Câu hỏi:

Cho biết đồng vị phóng xạ 226Ra phân rã alpha với chu kỳ bán rã là 1600 năm. Giả sử ban đầu hạt nhân 226Ra đứng yên sau đó rân rã alpha và biến đổi thành hạt nhân 222Rn. Biết khối lượng của 226Ra là khoảng 226,0254 amu, khối lượng của 222Rn là khoảng 222,0176 amu và khối lượng của hạt alpha (4He) là khoảng 4,0026 amu. Động năng hạt alpha sau phân rã là

Trong động cơ diesel của một xe bán tải loại Ranger raptor 4 xi lanh. Mỗi xi lanh có thể tích 0,875 lít. Trong động cơ diesel không có sự trộn sẵn giữa dầu diesel và không khí trước khi nén như trong động cơ xăng. Thay vào đó, quá trình diễn ra như sau:

1. Ở kỳ thứ nhất, không khí tự nhiên được hút vào động cơ ở nhiệt độ 27 ^oC và áp suất 1 atm.
2. Trong kỳ thứ hai, không khí trong xi lanh bị nén lại với tỉ số nén của thể tích là 14:1 và áp suất lên tới 45 atm, làm nhiệt độ trong buồng đốt tăng lên.
3. Sau khi nén xong, ở kỳ thứ 3 nhiên liệu diesel được phun trực tiếp vào buồng đốt thông qua kim phun.
4. Dưới áp suất và nhiệt độ cao, nhiên liệu tự bốc cháy mà không cần tia lửa điện.

Biết hiệu suất của động cơ diesel là 45%. Biết rằng năng lượng sinh ra khi đốt cháy 1 lít dầu diesel là 35 MJ. Bỏ qua các quá trình trao đổi nhiệt với môi trường và với động cơ.

Một thanh kim loại MN dài 20 cm chuyển động đều với tốc độ 40 cm/s trên hai thanh kim loại AB và CD song song nhau trên mặt bàn nằm ngang. Thanh MN luôn tiếp xúc vuông góc với thanh AB và CD. Hai đầu của thanh AB cà CD được nối với nhau bởi một tụ điện có điện dung 0,5 \(\mu F\), hệ được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,5 T có hướng như hình vẽ.

Một xi-lanh thẳng đứng, đầu trên được đậy kín bằng một pittông di động tự do không ma sát. Bỏ qua khối lượng của pittông. Biết rằng bên trong xi-lanh có chứa 0,05 kg nước ở 100 ^oC. Khi cung cấp nhiệt, toàn bộ nước bị chuyển thành hơi nước, đẩy pittông đi lên. Giả sử hơi nước sau khi hoá hơi ở cùng nhiệt độ 100^oC. Bỏ qua sự thay đổi nhiệt độ của xi-lanh, hơi nước và pittông. Biết nhiệt hóa hơi riêng của nước ở 100 ^oC và 1 atm = 1,013×10⁵ (N/m²) là L = 2260 kJ/kg

Khối chất của đồng vị phóng xạ, sau một khoảng thời gian phân rã và ghi nhận độ phóng xạ của khối chất theo đồ thị sau:

Thanh AB dài 40 cm quay đều quanh một trục đi qua đầu A của thanh với tốc độ góc 20 rad/s. Biết thanh quay đều trong mặt phẳng nằm ngang. Hệ đặt trong từ trường đều B = 0,25 T có phương vuông góc với mặt phẳng chuyển động của thanh AB. Suất điện động xuất hiện ở hai đầu thanh AB là bao nhiêu volt (V)?

Cực quang là hiện tượng ánh sáng rực rỡ xuất hiện trên bầu trời ban đêm gần các vùng cực của Trái Đất – thường thấy ở Bắc bán cầu (Aurora Borealis) và Nam bán cầu (Aurora Australis). Về nguyên nhân: Mặt Trời phát ra các hạt mang điện (chủ yếu electron và proton). Trái Đất giống như một nam châm khổng lồ, có từ trường bảo vệ bao quanh. Khi các electron từ gió Mặt Trời tiến vào vùng gần Trái Đất, chúng bị từ trường Trái Đất uốn cong và xoắn ốc theo đường sức từ, đi về cực từ. Gần cực, các electron này va chạm với các nguyên tử/ion trong khí quyển (chủ yếu là Oxy và Nitơ). Các nguyên tử bị kích thích rồi phát ra ánh sáng khi trở lại trạng thái ban đầu và tạo nên ánh sáng màu xanh lá, đỏ, tím... lượn lờ trên trời: đó chính là Cực Quang.

