Механічним рухомназивають зміну положення тіла щодо інших тіл
Системою відлікуназивають тіло відліку, пов'язану з ним систему координат та годинник.
Тілом відлікуназивають тіло, щодо якого розглядають становище інших тіл.
Матеріальною точкоюназивають тіло, розмірами якого у цій задачі можна знехтувати.
Траєкторієюназивають уявну лінію, яку за своєму русі описує матеріальна точка.
За формою траєкторії рух поділяється на:
а) прямолінійне- траєкторія є відрізок прямий;
б) криволінійне- Траєкторія є відрізок кривої.
Шлях- Це довжина траєкторії, яку описує матеріальна точка за цей проміжок часу. Це скалярна величина.
Переміщення- це вектор, що з'єднує початкове становище матеріальної точки з її кінцевим становищем (рис.).
Дуже важливо розуміти, чим шлях відрізняється від переміщення. Найголовніша відмінність у тому, що переміщення - це вектор з початком у точці відправлення та з кінцем у точці призначення (при цьому абсолютно неважливо, яким маршрутом це переміщення відбувалося). А шлях - це, набірот, скалярна величина, що відображає довжину пройденої траєкторії.
Рівномірним прямолінійним рухомназивають рух, при якому матеріальна точка за будь-які рівні проміжки часу здійснює однакові переміщення
Швидкістю рівномірного прямолінійного рухуназивають відношення переміщення до часу, за яке це переміщення відбулося:
Для нерівномірного руху користуються поняттям середньої швидкості.Часто вводять середню швидкість як скалярну величину. Це швидкість такого рівномірного руху, при якому тіло проходить той же шлях за той самий час, що і за нерівномірного руху:
Миттєвою швидкістюназивають швидкість тіла у цій точці траєкторії чи на даний момент часу.
Рівноприскорений прямолінійний рух- це прямолінійний рух, при якому миттєва швидкість за будь-які рівні проміжки часу змінюється на ту саму величину
Залежність координати тіла від часу в рівномірному прямолінійному русі має вигляд: x = x 0 + V x t, де x 0 - Початкова координата тіла, V x - швидкість руху.
Вільним падіннямназивають рівноприскорений рух із постійним прискоренням g = 9,8 м/с 2, що не залежить від маси падаючого тіла. Воно відбувається лише під впливом сили тяжіння.
Швидкість при вільному падінні розраховується за формулою:
Переміщення по вертикалі розраховується за такою формулою:
Одним із видів руху матеріальної точки є рух по колу. При такому русі швидкість тіла спрямована дотичною, проведеною до кола в тій точці, де знаходиться тіло (лінійна швидкість). Описувати положення тіла на колі можна за допомогою радіусу, проведеного із центру кола до тіла. Переміщення тіла під час руху по колу описується поворотом радіуса кола, що з'єднує центр кола з тілом. Відношення кута повороту радіуса до проміжку часу, протягом якого цей поворот відбувся, характеризує швидкість переміщення тіла по колу і зветься кутовий швидкості ω:
Кутова швидкість пов'язана з лінійною швидкістю співвідношенням
де r – радіус кола.
Час, протягом якого тіло описує повний оборот, називається періодом звернення.Величина, обернена до періоду - частота обігу - ν
Оскільки при рівномірному русі по колу модуль швидкості не змінюється, але змінюється напрямок швидкості, при такому русі існує прискорення. Його називають доцентровим прискоренням, Воно спрямоване по радіусу до центру кола:
Основні поняття та закони динаміки
Частина механіки, що вивчає причини, що спричинили прискорення тіл, називається динамікою
Перший закон Ньютона:
Існують такі системи відліку, щодо яких тіло зберігає свою швидкість постійною або спочиває, якщо на нього не діють інші тіла або дія інших тіл компенсована.
Властивість тіла зберігати стан спокою або рівномірного прямолінійного руху при врівноважених зовнішніх силах, що діють на нього, називається інертністю.Явище збереження швидкості тіла за врівноважених зовнішніх сил називають інерцією. Інерційними системами відлікуназивають системи, у яких виконується перший закон Ньютона.
Принцип відносності Галілея:
у всіх інерційних системах відліку за однакових початкових умов все механічні явища протікають однаково, тобто. підкоряються однаковим законам
Маса- це міра інертності тіла
Сила- це кількісна міра взаємодії тіл.
Другий закон Ньютона:
Сила, що діє на тіло, дорівнює добутку маси тіла на прискорення, яке повідомляє ця сила:
$F↖(→) = m⋅a↖(→)$
Складання сил полягає у знаходженні рівнодіючої кількох сил, яка справляє таку ж дію, як і кілька одночасно діючих сил.
Третій закон Ньютона:
Сили, з якими два тіла діють один на одного, розташовані на одній прямій, рівні за модулем і протилежні за напрямом:
$F_1↖(→) = -F_2↖(→) $
III закон Ньютона підкреслює, що дію тіл одне одного носить характер взаємодії. Якщо тіло A діє тіло B, те й тіло B діє тіло A (див. рис.).
Або коротше, сила дії дорівнює силі протидії. Часто виникає питання: чому кінь тягне сани, якщо ці тіла взаємодіють із рівними силами? Це можливо лише рахунок взаємодії з третім тілом - Землею. Сила, з якою копита впираються в землю, має бути більшою, ніж сила тертя саней об землю. Інакше копита прослизатимуть, і кінь не зрушить з місця.
Якщо тіло піддати деформації, виникають сили, що перешкоджають цій деформації. Такі сили називають силами пружності.
Закон Гуказаписують у вигляді
де k – жорсткість пружини, x – деформація тіла. Знак «−» вказує, що сила та деформація спрямовані у різні сторони.
При русі тіл один щодо одного з'являються сили, що перешкоджають руху. Ці сили називаються силами тертя.Розрізняють тертя спокою та тертя ковзання. Сила тертя ковзанняпідраховується за формулою
де N – сила реакції опори, µ – коефіцієнт тертя.
Ця сила не залежить від площі тертьових тіл. Коефіцієнт тертя залежить від матеріалу, з якого зроблені тіла, та якості обробки їх поверхні.
Тертя спокоювиникає, якщо тіла не переміщуються одне щодо одного. Сила тертя спокою може змінюватися від нуля до певного максимального значення
Гравітаційними силаминазивають сили, з якими будь-які два тіла притягуються одне до одного.
Закон всесвітнього тяготіння:будь-які два тіла притягуються один до одного з силою, прямо пропорційною добутку їх мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними.
Тут R – відстань між тілами. Закон всесвітнього тяжіння в такому вигляді справедливий або для матеріальних точок, або для тіл кулястої форми.
Вага тіланазивають силу, з якою тіло тисне на горизонтальну опору чи розтягує підвіс.
Сила тяжіння- це сила, з якою всі тіла притягуються до Землі:
При нерухомій опорі вага тіла дорівнює за модулем силою тяжкості:
Якщо тіло рухається по вертикалі з прискоренням, його вага буде змінюватися.
При русі тіла з прискоренням, спрямованим нагору, його вага
Видно, що вага тіла більша за вагу тіла, що спокою.
При русі тіла з прискоренням, спрямованим вниз, його вага
У цьому випадку вага тіла менше ваги тіла, що спокою.
