Gjithçka në lidhje me pikën materiale në fizikë. Pika materiale, e ngurtë

Përkufizimi

Një pikë materiale është një trup makroskopik, dimensionet, forma, rrotullimi dhe struktura e brendshme e të cilave mund të neglizhohen kur përshkruhet lëvizja e tij.

Çështja nëse një trup i caktuar mund të konsiderohet si një pikë materiale nuk varet nga madhësia e këtij trupi, por nga kushtet e problemit që zgjidhet. Për shembull, rrezja e Tokës është shumë më pak se distanca nga Toka në Diell, dhe lëvizja e saj orbitale mund të përshkruhet mirë si lëvizja e një pike materiale me një masë të barabartë me atë të Tokës dhe e vendosur në qendër të saj. Sidoqoftë, kur merret parasysh lëvizja ditore e Tokës rreth boshtit të saj, zëvendësimi i saj me një pikë materiale nuk ka kuptim. Zbatueshmëria e modelit të një pike materiale në një trup specifik nuk varet aq nga madhësia e trupit, sa nga kushtet e lëvizjes së tij. Në veçanti, në përputhje me teoremën mbi lëvizjen e qendrës së masës së sistemit gjatë lëvizjes përkthimore, çdo trup i ngurtë mund të konsiderohet si një pikë materiale, pozicioni i së cilës përkon me qendrën e masës së trupit.

Masa, pozicioni, shpejtësia dhe disa veti të tjera fizike të një pike materiale në çdo moment të caktuar në kohë përcaktojnë plotësisht sjelljen e tij.

Pozicioni i një pike materiale në hapësirë \u200b\u200bpërcaktohet si pozicioni i një pike gjeometrike. Në mekanikën klasike, masa e një pike materiale supozohet të jetë konstante në kohë dhe e pavarur nga çdo tipar i lëvizjes dhe bashkëveprimit të saj me trupat e tjerë. Me qasjen aksiomatike në ndërtimin e mekanikës klasike, si më poshtë merret si më poshtë:

Aksioma

Pika materiale - një pikë gjeometrike, së cilës i është caktuar një skalar, e quajtur masë: $ (r, m) $, ku $ r $ është një vektor në hapësirën euklidiane, referuar çdo sistemi koordinatash karteziane. Masa supozohet të jetë konstante, e pavarur ose nga pozicioni i një pike në hapësirë \u200b\u200bose kohë.

Energjia mekanike mund të ruhet nga një pikë materiale vetëm në formën e energjisë kinetike të lëvizjes së saj në hapësirë \u200b\u200bdhe (ose) energjinë e mundshme të bashkëveprimit me fushën. Kjo automatikisht nënkupton pamundësinë e një pike materiale ndaj deformimeve (vetëm një trup absolutisht i ngurtë mund të quhet pikë materiale) dhe rrotullimin rreth boshtit të vet dhe ndryshimet në drejtimin e këtij boshti në hapësirë. Në të njëjtën kohë, modeli i lëvizjes së një trupi i përshkruar nga një pikë materiale, i cili konsiston në ndryshimin e distancës së tij nga një qendër e caktuar e menjëhershme e rrotullimit dhe dy këndeve Euler, të cilat vendosin drejtimin e vijës që lidh këtë pikë me qendrën, është jashtëzakonisht i përdorur në shumë degë të mekanikës.

Metoda e studimit të ligjeve të lëvizjes së trupave realë duke studiuar lëvizjen e një modeli ideal - një pikë materiale - është kryesore në mekanikë. Çdo trup makroskopik mund të përfaqësohet si një tërësi e pikave materiale bashkëvepruese g, me masa të barabarta me masat e pjesëve të tij. Studimi i lëvizjes së këtyre pjesëve reduktohet në studimin e lëvizjes së pikave materiale.

Zbatimi i kufizuar i konceptit të një pike materiale mund të shihet nga një shembull i tillë: në një gaz të rrallë në një temperaturë të lartë, madhësia e secilës molekulë është shumë e vogël krahasuar me distancën tipike midis molekulave. Duket se mund të neglizhohet dhe molekula mund të konsiderohet si një pikë materiale. Sidoqoftë, nuk është gjithmonë kështu: dridhjet dhe rrotullimet e një molekule janë një rezervuar i rëndësishëm i "energjisë së brendshme" të një molekule, "kapaciteti" i së cilës përcaktohet nga madhësia e molekulës, struktura e saj dhe vetitë kimike. Në një përafrim të mirë, një molekulë monatomike (gazra inerte, avuj metali, etj.) Nganjëherë mund të konsiderohet si një pikë materiale, por edhe molekula të tilla në një temperaturë mjaft të lartë janë të ngazëllyer predha elektronike për shkak të përplasjeve të molekulave, me emisionet pasuese.

