Вопрос школьника
Определите среднеквадратичное отклонение маятника от положения равновесия, вызываемое тепловым движением шарика маятника. Температура воздуха 20 °С. Масса шарика 1*10^-6 кг, длина маятника 10 м.
Ответ от учителя
Для определения среднеквадратичного отклонения маятника от положения равновесия, вызываемого тепловым движением шарика маятника, необходимо использовать формулу для среднеквадратичного отклонения:
σ = √(kT/mω^2)
где σ — среднеквадратичное отклонение, k — постоянная Больцмана (1,38*10^-23 Дж/К), T — температура в Кельвинах (293 К), m — масса шарика (1*10^-6 кг), ω — угловая частота маятника (ω = √(g/l), где g — ускорение свободного падения (9,81 м/с^2), l — длина маятника (10 м)).
Подставляя значения в формулу, получаем:
σ = √((1,38*10^-23 Дж/К) * 293 К / (1*10^-6 кг * (9,81 м/с^2 / 10 м)^2))
σ = √(4,03*10^-21 м)
σ ≈ 2*10^-11 м
Таким образом, среднеквадратичное отклонение маятника от положения равновесия, вызываемое тепловым движением шарика маятника, составляет примерно 2*10^-11 м.