Невагомістюназивається такий рух тіла, у якому його прискорення дорівнює прискоренню вільного падіння, тобто. a = g. Це можливо в тому випадку, якщо на тіло діє лише одна сила – сила тяжіння.
Штучний супутник Землі- це тіло, що має швидкість V1, достатню для того, щоб рухатися по колу навколо Землі
На супутник Землі діє лише одна сила – сила тяжіння, спрямована до центру Землі
Перша космічна швидкість- це швидкість, яку треба повідомити тілу, щоб воно оберталося навколо планети круговою орбітою.
де R – відстань від центру планети до супутника.
Для Землі, поблизу її поверхні, перша космічна швидкість дорівнює
1.3. Основні поняття та закони статики та гідростатики
Тіло (матеріальна точка) перебуває у стані рівноваги, якщо векторна сума сил, які діють нього, дорівнює нулю. Розрізняють 3 види рівноваги: стійке, нестійке та байдуже.Якщо при виведенні тіла з положення рівноваги виникають сили, які прагнуть повернути це тіло назад, це стійка рівновага.Якщо виникають сили, які прагнуть відвести тіло ще далі з рівноваги, це нестійке становище; якщо жодних сил не виникає - байдуже(Див. рис. 3).
Коли йдеться не про матеріальну точку, а про тіло, яке може мати вісь обертання, то для досягнення положення рівноваги крім рівності нулю суми сил, що діють на тіло, необхідно, щоб сума алгебри всіх сил, що діють на тіло, дорівнювала нулю.
Тут d-плечо сили. Плечем сили d називають відстань від осі обертання до лінії дії сили.
Умова рівноваги важеля:
алгебраїчна сума моментів всіх сил, що обертають тіло, дорівнює нулю.
Тискомназивають фізичну величину, що дорівнює відношенню сили, що діє на майданчик, перпендикулярну цій силі, до площі майданчика:
Для рідин та газів справедливий закон Паскаля:
тиск поширюється у всіх напрямках без змін.
Якщо рідина або газ знаходяться в полі сили тяжіння, то кожен вищерозташований шар тисне на нижчерозташовані і в міру занурення всередину рідини або газу тиск зростає. Для рідин
де ρ - густина рідини, h - глибина проникнення в рідину.
Однорідна рідина в сполучених судинах встановлюється на одному рівні. Якщо коліна сполучених судин залити рідину з різними щільностями, то рідина з більшою щільністю встановлюється на меншій висоті. В цьому випадку
Висоти стовпів рідини обернено пропорційні щільностям:
Гідравлічний пресявляє собою посудину, заповнену маслом або іншою рідиною, в якій прорізані два отвори, закриті поршнями. Поршні мають різну площу. Якщо одного поршня прикласти деяку силу, то сила, прикладена до другого поршня, виявляється інший.
Таким чином, гідравлічний прес служить перетворення величини сили. Оскільки тиск під поршнями має бути однаковим, то 
Тоді A1 = A2.
На тіло, занурене в рідину або газ, з боку цієї рідини або газу діє спрямована вгору сила, що виштовхує, яку називають силою Архімеда
Величину сили, що виштовхує, встановлює закон Архімеда: на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, спрямована вертикально вгору і дорівнює вазі рідини або газу, витісненого тілом:
де ρ рідк - щільність рідини, в яку занурене тіло; V погр - обсяг зануреної частини тіла.
Умова плавання тіла- тіло плаває в рідині або газі, коли сила, що виштовхує, діє на тіло, дорівнює силі тяжкості, що діє на тіло.
1.4. Закони збереження
Імпульсом тіланазивають фізичну величину, рівну добутку маси тіла на його швидкість:Імпульс – векторна величина. [p] = кг/м/с. Поряд з імпульсом тіла часто користуються імпульсом сили.Це добуток сили на час її дії
Зміна імпульсу тіла дорівнює імпульсу чинної цього тіла сили. Для ізольованої системи тіл (система, тіла якої взаємодіють лише одне з одним) виконується закон збереження імпульсу: сума імпульсів тіл ізольованої системи до взаємодії дорівнює сумі імпульсів цих тіл після взаємодії.
Механічною роботоюназивають фізичну величину, яка дорівнює добутку сили, що діє на тіло, на переміщення тіла та на косинус кута між напрямком сили та переміщення:
Потужність- це робота, виконана в одиницю часу:
Здатність тіла виконувати роботу характеризують величиною, яку називають енергією.Механічну енергію ділять на кінетичну та потенційну.Якщо тіло може виконувати роботу за рахунок свого руху, кажуть, що воно має кінетичною енергією.Кінетична енергія поступального руху матеріальної точки підраховується за формулою
Якщо тіло може виконувати роботу за рахунок зміни свого положення щодо інших тіл або за рахунок зміни положення частин тіла, воно має потенційною енергією.Приклад потенційної енергії: тіло, що підняте над землею, його енергія підраховується за формулою
де h - висота підйому
Енергія стиснутої пружини:
де k – коефіцієнт жорсткості пружини, x – абсолютна деформація пружини.
Сума потенційної та кінетичної енергії складає механічну енергію.Для ізольованої системи тіл у механіці справедливий закон збереження механічної енергії: якщо між тілами ізольованої системи не діють сили тертя (або інші сили, що призводять до розсіювання енергії), то сума механічних енергій тіл цієї системи не змінюється (закон збереження енергії в механіці). Якщо ж сили тертя між тілами ізольованої системи є, то при взаємодії частина механічної енергії тіл переходить у внутрішню енергію.
1.5. Механічні коливання та хвилі
Коливанняминазиваються рухи, що мають той чи інший ступінь повторюваності в часі. Коливання називаються періодичними, якщо значення фізичних величин, що змінюються у процесі коливань, повторюються через рівні проміжки часу.Гармонічними коливанняминазиваються такі коливання, у яких фізична величина x, що коливається, змінюється за законом синуса або косинуса, тобто.
Величина A, рівна найбільшому абсолютному значенню фізичної величини x, що коливається, називається амплітудою коливань. Вираз α = ωt + ϕ визначає значення x в даний момент часу і називається фазою коливань. Періодом Tназивається час, за яке тіло, що вагається, здійснює одне повне коливання. Частотою періодичних коливаньназивають число повних коливань, скоєних за одиницю часу:
Частота вимірюється з -1 . Ця одиниця називається герц (Гц).
Математичним маятникомназивається матеріальна точка масою m, підвішена на невагомій нерозтяжній нитці і коливання у вертикальній площині.
Якщо один кінець пружини закріпити нерухомо, а до іншого кінця прикріпити деяке тіло масою m, то при виведенні тіла з положення рівноваги пружина розтягнеться і виникнуть коливання тіла на пружині в горизонтальній або вертикальній площині. Такий маятник називається пружинним.
Період коливань математичного маятникавизначається за формулою 
де l – довжина маятника.
Період коливань вантажу на пружинівизначається за формулою 
де k – жорсткість пружини, m – маса вантажу.
Поширення коливань у пружних середовищах.
Середовище називається пружною, якщо між її частинками існують сили взаємодії. Хвилями називається процес поширення коливань у пружних середовищах.
Хвиля називається поперечної, якщо частинки середовища коливаються у напрямках, перпендикулярних до напряму поширення хвилі. Хвиля називається поздовжній, Якщо коливання частинок середовища відбуваються у напрямі поширення хвилі.