Ushtrimi 1

a) një makinë që hyn në garazh;

b) një makinë në autostradën Voronezh - Rostov?

a) një makinë që hyn në garazh nuk mund të merret si pikë materiale, pasi që në këto kushte dimensionet e makinës janë të rëndësishme;

b) një makinë në autostradën Voronezh-Rostov mund të merret si një pikë materiale, pasi madhësia e makinës është shumë më e vogël se distanca midis qyteteve.

A është e mundur të merret një pikë materiale:

a) një djalë që ecën 1 km në rrugën e tij nga shkolla;

b) një djalë që bën ushtrime.

a) Kur një djalë, duke u kthyer nga shkolla, ec një distancë prej 1 km në shtëpinë e tij, atëherë djali në këtë lëvizje mund të konsiderohet si një pikë materiale, sepse dimensionet e tij janë të vogla krahasuar me distancën që ai kalon.

b) kur i njëjti djalë kryen ushtrime në mëngjes, atëherë ai nuk mund të konsiderohet si një pikë materiale.

PIKA MATERIALE- një koncept model (abstraksion) i mekanikës klasike, që tregon një trup me përmasa të vogla, por që zotëron një masë të caktuar.

Nga njëra anë, një pikë materiale është objekti më i thjeshtë i mekanikës, pasi pozicioni i saj në hapësirë \u200b\u200bpërcaktohet nga vetëm tre numra. Për shembull, tre koordinata karteziane të pikës në hapësirë \u200b\u200bku ndodhet pika jonë materiale.

Nga ana tjetër, një pikë materiale është objekti kryesor referues i mekanikës, pasi që për të formulohen ligjet themelore të mekanikës. Të gjitha objektet e tjera të mekanikës - trupat dhe mjediset materiale - mund të përfaqësohen në formën e një ose një grupi tjetër të pikave materiale. Për shembull, çdo trup mund të "pritet" në pjesë të vogla dhe secila prej tyre mund të merret si një pikë materiale me një masë përkatëse.

Kur është e mundur të "zëvendësohet" një trup real me një pikë materiale kur vendoset problemi i lëvizjes së trupit, varet nga pyetjet të cilave duhet t'u përgjigjet zgjidhja e problemit të formuluar.

Ka qasje të ndryshme për çështjen e përdorimit të modelit të pikës materiale.

Njëri prej tyre është empirik. Besohet se modeli i pikës materiale është i zbatueshëm kur dimensionet e trupave lëvizës janë të papërfillshëm në krahasim me madhësinë e zhvendosjeve relative të këtyre trupave. Sistemi diellor mund të përdoret si ilustrim. Nëse supozojmë se Dielli është një pikë materiale fikse dhe e konsiderojmë që të veprojë në një pikë-planet tjetër material sipas ligjit të gravitacionit universal, atëherë problemi i lëvizjes së një pike-planeti ka një zgjidhje të njohur. Ndër trajektoret e mundshme të pikës, ka nga ato që përmbushen ligjet e Kepler, të vendosura në mënyrë empirike për planetët e sistemit diellor.

Kështu, në përshkrimin e lëvizjeve orbitale të planetëve, modeli i pikës materiale është mjaft i kënaqshëm. (Sidoqoftë, ndërtimi i një modeli matematik të fenomeneve të tilla si diellore dhe eklipset e hënës kërkon marrjen parasysh të madhësive reale të Diellit, Tokës dhe Hënës, megjithëse këto dukuri shoqërohen padyshim me lëvizje orbitale.)

Raporti i diametrit të Diellit me diametrin e orbitës së planetit më të afërt - Mërkuri - është ~ 1 · 10 –2, dhe raporti i diametrave të planetëve më afër Diellit me diametrat e orbitave të tyre është ~ 1 ÷ 2 · 10 –4. A mund të shërbejnë këto numra si një kriter zyrtar për neglizhimin e madhësisë së trupit në probleme të tjera dhe, për këtë arsye, për pranueshmërinë e modelit të pikës materiale? Praktika tregon se nuk është kështu.

Për shembull, një madhësi e vogël plumbi l \u003d 1 ÷ 2 cm distanca fluturon L \u003d 1 ÷ 2 km, d.m.th. raporti, sidoqoftë, rruga e fluturimit (dhe diapazoni) varet dukshëm jo vetëm nga masa e plumbit, por edhe nga forma e tij, dhe nga ajo nëse ajo rrotullohet. Prandaj, edhe një plumb i vogël, në mënyrë rigoroze, nuk mund të konsiderohet si një pikë materiale. Nëse në detyrat e balistikës së jashtme, predha shpesh konsiderohet si një pikë materiale, atëherë kjo shoqërohet me rezerva të një numri kushtesh shtesë, si rregull, duke marrë parasysh empirikisht karakteristikat reale trupi

Nëse i drejtohemi astronautikës, kur një anije kozmike (SC) lëshohet në një orbitë pune, në llogaritjet e mëtejshme të trajektores së tij të fluturimit, ajo konsiderohet si një pikë materiale, pasi asnjë ndryshim në formën e anijes kozmike nuk ka ndonjë efekt të dukshëm në trajektoren. Vetëm ndonjëherë, kur korrigjoni trajektoren, bëhet e nevojshme të sigurohet orientimi i saktë i motorëve jet në hapësirë.

