Nhẫn của sao Thổ

63

Nhẫn
Sao Thổ

Hành tinh ở giữa hệ mặt trời, Sao Thổ, là hành tinh duy nhất được bao quanh bởi các chốt. Những chiếc nhẫn này là bốn. Loại thứ hai, gần như vô hình, được phát hiện chỉ hai năm trước.

Gần đây, các nhà khoa học Mỹ Thomas McDonough và Neil Brice đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của vành đai thứ năm trên Sao Thổ. Theo quan điểm của họ, “thủ phạm” gây ra sự xuất hiện của vành đai này chính là vệ tinh lớn nhất trong số 10 vệ tinh của Sao Thổ - Titan. Titan là duy nhất trong hệ mặt trời. Nó là vệ tinh duy nhất của hành tinh có bầu khí quyển. Mật độ không khí trong bầu khí quyển của Titan gần giống như trên Trái đất (không khí của Titan bao gồm chủ yếu là hydro và metan). Bầu khí quyển dày đặc của Titan liên tục tan biến: các hạt không khí ở các tầng trên của khí quyển, tốc độ khá cao, thoát khỏi phạm vi trọng lực của vệ tinh. Các hạt “thoát” khỏi quả cầu trọng lực của Titan rơi vào trường hấp dẫn cực mạnh của Sao Thổ và được “đưa” vào quỹ đạo quanh hành tinh này. Theo các nhà khoa học Mỹ, đây chính là cơ chế hình thành một vành đai Sao Thổ mới.

T.P.

1. Một lò xo giữ chặt hai tải trọng, khối lượng của chúng là $m$ và $M$ (Hình 3). Khi hệ được treo bởi vật nặng phía trên (vị trí $a$), chiều dài của lò xo là $l_1$. Nếu hệ được đặt trên giá đỡ (vị trí $b$), chiều dài của lò xo là $l_2$. Xác định chiều dài của lò xo không bị ứng suất $l_0$.

2. Có không khí trong một bình thẳng đứng có tiết diện $s$, được đóng lại bằng một pít-tông khối lượng $m$. Khi đặt một phôi chì có khối lượng $M$ lên pít-tông, khoảng cách của nó với đáy xi lanh giảm đi $n$ lần. Nhiệt độ không khí trong xi lanh thay đổi bao nhiêu lần? Áp suất bên ngoài là $p_0$.

3. Trong máy đo khối phổ chùm tia, một hiệu điện thế gia tốc $U$ đi qua khe đầu ra và đi vào một từ trường ngang đều có cảm ứng $B$ (Hình 4). Sau khi vượt qua các vòng tròn khác trong $180^\circ$, phần cuối sẽ nằm trong máy thu. Tìm khoảng cách giữa khe vào của thiết bị ứng dụng và khe ra của buồng tăng tốc. Tỷ lệ điện tích trên khối lượng của nó $q/m$ được coi là đã biết.

4. Hệ thống quang học, được thiết kế để trì hoãn xung ánh sáng ngắn theo thời gian, sử dụng nhiều phản xạ ánh sáng từ hai sóng gương cầu $3_1$ (bán kính cong $R_1=10$ m) và $3_2$ (bán kính cong $R_2=1$ m), nằm ở khoảng cách $L=5,5$ m với nhau (Hình 5). Tại tâm gương $3_1$ có đường kính lệch $d=2$ mm. Một xung ánh sáng ngắn chiếu vào gương này ở độ cao $h=15$ cm tính từ trục dưới dạng chùm tia mỏng song song với trục. Hãy ước tính xem tia này sẽ mất bao lâu để thoát ra khỏi sự từ chối.