PANGKALAHATANG IMPORMASYON TUNGKOL SA MGA PAGSUSULIT SA PAGPASOK SA PISIKA

Sa RTU MIREA, ang entrance exam sa physics ay isinasagawa sa nakasulat na anyo (para sa mga aplikanteng hindi nakapasa sa Unified State Exam). Kasama sa pagsusulit na papel ang dalawang teoretikal na tanong at limang gawain. Ang mga teoretikal na tanong sa mga papel ng pagsusulit ay nabuo batay sa programang all-Russian mga pagsusulit sa pasukan sa pisika sa mga teknikal na unibersidad. Ang isang kumpletong listahan ng mga naturang tanong ay ibinigay sa ibaba.

Dapat tandaan na ang pagsusulit ay nakatuon sa lalim ng pag-unawa sa materyal, at hindi sa mekanikal na pagpaparami nito. Samakatuwid, ipinapayong ilarawan ang mga sagot sa mga teoretikal na tanong hangga't maaari sa mga paliwanag na guhit, mga graph, atbp. Ang mga ibinigay na analytical expression ay dapat na ipahiwatig ang pisikal na kahulugan ng bawat isa sa mga parameter. Hindi mo dapat ilarawan nang detalyado ang mga eksperimento at pagsubok na nagpapatunay dito o sa pisikal na batas na iyon, ngunit maaari mong limitahan ang iyong sarili sa pagsasabi lamang ng mga konklusyon mula sa kanila. Kung ang batas ay may analytical notation, dapat itong banggitin nang hindi nagbibigay ng verbal formulation. Kapag nilulutas ang mga problema at sinasagot ang mga teoretikal na tanong, ang mga dami ng vector ay dapat bigyan ng naaangkop na mga icon, at mula sa trabaho ng aplikante, ang tagasuri ay dapat magkaroon ng isang malinaw na opinyon na alam ng aplikante ang pagkakaiba sa pagitan ng isang scalar at isang vector.

Ang lalim ng materyal na ipinakita ay tinutukoy ng nilalaman ng mga karaniwang aklat-aralin para sa mataas na paaralan at mga benepisyo para sa mga aplikante sa mga unibersidad.
Kapag nilulutas ang mga problema, inirerekomenda:

• magbigay ng isang eskematiko na pagguhit na sumasalamin sa mga kondisyon ng problema (para sa karamihan ng mga pisikal na problema ito ay sapilitan lamang);
• ipakilala ang mga notasyon para sa mga parameter na kinakailangan upang malutas ang problemang ito (hindi nakakalimutang ipahiwatig ang kanilang pisikal na kahulugan);
• isulat ang mga formula na nagpapahayag ng mga pisikal na batas na ginamit upang malutas ang problemang ito;
• isagawa ang mga kinakailangang pagbabagong matematikal at ipakita ang sagot sa anyong analitikal;
• kung kinakailangan, magsagawa ng mga numerical na kalkulasyon at kumuha ng sagot sa SI system o sa mga yunit na tinukoy sa pahayag ng problema.

Kapag nakakuha ng sagot sa isang problema sa analytical form, kinakailangang suriin ang sukat ng resultang expression, at, siyempre, hinihikayat ang pag-aaral ng pag-uugali nito sa mga halata o nililimitahan na mga kaso.

Mula sa mga halimbawa ng mga panimulang gawain na ibinigay, malinaw na ang mga gawaing iminungkahi sa bawat opsyon ay lubos na nag-iiba sa pagiging kumplikado. kaya lang maximum na halaga Ang mga puntos na maaaring makuha para sa isang maayos na nalutas na problema at isang teoretikal na tanong ay hindi pareho at pantay: teoretikal na tanong - 10 puntos, problema No. 3 - 10 puntos, problema No. 4, 5, 6 - 15 puntos at problema No. 7 - 25 puntos.

Kaya, ang isang aplikante na ganap na nakumpleto ang gawain ay maaaring makaiskor ng maximum na 100 puntos. Kapag na-convert sa 10 puntos, na kasama sa exam sheet ng aplikante, ang sumusunod na sukat ay kasalukuyang may bisa: 19 o mas kaunting puntos - “tatlo”, 20÷25 puntos - “apat”, 26÷40 puntos - “lima”, 41÷55 puntos - “anim” ”, 56÷65 puntos - “pito”, 66÷75 puntos - “walo”, 76÷85 puntos - “siyam”, 86÷100 puntos - “sampu”. Ang minimum na positibong rating ay tumutugma sa isang rating na "apat". Pakitandaan na ang sukat ng conversion ay maaaring magbago sa isang direksyon o iba pa.

Kapag sinusuri ang trabaho ng isang aplikante, ang guro ay hindi obligadong tingnan ang draft, at ginagawa niya ito sa mga pambihirang kaso upang linawin ang ilang mga isyu na hindi sapat na malinaw mula sa draft.

Ang paggamit ng isang hindi-programmable na calculator ay pinapayagan sa panahon ng pagsusulit sa pisika. Ang paggamit ng anumang paraan ng komunikasyon at mga handheld na computer ay mahigpit na ipinagbabawal.

Ang tagal ng nakasulat na pagsusulit sa pisika ay apat na astronomical na oras (240 minuto).

MGA TANONG PARA SA ENTRANCE EXAMINATIONS SA PHYSICS

*
Adobe Reader

Ang mga tanong ay batay sa all-Russian na programa ng entrance exams sa physics sa mga unibersidad.

1. Sistema ng sanggunian. Materyal na punto. Trajectory. Daan at galaw. Bilis at acceleration.
2. Ang batas ng pagdaragdag ng mga bilis ng isang materyal na punto sa iba't ibang mga sistema ng sanggunian. Depende sa bilis at mga coordinate ng isang materyal na punto sa oras para sa kaso ng pare-parehong pinabilis na paggalaw.
3. Unipormeng paggalaw sa isang bilog. Linear at angular velocities at ang relasyon sa pagitan ng mga ito. Pagpapabilis sa panahon ng pare-parehong paggalaw ng isang katawan sa isang bilog (centripetal acceleration).
4. Ang unang batas ni Newton. Mga inertial na sistema ng sanggunian. Ang prinsipyo ng relativity ni Galileo. Timbang. Puwersa. Resulta ng pwersa. Pangalawang batas ni Newton. Ang ikatlong batas ni Newton.
5. Balikat ng kapangyarihan. Sandali ng kapangyarihan. Kondisyon para sa balanse ng mga katawan.
6. Nababanat na pwersa. Batas ni Hooke. Pwersa ng friction. Static friction Sliding friction. Sliding friction coefficient.
7. Ang batas ng unibersal na grabitasyon. Grabidad. Timbang ng katawan. Kawalan ng timbang. Una Tumakas(konklusyon).
8. Salpok ng katawan. Salpok ng puwersa. Relasyon sa pagitan ng pagbabago sa momentum ng katawan at puwersa ng salpok.
9. Closed system tel. Batas ng konserbasyon ng momentum. Ang konsepto ng jet propulsion.
10. Gawaing mekanikal. Kapangyarihan, kapangyarihan ng puwersa. Kinetic energy. Relasyon sa pagitan ng trabaho at mga pagbabago sa kinetic energy ng katawan.
11. Mga potensyal na pwersa. Potensyal na enerhiya. Relasyon sa pagitan ng gawain ng mga potensyal na pwersa at potensyal na enerhiya. Potensyal na enerhiya ng gravity at nababanat na pwersa. Batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya.
12. Presyon. Batas ni Pascal para sa mga likido at gas. Mga sasakyang pangkomunikasyon. Prinsipyo ng device haydroliko pindutin. Batas ni Archimedes para sa mga likido at gas. Ang kondisyon para sa mga katawan na lumutang sa ibabaw ng isang likido.
13. Mga pangunahing prinsipyo ng molecular kinetic theory at ang kanilang pang-eksperimentong pagpapatibay. Molar mass. Numero ni Avogadro. Dami ng substance. Tamang gas.
14. Basic equation ng molecular kinetic theory ng ideal gas. Temperatura at ang pisikal na kahulugan nito. Ganap na sukat ng temperatura.
15. Equation ng estado ng isang ideal na gas (Clapeyron-Mendeleev equation). Isothermal, isochoric at isobaric na proseso.
16. Panloob na enerhiya. Dami ng init. Magtrabaho sa thermodynamics. Ang batas ng konserbasyon ng enerhiya sa mga thermal na proseso (ang unang batas ng thermodynamics).
17. Kapasidad ng init ng isang sangkap. Mga pagbabago sa yugto ng bagay. Tiyak na init ng singaw at tiyak na init ng pagsasanib. Equation ng balanse ng init.
18. Prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga heat engine. Ang kahusayan ng heat engine at ang pinakamataas na halaga nito. Ikot ng Carnot.
19. Pagsingaw at paghalay. kumukulong likido. Mga pares na saturated at unsaturated. Halumigmig ng hangin.
20. Batas ng Coulomb. Lakas ng electric field. Electrostatic field ng isang point charge. Ang prinsipyo ng superposisyon ng mga patlang.
21. Ang gawain ng electrostatic field kapag naglilipat ng singil. Potensyal at potensyal na pagkakaiba. Potensyal ng field ng isang point charge. Relasyon sa pagitan ng intensity ng isang pare-parehong electrostatic field at potensyal na pagkakaiba.
22. Kapasidad ng kuryente. Mga kapasitor. Kapasidad ng isang parallel plate capacitor. Ang enerhiya na nakaimbak sa kapasitor ay ang enerhiya ng electric field.
23. Kapasidad ng baterya ng serye at parallel na konektadong mga capacitor (terminal).
24. Kuryente. Kasalukuyang lakas. Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit. Paglaban ng mga metal conductor. Serial at parallel na koneksyon ng mga conductor (output).
25. Electromotive force (EMF). Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit. Trabaho at kasalukuyang kapangyarihan - batas ng Joule-Lenz (konklusyon).
26. Induction magnetic field. Ang puwersa na kumikilos sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor sa isang magnetic field. Batas ng Ampere.
27. Ang epekto ng isang magnetic field sa isang gumagalaw na singil. Lorentz force. Ang likas na katangian ng paggalaw ng isang sisingilin na particle sa isang pare-parehong magnetic field (ang bilis ng particle ay naka-orient patayo sa induction vector).
28. Ang epekto ng isang magnetic field sa isang gumagalaw na singil. Lorentz force. Ang likas na katangian ng paggalaw ng isang sisingilin na particle sa isang pare-parehong magnetic field (ang bilis ng particle ay gumagawa ng isang matinding anggulo sa magnetic field induction vector).
29. Ang kababalaghan ng electromagnetic induction. Magnetic flux. Batas ng electromagnetic induction. Ang tuntunin ni Lenz.
30. Ang kababalaghan ng self-induction. Self-induced emf. Inductance. Enerhiya na nakaimbak sa isang kasalukuyang nagdadala ng circuit.
31. Libreng electromagnetic oscillations sa isang LC circuit. Conversion ng enerhiya sa isang oscillatory circuit. Natural na dalas ng mga oscillation sa circuit.
32. Alternating electric current. Pagtanggap ng alternating current. Epektibong halaga ng boltahe at kasalukuyang. Transformer, prinsipyo ng pagpapatakbo nito.
33. Mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag. Repraktibo index. Kabuuang panloob na pagmuni-muni, nililimitahan ang anggulo ng kabuuang pagmuni-muni. Paggawa ng isang imahe sa isang salamin ng eroplano.
34. Converging at diverging lens. Landas ng mga sinag sa mga lente. Formula ng manipis na lens. Pagbuo ng isang imahe sa isang converging at diverging lens (isang katangian ng case para sa bawat lens na iyong pinili).
35. Dami ng liwanag. Ang kababalaghan ng photoelectric effect. Ang equation ni Einstein para sa photoelectric effect.
36. Mga eksperimento ni Rutherford sa pagkalat ng alpha particle. Nuklear na modelo ng atom. Ang mga postula ni Bohr.
37. Nuklear na modelo ng atom. Komposisyon ng nucleus ng isang atom. Isotopes. Radioactivity. Alpha, beta at gamma radiation.

MGA HALIMBAWA NG MGA TICKET SA PAGSUSULIT

*
*Upang i-download ang file, mag-right click sa link at piliin ang "Save Target As..."
Upang basahin ang file kailangan mong i-download at i-install ang program

Ticket No. 1

1. Uniformly accelerated motion. Bilis ng paggalaw.

2. Electric current sa vacuum at sa mga gas.

3. Problema sa epekto ng photoelectric.

1. Ang paggalaw kung saan ang bilis ng isang katawan ay nagbabago sa parehong dami sa anumang pantay na yugto ng panahon ay tinatawag na uniformly accelerated.

Upang makilala ang paggalaw na ito, kailangan mong malaman ang bilis ng katawan sa sandaling ito oras o sa isang naibigay na punto ng trajectory, i.e. agarang bilis at acceleration.

Ang acceleration ay isang dami na katumbas ng ratio ng pagbabago sa bilis sa tagal ng panahon kung kailan naganap ang pagbabagong ito. Kung hindi, ang acceleration ay ang rate ng pagbabago ng bilis:

Kaya ang formula para sa agarang bilis:

Ang displacement sa panahon ng paggalaw na ito ay tinutukoy ng formula:

Bilis -

2. Ang electric current sa mga gas ay kumakatawan sa direktang paggalaw ng mga libreng electron at ions. Sa normal na presyon at mababang temperatura, ang mga gas ay naglalaman ng hindi sapat na bilang ng mga ions at electron para sa electrical conductivity at mga insulator. Upang gawing konduktor ang isang gas, dapat itong ionized.

Kasalukuyan sa isang vacuum. Ang vacuum ay isang rarefaction ng gas sa isang sisidlan kung saan ang libreng landas ng mga sisingilin na particle ay lumampas sa mga sukat ng sisidlan. Ang vacuum ay isang insulator. Kapag ang isang metal na elektrod ay pinainit, ang mga electron ay nagsisimulang "magsingaw" mula sa ibabaw ng metal.

Ang kababalaghan ng paglabas ng elektron mula sa ibabaw ng mga pinainit na katawan ay tinatawag na thermionic emission.

Ang kasalukuyang nasa vacuum ay kumakatawan sa direktang paggalaw ng mga electron na nakuha dahil sa thermionic emission. Pinagbabatayan ng Thermionic emission ang pagpapatakbo ng maraming vacuum device.

Numero ng tiket 2

Uniform na paggalaw ng isang katawan sa paligid ng isang bilog at mga parameter nito.

Magnetic field Magnetic induction vector lakas ng magnetic field.

Problema sa reaksyong nukleyar.

1. PAGGALAW NG KATAWAN SA ISANG BILOG

Kapag gumagalaw sa isang hubog na landas, kabilang ang isang bilog, ang bilis ng isang katawan ay maaaring magbago pareho sa magnitude at sa direksyon. Posible ang paggalaw kung saan ang direksyon lamang ng bilis ay nagbabago, at ang magnitude nito ay nananatiling pare-pareho. Ang paggalaw na ito ay tinatawag na unipormeng pabilog na paggalaw. Ang radius na iginuhit mula sa gitna ng bilog hanggang sa katawan ay naglalarawan ng anggulo Ф sa oras t2 - t1, na tinatawag na angular displacement

Ang angular na paggalaw ay sinusukat sa radians (rad). Ang radian ay katumbas ng anggulo sa pagitan ng dalawang radii ng isang bilog, ang haba ng arko sa pagitan nito ay katumbas ng radius.

Ang paggalaw ng isang punto sa kahabaan ng bilog ay inuulit sa ilang partikular na pagitan ng oras na katumbas ng panahon ng rebolusyon.

Ang panahon ng rebolusyon ay ang panahon kung saan ang isang katawan ay gumagawa ng isang kumpletong rebolusyon.

Ang panahon ay itinalaga ng titik T at sinusukat sa mga segundo.

Kung sa panahon t ang katawan ay nakagawa ng N rebolusyon, ang panahon ng rebolusyon T ay katumbas ng:

Ang dalas ng pag-ikot ay ang bilang ng mga rebolusyon ng isang katawan sa isang segundo.

Ang unit ng frequency ay 1 revolution per second, dinaglat bilang 1s. Ang yunit na ito ay tinatawag na hertz (Hz).

Ang dalas at panahon ng rebolusyon ay nauugnay sa mga sumusunod:

Ang paggalaw ng isang katawan sa isang bilog ay nailalarawan sa pamamagitan ng angular velocity.

Ang angular velocity ay isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng angular na paggalaw sa tagal ng panahon kung kailan naganap ang paggalaw na ito.

Ang angular velocity ay itinalaga ng titik (omega).

Ang unit ng angular velocity ay radian per second (rad/s).

Sa kaso ng isang katawan na gumagalaw sa isang bilog, ang bilis na ito ay tinatawag na linear.

Ang linear na bilis ng isang katawan na gumagalaw nang pantay sa isang bilog, nananatiling pare-pareho sa magnitude, patuloy na nagbabago sa direksyon at sa anumang punto ay nakadirekta nang tangential sa tilapon

Ang linear na bilis ay tinutukoy ng letrang v.

2. MAGNETIC FIELD

Ang magnetic field ay isang espesyal na uri ng bagay na lumilitaw sa espasyo sa paligid ng anumang alternating electric field. Mula sa isang modernong punto ng view, sa kalikasan mayroong isang kumbinasyon ng dalawang mga patlang - electric at magnetic - ito ay isang electromagnetic field. Ito ay umiiral nang may layunin, anuman ang ating kamalayan. Ang isang magnetic field ay palaging bumubuo ng isang alternating electric field, at, sa kabaligtaran, ang isang alternating electric field ay palaging bumubuo ng isang alternating magnetic field. Ang mga carrier ng electric field ay mga particle - mga electron at proton. Ang isang magnetic field ay hindi umiiral nang walang isang electric field, dahil walang mga magnetic field carrier. Mayroong magnetic field sa paligid ng isang conductor na nagdadala ng kasalukuyang, at ito ay nabuo sa pamamagitan ng alternating electric field ng paglipat.

Ang magnetic induction ay ang kasalukuyang ginawa sa isang closed conductor na inilagay sa isang alternating magnetic field. sisingilin ang mga particle sa isang konduktor.

MAGNETIC INDUCTION

Ang elemento ng kasalukuyang yunit ay isang konduktor na 1 m ang haba at ang kasalukuyang nasa loob nito ay 1 A. Ang yunit ng pagsukat ng magnetic induction ay tesla (T).

1 T = 1 N/A m.

Upang matukoy ang direksyon ng magnetic induction vector, ang epekto ng isang magnetic field sa isang magnetic needle ay ginagamit.

Sa isang closed loop, ang direksyon ng magnetic induction vector ay tinutukoy gamit ang panuntunan ng unang turnilyo: ang induction vector B ay nakadirekta sa direksyon kung saan ang gimlet ay lilipat kapag umiikot sa direksyon ng kasalukuyang sa loop.

Ang magnetic field ay isang vortex field

Ticket No. 3

Mga batas ni Newton. Timbang. Puwersa.

Batas ng Ampere. Kapangyarihan ng ampere.

Problema sa batas ng radioactive consumption.

Ang unang batas ni Newton.

Mayroong ganitong mga sistema ng sanggunian na nauugnay kung saan ang isang translateally moving body ay nagpapanatili ng bilis nito kung ang ibang mga katawan ay hindi kumilos dito (o ang mga aksyon ng ibang mga katawan ay nabayaran). Ang batas na ito ay madalas na tinatawag na batas ng pagkawalang-galaw, dahil ang paggalaw sa isang pare-pareho ang bilis habang binabayaran ang mga panlabas na impluwensya sa katawan ay tinatawag na inertia.

Pangalawang batas ni Newton. Ang puwersa na kumikilos sa isang katawan ay katumbas ng produkto ng masa ng katawan at ang pagpabilis na ibinibigay ng puwersang ito

F= t a. a = F/t - ang acceleration ay direktang proporsyonal sa kumikilos (o resulta) na puwersa at inversely proportional sa masa ng katawan.

Ang ikatlong batas ni Newton. Mula sa mga eksperimento sa pakikipag-ugnayan ng mga katawan ito ay sumusunod

m a = - m a, mula sa pangalawang batas ni Newton F = m a at F = m a, samakatuwid F = F Ang mga puwersa ng interaksyon sa pagitan ng mga katawan ay nakadirekta sa parehong tuwid na linya, katumbas ng magnitude, kabaligtaran ng direksyon, inilapat sa iba't ibang katawan(samakatuwid hindi nila mabalanse ang isa't isa), palaging kumilos nang magkapares at may parehong kalikasan.

Ginagawang posible ng mga batas ni Newton na ipaliwanag ang mga pattern ng paggalaw ng mga planeta at ang kanilang natural at artipisyal na mga satellite. Kung hindi, ginagawa nilang posible na mahulaan ang mga trajectory ng mga planeta, kalkulahin ang mga trajectory ng spacecraft at ang kanilang mga coordinate sa anumang naibigay na oras. Sa ilalim ng mga kondisyong panlupa, ginagawa nilang posible na ipaliwanag ang daloy ng tubig, ang paggalaw ng marami at iba't ibang sasakyan (ang paggalaw ng mga kotse, barko, eroplano, rocket). Para sa lahat ng mga paggalaw, katawan at pwersang ito, ang mga batas ni Newton ay may bisa.

2. KAPANGYARIHAN NG AMPER Tulad ng itinatag ng Ampere, ang isang kasalukuyang nagdadala ng conductor na inilagay sa isang magnetic field ay ginagampanan ng puwersa na katumbas ng produkto ng magnetic induction vector B ng kasalukuyang lakas I, ang haba ng conductor section l at ang sine ng anggulo sa pagitan ng magnetic induction at seksyon ng conductor: F = BI l sin.

Ito ang pagbabalangkas ng batas ni Ampere.

Ang direksyon ng puwersa ng Ampere ay tinutukoy ng panuntunan sa kaliwang kamay: kung ang kaliwang kamay ay nakaposisyon upang ang apat na daliri ay nagpapakita ng direksyon ng kasalukuyang, at ang patayo na bahagi ng magnetic induction vector ay pumapasok sa palad, pagkatapos ay ang hinlalaki ay nakayuko 90° ay magpapakita ng direksyon ng puwersa ng Ampere.

Numero ng tiket 4

Ang batas ng unibersal na grabitasyon. Libreng pagkahulog ng mga katawan.

Lorentz force.

Ang gawain ng pagtukoy ng wavelength ng de Broglie.

1. UNIVERSAL GRAVITATION

Ang mundo ay kumikilos sa lahat ng mga katawan na may pababang gravitational force. Kilala rin na ang mga puwersa ay kumikilos nang pares, ibig sabihin, kung ang Earth ay umaakit sa isang katawan, kung gayon ang katawan ay umaakit din sa Earth.

Itinatag ni Newton na ang lahat ng mga katawan ay umaakit sa isa't isa. Ang mga puwersa kung saan ang mga katawan ay naaakit sa isa't isa ay tinatawag na mga puwersa ng unibersal na grabidad.

Ang puwersa ng unibersal na grabitasyon ay direktang proporsyonal sa produkto ng masa ng mga nakikipag-ugnayang katawan.

Ang puwersa ng unibersal na grabidad ay nakasalalay sa distansya sa pagitan ng mga katawan. Ito ay inversely proportional sa distansyang ito. Kung ang puwersa ng grabidad ay hindi nakasalalay sa distansya, kung gayon ang Buwan ay lilipat sa paligid ng Earth na may centripetal acceleration na 9.8 m/s. Gumagalaw ito na may centripetal acceleration na 0.0027 m/s, na 3600 beses na mas mababa kaysa sa acceleration ng mga free falls body sa ibabaw ng Earth. Ang distansya mula sa Earth hanggang sa Buwan ay 60 beses na mas malaki kaysa sa radius ng Earth, ibig sabihin, kapag ang distansya sa pagitan ng Earth at katawan ay tumaas ng 60 beses, ang puwersa ng grabidad ay tumataas ng 3600 beses.

Ang mga katawan ay umaakit sa isa't isa sa isang puwersa na ang modulus ay direktang proporsyonal sa produkto ng kanilang mga masa at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila.

Ang pormula na ito ay nagpapahayag ng batas ng unibersal na grabitasyon, kung saan ang m1 at m2 ay ang mga masa ng mga katawan, ang R ay ang distansya sa pagitan ng mga katawan, ang G ay ang unibersal na gravity constant o gravitational constant.

Ang batas ng unibersal na grabitasyon ay may bisa para sa mga katawan na ang mga sukat ay maaaring mapabayaan kung ihahambing sa distansya sa pagitan nila (para sa mga materyal na punto). Nalalapat din ang batas sa mga bola; sa kasong ito, ang distansya sa pagitan ng mga katawan ay ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng mga bola.

Ang gravitational constant ay numerong katumbas ng puwersa ng atraksyon sa pagitan ng dalawang katawan na tumitimbang ng 1 kg bawat isa na may distansya sa pagitan ng mga ito na 1 m. At

G = 6.67 10 N m/kg.

2. LORENTZ FORCE

Ang epekto ng isang magnetic field sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor ay nangangahulugan na ang magnetic field ay kumikilos sa paglipat ng mga electric charge na may ilang puwersa. Ang puwersang ito ay tinatawag na Lorentz force, na makikita kung nasa formula

kung saan ang F ay ang puwersa ng Lorentz, ang q ay ang magnitude ng singil, ang v ay ang bilis ng particle. B = B sin - patayo na bahagi ng magnetic induction vector

Ang direksyon ng puwersa ng Lorentz ay tinutukoy ng panuntunan sa kaliwang kamay (tulad ng para sa puwersa ng Ampere), apat na daliri lamang ang inilalagay sa direksyon ng paggalaw positibong singil. Kung ang isang negatibong singil ay gumagalaw, pagkatapos ay apat na daliri ang inilalagay sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng paggalaw ng negatibong singil.

Ticket No. 5

Timbang ng katawan. Kawalan ng timbang. Overload.

Magnetic na katangian ng isang sangkap.

Problema sa pagkalkula ng kuryente.

1.. Ang bigat ng isang katawan ay ang puwersa kung saan ang katawan ay nagdiin sa isang suporta o suspensyon bilang resulta ng pagkahumaling ng gravitational sa planeta. Ang bigat ng katawan ay tinutukoy ng R. Ang yunit ng timbang ay newton (N) . Dahil ang bigat ay katumbas ng puwersa kung saan kumikilos ang katawan sa suporta, kung gayon sa magnitude ang bigat ng katawan ay katumbas ng puwersa ng reaksyon ng suporta. Samakatuwid, upang mahanap ang bigat ng katawan, kinakailangan upang matukoy kung ano ang katumbas ng puwersa ng reaksyon ng suporta.

Isaalang-alang natin ang kaso kapag ang katawan at ang suporta ay hindi gumagalaw. Sa kasong ito, ang puwersa ng reaksyon sa lupa, at samakatuwid ang timbang ng katawan, ay katumbas ng puwersa ng grabidad (Larawan 6):

Sa kaso ng isang katawan na gumagalaw nang patayo pataas kasama ng isang suporta na may acceleration, ayon sa pangalawang batas ni Newton, maaari nating isulat ang mg + N = m (Larawan 7, a). Sa projection papunta sa axis ng OX: mg - N = -ta, kaya N = m(g + a).

Dahil dito, kapag gumagalaw nang patayo pataas na may acceleration, ang bigat ng katawan ay tumataas at makikita ng formula na P = rn(g + a).

Ang pagtaas ng timbang ng katawan na dulot ng pinabilis na paggalaw ng isang suporta o suspensyon ay tinatawag na labis na karga. Nararanasan ng mga astronaut ang mga epekto ng labis na karga, kapwa sa panahon ng pag-alis ng isang space rocket at kapag ang barko ay humihina kapag pumapasok sa mga siksik na layer ng atmospera. Ang parehong mga piloto ay nakakaranas ng labis na karga kapag nagsasagawa ng aerobatics, at ang mga driver ng kotse sa panahon ng biglaang pagpepreno.

Kung ang katawan ay gumagalaw pababa nang patayo, pagkatapos ay gamit ang katulad na pangangatwiran ay makakakuha tayo ng mg + N = ma; mg - N = ta; N = m(g - a); P = m(g - a), ibig sabihin, ang bigat kapag gumagalaw nang patayo na may acceleration ay magiging mas mababa sa puwersa ng gravity (Larawan 7.6).

Kung ang katawan ay malayang nahuhulog, kung gayon sa kasong ito P=(g-g)m = O.

Ang estado ng isang katawan kung saan ang timbang nito ay zero ay tinatawag na weightlessness. Ang estado ng kawalan ng timbang ay sinusunod sa isang eroplano o spacecraft kapag gumagalaw nang may libreng pagbagsak, anuman ang direksyon at halaga ng bilis ng kanilang paggalaw. Sa labas ng kapaligiran ng Earth kapag naka-off mga jet engine sa sasakyang pangkalawakan Tanging ang puwersa ng unibersal na grabidad ang kumikilos. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito, ang sasakyang pangalangaang at lahat ng mga katawan sa loob nito ay gumagalaw na may parehong acceleration, samakatuwid ang isang estado ng kawalan ng timbang ay sinusunod sa barko.

2. PERMANENT MAGNETS

Ang mga permanenteng magnet ay mga katawan na nagpapanatili ng mga magnetic properties, o magnetization, sa loob ng mahabang panahon. Ang dahilan para dito ay ang bawat atom ay naglalaman ng mga electron, na, kapag gumagalaw sa paligid ng nucleus ng atom, lumikha ng mga magnetic field. Kung ang mga magnetic field ng mga atom ay nakatuon sa parehong paraan, nagdudulot ito ng makabuluhang magnetization sa ilang mga haluang metal, tulad ng bakal o bakal.

Ang mga magnet ay may iba't ibang hugis: may mga strip magnet, horseshoe magnet, at disk magnet. Ang mga lugar na gumagawa ng pinakamalakas na magnetic effect ay tinatawag na mga pole ng magnet. Ang bawat magnet ay may dalawang poste: hilaga N at timog S. Kung maglalagay ka ng isang piraso ng karton sa isang magnet at magwiwisik ng mga iron filing dito, makakakuha ka ng larawan ng magnetic field. Ang mga magnetic lines ng permanenteng magnet ay sarado, lahat sila ay lumabas sa north pole at pumasok sa south pole, nagsasara sa loob ng magnet.

Ang mga magnetikong karayom ​​at magnet ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ito ay itinatag na hindi tulad ng mga magnetic pole ay umaakit, at tulad ng mga magnetic pole ay nagtataboy. Ang pakikipag-ugnayan ng mga magnet ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang magnetic field na umiiral sa paligid ng isang magnet ay kumikilos sa isa pang magnet at, sa kabaligtaran, ang magnetic field ng pangalawang magnet ay kumikilos sa una.

Alam mo na may mga sangkap na hindi naaakit sa isang magnet, marami sa kanila: kahoy, plastik, atbp. Ang ilang mga sangkap: bakal, bakal, nikel, kobalt ay nakakakuha ng mga magnetic na katangian sa pagkakaroon ng mga permanenteng magnet.

Ticket No. 6

Nababanat na puwersa. Pwersa ng friction.

Electromagnetic induction. Mga eksperimento ni Faraday.

Ang gawain ay upang matukoy ang mga parameter ng isang harmonic oscillation.

1. ELASTICITY.

Alam na natin na kapag sinubukan nating i-compress o iunat ang katawan, ito ay "lumalaban" - nagpapakita ito ng pagkalastiko. Nangyayari ito dahil sa interaksyon ng mga particle ng isang substance (tingnan ang seksyong "Interaction ng mga particle"). Ang katawan ay nagpapakita rin ng pagkalastiko sa mga kaso kung saan ang hugis nito ay binago (deformed) sa ibang paraan (twisted, baluktot).

Ang puwersa na lumalabas sa loob ng isang katawan sa panahon ng pagpapapangit nito at pinipigilan ang pagbabago ng hugis ay tinatawag na elastic force.

