Biletul de fizică: energie mecanică. Lucrări de examen de fizică

Titlu: Fizica. Răspunsuri la lucrările de examen. Clasa a 11a.

Acest manual oferă răspunsuri la toate întrebările referitoare la lucrările de examen de fizică oferite de Ministerul Educației și Științei pentru certificarea finală orală a absolvenților de clasa a XI-a scoala secundara.
Răspunsurile propuse satisfac pe deplin cerințele pentru examenele din școli și îi vor ajuta pe școlari să se pregătească rapid și eficient pentru examene, să sistematizeze și să-și consolideze cunoștințele.

Manualul conține cheat sheets pentru bilete.
Pentru simplu și utilizare eficientă foi de cheat, tăiați fiecare pagină în patru părți de-a lungul liniei punctate. Îndoiți foile rezultate în ordine numerică - stânga sus, dreapta sus, stânga jos, dreapta jos. Pentru ușurință în utilizare, puteți fixa teancul rezultat cu un capsator sau o agrafă în colțul din stânga sus.
Manualul este destinat absolvenților de școli gimnaziale, colegii, școli tehnice și alte instituții de învățământ de specialitate gimnazial și secundar, precum și solicitanților universităților.
Metode științifice de înțelegere a lumii înconjurătoare. Rolul experimentului și al teoriei în procesul de cunoaștere. Ipoteze științifice. Legile fizice. Teoriile fizice
Fizica este știința naturii neînsuflețite. Orice un fenomen naturalîn lumea din jurul nostru are multe caracteristici și semne. Dorința de a le sistematiza, de a înțelege cauzele diverselor manifestări și de a le prezice a stimulat cunoștințele științifice.

CONŢINUT
Biletul nr. 1
1. Metode științifice de cunoaștere a lumii înconjurătoare Rolul experimentului și teoriei în procesul de cunoaștere. Ipoteze științifice. Legile fizice. Teorii fizice 8
2. Sarcină calitativă pe tema „Legile conservării în mecanică” 9
3. Text la secțiunea „Electrodinamică”, care conține informații despre utilizarea diverselor Dispozitive electrice. Sarcina de a determina condițiile utilizare sigură dispozitive electrice 9
Biletul nr. 2 10
1. Mișcarea mecanică și tipurile acesteia. Relativitatea mișcării. Sistem de referință. Viteză. Accelerare. Simplu mișcare uniform accelerată 10
2. Sarcină experimentală pe tema „Elemente de electrostatică”: observarea fenomenului de electrificare a corpurilor 14
3. Text la secțiunea „Fizică cuantică și elemente de astrofizică”, care conține o descriere a experimentului. Sarcina de a formula o ipoteză a unui experiment, condițiile de desfășurare a acestuia și concluziile 14
Biletul nr. 3 15
1. Prima lege a lui Newton. Sisteme de referință inerțiale. Interacțiunea corpurilor. Forta. Greutate. A doua lege a lui Newton. A treia lege a lui Newton 15
2. Sarcină experimentală pe tema „Optică”: observarea modificărilor energiei razelor de lumină reflectate și refractate 18
3. Text la secțiunea „Fizica moleculară”, care conține o descriere a utilizării legilor MKT și a termodinamicii în tehnologie. O sarcină de înțelegere a principiilor de bază care stau la baza funcționării dispozitivului descris 19
Biletul nr. 4 20
1. Impulsul corpului. Legea conservării impulsului. Propulsie cu reacție în natură și tehnologie 20
2. Sarcină experimentală pe tema „Fizica moleculară”: observarea modificărilor presiunii aerului cu modificări ale temperaturii și volumului 22
3. Text la secțiunea „Electrodinamică”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau în Viata de zi cu zi O sarcină de a înțelege termenii fizici, de a defini un fenomen folosind cunoștințe fizice 22
Biletul nr. 5 23
1. Legea gravitației universale. Gravitatie. Gravitate zero 23
2. Sarcină calitativă pe tema „Electrostatică” 26
3. Un text pe tema „Fizica nucleară” care conține informații despre efectele radiațiilor asupra organismelor vii sau impactul energiei nucleare asupra mediului. Sarcină de înțelegere a principiilor de bază ale siguranței radiațiilor 27
Biletul numărul 6 28
1. Forțe de frecare de alunecare. Forță elastică. Legea lui Hooke 28
2. Sarcină experimentală pe tema „Câmp magnetic”: observarea interacțiunii unui magnet permanent și a unei bobine cu curentul (sau detectarea câmpului magnetic al unui conductor cu curent folosind un ac magnetic) 30
3 Text pentru secțiunea „Fizica moleculară” care conține o descriere a experimentului. Sarcina de a formula ipoteza experimentului, condițiile de desfășurare a acestuia și concluziile 31
Biletul nr. 7 31
1. Munca. Energie mecanică. Energia cinetică și potențială Legea conservării energiei mecanice 31
2. Sarcina calitativă pentru secțiunea „Fizică moleculară” 34
3: Text la secțiunea „Electrodinamică”, care conține o descriere a utilizării legilor electrodinamicii în tehnologie. O sarcină de înțelegere a principiilor de bază care stau la baza funcționării dispozitivului descris 34
Biletul nr. 8 35
1. Vibrații mecanice. Vibrații libere și forțate Rezonanță. Conversia energiei în timpul vibrațiilor mecanice 35
2. Sarcină experimentală pe tema „Elemente de termodinamică”: reprezentarea grafică a dependenței temperaturii de timpul de răcire a apei 39
3. Text la secțiunea „Electrodinamică”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau în viața de zi cu zi. „Sarcina privind înțelegerea termenilor fizici, definirea unui fenomen, semnele acestuia sau explicarea unui fenomen folosind cunoștințele existente 39
Biletul numărul 9 40
1. Apariția ipotezei atomiste a structurii materiei și dovezile experimentale ale acesteia. Gaz ideal. Ecuația de bază a teoriei cinetice moleculare a unui gaz ideal. Temperatura absolută ca măsură a energiei cinetice medii a mișcării termice a particulelor unei substanțe 40
2. Problemă calitativă la tema „Câmp magnetic” 431
3. Text pentru secțiunea „Mecanica”, care conține o descriere a utilizării legilor mecanicii în tehnologie. O sarcină de înțelegere a principiilor de bază care stau la baza funcționării dispozitivului descris 44
Biletul nr. 10 44
1. Presiunea gazului. Ecuația de stare a unui gaz ideal (ecuația Mendeleev-Clapeyron). Izoprocesele 44
2 Sarcină experimentală pe tema „Dinamica”: verificarea dependenței j a perioadei de oscilație a unui pendul de lungimea firului (sau a independenței perioadei față de masa sarcinii) 50
3. Text la secțiunea „Electrodinamică”, care conține o descriere a utilizării legilor electrodinamicii în tehnologie. O sarcină de înțelegere a principiilor de bază care stau la baza funcționării dispozitivului descris 51
Biletul numărul 11 ​​52
1. Evaporare și condensare. Perechi saturate și nesaturate. Umiditate 52
2. Sarcină experimentală pe tema „Inducție electromagnetică”: observarea fenomenului de inducție electromagnetică 53
3 Text pentru secțiunea „Fizică cuantică și elemente de astrofizică”, care conține o descriere a utilizării legilor cuantice, atomice sau fizica nuclearaîn tehnologie. O sarcină de înțelegere a principiilor de bază care stau la baza funcționării dispozitivului descris 54
Biletul nr. 12 55
1. Lucrări în termodinamică. Energie interna. Prima lege a termodinamicii. Proces adiabatic A doua lege a termodinamicii 55
2. Problemă calitativă la tema „Structura nucleului atomic” 60
3. Text pentru secțiunea „Electrodinamică” care conține o descriere a experimentului. Sarcina de a determina (sau formula) ipoteza experimentului, condițiile de desfășurare a acestuia și concluziile 60
Biletul nr. 13 61
1. Interacțiunea corpurilor încărcate. Legea lui Coulomb Legea conservării sarcinilor electrice. Câmp electric 61
2. Sarcină experimentală pentru secțiunea „Fizică moleculară”: măsurarea umidității aerului cu ajutorul unui termometru 63
3. Text în secțiunea „Mecanică” care conține informații, de exemplu, despre măsurile de siguranță în timpul utilizării Vehicul sau poluarea fonică a mediului
mediu inconjurator. O sarcină de a înțelege principiile de bază care asigură o utilizare în siguranță dispozitive mecanice, sau identificarea măsurilor de reducere a zgomotului
impact asupra oamenilor 64
Biletul numărul 14 65
1. Condensatoare. Capacitatea condensatorului. Energia unui condensator încărcat Aplicarea condensatoarelor 65
2. Sarcină calitativă pe tema „Structura atomului. Fotoefect" 68
3. Text pe tema „Motoare termice”, care conține informații despre impactul motoarelor termice asupra mediului. Sarcina este de a înțelege principalii factori care cauzează poluarea și de a identifica măsurile de reducere a impactului motoarelor termice asupra naturii 68
Biletul nr. 15 69
1. Curent electric. Muncă și putere în circuit curent continuu. Legea lui Ohm pentru un circuit complet 69
2. Sarcină calitativă pe tema „Elemente de astrofizică” 72
3. Text la secțiunea „Mecanica”, care conține o descriere a legilor mecanicii în tehnologie. O sarcină de înțelegere a principiilor de bază care stau la baza funcționării dispozitivului descris 72
Biletul nr. 16 73
1. Câmp magnetic. Acțiunea unui câmp magnetic asupra unei sarcini electrice și experimente care ilustrează această acțiune. Inducția magnetică 73
2. Sarcina calitativă pe tema „ Undele electromagnetice» 76
3. Text la secțiunea „Fizica moleculară”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau în viața de zi cu zi. O sarcină de a înțelege termenii fizici, de a defini un fenomen sau semnele acestuia, de a explica fenomenul folosind cunoștințele existente 77
Biletul nr. 17 78
1. Semiconductori. Dispozitive semiconductoare 78
2. Sarcină experimentală pe tema „Proprietățile lichidelor și solidelor”: observarea fenomenului de creștere a lichidului într-un capilar 81
3. Text la secțiunea „Mecanica”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau în viața de zi cu zi. O sarcină de a înțelege termenii fizici, de a defini un fenomen, semnele acestuia sau de a explica fenomene folosind cunoștințele existente 62
Biletul nr. 18 83
1. Fenomenul de inducție electromagnetică. Fluxul magnetic Legea inducției electromagnetice. Regula lui Lenz 83
2. Sarcină calitativă pe tema „Cinematică” 85
3. Text pentru secțiunea „Fizica moleculară”, care conține o descriere a experimentului, sarcini pentru formularea unei ipoteze pentru experiment, condițiile de desfășurare a acestuia și concluzii 85
Biletul nr. 19 86
!. Fenomenul de autoinducere. Inductanţă. Energia câmpului magnetic 86
2. Problemă calitativă la tema „Legile termodinamicii” 88
3. Text la secțiunea „Fizică cuantică și elemente de astrofizică”, care conține o descriere a utilizării legilor fizicii cuantice, atomice sau nucleare în tehnologie. O sarcină de înțelegere a principiilor de bază care stau la baza funcționării dispozitivului descris 89
Biletul numărul 20 90
1. Oscilații electromagnetice libere și forțate. Circuit oscilator. Conversia energiei în timpul oscilațiilor electromagnetice 90
2. Sarcină experimentală pe tema „Dinamica”: reprezentarea grafică a dependenței forței elastice de alungire (pentru o probă de arc sau de cauciuc) 92
3. Text la secțiunea „Fizica moleculară”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau în viața de zi cu zi. O sarcină de a înțelege termenii fizici, de a defini un fenomen, semnele acestuia sau de a explica un fenomen folosind cunoștințele existente 93
Biletul nr. 21 93
1. Câmp electromagnetic. Undele electromagnetice. Proprietățile undei ale luminii. Tipuri diferite radiațiile electromagnetice și ale acestora uz practic 93
2. Sarcină calitativă pe tema „Structura gazelor, lichidelor și solidelor” 96
3. Un text pe tema „Fizica cuantică și elemente de astrofizică”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau în viața de zi cu zi. O sarcină de a înțelege termenii fizici, de a defini un fenomen, semnele acestuia SAU de a explica un fenomen folosind cunoștințele existente 97
Biletul nr. 22 98
1. Experimentele lui Rutherford privind împrăștierea particulelor alfa. Modelul nuclear al atomului. postulatele cuantice ale lui Bohr. Lasere. Emisia și absorbția luminii de către atomi. Spectre 98
2. Sarcină experimentală pe tema „curent continuu”: măsurarea rezistenței în serie și conexiune paralelă doi conductori 102
3. Text la secțiunea „Mecanica”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau în viața de zi cu zi. O sarcină de a înțelege termenii fizici, de a defini un fenomen, semnele acestuia sau de a explica un fenomen folosind cunoștințele existente 103
Biletul nr. 23 104
1. Proprietățile cuantice ale luminii. Efectul fotoelectric și legile sale Aplicarea efectului fotoelectric în tehnologie 104
2. Sarcină calitativă pe tema „Curentul electric” 106
3. Text la secțiunea „Fizica moleculară”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau în viața de zi cu zi. O sarcină de a înțelege termenii fizici, de a defini un fenomen sau semnele acestuia, de a explica fenomenul folosind cunoștințele existente 106
Biletul nr. 24 107
1 Compoziția nucleului unui atom. Forțele nucleare. Defect de masă și energia de legare a nucleului atomic. Reacții nucleare. Energia nucleară 107
2. Sarcină experimentală pe tema „Cinematică”: verificarea dependenței timpului de mișcare a unei mingi de-a lungul unui jgheab înclinat de unghiul de înclinare al jgheabului 113
3. Text la secțiunea „Electrodinamică”, care conține o descriere a fenomenelor sau proceselor fizice observate în natură sau despre viața de zi cu zi. O sarcină de a înțelege termenii fizici, de a defini un fenomen, semnele acestuia sau de a explica un fenomen folosind cunoștințele existente 114
Biletul numărul 25 115
1. Radioactivitate. feluri radiatii radioactiveși modalitățile de înregistrare a acestora. Influența radiațiilor ionizante asupra organismelor vii 115
2. Sarcină experimentală pe tema „Curentul continuu”: reprezentarea grafică a dependenței curentului de tensiunea 11?
3. Text în secțiunea „Mecanică” care conține o descriere a experimentului. Sarcina de a formula o ipoteză a unui experiment, condițiile de desfășurare a acestuia și concluziile 115
Biletul nr. 26 120
1. sistem solar. Stele și surse de energie lor. Galaxy 120
2. Sarcină calitativă pe tema „Legile dinamicii” 122
3. Text pe tema „Câmpuri electromagnetice”, care conține informații despre poluarea electromagnetică mediu inconjurator. Sarcina este de a determina gradul de expunere la câmpuri electromagnetice asupra oamenilor și de a asigura siguranța mediului 122
Cheat sheet 124
start cunoștințe științifice Fizica ca știință a fost pionierat de omul de știință italian Galilso Galilei, care a efectuat primele experimente fizice și a propus o explicație teoretică pentru mișcarea corpurilor. Studiind corpurile în cădere greutăți diferite, el a fost primul care a măsurat mărimile fizice atunci când corpurile cad de la înălțime și a obținut relații cantitative între ele.

