Масса радиоактивного вещества (m) с течением времени меняется по закону m=m0*2^-(t/t) , где t - период полураспада этого вещества , m0- масса вещества в момент начала наблюдения , t - время , прошедшее от начала наблюдения. проводится опыт по наблюдению за распадом радиоактивного вещества с периодом полураспада t = 15 мин. через 8 минут после начала опыта масса вещества стала равна 192грамма . определите , через какое минимальное время после начала опыта масса вещества будет не более 1.5 грамма . ответ дайте в минутах (ответ 113)

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения задачи воспользуемся законом радиоактивного распада, приведенным в условии: m(t)=m02tTm open paren t close paren equals m sub 0 center dot 2 raised to the negative the fraction with numerator t and denominator cap T end-fraction power Где:

  • m0m sub 0 — начальная масса вещества. Tcap T — период полураспада ( 1515 мин). tt — прошедшее время.

Шаг 1: Нахождение начальной массы ( m0m sub 0) Из условия известно, что через t=8t equals 8 минут масса вещества стала равна 192192 г. Подставим эти значения в формулу: 192=m02815192 equals m sub 0 center dot 2 raised to the negative 8 over 15 end-fraction power Чтобы найти m0m sub 0, выразим его: m0=1922815m sub 0 equals 192 center dot 2 raised to the 8 over 15 end-fraction power (Оставим это выражение в таком виде, чтобы избежать промежуточных вычислений с корнями). Шаг 2: Нахождение времени достижения массы 1.5 грамма Нам нужно найти время tt, при котором масса m(t)m open paren t close paren станет равной 1.51.5 г. Подставим значение m0m sub 0 из первого шага в основную формулу: 1.5=(1922815)2t151.5 equals open paren 192 center dot 2 raised to the 8 over 15 end-fraction power close paren center dot 2 raised to the negative t over 15 end-fraction power Используя свойства степеней ( axay=ax+ya to the x-th power center dot a to the y-th power equals a raised to the x plus y power), упростим правую часть: 1.5=19228t151.5 equals 192 center dot 2 raised to the the fraction with numerator 8 minus t and denominator 15 end-fraction power Разделим обе части уравнения на 192192: 1.5192=28t151.5 over 192 end-fraction equals 2 raised to the the fraction with numerator 8 minus t and denominator 15 end-fraction power Упростим дробь 1.51921.5 over 192 end-fraction : 1.5192=151920=11281.5 over 192 end-fraction equals 15 over 1920 end-fraction equals 1 over 128 end-fraction Теперь уравнение выглядит так: 1128=28t151 over 128 end-fraction equals 2 raised to the the fraction with numerator 8 minus t and denominator 15 end-fraction power Шаг 3: Решение показательного уравнения Представим 128128 как степень двойки ( 128=27128 equals 2 to the seventh power): 2-7=28t152 to the negative 7 power equals 2 raised to the the fraction with numerator 8 minus t and denominator 15 end-fraction power Так как основания равны, приравниваем показатели степеней: -7=8t15negative 7 equals the fraction with numerator 8 minus t and denominator 15 end-fraction Решим полученное линейное уравнение:

  1. Умножим обе части на 1515:
    -105=8tnegative 105 equals 8 minus t Перенесем tt в левую часть, а число в правую:
    t=105+8t equals 105 plus 8 t=113t equals 113

Ответ: 113 Могу ли я помочь вам с решением других задач по физике или математике на тему логарифмов и степеней?

Форма ответа

Ваш аватар