Kur ndarja e zbritjes i afrohet sipërfaqes së Tokës në një distancë prej km 100 km, ajo menjëherë "shndërrohet" në një trup, pasi varet nga cila "anë" hyn në shtresat e dendura të atmosferës, nëse ndarja do t'i dërgojë astronautët dhe materialet e kthyera në pikën e dëshiruar në Tokë ...

Modeli i pikës materiale doli të ishte praktikisht i papranueshëm për përshkrimin e lëvizjeve të objekteve të tilla fizike të mikrobotës si grimca elementare, bërthamat atomike, elektron, etj.

Një qasje tjetër ndaj çështjes së përdorimit të modelit të pikës materiale është racionale. Sipas ligjit të ndryshimit në vrullin e sistemit, i zbatuar në një trup të veçantë, qendra e masës C të trupit ka të njëjtin përshpejtim si disa (duke e quajtur atë ekuivalente) pika materiale, e cila veprohet nga të njëjtat forca si në trup, d.m.th.

Në përgjithësi, forca rezultuese mund të paraqitet si një shumë, ku varet vetëm nga dhe (vektori i rrezes dhe shpejtësia e pikës C), dhe - dhe nga shpejtësia këndore e trupit dhe orientimi i tij.

Nese nje F 2 \u003d 0, atëherë relacioni i mësipërm kthehet në ekuacionin e lëvizjes së një pike materiale ekuivalente.

Në këtë rast, lëvizja e qendrës së masës së trupit thuhet se është e pavarur nga lëvizja rrotulluese e trupit. Kështu, mundësia e përdorimit të modelit të pikës materiale merr një justifikim matematikor rigoroz (dhe jo vetëm empirik).

Natyrisht, në praktikë, gjendja F 2 \u003d 0 rrallë dhe zakonisht F 2 Nr. 0, por mund të dalë se F 2 është, në një kuptim, i vogël në krahasim me F 1 Atëherë mund të themi se modeli i një pike materiale ekuivalente është një farë përafrimi në përshkrimin e lëvizjes së trupit. Një vlerësim i saktësisë së një përafrimi të tillë mund të merret matematikisht, dhe nëse kjo vlerësim rezulton të jetë e pranueshme për "konsumatorin", atëherë zëvendësimi i trupit me një pikë materiale ekuivalente është i lejueshëm, përndryshe një zëvendësim i tillë do të çojë në gabime të konsiderueshme.

Kjo gjithashtu mund të ndodhë kur trupi është duke lëvizur në mënyrë përkthimore dhe nga pikëpamja e kinematikës ai mund të "zëvendësohet" me ndonjë pikë ekuivalente.

Natyrisht, modeli i një pike materiale nuk është i përshtatshëm për t'iu përgjigjur pyetjeve të tilla si "pse hëna përballet me tokën me vetëm një anë?" Dukuri të ngjashme shoqërohen me lëvizjen rrotulluese të trupit.

Vitali Samsonov

Për të përshkruar lëvizjen e një trupi, duhet të dini se si lëvizin pikat e ndryshme të tij. Sidoqoftë, në rastin e lëvizjes përkthimore, të gjitha pikat e trupit lëvizin në të njëjtën mënyrë. Prandaj, për të përshkruar lëvizjen përkthyese të një trupi, mjafton të përshkruash lëvizjen e një prej pikave të tij.

Gjithashtu, në shumë probleme të mekanikës, nuk ka nevojë të tregoni pozicionet e pjesëve individuale të trupit. Nëse dimensionet e trupit janë të vogla në krahasim me distancat ndaj trupave të tjerë, atëherë ky trup mund të përshkruhet si një pikë.

PFRKUFIZIMI

Pika materiale quhet një trup dimensionet e të cilit mund të neglizhohen në këto kushte.

Fjala "material" këtu thekson ndryshimin midis kësaj pike dhe asaj gjeometrike. Pika gjeometrike nuk ka veti fizike. Një pikë materiale mund të ketë masë, ngarkesë elektrike dhe karakteristika të tjera fizike.

Një trup i njëjtë mund të konsiderohet si një pikë materiale nën disa kushte, por jo nën të tjera. Kështu, për shembull, duke marrë parasysh lëvizjen e një anijeje nga një port detar në tjetrin, anija mund të konsiderohet si një pikë materiale. Sidoqoftë, kur studioni lëvizjen e një topi që po rrotullohet në kuvertën e një anijeje, anija nuk mund të konsiderohet një pikë materiale. Lëvizja e një lepuri që ikën nga ujku nëpër pyll mund të përshkruhet duke marrë lepurin për një pikë materiale. Por lepuri nuk mund të konsiderohet si një pikë materiale, duke përshkruar përpjekjet e tij për t'u fshehur në një gropë. Kur studioni lëvizjen e planetëve rreth Diellit, ato mund të përshkruhen nga pikat materiale, dhe me rrotullimin e përditshëm të planetëve rreth boshtit të tyre, një model i tillë është i pazbatueshëm.