Довжиною хвиліназивається відстань між двома найближчими точками, що коливаються в однаковій фазі:
де v – швидкість поширення хвилі.
Звуковими хвиляминазивають хвилі, коливання яких відбуваються з частотами від 20 до 20 000 Гц.
Швидкість звуку різна у різних середовищах. Швидкість звуку повітря становить 340 м/c.
Ультразвуковими хвиляминазивають хвилі, частота коливань у яких перевищує 20000 Гц. Ультразвукові хвилі не сприймаються людським вухом.
Графічне уявлення рівноприскореного прямолінійного руху.
Переміщення за рівноприскореного руху.
Iрівень.
Багато фізичних величин, що описують рухи тіл, з часом змінюються. Тож більшої наочності описи рух часто зображують графічно.
Покажемо, як графічно зображуються залежність від часу кінематичних величин, що описують прямолінійне рівноприскорене руху.
Рівноприскорений прямолінійний рух- це рух, при якому швидкість тіла за будь-які рівні проміжки часу змінюється однаково, тобто це рух з постійним за модулем та напрямом прискоренням.
a = const - рівняння прискорення. Т. е. а має чисельне значення, яке не змінюється з часом.
За визначенням прискорення
Звідси ми вже знайшли рівняння для залежності швидкості часу: v = v0 + at.
Подивимося, як це рівняння можна використовуватиме графічного уявлення рівноприскореного руху.
Зобразимо графічно залежності кінематичних величин від часу для трьох тіл
.
1 тіло рухається вздовж осі 0Х, при цьому збільшує свою швидкість (вектор прискорення а сонаправленн з вектором швидкості v). vx >0, ах > 0
2 тіло рухається вздовж осі 0Х, при цьому зменшує свою швидкість (вектор прискорення, а не сонаправленн з вектором швидкості v). vx >0, ах< 0
2 тіло рухається проти осі 0Х, при цьому зменшує свою швидкість (вектор прискорення, а не сонаправленн з вектором швидкості v). vx< 0, ах > 0
Графік прискорення
Прискорення за визначенням величина стала. Тоді для представленої ситуації графік залежності прискорення від часу a(t) матиме вигляд:
З графіка прискорення можна визначити як змінювалася швидкість – збільшувалася чи зменшувалася і яке чисельне значення змінилася швидкість й у якого тіла швидкість більше змінилася.
Графік швидкості
Якщо порівняти залежність координати від часу при рівномірному русі та залежність проекції швидкості від часу при рівноприскореному русі, можна побачити, що ці залежності однакові:
х = х0 + vx t vx = v 0 x + a х t
Це означає, як і графіки залежностей мають однаковий вид.
Для побудови цього графіка на осі абсцис відкладають час руху, але в осі ординат - швидкість (проекцію швидкості) тіла. У рівноприскореному русі швидкість тіла з часом змінюється.
Переміщення за рівноприскореного руху.
При рівноприскореному прямолінійному русі швидкість тіла визначається формулою
vx = v 0 x + a х t
У цій формулі υ0 – швидкість тіла при t = 0 (початкова швидкість ), a= const – прискорення. На графіку швидкості υ ( t) ця залежність має вигляд прямої лінії (рис.).
За нахилом графіка швидкості може бути визначено прискорення aтіла. Відповідні побудови виконано на рис. для графіка I. Прискорення чисельно дорівнює відношенню сторін трикутника ABC: MsoNormalTable">
Чим більший кут β, який утворює графік швидкості з віссю часу, тобто чим більший нахил графіка ( крутість), тим більше прискорення тіла.
Для графіка I: υ0 = -2 м/с, a= 1/2 м/с2.
Для графіка ІІ: υ0 = 3 м/с, a= -1/3 м/с2.
Графік швидкості дозволяє також визначити проекцію переміщення sтіла за деякий час t. Виділимо на осі часу якийсь малий проміжок часу Δ t. Якщо цей проміжок часу досить малий, то зміна швидкості за цей проміжок невелика, тобто рух протягом цього проміжку часу можна вважати рівномірним з деякою середньою швидкістю, яка дорівнює миттєвій швидкості υ тіла в середині проміжку Δ t. Отже, переміщення Δ sза час Δ tдорівнюватиме Δ s = υΔ t. Це переміщення дорівнює площі заштрихованої смужки (рис.). Розбивши проміжок часу від 0 до деякого моменту tна малі проміжки Δ t, отримаємо, що переміщення sза заданий час tпри рівноприскореному прямолінійному русі дорівнює площі трапеції ODEF. Відповідні побудови виконані для графіка ІІ на рис. 1.4.2. Час tприйнято рівним 5,5 с.
Оскільки υ - υ0 = at, остаточна формула для переміщення sтіла при рівномірно прискореному русі на проміжку часу від 0 до tзапишеться у вигляді:
Для знаходження координати yтіла у будь-який момент часу t y t: https://pandia.ru/text/78/516/images/image008_63.gif" width="84" height="48 src=">
Для знаходження координати тіла в будь-який момент часу tпотрібно до початкової координати x 0 Додати переміщення за час t:
При аналізі рівноприскореного руху іноді виникає завдання визначення переміщення тіла за заданими значеннями початкової υ0 і кінцевої υ швидкостей та прискорення a. Ця задача може бути вирішена за допомогою рівнянь, написаних вище, шляхом виключення з них часу t. Результат записується у вигляді
Якщо початкова швидкість υ0 дорівнює нулю, ці формули набувають вигляду MsoNormalTable">
Слід ще раз звернути увагу, що входять у формули рівноприскореного прямолінійного руху величини υ0, υ, s, a, y 0 є алгебраїчними величинами. Залежно від конкретного виду руху, кожна з цих величин може приймати як позитивні, так і негативні значення.
Приклад розв'язання задачі:
Петя з'їжджає зі схилу гори зі стану спокою із прискоренням 0,5 м/с2 за 20 с і далі рухається горизонтальною ділянкою. Проїхавши 40 м, він врізається в Васю і падає в кучугуру, знизивши свою швидкість до 0м/с. З яким прискоренням рухався Петя горизонтальною поверхнею до кучугури? Якою є довжина схилу гори, з якої так невдало з'їхав Петя?
Дано: | |
|
a 1 = 0,5 м/с2 t 1 = 20 с s 2 = 40 м | Рух Петі складається з двох етапів: на першому етапі, спускаючись зі схилу гори, він рухається зі швидкістю, що зростає по модулю; на другому етапі при русі горизонтальною поверхнею його швидкість зменшується до нуля (зіштовхнувся з Васею). Величини, які стосуються першого етапу руху, запишемо з індексом 1, а до другого етапу з індексом 2. |
1 етап.
Рівняння для швидкості Петі наприкінці спуску з гори:
v 1 = v 01 + a 1t 1.
У проекціях на вісь Xотримаємо:
v 1x = a 1xt.
Запишемо рівняння, що пов'язує проекції швидкості, прискорення та переміщення Петі на першому етапі руху:
або тому що Петя їхав з самого верху гірки з початковою швидкістю V01=0
(на місці Петі, я б остеріглася їздити з таких високих гірок)
Враховуючи, що початкова швидкість Петі на цьому 2 етапі руху дорівнює його кінцевій швидкості на першому етапі:
v 02 x = v 1 x, v 2x = 0, де v1 - швидкість з якою Петя досяг підніжжя гірки і почав рухатися до Васи. V2x - швидкість Петі в кучугурі.