Sa ilalim ng pagkilos ng nababanat na puwersa mula sa nakaunat na tagsibol, nagsasara ang bukas na pinto. Ang nababanat na puwersa ay nangyayari sa cable kapag hinihila, sa lubid kapag ang isang estudyante ay umakyat dito. Sa pamamagitan ng baluktot, ang mga tabla sa sahig ay humawak sa iyo at sa akin, na pumipigil sa amin na bumagsak - ito rin ay isang halimbawa ng pagkilos ng nababanat na puwersa.

Ang mas malaki ang pagbabago sa hugis ng katawan, mas malaki ang nababanat na puwersa.

SLIDING FRICTION

Gaano man kabilis ang pag-ikot ng bola, sa huli ay humihinto ito. Ang pagkakaroon ng pinabilis sa mga skate, maaari kang mag-slide nang ilang oras, ngunit ang paggalaw na ito ay malapit nang huminto. Sa mga ito at marami pang katulad na mga kaso, humihinto ang paggalaw dahil sa alitan.

Ang puwersa na lumalabas kapag ang isang katawan ay gumagalaw sa ibabaw ng isa pa, na nakadirekta laban sa paggalaw, ay tinatawag na friction force.

Kung ang isang katawan ay dumudulas sa anumang ibabaw, ang paggalaw nito ay nahahadlangan ng puwersa ng sliding friction. Ang dahilan ng alitan ay may mga iregularidad sa ibabaw ng anumang katawan (minsan kahit na hindi nakikita ng mata). Kung ang mga gasgas na ibabaw ay mahusay na pinakintab at ang agwat sa pagitan ng mga ito ay napakaliit, kung gayon ang paggalaw ay nahahadlangan ng mga puwersa ng pagkahumaling sa pagitan ng mga particle ng sangkap ng mga ibabaw na ito. Ito ang pangalawang dahilan ng alitan.

Ipinapakita ng Figure 9 na ang bloke ay gumagalaw sa kanan. Nangangahulugan ito na ang puwersa ng friction na kumikilos dito ay nakadirekta sa kaliwa, at ang bloke, unti-unting bumagal, ay titigil. Malinaw din sa figure na dalawa pang pwersa ang kumikilos sa block: gravity at ang support reaction force (elastic force). Ang dalawang pwersang ito ay nakadirekta sa magkasalungat na direksyon at ayon sa bilang ay katumbas ng bawat isa. Samakatuwid, sa kaso kapag ang katawan ay nasa pahalang na ibabaw, ang puwersa ng reaksyon ng suporta ay maaaring kalkulahin nang eksakto sa parehong paraan tulad ng puwersa ng grabidad:

Ipinapakita ng mga eksperimento na ang puwersa ng friction ay direktang proporsyonal sa puwersa ng reaksyon ng suporta. Ang pagtukoy sa friction force FTp, nakukuha namin ang sumusunod na formula para sa pagkalkula nito:

kung saan ang N ay ang support reaction force, at ang sliding friction coefficient. Coefficient | ay hindi nakasalalay sa bigat ng katawan, ngunit tinutukoy lamang ng likas na katangian ng mga gasgas na ibabaw (halimbawa, ang koepisyent ng friction ng kahoy sa kahoy ay isa, ang koepisyent ng friction ng kahoy sa metal ay naiiba, atbp.) .

2. Electromagnetic induction.

Isipin natin ang isang closed conducting circuit na inilagay sa isang magnetic field. Ang nasabing circuit ay matusok ng isang tiyak na bilang ng mga linya ng magnetic induction o, gaya ng sinasabi nila, isang flux ng magnetic induction. Ang flux ng magnetic induction Ф sa pamamagitan ng lugar S, na limitado ng conducting circuit, ay tinatawag na isang halaga na katumbas ng produkto ng magnitude ng magnetic induction vector B ng cross-sectional area S at ang cosine ng anggulo

sa pagitan ng normal (perpendicular) n sa eroplano ng conductor at vector B. (Larawan 1):

Ang flux ng magnetic induction (ang bilang ng mga linya na tumutusok sa circuit) ay maaaring magbago, halimbawa, kapag ang circuit ay pinaikot sa isang magnetic field, kapag ang circuit at magnet ay dinala palapit at palayo, kapag ang circuit ay dinala sa magnetic. patlang at kapag ito ay tinanggal mula doon. M. Faraday experimentally itinatag na kung ang magnetic flux ay nagbabago sa pamamagitan ng circuit, a

kuryente. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na electromagnetic induction, at ang kasalukuyang ay tinatawag na induction.

Ang direksyon ng kasalukuyang induction sa circuit ay tinutukoy ng panuntunan ni Lenz. Ang induced current na nagmumula sa isang closed circuit ay may direksyon na ang magnetic induction flux na nilikha nito sa pamamagitan ng lugar na limitado ng circuit ay may posibilidad na magbayad para sa pagbabago sa external magnetic induction flux na nag-uudyok sa kasalukuyang ito.

Ang hitsura ng isang induction current ay nagpapahiwatig ng hitsura ng isang electric field. Sa kaso ng electromagnetic induction, ang isang electric field ay nabuo sa pamamagitan ng pagbabago ng magnetic field. Ang nasabing isang electric field ay hindi nauugnay sa mga singil, ang mga linya ng puwersa nito ay sarado: ito ay isang puyo ng tubig. Dahil ang electric field na ito ay hindi electrostatic na kalikasan, ito ay extraneous, at ang trabaho nito sa isang saradong landas ay hindi zero. Tulad ng anumang panlabas na field, ang isang vortex electric field ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang electromotive force, na tinatawag sa kasong ito ang sapilitan na emf.

Tulad ng ipinakita ng mga eksperimento, ang sapilitan na kasalukuyang, at samakatuwid - ayon sa batas ng Ohm - at

Ang induction emf ay proporsyonal sa rate ng pagbabago ng magnetic flux.

Samakatuwid, ang batas ng electromagnetic induction ng Faraday ay binuo para sa EMF at nagsasaad na ang sapilitan na emf sa isang closed loop ay katumbas ng rate ng pagbabago ng magnetic flux F na tumagos dito, na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda:

Kaya, ang batas ng electromagnetic induction ay nagtatatag ng koneksyon sa pagitan ng isang alternating magnetic field at isang vortex electric field. Isang teoretikal na paliwanag ng batas na ito mula sa pananaw ng klasikal na electrodynamics ay ibinigay ni J. Maxwell

Numero ng tiket 7

Salpok ng puwersa. Salpok ng katawan. Batas ng konserbasyon ng momentum.

Self-induction. Magnetic field inductance.

Problema sa pagkalkula ng parameter

1. Ang momentum ng isang katawan ay ang produkto ng masa ng katawan at ang bilis nito (p = tv). Ang momentum ng isang katawan ay isang dami ng vector.

Sa panahon ng kanilang pakikipag-ugnayan, ang mga katawan ay kumilos ayon sa pagkakasunod-sunod ng mga puwersa F at F, at pagkatapos ng pakikipag-ugnayan ay nagsimula silang gumalaw nang may mga tulin na v at v. Pagkatapos ay F =(m v" - m v)/t, F = (m v" - m v)/t, kung saan ang t ay ang oras ng pakikipag-ugnayan. Ayon sa ikatlong batas ni Newton F = -F, samakatuwid, (m v – m v)/t =

-(m v" – m v)/t, rn v"- m v = - t v + m v o m v + m v = rn v + m v". Sa kaliwang bahagi ng pagkakapantay-pantay ay ang kabuuan ng mga impulses ng parehong katawan (cart) bago ang pakikipag-ugnayan, sa kanan - ang kabuuan ng mga impulses ng parehong mga katawan pagkatapos ng pakikipag-ugnayan. Ang impulse ng bawat cart ay nagbago, ngunit ang kabuuan ay nanatiling hindi nagbabago. Ito ay totoo para sa mga saradong sistema, na kinabibilangan ng mga grupo ng mga katawan na hindi nakikipag-ugnayan na may mga katawan na hindi kasama sa pangkat na ito. Kaya't ang konklusyon, i.e., ang conservation law momentum: ang geometric na kabuuan ng momenta ng mga katawan na bumubuo sa isang saradong sistema ay nananatiling pare-pareho para sa anumang pakikipag-ugnayan ng mga katawan ng sistemang ito sa isa't isa.

Ang isang halimbawa ng pagpapakita ng batas ng konserbasyon ng momentum ay reaktibong paggalaw. Ito ay sinusunod sa kalikasan (ang paggalaw ng isang octopus) at napakalawak na ginagamit sa teknolohiya (isang jet boat, mga baril, paggalaw ng rocket at pagmamaniobra ng spacecraft).

2. Ang phenomenon ng self-induction. Inductance. Electromagnetic field

Enerhiya ng magnetic field.

Ang kababalaghan ng self-induction ay binubuo sa hitsura ng isang sapilitan emf sa konduktor mismo kapag ang kasalukuyang nasa loob nito ay nagbabago, isang espesyal na kaso ng electromagnetic induction. Ang isang halimbawa ng hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction ay isang eksperimento na may dalawang ilaw na bombilya na konektado sa parallel sa pamamagitan ng isang switch sa isang kasalukuyang pinagmulan, ang isa ay konektado sa pamamagitan ng isang coil (Fig. 27). Kapag ang susi ay sarado, ilaw 2, nakabukas sa pamamagitan ng coil,

iilaw mamaya kaysa sa bumbilya 1. Nangyayari ito dahil pagkatapos isara ang susi, hindi agad naaabot ng kasalukuyang ang pinakamataas na halaga nito, ang magnetic field ng pagtaas ng kasalukuyang ay bubuo ng sapilitan na emf sa coil, na, alinsunod sa panuntunan ni Lenz, ay makagambala sa pagtaas ng kasalukuyang.

Gamit ang batas ng electromagnetic induction, maaari nating makuha ang sumusunod na kahihinatnan: ang self-induction emf ay direktang proporsyonal sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa konduktor.

Ang proportionality coefficient L ay tinatawag na inductance.

Ang inductance ay isang halaga na katumbas ng self-inductive emf kapag ang kasalukuyang sa isang conductor ay nagbabago ng 1 A sa 1 s.

Ang yunit ng inductance ay henry (H). 1 H = 1 V s/A. Ang 1 henry ay ang inductance ng isang conductor kung saan ang isang self-inductive emf na 1 volt ay nangyayari sa isang rate ng pagbabago ng kasalukuyang ng 1 A/s. Inductance characterizes ang magnetic properties ng isang electrical circuit (conductor) at depende sa magnetic permeability ng core medium, ang laki at hugis ng coil at ang bilang ng mga liko sa loob nito.

Kapag ang inductor coil ay nadiskonekta mula sa kasalukuyang pinagmulan, ang isang lampara na konektado parallel sa coil ay nagbibigay ng isang maikling flash (Larawan 28). Ang kasalukuyang sa circuit arises sa ilalim ng impluwensiya ng self-induction emf. Ang pinagmumulan ng enerhiya na inilabas sa electrical circuit ay ang magnetic field ng coil. Ang enerhiya ng magnetic field ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula Wm=LI2/2.

Ang enerhiya ng magnetic field ay nakasalalay sa inductance ng konduktor at ang kasalukuyang lakas dito. Ang enerhiya na ito ay maaaring ma-convert sa electric field energy. Ang isang vortex electric field ay nabuo sa pamamagitan ng isang alternating magnetic field, at ang isang alternating electric field ay bumubuo ng isang alternating magnetic field, ibig sabihin, ang alternating electric at magnetic field ay hindi maaaring umiral nang wala ang isa't isa. Ang kanilang relasyon ay nagpapahintulot sa amin na tapusin na mayroong isang solong electromagnetic field.

Ang electromagnetic field ay isang field kung saan nakikipag-ugnayan ang mga particle na may kuryente. Ang isang electromagnetic field ay nailalarawan sa pamamagitan ng lakas ng electric field at magnetic induction. Ang koneksyon sa pagitan ng mga dami na ito at ang spatial na pamamahagi ng mga singil sa kuryente at mga alon ay itinatag noong 60s. XIX na siglo J. Maxwell. Ang koneksyon na ito ay tinatawag na mga pangunahing equation ng electrodynamics, na naglalarawan ng mga electromagnetic phenomena sa iba't ibang media at sa isang vacuum. Ang mga equation na ito ay nakuha bilang isang generalization ng mga eksperimental na itinatag na batas ng electrical at magnetic phenomena

Numero ng tiket 8

Trabaho at kapangyarihan. Kinetic at potensyal na enerhiya. Batas

pagtitipid ng enerhiya.

Harmonic vibrations. Mga parameter ng oscillatory motion

mathematical pendulum.

3. Ang gawain ng pagkalkula ng de-koryenteng kapasidad ng isang kapasitor.

1. TRABAHO AT KINETIKONG ENERHIYA

Kapag ang isang patuloy na puwersa ay kumikilos sa isang katawan, ito ay nakakakuha ng acceleration. Dahil ang katawan ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito, gumagana ang puwersa. Isaalang-alang natin ang paggalaw ng isang katawan na may acceleration. Ipagpalagay namin na ang mga vectors ng puwersa at displacement ay nakadirekta sa isang direksyon kasama ang isang tuwid na linya. Kung ang coordinate axis ay nakadirekta sa parehong direksyon, kung gayon ang mga projection ng lahat ng mga vector na nagpapakilala sa paggalaw ay katumbas ng kanilang mga module.

Ang acceleration kung saan gumagalaw ang katawan ay katumbas ng:

Ang pagbilis na ito ay ibinibigay sa katawan ng puwersa F, na, ayon sa ikalawang batas ni Newton, ay katumbas ng: F = na mula sa kung saan: a= . Pagpapalit ng expression sa formula

para sa acceleration, nakukuha namin:

Ibahin natin ang formula:

Sa kaliwang bahagi ng pagkakapantay-pantay ay ang gawain ng puwersa A. sa kanang bahagi ng pagkakapantay-pantay ay ang pagbabago sa dami

Ang dami na ito, katumbas ng kalahati ng produkto ng masa ng isang katawan sa pamamagitan ng parisukat ng bilis nito, ay tinatawag na kinetic energy - E. Masasabi nating ang gawain ng isang puwersa ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy ng katawan. Ang pahayag na ito ay tinatawag na teorya ng kinetic energy.

Kung ang isang puwersa ay gumagawa ng positibong trabaho, kung gayon ang kinetic energy ng katawan ay tumataas; kung ang isang puwersa ay gumagawa ng negatibong gawain, ang kinetic energy ng katawan ay bumababa. Ito ay nangyayari, halimbawa, kapag ang bilis ng isang katawan ay bumababa sa ilalim ng impluwensya ng alitan.

Ang kinetic energy ay sinusukat sa parehong paraan tulad ng trabaho, sa joules.

Ang kinetic energy ay ang enerhiyang taglay ng isang gumagalaw na katawan.

Ito ay nagpapakilala sa kanyang estado sa isang pagkakataon o iba pa.

POTENSYAL NA ENERHIYA NG KATAWAN.

Ang potensyal na enerhiya ay ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga katawan o bahagi ng isang katawan, depende sa kanilang kamag-anak na posisyon.

Hanapin natin ang koneksyon sa pagitan ng gawain ng gravity at ang pagbabago sa potensyal na enerhiya ng katawan. Hayaang mahulog ang isang katawan na may mass m mula sa taas h hanggang sa taas h (Larawan 75).

Trabaho ng grabidad sa site

Mga tiket para sa pinaka-lohikal at simpleng paksa

Ticket#1

1. Kilusang mekanikal. Relativity ng mekanikal na paggalaw (01) Ang batas ng pagdaragdag ng mga bilis sa klasikal na mekanika. Kinematics ng rectilinear motion ng isang materyal na punto.

2. Magnetic field sa bagay (15). Magnetic permeability. Ang likas na katangian ng ferromagnetism. Temperatura ng Curie.

Ticket No. 2

1. Uniformly accelerated linear motion. Analytical at graphical na paglalarawan ng uniformly accelerated rectilinear motion. (01)

2. Ang phenomenon ng electromagnetic induction. Batas ng electromagnetic induction. Ang tuntunin ni Lenz. Self-induction. Self-induced emf. Ang enerhiya ng magnetic field ng isang coil na may kasalukuyang.

Numero ng tiket 3

1. Paggalaw ng isang materyal na punto sa isang bilog. Centripetal acceleration. Angular na bilis. Relasyon sa pagitan ng linear at angular velocities.

2. Electric current sa mga metal. Ang likas na katangian ng electric current sa mga metal. Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit. Pag-asa ng paglaban ng metal sa temperatura. Superconductivity.

Numero ng tiket 4

1. Ang unang batas ni Newton. Mga inertial na sistema ng sanggunian. Ang prinsipyo ng relativity sa klasikal na mekanika at sa espesyal na teorya ng relativity.

2. Electric current sa mga solusyon at natutunaw ng mga electrolyte. Mga batas ng electrolysis. Pagpapasiya ng singil ng elektron

Numero ng tiket 5

1. Pangalawang batas ni Newton at ang mga limitasyon ng kakayahang magamit nito.

2. Magnetic na pakikipag-ugnayan ng mga alon. Magnetic field at mga katangian nito. Kapangyarihan ng ampere. Lorentz force. Ang paggalaw ng mga sisingilin na particle sa isang pare-parehong magnetic field.

Numero ng tiket 6

1. Pangatlong batas ni Newton. Mga katangian ng pagkilos at mga puwersa ng reaksyon. Mga limitasyon ng pagkakalapat ng ikatlong batas ni Newton

2. Electric current sa isang vacuum. Mga aparatong electrovacuum at ang kanilang mga aplikasyon.

Ticket No. 7

2. Electric current sa mga conductor. Intrinsic at impurity conductivity ng semiconductors, paglipat ng distrito. Semiconductor diode. Transistor.

Ticket No. 8

1. Ang batas ng unibersal na grabitasyon. Gravitational constant at ang mga sukat nito. Grabidad. Timbang ng katawan. Kawalan ng timbang. Ang paggalaw ng mga katawan sa ilalim ng impluwensya ng grabidad.(04)

2. Libreng mga panginginig ng kuryente. Oscillatory circuit. Conversion ng enerhiya sa isang oscillatory circuit. Pamamasa ng mga oscillation. Formula ni Thomson.

Ticket No. 9

1. Nababanat na puwersa. Mga uri ng nababanat na mga deformation. Batas ni Hooke. Modulus ni Young. Diagram ng pag-igting.(10)

2. Self-oscillations. Self-oscillating system. Generator ng tuloy-tuloy na electromagnetic oscillations.

Numero ng tiket 10

1. Lakas ng alitan. Sliding friction coefficient. Accounting at paggamit ng friction sa pang-araw-araw na buhay at teknolohiya. Friction sa mga likido at gas.

2. Alternating current bilang sapilitang electromagnetic oscillations. Mga epektibong halaga ng alternating current at boltahe. Aktibo at reaktibo na pagtutol. Batas ng Ohm para sa isang alternating current electrical circuit

Numero ng tiket 11

1. Equilibrium ng isang matibay na katawan. Sandali ng kapangyarihan. Mga kondisyon para sa ekwilibriyo ng isang matibay na katawan. Mga uri ng balanse. Ang prinsipyo ng pinakamababang potensyal na enerhiya.

2. Transpormer. Mga aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng transpormer. Pagpapadala ng kuryente.

Numero ng tiket 12

1. Gawaing mekanikal at kapangyarihan. Enerhiya: Ang batas ng konserbasyon ng enerhiya sa mga prosesong mekanikal.

2. Mga electromagnetic wave at ang kanilang mga katangian. Ang bilis ng spread mga electromagnetic wave. Mga eksperimento ni Hertz

Ticket No. 13

1. Hydro at aerostatics. Pangkalahatang katangian ng mga likido at gas na katawan. Batas ni Pascal. Ang kapangyarihan ni Archimedes. Mga kondisyon sa paglalayag tel.

2. Ang prinsipyo ng komunikasyon sa radyo. Pag-imbento ng radyo. Radar. Ang telebisyon. Pag-unlad ng mga komunikasyon.

Numero ng tiket 14

2. Electromagnetic na katangian ng liwanag (21). Mga pamamaraan para sa pagsukat ng bilis ng liwanag. Electromagnetic wave scale. Equation ng alon.

Numero ng tiket 15

1. Mga mekanikal na panginginig ng boses. Equation ng harmonic vibrations. Libre at sapilitang vibrations. Ang panahon ng oscillation ng isang load sa isang spring at isang mathematical pendulum. Pagbabago ng enerhiya sa panahon ng oscillatory motion.

2. Panghihimasok ng liwanag. Ang karanasan ni Jung. Magkakaugnay na alon. Mga kulay ng manipis na pelikula at mga application ng interference.

Numero ng tiket 16

1. Mga mekanikal na alon at ang kanilang mga katangian. Pagpapalaganap ng mga vibrations sa nababanat na media. Haba ng daluyong. Mga sound wave at ang kanilang mga katangian. Echo. Acoustic resonance.

2. Ang phenomenon ng light diffraction. Mga fresnel zone. Diffraction grating bilang isang spectral device.

Ticket No. 17

1. Mga pangunahing probisyon ng molecular kinetic theory at ang kanilang pang-eksperimentong katwiran. Mga sukat at masa ng mga molekula.(06)

2. Pagpapakalat at pagsipsip ng liwanag

Numero ng tiket 18

1. Tamang gas. Derivation ng mga pangunahing probisyon ng molecular kinetic theory ng isang ideal na gas. Temperatura bilang sukatan ng average na kinetic energy ng mga molecule.(07)

2. Polarisasyon ng liwanag. Natural na ilaw. Polarizer.

Numero ng tiket 19

1. Saturated at unsaturated steam (09) Depende sa saturated steam pressure sa

temperatura. kumukulo. Kritikal na temperatura. Kamag-anak na kahalumigmigan ng hangin at pagsukat nito.

2. Ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag. Mga batas ng repraksyon at pagmuni-muni ng liwanag. Kabuuang pagmuni-muni. Mga lente. Formula ng manipis na lens.

Ticket No. 20

1. Mga katangian ng ibabaw ng mga likido. Pag-igting sa ibabaw. Basa at hindi basa. Mga phenomena ng capillary.

2. Mga elemento ng photometry: enerhiya at photometric na dami. Mga batas ng pag-iilaw.

Numero ng tiket 21

2. Mga instrumentong optikal: magnifying glass, mikroskopyo, teleskopyo. Resolusyon ng teleskopyo. Camera. Dia-, epi-, at mga proyekto sa pelikula.

Ticket No. 22

1. Panloob na enerhiya at mga paraan upang baguhin ito. Unang batas ng thermodynamics. Panloob na enerhiya ng isang perpektong gas. Paglalapat ng unang batas ng thermodynamics sa mga isoprocesses at adiabatic na proseso.

2. Mga elemento ng espesyal na teorya ng relativity. Postulates ng SRT. Ang finitude at limitasyon ng bilis ng liwanag. Relativistic na batas ng bilis ng conversion. Relativistic dynamics.

Numero ng tiket 23

1. Heat engine, ang kanilang istraktura at prinsipyo ng pagpapatakbo. Hindi maibabalik ang mga proseso ng thermal. Ang pangalawang batas ng thermodynamics at ang static na kahulugan nito. Mga heat engine at mga problema sa kapaligiran.

2. Ang quantum hypothesis ni Planck. Epekto ng larawan. Mga batas ng photoelectric effect. Quantum theory ng photoelectric effect. Photocells at ang kanilang aplikasyon.

Numero ng tiket 24

1. Pakikipag-ugnayang elektrikal at singil ng kuryente. Batas ng konserbasyon ng singil sa kuryente. Batas ng Coulomb.

2. Ang istraktura ng atom. Mga eksperimento ni Rutherford. Ang quantum postula ni Bohr. Mga eksperimento nina Frank at Hertz. Ang prinsipyo ng pagsusulatan.

Numero ng tiket 25

1. Electric field. Lakas ng electric field. Mga linya ng pag-igting.

2. Kusang at sapilitan radiation. Laser at ang kanilang mga aplikasyon.

Numero ng tiket 26

1. Gawain ng mga puwersa ng electric field. Potensyal at potensyal na pagkakaiba. Mga equipotential na ibabaw. Relasyon sa pagitan ng pag-igting at potensyal na pagkakaiba.

2. Atomic nucleus. Ang istraktura ng atomic nucleus. Mga puwersang nuklear. Nuclear binding energy. Tukoy na nagbubuklod na enerhiya at lakas ng nuclei

Ticket No. 27

1. Mga konduktor at dielectric sa isang electric field.

2. Radioactivity. Mga katangian ng radioactive radiation. Batas ng radioactive decay.

Numero ng tiket 28

1. Kapasidad ng kuryente. Kapasidad ng kapasitor. Enerhiya ng isang sisingilin na kapasitor.

2. Mga Katangian ionizing radiation. Pakikipag-ugnayan ng ionizing radiation sa bagay. Mga pamamaraan para sa pagtatala ng ionizing radiation.

1. Electric current at ang mga kondisyon ng pagkakaroon nito. EMF ng kasalukuyang pinagmulan. Batas ng Ohm para sa homogenous at inhomogeneous na mga seksyon ng isang electrical circuit. Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit. Short circuit.

2. Mga reaksyong nuklear. Paglabas at pagsipsip ng enerhiya sa mga reaksyong nuklear. Mga reaksyon ng kadena ng nuklear. Mga reaksyon ng thermonuclear. Mga problema sa nuclear energy.

PHYSICS EXAM TICKETS

Ticket No. 1

1. Kilusang mekanikal. Relativity ng paggalaw. Sistema ng sanggunian. Materyal na punto. Trajectory. Daan at galaw. Mabilis na bilis.

2. Laboratory work sa paksang "Pagsukat ng acceleration ng katawan sa pantay na pinabilis na paggalaw."

Ticket No. 2

1. Libreng pagkahulog ng mga katawan. Unipormeng paggalaw sa isang bilog. Centripetal acceleration. Kinematics ng rotational motion. Relasyon sa pagitan ng angular at linear na bilis.

2. Problema sa paksang "Mga batas sa konserbasyon sa mekanika".

Ticket No. 3

1. Pakikipag-ugnayan ng mga katawan. Puwersa. Pangalawang batas ni Newton.

2. Gawain sa paksang “Body impulse”.

Ticket No. 4

1. Salpok ng katawan. Batas ng konserbasyon ng momentum. Pagpapakita ng batas ng konserbasyon ng momentum sa kalikasan at paggamit nito sa teknolohiya.

2. Problema sa paksang "Kinematics ng rotational motion."

Ticket No. 5

1. Ang batas ng unibersal na grabitasyon. Grabidad. Timbang ng katawan. Kawalan ng timbang.

2. Ang gawain ng paghahanap ng kahusayan ng isang heat engine.

Ticket No. 6

1. Enerhiya. Potensyal at kinetic na enerhiya..

2. Suliranin sa paksang “Ang unang batas ng thermodynamics. Kahusayan ng mga heat engine".

Ticket No. 7

1. Pagbabago ng enerhiya sa panahon ng mga mekanikal na panginginig ng boses. Libre at sapilitang vibrations.

2. Problema sa parallel connection ng conductors

Ticket No. 8

1. Pang-eksperimentong batayan para sa mga pangunahing probisyon ng istruktura ng MCT ng bagay. Mass at laki ng mga molekula. Ang pare-pareho ni Avogadro.

2. Problema sa paggalaw o ekwilibriyo ng isang nahawaang particle sa isang electric field.

Ticket No. 9

1. Tamang gas. Pangunahing equation ng MCT para sa perpektong gas. Temperatura at pagsukat nito. Ganap na temperatura.

2. Ang gawain ng pagtukoy ng magnetic field induction (ayon sa batas ng ampere o ang formula para sa pagkalkula ng puwersa ng Lorentz).

Ticket No. 10

1. Trabaho ng puwersa. kapangyarihan.

2. Problema sa paksang "Batas ng Pagtitipid ng Enerhiya"

Ticket No. 11

1. Equation ng estado ng isang ideal na gas. Isoprocesses.

2. Problema sa paksang "Coulomb's Law".

Ticket No. 12

1. Pagsingaw at paghalay. Saturation at unsaturated vapors. Halumigmig ng hangin. Pagsukat ng kahalumigmigan ng hangin.

2. Laboratory work "Pagsukat ng paglaban ng dalawang series-connected resistors."

Ticket No. 13

1. Crystalline at amphora na katawan. Nababanat at plastik na mga deformation ng solids.

2. Ang gawain ng paglalapat ng batas ng electromagnetic induction.

Ticket No. 14

1. Mga puwersa at enerhiya ng intermolecular na interaksyon. Ang istraktura ng mga gas, likido at solid na katawan. Ang karanasan ni Stern.

2. Gawain sa paksang “Internal energy. Pagkalkula ng dami ng init."

Ticket No. 15

1. Tamang gas. Mga ideal na parameter ng estado ng gas

2. Laboratory work sa paksang "Pagpapasiya ng nababanat na modulus ng isang materyal"

Ticket No. 16

1. Panloob na enerhiya. Kapasidad ng init. Tiyak na init. Ang unang batas ng thermodynamics. Proseso ng adiabatic.

2. Ang gawain ng paglalapat ng batas ng konserbasyon ng enerhiya.

Numero ng tiket 17

1. Electromagnetic induction. Magnetic flux. Batas ng electromagnetic induction. Ang tuntunin ni Lenz

2. Problema sa paksang "Batas ng konserbasyon ng momentum."

Ticket No. 18

1. Mga Kapasitor. Kapasidad ng kapasitor. Paglalapat ng mga capacitor.

2. Problema sa paglalapat ng equation ng estado ng isang ideal na gas.

Ticket No. 19

1. Trabaho at kapangyarihan sa isang DC circuit. Electromotive force. Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit.

2. Laboratory work "Pagsukat ng timbang ng katawan."

Ticket No. 20

1. Magnetic field, mga kondisyon ng pagkakaroon nito. Ang epekto ng magnetic field sa isang electric charge at mga eksperimento na nagpapatunay sa epektong ito. Magnetic induction.

2. Laboratory work "Pagsukat ng kahalumigmigan ng hangin."

Ticket No. 21

1. Semiconductor. Intrinsic at impurity conductivity ng semiconductors. Mga aparatong semiconductor.

2. Problema sa isoprocesses.

Ticket No. 22

1. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang heat engine. Ang kahusayan ng makina ng init.

2. Ang gawain ng pagtukoy sa gawain ng isang gas gamit ang isang graph ng pag-asa ng presyon ng gas sa dami nito.

Ticket No. 23

1. Pangalawang batas ng thermodynamics. Makina sa pagpapalamig. Thermal na makina.

2. Ang gawain ng paglalapat ng batas ng konserbasyon ng momentum.

Ticket No. 24

1. Mga katangian ng mga likido. Ibabaw na layer ng likido. Mga phenomena ng capillary.

2. Gawain sa laboratoryo sa paksang "Pagpapasiya ng halumigmig ng hangin sa isang silid-aralan ng pisika."

Ticket No. 25

1. Mga katangian ng solids. Batas ni Hooke. Mga mekanikal na katangian ng solids. Pagtunaw at pagkikristal.

2. Ang gawain ng pagtukoy ng modulus ng Young ng materyal kung saan ginawa ang wire.

Ticket No. 26

1. Ang prinsipyo ng superposisyon ng mga patlang. Trabaho ng mga puwersa ng electrostatic field. Potensyal. Potensyal na pagkakaiba.

2. Problema sa paglalapat ng batas ng Joule-Lenz.

Appendix sa mga papeles sa pagsusulit(mga gawain).

Ticket No. 2

Ticket No. 3

Ticket No. 4

Ticket No. 5

Ticket No. 6

Ticket No. 7

Ticket No. 8

Ticket No. 9

Ang gawain ay upang matukoy ang magnetic field induction (ayon sa batas ng ampere o ang formula para sa pagkalkula ng puwersa ng Lorentz).

Tukuyin ang induction ng isang pare-parehong magnetic field kung ang puwersa ng 50 mN ay kumikilos sa isang konduktor na 0.2 m ang haba mula sa gilid ng field. Ang konduktor ay bumubuo ng isang anggulo ng 30 0 sa direksyon ng mga linya ng patlang at isang kasalukuyang ng 10 A ay dumadaloy dito.