Importantshtë e rëndësishme të kuptohet që pikat materiale nuk ekzistojnë në natyrë. Një pikë materiale është një abstraksion, një model për përshkrimin e lëvizjes.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve me temën "Pika materiale"

SHEMBULL 1

SHEMBULL 2

SHEMBULLI 3

PIKA MATERIALE- një koncept model (abstraksion) i mekanikës klasike, që tregon një trup me përmasa të vogla, por që zotëron një masë të caktuar.

Nga njëra anë, një pikë materiale është objekti më i thjeshtë i mekanikës, pasi pozicioni i saj në hapësirë \u200b\u200bpërcaktohet nga vetëm tre numra. Për shembull, tre koordinata karteziane të pikës në hapësirë \u200b\u200bku ndodhet pika jonë materiale.

Nga ana tjetër, një pikë materiale është objekti kryesor referues i mekanikës, pasi që për të formulohen ligjet themelore të mekanikës. Të gjitha objektet e tjera të mekanikës - trupat dhe mjediset materiale - mund të përfaqësohen në formën e një ose një grupi tjetër të pikave materiale. Për shembull, çdo trup mund të "pritet" në pjesë të vogla dhe secila prej tyre mund të merret si një pikë materiale me një masë përkatëse.

Kur është e mundur të "zëvendësohet" një trup real me një pikë materiale kur vendoset problemi i lëvizjes së trupit, varet nga pyetjet të cilave duhet t'u përgjigjet zgjidhja e problemit të formuluar.

Ka qasje të ndryshme për çështjen e përdorimit të modelit të pikës materiale.

Njëri prej tyre është empirik. Besohet se modeli i pikës materiale është i zbatueshëm kur dimensionet e trupave lëvizës janë të papërfillshëm në krahasim me madhësinë e zhvendosjeve relative të këtyre trupave. Sistemi diellor mund të përdoret si ilustrim. Nëse supozojmë se Dielli është një pikë materiale fikse dhe e konsiderojmë që të veprojë në një pikë-planet tjetër material sipas ligjit të gravitacionit universal, atëherë problemi i lëvizjes së një pike-planeti ka një zgjidhje të njohur. Ndër trajektoret e mundshme të pikës, ka nga ato që përmbushen ligjet e Kepler, të vendosura në mënyrë empirike për planetët e sistemit diellor.

Kështu, në përshkrimin e lëvizjeve orbitale të planetëve, modeli i pikës materiale është mjaft i kënaqshëm. (Sidoqoftë, ndërtimi i një modeli matematikor të fenomeneve të tilla si eklipset diellore dhe hënore kërkon marrjen parasysh të madhësive reale të Diellit, Tokës dhe Hënës, megjithëse këto dukuri lidhen dukshëm me lëvizjet orbitale.)

Raporti i diametrit të Diellit me diametrin e orbitës së planetit më të afërt - Mërkuri - është ~ 1 · 10 –2, dhe raporti i diametrave të planetëve më afër Diellit me diametrat e orbitave të tyre është ~ 1 ÷ 2 · 10 –4. A mund të shërbejnë këto numra si një kriter zyrtar për neglizhimin e madhësisë së trupit në probleme të tjera dhe, për këtë arsye, për pranueshmërinë e modelit të pikës materiale? Praktika tregon se nuk është kështu.

Për shembull, një madhësi e vogël plumbi l \u003d 1 ÷ 2 cm distanca fluturon L \u003d 1 ÷ 2 km, d.m.th. raporti, sidoqoftë, trajektorja e fluturimit (dhe diapazoni) varet dukshëm jo vetëm nga masa e plumbit, por edhe nga forma e tij, dhe nga ajo nëse ajo rrotullohet. Prandaj, edhe një plumb i vogël, në mënyrë rigoroze, nuk mund të konsiderohet si një pikë materiale. Nëse në problemet e balistikës së jashtme, një predhë shpesh konsiderohet si një pikë materiale, atëherë kjo shoqërohet me rezerva të një numri kushtesh shtesë, si rregull, duke marrë parasysh në mënyrë empirike karakteristikat reale të trupit.

Nëse i drejtohemi astronautikës, kur një anije kozmike (SC) lëshohet në një orbitë pune, në llogaritjet e mëtejshme të trajektores së tij të fluturimit, ajo konsiderohet si një pikë materiale, pasi asnjë ndryshim në formën e anijes kozmike nuk ka ndonjë efekt të dukshëm në trajektoren. Vetëm ndonjëherë, kur korrigjoni trajektoren, bëhet e nevojshme të sigurohet orientimi i saktë i motorëve jet në hapësirë.

Kur ndarja e zbritjes i afrohet sipërfaqes së Tokës në një distancë prej km 100 km, ajo menjëherë "shndërrohet" në një trup, pasi varet nga cila "anë" hyn në shtresat e dendura të atmosferës, nëse ndarja do t'i dërgojë astronautët dhe materialet e kthyera në pikën e dëshiruar në Tokë ...