Використовуємо рівняння 
і знайдемо швидкість v1
На горизонтальній участі дороги шлях Петі рамен:
АЛЕ!!! доцільніше скористатися іншим рівнянням, тому що нам не відомий час руху Петі до Васі t2
Прискорення вийти негативним - це означає, що Петя дуже намагався загальмувати не про Васю, а раніше.
Відповідь: a 2 = -1,25 м/с2; s 1 = 100 м-коду.
IIрівень. Письменно вирішити завдання.
1. За графіками, зображеними малюнку, записати рівняння залежності швидкості від часу. Як рухалися тіла на кожному етапі свого руху (зробити за зразком див. приклад).
2. За даним графіком прискорення розкажіть, як змінюється швидкість тіла. Запишіть рівняння залежності швидкості часу, якщо на момент початку руху (t=0) швидкість тіла v0х =0. Зверніть увагу, що кожна наступна ділянка руху, тіло починає проходити вже з якоюсь швидкістю (яка була досягнута за попередній час!).
3. Поїзд метро, відходячи від станції, може розвинути швидкість 72 км/год за 20 секунд. Визначити, з яким прискоренням віддаляється від вас сумка, забута у вагоні метро. Який шлях вона при цьому проїде?
4. Велосипедист, що рухається зі швидкістю 3 м/с починає спускатися з гори з прискоренням 0,8 м/с2. Знайдіть довжину гори, якщо спуск зайняв 6 с.
5. Почавши гальмування із прискоренням 0,5 м/с2, поїзд пройшов до зупинки 225 м. Яка була його швидкість перед початком гальмування?
6. Почавши рухатися, футбольний м'яч досяг швидкості 50 м/с, пройшовши шлях 50 м і врізався у вікно. Визначте час, за який м'яч пройшов цей шлях, та прискорення, з яким він рухався.
7. Час реакції сусіда дядька Олега = 1,5 хв, цей час він зрозуміє, що сталося з вікном і встигне вибігти у двір. Визначте яку швидкість мають розвинути юні футболісти, щоб радісні власники вікна їх не наздогнали, якщо до свого під'їзду їм потрібно бігти 350 м.
8. Два велосипедисти їду назустріч один одному. Перший, маючи швидкість 36 км/год, почав підніматися вгору із прискоренням 0,2 м/с2, а другий, маючи швидкість 9 км/год, став спускатися з гори із прискоренням 0,2 м/с2. Через скільки часу і де вони зіткнуться через свою розсіяність, якщо довжина гори 100 м?
Квиток 1.
Запитання. Види механічного руху. Швидкість та прискорення тіла при рівноприскореному прямолінійному русі.
Механічне рух –зміна положення тіла у просторі щодо інших тіл з часом. Рух поїзда щодо землі, рух пасажира щодо поїзда тощо.
Швидкість- Векторна фіз. величина, що характеризує швидкість руху та її напрями матеріальної точки у просторі.
Траєкторія- Це лінія, вздовж якої рухається тіло.
Переміщення– це найкоротша відстань між початковою та кінцевою точкою.
Матеріальна точка- Це тіло, розмірами якого можна знехтувати.
Шлях- Це довжина ділянки території, пройденого тілом за проміжок часу.
Існує кілька видів механічного руху:
1) Рівномірний прямолінійний рух- Це рух, при якому тіло за будь-які рівні проміжки часу здійснює однакові переміщення.
Приклад: Якщо водій їде прямою, підтримуючи постійну швидкість.
2) Нерівномірний прямолінійний рухце рух із змінною швидкістю.
Рівноприскорений рух -це рух, у якому швидкість тіла за будь-які рівні проміжки часу однаково змінюється. (швидкість та прискорення спрямовані в один бік)
Приклад: Падіння горщика з балкона.
Рівноуповільнений рух –це рух тіла з негативним прискоренням, тобто за такого руху тіло поступово уповільнюється. (швидкість та прискорення протилежно спрямовані)
Приклад: Рух каменю, кинутого вертикально догори.
3) Криволінійний рух –це рух, траєкторія якого є криву лінію.
Приклад: рух планет, кінця стрілки годинника по циферблату.
При рівноприскореному прямолінійному русі швидкість тіла з часом зростає.
Прискоренням тіла при рівноприскореному русі називають векторну фізичну величину, що дорівнює відношенню зміни швидкості тіла до проміжку часу, за який ця зміна відбулася.
Вектори швидкості та прискорення спрямовані в один бік.
Запитання. Електромагнітні випромінювання різних діапазонів. Властивості та застосування цих випромінювань.
Електромагнітні випромінюванняявляють собою взаємопов'язані, що поширюються в просторі з кінцевою швидкістю і не можуть існувати один без одного змінні електричні і магнітні поля. Вони мають хвильові та квантові властивості.
Радіохвилі.
Частота: від 3 кгц до 300 ГГц.
Отримують за допомогою коливального контуру та макроскопічних вібраторів.
Властивості: Радіохвилі різних частот і з різними довжинами хвиль по-різному поглинаються і відбиваються середовищами, виявляють властивості дифракції та інтерференції.
Застосування: Радіозв'язок, телебачення, радіолокація.
Інфрачервоне випромінювання (теплове).
Частота: 1,5 ТГц – 405 ТГц.
Довжина хвилі:
· Короткі: 0,74-2,5 мкм;
· Середні: 2,5-50 мкм;
· Довгі: 50-2000 мкм.
Випромінюється атомами та молекулами речовини. Інфрачервоне випромінювання дають усі тіла за будь-якої температури. Людина випромінює електромагнітні хвилі з довжиною хвилі λ= l,9*10-6 м.
Властивості:
1. Проходить через деякі непрозорі тіла, також крізь дощ, серпанок, сніг.
2. Здійснює хімічну дію на фотопластинки.
3. Поглинаючись речовиною, нагріває її.
4. Викликає внутрішній фотоефект у Німеччини.
5. Невидимо.
6. Здатне до явищ інтерференції та дифракції.
Реєструють тепловими методами, фотоелектричними та фотографічними.
Застосування: Отримують зображення предметів у темряві, приладах нічного бачення (нічні біноклі), тумані. Використовують у криміналістиці, фізіотерапії, промисловості для сушіння пофарбованих виробів, стін будівель, деревини, фруктів.
Видиме випромінювання.
Це частина спектру сонячного випромінювання (від червоного до фіолетового).
Частота: 4*1014-8*1014 Гц
Відображається, заломлюється, впливає на око, здатне до явищ дисперсії, інтерференції, дифракції.
Ультрафіолетове випромінювання.
Частота: 1013-1016 Гц.
Джерела: газорозрядні лампи з трубками із кварцу (кварцові лампи).
Випромінюється всіма твердими тілами, у яких t>1000ºС, а також парами ртуті, що світяться.
Властивості: Висока хімічна активність (розкладання хлориду срібла, свічення кристалів сульфіду цинку), невидимо, велика проникаюча здатність, вбиває мікроорганізми, у невеликих дозах благотворно впливає на організм людини (загар), але у великих дозах надає негативний біологічний вплив: та обмін речовин, дія на очі.
Застосування: У медицині, промисловості.
Рентгенівське проміння.
