Một người tham gia cuộc thi thử thách sinh tồn. Để tạo ra lửa, anh đã dùng phương pháp khoan lửa bằng tay. Người ấy dùng một đũa gỗ có bán kính 0,5 cm để khoan và ma sát với một đế là một tấm gỗ nằm ngang. Đũa gỗ được xoay đều nhờ dây cung với tốc độ góc 20 rad/s để tạo ra ma sát ở đầu mũi khoan với đế khoan. Giả sử lực ma sát giữa mũi khoan với đế gỗ có độ lớn không đổi và bằng 15 N và chỉ tác dụng lên chu vi của đũa gỗ với đế bằng gỗ. Toàn bộ công của lực ma sát được chuyển hoá thành nhiệt năng tại vùng tiếp xúc và khối lượng của vùng gỗ tiếp xúc là 2 gam. Biết nhiệt dung riêng của gỗ là 1500 J/kg.K, nhiệt độ ban đầu là 30°C. Để bắt lửa vào gỗ thì nhiệt độ của gỗ đạt ít nhất 200°C.

a. Khi đũa gỗ xoay đều, có sự chuyển hoá từ cơ năng sang nhiệt năng.
b. Công suất do lực ma sát sinh ra tại vị trí tiếp xúc giữa đũa gỗ và tấm gỗ nằm ngang là 3,2 W.
c. Nhiệt lượng cần thiết để đốt cháy 2 gam gỗ ở vùng tiếp xúc là 450 J.
d. Thời gian cần thiết để làm cháy 2 gam gỗ ở vùng tiếp xúc là 5,67 phút.

Một nhà nghiên cứu muốn đánh giá hiệu quả bón phân lân cho cây lúa. Họ bón vào đất phân lân có đánh dấu đồng vị phóng xạ \(^{32}\mathrm{P}\), với độ phóng xạ trong \(1\ \mathrm{kg}\) đất lúc bón \((t=0)\) là \(H_0 = 200\ \mathrm{Bq}\). Biết rằng chu kì bán rã của \(^{32}\mathrm{P}\) là \(14{,}3\) ngày và thời gian thí nghiệm kéo dài \(12\) ngày. Sau \(12\) ngày, họ đo được độ phóng xạ trong \(1\ \mathrm{kg}\) cây lúa là \(H_1 = 25\ \mathrm{Bq}\) và trong \(1\ \mathrm{kg}\) đất là \(H_2 = 78\ \mathrm{Bq}\). Giả sử ban đầu trong đất trồng chưa có đồng vị \(^{32}\mathrm{P}\).

a. Hằng số phóng xạ là \(\lambda = 5{,}6\cdot10^{-7}\ (\mathrm{s}^{-1})\).
b. Bỏ qua sự khuếch tán, độ phóng xạ còn lại trong mỗi kg đất làm mẫu sau 12 ngày là \(200\ \mathrm{Bq}\).
c. Tỉ lệ phần trăm lượng phân lân hấp thụ vào cây là \(45\%\).
d. Tỉ lệ phần trăm thất thoát là \(69{,}7\%\).

Một máy quét kim loại tại sân bay hoạt động bằng cách sử dụng một cuộn dây để tạo ra từ trường biến thiên nhờ dòng điện xoay chiều thông qua mạch điện tử oscillator có hiệu điện thế hiệu dụng từ 12V đến 24V. Khi hành khách đi qua cửa kiểm tra, nếu mang theo vật thể kim loại, máy sẽ phát ra tiếng kêu cảnh báo. Giả sử tác động của cơ thể người lên máy quét là không đáng kể.

     a. Máy quét kim loại này hoạt động dựa trên hiện tượng tự cảm.

     b. Vật thể kim loại tạo ra dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng này tạo ra từ trường cảm ứng và được máy dò thu nhận, phân tích tín hiệu.

     c. Dòng điện sinh ra trong vật thể kim loại là dòng điện Foucault.

     d. Một máy quét đã được cài đặt cố định các thông số. Nếu vật thể bằng kim lại có tiết diện càng lớn, dòng điện cảm ứng sinh ra lớn hơn và máy phát tiếng báo động to hơn.

Trong phòng thí nghiệm vật lí hạt nhân người ta sử dụng nguồn phóng xạ \(^{137}\mathrm{Cs}\) có phân rã beta với chu kì bán rã 30 năm. Sau 5 năm sử dụng, độ phóng xạ của nguồn giảm