2001年9月11日,美国遭受了历史上规模最大、损失最为惨重的恐怖主义袭击,恐怖分子劫持客机分别撞击了纽约的“世贸大楼”和华盛顿的“五角大楼”。其中一架客机拦腰撞到世贸大楼的南部塔楼第60层地方,并引起巨大爆炸,大约1 h后,南部塔楼部分轰然倒塌(高约245 m),灰尘和残骸四处飞溅,300多名救援警察和消防人员没来得及逃生。
我们不妨设置一个情境:当处于倒塌部分正下方的地面人员,看到一块质量约为4×103 kg的楼墙块竖直倒下的同时到作出反应开始逃离需0.2 s的时间,逃离的安全区域为离大厦100 m外(实际的安全区要更远)。设该坠落块与地面作用时间为0.05 s,不计空气阻力,g取10 m/s2。求:
(1)地面人员要逃离大厦到安全区至少要以多大速度奔跑?(忽略人的加速时间,百米短跑世界记录为9″79)
(2)该坠落块对地产生的平均作用力多大?
(3)由于爆炸引起地表震动,设产生的纵波的传播速率vP="9.1" km/s,横波的传播速率vs="3.1" km/s,设在某处的地震勘测中心记录到两种不同震感之间的时间间隔Δt0="5" s,那么观测记录者与震源之间的距离s为多少千米?
有一带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功6×10-4 J,从B点移到C点,静电力做功9×10-4 J.问:
(1)AB、BC间电势差各为多少?
(2)如以B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?
如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面),O为圆心。在柱形区域内加一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为+q的粒子沿图中直径从圆上的A点射入柱形区域,在圆上的D点离开该区域,已知图中,现将磁场换为竖直向下的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直径从A点射入柱形区域,也在D点离开该区域。若磁感应强度大小为B,不计重力,试求:
(1)电场强度E的大小;
(2)经磁场从A到D的时间与经电场从A到D的时间之比。
如图所示电路中,电源电动势E=10 V,内阻不计,电阻R1=14 Ω,R2=6.0 Ω,R3=2.0 Ω,R4=8.0 Ω,R5=10 Ω,电容器的电容C=2 μF。求:
(1)电容器所带的电荷量,并说明电容器哪个极板带正电;
(2)若R2突然断路,将有多少电荷量通过R5?电流的方向如何?
如图所示,在相距为L,长为3L的平行金属板中间区域存在正交的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B(方向未画),电场方向竖直向下。有一群均匀分布的同种带电粒子,以相同速度从两板间水平射入,经过时间t,粒子沿直线穿过该区域。若在粒子进入板间时,撤去电场保留磁场,粒子恰好全部打在板上。不计粒子的重力,不考虑粒子之间的相互作用,粒子对原来电场和磁场的影响不计。试求:
(1)该区域电场强度E大小;
(2)该粒子的比荷q/m ;
(3)若粒子进入时撤去磁场保留电场,则射出该区域的粒子数为总数的多少?
如图所示,甲带电体固定在绝缘水平面上的O点,另一个电荷量为+q、质量为m的带电体乙,从P点由静止释放,经L运动到Q点时达到最大速度v。已知乙与水平面的动摩擦因数为μ,静电力常量为k。 求:
(1)Q处电场强度的大小;
(2)P、Q两点电势差。