Випромінюються при великому прискоренні електронів, наприклад, їх гальмування в металах. Отримують за допомогою рентгенівської трубки: електрони у вакуумній трубці (p=10-3-10-5 Па) прискорюються електричним полем при високій напрузі, досягаючи анода, при зіткненні різко гальмуються. При гальмуванні електрони рухаються з прискоренням та випромінюють електромагнітні хвилі з малою довжиною (від 100 до 0,01 нм).
Властивості: Інтерференція, дифракція рентгенівських променів на кристалічній решітці, велика здатність, що проникає. Опромінення у великих дозах викликає променеву хворобу.
Застосування: У медицині (діагностика захворювань внутрішніх органів), промисловості (контроль внутрішньої структури різних виробів, зварних швів).
Гамма-випромінювання (гамма-промені).
Вид електромагнітного випромінювання з надзвичайно малою довжиною хвилі - менше 2·10 -10 м - і, внаслідок цього, яскраво вираженими корпускулярними та слабо вираженими хвильовими властивостями
Гамма-випромінювання має велику проникаючу здатність, тобто може проходити крізь великі товщі речовини.
Гама-випромінювання використовується в техніці (напр., дефектоскопія), радіаційної хімії (для ініціювання хімічних перетворень, напр., при полімеризації), сільському господарстві та харчовій промисловості (мутації для генерації господарсько-корисних форм, стерилізація продуктів), у медицині (стерилізація) приміщень, предметів, променева терапія) та ін.
Білет 2.
Запитання. Закони Ньютона. Їх прояв, облік та використання.
Закони Ньютона.
1) Існують такі інерційні системи відліку, щодо яких тіло за відсутності впливу на нього зовнішніх сил (або їх взаємної компенсації) зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху.
2) Прискорення тіла прямо пропорційно рівнодіє всіх сил, прикладених до тіла.
3) Матеріальні точки взаємодіють один з одним силами, що мають однакову природу, спрямованими вздовж прямої, що з'єднує ці точки, рівними за модулем і протилежними у напрямку
З цих законів будується вся класична механіка.
Закони Ньютона є основними законами механіки.З них можуть бути виведені рівняння руху механічних систем. Однак не всі закони механіки можна вивести із законів Ньютона. Наприклад, закон всесвітнього тяжіння чи закон Гука не є наслідками трьох законів Ньютона.
Закони Ньютона дозволяють пояснити закономірності руху планет, їх природних та штучних супутників. Інакше дозволяють передбачати траєкторії руху планет, розраховувати траєкторії космічних кораблів та їх координати в будь-які задані моменти часу. У земних умовах вони дозволяють пояснити перебіг води, рух численних та різноманітних транспортних засобів (рух автомобілів, кораблів, літаків, ракет). Для всіх цих рухів, тіл та сил справедливі закони Ньютона.
Запитання. Експериментальні методи реєстрації іонізуючих випромінювань.
Камера Вільсон.
По дорозі заряджених частинок утворюються треки конденсованої перенасиченої пари на іонах. За допомогою камери Вільсон визначається енергія, швидкість, заряд. Складається зі скляної пластини, поршня та вентиля.
Принцип дії:Робочий об'єм камери заповнений газом, який містить насичену пару. При швидкому переміщенні поршня вниз газ обсягом розширюється і охолоджується, при цьому стаючи перенасиченим. Коли в цьому просторі пролітає частка, що створює на своєму шляху іони, то на цих іонах утворюються крапельки пари, що сконденсується. У камері з'являється трек частинки як смужки туману.
Лічильник Гейгера.Складається з катода, тонкої нитки натягнутої вздовж осі та анода.
Принцип дії: У герметизований балон із двома електродами закачується газова суміш. На електроди подається висока напруга. Поява частинок, що прийшли ззовні, призводить до того, що первинні електрони, прискорені у відповідному полі, починають іонізувати інші молекули газового середовища. В результаті під впливом електричного поля відбувається лавиноподібне створення нових електронів та іонів, які різко збільшують провідність електронно-іонної хмари. У газовому середовищі лічильника Гейгер відбувається розряд.
За допомогою лічильника Гейгер фіксується факт попадання в трубку електронів і фотонів.
Пухирцева камера.Складається із герметичної камери, заповненої зрідженим газом.
Принцип дії: Робочий об'єм заповнений нагрітим майже до кипіння рідким воднем під високим тиском. У перегрітий стан рідину переводять, різко зменшуючи тиск. Заряджена частка утворює на своєму шляху ланцюжок іонів, що призводить до різкого закипання рідини. Уздовж траєкторії частки з'являються бульбашки пари. По фотографії треку розрізняють альфа, бета, гама частинки.
Сцинтиляційний лічильник.
Основними елементами є: речовина, що люмінескує під дією заряджених частинок (сцинтилятор), та Фотоелектронний помножувач (ФЕУ)
Принцип дії: Частка викликає спалах світла в люмінофорі, який фіксується фотоумножителем. Виявляються важкі частки.
Білет 3.
Ідеальний газ.
Основні відмінності ідеального газу від реального:
1) Частинки ідеального газу - сферичні тіла дуже малих розмірів, практично матеріальні точки.
2) Між частинками відсутня сили міжмолекулярної взаємодії.
3) Зіткнення частинок є абсолютно пружним.
Ідеального газу у природі не існує.
Якісне пояснення тиску газу полягає в тому, що молекули ідеального газу при зіткненнях зі стінками судини взаємодіють із ними за законами механіки як пружні тіла.
На основі використання основних положень молекулярно-кінетичної теорії було отримано рівняння, яке дозволяло обчислити тиск газу, якщо відомі щільність речовини та швидкість.
Молекулярно-кінетична теоріятеорія, що виникла ХІХ столітті і що розглядає будова речовини, переважно газів, з погляду трьох основних приблизно вірних положень:
· Всі тіла складаються з частинок: атомів та молекул;
· Частини перебувають у безперервному хаотичному русі (тепловому);
· Частки взаємодіють один з одним шляхом абсолютно пружних зіткнень.
Початком становлення МКТ стала теорія М. В. Ломоносова.
На основі МКТ розвинений цілий ряд розділів сучасної фізики, зокрема, фізична кінетика та статистична механіка.
Основне рівняння МКТ пов'язує макроскопічні параметри (тиск, обсяг, температура) термодинамічної системи з мікроскопічними (маса молекул, середня швидкість руху).
Температура –це міра середньої кінетичної енергії молекул.
Граничну температуру, при якій тиск ідеального газу перетворюється на нуль при фіксованому обсязі, називають абсолютним нулем температури. Абсолютний нуль температури: -273 C. Зручно відраховувати температуру від абсолютного нуля. Так будується абсолютна шкала температури.
Абсолютна температура- Температура відраховується від абсолютного нуля.
Середня кінетична енергія поступального руху молекул газу пропорційна температурі.Що температура, то швидше рухаються молекули.
Закон Авогадро:У рівних обсягах газів за однакових температур і тисків міститься однакове число молекул.
Квиток 4.
Постулати Бора.
1 постулат.Існують особливі, стаціонарні стани атома, перебуваючи в яких атом не випромінює енергію, причому електрони в атомі рухаються з прискоренням. Кожному стаціонарному стану відповідає певна енергія.
2 постулат.Випромінювання світла відбувається при переході атома зі стаціонарного стану з більшою енергією до стаціонарного стану з меншою енергією. Енергія випромінюваного фотона дорівнює різниці енергій стаціонарних станів.
