки, и (или) в математических преобразованиях / вычислениях логически важные шаги. допущены пропущены

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!