Ticket No. 10

Ticket No. 11

Ticket No. 13

Ticket No. 14

Ticket No. 16

Ticket No. 17

Ticket No. 18

Ticket No. 21

Problema sa isoprocesses.

Ang figure ay nagpapakita ng dalawang isochores para sa parehong masa ng isang perpektong gas. Paano tinutukoy ang ratio ng mga volume na inookupahan ng mga gas kung ang mga anggulo ng pagkahilig ng mga isochores sa abscissa axis ay katumbas ng at?

Ticket No. 22

Ticket No. 23

Ticket No. 25

Numero ng tiket 26

Mga pamantayan ng tamang sagot

Ticket#1

1. Kilusang mekanikal. Relativity ng paggalaw. Sistema ng sanggunian. Materyal na punto. Trajectory. Daan at galaw. Mabilis na bilis.

Mekanikal Ang paggalaw ay isang pagbabago sa posisyon ng isang katawan (o mga bahagi nito) na may kaugnayan sa ibang mga katawan.

Mula sa mga halimbawang ito ay malinaw na palaging kinakailangan upang ipahiwatig ang katawan na may kaugnayan sa kung saan ang paggalaw ay isinasaalang-alang; ito ay tinatawag na katawan ng sanggunian. Ang sistema ng coordinate, ang katawan ng sanggunian kung saan ito nauugnay, at ang napiling paraan ng pagsukat ng form ng oras sistema ng sanggunian. Kaya, kung minsan ang laki ng isang katawan kumpara sa distansya dito ay maaaring mapabayaan; sa mga kasong ito, ang katawan ay itinuturing na isang materyal na punto. Ang linya kung saan gumagalaw ang materyal na punto ay tinatawag na isang trajectory. Ang haba ng bahagi ng trajectory sa pagitan ng inisyal at huling posisyon ng punto ay tinatawag na landas (L). Ang yunit ng pagsukat para sa landas ay 1m.

Ang mekanikal na paggalaw ay nailalarawan sa pamamagitan ng tatlong pisikal na dami: displacement, bilis at acceleration.

Ang isang nakadirekta na segment ng linya na iginuhit mula sa unang posisyon ng isang gumagalaw na punto hanggang sa huling posisyon nito ay tinatawag gumagalaw(mga).

Bilis- isang vector na pisikal na dami na nagpapakilala sa bilis ng paggalaw ng isang katawan, ayon sa bilang na katumbas ng ratio ng paggalaw sa loob ng maikling panahon sa halaga ng agwat na ito.

Pagpapabilis- pisikal na dami ng vector na nagpapakilala sa rate ng pagbabago sa bilis, ayon sa bilang na katumbas ng ratio ng pagbabago sa bilis sa tagal ng panahon kung kailan naganap ang pagbabagong ito

Ang paggalaw kung saan ang bilis ng isang katawan ay hindi nagbabago, ibig sabihin, ang katawan ay gumagalaw sa parehong dami sa anumang pantay na yugto ng panahon, ay tinatawag na pare-parehong linear na paggalaw.

Sa ganoong paggalaw, ang bilis at acceleration ay may parehong mga direksyon, at ang bilis ay nagbabago nang pantay sa anumang pantay na pagitan ng oras. Ang ganitong uri ng paggalaw ay tinatawag pare-parehong pinabilis.

Kapag nagpepreno ng kotse, ang bilis ay bumababa nang pantay sa anumang pantay na panahon, ang acceleration ay mas mababa sa zero; dahil bumababa ang bilis, ang mga equation ay nasa anyo:

v = v 0 + sa, s = v 0 t - sa 2/2. Ang ganitong uri ng paggalaw ay tinatawag na pare-parehong mabagal.

Ticket No. 2

Libreng pagkahulog ng mga katawan. Unipormeng paggalaw sa isang bilog. Centripetal acceleration. Kinematics ng rotational motion. Relasyon sa pagitan ng angular at linear na bilis.

1. Isa sa mga pinakakaraniwang uri ng paggalaw na may patuloy na pagbilis ay ang libreng pagkahulog ng mga katawan.

Libreng pagkahulog - Ito ang paggalaw ng mga katawan sa ilalim lamang ng impluwensya ng atraksyon ng Earth (sa ilalim ng impluwensya ng grabidad).

Sa libreng pagkahulog, ang lahat ng mga katawan na malapit sa ibabaw ng Earth, anuman ang kanilang masa, ay nakakakuha pareho acceleration, na tinatawag na acceleration of gravity.

Simbolo para sa pagpabilis ng libreng pagkahulog - g.

Sa ibabaw ng Earth, ang gravitational acceleration (g) ay nag-iiba mula 9.78 m/s 2 sa ekwador hanggang 9.83 m/s 2 sa poste.

2. Ang circular motion ay isang espesyal na kaso ng curvilinear motion.

Kung para sa anumang pantay na tagal ng panahon ang radius vector ng katawan ay umiikot sa pantay na mga anggulo, at ang linear na bilis ng katawan ay hindi nagbabago sa ganap na halaga (i.e. kung |v 0 |=|v|), ang paggalaw ng katawan sa isang bilog ay tinatawag na uniporme (hindi dapat kalimutan ng isa na ang pare-parehong paggalaw sa isang bilog ay nangyayari nang may pagbilis, dahil ang bilis ng katawan ay patuloy na nagbabago sa direksyon).

Angular na bilis tinatawag nila ang isang halaga na katumbas ng ratio ng anggulo ng pag-ikot ng radius vector ng isang punto na gumagalaw sa isang bilog sa pagitan ng oras t kung saan naganap ang pag-ikot na ito.

Ang bilis ng isang katawan na nakadirekta nang tangential sa isang bilog ay tinatawag linear.

Ang madalian na bilis ng katawan sa bawat punto ng curvilinear trajectory ay nakadirekta ng tangent sa trajectory. Kaya naman, sa curvilinear motion, patuloy na nagbabago ang direksyon ng bilis ng katawan. mga. ang paggalaw sa isang bilog na may bilis na pare-pareho sa ganap na halaga ay pinabilis. Ang centripetal acceleration ay palaging nakadirekta patungo sa gitna ng bilog:

Ang mga linear at angular na bilis ay magkakaugnay: , ibig sabihin. .

Panahon- isang pisikal na dami na nagpapakita ng oras na kinakailangan para sa isang punto upang makumpleto ang isang buong rebolusyon. Kung italaga natin N– bilang ng mga rebolusyon, at T– tuldok, pagkatapos: .

Ang SI unit ng pagsukat ay s. kasi sa isang panahon ang punto ay umiikot sa isang anggulo 2π, Yung .

Dalas– ang bilang ng mga rebolusyon na ginawa ng punto sa bawat yunit ng oras: .

SI unit ng pagsukat - Hz (hertz). Ang dalas ay katumbas ng isang hertz kung sa 1 segundo ang punto ay gumawa ng isang buong rebolusyon ( 1Hz=1s -1). Ang dalas at panahon ay magkabaligtaran na dami: . Kaya naman: .

Ticket No. 3

Puwersa. Timbang. Pangalawang batas ni Newton.

Ang mga aksyon ng mga katawan sa bawat isa, na lumilikha ng acceleration, ay tinatawag na pwersa. Ang lahat ng mga pwersa ay maaaring nahahati sa dalawang pangunahing uri: mga puwersa na kumikilos sa direktang pakikipag-ugnay, at mga puwersa na kumikilos kahit na ang mga katawan ay nakikipag-ugnay o hindi, ibig sabihin, sa malayo.

Ang puwersa ay isang dami ng vector. Ang lakas ay sinusukat gamit ang dynamometer. Ang mga puwersa na kumikilos sa direktang pakikipag-ugnay ay kumikilos sa buong ibabaw ng mga katawan. Ang isang martilyo na tumatama sa ulo ng isang pako ay nakakaapekto sa buong ulo. Ngunit kung ang lugar ay maliit, kung gayon ang katawan ay itinuturing na kumilos sa isang punto. Ang puntong ito ay tinatawag na punto ng aplikasyon. Kung ang ilang pwersa ay kumikilos sa isang katawan, kung gayon ang kanilang pagkilos sa katawan ay maaaring mapalitan ng isa, ang kapalit na puwersa ay tinatawag na kabuuan o resulta.

Ang pag-aari ng mga katawan upang makakuha ng isang tiyak na acceleration sa ilalim ng isang naibigay na impluwensya ay tinatawag pagkawalang-kilos. Ang inertia ay binubuo sa katotohanan na upang mabago ang bilis ng isang katawan sa isang naibigay na halaga, kinakailangan para sa isa pang katawan na kumilos dito at ang pagkilos na ito ay tumatagal ng ilang oras. Ang inertia ay isang ari-arian na likas sa lahat ng katawan. Timbang katawan - isang quantitative measure ng inertia nito.

Ang isang katawan na binabago ang bilis nito nang mas kaunti bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ay sinasabing mas inert at mas malaki ang masa nito:

Ang SI unit ng body mass ay ang kilo (kg).

Dahil ang masa ay kasama sa batas ng unibersal na grabitasyon, tinutukoy din nito ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ng mga katawan.

Batas II ni Newton

Ang puwersa na kumikilos sa katawan ay katumbas ng produkto ng mass ng katawan at ang pagbilis na nilikha ng puwersang ito, at ang mga direksyon ng puwersa at pagbilis ay nag-tutugma: a = F/m

Ang batas ay maaaring ipahayag sa ibang anyo. Ang acceleration na ibinibigay sa isang katawan ay direktang proporsyonal sa puwersa na kumikilos sa katawan, inversely proportional sa masa ng katawan at nakadirekta sa parehong paraan tulad ng puwersa.

Mga tampok ng batas ng Newton II:

1. Totoo para sa anumang lakas.

2. Puwersa ang dahilan, tinutukoy ang acceleration.

3. Vector A nakahanay sa vector F.

4. Kung maraming pwersa ang kumilos sa isang katawan, ang resulta ay kukunin.

5. Kung ang resulta ay zero, kung gayon ang acceleration ay zero. (Unang batas ni Newton)

6. Maaari lamang ilapat sa mga katawan na ang bilis ay mababa kumpara sa bilis ng liwanag.

Ticket No. 4

Plano ng pagtugon

1. Simbuyo ng katawan. 2. Batas ng konserbasyon ng momentum. 3. Paglalapat ng batas ng konserbasyon ng momentum. 4. Jet propulsion.

May mga dami na maaaring matipid kapag nakikipag-ugnayan ang mga katawan. Ang mga dami na ito ay enerhiya At pulso.

Salpok ng katawan ay tinatawag na vector physical quantity, na isang quantitative na katangian ng translational motion ng mga katawan. Ang salpok ay itinalaga R. Unit ng pulso

R - kg m/s. Ang momentum ng isang katawan ay katumbas ng produkto ng masa ng katawan at ang bilis nito: p = mv. Direksyon ng vector ng pulso R tumutugma sa direksyon ng body velocity vector v(Larawan 4).

Ang batas ng konserbasyon ay may hawak para sa momentum ng mga katawan. Ito ay may anyo na m 1 v 1 + t 2 v 2 = m 1 v 1 " + t 2 v 2 " saan t 1 At

t 2 - masa ng mga katawan, at v 1 at v 2, ay ang mga bilis bago ang interaksyon, v 1 "at v 2" - bilis pagkatapos ng pakikipag-ugnayan. Ito

ang formula ay isang matematikal na pagpapahayag ng batas ng konserbasyon ng momentum: ang momentum ng isang saradong pisikal na sistema ay pinananatili sa anumang pakikipag-ugnayan na nagaganap sa loob ng sistemang ito.

Sa mechanics, ang batas ng konserbasyon ng momentum at ang mga batas ni Newton ay magkakaugnay. Kung tumitimbang ang katawan T para sa oras t kumikilos ang isang puwersa at ang bilis ng paggalaw nito ay nag-iiba mula sa v 0 sa v , pagkatapos ay ang pagbilis ng paggalaw a pantay ang katawan a= (v - v 0)/t. Batay sa ikalawang batas ni Newton para sa puwersa F maaaring isulat F = tha = m(v - v 0)/t, ito ay nagpapahiwatig

Ft = mv - mv 0 .

Ft- vector pisikal na dami na nagpapakilala sa pagkilos ng isang puwersa sa isang katawan sa isang tiyak na tagal ng panahon at katumbas ng produkto ng puwersa at oras t ang kanyang mga aksyon ay tinatawag salpok ng kapangyarihan.

Unit ng pulso sa SI - N s.

Ang batas ng konserbasyon ng momentum ang batayan pagpapaandar ng jet.Pagpapaandar ng jet- ito ay ang paggalaw ng katawan na nangyayari pagkatapos ng paghihiwalay ng bahagi nito sa katawan.

Karamihan sa kredito para sa pagbuo ng teorya ng jet propulsion ay kabilang kay K. E. Tsiolkovsky.

Binuo niya ang teorya ng paglipad ng isang katawan ng variable na masa (isang rocket) sa isang pare-parehong larangan ng gravitational at kinakalkula ang mga reserbang gasolina na kinakailangan upang madaig ang puwersa ng grabidad; ang mga pangunahing kaalaman sa teorya ng isang likidong jet engine, pati na rin ang mga elemento ng disenyo nito; ang teorya ng multi-stage rockets, at iminungkahi ang dalawang opsyon: parallel (ilang jet engine ang gumagana nang sabay-sabay) at sequential (jet engines gumagana nang sunud-sunod).Ang paggalaw ng maraming marine mollusks (octopus, jellyfish, squid, cuttlefish) ay nakabatay din sa reaktibong prinsipyo.

Ticket No. 5

Ang batas ng unibersal na grabitasyon. Gravitational field. Grabidad. Timbang ng katawan.

Iminungkahi ni Isaac Newton na mayroong mga puwersa ng kapwa atraksyon sa pagitan ng anumang mga katawan sa kalikasan. Ang mga puwersang ito ay tinatawag na gravitational forces, o pwersa ng unibersal na grabidad. Ang puwersa ng unibersal na grabitasyon ay nagpapakita ng sarili sa kalawakan, solar system at sa Earth. Isinasaalang-alang ni Newton ang mga batas ng paggalaw mga katawang makalangit at nalaman na ang puwersa F ay katumbas ng:

m 1 at m 2-mass ng mga nakikipag-ugnayan na katawan, R ay ang distansya sa pagitan nila, G ay ang koepisyent ng proporsyonalidad, na tinatawag na gravitational constant. Ang numerical value ng gravitational constant ay eksperimento na tinutukoy ng Cavendish sa pamamagitan ng pagsukat sa puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga lead ball. Bilang isang resulta, ang batas ng unibersal na grabitasyon ay ganito ang tunog: sa pagitan ng anumang mga materyal na punto ay may puwersa ng kapwa pagkahumaling, direktang proporsyonal sa produkto ng kanilang mga masa at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila, na kumikilos kasama ang linya ng pagkonekta. mga puntong ito.

Ang mga puwersa ng unibersal na grabidad ay kumikilos sa pagitan ng anumang mga katawan sa kalikasan, ngunit sila ay nagiging kapansin-pansin sa malalaking masa (o kung hindi bababa sa masa ng isa sa mga katawan ay malaki). Ang batas ng unibersal na grabitasyon ay nasiyahan lamang para sa mga materyal na punto at bola (sa kasong ito, ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng mga bola ay kinuha bilang distansya).

Ang isang partikular na uri ng unibersal na puwersa ng gravitational ay ang puwersa ng pagkahumaling ng mga katawan patungo sa Earth (o sa ibang planeta). Ang puwersang ito ay tinatawag grabidad. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito, ang lahat ng mga katawan ay nakakakuha ng gravitational acceleration. Ayon sa ikalawang batas ni Newton g = F mabigat *m samakatuwid F mabigat = mg. Ang puwersa ng grabidad ay palaging nakadirekta patungo sa gitna ng Earth. Depende sa taas h sa ibabaw ng ibabaw ng Earth at ang heyograpikong latitude ng posisyon ng katawan, ang acceleration ng free fall ay nakakakuha iba't ibang kahulugan. Sa ibabaw ng Earth at sa kalagitnaan ng latitude, ang acceleration ng gravity ay 9.831 m/s2.
Ang konsepto ay malawakang ginagamit sa teknolohiya at pang-araw-araw na buhay timbang ng katawan. Ang bigat ng isang katawan ay ang puwersa kung saan pinindot ng katawan ang isang suporta o suspensyon bilang resulta ng pagkahumaling ng gravitational sa planeta (Larawan 1). Ang bigat ng katawan ay tinutukoy ng R. Ang yunit ng timbang ay N. Dahil ang bigat ay katumbas ng puwersa kung saan kumikilos ang katawan sa suporta, kung gayon, alinsunod sa ikatlong batas ni Newton, ang pinakamalaking bigat ng katawan ay katumbas ng puwersa ng reaksyon ng suporta. Samakatuwid, upang mahanap ang bigat ng katawan, kinakailangan upang matukoy kung ano ang katumbas ng puwersa ng reaksyon ng suporta.

Kung ang katawan ay malayang nahuhulog, kung gayon sa kasong ito P = (g- g)m = 0. Ang estado ng isang katawan kung saan ang timbang nito ay zero ay tinatawag kawalan ng timbang. Ang estado ng kawalan ng timbang ay sinusunod sa isang eroplano o spacecraft kapag gumagalaw nang may libreng pagbagsak, anuman ang direksyon at halaga ng bilis ng kanilang paggalaw. Sa labas ng kapaligiran ng Earth, kapag ang mga jet engine ay pinatay, tanging ang puwersa ng unibersal na gravity ang kumikilos sa spacecraft. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito, ang sasakyang pangalangaang at lahat ng mga katawan sa loob nito ay gumagalaw na may parehong acceleration, samakatuwid ang isang estado ng kawalan ng timbang ay sinusunod sa barko.

Ticket No. 6

Enerhiya. Potensyal at kinetic na enerhiya.

Ang mga gumagalaw na katawan ay may kakayahang gumawa ng trabaho kapag nagbabago ang kanilang bilis. Ang enerhiyang taglay ng isang katawan dahil sa paggalaw nito ay tinatawag kinetic energy.

Ang bahagi ng mekanikal na enerhiya na dulot ng paggalaw ng isang katawan ay tinatawag na kinetic energy - Ek.

Ang pag-asa ng kinetic energy sa masa ng isang gumagalaw na katawan at ang bilis nito

Ang kinetic energy ng isang katawan na gumagalaw sa isang tiyak na bilis ay katumbas ng trabaho na dapat gawin upang maibigay ang bilis na ito sa isang nakatigil na katawan. Hayaan ang isang pare-parehong puwersa F na ilapat sa isang nakatigil na katawan ng mass m. Pagkatapos Ek = A = Fs, kung saan s ay ang displacement modulus. Ang pagpapalit ng mga expression na F = ma at s = sa formula na ito v 2/2a, nakukuha natin ang: kinetic energy ng isang katawan na may mass m na gumagalaw nang mabilis v, ay ipinahayag ng formula Eк = m v 2/2.

Ang bahagi ng mekanikal na enerhiya na tinutukoy ng relatibong posisyon ng mga katawan na nakikipag-ugnayan ay tinatawag potensyal na enerhiya - Ep.

Halimbawa, kung gumagana ang gravity habang bumababa ang bigat, may potensyal na enerhiya ang itinaas na timbang at sistema ng Earth.

Ipahiwatig natin ang pagbabago sa potensyal na enerhiya , kung saan ang index 1 ay nagpapahiwatig ng paunang estado ng system, at ang index 2 ay nagpapahiwatig ng huling estado.

Kung, sa panahon ng pagbabago sa kamag-anak na posisyon ng mga katawan, ang sistema ay gumaganap ng positibong trabaho, ang potensyal na enerhiya nito ay bumababa, at kung ang sistema ay nagsasagawa ng negatibong trabaho, ang potensyal na enerhiya nito ay tumataas.

Ang pagbabago sa potensyal na enerhiya ΔEp at A ang gawaing isinagawa ng system ay nauugnay sa kaugnayan:

ΔEp = -A.

Mula sa pormula na ito ay sumusunod na ang pagbabago lamang sa potensyal na enerhiya ay may pisikal na kahulugan: ito ay sinusukat sa pamamagitan ng gawaing isinagawa ng sistema. Ang pagpili ng zero na antas ng potensyal na enerhiya ay tinutukoy ng mga pagsasaalang-alang ng kaginhawahan para sa paglutas ng bawat partikular na problema.

A) Potensyal na enerhiya ng isang load na nakataas sa ibabaw ng lupa. Habang nagbubuhat ng load ng mass m sa taas h, ginagawa ang trabaho mgh, samakatuwid ang potensyal na enerhiya ng sistema ng "load at Earth" ay tumataas ng mgh. Piliin natin bilang zero level ng potensyal na enerhiya ang estado ng system kapag ang load ay nasa ibabaw ng lupa. Pagkatapos Ep = mgh.

b) Potensyal na enerhiya ng isang deformed spring. Ang potensyal na enerhiya ng isang deformed spring ay katumbas ng trabaho na dapat gawin upang deform ang spring. A = kx 2/2, kung saan ang k ay ang spring stiffness, x ay ang pagpahaba nito. Samakatuwid, ang potensyal na enerhiya ng deformed spring Ep = kx 2/2.

Ticket No. 7

Plano ng pagtugon

1. Kahulugan ng oscillatory motion. 2. Libreng vibrations. 3. Mga pagbabago sa enerhiya. 4. Sapilitang panginginig ng boses.

Mga mekanikal na panginginig ng boses ay mga galaw ng katawan na eksaktong inuulit o humigit-kumulang sa magkaparehong pagitan ng oras. Ang mga pangunahing katangian ng mechanical vibrations ay: displacement, amplitude, frequency, period. Bias ay isang paglihis mula sa posisyon ng ekwilibriyo. Malawak- module ng maximum deviation mula sa equilibrium position. Dalas- ang bilang ng mga kumpletong oscillation na ginawa sa bawat yunit ng oras. Panahon- ang oras ng isang kumpletong oscillation, i.e. ang pinakamababang tagal ng panahon pagkatapos kung saan ang proseso ay paulit-ulit. Ang panahon at dalas ay nauugnay sa pamamagitan ng: v= 1/T.

Ang pinakasimpleng uri ng oscillatory motion ay harmonic vibrations, kung saan nagbabago ang oscillating quantity sa paglipas ng panahon ayon sa batas ng sine o cosine (Fig.).

Libre- ay tinatawag na mga oscillations na nagaganap dahil sa unang naibigay na enerhiya sa kasunod na kawalan ng mga panlabas na impluwensya sa system na gumaganap ng mga oscillations. Halimbawa, ang mga vibrations ng isang load sa isang thread (Fig.).

Isaalang-alang natin ang proseso ng conversion ng enerhiya gamit ang halimbawa ng mga oscillations ng isang load sa isang thread (tingnan ang figure).

Kapag ang pendulum ay lumihis mula sa posisyon ng ekwilibriyo nito, ito ay tumataas sa isang taas h kaugnay sa zero level, samakatuwid, sa punto A ang isang pendulum ay may potensyal na enerhiya mgh. Kapag lumipat sa posisyon ng balanse, sa punto O, ang taas ay bumababa sa zero, at ang bilis ng pagkarga ay tumataas, at sa punto O ang lahat ng potensyal na enerhiya mgh ay mako-convert sa kinetic energy mv g/2. Sa equilibrium, ang kinetic energy ay nasa pinakamataas nito at ang potensyal na enerhiya ay nasa pinakamababa nito. Matapos maipasa ang posisyon ng equilibrium, ang kinetic energy ay na-convert sa potensyal na enerhiya, ang bilis ng pendulum ay bumababa at sa maximum na paglihis mula sa posisyon ng balanse ay nagiging katumbas ng zero. Sa oscillatory motion, ang mga pana-panahong pagbabago ng kinetic at potensyal na enerhiya nito ay palaging nangyayari.

Sa libreng mekanikal na panginginig ng boses, ang pagkawala ng enerhiya ay hindi maiiwasang mangyari upang madaig ang mga puwersa ng paglaban. Kung ang mga vibrations ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng isang pana-panahong kumikilos na panlabas na puwersa, kung gayon ang mga naturang vibrations ay tinatawag pilit.

Kapag ang dalas ng panlabas na puwersa at ang dalas ng sariling vibrations ng katawan ay nag-tutugma, ang amplitude ng sapilitang vibrations ay tumataas nang husto. Ang kababalaghang ito ay tinatawag mekanikal na resonance.

Ht- malawak

w- dalas ng panlabas na puwersa

w0- dalas ng natural na mga oscillation

Ang kababalaghan ng resonance ay maaaring maging sanhi ng pagkasira ng mga kotse, gusali, tulay kung ang kanilang mga natural na frequency ay nag-tutugma sa dalas ng isang pana-panahong kumikilos na puwersa. Samakatuwid, halimbawa, ang mga makina sa mga kotse ay naka-install sa mga espesyal na shock absorbers, at ang mga yunit ng militar ay ipinagbabawal na makasabay kapag lumilipat sa tulay.

Ticket No. 8

Plano ng pagtugon

1. Mga pangunahing probisyon. 2. Nakaranas ng ebidensya. 3. Mga micro-characteristics ng substance.

Ang Molecular Kinetic Theory ay isang sangay ng pisika na nag-aaral ng mga katangian ng iba't ibang estado ng bagay, batay sa ideya ng pagkakaroon ng mga molekula at atomo bilang maliliit na particle mga sangkap. Ang ICT ay batay sa tatlong pangunahing prinsipyo:

1. Lahat ng substance ay binubuo ng maliliit na particle: molecules, atoms o ions.

2. Ang mga particle na ito ay nasa tuluy-tuloy na magulong paggalaw, ang bilis nito ay tumutukoy sa temperatura ng sangkap.

3. Sa pagitan ng mga particle ay may mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi, ang likas na katangian nito ay nakasalalay sa distansya sa pagitan nila.

Ang mga pangunahing probisyon ng ICT ay kinumpirma ng maraming mga eksperimentong katotohanan. Ang pagkakaroon ng mga molekula, atomo at ion ay napatunayan nang eksperimento, ang mga molekula ay sapat na pinag-aralan at nakuhanan pa ng larawan gamit ang mga mikroskopyo ng elektron. Ang kakayahan ng mga gas na lumawak at sumakop nang walang katiyakan lahat ang lakas ng tunog na ibinigay nito ay ipinaliwanag ng patuloy na magulong paggalaw ng mga molekula. Pagkalastiko mga gas, mga solid at likido, ang kakayahan ng mga likido na mabasa ang ilang mga solido, ang mga proseso ng pangkulay, gluing, pagpapanatili ng hugis ng mga solido at marami pang iba ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi sa pagitan ng mga molekula. Ang kababalaghan ng pagsasabog - ang kakayahan ng mga molekula ng isang sangkap na tumagos sa mga puwang sa pagitan ng mga molekula ng isa pa - ay nagpapatunay din sa mga pangunahing probisyon ng MCT. Ang hindi pangkaraniwang bagay ng pagsasabog ay nagpapaliwanag, halimbawa, ang pagkalat ng mga amoy, ang paghahalo ng hindi magkatulad na mga likido, ang proseso ng pagtunaw ng mga solido sa mga likido, at ang hinang ng mga metal sa pamamagitan ng pagtunaw sa kanila o sa pamamagitan ng presyon. Ang pagkumpirma ng tuluy-tuloy na magulong paggalaw ng mga molekula ay Brownian motion din - ang tuluy-tuloy na magulong paggalaw ng mga microscopic na particle na hindi matutunaw sa likido.

Ang paggalaw ng mga particle ng Brown ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng magulong paggalaw ng mga likidong particle na bumabangga sa mga microscopic na particle at itinatakda ang mga ito sa paggalaw. Napatunayan sa eksperimento na ang bilis ng mga particle ng Brown ay nakasalalay sa temperatura ng likido. Ang teorya ng Brownian motion ay binuo ni A. Einstein. Ang mga batas ng paggalaw ng butil ay istatistiko at probabilistiko sa kalikasan. Mayroon lamang isang kilalang paraan upang bawasan ang intensity ng Brownian motion - pagpapababa ng temperatura. Ang pagkakaroon ng Brownian motion ay nakakumbinsi na nagpapatunay sa paggalaw ng mga molekula.

Ang anumang sangkap ay binubuo ng mga particle, samakatuwid dami ng sangkap ay karaniwang itinuturing na proporsyonal sa bilang ng mga particle, i.e. mga elemento ng istruktura nakapaloob sa katawan, v.

Ang yunit ng dami ng isang sangkap ay nunal.Nunal- ito ang dami ng sangkap na naglalaman ng parehong bilang ng mga elemento ng istruktura ng anumang sangkap tulad ng mayroong mga atom sa 12 g ng carbon C 12. Ang ratio ng bilang ng mga molekula ng isang sangkap sa dami ng sangkap ay tinatawag Ang pare-pareho ni Avogadro:

n a = N/v. na = 6.02 10 23 mol -1.

Ang pare-pareho ng Avogadro ay nagpapakita kung gaano karaming mga atomo at molekula ang nasa isang nunal ng isang sangkap. Molar mass ay isang dami na katumbas ng ratio ng mass ng isang substance sa dami ng substance:

Ang molar mass ay ipinahayag sa kg/mol. Alam ang molar mass, maaari mong kalkulahin ang masa ng isang molekula:

m 0 = m/N = m/vN A = M/N A

Ang average na masa ng mga molekula ay karaniwang tinutukoy ng mga kemikal na pamamaraan; Ang pare-pareho ng Avogadro ay tinutukoy na may mataas na katumpakan sa pamamagitan ng ilang mga pisikal na pamamaraan. Ang mga masa ng mga molekula at atomo ay natutukoy na may makabuluhang antas ng katumpakan gamit ang isang mass spectrograph.

Ang mga masa ng mga molekula ay napakaliit. Halimbawa, ang masa ng isang molekula ng tubig: t = 29.9 10 -27 kg.

Ang molar mass ay nauugnay sa relatibong molekular na masa ni Mr. Ang kamag-anak na masa ng molar ay isang halaga na katumbas ng ratio ng masa ng isang molekula ng isang naibigay na sangkap sa 1/12 ng masa ng C 12 carbon atom. Kung alam pormula ng kemikal sangkap, pagkatapos gamit ang periodic table ang kamag-anak na masa nito ay maaaring matukoy, na, kapag ipinahayag sa kilo, ay nagpapakita ng molar mass ng sangkap na ito.

Ticket No. 9

Plano ng pagtugon

1. Ang konsepto ng isang perpektong gas, mga katangian. 2. Pagpapaliwanag ng presyon ng gas. 3. Ang pangangailangang sukatin ang temperatura. 4. Pisikal na kahulugan temperatura. 5. Mga kaliskis sa temperatura. 6. Ganap na temperatura.

Upang ipaliwanag ang mga katangian ng bagay sa gas na estado, ang perpektong modelo ng gas ay ginagamit. Tamang-tama Ito ay itinuturing na gas kung:

a) walang mga kaakit-akit na puwersa sa pagitan ng mga molekula, ibig sabihin, ang mga molekula ay kumikilos tulad ng ganap na nababanat na mga katawan;

b) ang gas ay napaka-discharged, ibig sabihin, ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay marami mas maraming sukat ang mga molekula mismo;

c) ang thermal equilibrium sa buong volume ay agad na nakakamit. Ang mga kondisyon na kinakailangan para sa isang tunay na gas upang makuha ang mga katangian ng isang perpektong gas ay natutugunan sa ilalim ng naaangkop na rarefaction ng tunay na gas. Ang ilang mga gas kahit na may temperatura ng silid at ang presyon ng atmospera ay bahagyang naiiba sa ideal.

Ang pangunahing mga parameter ng isang perpektong gas ay presyon, dami at temperatura.

Isa sa mga una at mahalagang tagumpay ng MCT ay ang qualitative at quantitative na paliwanag ng gas pressure sa mga dingding ng isang sisidlan. Ng husay ang paliwanag ay ang mga molekula ng gas, kapag bumabangga sa mga dingding ng isang sisidlan, ay nakikipag-ugnayan sa kanila ayon sa mga batas ng mekanika bilang mga nababanat na katawan at inililipat ang kanilang mga impulses sa mga dingding ng sisidlan.

