Zadanie: Matura CKE Maj 2007 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Zadanie 5. Jądro atomowe a gwiazda neutronowa (12 pkt) Pytanie 1: 5.1 (2 pkt)
Zapisz dwie cechy sił jądrowych.
1. [odp_otwarta1]
2. [odp_otwarta2] Pytanie 2: 5.2 (3 pkt)
Wykaż, że średnia gęstość materii jądrowej jest niezależna od liczby masowej. Wykorzystaj założenia podane poniżej.
1. Jądro atomowe można traktować jako kulę (objętość kuli $V = \dfrac{4}{3} \pi R^3$).
2. Empiryczny wzór określający promień jądra atomowego ma postać $R = r \sqrt[3]{A}$, gdzie $r = 1,2\cdot 10^{-15}\ 	ext{m}$, zaś $A$ jest liczbą masową.
3. Masę jądra atomu można szacować jako iloczyn liczby masowej i masy neutronu.
[dowod] Pytanie 3: Masywne gwiazdy w końcowym etapie ewolucji odrzucają zewnętrzne warstwy materii i zapadając się mogą tworzyć gwiazdy neutronowe. Jeśli masa zapadającej się części gwiazdy jest dostatecznie duża to powstaje „czarna dziura”. Czarna dziura to obiekt astronomiczny, który tak silnie oddziałuje grawitacyjnie na swoje otoczenie, że żaden rodzaj materii ani energii nie może jej opuścić.

5.3 (3 pkt)
Oszacuj promień gwiazdy neutronowej o masie $12,56\cdot 10^{29}\ 	ext{kg}$ i średniej gęstości równej $3\cdot 10^{17}\ 	ext{kg/m}^3$.
[odp_otwarta1] Pytanie 4: 5.4 (4 pkt)
Masywna gwiazda w wyniku ewolucji utworzyła obiekt o masie $12,56\cdot 10^{29}\ 	ext{kg}$ i promieniu 1 km. Oszacuj wartość drugiej prędkości kosmicznej dla tego obiektu. Oceń, czy ten obiekt może być „czarną dziurą”. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie: [wybor1]
Uzasadnienie i obliczenia: [odp_otwarta1]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Odpowiedź 1: Krótkozasięgowe, niezależne od ładunku. Odpowiedź 2: $ho = \dfrac{3 m_n}{4 \pi r^3}$ Odpowiedź 3: $R = 10^4 	ext{ m}$ Odpowiedź 4: $v_{II} \approx 4,09 \cdot 10^8 \dfrac{	ext{m}}{	ext{s}}$. Tak, może być czarną dziurą.

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?