1030. Масса радия, равная 1 г, через 10 лет уменьшилась до 0,999 г. Через сколько лет масса радия уменьшится до 0,5 г?
ИИ-решебник / упражнение / 1030
Ответ подготовлен нейросетью и может содержать ошибки
Объяснение и пошаговое решение
Закон радиоактивного распада описывается показательной функцией:
$$
m(t) = m_0 \cdot a^t
$$
где:
* $m_0$ — начальная масса вещества;
* $m(t)$ — масса вещества в момент времени $t$;
* $t$ — время в годах;
* $a$ — постоянный для данного вещества коэффициент ($0 < a < 1$).
По условию задачи:
$m_0 = 1\text{ г}$,
при $t = 10\text{ лет}$ масса $m(10) = 0,999\text{ г}$.
1. Подставим эти данные в формулу, чтобы найти коэффициент $a$:
$$
0,999 = 1 \cdot a^{10}
$$
$$
a^{10} = 0,999 \implies a = (0,999)^{\frac{1}{10}}
$$
2. Найдем время $t$, через которое масса радия уменьшится до $0,5\text{ г}$, то есть $m(t) = 0,5\text{ г}$:
$$
0,5 = 1 \cdot a^t
$$
$$
0,5 = \left((0,999)^{\frac{1}{10}}\right)^t
$$
$$
(0,999)^{\frac{t}{10}} = 0,5
$$
3. Прологарифмируем обе части полученного уравнения (например, по основанию 10):
$$
\lg\left((0,999)^{\frac{t}{10}}\right) = \lg 0,5
$$
$$
\frac{t}{10} \cdot \lg 0,999 = \lg 0,5
$$
Выразим $t$:
$$
t = \frac{10 \lg 0,5}{\lg 0,999}
$$
4. Вычислим приближенное значение с помощью десятичных логарифмов:
$\lg 0,5 \approx -0,30103$;
$\lg 0,999 \approx -0,0004345$.
$$
t \approx \frac{10 \cdot (-0,30103)}{-0,0004345} \approx \frac{-3,0103}{-0,0004345} \approx 6928\text{ лет} \approx 6930\text{ лет}
$$
Ответ: примерно через $6930$ лет (или $\approx 6928$ лет).