Modeli i pikës materiale doli të ishte praktikisht i papranueshëm për përshkrimin e lëvizjeve të objekteve të tilla fizike të botës së vogël si grimcat elementare, bërthamat atomike, elektronet, etj.

Një qasje tjetër ndaj çështjes së përdorimit të modelit të pikës materiale është racionale. Sipas ligjit të ndryshimit në vrullin e sistemit, i zbatuar në një trup të veçantë, qendra e masës C të trupit ka të njëjtin përshpejtim si disa (duke e quajtur atë ekuivalente) pika materiale, e cila veprohet nga të njëjtat forca si në trup, d.m.th.

Në përgjithësi, forca rezultuese mund të paraqitet si një shumë, ku varet vetëm nga dhe (vektori i rrezes dhe shpejtësia e pikës C), dhe - dhe nga shpejtësia këndore e trupit dhe orientimi i tij.

Nese nje F 2 \u003d 0, atëherë relacioni i mësipërm kthehet në ekuacionin e lëvizjes së një pike materiale ekuivalente.

Në këtë rast, lëvizja e qendrës së masës së trupit thuhet se është e pavarur nga lëvizja rrotulluese e trupit. Kështu, mundësia e përdorimit të modelit të pikës materiale merr një justifikim matematikor rigoroz (dhe jo vetëm empirik).

Natyrisht, në praktikë, gjendja F 2 \u003d 0 rrallë dhe zakonisht F 2 Nr. 0, por mund të dalë se F 2 është, në një kuptim, i vogël në krahasim me F 1 Atëherë mund të themi se modeli i një pike materiale ekuivalente është një farë përafrimi në përshkrimin e lëvizjes së trupit. Një vlerësim i saktësisë së një përafrimi të tillë mund të merret matematikisht, dhe nëse kjo vlerësim rezulton të jetë e pranueshme për "konsumatorin", atëherë zëvendësimi i trupit me një pikë materiale ekuivalente është i lejueshëm, përndryshe një zëvendësim i tillë do të çojë në gabime të konsiderueshme.

Kjo gjithashtu mund të ndodhë kur trupi është duke lëvizur në mënyrë përkthimore dhe nga pikëpamja e kinematikës ai mund të "zëvendësohet" me ndonjë pikë ekuivalente.

Natyrisht, modeli i një pike materiale nuk është i përshtatshëm për t'iu përgjigjur pyetjeve të tilla si "pse hëna përballet me tokën me vetëm një anë?" Dukuri të ngjashme shoqërohen me lëvizjen rrotulluese të trupit.

Vitali Samsonov

Lëvizja mekanike e një trupi është një ndryshim në pozicionin e tij në hapësirë \u200b\u200bnë krahasim me trupat e tjerë me kalimin e kohës. Mekaniku studion lëvizjen e trupave. Lëvizja e një trupi absolutisht të ngurtë (jo i deformuar gjatë lëvizjes dhe ndërveprimit), në të cilin të gjitha pikat e tij në një moment të caktuar të kohës lëvizin në të njëjtën mënyrë, quhet lëvizje përkthimore; për ta përshkruar atë, është e nevojshme dhe e mjaftueshme për të përshkruar lëvizjen e një pike të trupit. Një lëvizje në të cilën trajektoret e të gjitha pikave të trupit janë qarqe të përqendruara në një vijë të drejtë dhe të gjitha aeroplanët e qarqeve janë pingul me këtë vijë të drejtë quhet lëvizje rrotulluese. Një trup, forma dhe madhësia e të cilit mund të neglizhohen në këto kushte, quhet pikë materiale. Kjo është lënë pas dore

pershtë e lejueshme të bëhet kjo kur dimensionet e trupit janë të vogla në krahasim me distancën që ai kalon ose distancën e trupit të dhënë ndaj trupave të tjerë. Për të përshkruar lëvizjen e një trupi, duhet të njihni koordinatat e tij në çdo kohë. Kjo është detyra kryesore e mekanikës.

2. Relativiteti i lëvizjes. Sistemi i referencës. Njësitë.

Për të përcaktuar koordinatat e një pike materiale, duhet të zgjidhni një trup referues dhe të shoqëroni një sistem koordinativ me të dhe të vendosni origjinën e kohës. Sistemi koordinativ dhe tregimi i origjinës së referencës kohore formojnë një sistem referimi në lidhje me të cilin konsiderohet lëvizja e trupit. Sistemi duhet të lëvizë me një shpejtësi konstante (ose në qetësi, e cila zakonisht është e njëjta gjë). Trajektorja e lëvizjes së trupit, distanca e kaluar dhe lëvizja - varet nga zgjedhja e kornizës së referencës, d.m.th. lëvizja mekanike është relative. Njësia e matjes për gjatësinë është metri, i cili është i barabartë me distancën e përshkuar nga drita në një vakum në sekonda. Një e dyta është një njësi e kohës, e barabartë me periudhat e rrezatimit të një atomi cezium-133.