У 1914 році Франк і Герц поставили досвід, що підтверджує теорію Бора: атоми розрідженого газу обстрілювалися повільними електронами з подальшим дослідженням розподілу електронів за абсолютними значеннями швидкостей до і після зіткнення. При пружному ударі розподіл має змінюватися, оскільки змінюється лише напрям вектора швидкості. Результати показали, що при швидкостях електронів менше деякого критичного значення удари пружності, а при критичній швидкості зіткнення стають непружними, електрони втрачають енергію, а атоми газу переходять у збуджений стан. При подальшому збільшенні швидкості удари знову ставали пружними, доки досягалася нова критична швидкість. Спостережуване явище дозволили зробити висновок про те, що атом може або взагалі не поглинати енергію, або поглинати в кількостях рівних різниці енергій стаціонарних станів.
Квиток 5.
Спектральний аналіз.
Головна властивість спектрів у тому, що довжини хвиль лінійного спектру речовини залежать тільки від властивостей атомів цієї речовини, але не залежать від способу збудження свічення атомів. Атоми будь-якого хім. елемента дають спектр, не схожий спектри всіх інших елементів. На цьому і ґрунтується спектральний аналіз- Метод визначення хім. складу речовини за його спектром В даний час визначено спектри всіх атомів та складено таблиці спектрів. За допомогою спектрального аналізу було відкрито багато нових елементів: рубідій, цезій та ін. Саме за допомогою спектрального аналізу дізналися хімічний склад Сонця та зірок. Гелій спочатку відкрили на Сонці і лише потім у атмосфері Землі. За допомогою спектрального аналізу також визначають хімічний склад руд та мінералів.
Квиток 6.
Закон збереження імпульсу.
Сили, що виникають в результаті взаємодії тіла, що належить системі з тілом, що не належить їй, називаються зовнішніми силами.
Сили, що виникають внаслідок взаємодії тіл, що належать системі, називаються внутрішніми силами.
Імпульс системи тіл можуть змінити лише зовнішні сили.
Закон збереження імпульсу формулюється так: якщо сума зовнішніх сил дорівнює нулю, імпульс системи зберігається.
Імпульс також зберігається в ізольованій системі, тому що у цій системі на тіла взагалі не діють зовнішні сили.
Реактивний рух.
Під реактивним рухомрозуміють рух тіла, що виникає при відділенні деякої частини з певною швидкістю щодо нього. При цьому виникає реактивна сила.
Наприклад, можна надути дитячу гумову кульку і відпустити її. Кулька стрімко полетить. Реактивна сила діятиме доти, доки триває витікання повітря.
В даний час набули широкого поширення реактивні двигуни. Ними оснащені як ракети, а й більшість сучасних літаків.
Будь-який реактивний двигун повинен мати принаймні дві складові частини:
· Камера згоряння - у ньому відбувається звільнення хімічної енергії палива та її перетворення на теплову енергію газів.
· Реактивне сопло - у якому теплова енергія газів перетворюється на їх кінетичну енергію, коли з сопла гази витікають назовні із швидкістю, цим створюючи реактивну тягу.
Основним технічним параметром, що характеризує реактивний двигун, є потяг- зусилля, що розвиває двигун у бік руху апарату.
Ціолковський - основоположник теорії космічних польотів. Науковий доказ можливості використання ракети для польотів у космічний простір, межі земної атмосфери та інших планет Сонячної системи було дано вперше російським ученим і винахідником Костянтином Едуардовичем Ціолковським (1857-1935). У його праці «Дослідження світових просторів реактивними приладами», опублікованому в 1903 р., було виведено формулу, яка встановлює зв'язок між швидкістю ракети, швидкістю витікання газів, масою ракети та масою пального. Ціолковський теоретично обґрунтував можливість створення ракети, здатної розігнатися до швидкості 8 км/с і відлетіти до космічного простору. Як паливо для такої ракети він пропонував використовувати рідкий водень, а як окислювач - рідкий кисень. Конструкція рідинної ракети, за К. Е. Ціолковським, представлена на малюнку 62. У 1929 р. К. Е. Ціолковський розробив ідею створення «космічних ракетних поїздів». Теоретичні роботи К. Е. Ціолковського більш ніж на півстоліття випередили рівень розвитку техніки. Ці роботи стали основою для створення сучасної теоретичної та практичної космонавтики.
Успіхи СРСР у освоєнні космічного простору.Ідеї К. Е. Ціолковського про створення «космічних ракетних поїздів» - багатоступінчастих ракет - були здійснені радянськими вченими та техніками під керівництвом видатного радянського вченого, академіка Сергія Павловича Корольова (1907-1966).
Перший у світі штучний супутник Землі був за допомогою ракети запущений у Радянському Союзі 4 жовтня 1957 року.
12 квітня 1961 р. громадянин Радянського Союзу Юрій Олексійович Гагарін (1934-1968) на космічному кораблі «Схід» здійснив перший у світі політ у космічному просторі.
Радянські космічні ракети доставили на Землю зразки ґрунту з поверхні Місяця, здійснили м'яку посадку автоматичних міжпланетних станцій на поверхню Венери та Марса, вивели на навколоземну орбіту довгострокові орбітальні станції.
Польоти космічних кораблів з космонавтами на борту, автоматичних міжпланетних станцій та штучних супутників Землі використовуються як для наукових досліджень у навколоземному та міжпланетному просторі, так і для вирішення практичних завдань народного господарства.
За допомогою супутників та автоматичних міжпланетних станцій вивчено склад та будову атмосфери Землі на великих висотах, хімічний склад та фізичні властивості атмосфери Венери та Марса, отримано зображення поверхні Місяця, Венери та Марса.
Супутники зв'язку "Блискавка" через наземні станції "Орбіта" здійснюють трансляцію телевізійних програм та телефонний зв'язок на будь-яких відстанях у межах нашої країни.
Метеорологічні супутники «Метеор» використовуються для дослідження процесів, що відбуваються в земній атмосфері, та складання прогнозів погоди.
Спеціальні супутники допомагають морським судам та літакам визначати свої координати. Дослідження поверхні материків та океанів, що виконуються космонавтами при польотах на орбітальних станціях, дозволяють оцінити та уточнити природні ресурси у різних районах земної кулі.
2 питання. Електричний струм у вакуумі. Термоелектронна емісія. Застосування вакуумних приладів.
Вакуум- середовище, що містить газ при тиску значно нижче за атмосферне.
Для створення струму у вакуумі необхідне спеціальне джерело заряджених частинок. Дія такого джерела зазвичай ґрунтується на термоелектронної емісії.
Термоелектронна емісія- явище виривання електронів із металу за високої температури.
Явище термоелектронної емісії призводить до того, що нагрітий металевий електрод, на відміну холодного, безперервно випускає електрони. Електрони утворюють навколо електрода електронну хмару. Електрод заряджається позитивно і під впливом електричного поля зарядженої хмари електрони з хмари частково повертаються на електрод.
При підключенні електродів до джерела струму з-поміж них виникає електричне поле.
p align="justify"> Одностороння провідність широко використовувалася раніше в електронних приладах з двома електродами - вакуумних діодах, які служили, як і напівпровідникові діоди, для випрямлення електричного струму. Однак нині вакуумні діоди практично не застосовуються.