Mecanica

Mișcare mecanică: modificarea pozitiei unui corp in spatiu fata de alte corpuri in timp. În acest caz, corpurile interacționează conform legilor mecanicii.

Traiectorie: o linie descrisă de un corp pe măsură ce se mișcă în raport cu un sistem de referință ales.

Distanta parcursa: lungimea arcului traiectoriei parcurse de corp într-un timp t.

Viteza de miscare: o mărime vectorială care caracterizează viteza de mișcare și direcția de mișcare a unui corp în spațiu, în raport cu sistemul de referință selectat.

Accelerația mișcării: o mărime vectorială care arată cât de mult se modifică vectorul viteză al unui corp pe măsură ce se mișcă pe unitatea de timp.

Accelerația tangențială: accelerație, care caracterizează viteza de modificare a vitezei modulo.

Accelerație normală: accelerație, care caracterizează viteza de schimbare a vitezei în direcție (asemănătoare cu accelerația centripetă).

Legătura dintre ei: A=La An

prima lege a lui Newton: Există cadre de referință inerțiale în care un corp se mișcă uniform și rectiliniu sau este în repaus până când este acționat de un alt corp.

Legea a 2-a a lui Newton: F= ma (document)

a 3-a lege a lui Newton: toate corpurile interacţionează între ele cu o forţă egală ca valoare şi opusă ca direcţie. (doc)

Forța gravitațională universală (gravitație): interacţiune fundamentală universală între toate corpurile materiale.

Gravitatie: forța P care acționează asupra oricărui corp situat în apropierea suprafeței pământului și definită ca suma geometrică a forței gravitaționale F a pământului și a forței centrifuge de inerție Q, ținând cont de efectul rotației zilnice a pământului.

Greutate corporala: forța unui corp care acționează asupra unui suport (sau suspensie sau alt tip de prindere), prevenind o cădere, apărută în câmpul gravitațional.

Forța elastică: forța care apare atunci când un corp se deformează și contracarează această deformare.

Puterea lui Arhimede: un corp scufundat într-un lichid (sau gaz) este supus unei forțe de flotabilitate egală cu greutatea lichidului (sau gazului) deplasat de acest corp.

Forța Stokes (forța de frecare): procesul de interacțiune a corpurilor în timpul mișcării (deplasării) lor relative sau în timpul mișcării unui corp într-un mediu gazos sau lichid.

În prezența mișcării relative a două corpuri în contact, forțele de frecare care apar în timpul interacțiunii lor pot fi împărțite în:

Frecare de alunecare- o forță care ia naștere în timpul mișcării de translație a unuia dintre corpurile în contact/interacționând față de altul și care acționează asupra acestui corp în direcția opusă direcției de alunecare.

Frecare de rulare- moment de forță care apare atunci când unul dintre cele două corpuri care intră în contact/interacționează se rostogolește față de celălalt.

Frecare statică- o forță care ia naștere între două corpuri în contact și împiedică apariția mișcării relative. Această forță trebuie depășită pentru a pune în mișcare două corpuri în contact unul față de celălalt. Apare în timpul micromișcărilor (de exemplu, în timpul deformării) corpurilor în contact. Acționează în direcția opusă direcției posibilei mișcări relative.

În fizica interacțiunii, frecarea este de obicei împărțită în:

uscat, atunci când solidele care interacționează nu sunt separate de alte straturi/lubrifianți (inclusiv solide lubrifianți) este un caz foarte rar în practică. Caracteristică trăsătură distinctivă frecare uscată - prezența unei forțe de frecare statice semnificative;

limite, când zona de contact poate conține straturi și secțiuni de natură diferită(filme de oxid, lichid etc.) - cel mai frecvent caz de frecare de alunecare.

amestecat când zona de contact conține zone de frecare uscată și lichidă;

lichid (vâscos), în timpul interacțiunii corpurilor separate de un strat de solid, lichid sau gaz de grosime variabilă - de regulă, are loc în timpul frecării de rulare, când corpurile solide sunt scufundate într-un lichid, cantitatea de frecare vâscoasă este caracterizată de vâscozitatea mediului;

elastohidrodinamic când frecarea internă în lubrifiant este critică. Apare atunci când viteza relativă de mișcare crește.

Mișcare de rotație: o mișcare în care toate punctele corpului se mișcă în cercuri cu raze diferite, ai căror centre se află pe aceeași linie dreaptă, numită axă de rotație.

Viteză unghiulară: mărime fizică vectorială care caracterizează viteza de rotație a unui corp. Vector viteză unghiulară în mărime egal cu unghiul rotația corpului pe unitatea de timp.

Accelerația unghiulară: mărime pseudovectorală care caracterizează viteza de modificare a vitezei unghiulare a unui corp rigid.

Legătura dintre ele: (vezi anexa).

Moment de forță în jurul axei: mărime fizică egală numeric produsul dintre vectorul rază tras de la axa de rotație până la punctul de aplicare al forței și vectorul acestei forțe.

Umărul puterii: distanța cea mai scurtă de la axa de rotație la linia de acțiune a forței.

1) Momentul de inerție al unui corp punctual: o mărime fizică scalară egală cu produsul dintre masa acestui corp cu pătratul distanței acestui corp față de axa de rotație.

2) Momentul de inerție al sistemului de corpuri: suma momentelor de inerție ale tuturor corpurilor incluse în acest sistem (aditivitate).

Impulsul corpului: mărime fizică vectorială egală cu produsul dintre masa corporală și viteza.

Legea conservării impulsului: suma vectorială a momentelor tuturor corpurilor (sau particulelor) unui sistem închis este o valoare constantă.

Momentul corpului: produs vectorial al vectorului rază tras de la t.O la t. Aplicarea impulsului prin impulsul materialului t. M (Fig. Vezi Anexa).

Legea conservării momentului unghiular: suma vectorială a momentului unghiular în jurul oricărei axe pentru un sistem închis rămâne constantă în cazul echilibrului sistemului. În conformitate cu aceasta, momentul unghiular al unui sistem închis față de orice punct fix nu se modifică în timp.

Munca de forta: mărime fizică egală cu produsul dintre mărimea proiecției vectorului forță pe direcția de mișcare și mărimea mișcării efectuate.

Forțele conservatoare: forțe, a căror activitate nu depinde de traiectoria corpului, ci depinde doar de poziția inițială și finală a punctului.

Forțe neconservatoare:(mod. din forţe conservatoare).

Energie potențială: energia poziției relative a corpurilor sau energia interacțiunii. (formule vezi în anexă).

Energia cinetică a mișcării de rotație: energia unui corp asociată cu rotația acestuia.

Energie mecanică: energia asociată cu mișcarea unui obiect sau poziția acestuia, capacitatea de a efectua lucrări mecanice

Legea conservării energiei mecanice: pentru un sistem fizic izolat se poate introduce o mărime fizică scalară, care este în funcție de parametrii sistemului și se numește energie, care se conserva în timp.

Relația dintre munca forțelor neconservatoare și schimbare. Mecanic Energie: (Vezi Anexa).

2. Electricitate și magnetism

2.1 Încărcăturile interacționează între ele- ca lucrurile se resping, iar lucrurile cu același nume se atrag.

Punct de sarcină electrică este un corp încărcat de dimensiuni zero. O sarcină punctiformă poate fi considerată un corp încărcat ale cărui dimensiuni sunt mult mai mici decât distanța față de alte corpuri încărcate. Sarcinile creează câmpuri electrice în spațiul din jurul lor, prin care sarcinile interacționează între ele.

Z-Coulomb: 2 sarcini punctiforme în vid interacționează cu forțe a căror magnitudine este direct proporțională cu mărimea acestor sarcini și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.

Tensiuni se numește mărime fizică vectorială, numeric egală cu raportul dintre forța care acționează asupra unei sarcini plasate într-un punct dat din câmp și mărimea acestei sarcini.

Legea lui Coulomb: . Puterea câmpului:.

Apoi intensitatea câmpului sarcinii punctuale:

Principiul suprapunerii. Puterea câmpului generate de sistem taxe punctiforme staționare q 1 ,q 2 ,q 3 ,…,q n, este egal cu suma vectorială a intensităților câmpului electric creat de fiecare dintre aceste sarcini separat:

Unde r i– distanța dintre încărcare q i și punctul de câmp considerat.

Potențial de câmp electrostatic este o energie scalară caracteristică unui câmp electrostatic.

Potențial de câmp de sarcină punctiformăQîntr-un mediu izotrop omogen cu constantă dielectrică:

Principiul suprapunerii. Potențialul este o funcție scalară; principiul suprapunerii este valabil pentru acesta. Deci pentru potențialul de câmp al unui sistem de sarcini punctuale Q 1, Q 2 ¼, Q n avem

Loc de munca câmp electric.

Diferenta potentiala(U).

Diferența de potențial dintre două puncte ale câmpului φ1 - φ2 se numește tensiune, măsurată în volți și notată cu litera U.

Relația dintre diferența de potențial și tensiune:A=Eq*dr,A=Uq,U=A/q=E*dr

2.2 Condensator electric- acesta este un sistem de 2 sau mai mulți electrozi (plăci), despărțiți de un dielectric, a cărui grosime este mică în comparație cu dimensiunea plăcilor. Acesta este un dispozitiv pentru stocarea sarcinii și energiei unui câmp electric. (C)=(F)=(Cl/V)

Capacitatea electrică a unui condensator plat.

Conform principiului suprapunerii: ,

Densitatea de sarcină de suprafață σ a plăcilor este egală cu q/S, Unde q– taxa, și S– suprafața fiecărei plăci.

Capacitatea electrică a unui condensator plat este direct proporțională cu aria plăcilor (plăcilor) și invers proporțională cu distanța dintre ele. Dacă spațiul dintre plăci este umplut cu un dielectric, capacitatea electrică a condensatorului crește de ε ori:

Energia câmpului electric.

2.3 Electricitate– aceasta este mișcarea ordonată a particulelor libere încărcate electric (de exemplu, sub influența unui câmp electric).

Puterea curentului– mărime fizică egală cu raportul dintre cantitatea de sarcină care trece prin secțiune transversală conductor, la valoarea acestei perioade de timp. I=dq/dt (A=Cl/s)

Densitatea curentă– un vector al cărui modul este egal cu raportul dintre curentul care circulă printr-o anumită zonă, perpendicular pe direcția curentului, și mărimea acestei zone.

Forța electromotoare (EMF)- o mărime fizică scalară care caracterizează munca forțelor externe (nepotențiale) în surse de curent continuu sau alternativ.