Batay sa paggamit ng mga pangunahing prinsipyo ng molecular kinetic theory, ang pangunahing MKT equation para sa isang ideal na gas ay nakuha, na ganito ang hitsura: p = 1/3 t 0 pv 2 .

Dito R - perpektong presyon ng gas, m 0 -

molekular na masa, P - konsentrasyon ng mga molekula, v 2 - ang ibig sabihin ng parisukat ng bilis ng molekular.

Ang pagtukoy sa average na halaga ng kinetic energy ng translational motion ng ideal na mga molekula ng gas E k, nakuha namin ang pangunahing equation ng MKT ng isang perpektong gas sa anyo: p = 2/3nE k .

Gayunpaman, sa pamamagitan ng pagsukat lamang ng presyon ng gas, imposibleng malaman ang alinman sa average na kinetic energy ng mga indibidwal na molekula o ang kanilang konsentrasyon. Dahil dito, upang mahanap ang mga microscopic na parameter ng isang gas, kinakailangan upang sukatin ang ilang iba pang pisikal na dami na nauugnay sa average na kinetic energy ng mga molecule. Ang nasabing dami sa pisika ay temperatura. Temperatura - isang scalar na pisikal na dami na naglalarawan sa estado ng thermodynamic equilibrium (isang estado kung saan walang pagbabago sa mga microscopic na parameter). Bilang isang thermodynamic na dami, ang temperatura ay nagpapakilala sa thermal state ng system at nasusukat sa antas ng paglihis nito mula sa kung ano ang ipinapalagay na zero; bilang isang molecular-kinetic na dami, ito ay nagpapakilala sa intensity ng magulong paggalaw ng mga molekula at sinusukat. sa pamamagitan ng kanilang average na kinetic energy.

E k = 3/2 kT, saan k = 1.38 10 -23 J/K at tinatawag na Boltzmann pare-pareho.

Ang temperatura ng lahat ng bahagi ng isang nakahiwalay na sistema sa ekwilibriyo ay pareho. Ang temperatura ay sinusukat ng mga thermometer sa mga digri ng iba't ibang sukat ng temperatura. Mayroong absolute thermodynamic scale (Kelvin scale) at iba't ibang empirical scale na naiiba mga panimulang punto. Bago ang pagpapakilala ng absolute temperature scale, ang Celsius scale ay malawakang ginagamit sa pagsasanay (ang nagyeyelong punto ng tubig ay kinukuha na 0 °C, ang kumukulong punto ng tubig sa normal na temperatura ay kinuha na 100 °C). presyon ng atmospera).

Ang yunit ng temperatura sa isang ganap na sukat ay tinatawag Kelvin at pinili na katumbas ng isang degree sa Celsius na sukat na 1 K = 1 °C. Sa sukat ng Kelvin, ang ganap na zero na temperatura ay kinuha bilang zero, iyon ay, ang temperatura kung saan ang presyon ng isang perpektong gas sa pare-pareho ang dami ay zero. Ang mga kalkulasyon ay nagbibigay ng resulta na ang absolute zero na temperatura ay -273 °C. Kaya, mayroong isang relasyon sa pagitan ng absolute temperature scale at Celsius scale T = t°C + 273. Ang mga absolute zero na temperatura ay hindi matamo, dahil ang anumang paglamig ay nakabatay sa pagsingaw ng mga molekula mula sa ibabaw, at kapag papalapit sa absolute zero, ang bilis ng translasyon na paggalaw ng mga molekula ay bumagal nang husto na halos huminto ang pagsingaw. Sa teoryang, sa ganap na zero, ang bilis ng pagsasalin ng paggalaw ng mga molekula ay zero, ibig sabihin, ang thermal motion ng mga molekula ay humihinto.

Ticket No. 10

Trabaho ng puwersa. kapangyarihan.

Ang gawaing ginawa ng isang puwersa ay katumbas ng produkto ng moduli ng puwersa at displacement at ang cosine ng anggulo sa pagitan nila. Ang formula na ito ay wasto kapag ang puwersa ay pare-pareho at ang katawan ay gumagalaw sa isang tuwid na linya.

Ang tanda ng trabaho ay tinutukoy ng tanda ng cosine ng anggulo sa pagitan ng puwersa at pag-aalis.

Kung α<90˚, то A>0,

Kung α>90˚, ang A<0

Kung α=0, kung gayon A=0

Kung maraming pwersa ang kumikilos sa isang katawan, kung gayon ang kabuuang gawain (ang kabuuan ng gawain ng lahat ng pwersa) ay katumbas ng gawain ng nagresultang puwersa.

A = F1r | ∆r|+F2r |∆r|+…=A1+A2+… .

Sa International System of Units, ang trabaho ay sinusukat sa joules (J)

1 J = 1 N 1 m = 1 N m

Ang joule ay ang gawaing ginawa ng puwersa na 1 N upang gumalaw ng 1 m kung ang mga direksyon ng puwersa at paggalaw ay magkasabay.

Ang kapangyarihan ay ang ratio ng trabaho A sa pagitan ng oras ∆t kung saan isinasagawa ang gawaing ito. N = A/∆t

Kung papalitan natin ang formula ng trabaho sa formula ng kapangyarihan, lumalabas na ang kapangyarihan ay katumbas ng produkto ng modulus ng force vector sa pamamagitan ng modulus ng velocity vector at ang cosine ng anggulo sa pagitan ng mga direksyon.

1. Kilusang mekanikal. Materyal na punto.

Ang mekanikal na paggalaw ng isang katawan ay ang pagbabago sa posisyon nito sa espasyo na may kaugnayan sa iba pang mga katawan sa paglipas ng panahon. Pinag-aaralan niya ang paggalaw ng mga katawan ng mekaniko. Ang paggalaw ng isang ganap na matibay na katawan (hindi nababago sa panahon ng paggalaw at pakikipag-ugnayan), kung saan ang lahat ng mga punto nito sa isang naibigay na sandali sa oras ay gumagalaw nang pantay, ay tinatawag na translational motion; upang ilarawan ito, ito ay kinakailangan at sapat upang ilarawan ang paggalaw ng isa. punto ng katawan. Ang isang kilusan kung saan ang mga trajectory ng lahat ng mga punto ng katawan ay mga bilog na may sentro sa isang linya at ang lahat ng mga eroplano ng mga bilog ay patayo sa linyang ito ay tinatawag na rotational movement. Ang isang katawan na ang hugis at sukat ay maaaring mapabayaan sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon ay tinatawag na isang materyal na punto.

Ang kapabayaan na ito ay pinahihintulutan kapag ang sukat ng katawan ay maliit kumpara sa layo na nilakbay nito o ang distansya ng katawan na ito sa ibang mga katawan. Upang ilarawan ang paggalaw ng isang katawan, kailangan mong malaman ang mga coordinate nito sa anumang sandali ng oras. Ito ang pangunahing gawain ng mekanika.

2. Relativity ng paggalaw. Sistema ng sanggunian. Mga yunit.

Upang matukoy ang mga coordinate ng isang materyal na punto, kinakailangan na pumili ng isang reference body at iugnay ang isang coordinate system dito at itakda ang pinagmulan ng oras. Ang sistema ng coordinate at ang indikasyon ng pinagmulan ng oras ay bumubuo ng isang sistema ng sanggunian na nauugnay sa kung saan ang paggalaw ng katawan ay isinasaalang-alang. Ang sistema ay dapat na gumagalaw sa isang pare-pareho ang bilis (o maging sa pahinga, na sa pangkalahatan ay ang parehong bagay). Ang trajectory ng katawan, ang distansya na nilakbay at ang pag-aalis ay nakasalalay sa pagpili ng sistema ng sanggunian, i.e. Ang mekanikal na paggalaw ay kamag-anak. Ang yunit ng haba ay ang metro, na katumbas ng distansyang nilakbay ng liwanag sa isang vacuum sa mga segundo. Ang segundo ay isang yunit ng oras, katumbas ng mga panahon ng radiation ng isang cesium-133 atom.

3. Trajectory. Daan at galaw. Mabilis na bilis.

Ang trajectory ng isang katawan ay isang linya na inilarawan sa espasyo sa pamamagitan ng isang gumagalaw na punto ng materyal. Landas - ang haba ng seksyon ng trajectory mula sa una hanggang sa huling paggalaw ng materyal na punto. Ang radius vector ay isang vector na nagkokonekta sa pinagmulan ng mga coordinate at isang punto sa espasyo. Ang displacement ay isang vector na nagkokonekta sa mga panimulang punto at pagtatapos ng isang seksyon ng trajectory na sakop sa paglipas ng panahon. Ang bilis ay isang pisikal na dami na nagpapakilala sa bilis at direksyon ng paggalaw sa isang naibigay na sandali sa oras. Ang average na bilis ay tinukoy bilang. Ang average na bilis ng lupa ay katumbas ng ratio ng distansya na nilakbay ng katawan sa isang yugto ng panahon hanggang sa pagitan na ito. . Ang instant na bilis (vector) ay ang unang derivative ng radius vector ng isang gumagalaw na punto. . Ang madalian na bilis ay nakadirekta nang tangential sa trajectory, ang average - kasama ang secant. Instantaneous ground speed (scalar) – ang unang derivative ng track na may kinalaman sa oras, katumbas ng magnitude sa instantaneous speed

4. Uniform linear na paggalaw. Mga graph ng kinematic na dami kumpara sa oras sa pare-parehong paggalaw. Pagdaragdag ng mga bilis.

Ang paggalaw na may pare-parehong bilis sa magnitude at direksyon ay tinatawag na unipormeng rectilinear na paggalaw. Sa pare-parehong rectilinear motion, ang isang katawan ay naglalakbay ng pantay na distansya sa anumang pantay na yugto ng panahon. Kung ang bilis ay pare-pareho, kung gayon ang distansya na nilakbay ay kinakalkula bilang: Ang klasikal na batas ng pagdaragdag ng mga bilis ay nabuo tulad ng sumusunod: ang bilis ng paggalaw ng isang materyal na punto na may kaugnayan sa isang sistema ng sanggunian na kinuha bilang isang nakatigil ay katumbas ng vector sum ng mga bilis ng paggalaw ng isang punto sa isang gumagalaw na sistema at ang bilis ng paggalaw ng isang gumagalaw na sistema na may kaugnayan sa isang nakatigil.

5. Pagpapabilis. Uniformly accelerated linear motion. Mga graph ng pag-asa ng mga kinematic na dami sa oras sa pantay na pinabilis na paggalaw.

Ang isang kilusan kung saan ang isang katawan ay gumagawa ng hindi pantay na paggalaw sa pantay na pagitan ng oras ay tinatawag na hindi pantay na paggalaw. Sa hindi pantay na galaw ng pagsasalin, nagbabago ang bilis ng katawan sa paglipas ng panahon. Ang acceleration (vector) ay isang pisikal na dami na nagpapakilala sa bilis ng pagbabago sa bilis sa magnitude at direksyon. Ang instant acceleration (vector) ay ang unang derivative ng bilis na may paggalang sa oras. .Ang uniporme na pinabilis ay ang paggalaw na may acceleration na pare-pareho sa magnitude at direksyon. Ang bilis sa pantay na pinabilis na paggalaw ay kinakalkula bilang:

Mula dito ang formula para sa landas sa panahon ng pantay na pinabilis na paggalaw ay hinango bilang

Ang mga formula na hinango mula sa mga equation ng bilis at landas para sa pare-parehong pinabilis na paggalaw ay wasto din.

6. Libreng pagkahulog ng mga katawan. Pagpapabilis ng grabidad.

Ang pagbagsak ng isang katawan ay ang paggalaw nito sa larangan ng grabidad (???) . Ang pagbagsak ng mga katawan sa isang vacuum ay tinatawag na libreng pagkahulog. Ito ay eksperimento na itinatag na sa panahon ng libreng pagkahulog, ang mga katawan ay gumagalaw sa parehong paraan anuman ang kanilang mga pisikal na katangian. Ang acceleration kung saan ang mga katawan ay nahuhulog sa Earth sa isang vacuum ay tinatawag na acceleration ng free fall at ito ay tinutukoy.

7. Unipormeng paggalaw sa isang bilog. Pagpapabilis sa panahon ng pare-parehong paggalaw ng isang katawan sa isang bilog (centripetal acceleration)

Ang anumang paggalaw sa isang sapat na maliit na seksyon ng tilapon ay maaaring ituring na isang pare-parehong paggalaw sa isang bilog. Sa proseso ng pare-parehong paggalaw sa paligid ng isang bilog, ang halaga ng bilis ay nananatiling pare-pareho, ngunit ang direksyon ng bilis ng vector ay nagbabago.<рисунок>.. Ang acceleration vector kapag gumagalaw sa isang bilog ay nakadirekta patayo sa velocity vector (nakadirekta tangentially), sa gitna ng bilog. Ang yugto ng panahon kung saan ang isang katawan ay gumagawa ng isang kumpletong rebolusyon sa paligid ng isang bilog ay tinatawag na isang panahon. . Ang reciprocal ng panahon, na nagpapakita ng bilang ng mga rebolusyon sa bawat yunit ng oras, ay tinatawag na dalas. Gamit ang mga formula na ito, maaari nating mahihinuha iyon, o . Angular velocity (bilis ng pag-ikot) ay tinukoy bilang . Ang angular na bilis ng lahat ng mga punto ng katawan ay pareho, at nagpapakilala sa mga paggalaw ng umiikot na katawan sa kabuuan. Sa kasong ito, ang linear velocity ng katawan ay ipinahayag bilang , at acceleration – bilang .

Isinasaalang-alang ng prinsipyo ng kalayaan ng mga paggalaw ang paggalaw ng anumang punto ng katawan bilang kabuuan ng dalawang paggalaw - translational at rotational.

8. Ang unang batas ni Newton. Inertial reference system.

Ang kababalaghan ng pagpapanatili ng bilis ng isang katawan sa kawalan ng mga panlabas na impluwensya ay tinatawag na inertia. Ang unang batas ni Newton, na kilala rin bilang batas ng pagkawalang-galaw, ay nagsasaad: “mayroong mga frame ng sanggunian kung saan ang mga katawan na gumagalaw sa pagsasalin ay nagpapanatili ng kanilang bilis na pare-pareho maliban kung ang ibang mga katawan ay kumikilos sa kanila.” Ang mga sistema ng sanggunian na nauugnay sa kung aling mga katawan, sa kawalan ng mga panlabas na impluwensya, ay gumagalaw nang patuwid at pare-pareho ay tinatawag na mga inertial reference system. Ang mga sistema ng sanggunian na nauugnay sa mundo ay itinuturing na inertial, sa kondisyon na ang pag-ikot ng mundo ay napapabayaan.

9. Misa. Puwersa. Pangalawang batas ni Newton. Pagdaragdag ng pwersa. Sentro ng grabidad.

Ang dahilan ng pagbabago sa bilis ng isang katawan ay palaging ang pakikipag-ugnayan nito sa ibang mga katawan. Kapag ang dalawang katawan ay nakikipag-ugnayan, ang mga bilis ay palaging nagbabago, i.e. accelerations ay nakuha. Ang ratio ng mga acceleration ng dalawang katawan ay pareho para sa anumang pakikipag-ugnayan. Ang pag-aari ng isang katawan kung saan nakasalalay ang acceleration nito kapag nakikipag-ugnayan sa ibang mga katawan ay tinatawag na inertia. Ang isang quantitative measure ng inertia ay body weight. Ang ratio ng masa ng mga nakikipag-ugnay na katawan ay katumbas ng kabaligtaran na ratio ng mga module ng acceleration. Ang pangalawang batas ni Newton ay nagtatatag ng koneksyon sa pagitan ng mga kinematic na katangian ng paggalaw - acceleration, at ang mga dynamic na katangian ng interaksyon - pwersa. , o, sa mas tumpak na anyo, , i.e. ang rate ng pagbabago ng momentum ng isang materyal na punto ay katumbas ng puwersang kumikilos dito. Kapag ang ilang pwersa ay sabay-sabay na inilapat sa isang katawan, ang katawan ay gumagalaw nang may acceleration, na siyang vector sum ng mga acceleration na lalabas sa ilalim ng impluwensya ng bawat isa sa mga pwersang ito nang hiwalay. Ang mga puwersang kumikilos sa isang katawan at inilapat sa isang punto ay idinaragdag ayon sa tuntunin ng pagdaragdag ng vector. Ang posisyon na ito ay tinatawag na prinsipyo ng kalayaan ng mga pwersa. Ang sentro ng masa ay isang punto ng isang matibay na katawan o sistema ng mga matibay na katawan na gumagalaw sa parehong paraan tulad ng isang materyal na punto na may masa na katumbas ng kabuuan ng mga masa ng buong sistema sa kabuuan, na napapailalim sa parehong nagreresultang puwersa bilang katawan. . Sa pamamagitan ng pagsasama ng expression na ito sa paglipas ng panahon, makakakuha tayo ng mga expression para sa mga coordinate ng sentro ng masa. Ang sentro ng grabidad ay ang punto ng aplikasyon ng resulta ng lahat ng puwersa ng grabidad na kumikilos sa mga particle ng katawan na ito sa anumang posisyon sa kalawakan. Kung ang mga linear na sukat ng katawan ay maliit kumpara sa laki ng Earth, kung gayon ang sentro ng masa ay tumutugma sa sentro ng grabidad. Ang kabuuan ng mga sandali ng lahat ng pwersa ng elementarya na gravity na may kaugnayan sa anumang axis na dumadaan sa sentro ng grabidad ay katumbas ng zero.

10. Pangatlong batas ni Newton.

Para sa anumang pakikipag-ugnayan ng dalawang katawan, ang ratio ng mga module ng nakuha na mga acceleration ay pare-pareho at katumbas ng kabaligtaran na ratio ng mga masa. kasi Kapag nakikipag-ugnayan ang mga katawan, ang mga vector ng acceleration ay may kabaligtaran na direksyon, maaari nating isulat iyon . Ayon sa ikalawang batas ni Newton, ang puwersang kumikilos sa unang katawan ay katumbas ng , at sa pangalawa. Kaya, . Iniuugnay ng ikatlong batas ni Newton ang mga puwersa kung saan kumikilos ang mga katawan sa isa't isa. Kung ang dalawang katawan ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, kung gayon ang mga puwersa na nagmumula sa pagitan ng mga ito ay inilalapat sa magkaibang mga katawan, ay pantay sa magnitude, kabaligtaran sa direksyon, kumikilos sa parehong tuwid na linya, at may parehong kalikasan.

11. Elastikong pwersa. Batas ni Hooke.

Ang puwersa na nagmumula bilang isang resulta ng pagpapapangit ng isang katawan at nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa paggalaw ng mga particle ng katawan sa panahon ng pagpapapangit na ito ay tinatawag na nababanat na puwersa. Ang mga eksperimento sa isang baras ay nagpakita na para sa mga maliliit na deformation kumpara sa laki ng katawan, ang modulus ng nababanat na puwersa ay direktang proporsyonal sa modulus ng displacement vector ng libreng dulo ng baras, na sa projection ay parang . Ang koneksyon na ito ay itinatag ni R. Hooke; ang kanyang batas ay nabuo tulad ng sumusunod: ang nababanat na puwersa na lumitaw sa panahon ng pagpapapangit ng isang katawan ay proporsyonal sa pagpahaba ng katawan sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng paggalaw ng mga particle ng katawan sa panahon ng pagpapapangit. Coefficient k tinatawag na tigas ng katawan, at depende sa hugis at materyal ng katawan. Ipinahayag sa newtons bawat metro. Ang mga nababanat na puwersa ay sanhi ng mga pakikipag-ugnayan ng electromagnetic.

12. Mga puwersa ng friction, sliding friction coefficient. Viscous friction (???)

Ang puwersa na lumitaw sa hangganan ng pakikipag-ugnayan ng mga katawan sa kawalan ng kamag-anak na paggalaw ng mga katawan ay tinatawag na static friction force. Ang static friction force ay katumbas ng magnitude sa panlabas na puwersa na nakadirekta nang tangential sa ibabaw ng contact ng mga katawan at sa tapat ng direksyon. Kapag ang isang katawan ay gumagalaw nang pantay-pantay sa ibabaw ng isa pa sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na puwersa, ang isang puwersa ay kumikilos sa katawan na katumbas ng magnitude sa puwersang nagtutulak at sa tapat ng direksyon. Ang puwersang ito ay tinatawag na sliding friction force. Ang sliding friction force vector ay nakadirekta sa tapat ng velocity vector, kaya ang puwersang ito ay palaging humahantong sa pagbaba sa relatibong bilis ng katawan. Ang mga puwersa ng friction, tulad ng nababanat na puwersa, ay may likas na electromagnetic, at bumangon dahil sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga singil sa kuryente ng mga atomo ng mga katawan na nakikipag-ugnay. Eksperimento na itinatag na ang pinakamataas na halaga ng modulus ng static friction force ay proporsyonal sa puwersa ng presyon. Ang maximum na halaga ng static friction force at ang sliding friction force ay humigit-kumulang pantay din, gayundin ang mga coefficients ng proporsyonalidad sa pagitan ng friction forces at ang presyon ng katawan sa ibabaw.

13. Gravitational forces. Ang batas ng unibersal na grabitasyon. Grabidad. Timbang ng katawan.

Mula sa katotohanan na ang mga katawan, anuman ang kanilang masa, ay nahuhulog na may parehong acceleration, ito ay sumusunod na ang puwersa na kumikilos sa kanila ay proporsyonal sa masa ng katawan. Ang kaakit-akit na puwersang ito na kumikilos sa lahat ng mga katawan mula sa Earth ay tinatawag na gravity. Ang puwersa ng grabidad ay kumikilos sa anumang distansya sa pagitan ng mga katawan. Ang lahat ng mga katawan ay umaakit sa isa't isa, ang puwersa ng unibersal na grabidad ay direktang proporsyonal sa produkto ng mga masa at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila. Ang mga vector ng unibersal na puwersa ng gravitational ay nakadirekta sa isang tuwid na linya na nagkokonekta sa mga sentro ng masa ng mga katawan. , G – Gravitational constant, katumbas ng . Ang bigat ng katawan ay ang puwersa kung saan ang katawan, dahil sa grabidad, ay kumikilos sa isang suporta o nag-uunat ng isang suspensyon. Ang bigat ng katawan ay pantay sa magnitude at kabaligtaran ng direksyon sa nababanat na puwersa ng suporta ayon sa ikatlong batas ni Newton. Ayon sa ikalawang batas ni Newton, kung wala nang puwersa ang kumikilos sa isang katawan, ang puwersa ng grabidad ng katawan ay balanse ng puwersa ng pagkalastiko. Bilang resulta, ang bigat ng katawan sa isang nakatigil o pare-parehong gumagalaw na pahalang na suporta ay katumbas ng puwersa ng grabidad. Kung ang suporta ay gumagalaw nang may acceleration, pagkatapos ay ayon sa pangalawang batas ni Newton , mula sa kung saan ito hinango. Nangangahulugan ito na ang bigat ng isang katawan na ang direksyon ng acceleration ay tumutugma sa direksyon ng acceleration dahil sa gravity ay mas mababa kaysa sa bigat ng isang katawan sa pamamahinga.

14. Patayong paggalaw ng isang katawan sa ilalim ng impluwensya ng grabidad. Paggalaw ng mga artipisyal na satellite. Kawalan ng timbang. Unang bilis ng pagtakas.

Kapag naghahagis ng katawan na kahanay sa ibabaw ng lupa, mas malaki ang paunang bilis, mas malaki ang saklaw ng paglipad. Sa mataas na bilis, kinakailangan ding isaalang-alang ang sphericity ng earth, na makikita sa isang pagbabago sa direksyon ng gravity vector. Sa isang tiyak na bilis, ang isang katawan ay maaaring gumalaw sa paligid ng Earth sa ilalim ng impluwensya ng unibersal na grabidad. Ang bilis na ito, na tinatawag na unang cosmic speed, ay maaaring matukoy mula sa equation ng paggalaw ng isang katawan sa isang bilog. Sa kabilang banda, mula sa pangalawang batas ni Newton at sa batas ng unibersal na grabitasyon ay sinusunod nito iyon. Kaya sa malayo R mula sa gitna ng isang celestial body na may masa M ang unang bilis ng pagtakas ay katumbas ng. Kapag ang bilis ng isang katawan ay nagbabago, ang hugis ng orbit nito ay nagbabago mula sa isang bilog patungo sa isang ellipse. Kapag naabot ang pangalawang bilis ng pagtakas, ang orbit ay nagiging parabolic.

15. Simbuyo ng katawan. Batas ng konserbasyon ng momentum. Pagpapaandar ng jet.

Ayon sa pangalawang batas ni Newton, hindi alintana kung ang isang katawan ay nakapahinga o gumagalaw, ang isang pagbabago sa bilis nito ay maaari lamang mangyari kapag nakikipag-ugnayan sa ibang mga katawan. Kung tumitimbang ang katawan m para sa oras t kumikilos ang isang puwersa at ang bilis ng paggalaw nito ay nagbabago mula sa , pagkatapos ay ang acceleration ng katawan ay katumbas ng . Batay sa ikalawang batas ni Newton para sa puwersa, maaari nating isulat ang . Ang pisikal na dami na katumbas ng produkto ng isang puwersa at ang oras ng pagkilos nito ay tinatawag na impulse ng isang puwersa. Ang salpok ng isang puwersa ay nagpapakita na mayroong isang dami na nagbabago nang pantay sa lahat ng mga katawan sa ilalim ng impluwensya ng parehong mga puwersa, kung ang oras ng pagkilos ng puwersa ay pareho. Ang dami na ito, katumbas ng produkto ng masa ng katawan at ang bilis ng paggalaw nito, ay tinatawag na momentum ng katawan. Ang pagbabago sa momentum ng katawan ay katumbas ng salpok ng puwersa na nagdulot ng pagbabagong ito. Kunin natin ang dalawang katawan, masa at , gumagalaw nang may bilis at . Ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang mga puwersang kumikilos sa mga katawan sa panahon ng kanilang pakikipag-ugnayan ay pantay sa magnitude at magkasalungat sa direksyon, i.e. maaari silang tukuyin bilang at . Para sa mga pagbabago sa mga impulses sa panahon ng pakikipag-ugnayan, maaari naming isulat . Mula sa mga ekspresyong ito ay nakukuha natin iyon , ibig sabihin, ang vector sum ng momenta ng dalawang katawan bago ang interaction ay katumbas ng vector sum ng momenta pagkatapos ng interaction. Sa isang mas pangkalahatang anyo, ang batas ng konserbasyon ng momentum ay ganito ang tunog: Kung, kung gayon.

16. Gawaing mekanikal. kapangyarihan. Kinetic at potensyal na enerhiya.

Trabaho A ang force constant ay isang pisikal na dami na katumbas ng produkto ng force at displacement moduli na pinarami ng cosine ng anggulo sa pagitan ng mga vectors at. . Ang trabaho ay isang scalar na dami at maaaring negatibo kung ang anggulo sa pagitan ng displacement at force vectors ay mas malaki kaysa sa . Ang yunit ng trabaho ay tinatawag na joule, 1 joule ay katumbas ng gawaing ginawa ng puwersa ng 1 newton kapag inililipat ang punto ng aplikasyon nito ng 1 metro. Ang kapangyarihan ay isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng trabaho sa tagal ng panahon kung kailan isinagawa ang gawaing ito. . Ang isang yunit ng kapangyarihan ay tinatawag na watt; 1 watt ay katumbas ng kapangyarihan kung saan ang 1 joule ng trabaho ay ginagawa sa loob ng 1 segundo. Ipagpalagay natin na isang body of mass m kumikilos ang isang puwersa (na sa pangkalahatan ay maaaring resulta ng ilang pwersa), sa ilalim ng impluwensya kung saan gumagalaw ang katawan sa direksyon ng vector . Ang modulus ng puwersa ayon sa ikalawang batas ni Newton ay katumbas ng ma, at ang magnitude ng displacement vector ay nauugnay sa acceleration at ang mga inisyal at huling bilis. Nagbibigay ito sa amin ng pormula upang magamit: . Ang isang pisikal na dami na katumbas ng kalahati ng produkto ng mass ng katawan at ang parisukat ng bilis ay tinatawag na kinetic energy. Ang gawaing ginawa ng mga resultang pwersa na inilapat sa katawan ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy. Ang isang pisikal na dami na katumbas ng produkto ng masa ng isang katawan sa pamamagitan ng ganap na pagpabilis ng grabidad at ang taas kung saan ang katawan ay nakataas sa ibabaw ng ibabaw na may zero na potensyal ay tinatawag na potensyal na enerhiya ng katawan. Ang pagbabago sa potensyal na enerhiya ay nagpapakilala sa gawain ng gravity upang ilipat ang isang katawan. Ang gawaing ito ay katumbas ng pagbabago sa potensyal na enerhiya na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda. Ang isang katawan na matatagpuan sa ibaba ng ibabaw ng mundo ay may negatibong potensyal na enerhiya. Hindi lamang nakataas na katawan ang may potensyal na enerhiya. Isaalang-alang natin ang gawaing ginawa ng nababanat na puwersa kapag ang tagsibol ay deformed. Ang nababanat na puwersa ay direktang proporsyonal sa pagpapapangit, at ang average na halaga nito ay magiging katumbas ng , ang trabaho ay katumbas ng produkto ng puwersa at pagpapapangit , o . Ang isang pisikal na dami na katumbas ng kalahati ng produkto ng katigasan ng isang katawan sa pamamagitan ng parisukat ng pagpapapangit ay tinatawag na potensyal na enerhiya ng isang deformed body. Ang isang mahalagang katangian ng potensyal na enerhiya ay ang isang katawan ay hindi maaaring magkaroon nito nang hindi nakikipag-ugnayan sa ibang mga katawan.

17. Mga batas ng konserbasyon ng enerhiya sa mekanika.

Ang potensyal na enerhiya ay nagpapakilala sa mga nakikipag-ugnay na katawan, ang kinetic na enerhiya ay nagpapakilala sa mga gumagalaw na katawan. Parehong lumitaw bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga katawan. Kung ang ilang mga katawan ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa lamang sa pamamagitan ng gravitational at elastic forces, at walang mga panlabas na pwersa na kumikilos sa kanila (o ang kanilang resulta ay zero), kung gayon para sa anumang pakikipag-ugnayan ng mga katawan, ang gawain ng elastic o gravitational na pwersa ay katumbas ng pagbabago sa potensyal na enerhiya na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda. Kasabay nito, ayon sa kinetic energy theorem (ang pagbabago sa kinetic energy ng isang katawan ay katumbas ng gawain ng mga panlabas na puwersa), ang gawain ng parehong pwersa ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy. . Mula sa pagkakapantay-pantay na ito ay sumusunod na ang kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya ng mga katawan na bumubuo sa isang saradong sistema at nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa ng grabidad at pagkalastiko ay nananatiling pare-pareho. Ang kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya ng mga katawan ay tinatawag na kabuuang mekanikal na enerhiya. Ang kabuuang mekanikal na enerhiya ng isang saradong sistema ng mga katawan na nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa ng grabidad at pagkalastiko ay nananatiling hindi nagbabago. Ang gawain ng mga puwersa ng grabidad at pagkalastiko ay katumbas, sa isang banda, sa isang pagtaas sa kinetic energy, at sa kabilang banda, sa isang pagbawas sa potensyal na enerhiya, iyon ay, ang trabaho ay katumbas ng enerhiya na na-convert mula sa isang uri. sa iba.