3. Trajektorja. Rruga dhe lëvizja. Shpejtësia e menjëhershme.

Trajektorja e një trupi është një vijë e përshkruar në hapësirë \u200b\u200bnga një pikë materiale lëvizëse. Shtegu - gjatësia e segmentit të trajektores nga lëvizja fillestare deri në atë përfundimtare të pikës materiale. Vektori i rrezes është një vektor që lidh origjinën dhe një pikë në hapësirë. Zhvendosja është një vektor që lidh pikat e fillimit dhe fundit të segmentit të trajektores, i përshkuar në kohë. Shpejtësia është një madhësi fizike që karakterizon shpejtësinë dhe drejtimin e lëvizjes në një kohë të caktuar. Shpejtësia mesatare përcaktohet si. Shpejtësia mesatare e tokës është e barabartë me raportin e distancës së përshkuar nga trupi gjatë një periudhe kohore deri në këtë periudhë. ... Shpejtësia e çastit (vektori) është derivati \u200b\u200bi parë i vektorit rrezes së pikës lëvizëse. ... Shpejtësia e çastit drejtohet tangjencialisht në trajektore, shpejtësia mesatare është përgjatë sekantit. Shpejtësia e menjëhershme e tokës (skalar) - derivati \u200b\u200bi parë i shtegut në lidhje me kohën, në madhësi të barabartë me shpejtësinë e menjëhershme

4. Lëvizje uniforme drejtvizore. Grafikët e varësisë së madhësive kinematike nga koha në lëvizje uniforme. Shtimi i shpejtësisë.

Lëvizja me shpejtësi konstante në vlerë dhe drejtim absolut quhet lëvizje drejtvizore e njëtrajtshme. Me lëvizje drejtvizore uniforme, trupi udhëton në të njëjtat distanca për çdo interval të barabartë kohor. Nëse shpejtësia është konstante, distanca e kaluar llogaritet si. Ligji klasik i shtimit të shpejtësive formulohet si më poshtë: shpejtësia e lëvizjes së një pike materiale në lidhje me kornizën e referencës, e marrë si një stacionare, është e barabartë me shumën vektoriale të shpejtësive të një pike në një sistem në lëvizje dhe shpejtësinë e një sistemi lëvizës në krahasim me një stacionar.

5. Nxitimi. Lëvizje drejtvizore e përshpejtuar në mënyrë të barabartë. Grafikët e varësisë së vlerave kinematike nga koha në lëvizjen e përshpejtuar në mënyrë uniforme.

Një lëvizje në të cilën trupi bën lëvizje të pabarabarta në intervale të barabarta kohore quhet lëvizje e pabarabartë. Me një lëvizje të pabarabartë përkthimore, shpejtësia e trupit ndryshon me kalimin e kohës. Nxitimi (vektori) është një madhësi fizike që karakterizon shpejtësinë e ndryshimit të shpejtësisë në madhësi dhe drejtim. Nxitimi i menjëhershëm (vektori) është derivati \u200b\u200bi parë i shpejtësisë. E përshpejtuar në mënyrë të barabartë është një lëvizje me një konstante përshpejtimi në madhësi dhe drejtim. Shpejtësia e përshpejtuar në mënyrë uniforme llogaritet si.

Prandaj, formula e shtegut për lëvizje të përshpejtuar në mënyrë uniforme rrjedh si

Formulat e nxjerra nga ekuacionet e shpejtësisë dhe shtegut për lëvizje të përshpejtuar në mënyrë uniforme janë gjithashtu të vlefshme.

6. Rënia e lirë e trupave. Përshpejtimi i gravitetit.

Rënia e një trupi është lëvizja e tij në fushën e gravitetit (???) ... Rënia e trupave në një vakum quhet rënie e lirë. Experimentshtë vërtetuar eksperimentalisht që në rënien e lirë, trupat lëvizin në të njëjtën mënyrë, pavarësisht nga karakteristikat e tyre fizike. Nxitimi me të cilin trupat bien në Tokë në një boshllëk quhet nxitimi i gravitetit dhe shënohet

7. Lëvizja uniforme rreth rrethit. Nxitimi me lëvizje uniforme të trupit rreth perimetrit (nxitimi centripetal)

Çdo lëvizje në një pjesë mjaft të vogël të trajektores mund të konsiderohet përafërsisht si një lëvizje uniforme përgjatë një rrethi. Në procesin e lëvizjes uniforme përgjatë perimetrit, vlera e shpejtësisë mbetet konstante dhe drejtimi i vektorit të shpejtësisë ndryshon.<рисунок>.. Vektori i nxitimit kur lëviz përgjatë një rrethi drejtohet pingul me vektorin e shpejtësisë (i drejtuar tangjencialisht) në qendër të rrethit. Periudha kohore gjatë së cilës trupi bën një revolucion të plotë në një rreth quhet periudhë. ... Reciproke e periudhës, që tregon numrin e revolucioneve për njësi të kohës, quhet frekuencë. Duke zbatuar këto formula, ju mund të konkludoni se, ose. Shpejtësia këndore (shpejtësia e rrotullimit) përcaktohet si ... Shpejtësia këndore e të gjitha pikave të trupit është e njëjtë dhe karakterizon lëvizjen e trupit rrotullues si një e tërë. Në këtë rast, shpejtësia lineare e trupit shprehet si, dhe nxitimi si.