, unde este elementul lungimii conturului.E = A/q, unde A este munca forțelor exterioare

Voltaj– raportul dintre munca câmpului electric la transferul unei sarcini dintr-un punct în altul la mărimea acestei sarcini.

Rezistența electrică este o mărime fizică care caracterizează capacitatea unui conductor de a împiedica trecerea curentului electric și este egală cu raportul dintre tensiunea de la capetele conductorului și curentul care circulă prin acesta.

unde ρ este rezistivitatea substanței conductor, l este lungimea conductorului și S- arie a secțiunii transversale.

Când trece curentul conductor metalic nu are loc transferul de substanțe, ionii metalici nu participă la transferul sarcinii electrice.

Zn Oma- o lege fizică care definește relația dintre tensiune, puterea curentului și rezistența conductorului într-un circuit electric.

Legea lui Ohm pentru un circuit complet:

Pentru o secțiune de lanț:

Rezistența depinde atât de materialul prin care trece curentul, cât și de dimensiuni geometrice conductor.

Este util să rescrieți legea Ohm sub formă diferențială, în care dependența de dimensiunile geometrice dispare, iar apoi legea lui Ohm descrie exclusiv proprietățile conductoare electric ale materialului. Pentru materialele izotrope avem:

Lucrări cu curent electric:

Δ A= (φ 1 – φ 2) Δ q= Δφ 12 eu Δ t = U eu Δ t, RI = U, R I 2 Δ t = U IΔ t =Δ A

Lucru Δ A curent electric eu care curge printr-un conductor staționar cu rezistență R, este transformată în căldură Δ Q, remarcandu-se pe dirijor.

Δ Q= Δ A=Reu 2A t.

Z-Joule-Lenz determină cantitatea de căldură degajată într-un conductor atunci când un curent electric trece prin el. Deoarece în experimentele lor singurul rezultat al muncii a fost încălzirea conductorului metalic, atunci, conform legii conservării energiei, toată munca este transformată în căldură.

2.4 Interacțiunea magnetică este interacțiunea sarcinilor în mișcare.

Câmpul magnetic este creat de: sarcini electrice în mișcare, conductori purtători de curent, magneți permanenți.

1) Inducția câmpului magnetic (V)– mărime vectorială, care este o caracteristică a câmpului magnetic. Determină forța cu care acționează câmpul magnetic asupra unei sarcini care se mișcă cu viteză. (V)=(T)

B=Fлmax/q*V – dacă sarcina intră în câmp perpendicular pe liniile de inducție

2)ÎN este o mărime fizică egală cu forța maximă Ampere care acționează asupra unui singur element al unui conductor care transportă curent. B=dFamax/I*dl

Pentru a determina direcția vectorului B, utilizați regula mâinii drepte (șurub, braț).

Principiul suprapunerii este valabil pentru un câmp magnetic.

Vectorul B este tangent la liniile câmpului magnetic.

Dacă B în fiecare punct al câmpului rămâne constant atât ca mărime, cât și ca direcție, atunci un astfel de câmp magnetic se numește omogen. Un astfel de câmp poate fi creat folosind o bobină de curent infinit lungă (solenoid).

Intensitatea câmpului magnetic necesar pentru determinarea inducţiei magnetice a câmpului creat de curenţi de diverse configuraţii în diverse medii. Intensitatea câmpului magnetic caracterizează câmpul magnetic în vid.

Mărimea fizică vectorială a intensității câmpului magnetic (formula) egală cu:

μ 0 – constantă magnetică, μ – m permeabilitatea mediului

Intensitatea câmpului magnetic în SI este amperi pe metru (A/m).

Vectorii inducției (B) și intensității câmpului magnetic (H) coincid în direcție.

Puterea câmpului magnetic depinde numai de puterea curentului care trece prin conductor și de geometria acestuia.

legea lui Ampere- legea interacțiunii curenților electrici. Din legea lui Ampere rezultă că conductoarele paralele cu curenți electrici care circulă într-o direcție se atrag, iar în direcții opuse se resping.

Un conductor care transportă un curent electric plasat într-un câmp magnetic este acționat de către Putere amperi.

Unde este unghiul dintre inducția magnetică și vectorii de curent.

Forța este maximă atunci când elementul conductor cu curent este situat perpendicular pe liniile de inducție magnetică ():

Direcția este determinată de regula stângii.

Legea Biot-Savart-Laplace și aplicarea ei la calculul câmpului magnetic

Câmp magnetic al curenților continui diverse forme studiat de oamenii de știință francezi J. Biot (1774-1862) și F. Savard (1791-1841). Rezultatele acestor experimente au fost rezumate de remarcabilul matematician și fizician francez P. Laplace.

Legea Biot-Savart-Laplace pentru un conductor cu curent I, al cărui element dl creează un câmp de inducție dB la un punct A (Fig. 164), se scrie sub forma

(110.1)

unde dl este un vector egal ca modul cu lungimea dl a elementului conductor și care coincide în direcția curentului, r este vectorul rază trecut de la elementul conductor dl la punctul A al câmpului, r este modulul vectorului rază. r. Direcția dB este perpendiculară pe dl și r, adică perpendiculară pe planul în care se află, și coincide cu tangenta la linia de inducție magnetică. Această direcție poate fi găsită prin regula de găsire a liniilor de inducție magnetică (regula șurubului din dreapta): sensul de rotație al capului șurubului dă direcția dB dacă mișcarea de translație a șurubului corespunde direcției curentului din element.

Mărimea vectorului dB este determinată de expresie

(110.2)

unde a este unghiul dintre vectorii dl și r.

Pentru un câmp magnetic, ca și pentru unul electric, principiul suprapunerii este valabil: inducerea magnetică a câmpului rezultat creat de mai mulți curenți sau sarcini în mișcare este egală cu suma vectorială a inducției magnetice a câmpurilor adăugate create de fiecare curent. sau sarcina în mișcare separat: Forța și potențialul câmpului dipol. Rezolvarea problemelor de fizică

Calcularea caracteristicilor câmpului magnetic (B și H) folosind formulele de mai sus este în general dificilă. Totuși, dacă distribuția curentă are o anumită simetrie, atunci aplicarea legii Biot-Savart-Laplace împreună cu principiul de suprapunere face posibilă calcularea simplă a câmpurilor specifice. Să ne uităm la două exemple.

1. Câmp magnetic de curent continuu - curent care curge printr-un fir drept subțire de lungime infinită (Fig. 165). Într-un punct arbitrar A, îndepărtat de axa conductorului la distanța R, vectorii dB din toate elementele curente au aceeași direcție, perpendiculară pe planul desenului („spre tine”). Prin urmare, adăugarea vectorilor dB poate fi înlocuită prin adăugarea modulelor acestora. Ca constantă de integrare, alegem unghiul a (unghiul dintre vectorii dl și r), exprimând prin el toate celelalte mărimi. Din fig. 165 rezultă că

(raza arcului CD din cauza micii lui dl este egală cu r, iar unghiul FDC din același motiv poate fi considerat drept). Înlocuind aceste expresii în (110.2), aflăm că inducția magnetică creată de un element al conductorului este egală cu

(110.4)

Deoarece unghiul a pentru toate elementele de curent continuu variază de la 0 la p, atunci, conform (110.3) și (110.4),

În consecință, inducția magnetică a câmpului de curent direct

2. Câmp magnetic în centrul unui conductor circular cu curent (Fig. 166). După cum reiese din figură, toate elementele unui conductor circular cu curent creează câmpuri magnetice în centrul aceleiași direcții - de-a lungul normalului de la viraj. Prin urmare, adăugarea vectorilor dB poate fi înlocuită prin adăugarea modulelor acestora. Deoarece toate elementele conductoare sunt perpendiculare pe vectorul cu rază (sina = 1) și distanța tuturor elementelor conductoare la centrul curentului circular este aceeași și egală cu R, atunci, conform (110.2),

În consecință, inducția magnetică a câmpului în centrul unui conductor circular cu curent

Câmpul magnetic acționează doar asupra mișcarea sarcinilor electriceși pe particule și corpuri cu un moment magnetic.

O particulă încărcată electric care se mișcă într-un câmp magnetic cu o viteză v , valabil forța Lorentz, care este întotdeauna îndreptată perpendicular pe direcția de mișcare. Mărimea acestei forțe depinde de direcția de mișcare a particulei în raport cu vectorul de inducție magnetică și este determinată de expresia

Mișcarea particulelor încărcate în câmpuri electrice și magnetice.

O particulă încărcată este acționată de o forță constantă F=qE din câmpul electric, care conferă particulei o accelerație constantă.

Când o particulă încărcată se mișcă într-un câmp magnetic constant uniform, ea este acționată de forța Lorentz. Dacă viteza inițială a particulei este perpendiculară pe vectorul câmpului de inducție magnetică, atunci particula încărcată se mișcă într-un cerc.

2.5 Lucrul unui câmp magnetic atunci când un conductor se mișcă cu curent.

Un conductor purtător de curent într-un câmp magnetic este supus unor forțe care sunt determinate folosind legea lui Ampere. Dacă conductorul nu este fix, atunci sub acțiunea forței Ampere se va deplasa în câmpul magnetic. Aceasta înseamnă că câmpul magnetic funcționează pentru a muta conductorul care poartă curent.

Pentru a calcula acest lucru, luați în considerare un conductor de lungime l cu un curent I (se poate mișca liber), care este plasat într-un câmp magnetic exterior uniform, care este perpendicular pe planul circuitului. Forța, a cărei direcție este determinată de regula stângii, iar valoarea de legea lui Ampere, se calculează cu formula Sub influența acestei forțe, conductorul se va deplasa paralel cu el însuși de-a lungul segmentului dx de la poziția 1 la poziţia 2. Lucrul efectuat de câmpul magnetic este egal cu din moment ce l dx=dS este aria pe care o traversează conductorul când se mișcă într-un câmp magnetic, BdS=dФ este fluxul vectorului de inducție magnetică care pătrunde în această zonă. Aceasta înseamnă, adică, munca de deplasare a unui conductor cu curent într-un câmp magnetic este egală cu produsul dintre puterea curentului și fluxul magnetic traversat de conductorul în mișcare.

Fluxul magnetic (F) = (Weber, Wb).

1) Fluxul magnetic este o mărime fizică care este numeric egală cu produsul scalar al fluxului vectorului de inducție magnetică și aria unei zone mici.

dФ = B*dS(vector), unde dS(vector) = n(vector)*dS. n(vector) – normal la pad, dS – dimensiunea pad

dФ = B*dS = B*dS*cosa = Bn*dS, unghi a = (n,B), Bn = B*cosa

2) Fluxul magnetic printr-o suprafață arbitrară S este o mărime fizică scalară care este numeric egală cu integrala preluată pe suprafața S din produs punctual B*dS

3) Curgerea vectorului Ф printr-un spațiu închis este integrala luată din B*dS

teorema lui Gauss.În conformitate cu teorema lui Gauss pentru inducția magnetică, fluxul vectorului de inducție magnetică prin orice suprafață închisă este zero:

Semnificație fizică: această teoremă afirmă că sarcinile magnetice nu există în natură.

Inductanţă(saucoeficientul de autoinducție) - coeficientul de proporţionalitate dintre curentul electric care circulă în orice circuit închis şi fluxul magnetic creat de acest curent prin suprafaţa căreia acest circuit este marginea.

Flux magnetic, - curent în circuit, - inductanță

Inductanța solenoidului:

Inducția magnetică în solenoid este determinată de formula:

unde μ 0 este constanta magnetică, egală cu 4p×10 -7 H/m,

μ este permeabilitatea magnetică a mediului care umple solenoidul,

N este numărul de spire ale solenoidului,

I - puterea curentului.

Fluxul magnetic prin N spire ale solenoidului va fi egal cu

,

unde S este aria secțiunii transversale a solenoidului. Comparând formule, este ușor de găsit că inductanța solenoidului

2.6 Inductie electromagnetica- fenomenul de aparitie a curentului electric intr-un circuit inchis cand se modifica fluxul magnetic care trece prin acesta.

