Задание 16 ЕГЭ по физике №00015857

Задание №28. №16. Ядерная и Квантовая Физика (нет в 2026)

Квантовая Физика (нет в 2026 году)

№2. Задание 16

ID: 00015857

Для разгона космических аппаратов и коррекции их орбит предложено использовать солнечный парус — скреплённый с аппаратом лёгкий экран большой площади из тонкой плёнки, которая зеркально отражает солнечный свет. Какой должна быть площадь паруса $$S$$ , чтобы аппарат массой $$500$$ кг (включая массу паруса) имел ускорение $10^{-4}g$ ? Мощность $$W$$ солнечного излучения, падающего на $$1$$ м² поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, составляет $$1370$$ Вт/м².

Ответ дайте в единицах $10^{4}$ м².

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Свет давит. Для зеркала фотоны не просто поглощаются, а отражаются назад — отдают вдвое больший импульс, как мячик, отскочивший от стенки. Поэтому сила давления света на идеальное зеркало: $F=\dfrac{2W S}{c}$ (через мощность на площадь и скорость света). Эта сила и разгоняет аппарат по второму закону Ньютона $$F=ma$$ . Приравниваем и выражаем площадь.

Шаг 1. Сила давления = ma

$\dfrac{2WS}{c}=ma$ , где $a=10^{-4}g=10^{-4}\cdot10=10^{-3}$ м/с². Отсюда $S=\dfrac{mac}{2W}$ .

Шаг 2. Подставляем числа

$S=\dfrac{500\cdot10^{-3}\cdot3\cdot10^{8}}{2\cdot1370}=\dfrac{1{,}5\cdot10^{8}}{2740}\approx5{,}5\cdot10^{4}$ м².

Ответ

5,5

Другие задания по теме «Квантовая Физика (нет в 2026 году)» (8)