18. Mga simpleng mekanismo (inclined plane, lever, block) at ang kanilang aplikasyon.

Ang isang inclined plane ay ginagamit upang ang isang katawan na may malaking masa ay maaaring ilipat sa pamamagitan ng isang puwersa na makabuluhang mas mababa kaysa sa bigat ng katawan. Kung ang anggulo ng hilig na eroplano ay katumbas ng a, pagkatapos ay upang ilipat ang katawan sa kahabaan ng eroplano kinakailangan na mag-aplay ng puwersa na katumbas ng. Ang ratio ng puwersa na ito sa bigat ng katawan, na pinababayaan ang puwersa ng friction, ay katumbas ng sine ng anggulo ng pagkahilig ng eroplano. Ngunit sa pagkakaroon ng lakas, walang pakinabang sa trabaho, dahil ang landas ay tumataas nang maraming beses. Ang resultang ito ay isang kinahinatnan ng batas ng konserbasyon ng enerhiya, dahil ang gawaing ginawa ng gravity ay hindi nakasalalay sa pag-angat ng tilapon ng katawan.

Ang isang pingga ay nasa equilibrium kung ang sandali ng mga puwersang umiikot dito pakanan ay katumbas ng sandali ng mga puwersa na umiikot sa pingga pakaliwa. Kung ang mga direksyon ng mga vector ng puwersa na inilapat sa pingga ay patayo sa pinakamaikling tuwid na mga linya na nagkokonekta sa mga punto ng aplikasyon ng mga puwersa at ang axis ng pag-ikot, kung gayon ang mga kondisyon ng ekwilibriyo ay nasa anyo. Kung , kung gayon ang pingga ay nagbibigay ng pakinabang sa lakas. Ang pagkakaroon ng lakas ay hindi nagbibigay ng pakinabang sa trabaho, dahil kapag lumiko sa isang anggulo a, gumagana ang puwersa, at gumagana ang puwersa. kasi ayon sa kondisyon, kung gayon.

Pinapayagan ka ng bloke na baguhin ang direksyon ng puwersa. Ang mga balikat ng mga puwersa na inilapat sa iba't ibang mga punto ng nakapirming bloke ay pareho, at samakatuwid ang nakapirming bloke ay hindi nagbibigay ng anumang pakinabang sa lakas. Kapag nag-aangat ng isang load gamit ang isang gumagalaw na bloke, ang pagtaas sa lakas ay nadoble, dahil Ang gravity arm ay kalahati ng laki ng cable tension arm. Ngunit kapag hinihila ang cable sa isang haba l tumataas ang kargada sa taas l/2 Samakatuwid, ang isang nakatigil na bloke ay hindi rin nagbibigay ng anumang pakinabang sa trabaho.

19. Presyon. Batas ni Pascal para sa mga likido at gas.

Ang isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng modulus ng puwersa na kumikilos patayo sa isang ibabaw sa lugar ng ibabaw na ito ay tinatawag na presyon. Ang yunit ng presyon ay ang pascal, na katumbas ng presyon na ginawa ng puwersa ng 1 newton bawat lugar ng 1 metro kuwadrado. Ang lahat ng mga likido at gas ay nagpapadala ng presyon na ibinibigay sa kanila sa lahat ng direksyon.

20. Mga sasakyang pangkomunikasyon. Hydraulic Press. Presyon ng atmospera. Ang equation ni Bernoulli.

Sa isang cylindrical na sisidlan, ang puwersa ng presyon sa ilalim ng sisidlan ay katumbas ng bigat ng likidong haligi. Ang presyon sa ilalim ng sisidlan ay katumbas ng , saan nanggagaling ang pressure sa lalim? h katumbas ng . Ang parehong presyon ay kumikilos sa mga dingding ng sisidlan. Ang pagkakapantay-pantay ng mga presyon ng likido sa parehong taas ay humahantong sa ang katunayan na sa pakikipag-usap ng mga sisidlan ng anumang hugis, ang mga libreng ibabaw ng isang homogenous na likido sa pamamahinga ay nasa parehong antas (sa kaso ng mga napapabayaang pwersa ng capillary). Sa kaso ng isang hindi pare-parehong likido, ang taas ng haligi ng isang mas siksik na likido ay magiging mas mababa kaysa sa taas ng isang hindi gaanong siksik na likido. Gumagana ang hydraulic machine batay sa batas ni Pascal. Binubuo ito ng dalawang nakikipag-ugnayang sasakyang-dagat, na isinara ng mga piston ng iba't ibang lugar. Ang presyur na ginawa ng isang panlabas na puwersa sa isang piston ay inilipat ayon sa batas ni Pascal sa pangalawang piston. . Ang isang haydroliko na makina ay nagbibigay ng pakinabang sa puwersa nang maraming beses hangga't ang lugar ng malaking piston nito ay mas malaki kaysa sa lugar ng maliit.

Para sa nakatigil na paggalaw ng isang incompressible fluid, ang continuity equation ay wasto. Para sa isang perpektong likido kung saan ang lagkit (i.e., friction sa pagitan ng mga particle nito) ay maaaring mapabayaan, ang matematikal na expression para sa batas ng konserbasyon ng enerhiya ay ang Bernoulli equation. .

21. Ang karanasan ni Torricelli.

Pagbabago sa presyon ng atmospera na may altitude.

Sa ilalim ng impluwensya ng gravity, ang itaas na mga layer ng atmospera ay pumipindot sa mga pinagbabatayan. Ang presyur na ito, ayon sa batas ni Pascal, ay ipinapadala sa lahat ng direksyon. Pinakamataas ang presyur na ito sa ibabaw ng Earth, at tinutukoy ng bigat ng column ng hangin mula sa ibabaw hanggang sa hangganan ng atmospera. Habang tumataas ang altitude, bumababa ang masa ng mga layer ng atmospera na pumipindot sa ibabaw, samakatuwid, bumababa ang presyon ng atmospera sa altitude. Sa antas ng dagat, ang presyon ng atmospera ay 101 kPa. Ang presyon na ito ay ibinibigay ng isang haligi ng mercury na 760 mm ang taas. Kung ang isang tubo kung saan nilikha ang isang vacuum ay ibinaba sa likidong mercury, pagkatapos ay sa ilalim ng impluwensya ng presyon ng atmospera ang mercury ay tataas dito sa isang taas kung saan ang presyon ng likidong haligi ay nagiging katumbas ng panlabas na presyon ng atmospera sa bukas. ibabaw ng mercury. Kapag nagbago ang presyon ng atmospera, magbabago rin ang taas ng column ng likido sa tubo.

22. Ang kapangyarihan ni Archimedes sa araw ng mga likido at gas. Mga kondisyon sa paglalayag tel.

Ang pag-asa ng presyon sa mga likido at mga gas sa lalim ay humahantong sa paglitaw ng isang buoyant na puwersa na kumikilos sa anumang katawan na nalubog sa isang likido o gas. Ang puwersang ito ay tinatawag na puwersang Archimedean. Kung ang isang katawan ay nahuhulog sa isang likido, kung gayon ang mga presyon sa mga dingding sa gilid ng sisidlan ay balanse ng bawat isa, at ang resulta ng mga presyon mula sa ibaba at sa itaas ay ang puwersang Archimedean. , ibig sabihin. Ang puwersang nagtutulak palabas ng isang katawan na nakalubog sa isang likido (gas) ay katumbas ng bigat ng likido (gas) na inilipat ng katawan. Ang puwersa ng Archimedean ay nakadirekta sa tapat ng puwersa ng grabidad, samakatuwid, kapag tinimbang sa isang likido, ang bigat ng isang katawan ay mas mababa kaysa sa isang vacuum. Ang isang katawan sa isang likido ay kumikilos sa pamamagitan ng gravity at ang puwersa ng Archimedean. Kung ang puwersa ng grabidad ay mas malaki sa modulus, ang katawan ay lumulubog; kung ito ay mas kaunti, ito ay lumulutang; kung sila ay pantay, ito ay maaaring nasa ekwilibriyo sa anumang lalim. Ang mga ratios ng puwersa na ito ay katumbas ng ratio ng mga densidad ng katawan at likido (gas).

23. Mga pangunahing prinsipyo ng molecular kinetic theory at ang kanilang pang-eksperimentong pagpapatibay. Brownian motion. Timbang at laki mga molekula.

Ang teorya ng molecular kinetic ay ang pag-aaral ng istraktura at mga katangian ng bagay, gamit ang ideya ng pagkakaroon ng mga atomo at molekula bilang pinakamaliit na particle ng bagay. Ang mga pangunahing probisyon ng MCT: ang bagay ay binubuo ng mga atomo at molekula, ang mga particle na ito ay gumagalaw nang magulo, ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang paggalaw ng mga atomo at molekula at ang kanilang pakikipag-ugnayan ay sumusunod sa mga batas ng mekanika. Sa pakikipag-ugnayan ng mga molekula kapag lumalapit sila sa isa't isa, ang mga puwersa ng pagkahumaling ay unang nangingibabaw. Sa isang tiyak na distansya sa pagitan nila, ang mga salungat na pwersa ay lumitaw na lumampas sa mga kaakit-akit na puwersa sa magnitude. Ang mga molekula at atom ay sumasailalim sa mga random na panginginig ng boses tungkol sa mga posisyon kung saan ang mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi ay nagbabalanse sa isa't isa. Sa isang likido, ang mga molekula ay hindi lamang nag-vibrate, ngunit tumalon din mula sa isang posisyon ng balanse patungo sa isa pa (pagkalikido). Sa mga gas, ang mga distansya sa pagitan ng mga atom ay mas malaki kaysa sa mga sukat ng mga molekula (compressibility at expansion). Natuklasan ni R. Brown sa simula ng ika-19 na siglo na ang mga solidong particle ay random na gumagalaw sa isang likido. Ang kababalaghang ito ay maipapaliwanag lamang ng MCT. Ang mga random na gumagalaw na molekula ng isang likido o gas ay bumangga sa isang solidong particle at binabago ang direksyon at bilis ng paggalaw nito (habang, siyempre, binabago ang parehong direksyon at bilis nito). Kung mas maliit ang laki ng butil, mas kapansin-pansin ang pagbabago sa momentum. Ang anumang sangkap ay binubuo ng mga particle, samakatuwid ang dami ng sangkap ay itinuturing na proporsyonal sa bilang ng mga particle. Ang yunit ng dami ng isang sangkap ay tinatawag na nunal. Ang isang nunal ay katumbas ng dami ng isang substance na naglalaman ng kasing dami ng atoms sa 0.012 kg ng carbon 12 C. Ang ratio ng bilang ng mga molecule sa dami ng substance ay tinatawag na Avogadro's constant: . Ang halaga ng isang sangkap ay matatagpuan bilang ratio ng bilang ng mga molekula sa pare-pareho ng Avogadro. Molar mass M ay isang dami na katumbas ng ratio ng mass ng isang substance m sa dami ng sangkap. Ang molar mass ay ipinahayag sa kilo bawat nunal. Ang molar mass ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng masa ng molekula m 0 : .

24. Tamang gas. Basic equation ng molecular kinetic theory ng ideal gas.

Upang ipaliwanag ang mga katangian ng bagay sa gas na estado, ang perpektong modelo ng gas ay ginagamit. Ipinapalagay ng modelong ito ang mga sumusunod: ang mga molekula ng gas ay hindi gaanong maliit kumpara sa dami ng sisidlan, walang mga kaakit-akit na puwersa sa pagitan ng mga molekula, at kapag nagbanggaan sila sa isa't isa at sa mga dingding ng sisidlan, kumikilos ang mga puwersang salungat. Ang isang husay na paliwanag ng kababalaghan ng presyon ng gas ay ang mga molekula ng isang perpektong gas, kapag bumabangga sa mga dingding ng isang sisidlan, ay nakikipag-ugnayan sa kanila bilang nababanat na mga katawan. Kapag ang isang molekula ay bumangga sa dingding ng isang sisidlan, ang projection ng velocity vector papunta sa axis na patayo sa dingding ay nagbabago sa kabaligtaran. Samakatuwid, sa panahon ng isang banggaan, ang velocity projection ay nag-iiba mula sa –mv x dati mv x, at ang pagbabago sa momentum ay . Sa panahon ng isang banggaan, ang molekula ay kumikilos sa dingding na may puwersa na katumbas, ayon sa ikatlong batas ni Newton, sa puwersa na kabaligtaran ng direksyon. Mayroong maraming mga molekula, at ang average na halaga ng geometric na kabuuan ng mga puwersa na kumikilos sa bahagi ng mga indibidwal na molekula ay bumubuo ng puwersa ng presyon ng gas sa mga dingding ng sisidlan. Ang presyon ng gas ay katumbas ng ratio ng modulus ng puwersa ng presyon sa lugar ng pader ng sisidlan: p=F/S. Ipagpalagay natin na ang gas ay nasa isang kubiko na lalagyan. Ang momentum ng isang molekula ay 2 mv, kumikilos ang isang molekula sa dingding na may average na puwersa 2mv/Dt. Oras D t ang paggalaw mula sa isang pader ng sisidlan patungo sa isa ay katumbas ng 2l/v, samakatuwid, . Ang puwersa ng presyon sa dingding ng sisidlan ng lahat ng mga molekula ay proporsyonal sa kanilang bilang, i.e. . Dahil sa kumpletong randomness ng paggalaw ng mga molekula, ang kanilang paggalaw sa bawat direksyon ay pantay na posibilidad at katumbas ng 1/3 ng kabuuang bilang ng mga molekula. Kaya, . Dahil ang presyon ay inilapat sa mukha ng isang kubo na may isang lugar l 2, kung gayon ang presyon ay magiging pantay. Ang equation na ito ay tinatawag na basic equation ng molecular kinetic theory. Ang pagtukoy sa average na kinetic energy ng mga molekula, nakukuha namin.

25. Temperatura, ang pagsukat nito. Ganap na sukat ng temperatura. Bilis ng mga molekula ng gas.

Ang pangunahing equation ng MKT para sa isang perpektong gas ay nagtatatag ng koneksyon sa pagitan ng mga micro- at macroscopic na parameter. Kapag nagkadikit ang dalawang katawan, nagbabago ang kanilang mga macroscopic na parameter. Kapag ang pagbabagong ito ay tumigil, ang thermal equilibrium ay sinasabing naganap. Ang isang pisikal na parameter na pareho sa lahat ng bahagi ng isang sistema ng mga katawan sa isang estado ng thermal equilibrium ay tinatawag na temperatura ng katawan. Ipinakita ng mga eksperimento na para sa anumang gas sa isang estado ng thermal equilibrium, ang ratio ng produkto ng presyon at dami sa bilang ng mga molekula ay pareho. . Pinapayagan nito ang halaga na kunin bilang isang sukatan ng temperatura. kasi n=N/V, pagkatapos ay isinasaalang-alang ang pangunahing equation ng MKT, samakatuwid, ang halaga ay katumbas ng dalawang-katlo ng average na kinetic energy ng mga molekula. , Saan k– koepisyent ng proporsyonalidad depende sa sukat. Sa kaliwang bahagi ng equation na ito ang mga parameter ay hindi negatibo. Samakatuwid, ang temperatura ng isang gas kung saan ang presyon nito sa isang pare-parehong dami ay zero ay tinatawag na absolute zero na temperatura. Ang halaga ng koepisyent na ito ay matatagpuan mula sa dalawang kilalang estado ng bagay na may alam na presyon, dami, bilang ng mga molekula at temperatura. . Coefficient k, na tinatawag na Boltzmann's constant, ay katumbas ng . Mula sa mga equation para sa relasyon sa pagitan ng temperatura at average na kinetic energy na ito ay sumusunod, i.e. ang average na kinetic energy ng magulong paggalaw ng mga molekula ay proporsyonal sa ganap na temperatura. , . Ang equation na ito ay nagpapakita na sa parehong temperatura at konsentrasyon ng mga molekula, ang presyon ng anumang mga gas ay pareho.

26. Equation ng estado ng isang ideal na gas (Mendeleev-Clapeyron equation). Isothermal, isochoric at isobaric na proseso.

Gamit ang pag-asa ng presyon sa konsentrasyon at temperatura, mahahanap ng isa ang kaugnayan sa pagitan ng mga macroscopic na parameter ng isang gas - dami, presyon at temperatura. . Ang equation na ito ay tinatawag na ideal gas equation of state (Mendeleev-Clapeyron equation).

Ang isang isothermal na proseso ay isang proseso na nangyayari sa isang pare-parehong temperatura. Mula sa equation ng estado ng isang perpektong gas sumusunod na sa pare-pareho ang temperatura, masa at komposisyon ng gas, ang produkto ng presyon at dami ay dapat manatiling pare-pareho. Ang graph ng isang isotherm (curve ng isang isothermal na proseso) ay isang hyperbola. Ang equation ay tinatawag na Boyle-Mariotte law.

Ang isang isochoric na proseso ay isang proseso na nangyayari sa isang pare-parehong dami, masa at komposisyon ng gas. Sa ilalim ng mga kundisyong ito , kung saan ang koepisyent ng temperatura ng presyon ng gas. Ang equation na ito ay tinatawag na batas ni Charles. Ang graph ng equation ng isang isochoric na proseso ay tinatawag na isochore, at ito ay isang tuwid na linya na dumadaan sa pinanggalingan.

Ang proseso ng isobaric ay isang proseso na nangyayari sa pare-pareho ang presyon, masa at komposisyon ng gas. Sa parehong paraan tulad ng para sa isang isochoric na proseso, maaari tayong makakuha ng isang equation para sa isang isobaric na proseso . Ang equation na naglalarawan sa prosesong ito ay tinatawag na Gay-Lussac's law. Ang graph ng equation ng isang isobaric na proseso ay tinatawag na isobar, at ito ay isang tuwid na linya na dumadaan sa pinagmulan ng mga coordinate.

27. Panloob na enerhiya. Magtrabaho sa thermodynamics.

Kung ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay zero, kung gayon ang panloob na enerhiya ay katumbas ng kabuuan ng mga kinetic energies ng paggalaw ng lahat ng mga molekula ng gas . Dahil dito, kapag nagbabago ang temperatura, nagbabago rin ang panloob na enerhiya ng gas. Ang pagpapalit ng equation ng estado ng isang perpektong gas sa equation ng enerhiya, nakita namin na ang panloob na enerhiya ay direktang proporsyonal sa produkto ng presyon ng gas at dami. . Ang panloob na enerhiya ng isang katawan ay maaari lamang magbago kapag nakikipag-ugnayan sa ibang mga katawan. Sa panahon ng mekanikal na pakikipag-ugnayan ng mga katawan (macroscopic interaction), ang sukatan ng inilipat na enerhiya ay trabaho A. Sa panahon ng pagpapalitan ng init (microscopic interaction), ang sukatan ng enerhiya na inilipat ay ang dami ng init Q. Sa isang hindi nakahiwalay na thermodynamic system, ang pagbabago sa panloob na enerhiya D U katumbas ng kabuuan ng inilipat na halaga ng init Q at ang gawain ng mga panlabas na pwersa A. Sa halip na trabaho A isinagawa ng mga panlabas na puwersa, mas maginhawang isaalang-alang ang gawain A` ginagawa ng system sa mga panlabas na katawan. A=–A`. Pagkatapos ang unang batas ng thermodynamics ay ipinahayag bilang, o. Nangangahulugan ito na ang anumang makina ay maaaring magsagawa ng trabaho sa mga panlabas na katawan lamang sa pamamagitan ng pagtanggap ng isang halaga ng init mula sa labas Q o pagbaba ng panloob na enerhiya D U. Ang batas na ito ay hindi kasama ang paglikha ng isang walang hanggang motion machine ng unang uri.

28. Dami ng init. Tiyak na kapasidad ng init ng isang sangkap. Ang batas ng konserbasyon ng enerhiya sa mga thermal na proseso (ang unang batas ng thermodynamics).

Ang proseso ng paglilipat ng init mula sa isang katawan patungo sa isa pa nang hindi gumagawa ng trabaho ay tinatawag na heat transfer. Ang enerhiya na inilipat sa katawan bilang resulta ng pagpapalitan ng init ay tinatawag na dami ng init. Kung ang proseso ng paglipat ng init ay hindi sinamahan ng trabaho, pagkatapos ito ay batay sa unang batas ng thermodynamics. Ang panloob na enerhiya ng isang katawan ay proporsyonal sa masa ng katawan at temperatura nito, samakatuwid . Magnitude Sa ay tinatawag na tiyak na kapasidad ng init, ang yunit ay . Ang partikular na kapasidad ng init ay nagpapakita kung gaano karaming init ang dapat ilipat sa init ng 1 kg ng isang sangkap sa pamamagitan ng 1 degree. Ang tiyak na kapasidad ng init ay hindi isang hindi malabo na katangian at depende sa gawaing ginawa ng katawan sa panahon ng paglipat ng init.

Kapag nagsasagawa ng pagpapalitan ng init sa pagitan ng dalawang katawan sa ilalim ng mga kondisyon ng zero work ng mga panlabas na puwersa at sa thermal isolation mula sa iba pang mga katawan, ayon sa batas ng konserbasyon ng enerhiya . Kung ang pagbabago sa panloob na enerhiya ay hindi sinamahan ng trabaho, kung gayon , o , kung saan . Ang equation na ito ay tinatawag na heat balance equation.

29. Paglalapat ng unang batas ng thermodynamics sa isoprocesses. Proseso ng adiabatic. Hindi maibabalik ang mga proseso ng thermal.

Ang isa sa mga pangunahing proseso na gumaganap ng trabaho sa karamihan ng mga makina ay ang proseso ng pagpapalawak ng gas sa pagganap ng trabaho. Kung sa panahon ng isobaric expansion ng isang gas mula sa volume V 1 hanggang volume V 2 ang displacement ng cylinder piston ay l, pagkatapos ay magtrabaho A perpekto sa pamamagitan ng gas ay katumbas ng , o . Kung ihahambing natin ang mga lugar sa ilalim ng isobar at isotherm, na kung saan ay trabaho, maaari nating tapusin na sa parehong pagpapalawak ng gas sa parehong paunang presyon sa kaso ng isang isothermal na proseso, mas kaunting trabaho ang gagawin. Bilang karagdagan sa mga proseso ng isobaric, isochoric at isothermal, mayroong tinatawag na. proseso ng adiabatic. Ang Adiabatic ay isang proseso na nangyayari sa kawalan ng paglipat ng init. Ang proseso ng mabilis na pagpapalawak o compression ng isang gas ay maaaring ituring na malapit sa adiabatic. Sa prosesong ito, ang trabaho ay ginagawa dahil sa mga pagbabago sa panloob na enerhiya, i.e. , samakatuwid, sa panahon ng proseso ng adiabatic bumababa ang temperatura. Dahil sa panahon ng adiabatic compression ng isang gas ang temperatura ng gas ay tumataas, ang presyon ng gas ay tumataas nang mas mabilis na may pagbaba sa volume kaysa sa panahon ng isang isothermal na proseso.

Ang mga proseso ng paglipat ng init ay kusang nangyayari sa isang direksyon lamang. Ang paglipat ng init ay palaging nangyayari sa isang mas malamig na katawan. Ang pangalawang batas ng thermodynamics ay nagsasaad na ang isang thermodynamic na proseso ay imposible, bilang isang resulta kung saan ang init ay ililipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa, mas mainit, nang walang anumang iba pang mga pagbabago. Ang batas na ito ay hindi kasama ang paglikha ng isang walang hanggang motion machine ng pangalawang uri.

30. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga heat engine. Ang kahusayan ng makina ng init.

Karaniwan sa mga makina ng init, ang trabaho ay ginagawa sa pamamagitan ng isang lumalawak na gas. Ang gas na gumagana sa panahon ng pagpapalawak ay tinatawag na working fluid. Ang pagpapalawak ng gas ay nangyayari bilang resulta ng pagtaas ng temperatura at presyon nito kapag pinainit. Isang aparato kung saan ang gumaganang likido ay tumatanggap ng init Q tinatawag na pampainit. Ang aparato kung saan ang makina ay naglilipat ng init pagkatapos makumpleto ang gumaganang stroke nito ay tinatawag na refrigerator. Una, ang presyon ay tumataas sa isochorically, lumalawak sa isobarically, cools isochorically, at contracts isobarically.<рисунок с подъемником>. Bilang resulta ng siklo ng pagtatrabaho, ang gas ay bumalik sa paunang estado nito, ang panloob na enerhiya nito ay tumatagal sa orihinal na halaga nito. Ibig sabihin nito ay . Ayon sa unang batas ng thermodynamics, . Ang gawaing ginagawa ng katawan sa bawat cycle ay katumbas ng Q. Ang dami ng init na natatanggap ng katawan sa bawat cycle ay katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng natanggap mula sa heater at ibinigay sa refrigerator. Kaya naman, . Ang kahusayan ng isang makina ay ang ratio ng kapaki-pakinabang na enerhiya na ginagamit sa enerhiya na ginugol.

31. Pagsingaw at paghalay. Mga pares na saturated at unsaturated. Halumigmig ng hangin.

Ang hindi pantay na pamamahagi ng kinetic energy ng thermal motion ay humahantong dito. Na sa anumang temperatura ang kinetic energy ng ilan sa mga molekula ay maaaring lumampas sa potensyal na nagbubuklod na enerhiya sa iba. Ang pagsingaw ay ang proseso kung saan ang mga molekula ay tumakas mula sa ibabaw ng isang likido o solid. Ang pagsingaw ay sinamahan ng paglamig, dahil mas mabilis na mga molekula ang umalis sa likido. Ang pagsingaw ng isang likido sa isang saradong sisidlan sa isang pare-parehong temperatura ay humahantong sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng mga molekula sa gas na estado. Pagkaraan ng ilang oras, ang isang balanse ay nangyayari sa pagitan ng bilang ng mga molecule na sumingaw at ang mga bumabalik sa likido. Ang isang gas na sangkap sa dinamikong ekwilibriyo kasama ang likido nito ay tinatawag na saturated vapor. Ang singaw sa presyon sa ibaba ng saturated vapor pressure ay tinatawag na unsaturated. Ang saturated vapor pressure ay hindi nakadepende sa volume sa pare-parehong temperatura (mula sa ). Sa patuloy na konsentrasyon ng mga molekula, ang presyon ng saturated vapor ay tumataas nang mas mabilis kaysa sa presyon ng isang perpektong gas, dahil Sa ilalim ng impluwensya ng temperatura, ang bilang ng mga molekula ay tumataas. Ang ratio ng presyon ng singaw ng tubig sa isang naibigay na temperatura sa puspos na presyon ng singaw sa parehong temperatura, na ipinahayag bilang isang porsyento, ay tinatawag na kamag-anak na kahalumigmigan. Ang mas mababa ang temperatura, mas mababa ang puspos na presyon ng singaw, kaya kapag pinalamig sa isang tiyak na temperatura, ang singaw ay nagiging puspos. Ang temperaturang ito ay tinatawag na dew point tp.

32. Crystalline at amorphous na mga katawan. Mga mekanikal na katangian ng solids. Nababanat na mga pagpapapangit.

Ang mga amorphous na katawan ay ang mga pisikal na katangian ay pareho sa lahat ng direksyon (isotropic body). Ang isotropy ng mga pisikal na katangian ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng random na pag-aayos ng mga molekula. Ang mga solido kung saan ang mga molekula ay inayos ay tinatawag na mga kristal. Ang mga pisikal na katangian ng mga mala-kristal na katawan ay hindi pareho sa iba't ibang direksyon (anisotropic body). Ang anisotropy ng mga katangian ng mga kristal ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa isang nakaayos na istraktura, ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ay hindi pantay sa iba't ibang direksyon. Ang isang panlabas na mekanikal na epekto sa isang katawan ay nagdudulot ng pag-aalis ng mga atomo mula sa isang posisyon ng balanse, na humahantong sa isang pagbabago sa hugis at dami ng katawan - pagpapapangit. Ang pagpapapangit ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng ganap na pagpahaba, katumbas ng pagkakaiba sa mga haba bago at pagkatapos ng pagpapapangit, o sa pamamagitan ng kamag-anak na pagpahaba. Kapag ang isang katawan ay nag-deform, ang mga nababanat na puwersa ay lumitaw. Ang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng modulus ng elastic force sa cross-sectional area ng isang katawan ay tinatawag na mechanical stress. Sa maliliit na deformation, ang stress ay direktang proporsyonal sa pagpahaba. Salik ng proporsyonalidad E sa equation ay tinatawag na modulus of elasticity (Young's modulus). Ang modulus ng elasticity ay pare-pareho para sa isang naibigay na materyal , saan . Ang potensyal na enerhiya ng isang deformed body ay katumbas ng trabaho na ginugol sa pag-igting o compression. Mula rito .

Ang batas ni Hooke ay totoo lamang para sa maliliit na deformation. Ang pinakamataas na boltahe kung saan ito ay nasiyahan pa rin ay tinatawag na proporsyonal na limitasyon. Lampas sa limitasyong ito, humihinto ang boltahe nang proporsyonal. Hanggang sa isang tiyak na antas ng stress, ibabalik ng deformed body ang mga sukat nito pagkatapos maalis ang load. Ang puntong ito ay tinatawag na nababanat na limitasyon ng katawan. Kapag ang nababanat na limitasyon ay lumampas, ang plastic deformation ay nagsisimula, kung saan ang katawan ay hindi naibalik ang dating hugis nito. Sa rehiyon ng plastic deformation, ang stress ay halos hindi tumaas. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na daloy ng materyal. Higit pa sa yield point, tumataas ang stress sa isang puntong tinatawag na ultimate strength, pagkatapos nito ay bumababa ang stress hanggang sa mabigo ang katawan.

33. Mga katangian ng mga likido. Pag-igting sa ibabaw. Mga phenomena ng capillary.

Ang posibilidad ng libreng paggalaw ng mga molekula sa isang likido ay tumutukoy sa pagkalikido ng likido. Ang isang katawan sa isang likidong estado ay walang pare-parehong hugis. Ang hugis ng likido ay tinutukoy ng hugis ng sisidlan at mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw. Sa loob ng likido, ang mga kaakit-akit na puwersa ng mga molekula ay nabayaran, ngunit sa ibabaw ay hindi. Anumang molekula na matatagpuan malapit sa ibabaw ay naaakit ng mga molekula sa loob ng likido. Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersang ito, ang mga molekula sa ibabaw ay hinihila papasok hanggang sa ang libreng ibabaw ay naging pinakamaliit na posible. kasi Kung ang isang globo ay may pinakamababang ibabaw para sa isang naibigay na dami, kung gayon na may kaunting pagkilos ng iba pang mga puwersa ang ibabaw ay nagkakaroon ng anyo ng isang spherical segment. Ang ibabaw ng likido sa gilid ng sisidlan ay tinatawag na meniskus. Ang hindi pangkaraniwang bagay na basa ay nailalarawan sa pamamagitan ng anggulo ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng ibabaw at ng meniskus sa intersection point. Ang laki ng puwersa ng pag-igting sa ibabaw sa isang seksyon ng haba D l katumbas ng . Ang kurbada ng ibabaw ay lumilikha ng labis na presyon sa likido, katumbas ng, para sa isang kilalang contact angle at radius . Ang coefficient s ay tinatawag na surface tension coefficient. Ang capillary ay isang tubo na may maliit na panloob na diameter. Sa kumpletong basa, ang puwersa ng pag-igting sa ibabaw ay nakadirekta sa ibabaw ng katawan. Sa kasong ito, ang pagtaas ng likido sa pamamagitan ng capillary ay nagpapatuloy sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito hanggang sa balanse ng puwersa ng grabidad ang puwersa ng pag-igting sa ibabaw, dahil , Iyon.

34. Singilin ng kuryente. Pakikipag-ugnayan ng mga sinisingil na katawan. Batas ng Coulomb. Batas ng konserbasyon ng singil sa kuryente.