Mișcare mecanică corpul este modificarea poziției unui corp în spațiu față de alte corpuri în timp. Atunci când se iau în considerare problemele legate de mișcarea corpurilor, dimensiunea corpului poate fi ignorată. Se numește un corp ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în condiții date punct material. Poziția unui corp (punct) în spațiu poate fi determinată în raport cu un alt corp ales ca corp de referință A . Corpul de referință, sistemul de coordonate asociat cu acesta și ceasul constituie sistem de referință. Caracteristici mișcare mecanică corp: traiectorie(linia de-a lungul căreia se mișcă corpul), in miscare(segment de linie dreaptă direcționată care conectează poziția inițială a corpului M 1 cu poziția sa ulterioară M 2) , viteza(raportul de mișcare la timpul de mișcare - pentru o mișcare uniformă). Caracteristicile mișcării mecanice sunt relative, adică. e. acestea pot fi diferite în diferite sisteme de referință. De exemplu, mișcarea unei bărci este monitorizată de doi observatori: unul pe țărm în punctul O , celălalt se află pe plută în punctul O 1 (vezi figura). Să trecem mental prin subiect DESPRE sistem de coordonate XOY este un cadru fix de referință. Vom conecta un alt sistem X"O"Y" cu pluta - acesta este un sistem de coordonate în mișcare. Față de sistemul X"O"Y" (plută), barca se mișcă în timpul t și se va deplasa cu o viteză Relativă la sistemul XOY (țărm) barca se va deplasa în același timp , , unde este mișcarea plutei față de țărm. Viteza bărcii în raport cu țărm sau. Viteza unui corp în raport cu un sistem de coordonate fix este egală cu suma geometrică a vitezei corpului față de un sistem în mișcare și a vitezei acestui sistem față de unul fix.

2. Tipuri de mișcare mecanică - rectilinie uniformă, rectilinie uniform accelerată, mișcare circulară uniformă

În funcție de forma traiectoriei, mișcarea poate fi directȘi curbilinii. Mișcarea se numește drept și uniform dacă pentru orice intervale de timp egale arbitrar mici corpul face mişcări identice. Să notăm expresia matematică a acestei definiții. Aceasta înseamnă că deplasarea este determinată de formulă , iar coordonata - conform formulei . Se numește mișcarea unui corp în care viteza sa se modifică în mod egal în orice perioade egale de timp mișcare uniform accelerată. Pentru a caracteriza această mișcare, trebuie să cunoașteți viteza corpului la un moment dat de timp sau la un punct dat pe traiectorie, adică viteza instantanee, precum și accelerația. Viteza instantanee- acesta este raportul dintre o mișcare suficient de mică în secțiunea traiectoriei adiacentă acestui punct și perioada mică de timp în care are loc această mișcare. Accelerare- o valoare egală cu raportul dintre modificarea vitezei și perioada de timp în care a avut loc această modificare. În caz contrar, accelerația este rata de schimbare a vitezei: . De aici formula pentru viteza instantanee: . Deplasarea în timpul acestei mișcări este determinată de formula: . Cu mișcare uniformă în jurul unui cerc, unghiurile de rotație ale razei pentru orice perioade egale de timp vor fi aceleași. Prin urmare, viteza unghiulară este măsurată în rad/s. În timpul acestei mișcări, modulul de viteză este constant, este direcționat tangențial la traiectorie și își schimbă constant direcția (vezi figura), prin urmare are loc accelerația centripetă.

3. Legile lui Newton. Exemple de manifestare a legilor lui Newton în natură și utilizarea acestor legi în tehnologie

Prima lege a lui Newton. Există astfel de sisteme de referință în raport cu care un corp în mișcare translațională își menține viteza constantă dacă alte corpuri nu acționează asupra lui (sau acțiunile altor corpuri sunt compensate). Această lege este adesea numită legea inerției, deoarece mişcarea cu viteză constantă cu compensare influente externe pe corp se numește inerţie.A doua lege a lui Newton. Forța care acționează asupra unui corp este egală cu produsul dintre masa corpului și accelerația dată de această forță. - accelerația este direct proporțională cu forța care acționează (sau rezultantă) și invers proporțională cu masa corpului. a treia lege a lui Newton. Din experimentele privind interacțiunea corpurilor rezultă din a doua lege a lui Newton și, prin urmare, . Forțele de interacțiune dintre corpuri: direcționate de-a lungul aceleiași drepte, egale ca mărime, opuse ca direcție, aplicate unor corpuri diferite (deci nu se pot echilibra între ele), acționează întotdeauna în perechi și au aceeași natură. Legile lui Newton sunt îndeplinite simultan; ele fac posibilă explicarea modelelor de mișcare a planetelor și a sateliților lor naturali și artificiali. În caz contrar, ele fac posibilă prezicerea traiectoriilor planetelor și calcularea traiectoriilor navelor spațiale și coordonatele acestora în orice moment dat. În condiții terestre, ele permit explicarea curgerii apei, mișcarea vehiculelor numeroase și variate (mișcarea mașinilor, navelor, avioanelor, rachetelor). Pentru toate aceste mișcări, corpuri și forțe, legile lui Newton sunt valabile.

4. Interacțiunea corpurilor: gravitație, elasticitate, frecare. Exemple de manifestare a acestor forțe în natură și tehnologie

Experimentele cu diferite corpuri arată că atunci când două corpuri interacționează, ambele corpuri primesc accelerații direcționate în direcții opuse. În acest caz, raportul valorilor absolute ale accelerațiilor corpurilor care interacționează este egal cu raportul invers al maselor lor. De obicei se calculează accelerația unui corp (cel a cărui mișcare este studiată). Influența unui alt corp care provoacă accelerația este numită pe scurt cu forta. Mecanica se ocupă de forță greutate, forta elasticitateși putere frecare. Gravitatie- aceasta este forța cu care Pământul atrage spre sine toate corpurile situate în apropierea suprafeței sale (). Forța gravitației este aplicată corpului însuși și este îndreptată vertical în jos (Fig. 1a). Forță elastică apare atunci când corpul este deformat (Fig. 1 b), este îndreptată perpendicular pe suprafața de contact a corpurilor care interacționează. Forța elastică este proporțională cu alungirea: semnul „-” indică faptul că forța elastică este îndreptată în direcția opusă alungirii, k - Rigiditatea (arcului) depinde de dimensiunile geometrice și de materialul acestuia. Se numește forța care ia naștere în punctul de contact al corpurilor și împiedică mișcarea lor relativă forța de frecare. Dacă un corp alunecă de-a lungul oricărei suprafețe, atunci mișcarea sa este împiedicată de forța de frecare de alunecare, unde N este forța de reacție a suportului (Fig. 2), m este coeficientul de frecare de alunecare. Forța de frecare de alunecare este întotdeauna îndreptată împotriva mișcării corpului. Gravitația și forța elastică- acestea sunt forțe care depind de coordonatele corpurilor care interacționează unul față de celălalt. Forța de frecare depinde de viteza corpului, dar nu depinde de coordonate. Atât în ​​natură, cât și în tehnologie, aceste forțe se manifestă simultan sau în perechi. De exemplu, forța de frecare crește odată cu creșterea gravitației. În viața de zi cu zi, frecarea benefică este adesea crescută, iar frecarea dăunătoare este slăbită (se folosește lubrifiant, frecarea de alunecare este înlocuită cu frecarea de rulare).

5. Impulsul corpului. Legea conservării impulsului. Exemple de manifestare a legii conservării impulsului în natură și utilizarea acestei legi în tehnologie

Impulsul corpului- este produsul dintre masa unui corp și viteza acestuia () . Momentul unui corp este o mărime vectorială. Să presupunem că două corpuri (căruțe) interacționează între ele (vezi figura) cu mase m 1 și m 2, deplasându-se față de cadrul de referință ales cu viteze și . În timpul interacțiunii lor, corpurile au fost acționate asupra respectiv de către forțe și , iar după interacţiune au început să se mişte cu viteze şi . Atunci, t este timpul de interacțiune. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, prin urmare, sau . În partea stângă a ecuației este suma impulsurilor ambelor corpuri (căruțe) înainte de interacțiune, în dreapta este suma impulsurilor acelorași corpuri după interacțiune. Elanul fiecărui cărucior s-a schimbat, dar suma a rămas neschimbată. Acest lucru este valabil pentru sistemele închise, care includ grupuri de corpuri care nu interacționează cu alte corpuri care nu sunt incluse în acest grup. De aici concluzia, i.e. e. legea conservării impulsului: Rămâne suma geometrică a impulsurilor t l constituind un sistem închis posto evident în timpul oricăror interacțiuni ale corpurilor acestui sistem între ele. Un exemplu de manifestare a legii conservării impulsului este mișcarea reactivă. Se observă în natură (mișcarea unei caracatițe) și pe scară largă în tehnologie (ambarcațiune cu reacție, arme de foc, mișcarea rachetelor și manevrarea navelor spațiale).

6. Lucru mecanic și putere. Mecanisme simple. Eficiența mecanismelor simple

O mărime fizică egală cu produsul dintre modulul de forță de modulul de deplasare și cosinusul unghiului dintre ele se numește munca mecanica(Vezi poza). . Munca este o mărime scalară. Munca se măsoară în jouli (J). 1 J este munca efectuată de o forță de 1 N pe deplasare de 1 m. În funcție de direcțiile vectorilor de forță și de deplasare, lucrul mecanic poate fi pozitiv, negativ sau egal cu zero. De exemplu, dacă vectorii și coincid, atunci cos0 0 = 1 și A > 0. Dacă vectorii și sunt direcționați în direcții opuse, atunci cos180 0 = -1 și A< 0. Если же и перпендикулярны, то cos90 0 = 0 и A = 0. Puterea mașinii sau a mecanismului este raportul dintre munca finalizată și timpul în care a fost finalizată. . Puterea se măsoară în wați (W), 1 W = 1 J/s. Mecanisme simple: plan înclinat, pârghie, bloc. Acțiunea lor se supune „regula de aur a mecanicii”:în Indiferent de câte ori câștigăm în forță, pierdem de același număr de ori în mișcare. În practică, munca totală efectuată cu ajutorul unui mecanism este întotdeauna puțin mai mult decât munca utilă. O parte din lucru este efectuată împotriva forței de frecare din mecanism și a mișcării părților sale individuale. De exemplu, atunci când utilizați un bloc în mișcare, trebuie să lucrați suplimentar pentru a ridica blocul în sine, frânghia și a depăși forța de frecare în axa blocului. Prin urmare, pentru orice mecanism, munca utilă (A P) este întotdeauna mai mică decât totalul cheltuit (A Z). Din acest motiv, eficiența = A P /A 3 100% a oricărui mecanism nu poate fi mai mare sau cel puțin egală cu 100%.

7. Vibrații mecanice (folosind exemplul pendulelor matematice sau cu arc). Caracteristicile mișcărilor oscilatorii: amplitudine, perioadă, frecvență. Relația dintre perioadă și frecvență. Graficul de fluctuație

Vibrații mecanice sunt mișcări ale corpurilor care se repetă exact (sau aproximativ) la intervale regulate. Exemple de oscilații mecanice sunt oscilațiile pendulelor matematice sau cu arc (Fig. 1). Disponibil vibrațiile (naturale) apar sub influența forțelor interne ale sistemului oscilator și forțat - sub influenţa unor forţe neincluse în sistemul oscilator. Mișcările oscilatorii apar dacă: 1) forța care acționează asupra corpului în orice punct al traiectoriei este îndreptată spre poziția de echilibru, iar în punctul de echilibru însuși este egală cu zero; 2) forța este proporțională cu abaterea corpului de la poziția de echilibru. Pentru un pendul cu arc, o astfel de forță este forța elastică ( F UPR =-k x), pentru matematică - rezultanta forțelor de gravitație ale pendulului și elasticitatea firului de suspensie ( F=-mgx/l). Coordonata unui corp oscilant se modifică în timp conform legii sinusului și este reprezentată grafic ca o sinusoidă (Fig. 2). Amplitudine (A) - distanța cea mai mare pe care o deplasează un corp față de poziția sa de echilibru. Perioada (T) - timpul unei oscilații complete. Frecvență - numărul de oscilații într-o secundă (). Se determină perioada de oscilație: pentru un pendul elastic T = 2n^t/N”, pentru un pendul matematic.

8. Unde mecanice. Lungimea de undă, viteza undelor și relațiile dintre ele. Unde sonore. Ecou

Unde mecanice- sunt perturbaţii care se propagă într-un mediu elastic (abateri ale particulelor mediului de la poziţia de echilibru). Dacă oscilațiile particulelor și propagarea undelor au loc în aceeași direcție, se numește unda longitudinal, iar dacă aceste mișcări au loc în direcții perpendiculare, - transversal.Unde longitudinaleînsoțită de deformații de tracțiune și compresiune, se poate propaga în orice mediu elastic: gaze, lichide și solide. Unde transversale se propagă în acele medii în care apar forțe elastice în timpul deformării prin forfecare, adică în solide. Când o undă se propagă, energia este transferată fără ca materia să fie transferată. Viteza cu care se propaga o perturbare intr-un mediu elastic se numeste viteza undei. Este determinată de proprietățile elastice ale mediului. Se numește distanța pe care o undă se propagă într-un timp egal cu perioada sa de oscilație (T). lungime de undă l(lambda). sau. Unde sonore- Acestea sunt unde longitudinale în care apar vibrații ale particulelor de-a lungul propagării sale. Viteza sunetului variază în diferite medii; în solide și lichide este mult mai mare decât în ​​aer. La limita mediilor cu proprietăți elastice, unda sonoră este reflectată. Ecoul este asociat cu fenomenul de reflexie a sunetului. Acest fenomen constă în faptul că sunetul dintr-o sursă ajunge la un obstacol, se reflectă din acesta și revine în locul de unde a provenit după o perioadă de timp de cel puțin 1/15 s. După un astfel de interval de timp, urechea umană este capabilă să perceapă separat sunete care se succed.

