太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和、
等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是
释放的核能,这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的
核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化,假定目前太阳全部由电子和
核组成.
(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g=10m/s2,1年约为3.2×107秒,试估算目前太阳的质量M.
(2)已知质子质量mp=1.6726×1027 kg,
质量mα=6.6458×10
27 kg,电子质量 me=0.9×10
30 kg,光速c=3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.
(3)又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果只要求一位有效数字.)
如图3所示,长为L的光滑平台固定在地面上,平台中间放有小物体A和B,两者彼此接触。A的上表面是半径为R的半圆形轨道,轨道顶端距台面的高度为h处,有一个小物体C,A、B、C的质量均为m。在系统静止时释放C,已知在运动过程中,A、C始终接触,试求:
⑴ 物体A和B刚分离时,B的速度;
⑵ 物体A和B分离后,C所能达到的距台面的最大高度;
⑶ 试判断A从平台的哪边落地,并估算A从与B分离到落地所经历的时间。
如图2,用手握着一绳端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动,圆心为O,角速度为ω。绳长为l,方向与圆相切,质量可以忽略。绳的另一端系着一个质量为m的小球,恰好也沿着一个以O点为圆心的大圆在桌面上运动,小球和桌面之间有摩擦,试求:
⑴ 手对细绳做功的功率P;
⑵ 小球与桌面之间的动摩擦因数μ。
底边为a,高度为b的匀质长方体物块置于斜面上,斜面和物块之间的静摩擦因数为μ,斜面的倾角为θ,当θ较小时,物块静止于斜面上(图1),如果逐渐增大θ,当θ达到某个临界值θ0时,物块将开始滑动或翻倒。试分别求出发生滑动和翻倒时的θ,并说明在什么条件下出现的是滑动情况,在什么条件下出现的是翻倒情况。
1961年有人从高度H=22.5m的大楼上向地面发射频率为υ0的光子,并在地面上测量接收到的频率为υ,测得υ与υ0不同,与理论预计一致,试从理论上求出的值。
一只蚂蚁从蚂蚁洞沿直线爬出,已知爬出速度v的大小与距蚂蚁洞中心的距离L成反比,当蚂蚁到达距蚂蚁洞中心的距离L1=1m的A点时,速度大小为v1=20cm/s,问当蚂蚁到达距蚂蚁洞中心的距离L2=2m的B点时,其速度大小为v2="?" 蚂蚁从A点到达B点所用的时间t=?