Білет 7.
Квиток 8.
Розвиток засобів зв'язку.
Ще порівняно недавно міжміська телефонний зв'язокздійснювалася виключно по проводах.
В даний час все ширше застосовуються кабельні та радіорелейні лінії, підвищується рівень автоматизації зв'язку.
У радіорелейних лініях зв'язку використовуються ультракороткі (дециметрові та сантиметрові) хвилі. Ці хвилі поширюються не більше прямої видимості.
Все більшою популярністю користуються оптоволоконні лінії зв'язку, що дозволяють передавати великий обсяг інформації. Процес передачі заснований на багаторазовому відображенні лазерного променя, що розповсюджується тонкою трубкою (волокну).
Успіхи у сфері космічного радіозв'язку дозволили створити нову систему зв'язку, названу «Орбіта». У цій системі використовуються ретрансляційні супутники зв'язку.
Створено потужні та надійні системи, що забезпечують телевізійним мовленням райони Сибіру та Далекого Сходу. Вони дозволяють здійснити телефонно-телеграфний зв'язок із віддаленими районами нашої країни.
Удосконалюються та знаходять нові застосування та такі порівняно старі засоби зв'язку, як телеграф та фототелеграф.
У нашій країні створюється єдина автоматизована система зв'язку. У зв'язку з цим розвиваються, удосконалюються і знаходять нові сфери застосування різні технічні засоби зв'язку.
Квиток 9.
Квиток 11.
Квиток 12.
Квиток 13.
Квиток 14.
Величина, що дорівнює відношенню роботи, яку здійснюють сторонні сили при переміщенні точкового позитивного заряду вздовж усього ланцюга, включаючи джерело струму, до заряду, називається електрорушійною силою джерела струму.
Закон Ома являє собою формулу, що показує залежність основних характеристик електричного ланцюга, а саме - напруги (електрорушійної сили), електричного струму (потоку заряджених частинок) та опору (проти течії електронів у твердому провіднику).
Закон Ома для повного ланцюгазвучить так: сила струму в електричному ланцюзі буде прямо пропорційна напрузі прикладеному до цього ланцюга, і обернено пропорційна сумі внутрішнього опору джерела електроживлення і загальному опору всього ланцюга.
За допомогою закону Ома для повного ланцюга можна обчислити загальні значення напруги на клемах джерела електроживлення, загальний струм (споживаний цим ланцюгом) та сумарний опір всього ланцюга.
I = U ⁄ r + R
Квиток 15.
Квиток 16.
Квиток 17.
Квиток 18.
Квиток 19.
1 питання. Фотоефект та його закони. Пояснення фотоефекту та його застосування .
Фотоефект- це явище випромінювання електронів речовиною під впливом світла.
Закони Столетова для фотоефекту:
Формулювання 1-го закону фотоефекту: Сила фотоструму прямо пропорційна щільності світлового потоку.
Згідно з 2-м законом фотоефекту, максимальна кінетична енергія електронів, що вириваються світлом, лінійно зростає з частотою світла і не залежить від його інтенсивності.
3-й закон фотоефекту: для кожної речовини існує червона межа фотоефекту, тобто мінімальна частота світла (або максимальна довжина хвилі λ0), при якій ще можливий фотоефект, і якщо фотоефект вже не відбувається.
Теоретичне пояснення цих законів було дано в 1905 Ейнштейном. Згідно з ним, електромагнітне випромінювання є потіком окремих квантів (фотонів) з енергією hν кожен, де h- Постійна Планка. При фотоефект частина падаючого електромагнітного випромінювання від поверхні металу відбивається, а частина проникає всередину поверхневого шару металу і там поглинається. Поглинувши фотон, електрон отримує від нього енергію і, здійснюючи роботу виходу, залишає метал: де - максимальна кінетична енергія, яку має електрон при вильоті з металу.
Застосування.
Прилади, основою принципу дії яких лежить явище фотоефекту, називають фотоелементами. Найпростішим приладом є вакуумний фотоелемент. Недоліками такого фотоелемента є слабкий струм, мала чутливість до довгохвильового випромінювання, складність у виготовленні, неможливість використання в ланцюгах змінного струму. Застосовується у фотометрії для вимірювання сили світла, яскравості, освітленості, кіно для відтворення звуку, у фототелеграфах та фототелефонах, в управлінні виробничими процесами.
Існують напівпровідникові фотоелементи, у яких під впливом світла відбувається зміна концентрації носіїв струму. Вони використовуються при автоматичному керуванні електричними ланцюгами (наприклад, у турнікетах метро), в ланцюгах змінного струму, як невідновлювані джерела струму в годинах, мікрокалькуляторах, проходять випробування перші сонячні автомобілі, використовуються в сонячних батареях на штучних супутниках Землі, міжпланетних і орбітальних автоматично. .
З явищем фотоефекту пов'язані фотохімічні процеси, які під впливом світла у фотографічних матеріалах.
2 питання . Деформації твердих тіл та їх види. Закон Гука. Облік та застосування деформації в техніці.
Закон Гука
Деформація, що виникає в пружному тілі (пружині, стрижні, консолі, балці тощо), пропорційна докладеної до цього тіла сили.
Білет №20.
склад атомного ядра.
Ядро атома складається з нуклонів, які поділяються на протони та нейтрони.
А-число нуклонів, тобто. протонів + нейтронів (або атомна маса)
Z- число протонів (рівно числу електронів)
N-число нейтронів (або атомний номер)
Ізотопи
Ізотопи- різновиди атомів (і ядер) будь-якого хімічного елемента, які мають однаковий атомний (порядковий) номер, але різні масові числа. Усі ізотопи хім. елементів мають радіоактивність.
Приклади ізотопів водню (Н): Дейтерій, Трітій, Квадій та ін.
Енергія зв'язку атомних ядер.
Ядра атомів є сильно пов'язані системи з великої кількості нуклонів.
Для повного розщеплення ядра на складові і видалення їх у великі відстані друг від друга необхідно витратити певну роботу А.
Енергією зв'язкуназивають енергію, рівну роботі, яку треба здійснити, щоб розщепити ядро на вільні нуклони.
Е зв'язку = - А
За законом збереження енергія зв'язку одночасно дорівнює енергії, що виділяється під час утворення ядра з окремих вільних нуклонів.
Квиток 21.
Квиток 22.
ІНДУКТИВНІСТЬ
Ел.Ток створює власне магнітне поле. Магнітний потік через контур пропорційний індукції магнітного поля (Ф ~ B), індукція пропорційна силі струму у провіднику
(B ~ I), отже магнітний потік пропорційний силі струму (Ф ~ I).
ЕРС самоіндукції залежить від швидкості зміни сили струму в ел.ланцюзі, від властивостей провідника
(розмірів і форми) та від відносної магнітної проникності середовища, в якому знаходиться провідник.
Фізична величина, що показує залежність ЕРС самоіндукції від розмірів та форми провідника та від середовища, в якому знаходиться провідник, називається коефіцієнтом самоіндукції чи індуктивністю. 
Індуктивність- Фіз. величина, чисельно рівна ЕРС самоіндукції, що виникає в контурі за зміни сили струму на 1Ампер за 1 секунду.
Також індуктивність можна розрахувати за такою формулою: 
де Ф – магнітний потік через контур, I – сила струму в контурі.