Wala alinman sa mekanika o MCT ang makapagpaliwanag ng katangian ng mga puwersang nagbubuklod sa mga atomo. Ang mga batas ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo at molekula ay maaaring ipaliwanag sa batayan ng konsepto ng mga singil sa kuryente.<Опыт с натиранием ручки и притяжением бумажки>Ang interaksyon ng mga katawan na nakita sa eksperimentong ito ay tinatawag na electromagnetic, at tinutukoy ng mga electric charge. Ang kakayahan ng mga singil na maakit at maitaboy ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagpapalagay na mayroong dalawang uri ng mga singil - positibo at negatibo. Ang mga katawan na sinisingil ng parehong singil ay nagtataboy, ngunit ang mga katawan na may iba't ibang singil ay umaakit. Ang yunit ng singil ay isang coulomb - isang singil na dumadaan sa cross-section ng isang konduktor sa 1 segundo sa isang kasalukuyang 1 ampere. Sa isang saradong sistema, kung saan ang mga singil ng kuryente ay hindi pumapasok mula sa labas at kung saan ang mga singil ng kuryente ay hindi umaalis sa anumang pakikipag-ugnayan, ang algebraic na kabuuan ng mga singil ng lahat ng mga katawan ay pare-pareho. Ang pangunahing batas ng electrostatics, na kilala rin bilang batas ng Coulomb, ay nagsasaad na ang modulus ng puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang singil ay direktang proporsyonal sa produkto ng moduli ng mga singil at inversely na proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila. Ang puwersa ay nakadirekta sa tuwid na linya na nagkokonekta sa mga sisingilin na katawan. Ito ay isang salungat o kaakit-akit na puwersa, depende sa tanda ng mga singil. pare-pareho k sa pagpapahayag ng batas ni Coulomb ay katumbas ng . Sa halip na ito coefficient, ang tinatawag na electrical constant na nauugnay sa coefficient k pagpapahayag , mula sa . Ang pakikipag-ugnayan ng mga nakatigil na singil sa kuryente ay tinatawag na electrostatic.

35. Electric field. Lakas ng electric field. Ang prinsipyo ng superposisyon ng mga electric field.

Batay sa teorya ng short-range action, mayroong electric field sa paligid ng bawat charge. Ang isang electric field ay isang materyal na bagay, patuloy na umiiral sa kalawakan at may kakayahang kumilos sa iba pang mga singil. Ang isang electric field ay kumakalat sa kalawakan sa bilis ng liwanag. Ang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng puwersa kung saan kumikilos ang electric field sa isang test charge (isang point positive na maliit na charge na hindi nakakaapekto sa field configuration) sa halaga ng charge na ito ay tinatawag na electric field strength. Gamit ang batas ng Coulomb, posibleng makakuha ng formula para sa lakas ng field na nilikha ng singil q sa distansya r mula sa bayad . Ang lakas ng field ay hindi nakasalalay sa singil kung saan ito kumikilos. Kung may bayad q Ang mga electric field ng ilang mga singil ay kumikilos nang sabay-sabay, pagkatapos ang nagresultang puwersa ay lumalabas na katumbas ng geometric na kabuuan ng mga puwersa na kumikilos mula sa bawat field nang hiwalay. Ito ay tinatawag na prinsipyo ng superposition ng mga electric field. Ang linya ng intensity ng electric field ay isang linya na ang padaplis sa bawat punto ay tumutugma sa intensity vector. Ang mga linya ng tensyon ay nagsisimula sa mga positibong singil at nagtatapos sa mga negatibong singil, o napupunta sa infinity. Ang isang electric field na ang lakas ay pareho para sa lahat sa anumang punto sa kalawakan ay tinatawag na unipormeng electric field. Ang field sa pagitan ng dalawang parallel oppositely charged metal plates ay maaaring ituring na humigit-kumulang na pare-pareho. Na may pare-parehong pamamahagi ng singil q sa ibabaw ng lugar S ang density ng singil sa ibabaw ay . Para sa isang walang katapusang eroplano na may density ng charge sa ibabaw s, ang lakas ng field ay pareho sa lahat ng mga punto sa espasyo at katumbas ng .

36. Ang gawain ng electrostatic field kapag naglilipat ng singil. Potensyal na pagkakaiba.

Kapag ang isang singil ay inilipat ng isang electric field sa isang distansya, ang gawaing ginawa ay katumbas ng . Tulad ng sa kaso ng work of gravity, ang gawain ng Coulomb force ay hindi nakasalalay sa trajectory ng charge. Kapag ang direksyon ng displacement vector ay nagbago ng 180 0, ang gawain ng field forces ay nagbabago ng sign sa kabaligtaran. Kaya, ang gawaing ginawa ng mga puwersa ng electrostatic field kapag ang paglipat ng isang singil kasama ang isang closed circuit ay zero. Ang isang patlang na ang gawain ng mga puwersa sa isang saradong landas ay zero ay tinatawag na isang potensyal na larangan.

Parang body of mass lang m sa isang gravity field ay may potensyal na enerhiya na proporsyonal sa masa ng katawan, isang electric charge sa isang electrostatic field ay may potensyal na enerhiya Wp, proporsyonal sa singil. Ang gawaing ginawa ng mga puwersa ng electrostatic field ay katumbas ng pagbabago sa potensyal na enerhiya ng singil, na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda. Sa isang punto sa isang electrostatic field, ang iba't ibang singil ay maaaring magkaroon ng iba't ibang potensyal na enerhiya. Ngunit ang ratio ng potensyal na enerhiya upang singilin para sa isang naibigay na punto ay isang pare-parehong halaga. Ang pisikal na dami na ito ay tinatawag na electric field potential, kung saan ang potensyal na enerhiya ng isang singil ay katumbas ng produkto ng potensyal sa isang naibigay na punto at ang singil. Ang potensyal ay isang scalar na dami; ang potensyal ng ilang mga field ay katumbas ng kabuuan ng mga potensyal ng mga field na ito. Ang sukatan ng pagbabago sa enerhiya sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga katawan ay trabaho. Kapag naglilipat ng singil, ang gawaing ginawa ng mga puwersa ng electrostatic field ay katumbas ng pagbabago sa enerhiya na may kabaligtaran na tanda, samakatuwid. kasi Ang trabaho ay nakasalalay sa potensyal na pagkakaiba at hindi nakasalalay sa tilapon sa pagitan nila, kung gayon ang potensyal na pagkakaiba ay maaaring ituring na isang katangian ng enerhiya ng electrostatic field. Kung ang potensyal sa isang walang katapusang distansya mula sa singil ay kinuha katumbas ng zero, pagkatapos ay sa layo r mula sa singil ito ay tinutukoy ng formula .

Ang ratio ng gawaing ginawa ng anumang electric field kapag naglilipat ng positibong singil mula sa isang punto ng field patungo sa isa pa sa halaga ng singil ay tinatawag na boltahe sa pagitan ng mga puntong ito, kung saan nagmula ang gawain. Sa isang electrostatic field, ang boltahe sa pagitan ng anumang dalawang puntos ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga puntong ito. Ang yunit ng boltahe (at potensyal na pagkakaiba) ay tinatawag na bolta. Ang 1 volt ay katumbas ng boltahe kung saan ang field ay gumagawa ng 1 joule ng trabaho upang ilipat ang 1 coulomb ng singil. Sa isang banda, ang gawaing ginawa upang ilipat ang isang singil ay katumbas ng produkto ng puwersa at pag-aalis. Sa kabilang banda, ito ay matatagpuan mula sa kilalang boltahe sa pagitan ng mga seksyon ng landas. Mula rito. Ang yunit ng lakas ng patlang ng kuryente ay bolta bawat metro ( ako/m).

Ang isang kapasitor ay isang sistema ng dalawang konduktor na pinaghihiwalay ng isang dielectric na layer, ang kapal nito ay maliit kumpara sa laki ng mga konduktor. Sa pagitan ng mga plato ang lakas ng field ay katumbas ng dalawang beses ng lakas ng bawat isa sa mga plato; sa labas ng mga plato ito ay zero. Ang isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng singil ng isa sa mga plato sa boltahe sa pagitan ng mga plato ay tinatawag na de-koryenteng kapasidad ng kapasitor. Ang yunit ng de-koryenteng kapasidad ay ang farad; ang isang kapasitor ay may kapasidad na 1 farad, sa pagitan ng mga plato kung saan ang boltahe ay katumbas ng 1 bolta kapag ang isang singil ng 1 coulomb ay ibinibigay sa mga plato. Ang lakas ng patlang sa pagitan ng mga plato ng isang solidong kapasitor ay katumbas ng kabuuan ng lakas ng mga plato. , at dahil para sa isang homogenous field ay nasiyahan, pagkatapos , ibig sabihin. Ang kapasidad ng kuryente ay direktang proporsyonal sa lugar ng mga plato at inversely proporsyonal sa distansya sa pagitan nila. Kapag ang isang dielectric ay ipinakilala sa pagitan ng mga plato, ang kapasidad ng kuryente nito ay tumataas ng e beses, kung saan ang e ay ang dielectric na pare-pareho ng ipinakilala na materyal.

38. Ang dielectric na pare-pareho. Enerhiya ng electric field.

Ang dielectric constant ay isang pisikal na dami na nagpapakilala sa ratio ng modulus ng lakas ng electric field sa isang vacuum sa modulus ng electric field sa isang homogenous na dielectric. Ang gawaing ginawa ng electric field ay pantay, ngunit kapag ang kapasitor ay sisingilin, ang boltahe nito ay tumataas mula sa 0 dati U, Kaya naman . Samakatuwid, ang potensyal na enerhiya ng kapasitor ay katumbas ng .

39. Agos ng kuryente. Kasalukuyang lakas. Mga kondisyon para sa pagkakaroon ng electric current.

Ang electric current ay ang maayos na paggalaw ng mga singil sa kuryente. Ang direksyon ng agos ay itinuturing na paggalaw ng mga positibong singil. Ang mga singil sa kuryente ay maaaring gumalaw sa maayos na paraan sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field. Samakatuwid, ang isang sapat na kondisyon para sa pagkakaroon ng isang kasalukuyang ay ang pagkakaroon ng isang patlang at mga carrier ng libreng bayad. Ang isang electric field ay maaaring likhain ng dalawang magkaibang charged na katawan na konektado. Ratio ng singil D q, inilipat sa cross section ng conductor sa pagitan ng oras D t sa pagitan na ito ay tinatawag na kasalukuyang lakas. Kung ang kasalukuyang lakas ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon, kung gayon ang kasalukuyang ay tinatawag na pare-pareho. Upang ang kasalukuyang umiiral sa isang konduktor sa loob ng mahabang panahon, kinakailangan na ang mga kondisyon na nagdudulot ng kasalukuyang ay mananatiling hindi nagbabago.<схема с один резистором и батареей>. Ang mga puwersa na nagdudulot ng paggalaw ng singil sa loob ng kasalukuyang pinagmumulan ay tinatawag na mga extraneous forces. Sa isang galvanic cell (at anumang baterya - g.e.???) sila ang mga puwersa ng isang kemikal na reaksyon, sa isang DC machine - ang puwersa ng Lorentz.

40. Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit. Paglaban ng konduktor. Pag-asa ng paglaban ng konduktor sa temperatura. Superconductivity. Serial at parallel na koneksyon ng mga konduktor.

Ang ratio ng boltahe sa pagitan ng mga dulo ng isang seksyon ng isang de-koryenteng circuit sa kasalukuyang ay isang pare-parehong halaga at tinatawag na paglaban. Ang yunit ng paglaban ay 0 ohm; ang paglaban ng 1 ohm ay ang seksyon ng circuit kung saan, sa kasalukuyang 1 ampere, ang boltahe ay katumbas ng 1 volt. Ang paglaban ay direktang proporsyonal sa haba at inversely na proporsyonal sa cross-sectional na lugar, kung saan ang r ay ang electrical resistivity, isang pare-parehong halaga para sa isang partikular na sangkap sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon. Kapag pinainit, ang resistivity ng mga metal ay tumataas ayon sa isang linear na batas, kung saan ang r 0 ay ang resistivity sa 0 0 C, a ay ang temperatura koepisyent ng pagtutol, tiyak para sa bawat metal. Sa mga temperatura na malapit sa ganap na zero, ang paglaban ng mga sangkap ay bumaba nang husto sa zero. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na superconductivity. Ang pagpasa ng kasalukuyang sa mga superconducting na materyales ay nangyayari nang walang pagkalugi dahil sa pag-init ng konduktor.

Ang batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit ay tinatawag na equation. Kapag ang mga konduktor ay konektado sa serye, ang kasalukuyang ay pareho sa lahat ng mga konduktor, at ang boltahe sa mga dulo ng circuit ay katumbas ng kabuuan ng mga boltahe sa lahat ng mga konduktor na konektado sa serye. . Kapag ang mga konduktor ay konektado sa serye, ang kabuuang pagtutol ay katumbas ng kabuuan ng mga paglaban ng mga bahagi. Sa isang parallel na koneksyon, ang boltahe sa mga dulo ng bawat seksyon ng circuit ay pareho, at ang kasalukuyang lakas ay branched sa magkahiwalay na mga bahagi. Mula rito. Kapag nagkokonekta ng mga conductor nang magkatulad, ang katumbas na halaga ng kabuuang pagtutol ay katumbas ng kabuuan ng mga katumbas na halaga ng mga resistensya ng lahat ng parallel-connected conductor.

41. Trabaho at kasalukuyang kapangyarihan. Electromotive force. Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit.

Ang gawaing ginagawa ng mga puwersa ng electric field na lumilikha ng electric current ay tinatawag na work of the current. Trabaho A kasalukuyang sa lugar na may resistensya R sa takdang panahon D t katumbas ng . Ang kapangyarihan ng electric current ay katumbas ng ratio ng trabaho hanggang sa oras ng pagkumpleto, i.e. . Ang trabaho ay ipinahayag, gaya ng dati, sa joules, kapangyarihan - sa watts. Kung walang gawaing ginagawa sa isang seksyon ng circuit sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field at walang mga reaksiyong kemikal na nangyari, kung gayon ang trabaho ay humahantong sa pag-init ng konduktor. Sa kasong ito, ang trabaho ay katumbas ng dami ng init na inilabas ng kasalukuyang nagdadala ng conductor (Joule-Lenz Law).

Sa isang de-koryenteng circuit, ang trabaho ay ginagawa hindi lamang sa panlabas na seksyon, kundi pati na rin sa baterya. Ang electrical resistance ng isang kasalukuyang pinagmumulan ay tinatawag na panloob na pagtutol r. Sa panloob na seksyon ng circuit, isang halaga ng init na katumbas ng . Ang kabuuang trabaho na ginawa ng mga puwersa ng electrostatic field kapag gumagalaw kasama ang isang closed loop ay zero, kaya ang lahat ng trabaho ay tapos na dahil sa mga panlabas na pwersa na nagpapanatili ng isang pare-pareho ang boltahe. Ang ratio ng gawaing ginawa ng mga panlabas na puwersa sa inilipat na singil ay tinatawag na electromotive force ng pinagmulan, kung saan ang D q– inilipat na bayad. Kung, bilang isang resulta ng pagpasa ng direktang kasalukuyang, ang pag-init lamang ng mga konduktor ay naganap, pagkatapos ay ayon sa batas ng konserbasyon ng enerhiya , ibig sabihin. . Ang kasalukuyang daloy sa isang de-koryenteng circuit ay direktang proporsyonal sa emf at inversely proporsyonal sa kabuuang paglaban ng circuit.

42. Semiconductors. Electrical conductivity ng semiconductors at ang pag-asa nito sa temperatura. Intrinsic at impurity conductivity ng semiconductors.

Maraming mga sangkap ang hindi nagsasagawa ng kasalukuyang pati na rin ang mga metal, ngunit sa parehong oras ay hindi sila dielectrics. Ang isa sa mga pagkakaiba sa pagitan ng mga semiconductor ay na kapag pinainit o iluminado, ang kanilang resistivity ay hindi tumataas, ngunit bumababa. Ngunit ang kanilang pangunahing praktikal na naaangkop na ari-arian ay naging one-way conductivity. Dahil sa hindi pantay na pamamahagi ng thermal motion energy sa isang semiconductor crystal, ang ilang mga atom ay na-ionize. Ang mga inilabas na electron ay hindi maaaring makuha ng mga nakapaligid na atomo, dahil ang kanilang mga valence bond ay puspos. Ang mga libreng electron na ito ay maaaring lumipat sa pamamagitan ng metal, na lumilikha ng isang elektronikong kasalukuyang pagpapadaloy. Kasabay nito, ang atom mula sa kung saan ang shell ay tumakas ang isang elektron ay nagiging isang ion. Ang ion na ito ay neutralisado sa pamamagitan ng pagkuha ng isang kalapit na atom. Bilang resulta ng gayong magulong paggalaw, nagaganap ang paggalaw ng lugar na may nawawalang ion, na nakikita sa labas bilang paggalaw ng isang positibong singil. Ito ay tinatawag na hole conduction current. Sa isang perpektong semiconductor na kristal, ang kasalukuyang ay nilikha sa pamamagitan ng paggalaw ng pantay na bilang ng mga libreng electron at butas. Ang ganitong uri ng conductivity ay tinatawag na intrinsic conductivity. Habang bumababa ang temperatura, ang bilang ng mga libreng electron, na proporsyonal sa average na enerhiya ng mga atomo, ay bumababa at ang semiconductor ay nagiging katulad ng isang dielectric. Upang mapabuti ang kondaktibiti, minsan ay idinaragdag ang mga dumi sa isang semiconductor, na maaaring maging donor (pataasin ang bilang ng mga electron nang hindi tumataas ang bilang ng mga butas) at acceptor (dagdagan ang bilang ng mga butas nang hindi tumataas ang bilang ng mga electron). Ang mga semiconductor kung saan ang bilang ng mga electron ay lumampas sa bilang ng mga butas ay tinatawag na electronic semiconductors, o n-type semiconductors. Ang mga semiconductor kung saan ang bilang ng mga butas ay lumampas sa bilang ng mga electron ay tinatawag na hole semiconductors, o p-type semiconductors.

43. Semiconductor diode. Transistor.

Ang isang semiconductor diode ay binubuo ng p-n paglipat, i.e. ng dalawang konektadong semiconductors ng magkaibang uri ng conductivity. Kapag kumokonekta, ang mga electron ay nagkakalat sa R-semiconductor. Ito ay humahantong sa paglitaw sa electronic semiconductor ng mga hindi nabayarang positibong ion ng donor na karumihan, at sa hole semiconductor - mga negatibong ion ng acceptor impurity na nakakuha ng mga nagkakalat na electron. Lumilitaw ang isang electric field sa pagitan ng dalawang layer. Kung ang isang positibong singil ay inilapat sa lugar na may elektronikong kondaktibiti, at isang negatibong singil sa lugar na may kondaktibiti ng butas, kung gayon ang larangan ng pagharang ay tataas, ang kasalukuyang lakas ay bababa nang husto at halos hindi nakasalalay sa boltahe. Ang pamamaraang ito ng pag-on ay tinatawag na blocking, at ang kasalukuyang dumadaloy sa diode ay tinatawag na reverse. Kung ang isang positibong singil ay inilapat sa lugar na may kondaktibiti ng butas, at isang negatibong singil sa lugar na may kondaktibiti ng elektron, kung gayon ang larangan ng pagharang ay humina; ang kasalukuyang lakas sa pamamagitan ng diode sa kasong ito ay nakasalalay lamang sa paglaban ng panlabas na circuit. Ang pamamaraang ito ng paglipat ay tinatawag na bypass, at ang kasalukuyang dumadaloy sa diode ay tinatawag na direkta.

Ang isang transistor, na kilala rin bilang isang semiconductor triode, ay binubuo ng dalawa p-n(o n-p) mga paglipat. Ang gitnang bahagi ng kristal ay tinatawag na base, ang mga panlabas na bahagi ay ang emitter at kolektor. Ang mga transistor kung saan ang base ay may butas na conductivity ay tinatawag na transistor p-n-p paglipat. Upang magmaneho ng transistor p-n-p-uri ng boltahe ng negatibong polarity na may kaugnayan sa emitter ay inilapat sa kolektor. Ang boltahe sa base ay maaaring maging positibo o negatibo. kasi mayroong higit pang mga butas, pagkatapos ay ang pangunahing kasalukuyang sa pamamagitan ng kantong ay magiging isang diffusion flow ng mga butas mula sa R-mga rehiyon Kung ang isang maliit na pasulong na boltahe ay inilapat sa emitter, pagkatapos ay ang isang butas na kasalukuyang ay dadaloy sa pamamagitan nito, diffusing mula sa R-mga rehiyon sa n-lugar (base). Pero kasi Kung ang base ay makitid, ang mga butas ay lumilipad dito, pinabilis ng field, papunta sa kolektor. (???, wala akong naintindihan dito...). Ang transistor ay maaaring ipamahagi ang kasalukuyang, at sa gayon ay pinapalaki ito. Ang ratio ng pagbabago sa kasalukuyang sa circuit ng kolektor sa pagbabago sa kasalukuyang sa base circuit, ang iba pang mga bagay ay pantay, ay isang pare-parehong halaga, na tinatawag na integral transfer coefficient ng base kasalukuyang. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang sa base circuit, posible na makakuha ng mga pagbabago sa kasalukuyang kolektor ng circuit. (???)

44. Electric current sa mga gas. Mga uri ng paglabas ng gas at ang kanilang aplikasyon. Ang konsepto ng plasma.

Ang gas, kapag nalantad sa liwanag o init, ay maaaring maging konduktor ng kasalukuyang. Ang kababalaghan ng kasalukuyang dumadaan sa isang gas sa ilalim ng panlabas na impluwensya ay tinatawag na isang di-self-sustaining electric discharge. Ang proseso ng pagbuo ng mga gas ions sa ilalim ng impluwensya ng temperatura ay tinatawag na thermal ionization. Ang hitsura ng mga ions sa ilalim ng impluwensya ng light radiation ay photoionization. Ang isang gas kung saan ang isang makabuluhang bahagi ng mga molekula ay na-ionize ay tinatawag na plasma. Ang temperatura ng plasma ay umabot ng ilang libong degree. Ang mga plasma electron at ions ay nakakagalaw sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field. Habang tumataas ang lakas ng field, depende sa presyon at likas na katangian ng gas, ang isang paglabas ay nangyayari dito nang walang impluwensya ng mga panlabas na ionizer. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na self-sustained electrical discharge. Upang ang isang elektron ay makapag-ionize ng isang atom kapag ito ay tumama dito, dapat itong magkaroon ng isang enerhiya na hindi bababa sa gawain ng ionization. Ang isang elektron ay maaaring makakuha ng enerhiya na ito sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng isang panlabas na electric field sa isang gas kasama ang libreng landas nito, i.e. . kasi ang ibig sabihin ng libreng landas ay maliit, ang independiyenteng paglabas ay posible lamang sa mataas na lakas ng field. Sa mababang presyon ng gas, nabuo ang isang glow discharge, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagtaas ng conductivity ng gas sa panahon ng rarefaction (tumataas ang libreng landas). Kung ang kasalukuyang sa isang self-discharge ay napakataas, kung gayon ang mga epekto ng elektron ay maaaring maging sanhi ng pag-init ng cathode at anode. Sa mataas na temperatura, ang mga electron ay ibinubuga mula sa ibabaw ng katod, na nagpapanatili ng paglabas sa gas. Ang ganitong uri ng discharge ay tinatawag na arc.

45. Electric current sa isang vacuum. Thermionic emission. Tubong cathode-ray.

Walang mga carrier ng libreng bayad sa isang vacuum, samakatuwid, nang walang panlabas na impluwensya, walang kasalukuyang sa isang vacuum. Ito ay maaaring mangyari kung ang isa sa mga electrodes ay pinainit sa isang mataas na temperatura. Ang pinainit na katod ay naglalabas ng mga electron mula sa ibabaw nito. Ang kababalaghan ng paglabas ng mga libreng electron mula sa ibabaw ng mga pinainit na katawan ay tinatawag na thermionic emission. Ang pinakasimpleng aparato na gumagamit ng thermionic emission ay isang vacuum diode. Ang anode ay binubuo ng isang metal plate, ang katod - ng isang manipis na coiled wire. Ang isang electron cloud ay nalilikha sa paligid ng katod kapag ito ay pinainit. Kung ikinonekta mo ang cathode sa positibong terminal ng baterya at ang anode sa negatibong terminal, ang field sa loob ng diode ay magbi-bias ng mga electron sa cathode, at walang agos na dadaloy. Kung ikinonekta mo ang kabaligtaran na paraan - ang anode sa plus at ang katod sa minus - kung gayon ang electric field ay maglilipat ng mga electron patungo sa anode. Ipinapaliwanag nito ang one-way conductivity property ng diode. Ang daloy ng mga electron na lumilipat mula sa cathode patungo sa anode ay maaaring kontrolin gamit ang isang electromagnetic field. Upang gawin ito, ang diode ay binago at isang grid ay idinagdag sa pagitan ng anode at cathode. Ang resultang aparato ay tinatawag na triode. Kung ang isang negatibong potensyal ay inilapat sa grid, ang patlang sa pagitan ng grid at ang katod ay hahadlang sa paggalaw ng elektron. Kung maglalapat ka ng positibong field, hahadlangan ng field ang paggalaw ng mga electron. Ang mga electron na ibinubuga ng katod ay maaaring mapabilis sa mataas na bilis gamit ang mga electric field. Ang kakayahan ng mga electron beam na mapalihis ng mga electromagnetic field ay ginagamit sa mga CRT.

46. ​​Magnetic na pakikipag-ugnayan ng mga alon. Isang magnetic field. Ang puwersa na kumikilos sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor sa isang magnetic field. Magnetic field induction.

Kung ang isang kasalukuyang ng parehong direksyon ay dumaan sa mga konduktor, pagkatapos ay umaakit sila, at kung sila ay pantay, pagkatapos ay itataboy nila. Dahil dito, mayroong ilang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga konduktor, na hindi maipaliwanag ng pagkakaroon ng isang electric field, dahil Sa pangkalahatan, ang mga konduktor ay neutral sa kuryente. Ang isang magnetic field ay nilikha sa pamamagitan ng paglipat ng mga singil sa kuryente at nakakaapekto lamang sa mga gumagalaw na singil. Ang magnetic field ay isang espesyal na uri ng bagay at tuluy-tuloy sa espasyo. Ang pagpasa ng electric current sa pamamagitan ng isang konduktor ay sinamahan ng pagbuo ng isang magnetic field, anuman ang daluyan. Ang magnetic interaction ng mga conductor ay ginagamit upang matukoy ang magnitude ng kasalukuyang. Ang 1 ampere ay ang kasalukuyang lakas na dumadaan sa dalawang parallel conductor ng haba at maliit na cross-section, na matatagpuan sa layo na 1 metro mula sa isa't isa, kung saan ang magnetic flux ay nagdudulot ng puwersa ng pakikipag-ugnayan pababa na katumbas ng bawat metro ng haba. Ang puwersa kung saan kumikilos ang isang magnetic field sa isang conductor na nagdadala ng kasalukuyang ay tinatawag na puwersa ng Ampere. Upang makilala ang kakayahan ng isang magnetic field na maimpluwensyahan ang isang kasalukuyang nagdadala ng conductor, mayroong isang dami na tinatawag na magnetic induction. Ang magnetic induction module ay katumbas ng ratio ng maximum na halaga ng Ampere force na kumikilos sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor sa kasalukuyang lakas sa conductor at ang haba nito. Ang direksyon ng induction vector ay tinutukoy ng panuntunan ng kaliwang kamay (konduktor sa kamay, puwersa sa hinlalaki, induction sa palad). Ang yunit ng magnetic induction ay tesla, katumbas ng induction ng naturang magnetic flux kung saan ang maximum na puwersa ng ampere na 1 newton ay kumikilos sa 1 metro ng conductor na may kasalukuyang 1 ampere. Ang isang linya sa anumang punto kung saan ang magnetic induction vector ay nakadirekta nang tangential ay tinatawag na magnetic induction line. Kung sa lahat ng mga punto ng ilang espasyo ang induction vector ay may parehong ganap na halaga at parehong direksyon, kung gayon ang patlang sa bahaging ito ay tinatawag na homogenous. Depende sa anggulo ng pagkahilig ng kasalukuyang nagdadala ng conductor na may kaugnayan sa magnetic induction vector ng mga puwersa ng Ampere, nagbabago ito sa proporsyon sa sine ng anggulo.

47. Batas ng Ampere. Ang epekto ng isang magnetic field sa isang gumagalaw na singil. Lorentz force.

Ang epekto ng isang magnetic field sa isang kasalukuyang sa isang konduktor ay nagpapahiwatig na ito ay kumikilos sa gumagalaw na mga singil. Kasalukuyang lakas ako sa isang konduktor ay may kaugnayan sa konsentrasyon n libreng sisingilin na mga particle, bilis v kanilang iniutos na paggalaw at lugar S cross-section ng konduktor sa pamamagitan ng expression , kung saan q– singil ng isang particle. Ang pagpapalit ng expression na ito sa formula ng Ampere force, nakukuha natin . kasi nSl katumbas ng bilang ng mga libreng particle sa isang konduktor ng haba l, pagkatapos ay ang puwersa na kumikilos mula sa field sa isang sisingilin na particle na gumagalaw nang mabilis v sa isang anggulo a sa magnetic induction vector B katumbas ng . Ang puwersang ito ay tinatawag na puwersa ng Lorentz. Ang direksyon ng puwersa ng Lorentz para sa isang positibong singil ay tinutukoy ng kaliwang tuntunin. Sa isang pare-parehong magnetic field, ang isang particle na gumagalaw patayo sa magnetic field induction lines ay nakakakuha ng centripetal acceleration sa ilalim ng impluwensya ng Lorentz force. at gumagalaw sa isang bilog. Ang radius ng bilog at ang panahon ng rebolusyon ay tinutukoy ng mga expression . Ang kalayaan ng orbital period mula sa radius at bilis ay ginagamit sa isang sisingilin na particle accelerator - isang cyclotron.

48. Magnetic na katangian ng bagay. Ferromagnets.

Ang pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay nakasalalay sa kapaligiran kung saan matatagpuan ang mga singil. Kung isabit mo ang isang maliit na malapit sa isang malaking coil, ito ay lilihis. Kung ang isang bakal na core ay ipinasok sa mas malaki, ang paglihis ay tataas. Ang pagbabagong ito ay nagpapakita na ang induction ay nagbabago kapag ang core ay ipinakilala. Ang mga sangkap na makabuluhang nagpapahusay sa isang panlabas na magnetic field ay tinatawag na ferromagnets. Ang isang pisikal na dami na nagpapakita kung gaano karaming beses ang inductance ng isang magnetic field sa isang medium ay naiiba mula sa inductance ng isang field sa isang vacuum ay tinatawag na magnetic permeability. Hindi lahat ng mga sangkap ay nagpapahusay ng magnetic field. Lumilikha ang mga paramagnet ng mahinang patlang na tumutugma sa direksyon sa panlabas. Ang mga diamagnet ay nagpapahina sa panlabas na larangan sa kanilang larangan. Ang ferromagnetism ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga magnetic na katangian ng electron. Ang isang electron ay isang gumagalaw na singil at samakatuwid ay may sariling magnetic field. Sa ilang mga kristal, umiiral ang mga kondisyon para sa parallel na oryentasyon ng mga magnetic field ng mga electron. Bilang resulta, lumilitaw ang mga magnetized na lugar na tinatawag na domain sa loob ng ferromagnetic crystal. Habang tumataas ang panlabas na magnetic field, inaayos ng mga domain ang kanilang oryentasyon. Sa isang tiyak na halaga ng induction, ang kumpletong pag-order ng oryentasyon ng mga domain ay nangyayari at nangyayari ang magnetic saturation. Kapag ang isang ferromagnet ay tinanggal mula sa isang panlabas na magnetic field, hindi lahat ng mga domain ay nawawala ang kanilang oryentasyon, at ang katawan ay nagiging isang permanenteng magnet. Ang maayos na oryentasyon ng mga domain ay maaaring maputol ng mga thermal vibrations ng mga atom. Ang temperatura kung saan ang isang sangkap ay huminto sa pagiging ferromagnetic ay tinatawag na temperatura ng Curie.