9. Energia potenţială şi cinetică. Exemple de tranziție a energiei de la un tip la altul. Legea conservării energiei

Energia este o caracteristică a stării corpului. Energie kinetică- energia unui corp în mișcare. Dacă corpul cântărește m există o forță constantă P, coincide cu direcția de mișcare, apoi cu munca . Dar apoi. Munca este o măsură a schimbării energiei. Energie kinetică. Munca efectuată de forțele care acționează aplicate corpului este egală cu modificarea energiei cinetice. La, - energia cinetică este egală cu munca care trebuie efectuată de forța care acționează asupra corpului pentru a conferi o viteză dată. Energie potențială- energia de interactiune. Munca este energia potențială a unui corp ridicat la o înălțime h deasupra nivelului zero (de exemplu, deasupra nivelului solului). Semnul „-” înseamnă că atunci când munca gravitațională este pozitivă, energia potențială a corpului scade. Energia potențială nu depinde de viteză, ci depinde de coordonatele corpului (înălțime). Energia potențială a unui arc deformat . Suma energiilor cinetice și potențiale ale unui corp se numește sa energie mecanică totală.Energia mecanică totală a unui sistem închis de corpuri, reciprocă forte active ami de gravitație sau elasticitate, rămâne neschimbat în timpul oricăror mișcări ale corpurilor sistemului. Această afirmație este legea conservării energiei în procesele mecanice. Folosind exemplul unui corp în cădere liberă, se poate demonstra că atunci când se mișcă, energia potențială se transformă în energie cinetică. În acest caz, energia potențială scade exact cu cât crește energia cinetică: sau, adică energia mecanică totală rămâne neschimbată pe tot parcursul căderii, deși energia potențială este transformată în energie cinetică.

10. Idei despre starea discretă a materiei. Starile gazoase, lichide si solide ale materiei. Fundamentarea experimentală a naturii mișcării și interacțiunii particulelor care alcătuiesc substanțele în diferite stări de agregare

Toate substanțele, indiferent de starea lor de agregare, constau dintr-un număr mare de particule (molecule și atomi), aceste particule se mișcă continuu și haotic și, de asemenea, interacționează între ele. Aceste prevederi au confirmare experimentală. Justificare cu experiență discretie structura substanței este dizolvarea vopselei în apă, făcând ceai și multe procese tehnologice. Continuitatea și aleatorietatea mișcării particulelor de materie este confirmată de existența unui număr de fenomene: difuzie - amestecarea spontană a diferitelor substanțe datorită pătrunderii particulelor unei substanțe între particulele alteia; mișcare browniană - mișcarea aleatorie a particulelor mici suspendate în lichide sub influența impactului moleculelor lichide. Faptele experimentale indică faptul că particulele de materie interacționează între ele: atracţie(aderență, umezire, forță de tracțiune), repulsie(elasticitatea, incompresibilitatea solidelor și lichidelor). Forțele de interacțiune dintre particulele de materie apar doar la distanțe comparabile cu dimensiunile particulelor înseși. Starea de agregare a unei substanțe depinde de natura mișcării și interacțiunii. Stare gazoasă (gazele sunt ușor comprimate, ocupă întregul volum, au densitate scăzută) se caracterizează prin distanțe mari și interacțiune slabă a particulelor de materie; stare lichida (lichidele practic nu se comprimă, iau forma unui vas) se caracterizează prin împachetare densă și ordine de scurtă durată în ambalarea particulelor; stare solidă(structură cristalină incompresibilă) se caracterizează prin împachetare strânsă și ordine pe distanță lungă în împachetarea particulelor.

11. Transmiterea presiunii prin gaze, lichide și solide. Legea lui Pascal și aplicarea ei în mașini hidraulice

Solidele transferă presiunea exercitată asupra lor în direcția forței. Pentru a determina presiunea (p) nevoie de putere (F), acționând perpendicular pe suprafață, împărțit la aria suprafeței ()- Presiunea se măsoară în pascali: 1 Pa = 1 N/m2. Presiunea exercitată asupra unui lichid și a unui gaz este transmisă nu numai în direcția forței, ci în fiecare punct al lichidului sau gazului. Acest lucru se explică prin mobilitatea particulelor de gaz și lichid. legea lui Pascal. Presiunea exercitată asupra unui lichid sau gaz este transmisă fără modificare în fiecare punct al lichidului sau gazului. Legea este confirmată de experimentele cu mingea lui Pascal și de lucrul mașinilor hidraulice. Să ne uităm la funcționarea acestei mașini (vezi figura). F 1Și F 2- forte care actioneaza asupra pistoanelor, S 1Și S 2- zona pistonului. Presiune sub pistonul mic. Sub pistonul mare. Conform legii lui Pascal p 1 =p 2, adică adică presiunea în toate punctele unui fluid în repaus este aceeași, sau unde. Mașina oferă un câștig de putere de atâtea ori cât aria pistonului mare este mai mare decât aria celui mic. Acest lucru se vede în funcționarea presei hidraulice folosită la fabricarea arborilor de mașini din oțel, a roților de cale ferată sau la stoarcerea uleiului în mori de ulei, precum și la cricurile hidraulice.

12. Presiunea atmosferică. Instrumente de masura presiune atmosferică. Învelișul de aer al Pământului și rolul său în viața umană

Atmosfera - plicul de aerîn jurul Pământului, extinzându-se la o înălțime de câteva mii de kilometri. Datorită acțiunii gravitației, stratul de aer adiacent Pământului este cel mai comprimat și transmite presiunea exercitată asupra acestuia în toate direcțiile. Ca urmare a acestui fapt, suprafața pământului și corpurile situate pe el suferă presiunea atmosferică. Măsurat pentru prima dată Presiunea atmosferică Fizicianul italian Torricelli folosește un tub de sticlă sigilat la un capăt și umplut cu mercur (vezi figura). Presiunea din tub este la ahh creat de gravitația unei coloane de înălțime de mercur h = 760 mm, în același timp, presiunea atmosferică acționează pe suprafața mercurului din cupă. Aceste presiuni se echilibrează între ele. Deoarece în partea superioară a tubului rămâne un spațiu fără aer după ce coloana de mercur coboară, prin măsurarea înălțimii coloanei, puteți determina valoarea numerică a presiunii atmosferice folosind formula: p = = 9,8 N/kg × 13.600 kg/m 3 × 0.76 m = 101.300 Pa = 1013 GPa. Instrumentele pentru măsurarea presiunii atmosferice sunt barometru cu mercurȘi barometeraneroid. Principiul de funcționare al acestuia din urmă se bazează pe comprimarea unei cutii metalice ondulate goale și transmiterea deformării acesteia printr-un sistem de pârghii către săgeata indicator. Barometrul aneroid are două scale: cea interioară este gradată în mmHg. Artă. (1 mm Hg. = 133,3 Pa), extern - în kilopascali. Cunoașterea presiunii atmosferice este foarte importantă pentru prezicerea vremii pentru zilele următoare. troposfera(stratul inferior al atmosferei) este, datorită difuziei, un amestec omogen de azot, oxigen, dioxid de carbonși vapori de apă. Acest amestec de gaze susține funcționarea normală a întregii vieți de pe Pământ. Emisiile nocive în atmosferă poluează mediul. De exemplu, un accident la Centrala nucleara de la Cernobîl, accidente pe submarine nucleare, emisii atmosferice întreprinderile industrialeși așa mai departe.

13. Efectul lichidelor și gazelor asupra unui corp scufundat în ele. Forța lui Arhimede, motivele apariției sale. Condiții de navigație

Dacă agățați un corp de cârligul unui dinamometru și notați citirile acestuia, apoi coborâți corpul în apă și observați citirile din nou, vom observa o scădere a citirilor dinamometrului (vezi Fig., a, b). Aceasta înseamnă că un corp scufundat într-un lichid este acționat de o forță de plutire egală cu diferența dintre citirile dinamometrului și îndreptată vertical în sus. Valoarea acestei forțe a fost stabilită de Arhimede. legea lui Arhimede. Un corp scufundat într-un lichid (gaz) este acționat asupra unei forțe de plutire verticală în sus egală ca mărime cu greutatea lichidului (gazului) luat în volumul corpului (sau al părții imersate a corpului) scufundat în el: Unde g- accelerare cădere liberă, R F - densitatea lichidului, V T este volumul unui corp scufundat în lichid. Apariția forței arhimedice se explică prin faptul că odată cu creșterea adâncimii, presiunea lichidului (gazului) crește. (). Prin urmare, forțele de presiune care acționează asupra elementelor inferioare ale suprafeței corpului depășesc forțe similare care acționează asupra elementelor superioare ale suprafeței. Următoarele forțe acționează asupra corpurilor plutitoare: F A și F TRAFIC 1. Dacă F A< F TRAFIC (de când , , apoi) înseamnă corp înec. 2. Dacă F A= F TRAFIC (= ,) , atunci corpul este V echilibru la orice adâncime. 3. Dacă F A> F TRAFIC ( > ,) . acel corp apare până când forțele sunt echilibrate. Rapoartele de mai sus sunt aplicabile navelor plutitoare și aeronauticii.

14. Energia internă a corpurilor și modalitățile de schimbare a acesteia. Tipuri de transfer de căldură, contabilizarea și utilizarea lor în viața de zi cu zi

Când corpurile cad pe Pământ, energia potențială ( E P ) se transformă în cinetică (E LA = v 2/2). Când corpurile lovesc Pământul, energia mecanică este transformată în energie internă. Energie interna- aceasta este energia mișcării și interacțiunii particulelor care alcătuiesc corpul.Energia internă depinde de temperatura corpului, starea sa de agregare, de la chimic, atomicȘi reactii nucleare. Nu depinde nici de mișcarea mecanică a corpului și nici de poziția acestui corp față de alte corpuri.Energia internă poate fi modificată prin efectuarea de muncă și transfer de căldură. Dacă se lucrează asupra unui corp, atunci energia internă a corpului crește, dar dacă acest corp funcționează, atunci energia sa internă scade.Tipuri de transfer de căldură: conductivitate termică, convecțieȘi radiatii.Conductivitate termică- acesta este transferul de energie din părțile mai încălzite ale corpului către cele mai puțin încălzite datorită mișcării termice și interacțiunii particulelor.Metalele au conductivitate termică bună, lichidele au conductivitate termică scăzută, iar gazele au conductivitate termică scăzută. Gradul de conductivitate termică a corpurilor este luat în considerare la proiectarea mașinilor, în construcții și a unităților frigorifice. Convecție este procesul de transfer de căldură prin transfer de energie prin fluxuri de lichid sau gaz. Fenomenul de convecție se manifestă în timpul încălzirii și răcirii spațiilor rezidențiale, în timpul formării de curent în sobe și țevi din fabrică, precum și în timpul vântului în atmosferă. Radiația este procesul de transfer de energie de la un corp la altul folosind razele termice (infraroșii), vizibile și alte raze. La aceeași temperatură, corpurile cu o suprafață întunecată emit (absorb) energie mai puternic decât cele cu o suprafață ușoară. Acest fenomen este luat în considerare de oameni în viața de zi cu zi (culoarea îmbrăcămintei în funcție de sezon), în tehnologie (vopsit frigidere, avioane, nave spațiale), în agricultură (sere și sere).

