ж) Пройдя 0,20 м в электрическом поле, атом водорода попадает в область, где поле отсутствует. По какой траектории атом будет при этом двигаться? (Сформулируйте ваш ответ как можно точнее. Дайте рисунок.)
Задача 25
Электрон, обладая такой же скоростью, как протон в задаче 24,пролетает через то же самое электрическое поле. Какова будет его траектория по сравнению с траекторией протона? Объясните просто, в чем будет разница.
(Примечание. Электрон обладает таким же по величине, но противоположным по знаку электрическим зарядом, как протон, поэтому одно и то же электрическое поле будет действовать на него с такой же силой, но в противоположном направлении. При этом масса электрона составляет всего около 1/2000 массы протона.)
Задача 26
В задачах, приводимых в этом курсе, масса человека принята равной 100 кг (она всюду одна и та же: на Земле, на Луне и т. д.). При пользовании соотношением F = M∙а в качестве массы человека М нужно брать 100 кг. На поверхности Земля действует на человека с силой притяжения, называемой «весом» человека.
а) Какое значение этой силы следует подставить в качестве F в соотношение F = M∙а? В каких единицах?
б) Объясните, как вы получили значение F?
е) Какие опытные данные и какие рассуждения позволили вам получить множитель, которым вы воспользовались при вычислении значения F?
г) Будет ли этот множитель на Луне таким же или другим?
Задача 27
Есть два различных способа сравнения масс двух тел. Какие это способы и чем они по существу отличаются?
Задача 28. Подготовка к рассмотрению теории относительности
Предположим, что ми проделываем следующие эксперименты для проверки первого и второго законов Ньютона:
а) Наблюдаем движение брикета «сухого льда» (твердая двуокись углерода) по горизонтальной поверхности стола.
б) Тянем небольшую тележку по горизонтальному рельсовому пути, прилагая к ней измеренную силу (трение «устранено» соответствующим наклоном рельсового пути).
В этих опытах мы демонстрируем, что:
— постоянная сила сообщает постоянное ускорение;
— при неизменной массе движущегося тела (ускорение) ~ (сила);
— при постоянном ускорении (сила) ~ (масса).
Таким образом мы приходим к выводу, что
F ~= M∙а.
Представим себе теперь, что эти опыты проделывают внутри железнодорожного вагона в каждом из указанных ниже случаев, и предположим, что вагон служит нам системой отсчета (системой координат). Рельсовые пути в опыте (б) параллельны полотну железной дороги. Как вы думаете, что мы будем наблюдать и будет ли нам казаться, что наблюдения согласуются с первым и вторым законами Ньютона?