Одиниці виміру індуктивності в системі СІ: 
Індуктивність котушки залежить від:
числа витків, розмірів та форми котушки та від відносної магнітної проникності середовища
(Можливий сердечник).
ЕРС САМОІНДУКЦІЇ
ЕРС самоіндукції перешкоджає наростанню сили струму при включенні ланцюга та зменшенню сили струму при розмиканні ланцюга.
ЕНЕРГІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ СТРУМУ
Навколо провідника зі струмом існує магнітне поле, яке має енергію.
Звідки вона береться? Джерело струму, включений в ел.ланцюг, має запас енергії.
У момент замикання ел.цепи джерело струму витрачає частину своєї енергії на подолання дії самоіндукції, що виникає ЕРС. Ця частина енергії, яка називається власною енергією струму, і йде на утворення магнітного поля.
Енергія магнітного поля дорівнює власної енергії струму.
Власна енергія струму чисельно дорівнює роботі, яку має здійснити джерело струму для подолання ЕРС самоіндукції, щоб створити струм у ланцюзі.
Енергія магнітного поля, створеного струмом, прямо пропорційна квадрату сили струму.
Куди зникає енергія магнітного поля після припинення струму? - виділяється (при розмиканні ланцюга з досить великою силою струму можливе виникнення іскри чи дуги)
Білет № 23
НАСЛІДНЕ З'ЄДНАННЯ
при послідовному з'єднанні опорів:
1. сила струму у всіх послідовно з'єднаних ділянках ланцюга однакова
2. напруга в ланцюгу, що складається з кількох послідовно з'єднаних ділянок,
дорівнює сумі напруг на кожній ділянці
3. опір ланцюга, що складається з кількох послідовно з'єднаних ділянок,
дорівнює сумі опорів кожної ділянки
4. робота електричного струму в ланцюзі, що складається з послідовно з'єднаних ділянок,
дорівнює сумі робіт на окремих ділянках
5. потужність електричного струму в ланцюзі, що складається з послідовно з'єднаних ділянок,
дорівнює сумі потужностей на окремих ділянках
ПАРАЛЕЛЬНЕ З'ЄДНАННЯ
Розрахунок параметрів електричного кола
при паралельному з'єднанні опорів:
1. сила струму в нерозгалуженій ділянці ланцюга дорівнює сумі сил струмів
у всіх паралельно з'єднаних ділянках
3. при паралельному з'єднанні опорів складаються величини, обернені опору:
(R - опір провідника,
1/R - електрична провідність провідника)
Якщо в ланцюг включені паралельно лише два опори, т про:
(при паралельному з'єднанні загальний опір ланцюга менше меншого з включених опорів)
4. робота електричного струму в ланцюзі, що складається з паралельно з'єднаних ділянок,
дорівнює сумі робіт на окремих ділянках:
5. потужність електричного струму в ланцюзі, що складається з паралельно з'єднаних ділянок,
дорівнює сумі потужностей на окремих ділянках:
Для двох опорів:
тобто. що більше опір, то менше в ньому сила струму.
Білет № 24
Електромагнітне поле
1. Змінне магнітне поле створює вихрове електричне поле.
Електромагнітне поле
Це особлива форма матерії – сукупність електричних та магнітних полів.
Змінні електричні та магнітні поля існують одночасно і утворюють єдине електромагнітне нулі.
Електромагнітна хвиля
І 
електромагнітне поле, що змінюється в часі і розповсюджується в просторі (вакуумі), зі швидкістю 3∙10 8 м/с утворює електромагнітну хвилю.
Кінцева швидкість поширення електромагнітного поля призводить до того, що електромагнітні коливання у просторі поширюються як хвиль.
Електромагнітна хвиля поперечна.
Н 
керування швидкості електромагнітної хвилі збігається з напрямком руху правого гвинта при повороті ручки буравчика вектора 
до вектору 
.
Значення векторів і збігаються по фазі (далеко від антени).
Властивості хвилі
1. Відображення, заломлення, інтерференція, дифракція, поляризація.
2. Тиск на речовину.
3. Поглинання середовищем.
4. Кінцева швидкість розповсюдження у вакуумі.
5. Викликає явище фотоефекту.
6. Швидкість у середовищі зменшується.
Це рух, у якому швидкість тіла за будь-які рівні проміжки часу змінюється однаково, тобто. прискорення постійно.
Прикладами такого руху є вільне падіння тіл поблизу поверхні Землі та рух під дією постійної сили.
При рівноприскореному прямолінійному русі координата тіла змінюється з часом відповідно до закону руху:
де x 0 - Початкова координата матеріальної точки, 0 x- Проекція початкової швидкості та a x- Проекція прискорення точки на вісь 0 X.
Проекція швидкості матеріальної точки на вісь 0 Xу цьому випадку змінюється за таким законом:
При цьому проекції швидкості та прискорення можуть набувати різних значень, у тому числі й негативних.
Графіки залежності x (t) та x(t) є відповідно пряму і параболу, причому, як і в алгебрі, за коефіцієнтами в рівняннях прямої і параболи можна судити про розташування графіка функції щодо координатних осей.
|
|
На малюнку 6 наведено графіки для x(t),x (t),s(t) в разі x 0 > 0, 0 x > 0,a x < 0. Соответственно прямая(t) має негативний нахил (tg =a x < 0).
3. Обертальний рух та його кінематичні параметри. Зв'язок між кутовим та лінійним швидкостями.
Рівномірний рух по колувідбувається з постійною за модулем швидкістю, тобто = const (рис. 7). Однак напрямок швидкості при такому русі безперервно змінюється, тому рівномірний рух тіла по колу є рухом із прискоренням.
Для опису рівномірного руху тіла по колу вводять такі фізичні величини: період,частота обігу,лінійна швидкість,кутова швидкістьі доцентрове прискорення.
Період зверненняT- Час, за який відбувається один повний оборот.
Частота звернення – це число обертів, які здійснюють тіло за 1 с. Одиницею частоти звернення СІ є з –1 .
Частота та період звернення пов'язані між собою співвідношенням.
Вектор швидкості при русі точки по колу постійно змінює свій напрямок (рис. 8).
При рівномірному русі тіла по колу відрізок колії s, пройдений за проміжок часу tє довжиною дуги кола. Ставлення постійно у часі і називається модулем лінійної швидкості.За час, що дорівнює періоду звернення Т, точка проходить відстань, що дорівнює довжині кола 2 Rтому
Швидкість обертання твердих тіл прийнято характеризувати фізичною величиною, яка називається кутовою швидкістю , модуль якої дорівнює відношенню кута повороту тіла до проміжку часу, за який цей поворот здійснено (рис. 8):
Одиницею кутової швидкості СІ є з –1 .
Так як орієнтація твердого тіла однакова у всіх системах відліку, що рухаються одна щодо одної поступально, то і кутова швидкість обігу твердого тіла буде однакова у всіх системах відліку, що рухаються один щодо одного поступально.
При рівномірному обертанні твердого тіла щодо деякої осі будь-яка точка цього тіла рухається навколо цієї осі по колу радіусом Rз лінійною швидкістю, яка дорівнює
Якщо початкові координати точки дорівнюють ( R; 0), то її координати змінюються згідно із законом x(t) =R cos tі y(t) =R sin t.
Схожі статті