15. Topirea corpurilor cristaline și o explicație a acestui proces bazată pe idei despre structura materiei. Căldura specifică de fuziune

Tranziția unei substanțe de la solid la lichid se numește topire. Proces invers numit întărire. Temperatura la care o substanță se topește (se solidifică) se numește temperatura de topire (solidificare) a substanței. Temperaturile de topire si solidificare pentru o anumita substanta in aceleasi conditii sunt aceleasi.La topire (intarire), temperatura substantei nu se modifica. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că în timpul procesului de topire nu este necesar să se furnizeze energie organismului. Experiența arată că, dacă se oprește furnizarea de energie prin schimbul de căldură, atunci se oprește și procesul de topire.În timpul topirii, căldura furnizată corpului merge pentru a reduce legăturile dintre particulele substanței, adică pentru a distruge rețeaua cristalină. În același timp, crește energia de interacțiune între particule. O mică parte din căldură în timpul topirii este cheltuită pentru a face lucru pentru a modifica volumul corpului, deoarece pentru majoritatea substanțelor volumul crește în timpul topirii.În timpul procesului de topire, o anumită cantitate de căldură este furnizată corpului, care se numește căldură de fuziune:. Căldura de fuziune este proporțională cu masa substanței topite. Se numește cantitatea (lambda). căldură specifică de fuziune substanță, este egală cu: . Căldura specifică de fuziune arată câtă căldură este necesară pentru a topi o unitate de masă a unei substanțe date la punctul ei de topire. Se măsoară în J/kg, kJ/kg Cantitatea de căldură eliberată în timpul solidificării (cristalizării) unui corp de masă T, este determinată și de formula de mai sus:

16. Evaporare și condensare. Explicarea acestor procese pe baza ideilor despre structura materiei. Fierbere. Căldura specifică de vaporizare

Evaporare este vaporizarea care are loc de la suprafața unui lichid. Molecule diferite ale unui lichid la aceeași temperatură se mișcă cu viteze diferite. Dacă o moleculă suficient de „rapidă” ajunge la suprafața lichidului, poate depăși atracția moleculelor învecinate și poate zbura din lichid. Moleculele emise de pe suprafața lichidului formează vapori. Concomitent cu evaporarea, moleculele sunt transferate din vapori în lichid. Fenomenul de transformare a aburului în lichid se numește condensare.Dacă nu există un flux de energie către lichid din exterior, atunci lichidul care se evaporă se răcește. Condensarea aburului este însoțită de eliberarea de energie.Viteza de evaporare a lichidului depinde de tipul de lichid și de temperatura acestuia, de suprafața sa, de mișcare. masele de aer(vânt) deasupra suprafeței lichidului. Fierbere- Aceasta este evaporarea din interior și de la suprafața unui lichid. Când un lichid este încălzit, în interiorul acestuia cresc treptat bule de aer (dizolvate în el). Forța arhimediană care acționează asupra bulelor crește, acestea plutesc și explodează.Aceste bule conțin nu numai aer, ci și vapori de apă, deoarece lichidul se evaporă în interiorul acestor bule. Temperatura de fierbere - Aceasta este temperatura la care fierbe un lichid. În timpul procesului de fierbere la t o = Energia sopst ar trebui să fie furnizată lichidului prin schimb de căldură, adică căldura de vaporizare ar trebui să fie furnizată ( Q P) : Q P =r×t. Căldura de vaporizare este proporțională cu masa substanței transformată în abur. căldura specifică vaporizare. Arată câtă căldură este necesară pentru a transforma 1 kg de lichid în abur la o temperatură constantă. Se măsoară în J/kg, kJ/kg.Cea mai mare parte a căldurii de vaporizare este cheltuită pentru ruperea legăturilor dintre particule, o parte din aceasta merge la munca efectuată în timpul expansiunii aburului.Odată cu creșterea presiunii, punctul de fierbere a lichidului crește, iar căldura specifică de vaporizare scade.

17. Principiul de funcționare a unui motor termic. Eficiența motoarelor termice. Exemple de motoare termice. Impactul motoarelor termice asupra mediului și modalități de reducere a efectelor nocive ale acestora

Majoritatea motoarelor de pe Pământ sunt motoare termice. Dispozitivele care convertesc energia combustibilului în energie mecanică sunt numite motoare termice. Orice motor termic (turbine cu abur și gaz, motoare combustie interna) constă din trei elemente principale: fluid de lucru (acesta este un gaz) care funcționează în motor; încălzitor, de la care corpul de lucru primește energie, din care o parte este apoi folosită pentru a efectua munca; frigider, care este atmosfera sau dispozitivele speciale (vezi figura).Nici un singur motor termic nu poate funcționa la aceeași temperatură a fluidului său de lucru și a mediului. Temperatura încălzitorului este necesară mai multa temperatura frigider. Când motoarele termice lucrează, căldura este transferată de la corpurile mai fierbinți la cele mai reci. Fluidul de lucru al motorului primește cantitatea de căldură Q N de la incalzitor, functioneaza A"și transferă cantitatea de căldură la frigider Q X. În conformitate cu legea conservării energiei A" < Q N - Q X. În caz de egalitate despre care vorbim despre un motor ideal în care nu există pierderi de energie.Raportul dintre lucru și energie pe care fluidul de lucru îl primește de la încălzitor se numește eficienţă(eficienţă) h = = = ; h < 1, deoarece Q X¹0. O turbină cu abur sau cu gaz, un motor cu ardere internă sau un motor cu reacție sunt alimentate de combustibili fosili. În timpul funcționării a numeroase motoare termice, apar pierderi de căldură, care conduc în cele din urmă la o creștere a energiei interne a atmosferei, adică la o creștere a temperaturii acesteia. Acest lucru ar putea duce la topirea ghețarilor și la o creștere catastrofală a nivelului mării și, în același timp, la schimbări globale. conditii naturale. În timpul funcționării instalațiilor termice și a motoarelor, în atmosferă sunt eliberați oxizi de azot, carbon și sulf, care sunt dăunători pentru oameni, animale și plante. Efectele nocive ale functionarii motoarelor termice pot fi combatute prin cresterea randamentului, reglarea acestora si crearea de noi motoare care sa nu emita substante nocive cu gazele de esapament.

18. Electrificarea corpurilor. Două tipuri de sarcini electrice. Curentul electric în metale și condițiile de existență a acestuia. Tipuri de surse de curent

Electrificarea corpurilor în timpul frecării (contactului) se explică prin transferul unor electroni de la un corp la altul. În acest caz, primul corp este taxat pozitiv, iar al doilea - negativ.Încărcarea totală a două corpuri nu se modifică, ceea ce este o manifestare legea conservării sarcinii electrice. Corpurile (sau particulele) probabil încărcate se resping unele pe altele, iar cele încărcate opus se atrag. Fiecare dintre sarcinile care interacționează creează un câmp electric în spațiul înconjurător, care este reprezentat Cu folosind linii electrice (vezi figura). Acest câmp este material, continuu în spațiu și capabil să acționeze asupra altor sarcini electrice. Un metal în stare solidă are o structură cristalină. În noduri rețea cristalină Metalul conține ioni pozitivi, iar electronii liberi se mișcă în spațiul dintre ei. În condiții normale, în conformitate cu legea conservării sarcinii, metalul este neutru din punct de vedere electric. Dacă un câmp electric este creat într-un metal, atunci electronii liberi, sub influența forțelor electrice (atracție și repulsie), vor începe să se miște în ordine, adică predominant într-o direcție. Această mișcare a electronilor se numește curent electric. Viteza de mișcare a electronilor este de până la câțiva milimetri pe secundă, iar viteza de propagare a câmpului electric este de 300.000 km/s. Prin urmare, atunci când un câmp electric este creat într-un conductor, toți electronii liberi vor începe aproape simultan să se miște într-o manieră ordonată. Pentru a crea un curent continuu într-un conductor, este necesar să se mențină un câmp electric în el tot timpul. Câmpul electric din conductoarele unui circuit electric închis este creat și menținut folosind surse de curent continuu. Cele mai utilizate în practică sunt: ​​celulele galvanice, bateriile, generatoarele, panourile solare. Principiile lor de funcționare sunt diferite, de exemplu, primele două tipuri de surse de curent transformă substanțele chimice, a treia - mecanică și a patra - energia solară în energie electrică.

19. Fenomenul de inducție electromagnetică. Exemple de manifestări ale inducției electromagnetice și utilizarea acesteia în dispozitive tehnice

Dacă un curent electric creează un câmp magnetic, atunci este posibil să se creeze un curent electric folosind un câmp magnetic? - aceasta a fost sarcina stabilită de fizicianul englez Faraday, după ce a aflat despre descoperirea lui Oersted. Numeroase experimente și reflecții l-au condus pe Faraday la succes. Dacă conectați un galvanometru la o bobină cu un număr mare de spire, atunci prin mișcarea unui magnet permanent de-a lungul bobinei (Fig. 1), puteți observa deviația acului instrumentului, adică apariția unui curent electric inductiv. Când magnetul se oprește, curentul se oprește; când magnetul se mișcă în direcția opusă, direcția curentului se schimbă. Numeroase experimente confirmă acest lucru cu orice modificare a câmpului magnetic care pătrunde în bobine, apare în ea un curent indus. Acest fenomen a fost numit inductie electromagnetica. Apare atunci când un magnet (electromagnet) se mișcă în raport cu o bobină sau o bobină în raport cu un magnet; la închidere - deschiderea circuitului sau schimbarea curentului în a doua bobină, dacă aceasta este situată pe același miez de fier cu prima bobină. Fenomenul de inducție electromagnetică stă la baza funcționării generatoarelor de inducție (constante și curent alternativ), transformatoare, microfoane și difuzoare. Microfon electrodinamic(Fig. 2) constă dintr-un magnet permanent 3 în formă de GP, în spațiul dintre polii magnetului se află o bobină 1, al cărui cadru este legat de membrană 2. Sub influența sunetelor, membrana va vibra și în bobină va apărea un curent de inducție, care este amplificat de un amplificator de joasă frecvență și reprodus de un difuzor. Astfel, microfonul convertește energia mecanică a vibrațiilor sonore în energie electrică a curentului de inducție.

20. Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit. Conectarea în serie și paralelă a conductoarelor

Tensiunea, curentul și rezistența sunt mărimi fizice care caracterizează fenomenele care au loc în circuitele electrice. Aceste cantități sunt legate între ele. Această legătură a fost studiată pentru prima dată de fizicianul german 0m. Legea lui Ohm este așa: Puterea curentului într-o secțiune a circuitului este direct proporțională­ O­ bani gheata­­­ asupra tensiunii din această secțiune (la o rezistență dată) și înapoi aproximativ­ de atunci­ qi­ onal­ pe rezistența secțiunii (la o tensiune dată): I = U / R, din formula rezulta ca U = I× RȘi R = U / eu. Deoarece rezistența unui conductor dat nu depinde nici de tensiune, nici de curent, ultima formulă trebuie citită după cum urmează: rezistența unui conductor dat este egală cu raportul dintre tensiunea de la capetele sale și puterea curentului care trece prin aceasta. În circuitele electrice, cel mai adesea conductoarele (consumatori de energie electrică) sunt conectate în serie (de exemplu, becurile în ghirlande de brad) și în paralel (de exemplu, aparatele electrocasnice). La conexiune serială (Fig. 1) puterea curentului în ambii conductori (becuri) este aceeași: I = I 1 = I 2, tensiunea de la capetele secțiunii de circuit luate în considerare este suma tensiunii de la primul și al doilea bec: U = U 1 + U 2. Rezistența totală a secțiunii este egală cu suma rezistențelor becurilor R= R1 + R2.În conexiune paralelă(Fig. 2) rezistențe, tensiunea pe secțiunea circuitului și la capetele rezistențelor este aceeași: U = U 1 = U 2. Curentul din partea neramificată a circuitului este egal cu suma curenților din rezistențele individuale: I = I 1 + I 2. Rezistența totală a secțiunii este mai mică decât rezistența fiecărui rezistor. Dacă rezistențele rezistenței sunt aceleași ( R 1 = R2) apoi rezistența totală a secțiunii.Dacă trei sau mai multe rezistențe sunt conectate în paralel cu circuitul, atunci rezistența totală poate fi găsită folosind formula : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/R N. În paralel, sunt conectați consumatorii de rețea, care sunt proiectați pentru o tensiune egală cu tensiunea rețelei.

21. Legile reflexiei și refracției luminii. Indicele de refracție. Utilizarea practică a acestor legi

Când lumina cade pe interfața dintre două medii, o parte din lumină este reflectată în primul mediu, iar o parte trece în al doilea mediu, dacă este transparentă, schimbând direcția de propagare, adică este refractată. Legea reflexiei. Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie (a =b). Faza incidentă A.O. fascicul reflectat O.B.și perpendiculară O.C. restaurate în punctul de impact, se află în același plan (Fig. 1). Legile refracției. Faza incidentăAO și refractatOB se află în același plan cu perpendicularaCD desenat în punctul de incidență al fasciculului față de planul de separare al celor două medii(Fig. 2). Raportul dintre sinusurile unghiului de incidență a și unghiul de refracție p este constant pentru aceste două medii și se numește indicele de refracție al doilea mediu în raport cu primul: . Legile reflexiei luminii sunt luate în considerare la construirea unei imagini a unui obiect în oglinzi (plate, concave și convexe) și apar în reflexie speculară în periscoape, spoturi, faruri auto și multe altele. dispozitive tehnice. Legile refracției luminii sunt luate în considerare la construirea imaginilor în tot felul de lentile, prisme și combinația acestora (microscop, telescop), precum și în instrumentele optice (binocluri, dispozitive spectrale, camere și dispozitive de proiecție).

