НОФ 2018, I кръг (общински), 9. клас — Задача 2. Градоносен облак и мълния.

ОБЩИНСКИ КРЪГ НА ОЛИМПИАДА ПО ФИЗИКА. ТРЕТА СЪСТЕЗАТЕЛНА ГРУПА (ученици, които през настоящата учебна година изучават учебно съдържание за IX клас). 14 януари 2018 г. · 14 януари 2018 г. · 10 т.

Указания към участниците

Уважаеми ученици, времето за работа е четири астрономически часа.

Желаем Ви успех!

Условие

Градоносен облак, електричен заряд $q = +6\ \mathrm{C}$, се намира на височина $h = 400\ \mathrm{m}$ над земната повърхност. Облакът и земната повърхност под него образуват плосък въздушен кондензатор. Интензитетът на електричното поле между облака и Земята възлиза на $50\ \mathrm{kV/m}$.

а) Определете напрежението между „електродите” на така получения кондензатор и неговия капацитет [3 т.]

В резултат на движение на въздуха облакът слиза на височина $h_1 = 200\ \mathrm{m}$ над земната повърхност. При това зарядът, формата и размерът на облака не се променят.

б) Как ще се промени напрежението на кондензатора „Облак-Земя”? Определете стойността му. [1 т.]

в) Каква по големина електрична сила $F$ ще действа на йон във въздуха между облака и земята, който има електричен заряд с големина $q_0 = 3{,}2.10^{-19}\mathrm{C}$? [2 т.]

г) Какъв електричен ток ще протече между облака и Земята в условия на мълния, ако е известно, че облакът се разрежда за време $t = 3\ \mathrm{ms}$? [2 т.]

д) Ако приемем, че цялата отделена енергия се превръща в топлина, то какво е количеството топлинна енергия произведена от мълнията? [2 т.]

Решение

---

Оригинал в Архива: 9.pdf