Global EE

Электродинамика — Задание 20 ОГЭ по физике №00018304

Задание №20. Расчётная задача

Электродинамика

№2. Задание 20

ID: 00018304

Найдите силу давления солнечного света на диск (крылышко) в приборе П. Н. Лебедева, если известно, что площадь диска равняется примерно $0{,}2$ см$^2$, а давление света равно $6\cdot10^{-6}$ Па. Ответ поясните.

Из справки. Механическое действие света проявляется в давлении света на поверхность тела, отражающего или поглощающего свет. Это давление чрезвычайно мало. Впервые давление света измерил русский физик П. Н. Лебедев в 1900 году: он подвесил на тонкой нити лёгкий стержень с прикреплёнными к нему крылышками (одна сторона посеребрена, другая зачернена) в стеклянном сосуде, из которого выкачан воздух, и по углу закручивания нити измерял силу, с которой свет давит на крылышки.

Рисунок к заданию 20 ОГЭ по физике — Электродинамика

Источник: ФИПИ

Решение

Свет давит на крылышко прибора, и это давление известно. Нужно найти силу, с которой свет действует на всё крылышко.

Шаг 1 — формула. Давление показывает, какая сила приходится на единицу площади: $p=\dfrac{F}{S}$. Отсюда сила давления $$F=pS.$$

Шаг 2 — единицы. Паскаль — это ньютон на квадратный метр, поэтому площадь нужно перевести в квадратные метры. В одном метре $100$ см, значит, в квадратном метре $100\cdot100=10^4\ \text{см}^2$, и $1\ \text{см}^2=10^{-4}\ \text{м}^2$: $$S=0{,}2\ \text{см}^2=0{,}2\cdot10^{-4}\ \text{м}^2=2\cdot10^{-5}\ \text{м}^2.$$

Шаг 3 — вычисление: $$F=6\cdot10^{-6}\cdot2\cdot10^{-5}=12\cdot10^{-11}=1{,}2\cdot10^{-10}\ \text{Н}.$$

Сила получилась ничтожной — примерно в сто тысяч раз меньше веса комара. Поэтому П. Н. Лебедеву и понадобились лёгкие крылышки на тончайшей нити в сосуде, из которого откачан воздух: обычными весами такую силу не заметить.

Ответ

F = 1,2·10⁻¹⁰ Н
Другие задания по теме «Электродинамика» (8)