Một electron từ gió Mặt Trời bay tới Trái Đất với vận tốc ban đầu v=2.10⁶ m/s, hướng song song với mặt phẳng xích đạo (vuông góc với trục từ trường Trái Đất). Giả sử tại một điểm gần Trái Đất, từ trường có độ lớn B=3.10⁻⁵ T (giá trị thực tế gần bề mặt Trái Đất). Biết khối lượng electron là 9,1.10^-31 kg và điện tích electron là – 1,6.10^-19 C. Bán kính quỹ đạo xoắn ốc (còn gọi là bán kính Larmor) mà electron quay quanh đường sức từ ngay khi đến bề mặt Trài Đất là bao nhiêu cm? (làm tròn đến hàng đơn vị).

Guitar điện là một trong những ứng dụng thực tế cực kỳ thú vị của vật lý – đặc biệt là hiện tượng cảm ứng điện từ. Khác với guitar thùng (guitar acoustic) sử dụng thùng cộng hưởng, guitar điện không phát ra âm thanh to từ thân đàn. Thay vào đó, nó chuyển dao động dây đàn thành tín hiệu điện, rồi khuếch đại bằng loa. Dưới mỗi dây đàn có pickup, là một nam châm cuốn bằng dây đồng . Khi bạn gảy dây, dây đàn (làm bằng kim loại) dao động trong từ trường của pickup. Khi dây kim loại dao động, nó cắt qua các đường sức từ của nam châm. Theo định luật Faraday, dòng điện cảm ứng được sinh ra. Dòng điện này có tần số giống tần số dao động của dây đàn. Dao động điện này chính là tín hiệu âm thanh điện tử.

Giả sử pickup tạo ra từ trường có cảm ứng từ 0,02T. Dây đàn dao động điều hoà tạo ra nốt La với tần số 440 Hz và biên độ dao động của dây đàn là 1 mm. Chiều dài của pickup là 5 cm. Suất điện động cực đại mà dây đàn tạo ra khi người chơi đàn gảy âm La là bao nhiêu mV? (làm tròn đến hàng phần trăm)

Bên trong lõi Mặt Trời, nơi phản ứng nhiệt hạch xảy ra mạnh nhất, nhiệt độ khoảng 1,5.10⁷ K, và mật độ khối khí là khoảng 150 g/cm³. Lấy k = 1,38.10^-23 J/K. Giả sử khí bên trong lõi Mặt Trời là khí lý tưởng gồm hỗn hợp đẳng tỉ của deuterium và tritium, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất rất lớn sẽ xảy ra phản ứng nhiệt hạnh theo phương trình:

Động năng trung bình của một hạt nhân khí (giả sử là deuterium hoặc tritium), theo đơn vị keV là bao nhiêu? (làm tròn đến chữ số hàng phần trăm)

Bên trong lõi Mặt Trời, nơi phản ứng nhiệt hạch xảy ra mạnh nhất, nhiệt độ khoảng 1,5.10⁷ K, và mật độ khối khí là khoảng 150 g/cm³. Lấy k = 1,38.10^-23 J/K. Giả sử khí bên trong lõi Mặt Trời là khí lý tưởng gồm hỗn hợp đẳng tỉ của deuterium và tritium, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất rất lớn sẽ xảy ra phản ứng nhiệt hạnh theo phương trình:

Năng lượng sinh ra bởi phản ứng nhiệt hạch trong mỗi 1 cm³ thể tích trong lòng Mặt Trời là bao nhiêu? Giả sử 100% các cặp deuterium và tritium đều phản ứng với nhau. (tính theo đơn vị 10¹³ J/cm³ và các phép toán làm tròn đến hàng phần trăm)