22. Lentile. Focalizarea obiectivului. Construirea de imagini într-o lentilă convergentă. Utilizarea lentilelor în instrumentele optice

Se numesc corpuri transparente delimitate de două suprafețe sferice lentilele. Convex lentile al căror mijloc este mai gros decât marginile colectare(Fig. 1a) și concav lentilele al căror mijloc este mai subțire decât marginile împrăștiere(Fig. 1 b). Linie care trece prin centre C 1Și C 2 suprafețele sferice care limitează lentila se numește axa optică principală a lentilei(Fig. 2). Dacă un fascicul de raze paralel cu axa optică este îndreptat către lentilă, atunci după dublă refracție ele sunt colectate într-un punct numit focalizarea obiectivului F(Fig. 3a). DE- distanța focală a lentilei. Focalizarea lentilei divergente este imaginară (Fig. 3 b). Se numesc lentile a căror grosime este neglijabilă în comparație cu razele de curbură ale suprafețelor subţire. Pentru a construi imagini într-o lentilă subțire colectoare, ale cărei focare și centru optic sunt date, vom folosi raze a căror cale este cunoscută dinainte. Să construim o imagine a unui obiect AB(Fig. 4). Pentru a face acest lucru, să direcționăm fasciculul A.C. paralel cu axa optică principală. După refracție, va trece prin focalizarea lentilei. Un alt fascicul A.O. trece prin centrul optic fără refracție. În punctul de intersecție al acestor raze va exista o imagine A 1 puncte A. Nu trebuie să credeți că imaginea este creată de două sau trei raze, este creată de un număr infinit de raze care ies dintr-un punct A iar cei adunaţi la punct A 1 . Aceeași construcție poate fi făcută pentru toate punctele obiectului care se află între puncte AȘi B. Imaginea acestor puncte intermediare se va afla între puncte A 1Și B1, adică A 1 B 1 - imaginea unui obiect AB. Imaginea sa depinde de poziția obiectului în raport cu obiectivul. Dacă obiectul se află la distanță F × F, acea imagine este reală, mărită, inversă; Dacă 2 F< d, acea imagine este reală, redusă, inversă; d< F, acea imagine este virtuală, directă, mărită, unde d- distanța de la obiect la lentilă. De exemplu, pentru o cameră d>2×F. Lentilele sunt principalele părți ale instrumentelor optice, ochiul, lupa, aparatul foto, microscopul etc.

23. Câmpuri electrice și magnetice. Sursele acestor domenii și indicatoripentru a le detecta. Exemple de manifestare a acestor domenii

Spațiul din jurul unui corp electrificat diferă de spațiul din jurul corpurilor neelectrificate. Cu alte cuvinte, fiecare sarcină este în mod necesar asociată cu un câmp electric, care acționează direct cu o anumită forță asupra tuturor celorlalte sarcini. Câmp electric material. Poate fi detectat prin efectul său asupra corpurilor încărcate. Acest lucru este confirmat de următoarele (una dintre multele) experiențe. Dacă atingeți un cartuș (din folie metalică) suspendat pe un fir cu un baston încărcat, acesta va fi respins. Cu cât manșonul este mai aproape de baghetă, cu atât câmpul electric al baghetei acționează mai mult asupra ei. În consecință, în apropierea corpurilor încărcate efectul câmpului este mai puternic, iar atunci când se îndepărtează de acestea câmpul slăbește. Câmpul electric este examinat folosind o sarcină de test plasată pe o minge mică. Câmpul magnetic apare în apropierea magneților permanenți și a conductorilor prin care trece curentul electric. Un indicator larg utilizat al câmpului magnetic este ac magnetic(busolă). Folosind acest indicator, puteți descoperi că polii magnetici opuși se atrag și ca polii magnetici se resping. Această interacțiune este descrisă după schema: magnet - câmp - magnet. Cu alte cuvinte, există un câmp magnetic în jurul unui magnet care acționează asupra altor magneți, în special asupra acelor magnetice sau a particulelor de fier magnetizate. Ca și câmpul electric, câmpul magnetic material. Câmpurile electrice și magnetice joacă un rol extrem de important în natură și tehnologie. Câmpurile electrice se manifestă în electricitate atmosferică (intens în timpul unei furtuni), câmpuri magnetice - în multe fenomene cosmice. În tehnologie, câmpurile electrice sunt folosite la vopsirea produselor și în filtre, câmpurile magnetice sunt folosite în electromagneți, generatoare electrice și motoare.

1. Mecanic mișcarea, caracteristicile sale. Relativitatea vitezei, a mișcării, a traiectoriei mecanicii. circulaţie

2. Tipuri de mecanică mișcare - rectilinie uniformă, rectilinie uniform accelerată, mișcare circulară uniformă

3. legile lui Newton. Exemple de manifestare a legilor lui Newton în natură și utilizarea acestor legi în tehnologie

4. Interacțiunea corpurilor: gravitație, elasticitate, frecare. Exemple de manifestare a acestor forțe în natură și tehnologie

5. Impulsul corpului. Legea conservării impuls. Exemple de manifestări de conservare. impuls în natură și utilizarea acestei legi în tehnologie

6. Lucru mecanic și putere. Mecanisme simple. Eficiența mecanismelor simple

7. Mecanic oscilații (folosind exemplul pendulelor matematice sau cu arc). Caracteristicile mișcărilor oscilatorii: amplitudine, perioadă, frecvență. Relația dintre perioadă și frecvență. Graficul de fluctuație

8. Mecanic valuri. Lungimea de undă, viteza undelor și relațiile dintre ele. Unde sonore. Ecou

9. Energia potențială și cinetică. Exemple de tranziție a energiei de la un tip la altul. Legea conservării energiei

10. Concepte de stare discretă a materiei. Stările gazoase, lichide și solide ale substanței. Fundamentarea experimentală a naturii mișcării și interacțiunii particulelor care alcătuiesc substanțele în diferite stări de agregare

11. Transmiterea presiunii prin gaze, lichide și solide. Legea lui Pascal și aplicarea ei în mașini hidraulice

12. Presiunea atmosferică. Instrumente pentru măsurarea presiunii atmosferice. Învelișul de aer al Pământului și rolul său în viața umană

13. Efectul lichidelor și gazelor asupra unui corp scufundat în ele. Forța lui Arhimede, motivele apariției sale. Condiții de navigație

14. Energia internă a corpurilor și modalitățile de schimbare a acesteia. Tipuri de transfer de căldură, contabilizarea și utilizarea lor în viața de zi cu zi

15. Topirea corpurilor cristaline și o explicație a acestui proces bazată pe idei despre structura materiei. Căldura specifică de fuziune

16. Evaporare și condensare. Explicarea acestor procese pe baza ideilor despre structura materiei. Fierbere. Căldura specifică de vaporizare

17. Principiul de funcționare al unui motor termic. Eficiența motoarelor termice. Exemple de motoare termice. Impactul motoarelor termice asupra mediului și modalități de reducere a efectelor nocive ale acestora

18. Electrificarea corpurilor. Două tipuri de sarcini electrice. Curentul electric în metale și condițiile de existență a acestuia. Tipuri de surse de curent

19. Fenomenul inducției electromagnetice. Exemple de manifestări ale inducției electromagnetice și utilizarea acesteia în dispozitive tehnice

20. Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit. Conectarea în serie și paralelă a conductoarelor

21. Legile reflexiei și refracției luminii. Indicele de refracție. Utilizarea practică a acestor comenzi

22. Lentile. Focus Lens.Constructia imaginilor intr-o lentila de colectare.Utilizarea laserelor in instrumente optice

23. Electric și magnetice câmpuri. Sursele acestor câmpuri și indicatorii pentru detectarea lor. Exemple de manifestare a acestor domenii

1. Calculul presiunii corpului solid

Masa unei persoane este de 90 kg, aria tălpilor picioarelor este de 60 cm 2. Câtă presiune exercită o persoană pe podea? Cum se va schimba valoarea presiunii dacă o persoană stă pe un picior.

Dat: m=90 kg; S=60 cm2; p- ? SI: m=90 kg; S=60×10 -4 m 2 =6×10 -3 m 2. Soluţie: p=F/S; F=m× g; ; p= =15×10 4 N/m 2 =15×10 4 Pa ​​​​=150 kPa.

Dacă o persoană stă pe un picior, aria de sprijin va fi înjumătățită. Aceasta înseamnă că presiunea se va dubla și va deveni egală cu 300 kPa.

2. Calculul forței presiunii atmosferice pe un plan

Determinați forța cu care aerul atmosferic apasă pe suprafața unei mese de 120x50 cm2. Presiunea atmosferică normală este de 760 mm Hg. Artă.

Dat: p=760 mm Hg. Artă.; S=120x50 cm2; F - ? SI: p=760×133 Pa = 101300 Pa; S=6000×10 -4 m 2 =0,6 m 2. Soluţie: p=F/S; F=p× S; p= = 6078 N»6 kN

3. Calculul presiunii în interiorul lichidului

Submarinul este situat în mare la o adâncime de 300 m. Determinați presiunea apei asupra acestuia.

Dat: h=300 m; r=1030 kg/m; p - ? Soluţie: p=r× g× h; p= "309×10 4 N/m 2 =3,09×10 6 Pa.

4. Calculul cantității de căldură necesară pentru a topi un solid la punctul său de topire

Ce cantitate de căldură este necesară pentru a topi un bloc de gheață de 12,5 tone la punctul său de topire? Căldura specifică de topire a gheții este de 332 kJ/kg.

Dat:m=12,5 t; l=332 kJ/kg; Q - ? SI:m=12500 kg; l=332000 J/kg. Soluţie: Q=l× m;Q=12500 kg×332000 J/kg = 415×10 7 J = 4,15×10 6 kJ.

5. Calculul cantității de căldură necesară pentru a încălzi un lichid până la punctul de fierbere

Câtă căldură este necesară pentru a încălzi 10 litri de apă de la 20 0 până la fierbere?

Dat: V=10 l=10 -2 m3; t 1=200C; t 2=100°C; c=4,2×10 J/(kg×0 C); r=103 kg/m3; Q - ? SI:;. Soluţie: Q= m× c×( t 1 - t 2); m= r× V; Q = r× V× c×( t 1 - t 2); Q= = 4,2×80×10 4 J = 3,36×10 6 J = 3,36×10 3 kJ.

6. Aplicarea legii lui Ohm la o secțiune a unui circuit

Folosind citirile instrumentului (vezi figura), determinați rezistența conductorului AB și desenați o diagramă a circuitului electric. Dat: U= 2 V; eu= 0,5 A; R - ? Soluţie: eu = U/ R; R = U/ eu; R = = 4 ohmi.

7. Aplicarea formulelor de lucru mecanic și putere pentru cazul unei mașini care se deplasează cu viteză constantă

Forța de tracțiune a motorului unui autoturism este de 2×10 3 N. Mașina se deplasează uniform cu o viteză de 72 km/h. Care este puterea motorului mașinii și munca efectuată de acesta în 10 s?

Dat: F=2×103 N; v=72 km/h; t=10 s; A - ? N - ? Soluţie: A= F× s; s= v× t; A= F× v× t; A = 2×10 3 N×10 s×20 m/s = 4×10 5 J = 4×10 2 kJ; N = A / t = = F×v; N = 2×10 3 N×20 m/s = 4×10 4 W = 40 kW.

9. Aplicarea celei de-a doua legi a lui Newton în cazul în care un corp se mișcă rectiliniu sub influența unei forțe

O forţă de 0,1 N acţionează asupra unui corp în repaus cu masa de 0,2 kg timp de 5 s. Ce viteză va dobândi corpul şi ce distanţă va parcurge în timpul specificat?

Dat: m = 0,2 kg; t = 5 s; F = 0,1 N; v - ? s - ? Soluţie: F= m× A; A= F / m; v= A × t= ; s= = ; v= =2,5 m/s; s= =6,25 m.

10. Aplicarea legii conservării impulsului în timpul ciocnirii inelastice a corpurilor

O mașină de 20 de tone, care se deplasează cu o viteză de 0,3 m/s, ajunge din urmă cu mașina. cântărind 30 de tone, deplasându-se cu o viteză de 0,2 m/s. Care este viteza mașinilor după interacțiune dacă impactul este inelastic?

Dat: m 1=20 t; v 1=0,3 m/s; m 2=30 t; v 2=0,2 m/s; v - ? SI: m 1= 2×10 4 kg; v 1=0,3 m/s; m 2= 3×10 4 kg; v 2=0,2 m/s. Soluţie: m 1× v 1+m 2× v 2 = (m 1 +m 2)× v; v = ; v= = = = 0,24 m/s

11. Aplicarea legii conservării mecanicii. energie în timpul căderii libere a corpurilor

Un corp cu masa de 1 kg cade de la o înălțime de 20 m deasupra solului. Calculați energia cinetică a corpului în momentul în care se află la 10 m deasupra solului și în momentul în care acesta cade pe pământ.

Dat: m=1 kg; h=20 m; h 1=10 m; E K1 - ? E K2 - ? SI:;. Soluţie: În punctul cel mai înalt E P = m× g× h; E K= 0; La mijloc E P 1 = m× g× h 1; E K1 = EP -EP 1 ; EP 1 = = 100 J; E K1= 200 J - 100 J = 100 J; În punctul tău cel mai de jos E P 2 = 0; E K2 = EP= 200 J.

12. Calculul rezistivității conductorului

Spirala plitei electrice este realizată din sârmă nicrom cu o lungime de 13,75 m și o secțiune transversală de 0,1 mm 2. Care este rezistența spiralei?