Parimi i pavarësisë së lëvizjeve e konsideron lëvizjen e çdo pike të trupit si shumë të dy lëvizjeve - përkthyese dhe rrotulluese.

8. Ligji i parë i Njutonit. Korniza inerciale e referencës.

Fenomeni i ruajtjes së shpejtësisë së një trupi në mungesë të ndikimeve të jashtme quhet inerci. Ligji i parë i Njutonit, i njohur gjithashtu si ligji i inercisë, thotë: "ka korniza të tilla referimi, në krahasim me të cilat trupat në mënyrë progresive e mbajnë shpejtësinë e tyre konstante, nëse trupat e tjerë nuk veprojnë sipas tyre". Kornizat e referencës në lidhje me të cilat trupat në mungesë të ndikimeve të jashtme lëvizin drejt e në mënyrë uniforme quhen korniza referimi inerciale. Sistemet e referencës në lidhje me tokën konsiderohen inerciale, me kusht që rrotullimi i tokës të neglizhohet.

9. Pesha. Fuqia. Ligji i dytë i Njutonit. Shtimi i forcave. Qendra e gravitetit.

Arsyeja për një ndryshim në shpejtësinë e një trupi është gjithmonë ndërveprimi i tij me trupat e tjerë. Kur bashkëveprojnë dy trupa, shpejtësia gjithmonë ndryshon, d.m.th. Përshpejtimet janë fituar. Raporti i nxitimeve të dy trupave është i njëjtë për çdo ndërveprim. Prona e një trupi që ndikon në përshpejtimin e tij kur bashkëvepron me trupat e tjerë quhet inerci. Masa sasiore e inercisë është pesha e trupit. Raporti i masave të trupave ndërveprues është i barabartë me raportin e anasjelltë të moduleve të nxitimit. Ligji i dytë i Njutonit vendos një lidhje midis karakteristikave kinematike të lëvizjes - nxitimit dhe karakteristikave dinamike të forcave të bashkëveprimit. , ose, më saktë, d.m.th. shpejtësia e ndryshimit të momentit të një pike materiale është e barabartë me forcën që vepron në të. Me veprimin e njëkohshëm të disa forcave në një trup, trupi lëviz me nxitim, i cili është shuma vektoriale e nxitimeve që do të lindnin nën veprimin e secilës prej këtyre forcave veç e veç. Forcat që veprojnë në trup, të aplikuara në një pikë, shtohen sipas rregullit të mbledhjes së vektorit. Kjo dispozitë quhet parimi i pavarësisë së veprimit të forcave. Qendra e masës është një pikë e një trupi të ngurtë ose një sistemi trupash të ngurtë që lëviz në të njëjtën mënyrë si një pikë materiale me një masë të barabartë me shumën e masave të të gjithë sistemit si një e tërë, e cila vepron nga e njëjta forcë rezultuese si në trup. ... Duke integruar këtë shprehje me kalimin e kohës, mund të marrim shprehje për koordinatat e qendrës së masës. Qendra e gravitetit është pika e aplikimit të rezultateve të të gjitha forcave të gravitetit që veprojnë në grimcat e këtij trupi në çdo pozicion në hapësirë. Nëse dimensionet lineare të trupit janë të vogla në krahasim me madhësinë e Tokës, atëherë qendra e masës përkon me qendrën e gravitetit. Shuma e momenteve të të gjitha forcave të gravitetit elementar në lidhje me çdo bosht që kalon përmes qendrës së gravitetit është e barabartë me zero.

10. Ligji i tretë i Njutonit.

Për çdo bashkëveprim të dy trupave, raporti i moduleve të nxitimeve të fituara është konstant dhe i barabartë me raportin e anasjelltë të masave. Sepse kur trupat bashkëveprojnë, vektorët e nxitimit kanë drejtim të kundërt, mund të shkruhet se ... Sipas ligjit të dytë të Njutonit, forca që vepron në trupin e parë është e barabartë, dhe në të dytën. Në këtë mënyrë, . Ligji i tretë i Njutonit lidh forcat me të cilat trupat veprojnë mbi njëri-tjetrin. Nëse dy trupa bashkëveprojnë me njëri-tjetrin, atëherë forcat që lindin ndërmjet tyre aplikohen në trupa të ndryshëm, janë të madhësisë së barabartë, të kundërt në drejtim, veprojnë përgjatë një vije të drejtë, kanë të njëjtën natyrë.

