На какую высоту можно поднять каменную брилу массой 1000 тонн, используя энергию, выделяющуюся при распаде 1 грамма Урана? В 1 грамме Урана содержится примерно 2,6*10²¹ атомов, а при распаде одного ядра выделяется энергия 200 МэВ. (g=10 Н/кг)

Физика 11 класс Энергия и работа высота поднятия каменная брила масса 1000 тонн энергия распада урана 1 грамм урана атомы урана энергия 200 МэВ гравитационная энергия физика 11 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно пройти несколько шагов. Давайте начнем с определения энергии, выделяющейся при распаде 1 грамма Урана.

1. Определение энергии, выделяющейся при распаде 1 грамма Урана:
   • Из условия задачи мы знаем, что в 1 грамме Урана содержится примерно 2,6 * 10²¹ атомов.
   • При распаде одного ядра выделяется 200 МэВ. Чтобы перевести эту величину в джоули, используем следующее соотношение: 1 МэВ = 1,6 * 10^-13 Дж.
   • Таким образом, энергия, выделяющаяся при распаде одного атома Урана, составляет:
   • 200 МэВ * 1,6 * 10^-13 Дж/МэВ = 3,2 * 10^-11 Дж.
   • Теперь найдем общую энергию, выделяющуюся при распаде 1 грамма Урана:
   • Энергия = количество атомов * энергия на один распад = 2,6 * 10²¹ * 3,2 * 10^-11 Дж.
   • Энергия ≈ 8,32 * 10¹0 Дж.
2. Определение потенциальной энергии, необходимой для поднятия каменной брилы:
   • Потенциальная энергия (Eпот) определяется по формуле:
   • Eпот = m * g * h,
   • где:
   • m = 1000 тонн = 1000 * 10³ кг = 10^6 кг,
   • g = 10 Н/кг (ускорение свободного падения),
   • h - высота, на которую мы хотим поднять брилу.
   • Таким образом, у нас есть:
   • Eпот = 10^6 * 10 * h = 10^7 * h Дж.
3. Сравнение выделенной энергии с потенциальной энергией:
   • Теперь мы можем приравнять выделенную энергию к потенциальной энергии:
   • 8,32 * 10¹0 Дж = 10^7 * h.
   • Решим это уравнение относительно h:
   • h = (8,32 * 10¹0 Дж) / (10^7) = 8,32 * 10^3 м.

Таким образом, максимальная высота, на которую можно поднять каменную брилу массой 1000 тонн, используя энергию, выделяющуюся при распаде 1 грамма Урана, составляет приблизительно 8320 метров.