49. Electromagnetic induction. Magnetic flux. Batas ng electromagnetic induction. Ang tuntunin ni Lenz.

Sa isang closed circuit, kapag nagbabago ang magnetic field, isang electric current ang lumitaw. Ang kasalukuyang ito ay tinatawag na sapilitan na kasalukuyang. Ang kababalaghan ng kasalukuyang henerasyon sa isang closed circuit dahil sa mga pagbabago sa magnetic field na tumagos sa circuit ay tinatawag na electromagnetic induction. Ang hitsura ng kasalukuyang sa isang closed circuit ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng mga panlabas na puwersa ng isang hindi electrostatic na kalikasan o ang paglitaw ng sapilitan emf. Ang isang quantitative na paglalarawan ng phenomenon ng electromagnetic induction ay ibinibigay batay sa pagtatatag ng koneksyon sa pagitan ng sapilitan na emf at magnetic flux. Magnetic flux F sa pamamagitan ng ibabaw ay isang pisikal na dami na katumbas ng produkto ng ibabaw na lugar S bawat module ng magnetic induction vector B at sa pamamagitan ng cosine ng anggulo a sa pagitan nito at ng normal sa ibabaw. Ang unit ng magnetic flux ay ang weber, na katumbas ng flux na, kapag pare-parehong bumababa sa zero sa 1 segundo, ay nagdudulot ng emf na 1 volt. Ang direksyon ng kasalukuyang induction ay depende sa kung ang pagkilos ng bagay na dumadaan sa circuit ay tumataas o bumababa, pati na rin sa direksyon ng field na may kaugnayan sa circuit. Ang pangkalahatang pormulasyon ng panuntunan ni Lenz: ang induced current na lumalabas sa isang closed circuit ay may direksyon na ang magnetic flux na nilikha nito sa pamamagitan ng lugar na nililimitahan ng circuit ay may posibilidad na magbayad para sa pagbabago sa magnetic flux na nagiging sanhi ng kasalukuyang ito. Batas ng electromagnetic induction: Ang induced emf sa isang closed circuit ay direktang proporsyonal sa rate ng pagbabago ng magnetic flux sa ibabaw na nakatali sa circuit na ito at katumbas ng rate ng pagbabago ng flux na ito, na isinasaalang-alang ang panuntunan ni Lenz. Kapag ang EMF ay nagbabago sa isang likid na binubuo ng n magkaparehong pagliko, ang kabuuang emf in n beses ang emf sa isang solong pagliko. Para sa isang pare-parehong magnetic field, batay sa kahulugan ng magnetic flux, sumusunod na ang induction ay katumbas ng 1 Tesla kung ang flux sa pamamagitan ng isang circuit na 1 square meter ay katumbas ng 1 Weber. Ang paglitaw ng isang electric current sa isang nakatigil na konduktor ay hindi ipinaliwanag sa pamamagitan ng magnetic interaction, dahil Ang magnetic field ay kumikilos lamang sa mga gumagalaw na singil. Ang electric field na lumilitaw kapag nagbabago ang magnetic field ay tinatawag na eddy electric field. Ang gawain ng vortex field forces upang ilipat ang mga singil ay ang induced emf. Ang vortex field ay hindi nauugnay sa mga singil at kumakatawan sa mga saradong linya. Ang gawaing ginawa ng mga puwersa ng field na ito sa kahabaan ng closed loop ay maaaring iba sa zero. Ang kababalaghan ng electromagnetic induction ay nangyayari din kapag ang pinagmulan ng magnetic flux ay nakapahinga at ang konduktor ay gumagalaw. Sa kasong ito, ang sanhi ng paglitaw ng isang sapilitan emf katumbas ng , ay ang puwersa ng Lorentz.

50. Ang phenomenon ng self-induction. Inductance. Enerhiya ng magnetic field.

Ang electric current na dumadaan sa isang conductor ay lumilikha ng magnetic field sa paligid nito. Magnetic flux F sa pamamagitan ng circuit ay proporsyonal sa magnetic induction vector SA, at induction, naman, ay ang kasalukuyang lakas sa konduktor. Samakatuwid, para sa magnetic flux maaari naming isulat . Ang proportionality coefficient ay tinatawag na inductance at depende sa mga katangian ng conductor, laki nito at sa kapaligiran kung saan ito matatagpuan. Ang yunit ng inductance ay henry, ang inductance ay katumbas ng 1 henry kung, sa kasalukuyang lakas na 1 ampere, ang magnetic flux ay katumbas ng 1 weber. Kapag nagbabago ang kasalukuyang sa coil, nagbabago ang magnetic flux na nilikha ng kasalukuyang ito. Ang isang pagbabago sa magnetic flux ay nagiging sanhi ng isang sapilitan na emf na lumitaw sa coil. Ang kababalaghan ng paglitaw ng sapilitan emf sa isang likid bilang isang resulta ng isang pagbabago sa kasalukuyang lakas sa circuit na ito ay tinatawag na self-induction. Alinsunod sa panuntunan ni Lenz, pinipigilan ng self-inductive emf ang pagtaas kapag naka-on at pagbaba kapag pinapatay ang circuit. Self-induced emf na lumalabas sa isang inductive coil L, ayon sa batas ng electromagnetic induction ay katumbas ng . Ipagpalagay na kapag ang network ay nadiskonekta mula sa pinagmulan, ang kasalukuyang bumababa ayon sa isang linear na batas. Pagkatapos ang self-induction emf ay may pare-parehong halaga na katumbas ng . Sa panahon ng t na may isang linear na pagbaba, isang singil ang dadaan sa circuit. Sa kasong ito, ang gawaing ginawa ng electric current ay katumbas ng . Ginagawa ang gawaing ito para sa liwanag ng enerhiya W m magnetic field ng coil.

51. Harmonic vibrations. Amplitude, period, frequency at phase ng oscillations.

Ang mga mekanikal na panginginig ng boses ay mga paggalaw ng mga katawan na umuulit nang eksakto o humigit-kumulang pareho sa mga regular na pagitan. Ang mga puwersang kumikilos sa pagitan ng mga katawan sa loob ng sistema ng mga katawan na isinasaalang-alang ay tinatawag na panloob na pwersa. Ang mga puwersang kumikilos sa mga katawan ng sistema mula sa ibang mga katawan ay tinatawag na panlabas na pwersa. Ang mga libreng vibrations ay mga vibrations na lumabas sa ilalim ng impluwensya ng mga panloob na pwersa, halimbawa, isang pendulum sa isang string. Ang mga panginginig ng boses sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na puwersa ay sapilitang mga oscillations, halimbawa, isang piston sa isang makina. Ang karaniwang tampok ng lahat ng uri ng vibrations ay ang repeatability ng proseso ng paggalaw pagkatapos ng isang tiyak na agwat ng oras. Harmonic vibrations ay ang mga inilarawan sa pamamagitan ng equation . Sa partikular, ang mga oscillations na nagaganap sa isang sistema na may isang pagpapanumbalik na puwersa na proporsyonal sa pagpapapangit ay harmonic. Ang pinakamababang pagitan kung saan inuulit ang paggalaw ng isang katawan ay tinatawag na panahon ng oscillation T. Ang isang pisikal na dami na kabaligtaran ng panahon ng oscillation at nagpapakilala sa bilang ng mga oscillation sa bawat yunit ng oras ay tinatawag na frequency. Ang dalas ay sinusukat sa hertz, 1 Hz = 1 s -1. Ginagamit din ang konsepto ng cyclic frequency, na tumutukoy sa bilang ng mga oscillations sa 2p seconds. Ang magnitude ng pinakamataas na displacement mula sa posisyon ng equilibrium ay tinatawag na amplitude. Ang halaga sa ilalim ng cosine sign ay ang yugto ng oscillation, ang j 0 ay ang paunang yugto ng oscillation. Ang mga derivative ay nagbabago rin nang magkakasuwato, at , at ang kabuuang mekanikal na enerhiya para sa isang arbitrary na paglihis X(anggulo, coordinate, atbp.) ay katumbas ng , Saan A At SA– mga constant na tinutukoy ng mga parameter ng system. Sa pamamagitan ng pagkakaiba-iba ng ekspresyong ito at isinasaalang-alang ang kawalan ng mga panlabas na puwersa, posibleng isulat iyon , mula sa kung saan .

52. Mathematical pendulum. Oscillations ng isang load sa isang spring. Ang panahon ng oscillation ng isang mathematical pendulum at isang load sa isang spring.

Ang isang maliit na katawan na nasuspinde sa isang hindi mapalawak na sinulid, na ang masa nito ay hindi gaanong maliit kumpara sa masa ng katawan, ay tinatawag na isang mathematical pendulum. Ang patayong posisyon ay isang posisyong ekwilibriyo kung saan ang puwersa ng grabidad ay nababalanse ng puwersa ng pagkalastiko. Para sa maliliit na paglihis ng pendulum mula sa posisyon ng ekwilibriyo, lumilitaw ang isang resultang puwersa patungo sa posisyon ng ekwilibriyo, at ang mga oscillation nito ay magkatugma. Ang panahon ng harmonic oscillations ng isang mathematical pendulum na may maliit na swing angle ay katumbas ng . Upang makuha ang formula na ito, isulat natin ang pangalawang batas ni Newton para sa isang pendulum. Ang pendulum ay ginagampanan ng gravity at ang pag-igting ng string. Ang kanilang resulta sa isang maliit na anggulo ng pagpapalihis ay katumbas ng . Kaya naman, , saan .

Sa panahon ng harmonic vibrations ng isang katawan na nasuspinde sa isang spring, ang elastic force ay pantay ayon sa batas ni Hooke. Ayon sa pangalawang batas ni Newton.

53. Pagbabago ng enerhiya sa panahon ng mga harmonic vibrations. Sapilitang panginginig ng boses. Resonance.

Kapag ang isang mathematical pendulum ay lumihis mula sa posisyon ng ekwilibriyo nito, tumataas ang potensyal na enerhiya nito, dahil tumataas ang distansya sa Earth. Kapag lumilipat patungo sa posisyon ng balanse, ang bilis ng pendulum ay tumataas, at ang kinetic energy ay tumataas, dahil sa isang pagbawas sa potensyal na reserba. Sa posisyon ng balanse, ang kinetic energy ay maximum, potensyal na enerhiya ay minimum. Sa posisyon ng maximum deviation ito ay kabaligtaran. Sa isang spring ay pareho ito, ngunit hindi ang potensyal na enerhiya sa gravitational field ng Earth ang kinuha, ngunit ang potensyal na enerhiya ng spring. Ang mga libreng oscillation ay palaging lumalabas na damped, i.e. na may pagbaba ng amplitude, dahil ginugugol ang enerhiya sa pakikipag-ugnayan sa mga nakapalibot na katawan. Ang mga pagkalugi ng enerhiya sa kasong ito ay katumbas ng gawain ng mga panlabas na puwersa sa parehong oras. Ang amplitude ay depende sa dalas ng pagbabago ng puwersa. Naabot nito ang pinakamataas na amplitude nito kapag ang dalas ng oscillation ng panlabas na puwersa ay tumutugma sa natural na dalas ng oscillation ng system. Ang kababalaghan ng pagtaas ng amplitude ng sapilitang mga oscillations sa ilalim ng inilarawan na mga kondisyon ay tinatawag na resonance. Dahil sa panahon ng resonance ang panlabas na puwersa ay gumaganap ng maximum na positibong trabaho sa loob ng isang panahon, ang resonance condition ay maaaring tukuyin bilang ang kondisyon para sa maximum na paglipat ng enerhiya sa system.

54. Pagpapalaganap ng mga vibrations sa elastic media. Transverse at longitudinal waves. Haba ng daluyong. Relasyon sa pagitan ng wavelength at ang bilis ng pagpapalaganap nito. Mga sound wave. Bilis ng tunog. Ultrasound

Ang paggulo ng mga oscillations sa isang lugar ng medium ay nagdudulot ng sapilitang mga oscillations ng mga kalapit na particle. Ang proseso ng mga vibrations na nagpapalaganap sa kalawakan ay tinatawag na wave. Ang mga alon kung saan ang mga vibrations ay nangyayari patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ay tinatawag na transverse waves. Ang mga alon kung saan nangyayari ang mga oscillation sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon ay tinatawag na longitudinal waves. Ang mga longitudinal wave ay maaaring lumitaw sa lahat ng media, transverse waves - sa mga solido sa ilalim ng impluwensya ng mga nababanat na puwersa sa panahon ng pagpapapangit o mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw at gravity. Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga oscillations v sa espasyo ay tinatawag na bilis ng alon. Ang distansya l sa pagitan ng mga puntong pinakamalapit sa isa't isa, na umiikot sa parehong mga yugto, ay tinatawag na wavelength. Ang dependence ng wavelength sa bilis at panahon ay ipinahayag bilang , o . Kapag lumitaw ang mga alon, ang kanilang dalas ay tinutukoy ng dalas ng oscillation ng pinagmulan, at ang bilis ay tinutukoy ng daluyan kung saan sila nagpapalaganap, kaya ang mga alon ng parehong dalas ay maaaring magkaroon ng iba't ibang haba sa iba't ibang media. Ang mga proseso ng compression at rarefaction sa hangin ay kumakalat sa lahat ng direksyon at tinatawag na sound wave. Ang mga sound wave ay longitudinal. Ang bilis ng tunog ay nakasalalay, tulad ng bilis ng anumang alon, sa daluyan. Sa hangin ang bilis ng tunog ay 331 m/s, sa tubig – 1500 m/s, sa bakal – 6000 m/s. Ang presyon ng tunog ay karagdagang presyon sa isang gas o likido na dulot ng isang sound wave. Ang intensity ng tunog ay sinusukat sa pamamagitan ng enerhiya na inililipat ng mga sound wave bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang unit na cross-sectional na lugar na patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng mga alon, at sinusukat sa watts bawat metro kuwadrado. Tinutukoy ng intensity ng isang tunog ang volume nito. Ang pitch ng tunog ay tinutukoy ng dalas ng vibration. Ang ultratunog at infrasound ay mga sound vibrations na lampas sa mga limitasyon ng audibility na may mga frequency na 20 kilohertz at 20 hertz, ayon sa pagkakabanggit.

55. Libreng electromagnetic oscillations sa circuit. Conversion ng enerhiya sa isang oscillatory circuit. Natural na dalas ng mga oscillation sa circuit.

Ang isang electric oscillatory circuit ay isang sistema na binubuo ng isang capacitor at isang coil na konektado sa isang closed circuit. Kapag ang isang coil ay konektado sa isang kapasitor, isang kasalukuyang arises sa likid at ang enerhiya ng electric field ay na-convert sa magnetic field enerhiya. Ang kapasitor ay hindi naglalabas kaagad, dahil... ito ay pinipigilan ng self-induced emf sa coil. Kapag ang kapasitor ay ganap na na-discharge, ang self-inductive emf ay pipigilan ang kasalukuyang mula sa pagbaba, at ang enerhiya ng magnetic field ay mako-convert sa electric energy. Ang kasalukuyang nagmumula sa kasong ito ay sisingilin ang kapasitor, at ang tanda ng singil sa mga plato ay magiging kabaligtaran sa orihinal. Pagkatapos kung saan ang proseso ay paulit-ulit hanggang ang lahat ng enerhiya ay ginugol sa pagpainit ng mga elemento ng circuit. Kaya, ang enerhiya ng magnetic field sa oscillatory circuit ay na-convert sa electric energy at vice versa. Para sa kabuuang enerhiya ng system posible na isulat ang mga sumusunod na relasyon: , mula sa kung saan para sa isang arbitrary na punto sa oras. Tulad ng nalalaman, para sa isang kumpletong kadena . Naniniwala na sa isang perpektong kaso R" 0, nakuha namin sa wakas , o . Ang solusyon sa differential equation na ito ay ang function , Saan . Ang halagang w ay tinatawag na natural na pabilog (cyclic) na dalas ng mga oscillations sa circuit.

56. Sapilitang electrical oscillations. Alternating electric current. Alternator. kapangyarihan ng AC.

Ang alternating current sa mga de-koryenteng circuit ay ang resulta ng paggulo ng sapilitang electromagnetic oscillations sa kanila. Hayaang magkaroon ng lugar ang isang flat coil S at induction vector B gumagawa ng isang anggulo j na may patayo sa eroplano ng coil. Magnetic flux F sa kasong ito, sa pamamagitan ng lugar ng pagliko ay tinutukoy ng expression. Kapag ang likid ay umiikot na may dalas n, ang anggulo j ay nagbabago ayon sa batas., pagkatapos ay ang expression para sa daloy ay tumatagal ng anyo. Ang mga pagbabago sa magnetic flux ay lumilikha ng induced emf na katumbas ng minus ang rate ng pagbabago ng flux. Dahil dito, ang pagbabago sa induced emf ay magaganap ayon sa harmonic law. Ang boltahe na inalis mula sa output ng generator ay proporsyonal sa bilang ng mga pagliko ng paikot-ikot. Kapag nagbabago ang boltahe ayon sa maharmonya na batas Ang lakas ng field sa konduktor ay nagbabago ayon sa parehong batas. Sa ilalim ng impluwensya ng field, lumilitaw ang isang bagay na ang dalas at yugto ay nag-tutugma sa dalas at yugto ng mga oscillation ng boltahe. Ang mga pagbabago sa kasalukuyang lakas sa circuit ay sapilitang, na nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng inilapat na alternating boltahe. Kapag ang mga phase ng kasalukuyang at boltahe ay nag-tutugma, ang alternating kasalukuyang kapangyarihan ay katumbas ng o . Ang average na halaga ng squared cosine sa panahon ay 0.5, samakatuwid . Ang epektibong halaga ng kasalukuyang ay ang direktang kasalukuyang naglalabas ng parehong dami ng init sa konduktor bilang alternating current. Sa amplitude Imax harmonic oscillations ng kasalukuyang, ang epektibong boltahe ay katumbas ng . Ang epektibong halaga ng boltahe ay ilang beses ding mas mababa kaysa sa halaga ng amplitude nito.

57. Active, inductive at capacitive reactance.

Aktibong pagtutol R ay isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng kapangyarihan sa parisukat ng kasalukuyang, na nakuha mula sa expression para sa kapangyarihan. Sa mababang frequency, ito ay halos independiyente sa dalas at tumutugma sa electrical resistance ng conductor.

Hayaang konektado ang isang coil sa isang alternating current circuit. Pagkatapos, kapag nagbago ang kasalukuyang ayon sa batas, lumilitaw ang isang self-inductive emf sa coil. kasi ang electrical resistance ng coil ay zero, kung gayon ang emf ay katumbas ng minus ng boltahe sa mga dulo ng coil na nilikha ng isang panlabas na generator (??? Ano pang generator???). Samakatuwid, ang isang pagbabago sa kasalukuyang nagiging sanhi ng pagbabago sa boltahe, ngunit may isang phase shift . Ang produkto ay ang amplitude ng mga oscillations ng boltahe, i.e. . Ang ratio ng amplitude ng mga oscillations ng boltahe sa buong coil sa amplitude ng kasalukuyang mga oscillations ay tinatawag na inductive reactance .

Hayaang magkaroon ng isang kapasitor sa circuit. Kapag ito ay naka-on, ito ay naniningil para sa isang-kapat ng panahon, pagkatapos ay nag-discharge para sa parehong halaga, pagkatapos ay ang parehong bagay, ngunit may pagbabago sa polarity. Kapag ang boltahe sa kabuuan ng kapasitor ay nagbabago ayon sa maharmonya na batas ang singil sa mga plato nito ay katumbas ng . Ang kasalukuyang sa circuit ay nangyayari kapag ang singil ay nagbabago: , katulad ng kaso na may coil, ang amplitude ng kasalukuyang mga pagbabago ay katumbas ng . Ang halaga na katumbas ng ratio ng amplitude sa kasalukuyang lakas ay tinatawag na capacitive reactance .

58. Batas ng Ohm para sa alternating current.

Isaalang-alang ang isang circuit na binubuo ng isang risistor, isang coil, at isang kapasitor na konektado sa serye. Sa anumang oras, ang inilapat na boltahe ay katumbas ng kabuuan ng mga boltahe sa bawat elemento. Ang mga pagbabago sa kasalukuyang lakas sa lahat ng mga elemento ay nangyayari ayon sa batas. Ang mga pagbabagu-bago ng boltahe sa risistor ay nag-tutugma sa yugto na may mga pagbabago sa kasalukuyang, ang mga pagbabagu-bago ng boltahe sa kapasitor ay nahuhuli sa likod ng mga pagbabago sa kasalukuyang yugto, ang mga pagbabago sa boltahe sa coil ay nangunguna sa mga pagbabago sa kasalukuyang yugto sa pamamagitan ng (bakit sila nahuhuli???). Samakatuwid, ang kondisyon para sa kabuuan ng mga stress na katumbas ng kabuuan ay maaaring isulat bilang: Gamit ang isang vector diagram, makikita mo na ang amplitude ng boltahe sa circuit ay katumbas ng , o , i.e. . Ang kabuuang paglaban ng circuit ay tinutukoy ng . Mula sa diagram ay malinaw na ang boltahe ay nagbabago din ayon sa harmonic law . Ang paunang yugto j ay matatagpuan gamit ang formula . Ang agarang kapangyarihan sa alternating current circuit ay pantay. Dahil ang average na halaga ng squared cosine sa panahon ay 0.5, . Kung mayroong isang coil at isang kapasitor sa circuit, pagkatapos ay ayon sa batas ng Ohm para sa alternating kasalukuyang. Ang halaga ay tinatawag na power factor.

59. Resonance sa isang electrical circuit.

Ang capacitive at inductive reactance ay nakasalalay sa dalas ng inilapat na boltahe. Samakatuwid, sa isang pare-pareho ang boltahe amplitude, ang amplitude ng kasalukuyang ay depende sa dalas. Sa isang dalas na halaga kung saan , ang kabuuan ng mga boltahe sa coil at kapasitor ay nagiging zero, dahil ang kanilang mga oscillations ay kabaligtaran sa yugto. Bilang isang resulta, ang boltahe sa buong aktibong pagtutol sa resonance ay lumalabas na katumbas ng buong boltahe, at ang kasalukuyang umabot sa pinakamataas na halaga nito. Ipahayag natin ang inductive at capacitive reactance sa resonance: , samakatuwid . Ipinapakita ng expression na ito na sa resonance, ang amplitude ng mga oscillations ng boltahe sa coil at capacitor ay maaaring lumampas sa amplitude ng mga oscillations ng inilapat na boltahe.

60. Transpormer.

Ang isang transpormer ay binubuo ng dalawang coils na may magkakaibang bilang ng mga liko. Kapag ang boltahe ay inilapat sa isa sa mga coils, isang kasalukuyang lilitaw sa loob nito. Kung ang boltahe ay nagbabago ayon sa isang maharmonya na batas, ang kasalukuyang ay magbabago ayon sa parehong batas. Ang magnetic flux na dumadaan sa coil ay katumbas ng . Kapag nagbago ang magnetic flux, isang self-inductive emf ang nangyayari sa bawat pagliko ng unang coil. Ang produkto ay ang amplitude ng emf sa isang pagliko, ang kabuuang emf sa primary coil. Ang pangalawang coil ay natagos ng parehong magnetic flux, samakatuwid . kasi Ang mga magnetic flux ay pareho, kung gayon. Ang aktibong paglaban ng paikot-ikot ay maliit kumpara sa inductive resistance, kaya ang boltahe ay humigit-kumulang katumbas ng emf. Mula rito. Coefficient SA tinatawag na ratio ng pagbabago. Ang mga pagkawala ng pag-init ng mga wire at core ay maliit, samakatuwid Ф 1" Ф 2. Ang magnetic flux ay proporsyonal sa kasalukuyang sa paikot-ikot at ang bilang ng mga pagliko. Samakatuwid, i.e. . Yung. ang transpormer ay nagpapataas ng boltahe SA beses, binabawasan ang kasalukuyang lakas ng parehong halaga. Ang kasalukuyang kapangyarihan sa parehong mga circuit, na nagpapabaya sa mga pagkalugi, ay pareho.

61. Mga electromagnetic wave. Ang bilis ng pagkalat nila. Mga katangian ng electromagnetic waves.

Ang anumang pagbabago sa magnetic flux sa circuit ay nagiging sanhi ng isang induction current na lumitaw dito. Ang hitsura nito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng paglitaw ng isang vortex electric field na may anumang pagbabago sa magnetic field. Ang isang vortex electric hearth ay may parehong ari-arian bilang isang ordinaryong isa - upang makabuo ng isang magnetic field. Kaya, sa sandaling ang proseso ng mutual generation ng magnetic at electric field ay nagsimula na, ito ay patuloy na nagpapatuloy. Ang mga electric at magnetic field na bumubuo sa mga electromagnetic wave ay maaaring umiral sa isang vacuum, hindi katulad ng ibang mga proseso ng wave. Mula sa mga eksperimento na may interference, ang bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave ay itinatag na humigit-kumulang . Sa pangkalahatang kaso, ang bilis ng isang electromagnetic wave sa isang di-makatwirang daluyan ay kinakalkula ng formula. Ang mga densidad ng enerhiya ng mga electric at magnetic na bahagi ay katumbas ng bawat isa: , saan . Ang mga katangian ng mga electromagnetic wave ay katulad ng mga katangian ng iba pang mga proseso ng alon. Kapag dumadaan sa interface sa pagitan ng dalawang media, ang mga ito ay bahagyang nasasalamin at bahagyang na-refracted. Ang mga ito ay hindi makikita mula sa dielectric na ibabaw; sila ay halos ganap na makikita mula sa mga metal. Ang mga electromagnetic wave ay may mga katangian ng interference (Hertz's experiment), diffraction (aluminum plate), polarization (mesh).

62. Mga prinsipyo ng komunikasyon sa radyo. Ang pinakasimpleng radio receiver.

Upang maisagawa ang komunikasyon sa radyo, kinakailangan upang matiyak ang posibilidad ng paglabas ng mga electromagnetic wave. Kung mas malaki ang anggulo sa pagitan ng mga capacitor plate, mas malayang kumakalat ang EM waves sa espasyo. Sa katotohanan, ang isang bukas na circuit ay binubuo ng isang coil at isang mahabang wire - isang antena. Ang isang dulo ng antenna ay naka-ground, ang isa ay nakataas sa ibabaw ng Earth. kasi Dahil ang enerhiya ng mga electromagnetic wave ay proporsyonal sa ika-apat na kapangyarihan ng dalas, kung gayon kapag ang alternating current ay nag-oscillates sa mga frequency ng tunog, ang mga EM wave ay halos hindi lumabas. Samakatuwid, ang prinsipyo ng modulasyon ay ginagamit - dalas, amplitude o yugto. Ang pinakasimpleng generator ng modulated oscillations ay ipinapakita sa figure. Hayaang mag-iba ang dalas ng oscillation ng circuit ayon sa batas. Hayaang magbago din ang dalas ng modulated sound vibrations bilang , at w<(bakit ganun???)(G ay ang kapalit ng paglaban). Ang pagpapalit ng mga halaga ng boltahe sa expression na ito, kung saan, nakukuha namin . kasi sa panahon ng resonance, ang mga frequency na malayo sa resonance frequency ay pinutol, pagkatapos ay mula sa expression para sa i nawawala ang ikalawa, ikatlo at ikalimang termino, i.e. .

Isaalang-alang natin ang isang simpleng radio receiver. Binubuo ito ng isang antena, isang oscillating circuit na may variable na kapasitor, isang detector diode, isang risistor at isang telepono. Ang dalas ng oscillatory circuit ay pinili upang ito ay tumutugma sa dalas ng carrier, at ang amplitude ng mga oscillations sa kapasitor ay nagiging maximum. Binibigyang-daan ka nitong piliin ang nais na dalas mula sa lahat ng natanggap. Mula sa circuit, ang mga modulated na high-frequency oscillations ay pumapasok sa detektor. Matapos maipasa ang detektor, sinisingil ng kasalukuyang ang kapasitor bawat kalahating ikot, at ang susunod na kalahating ikot, kapag ang kasalukuyang hindi dumaan sa diode, ang kapasitor ay pinalabas sa pamamagitan ng risistor. (Tama ba ang pagkakaintindi ko???).

