Номер 12, страница 69 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

12. Если длина проводов от источника тока до электрической лампы равна 30 000 км, то лампа загорается после замыкания электрической цепи через

1) 0 с

2) 0,1 с

3) 1 с

4) 100 с

Дано:

Длина проводов, $L = 30 000$ км

Скорость распространения электрического поля в проводах, $\text{v}$, приблизительно равна скорости света, $c \approx 300 000$ км/с

Перевод в систему СИ:

$L = 30 000 \text{ км} = 30 000 \times 10^3 \text{ м} = 3 \times 10^7 \text{ м}$

$c = 300 000 \text{ км/с} = 3 \times 10^8 \text{ м/с}$

Найти:

Время $\text{t}$, через которое загорится лампа.

Решение:

При замыкании электрической цепи по всей ее длине почти мгновенно возникает электрическое поле. Это поле заставляет свободные электроны, которые уже находятся в каждом участке провода, приходить в упорядоченное движение, создавая электрический ток. Таким образом, лампа загорается не тогда, когда электроны от источника добегают до нее (их собственная, так называемая дрейфовая, скорость очень мала), а когда до нее доходит сигнал о замыкании цепи.

Этот сигнал (электрическое поле) распространяется по проводам со скоростью, близкой к скорости света в вакууме. Для решения задачи примем скорость распространения сигнала равной скорости света, $v = c = 300 000$ км/с.

Чтобы найти время, через которое загорится лампа, нужно разделить длину проводов на скорость распространения сигнала. Воспользуемся формулой для времени при равномерном движении:

$t = \frac{L}{v}$

Подставим известные значения в формулу:

$t = \frac{30 000 \text{ км}}{300 000 \text{ км/с}} = \frac{3}{30} \text{ с} = \frac{1}{10} \text{ с} = 0,1 \text{ с}$

Следовательно, лампа загорится через 0,1 секунды после замыкания цепи. Этот вариант соответствует второму пункту в предложенных ответах.

Ответ: 2) 0,1 с.