Dat: l=13,75 m; S=0,1 mm2; r=1,1 Ohm×mm2/m; R - ? Soluţie: ; R = = 151,25 ohmi.

13. Calculul puterii și lucrului curentului electric

Fierul de călcat electric este proiectat pentru o tensiune de 220 V. Rezistența elementului său de încălzire este de 88 Ohmi. Determinați energia consumată de fierul de călcat în 30 de minute și puterea acestuia.

Dat: U=220 V; R=88 ohmi; t= 30 min; A - ? P - ? SI:;. Soluţie: A = eu× U× t; eu = U / R; ; P = A / t = eu × U; t= 30 min = 0,5 h; A= = 2,5 A × 220 V × 0,5 h = 275 Wh = 0,275 kWh; P= 2,5 A × 220 V = 550 W.

14. Calculul cantității de căldură generată de un încălzitor electric

500 C de electricitate au trecut printr-un conductor cu o rezistență de 4 ohmi timp de 2 minute. Câtă căldură va genera conductorul?

Dat:R = 1,2 Ohm; t = 2 min; q = 500 C; Q -? SI: R = 1,2 Ohm; t = 120 sec; q = 500 C; Soluţie: Q = I 2 ×R×t; I = q/t; Q = = ; Q = „25×10 2 J = 2,5 kJ.

15. Definiția de bază parametrii vibraţiilor armonice. circulaţie conform programului lui

Folosind graficul prezentat în figură, determinați amplitudinea, perioada și frecvența. Care dintre mărimile care caracterizează oscilațiile armonice (amplitudine, perioadă, frecvență, deplasare, viteză, accelerație) sunt constante și care sunt variabile?

1. Calculul presiunii corpului solid

2. Calculul forței presiunii atmosferice pe un plan

3. Calculul presiunii în interiorul lichidului

4. Calculul cantității de căldură necesară pentru topire. televizor corp la temperatura de topire

6. Aplicarea legii lui Ohm la o secțiune a unui circuit

7. Aplicarea formulelor mecanice. muncă și putere pentru cazul unei mașini care se deplasează cu viteză constantă

8. Citirea și interpolarea graficelor mărimilor cinematice (deplasare și viteză) în funcție de timp

9. Aplicarea celei de-a doua valori a lui Newton în cazul în care corpul este în mișcare. rectiliniu sub influența unei singure forțe

10. Aplicarea legii conservării impulsului în timpul ciocnirii inelastice a corpurilor

11. Aplicarea legii conservării energiei mecanice în timpul căderii libere a corpurilor

12. Calculul rezistivității conductorului

13. Calculul puterii și lucrului curentului electric

14. Calculul cantității de căldură generată de un încălzitor electric

15. Determinarea parametrilor principali ai oscilaţiilor armonice. mișcări conform programului său

8. Citirea și interpolarea graficelor mărimilor cinematice (deplasare și viteză) în funcție de timp

Folosind graficul mișcării unui corp în mișcare uniformă (vezi figura), determinați: a) mișcarea corpului în 5 ore; b) viteza corpului.

Biletul 1.

Întrebarea 1. Mișcarea mecanică. Relativitatea mișcării. Sistem de referință. Punct material. Traiectorie. Calea și mișcarea. Viteza instantanee. Accelerare. Mișcare uniformă și uniform accelerată.

Mecanic mișcarea este o schimbare a poziției unui corp (sau a părților sale) față de alte corpuri. De exemplu, o persoană care merge pe o scară rulantă în metrou este în repaus în raport cu scara rulantă în sine și se mișcă în raport cu pereții tunelului; Muntele Elbrus este în repaus în raport cu Pământul și se mișcă odată cu Pământul în raport cu Soarele. Din aceste exemple este clar că este întotdeauna necesar să se indice corpul în raport cu care este luată în considerare mișcarea; se numește corpul de referință. Se formează sistemul de coordonate, corpul de referință cu care este asociat și metoda aleasă de măsurare a timpului cadru de referință. Să ne uităm la două exemple. Dimensiunile stației orbitale situate pe orbită în apropierea Pământului nu pot fi luate în considerare, iar la calcularea traiectoriei navei spațiale la andocare cu stația, nu se poate face fără a lua în considerare dimensiunile acesteia. Astfel, uneori, dimensiunea unui corp în comparație cu distanța până la acesta poate fi neglijată; în aceste cazuri, corpul este considerat un punct material. Linia de-a lungul căreia se mișcă un punct material se numește traiectorie. Se numește lungimea părții de traiectorie dintre poziția inițială și cea finală a punctului de(l). Unitatea de cale este metrul.

Mișcarea mecanică este caracterizată de trei mărimi fizice: deplasarea, viteza și accelerația. Se numește un segment de linie direcționat trasat de la poziția inițială a unui punct în mișcare până la poziția sa finală in miscare(S). Aceasta este o mărime vectorială. Unitatea de mișcare este metrul.

Viteză– o mărime fizică vectorială care caracterizează viteza de mișcare a unui corp, numeric egală cu raportul mișcării pe o perioadă scurtă de timp la valoarea acestui interval. Perioada de timp este considerată suficient de mică dacă viteza nu s-a modificat în această perioadă. Formula definitorie pentru viteza are forma

Unitatea de măsură a vitezei este m/s. În practică - km/h. Viteza se măsoară cu un vitezometru.

Accelerare– mărime fizică vectorială care caracterizează viteza de modificare a vitezei, numeric egală cu raportul dintre modificarea vitezei și perioada de timp în care s-a produs această modificare. Dacă viteza se schimbă în mod egal pe parcursul întregului timp de mișcare, atunci accelerația poate fi calculată folosind formula

Unitatea de accelerație m/s 2 .

Caracteristicile mișcării mecanice sunt interconectate prin ecuații cinematice de bază:

.

Să presupunem că corpul se mișcă fără accelerație (un avion pe rută), viteza sa nu se modifică mult timp, a = 0. Atunci ecuațiile cinematice vor avea forma: V=const, S=Vt.

Mișcare în care viteza corpului nu se modifică, adică. un corp se mișcă în aceeași cantitate pe orice intervale egale de timp, numite mișcare rectilinie uniformă .

În timpul lansării, viteza rachetei crește rapid, adică accelerația a>0, a=const.

În acest caz, ecuațiile cinematice arată astfel:

Cu o astfel de mișcare, viteza și accelerația au aceleași direcții, iar viteza se schimbă în mod egal pe orice intervale de timp egale. Acest tip de mișcare se numește uniform accelerat .

La frânarea unei mașini, viteza scade în mod egal în orice perioade egale de timp, accelerația este mai mică decât zero; deoarece viteza scade, atunci ecuația ia forma:

Acest tip de mișcare se numește uniform lentă.

Toate mărimile fizice care caracterizează mișcarea unui corp (viteză, accelerație, deplasare), precum și tipul de traiectorie, se pot schimba la trecerea de la un sistem la altul, adică. natura mișcării depinde de alegerea sistemului de referință și aici este locul în care relativitatea mișcării. De exemplu, o aeronavă este alimentată în aer. În cadrul de referință asociat cu planul, celălalt plan este în repaus, iar în cadrul de referință asociat cu Pământul, ambele plane sunt în mișcare. Când un biciclist se mișcă, punctul roții din sistemul de referință asociat cu axa are următoarea traiectorie:

În sistemul de referință asociat Pământului, tipul de traiectorie va fi următorul:

Biletul 2.

Interacțiunea corpurilor. Forta. A doua lege a lui Newton.

Observații și experimente simple, de exemplu cu cărucioare, conduc la următoarele concluzii calitative: a) un corp asupra căruia alte corpuri nu acționează își păstrează viteza neschimbată, b) Accelerarea unui corp are loc sub influența altor corpuri, dar și depinde de organismul însuși; c) acţiunea altor corpuri unul asupra celuilalt este întotdeauna de natura interacţiunii. Aceste concluzii sunt confirmate prin observarea fenomenelor din natură, tehnologie și spațiu cosmic doar în sisteme de referință inerțiale.

Interacțiunile diferă unele de altele atât cantitativ, cât și calitativ. De exemplu, este clar că cu cât un arc este mai deformat, cu atât este mai mare interacțiunea spirelor sale. Sau cu cât două încărcături cu același nume sunt mai apropiate, cu atât vor atrage mai puternice. În cele mai simple cazuri de interacţiune, caracteristica cantitativă este forta. Forța este motivul pentru accelerarea corpurilor în raport cu un cadru de referință inerțial sau deformarea acestora. Forța este o mărime fizică vectorială, care este o măsură a accelerației dobândite de corpuri în timpul interacțiunii. Forţa se caracterizează prin: a) modul; b) punctul de aplicare; c) direcţie.

Unitatea de forță este newtonul. Un newton este forța care conferă o accelerație de 1 m/s 2 unui corp care cântărește 1 kg în direcția de acțiune a acestei forțe, dacă alte corpuri nu acționează asupra lui. Rezultat mai multe forțe este o forță a cărei acțiune este echivalentă cu acțiunea acelor forțe pe care le înlocuiește. Rezultanta este suma vectorială a tuturor forțelor aplicate corpului

R=F 1 +F 2 +…+F n.

Interacțiunile sunt, de asemenea, diferite calitativ în proprietățile lor. De exemplu, interacțiunile electrice și magnetice sunt asociate cu prezența sarcinilor pe particule sau cu mișcarea particulelor încărcate. Este cel mai ușor de calculat forțele în electrodinamică: forța Amperi – F=IlBsina, forța Lorentz – F=qvBsina, forța Coulomb –

și forțele gravitaționale: legea gravitației universale – Așa forte mecanice, ca și forța elastică și forța de frecare, apar ca rezultat al interacțiunii electromagnetice. Pentru a le calcula, este necesar să folosiți formulele: legea lui Hooke - F control = -kx, forța de frecare - F tr = -mN.

Pe baza datelor experimentale au fost formulate legile lui Newton. A doua lege a lui Newton. Accelerația cu care se mișcă un corp este direct proporțională cu rezultanta tuturor forțelor care acționează asupra corpului, invers proporțională cu masa acestuia și este direcționată în același mod ca forța rezultantă: Pentru a rezolva probleme, legea este adesea scrisă ca F=ma.

Biletul 3.

Impulsul corpului. Legea conservării impulsului. Legea conservării energiei.

Observații și experimente simple dovedesc că repausul și mișcarea sunt relative, viteza unui corp depinde de alegerea sistemului de referință; conform celei de-a doua legi a lui Newton, indiferent dacă corpul era în repaus sau în mișcare, o modificare a vitezei de mișcare a acestuia nu poate avea loc decât sub acțiunea unei forțe, adică. ca urmare a interacţiunii cu alte organisme. Cu toate acestea, există cantități care pot fi conservate în timpul interacțiunii corpurilor. Acest energie și impuls . Impulsul corpului se numește mărime fizică vectorială, care este o caracteristică cantitativă a mișcării de translație a corpurilor. Impulsul este desemnat p. Unitatea de măsură a impulsului este kg m/s. Momentul unui corp este egal cu produsul dintre masa corpului și viteza acestuia: p=mv. Direcția vectorului impuls p coincide cu direcția vectorului viteză al corpului v. Orez.

Momentul corpurilor se supune legii conservării, care este valabilă numai pentru sistemele fizice închise. În general, un sistem închis este un sistem care nu face schimb de energie și masă cu corpuri și câmpuri care nu fac parte din acesta. În mecanică închis apelați un sistem care nu este afectat forțe externe sau acţiunea acestor forţe este compensată. În acest caz, p 1 = p 2, unde p 1 este impulsul inițial al sistemului, iar p 2 este cel final. În cazul a două corpuri incluse în sistem, această expresie are forma m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1 '+m 2 v 2 ', unde m 1 şi m 2 sunt masele corpurilor , v 1 și v 2 – viteze înainte de interacțiune, v 1 ' și v 2 ' – viteze după interacțiune. Această formulă este expresia matematică a legii conservării impulsului: impulsul unui sistem fizic închis este conservat în timpul oricăror interacțiuni care au loc în cadrul acestui sistem; acestea. într-un sistem fizic închis, suma geometrică a momentelor corpurilor înainte de interacțiune este egală cu suma geometrică a momentelor acestor corpuri după interacțiune.În cazul unui sistem neînchis, impulsul corpurilor sistemului nu este conservat. Cu toate acestea, dacă există o direcție în sistem în care forțele externe nu interacționează sau acțiunile lor sunt compensate, atunci proiecția impulsului în această direcție este păstrată. În plus, dacă timpul de interacțiune este scurt (împușcare, explozie, impact), atunci în acest timp, chiar și în cazul unui sistem deschis, forțele externe nu modifică semnificativ impulsurile corpurilor care interacționează. Prin urmare, pentru calcule practice în acest caz, se poate aplica și legea conservării impulsului.