64. Analogy sa pagitan ng mechanical at electrical vibrations.

Ang mga pagkakatulad sa pagitan ng mekanikal at elektrikal na vibrations ay ganito ang hitsura:

Coordinate
Bilis		Kasalukuyang lakas
Pagpapabilis		Rate ng pagbabago ng kasalukuyang
		Inductance
Katigasan		Kapalit na halaga kapasidad ng kuryente
		Boltahe
Lagkit		Paglaban
Potensyal na enerhiya deformed spring		Enerhiya ng electric field kapasitor	Mula sa isang mathematical point of view, ang equation na ito ay magkapareho sa oscillation equation para sa isang oscillating circuit. Samakatuwid ang solusyon nito ay kung saan . 65. Electromagnetic radiation scale. Pag-asa ng mga katangian ng electromagnetic radiation sa dalas. Application ng electromagnetic radiation. Ang hanay ng mga electromagnetic wave na may haba mula 10 -6 m hanggang m ay mga radio wave. Ginagamit para sa komunikasyon sa telebisyon at radyo. Mga haba mula 10 -6 m hanggang 780 nm - mga infrared na alon. Nakikitang liwanag – mula 780 nm hanggang 400 nm. Ultraviolet radiation - mula 400 hanggang 10 nm. Ang radiation sa saklaw mula 10 nm hanggang 10 pm ay X-ray radiation. Ang gamma radiation ay tumutugma sa mas maiikling wavelength. (Aplikasyon???). Ang mas maikli ang haba ng daluyong (kaya, mas mataas ang dalas), mas kaunting mga alon ang hinihigop ng daluyan. 65. Rectilinear na pagpapalaganap ng liwanag. Bilis ng liwanag. Mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag. Ang tuwid na linya na nagpapahiwatig ng direksyon ng pagpapalaganap ng liwanag ay tinatawag na light ray. Sa hangganan ng dalawang media, ang liwanag ay maaaring bahagyang masasalamin at magpalaganap sa unang daluyan sa isang bagong direksyon, at bahagyang dumaan din sa hangganan at magpalaganap sa pangalawang daluyan. Ang insidente, na sinasalamin, at patayo sa hangganan ng dalawang media, na muling itinayo sa punto ng insidente, ay nasa parehong eroplano. Ang anggulo ng pagmuni-muni ay katumbas ng anggulo ng saklaw. Ang batas na ito ay tumutugma sa batas ng pagmuni-muni ng mga alon ng anumang kalikasan at pinatunayan ng prinsipyo ni Huygens. Kapag ang ilaw ay dumaan sa interface sa pagitan ng dalawang media, ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga para sa dalawang ibinigay na media.<рисунок>. Magnitude n tinatawag na refractive index. Ang refractive index ng isang medium na may kaugnayan sa vacuum ay tinatawag na absolute refractive index ng medium na iyon. Kapag sinusunod ang epekto ng repraksyon, mapapansin na sa kaso ng isang paglipat ng isang daluyan mula sa isang optically denser medium hanggang sa isang hindi gaanong siksik, na may unti-unting pagtaas sa anggulo ng saklaw, maaari itong maabot ang isang halaga na ang anggulo ng repraksyon ay nagiging katumbas ng . Sa kasong ito, nasiyahan ang pagkakapantay-pantay. Ang anggulo ng saklaw ng a 0 ay tinatawag na limitasyon ng anggulo ng kabuuang pagmuni-muni. Sa mga anggulo na mas malaki sa 0, nangyayari ang kabuuang pagmuni-muni. 66. Lens, pagbuo ng imahe. Formula ng lens. Ang lens ay isang transparent na katawan na napapalibutan ng dalawang spherical surface. Ang lens na mas makapal sa mga gilid kaysa sa gitna ay tinatawag na concave, habang ang isang lens na mas makapal sa gitna ay tinatawag na convex. Ang tuwid na linya na dumadaan sa mga sentro ng parehong spherical surface ng lens ay tinatawag na pangunahing optical axis ng lens. Kung ang kapal ng lens ay maliit, kung gayon ang pangunahing optical axis ay masasabing bumalandra sa lens sa isang punto, na tinatawag na optical center ng lens. Ang tuwid na linya na dumadaan sa optical center ay tinatawag na pangalawang optical axis. Kung ang isang sinag ng liwanag na kahanay sa pangunahing optical axis ay nakadirekta sa isang lens, pagkatapos ay sa isang matambok na lens ang sinag ay magtatagpo sa isang punto F, nakukuha namin ang formula ng lens. Sa formula ng lens, ang distansya mula sa lens hanggang sa virtual na imahe ay itinuturing na negatibo. Ang optical power ng isang biconvex (at sa katunayan ay anumang) lens ay tinutukoy mula sa radius ng curvature nito at ang refractive index ng salamin at hangin. . 66. Pagkakaugnay-ugnay. Panghihimasok ng liwanag at ang aplikasyon nito sa teknolohiya. Diffraction ng liwanag. Diffraction grating. Ang mga katangian ng alon ng liwanag ay sinusunod sa mga phenomena ng diffraction at interference. Dalawang light frequency na ang phase difference ay zero ay sinasabing magkakaugnay sa isa't isa. Sa panahon ng interference - ang pagdaragdag ng magkakaugnay na mga alon - lumilitaw ang isang pattern ng interference ng maxima at minima ng pag-iilaw na matatag sa paglipas ng panahon. Sa pagkakaiba ng landas, nangyayari ang maximum na interference, sa – pinakamababa. Ang phenomenon ng light deviation mula sa linear propagation kapag dumadaan sa gilid ng isang obstacle ay tinatawag na diffraction of light. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinaliwanag ng prinsipyo ng Huygens-Fresnel: ang isang kaguluhan sa anumang punto ay resulta ng pagkagambala ng mga pangalawang alon na ibinubuga ng bawat elemento ng ibabaw ng alon. Ang diffraction ay ginagamit sa mga instrumentong parang multo. Ang elemento ng mga device na ito ay isang diffraction grating, na isang transparent na plate na pinahiran ng isang sistema ng opaque parallel stripes na matatagpuan sa malayo. d mula sa isa't isa. hayaan ang isang monochromatic wave na bumagsak sa rehas na bakal. Bilang resulta ng diffraction, ang liwanag mula sa bawat hiwa ay kumakalat hindi lamang sa orihinal na direksyon, kundi pati na rin sa lahat ng iba pa. Kung maglalagay ka ng isang lens sa likod ng grating, pagkatapos ay sa focal plane ang parallel rays mula sa lahat ng mga slits ay kokolektahin sa isang strip. Ang mga parallel ray ay naglalakbay nang may pagkakaiba sa landas. Kapag ang pagkakaiba ng landas ay katumbas ng isang integer na bilang ng mga alon, ang isang interference na maximum ng liwanag ay sinusunod. Para sa bawat wavelength, ang pinakamataas na kondisyon ay nasiyahan sa sarili nitong halaga ng anggulo j, kaya ang grating ay nabubulok ang puting liwanag sa isang spectrum. Kung mas mahaba ang wavelength, mas malaki ang anggulo. 67. Pagpapakalat ng liwanag. Spectrum ng electromagnetic radiation. Spectroscopy. Spectral analysis. Mga mapagkukunan ng radiation at mga uri ng spectra. Ang isang makitid na parallel beam ng puting liwanag, kapag dumadaan sa isang prisma, ay nabubulok sa mga beam ng liwanag na may iba't ibang kulay. Ang kulay na banda na nakikita sa kasong ito ay tinatawag na tuloy-tuloy na spectrum. Ang kababalaghan ng pag-asa ng bilis ng liwanag sa wavelength (frequency) ay tinatawag na light dispersion. Ang epekto na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang puting ilaw ay binubuo ng mga EM wave ng iba't ibang mga wavelength, kung saan nakasalalay ang refractive index. Ito ang may pinakamalaking halaga para sa pinakamaikling alon - violet, at pinakamababa - para sa pula. Sa isang vacuum, ang bilis ng liwanag ay pareho anuman ang dalas nito. Kung ang pinagmulan ng spectrum ay isang rarefied gas, kung gayon ang spectrum ay mukhang mga makitid na linya sa isang itim na background. Ang mga naka-compress na gas, likido at solid ay naglalabas ng tuluy-tuloy na spectrum, kung saan ang mga kulay ay maayos na nagsasama sa isa't isa. Ang likas na katangian ng spectrum ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang bawat elemento ay may sarili nitong tiyak na hanay ng emitted spectrum. Pinapayagan ng property na ito ang paggamit ng spectral analysis upang matukoy ang kemikal na komposisyon ng isang substance. Ang spectroscope ay isang aparato na ginagamit upang pag-aralan ang spectral na komposisyon ng liwanag na ibinubuga ng isang tiyak na pinagmulan. Isinasagawa ang agnas gamit ang isang diffraction grating (mas mahusay) o isang prisma; ginagamit ang quartz optics upang pag-aralan ang rehiyon ng ultraviolet. 68. Photoelectric effect at mga batas nito. Dami ng liwanag. Ang equation ni Einstein para sa photoelectric effect. Application ng photoelectric effect sa teknolohiya. Ang kababalaghan ng mga electron na inilalabas mula sa mga solido at likido sa ilalim ng impluwensya ng liwanag ay tinatawag na panlabas na photoelectric effect, at ang mga electron na inilabas sa ganitong paraan ay tinatawag na mga photoelectron. Ang mga batas ng photoelectric effect ay itinatag nang eksperimento - ang maximum na bilis ng photoelectrons ay tinutukoy ng dalas ng liwanag at hindi nakasalalay sa intensity nito; para sa bawat sangkap ay may sariling pulang limitasyon ng photoelectric effect, i.e. tulad ng isang dalas n min kung saan ang photoelectric epekto ay posible pa rin, ang bilang ng mga photoelectrons ejected bawat segundo ay direktang proporsyonal sa liwanag intensity. Ang inertia-free photoelectric effect ay naitatag din - ito ay nangyayari kaagad pagkatapos ng pagsisimula ng pag-iilaw, sa kondisyon na ang pulang limitasyon ay lumampas. Ang photoelectric effect ay maaaring ipaliwanag gamit ang quantum theory, na nagsasaad ng discreteness ng enerhiya. Ang isang electromagnetic wave, ayon sa teoryang ito, ay binubuo ng hiwalay na mga bahagi - quanta (photon). Kapag ang isang dami ng enerhiya ay nasisipsip, ang photoelectron ay nakakakuha ng kinetic energy, na maaaring matagpuan mula sa Einstein's equation para sa photoelectric effect. , kung saan ang A 0 ay ang work function, isang parameter ng substance. Ang bilang ng mga photoelectron na umaalis sa ibabaw ng metal ay proporsyonal sa bilang ng mga electron, na, sa turn, ay nakasalalay sa pag-iilaw (light intensity). 69. Ang mga eksperimento ni Rutherford sa pagkalat ng mga particle ng alpha. Nuklear na modelo ng atom. Ang quantum postula ni Bohr. Ang unang modelo ng istruktura ng atom ay kay Thomson. Iminungkahi niya na ang isang atom ay isang positibong sisingilin na bola, sa loob nito ay may mga pagsasama ng mga negatibong sisingilin na mga electron. Si Rutherford ay nagsagawa ng isang eksperimento sa pagtatanim ng mabilis na mga particle ng alpha sa isang metal plate. Kasabay nito, napansin na ang ilan sa kanila ay bahagyang lumihis mula sa pagpapalaganap ng rectilinear, at ang ilan - sa mga anggulo na mas malaki kaysa sa 2 0 . Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang positibong singil sa atom ay hindi nakapaloob nang pantay, ngunit sa isang tiyak na dami, na mas maliit kaysa sa laki ng atom. Ang gitnang bahagi na ito ay tinawag na nucleus ng atom, kung saan ang positibong singil at halos lahat ng masa ay puro. Ang radius ng atomic nucleus ay may mga sukat na 10 -15 m. Iminungkahi din ni Rutherford ang tinatawag na. planetaryong modelo ng atom, ayon sa kung saan ang mga electron ay umiikot sa atom tulad ng mga planeta sa paligid ng Araw. Radius ng pinakamalayong orbit = radius ng atom. Ngunit ang modelong ito ay sumalungat sa electrodynamics, dahil ang pinabilis na paggalaw (kabilang ang mga electron sa isang bilog) ay sinamahan ng paglabas ng mga EM wave. Dahil dito, ang electron ay unti-unting nawawalan ng enerhiya at dapat mahulog sa nucleus. Sa katotohanan, walang radiation o pagbagsak ng electron ang nangyayari. Ang isang paliwanag para dito ay ibinigay ni N. Bohr, na naglalagay ng dalawang postulates - ang isang atomic system ay maaari lamang sa ilang partikular na estado kung saan walang paglabas ng liwanag, kahit na ang paggalaw ay pinabilis, at kapag lumipat mula sa isang estado patungo sa isa pa, alinman sa absorption o emission ng isang quantum ay nangyayari ayon sa batas , kung saan ang Planck's constant. Ang iba't ibang posibleng nakatigil na estado ay tinutukoy mula sa kaugnayan , Saan n– isang integer. Para sa paggalaw ng isang electron sa isang bilog sa isang hydrogen atom, ang sumusunod na expression ay wasto: ang Coulomb na puwersa ng pakikipag-ugnayan sa nucleus. Mula rito. Yung. sa view ng postulate ni Bohr tungkol sa quantization ng enerhiya, ang paggalaw ay posible lamang sa mga nakatigil na pabilog na orbit, ang radii nito ay tinukoy bilang . Ang lahat ng mga estado, maliban sa isa, ay may kondisyon na nakatigil, at sa isa lamang - ang ground state, kung saan ang elektron ay may pinakamababang halaga ng enerhiya - ang atom ay maaaring manatili hangga't ninanais, at ang natitirang mga estado ay tinatawag na excited. 70. Pagpapalabas at pagsipsip ng liwanag ng mga atomo. Laser. Ang mga atomo ay maaaring kusang naglalabas ng quanta ng liwanag, habang ito ay dumadaan nang hindi magkakaugnay (dahil ang bawat atom ay naglalabas ng independyente sa iba) at tinatawag na spontaneous. Ang paglipat ng isang elektron mula sa isang itaas na antas patungo sa isang mas mababang isa ay maaaring mangyari sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na electromagnetic field na may dalas na katumbas ng dalas ng paglipat. Ang nasabing radiation ay tinatawag na sapilitang (induced). Yung. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng isang nasasabik na atom na may isang photon ng kaukulang dalas, ang posibilidad ng paglitaw ng dalawang magkaparehong mga photon na may parehong direksyon at dalas ay mataas. Ang kakaiba ng stimulated emission ay na ito ay monochromatic at magkakaugnay. Ang ari-arian na ito ay ang batayan para sa pagpapatakbo ng mga laser (optical quantum generators). Upang ang isang sangkap ay palakasin ang liwanag na dumadaan dito, higit sa kalahati ng mga electron nito ay dapat na nasa isang nasasabik na estado. Ang estado na ito ay tinatawag na isang estado na may baligtad na populasyon ng mga antas. Sa kasong ito, ang pagsipsip ng mga photon ay magaganap nang mas madalas kaysa sa paglabas. Upang magpatakbo ng isang laser sa isang ruby ​​​​rod, ang tinatawag na. isang pumping lamp, ang layunin nito ay lumikha ng pagbaligtad ng populasyon. Bukod dito, kung ang isang atom ay lumipat mula sa metastable na estado patungo sa ground state, isang chain reaction ng photon emission ang magaganap. Gamit ang naaangkop (parabolic) na hugis ng sumasalamin na salamin, posible na lumikha ng isang sinag sa isang direksyon. Ang kumpletong pag-iilaw ng lahat ng nasasabik na mga atom ay nangyayari sa 10 -10 s, kaya ang kapangyarihan ng laser ay umabot sa bilyun-bilyong watts. Mayroon ding mga laser na gumagamit ng mga gas lamp, ang bentahe nito ay ang pagpapatuloy ng radiation. 70. Komposisyon ng nucleus ng isang atom. Isotopes. Binding energy ng atomic nuclei. Mga reaksyong nuklear. Electric charge ng isang atom nucleus q katumbas ng produkto ng elementarya na singil sa kuryente e bawat serial number Z elemento ng kemikal sa periodic table. Ang mga atomo na may parehong istraktura ay may parehong shell ng elektron at hindi maaaring makilala sa kemikal. Ang nuclear physics ay gumagamit ng sarili nitong mga yunit ng pagsukat. 1 Fermi – 1 femtometer, . Ang 1 atomic mass unit ay 1/12 ang masa ng isang carbon atom. . Ang mga atomo na may parehong nuclear charge ngunit magkaibang masa ay tinatawag na isotopes. Ang mga isotopes ay naiiba sa kanilang spectra. Ang nucleus ng isang atom ay binubuo ng mga proton at neutron. Ang bilang ng mga proton sa nucleus ay katumbas ng numero ng singil Z, bilang ng mga neutron – mass minus na bilang ng mga proton A–Z=N. Ang positibong singil ng isang proton ay katumbas ng numero sa singil ng isang elektron, ang masa ng isang proton ay 1.007 amu. Ang neutron ay walang bayad at may mass na 1.009 amu. (Ang isang neutron ay higit sa dalawang masa ng elektron na mas mabigat kaysa sa isang proton). Ang mga neutron ay matatag lamang sa komposisyon ng atomic nuclei; sa kanilang libreng anyo, nabubuhay sila ng ~15 minuto at nabubulok sa isang proton, electron at antineutrino. Ang puwersa ng gravitational attraction sa pagitan ng mga nucleon sa nucleus ay lumampas sa electrostatic repulsive force ng 10 36 beses. Ang katatagan ng nuclei ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga espesyal na puwersang nukleyar. Sa layo na 1 fm mula sa proton, ang mga puwersang nuklear ay 35 beses na mas mataas kaysa sa mga puwersa ng Coulomb, ngunit sila ay bumaba nang napakabilis, at sa layo na mga 1.5 fm maaari silang mapabayaan. Ang mga puwersang nuklear ay hindi nakasalalay sa kung ang butil ay may singil. Ang mga tumpak na sukat ng masa ng atomic nuclei ay nagpakita ng pagkakaroon ng pagkakaiba sa pagitan ng masa ng isang nucleus at ng algebraic na kabuuan ng mga masa ng mga bumubuo nito na mga nucleon. Upang paghiwalayin ang isang atomic nucleus sa mga bahagi nito, ang enerhiya ay dapat gugulin. Ang dami ay tinatawag na mass defect. Ang pinakamababang enerhiya na dapat gugulin upang paghiwalayin ang isang nucleus sa mga bumubuo nitong mga nucleon ay tinatawag na nagbubuklod na enerhiya ng nucleus, na ginugugol sa paggawa laban sa mga puwersang kaakit-akit na nuklear. Ang ratio ng binding energy sa mass number ay tinatawag na specific binding energy. Ang reaksyong nuklear ay ang pagbabago ng orihinal na atomic nucleus sa pakikipag-ugnayan sa anumang particle patungo sa isa pa, na naiiba sa orihinal. Bilang resulta ng isang nuclear reaction, ang mga particle o gamma ray ay maaaring ilabas. Mayroong dalawang uri ng mga reaksyong nuklear: ang ilan ay nangangailangan ng paggasta ng enerhiya, habang ang iba ay naglalabas ng enerhiya. Ang inilabas na enerhiya ay tinatawag na output ng isang nuclear reaction. Sa mga reaksyong nuklear, lahat ng mga batas sa konserbasyon ay natutugunan. Ang batas ng konserbasyon ng angular momentum ay nasa anyo ng batas ng konserbasyon ng spin. 71. Radioactivity. Mga uri ng radioactive radiation at ang kanilang mga katangian. Ang nuclei ay may kakayahang kusang mabulok. Sa kasong ito, tanging ang mga nuclei na may kaunting enerhiya ay matatag kumpara sa mga kung saan ang nucleus ay maaaring kusang magbago. Ang nuclei kung saan mayroong mas maraming proton kaysa sa mga neutron ay hindi matatag dahil ang Coulomb repulsive force ay tumataas. Ang nuclei na may mas maraming neutron ay hindi rin matatag, dahil Ang masa ng isang neutron ay mas malaki kaysa sa masa ng isang proton, at ang pagtaas ng masa ay humahantong sa pagtaas ng enerhiya. Ang nuclei ay maaaring ilabas mula sa labis na enerhiya alinman sa pamamagitan ng paghahati sa mas matatag na mga bahagi (alpha decay at fission) o sa pamamagitan ng pagbabago ng kanilang singil (beta decay). Ang alpha decay ay ang kusang paghahati ng isang atomic nucleus sa isang alpha particle at isang product nucleus. Ang lahat ng elementong mas mabigat kaysa sa uranium ay napapailalim sa pagkabulok ng alpha. Ang kakayahan ng isang alpha particle na pagtagumpayan ang pagkahumaling ng nucleus ay tinutukoy ng epekto ng tunel (Schrodinger equation). Sa panahon ng pagkabulok ng alpha, hindi lahat ng enerhiya ng nucleus ay na-convert sa kinetic energy ng paggalaw ng nucleus ng produkto at alpha particle. Maaaring gamitin ang bahagi ng enerhiya upang pukawin ang nucleus atom ng produkto. Kaya, ilang oras pagkatapos ng pagkabulok, ang core ng produkto ay naglalabas ng ilang gamma quanta at bumalik sa normal nitong estado. Mayroon ding isa pang uri ng pagkabulok - kusang nuclear fission. Ang pinakamagaan na elementong may kakayahang mabulok ay ang uranium. Ang pagkabulok ay nangyayari ayon sa batas kung saan T– kalahating buhay, isang pare-pareho para sa isang ibinigay na isotope. Ang beta decay ay isang kusang pagbabagong-anyo ng isang atomic nucleus, bilang isang resulta kung saan ang singil nito ay tumaas ng isa dahil sa paglabas ng isang elektron. Ngunit ang masa ng isang neutron ay lumampas sa kabuuan ng mga masa ng isang proton at isang elektron. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng paglabas ng isa pang particle - ang electron antineutrino. . Hindi lamang ang neutron ang maaaring mabulok. Ang isang libreng proton ay matatag, ngunit kapag nalantad sa mga particle maaari itong mabulok sa isang neutron, positron at neutrino. Kung ang enerhiya ng bagong nucleus ay mas mababa, pagkatapos ay nangyayari ang positron beta decay . Tulad ng alpha decay, ang beta decay ay maaari ding samahan ng gamma radiation. 72. Mga pamamaraan para sa pagtatala ng ionizing radiation. Ang pamamaraan ng photoemulsion ay nagsasangkot ng paglalapat ng isang sample sa isang photographic plate, at pagkatapos na mabuo ito, batay sa kapal at haba ng bakas ng butil dito, posibleng matukoy ang dami at pamamahagi ng isang partikular na radioactive substance sa sample. Ang isang scintillation counter ay isang aparato kung saan ang isang tao ay maaaring obserbahan ang pagbabago ng kinetic energy ng isang mabilis na particle sa enerhiya ng isang light flash, na, sa turn, ay nagsisimula ng isang photoelectric effect (electric current pulse), na pinalaki at naitala. Ang cloud chamber ay isang glass chamber na puno ng hangin at supersaturated na singaw ng alkohol. Habang ang isang particle ay gumagalaw sa silid, ito ay nag-ionize ng mga molekula sa paligid kung saan ang condensation ay agad na nagsisimula. Ang kadena ng mga droplet na nabuo bilang isang resulta ay bumubuo ng isang particle track. Gumagana ang bubble chamber sa parehong mga prinsipyo, ngunit ang recorder ay isang likido na malapit sa kumukulo. Ang gas-discharge counter (Geiger counter) ay isang silindro na puno ng rarefied gas at isang nakaunat na thread ng conductor. Ang particle ay nagdudulot ng ionization ng gas; ang mga ion, sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, ay lumihis sa cathode at anode, na nag-ionize ng iba pang mga atom sa daan. Ang isang corona discharge ay nangyayari, ang pulso nito ay naitala. 73. Chain reaction ng fission ng uranium nuclei. Noong dekada 30, napag-aralan na kapag ang uranium ay na-irradiated na may mga neutron, ang lanthanum nuclei ay nabuo, na hindi mabuo bilang resulta ng alpha o beta decay. Ang uranium-238 nucleus ay binubuo ng 82 proton at 146 neutron. Kapag eksakto ang paghahati sa kalahati, ang praseodymium ay dapat mabuo, ngunit sa isang matatag na praseodymium nucleus mayroong 9 na mas kaunting mga neutron. Samakatuwid, kapag ang uranium fission, iba pang nuclei at labis na libreng neutron ay nabuo. Noong 1939, isinagawa ang unang artipisyal na fission ng uranium nucleus. Sa kasong ito, 2-3 libreng neutron at 200 MeV ng enerhiya ang pinakawalan, at humigit-kumulang 165 MeV ang inilabas sa anyo ng kinetic energy ng fragment nuclei o o. Sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon, ang mga inilabas na neutron ay maaaring maging sanhi ng fission ng iba pang uranium nuclei. Ang neutron multiplication factor ay nagpapakilala kung paano magpapatuloy ang reaksyon. Kung ito ay higit sa isa. pagkatapos ay sa bawat dibisyon ang bilang ng mga neutron ay tumataas, ang uranium ay umiinit hanggang sa isang temperatura na ilang milyong digri, at isang nukleyar na pagsabog ay nangyayari. Kapag ang fission coefficient ay mas mababa sa isa, ang reaksyon ay nabubulok, at kapag ito ay katumbas ng isa, ito ay pinananatili sa isang pare-parehong antas, na ginagamit sa mga nuclear reactor. Sa mga natural na isotopes ng uranium, ang nucleus lamang ang may kakayahang mag-fission, at ang pinakakaraniwang isotope ay sumisipsip ng isang neutron at nagiging plutonium ayon sa pamamaraan. Ang plutonium-239 ay katulad ng mga katangian sa uranium-235. 74. Nuclear reactor. Thermonuclear reaksyon. Mayroong dalawang uri ng mga nuclear reactor - mabagal at mabilis na neutron. Karamihan sa mga neutron na inilabas sa panahon ng fission ay may lakas na 1-2 MeV, at may bilis na humigit-kumulang 10 7 m/s. Ang ganitong mga neutron ay tinatawag na mabilis, at nasisipsip ng parehong epektibo ng parehong uranium-235 at uranium-238, at mula noong Mayroong mas mabigat na isotope, ngunit hindi ito nahahati, kung gayon ang reaksyon ng kadena ay hindi bubuo. Ang mga neutron na gumagalaw sa bilis na humigit-kumulang 2H 10 3 m/s ay tinatawag na thermal. Ang ganitong mga neutron ay hinihigop ng uranium-235 nang mas aktibo kaysa sa mga mabilis. Kaya, upang magsagawa ng isang kinokontrol na reaksyong nuklear, kinakailangan na pabagalin ang mga neutron sa mga bilis ng thermal. Ang pinakakaraniwang moderator sa mga reactor ay grapayt, ordinaryong at mabigat na tubig. Upang matiyak na ang koepisyent ng paghahati ay napanatili sa pagkakaisa, ginagamit ang mga absorbers at reflector. Ang mga sumisipsip ay mga rod na gawa sa cadmium at boron, na kumukuha ng mga thermal neutron, at ang reflector ay beryllium. Kung ang uranium na pinayaman ng isang isotope na may mass na 235 ay ginagamit bilang gasolina, kung gayon ang reaktor ay maaaring gumana nang walang moderator gamit ang mga mabilis na neutron. Sa naturang reactor, karamihan sa mga neutron ay nasisipsip ng uranium-238, na sa pamamagitan ng dalawang beta decay ay nagiging plutonium-239, isa ring nuclear fuel at panimulang materyal para sa mga sandatang nuklear. Kaya, ang isang mabilis na neutron reactor ay hindi lamang isang planta ng kuryente, kundi pati na rin isang multiplier ng gasolina para sa reaktor. Ang kawalan ay ang pangangailangan na pagyamanin ang uranium na may magaan na isotope. Ang enerhiya sa mga reaksyong nuklear ay inilabas hindi lamang dahil sa fission ng mabibigat na nuclei, kundi dahil din sa kumbinasyon ng mga magaan. Upang ikonekta ang nuclei, kinakailangan upang mapagtagumpayan ang Coulomb repulsive force, na posible sa temperatura ng plasma na humigit-kumulang 10 7 –10 8 K. Ang isang halimbawa ng thermonuclear reaction ay ang synthesis ng helium mula sa deuterium at tritium o . Ang synthesis ng 1 gramo ng helium ay naglalabas ng enerhiya na katumbas ng pagsunog ng 10 tonelada ng diesel fuel. Ang isang kinokontrol na thermonuclear reaction ay posible sa pamamagitan ng pag-init nito sa naaangkop na temperatura sa pamamagitan ng pagpasa ng electric current sa pamamagitan nito o paggamit ng laser. 75. Biological na epekto ng ionizing radiation. Proteksyon sa radiation. Application ng radioactive isotopes. Ang isang sukatan ng epekto ng anumang uri ng radiation sa isang sangkap ay ang hinihigop na dosis ng radiation. Ang yunit ng dosis ay ang kulay abo, katumbas ng dosis kung saan ang 1 joule ng enerhiya ay inilipat sa isang irradiated substance na tumitimbang ng 1 kg. kasi Dahil ang pisikal na epekto ng anumang radiation sa isang sangkap ay nauugnay hindi gaanong sa pag-init, ngunit sa ionization, isang yunit ng dosis ng pagkakalantad ay ipinakilala, na nagpapakilala sa epekto ng ionization ng radiation sa hangin. Ang non-systemic unit ng exposure dose ay ang roentgen, katumbas ng 2.58H 10 -4 C/kg. Sa isang exposure dose ng 1 roentgen, 1 cm 3 ng hangin ay naglalaman ng 2 bilyong pares ng ion. Sa parehong absorbed dose, iba ang epekto ng iba't ibang uri ng radiation. Kung mas mabigat ang butil, mas malakas ang epekto nito (gayunpaman, mas mabigat ito, mas madali itong hawakan). Ang pagkakaiba sa biological na epekto ng radiation ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang biological na koepisyent ng pagiging epektibo na katumbas ng pagkakaisa para sa gamma ray, 3 para sa mga thermal neutron, 10 para sa mga neutron na may enerhiya na 0.5 MeV. Ang dosis na pinarami ng koepisyent ay nagpapakilala sa biological na epekto ng dosis at tinatawag na katumbas na dosis, na sinusukat sa sieverts. Ang pangunahing mekanismo ng pagkilos sa katawan ay ionization. Ang mga ion ay pumapasok sa isang kemikal na reaksyon sa cell at nakakagambala sa aktibidad nito, na humahantong sa pagkamatay ng cell o mutation. Ang natural na background radiation ay may average na 2 mSv bawat taon, para sa mga lungsod ng karagdagang +1 mSv bawat taon. 76. Absolute ng bilis ng liwanag. Mga elemento ng istasyon ng serbisyo. Relativistic dynamics. Ito ay eksperimento na itinatag na ang bilis ng liwanag ay hindi nakasalalay sa sistema ng sanggunian kung saan matatagpuan ang tagamasid. Imposible rin na mapabilis ang anumang elementarya na particle, tulad ng isang electron, sa bilis na katumbas ng bilis ng liwanag. Ang kontradiksyon sa pagitan ng katotohanang ito at ng prinsipyo ng relativity ni Galileo ay nalutas ni A. Einstein. Ang batayan ng kanyang [espesyal na] teorya ng relativity ay dalawang postulates: anumang pisikal na proseso ay nagpapatuloy nang magkapareho sa iba't ibang mga inertial frame ng sanggunian, ang bilis ng liwanag sa isang vacuum ay hindi nakadepende sa bilis ng pinagmumulan ng liwanag at ng tagamasid. Ang mga phenomena na inilarawan ng teorya ng relativity ay tinatawag na relativistic. Ang teorya ng relativity ay nagpapakilala ng dalawang klase ng mga particle - ang mga gumagalaw sa bilis na mas mababa sa Sa, at kung saan maaaring maiugnay ang sistema ng sanggunian, at ang mga gumagalaw na may pantay na bilis Sa, kung saan hindi maiuugnay ang mga reference system. Ang pagpaparami ng hindi pagkakapantay-pantay na ito () sa pamamagitan ng , makukuha natin ang . Ang expression na ito ay kumakatawan sa relativistic na batas ng pagdaragdag ng mga bilis, na kasabay ng Newton's at v<. Para sa anumang kamag-anak na bilis ng mga inertial reference system V Sariling oras, i.e. ang kumikilos sa reference frame na nauugnay sa particle ay invariant, i.e. ay hindi nakasalalay sa pagpili ng inertial reference frame. Binabago ng prinsipyo ng relativity ang pahayag na ito, na nagsasabi na sa bawat inertial frame ng reference time ay dumadaloy sa parehong paraan, ngunit walang solong ganap na oras para sa lahat. Ang oras ng coordinate ay nauugnay sa tamang oras ayon sa batas . Sa pamamagitan ng pag-squaring sa expression na ito, makakakuha tayo ng . Sukat s tinatawag na interval. Ang kinahinatnan ng relativistic na batas ng pagdaragdag ng mga bilis ay ang Doppler effect, na nagpapakilala sa pagbabago sa dalas ng mga oscillations depende sa mga bilis ng pinagmumulan ng alon at ng tagamasid. Kapag ang tagamasid ay gumagalaw sa isang anggulong Q sa pinagmulan, ang dalas ay nagbabago ayon sa batas . Habang lumalayo ka sa pinagmulan, lumilipat ang spectrum sa mas mababang mga frequency na tumutugma sa mas mahabang wavelength, i.e. patungo sa pula, kapag papalapit - patungo sa lila. Ang momentum ay nagbabago din sa bilis na malapit sa Sa:. 77. Mga particle ng elementarya. Sa una, ang proton, neutron at electron ay inuri bilang elementarya na mga particle, at kalaunan ay ang photon. Nang matuklasan ang pagkabulok ng neutron, ang mga muon at pion ay idinagdag sa bilang ng mga elementarya na particle. Ang kanilang masa ay mula 200 hanggang 300 electron mass. Sa kabila ng katotohanan na ang neutron ay nabubulok sa isang channel, isang electron at isang neutrino, walang mga particle na ito sa loob nito, at ito ay itinuturing na elementarya. Karamihan sa mga elementarya na particle ay hindi matatag at may kalahating buhay ng pagkakasunud-sunod na 10 -6 –10 -16 s. Sa relativistic theory ng electron motion sa isang atom na binuo ni Dirac, sinundan nito na ang isang electron ay maaaring magkaroon ng kambal na may kabaligtaran na singil. Ang particle na ito, na nakita sa cosmic rays, ay tinatawag na positron. Kasunod nito, napatunayan na ang lahat ng mga particle ay may sariling mga antiparticle, na naiiba sa spin at (kung mayroon man) na singil. Mayroon ding mga tunay na neutral na particle na ganap na tumutugma sa kanilang mga antiparticle (pi-null meson at eta-null meson). Ang kababalaghan ng annihilation ay ang mutual annihilation ng dalawang antiparticle na may paglabas ng enerhiya, halimbawa. . Ayon sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, ang inilabas na enerhiya ay proporsyonal sa kabuuan ng masa ng mga nilipol na mga particle. Ayon sa mga batas sa konserbasyon, ang mga particle ay hindi kailanman lumabas nang nag-iisa. Ang mga particle ay nahahati sa mga grupo, ayon sa pagtaas ng masa - photon, leptons, mesons, baryons. Sa kabuuan, mayroong 4 na uri ng pangunahing (hindi mababawasan sa iba) na pakikipag-ugnayan - gravitational, electromagnetic, mahina at malakas. Ang pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagpapalitan ng mga virtual na photon (Mula sa kawalan ng katiyakan ng Heisenberg ito ay sumusunod na sa maikling panahon ang isang elektron, dahil sa panloob na enerhiya nito, ay maaaring maglabas ng isang quantum at mabayaran ang pagkawala ng enerhiya sa pamamagitan ng pagkuha ng pareho. Ang ibinubuga. quantum ay hinihigop ng isa pa, kaya tinitiyak ang pakikipag-ugnayan.), Malakas - sa pamamagitan ng pagpapalitan ng mga gluon (spin 1, mass 0, nagdadala ng "kulay" na quark charge), mahina - vector boson. Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay hindi ipinaliwanag, ngunit ang quanta ng gravitational field ay dapat theoretically may mass 0, spin 2 (???).