В настоящее время в интернет-магазине можно приобрести лазерную указку с мощностью светового потока P = 10 Вт и длиной волны 
= 445 нм (синий свет). В автономном режиме (от аккумуляторов) этот лазер может работать до двух часов. Какую скорость V приобретет такая указка массой m = 160 г в вакууме, в невесомости, вдали от других тел, после непрерывного излучения в течение времени t = 10 мин.?
1. Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы, находящейся в невесомости и не взаимодействующей с другими телами, в течение всего процесса остается равным нулю. Поэтому указка приобретает импульс mV, по модулю равный тому, который уносится потоком фотонов от лазера, и направленный в противоположную сторону.
2. Согласно формулам для импульса p фотона и его связи с энергией 
фотона имеем: 
3. За время t лазер излучит число фотонов 
которые унесут импульс 
равный, как и для одного фотона, энергии всех фотонов, деленной на скорость света.
4. Таким образом, 
и
Ответ: 
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: (в данном случае: использование закона сохранения импульса и формул для энергии и импульса фотона, а также для их связи); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объеме или отсутствуют. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). И ( ИЛИ ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги. И ( ИЛИ ) Отсутствует пункт V, или в нем допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины). | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
В настоящее время в интернет-магазине можно приобрести лазерную указку с мощностью светового потока P = 50 Вт и длиной волны в диапазоне от 450 до 660 нм. В автономном режиме (от аккумуляторов) этот лазер может работать до одного часа. Какую скорость V приобретет такая указка массой m = 200 г в вакууме, в невесомости, вдали от других тел, после непрерывного излучения в течение времени t = 20 мин.?
1. Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы, находящейся в невесомости и не взаимодействующей с другими телами, в течение всего процесса остается равным нулю. Поэтому указка приобретает импульс mV, по модулю равный тому, который уносится потоком фотонов от лазера, и направленный в противоположную сторону.
2. Согласно формулам для импульса p фотона и его связи с энергией фотона имеем:
3. За время t лазер излучит число фотонов которые унесут импульс равный, как и для одного фотона, энергии всех фотонов, деленной на скорость света.
4. Таким образом, и
Ответ: 
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: (в данном случае: использование закона сохранения импульса и формул для энергии, импульса фотона и для их связи, а также для связи энергии и мощности); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объеме или отсутствуют. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). И ( ИЛИ ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги. И ( ИЛИ ) Отсутствует пункт V, или в нем допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины). | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Наверх