Номер 3, страница 278 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Глава 10. Световые кванты. Параграф 73. Примеры решения задач по теме «Световые кванты. Фотоэффект». Повторите материал главы 10 по следующему плану - номер 3, страница 278.

Условие.

3. Укажите единицы физических величин. Выразите их через основные единицы СИ.

Решение.

Решение 2.

Поскольку в задании не указаны конкретные физические величины, приведем примеры для наиболее распространенных производных единиц СИ.

а) Сила

Решение

Единица измерения силы в СИ — Ньютон (Н). Согласно второму закону Ньютона, сила равна произведению массы на ускорение ($F=ma$). Основными единицами СИ являются: для массы — килограмм (кг), для длины — метр (м), для времени — секунда (с). Единица ускорения, соответственно, м/с². Следовательно, единицу силы можно выразить через основные единицы:

$1 \text{ Н} = 1 \text{ кг} \cdot 1 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м} \cdot \text{с}^{-2}$

Ответ: Единица измерения силы — Ньютон (Н). $1 \text{ Н} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м} \cdot \text{с}^{-2}$.

б) Работа и Энергия

Решение

Единица измерения работы и энергии в СИ — Джоуль (Дж). Работа определяется как произведение силы на перемещение ($A=F \cdot s$). Используя выражение для Ньютона из предыдущего пункта, получим:

$1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot 1 \text{ м} = (1 \text{ кг} \cdot \text{м} \cdot \text{с}^{-2}) \cdot \text{м} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-2}$

Ответ: Единица измерения работы и энергии — Джоуль (Дж). $1 \text{ Дж} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-2}$.

в) Мощность

Решение

Единица измерения мощности в СИ — Ватт (Вт). Мощность — это работа, совершаемая в единицу времени ($P = A/t$). Используя выражение для Джоуля, получим:

$1 \text{ Вт} = \frac{1 \text{ Дж}}{1 \text{ с}} = \frac{1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-2}}{1 \text{ с}} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3}$

Ответ: Единица измерения мощности — Ватт (Вт). $1 \text{ Вт} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3}$.

г) Давление

Решение

Единица измерения давления в СИ — Паскаль (Па). Давление определяется как сила, действующая на единицу площади ($p = F/S$). Используя выражение для Ньютона, получим:

$1 \text{ Па} = \frac{1 \text{ Н}}{1 \text{ м}^2} = \frac{1 \text{ кг} \cdot \text{м} \cdot \text{с}^{-2}}{1 \text{ м}^2} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^{-1} \cdot \text{с}^{-2}$

Ответ: Единица измерения давления — Паскаль (Па). $1 \text{ Па} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^{-1} \cdot \text{с}^{-2}$.

д) Электрический заряд

Решение

Единица измерения электрического заряда в СИ — Кулон (Кл). Заряд определяется через силу тока и время ($q = I \cdot t$). Сила тока является одной из основных величин СИ и измеряется в Амперах (А).

$1 \text{ Кл} = 1 \text{ А} \cdot 1 \text{ с}$

Ответ: Единица измерения электрического заряда — Кулон (Кл). $1 \text{ Кл} = 1 \text{ А} \cdot \text{с}$.

е) Электрическое напряжение

Решение

Единица измерения электрического напряжения (разности потенциалов) в СИ — Вольт (В). Напряжение определяется как работа по перемещению единичного заряда ($U = A/q$). Используя выражения для Джоуля и Кулона, получим:

$1 \text{ В} = \frac{1 \text{ Дж}}{1 \text{ Кл}} = \frac{1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-2}}{1 \text{ А} \cdot \text{с}} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-1}$

Ответ: Единица измерения электрического напряжения — Вольт (В). $1 \text{ В} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-1}$.

ж) Электрическое сопротивление

Решение

Единица измерения электрического сопротивления в СИ — Ом (Ом). Сопротивление определяется из закона Ома для участка цепи ($R = U/I$). Используя выражения для Вольта и Ампера (основная единица), получим:

$1 \text{ Ом} = \frac{1 \text{ В}}{1 \text{ А}} = \frac{1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-1}}{1 \text{ А}} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-2}$

Ответ: Единица измерения электрического сопротивления — Ом (Ом). $1 \text{ Ом} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-2}$.