11. Forcat e elasticitetit. Ligji i Hukut.

Forca që rezulton nga deformimi i trupit dhe drejtohet në drejtim të kundërt me zhvendosjen e grimcave të trupit gjatë këtij deformimi quhet forca elastike. Eksperimentet me një shufër kanë treguar se për deformimet e vogla krahasuar me dimensionet e trupit, moduli i forcës elastike është proporcional i drejtpërdrejtë me modulin e vektorit të zhvendosjes së skajit të lirë të shufrës, i cili në projeksion duket si. Kjo lidhje është vendosur nga R. Hooke, ligji i tij është formuluar si më poshtë: forca elastike që lind gjatë deformimit të trupit është proporcionale me zgjatjen e trupit në drejtim të kundërt me drejtimin e lëvizjes së grimcave të trupit gjatë deformimit. Koeficient k quhet ngurtësi e trupit, dhe varet nga forma dhe materiali i trupit. Shprehur në newtons për metër. Forcat elastike shkaktohen nga bashkëveprimet elektromagnetike.

12. Forcat e fërkimit, koeficienti i fërkimit rrëshqitës. Fërkimi viskoz (???)

Forca që lind në ndërfaqen ndërmjet trupave në mungesë të lëvizjes relative të trupave quhet forca fërkuese statike. Forca e fërkimit statik është e përmasave të barabarta me forcën e jashtme të drejtuar tangjentisht në sipërfaqen e kontaktit të trupave dhe është e kundërt me të në drejtim. Me lëvizjen uniforme të një trupi në sipërfaqen e një tjetri, nën ndikimin e një force të jashtme, një forcë vepron në trup, e barabartë në madhësi me forcën lëvizëse dhe e kundërt në drejtim. Kjo forcë quhet forca e fërkimit rrëshqitës. Vektori i forcës së fërkimit rrëshqitës drejtohet kundër vektorit të shpejtësisë, kështu që kjo forcë gjithmonë çon në uljen e shpejtësisë relative të trupit. Forcat e fërkimit, si forca elastike, janë me natyrë elektromagnetike dhe lindin për shkak të bashkëveprimit ndërmjet ngarkesa elektrike atomet e trupave kontaktues. Experimentshtë vërtetuar eksperimentalisht se vlera maksimale e modulit të forcës fërkuese statike është proporcionale me forcën e presionit. Gjithashtu, vlera maksimale e forcës së fërkimit statik dhe forcës së fërkimit rrëshqitës janë përafërsisht të barabarta, siç janë koeficientët e proporcionalitetit midis forcave të fërkimit dhe presionit të trupit në sipërfaqe.

13. Forcat gravitacionale... Ligji i gravitacionit universal. Forca e gravitetit. Pesha e trupit.

Meqenëse trupat, pavarësisht nga masa e tyre, bien me të njëjtin përshpejtim, rrjedh se forca që vepron mbi to është proporcionale me masën e trupit. Kjo forcë tërheqëse, që vepron në të gjithë trupat nga ana e Tokës, quhet gravitet. Forca e gravitetit vepron në çdo distancë midis trupave. Të gjithë trupat tërhiqen nga njëri-tjetri, forca e gravitetit është drejtpërdrejt proporcionale me prodhimin e masave dhe anasjelltas proporcionale me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Vektorët e forcave të gravitacionit universal drejtohen përgjatë vijës së drejtë që lidh qendrat e masës së trupave. , G - Konstanta gravitacionale, e barabartë. Pesha e trupit është forca me të cilën trupi, për shkak të forcës së gravitetit, vepron në mbështetëse ose shtrin pezullimin. Pesha e trupit është e barabartë në modul dhe e kundërt në drejtim të forcës elastike të mbështetëses sipas ligjit të tretë të Njutonit. Sipas ligjit të dytë të Njutonit, nëse asnjë forcë nuk vepron më në trup, atëherë graviteti i trupit balancohet nga forca elastike. Si pasojë, pesha e trupit në një mbështetje horizontale fikse ose në lëvizje uniforme është e barabartë me forcën e gravitetit. Nëse mbështetja lëviz me nxitim, atëherë sipas ligjit të dytë të Njutonit nga ku është prodhuar. Kjo do të thotë që pesha e një trupi, drejtimi i nxitimit i të cilit përkon me drejtimin e nxitimit të gravitetit, është më i vogël se pesha e një trupi në qetësi.

14. Lëvizja e trupit nën veprimin e gravitetit përgjatë vertikalit. Lëvizja e satelitëve artificialë. Mungesë peshe. Shpejtësia e parë hapësinore.

Kur hidhni një trup paralel me sipërfaqen e tokës, diapazoni i fluturimit do të jetë më i madh, aq më i madh është shpejtësia fillestare. Kur vlera të mëdha shpejtësia gjithashtu duhet të marrë parasysh sfericitetin e tokës, e cila reflektohet në ndryshimin e drejtimit të vektorit të gravitetit. Në një vlerë të caktuar të shpejtësisë, trupi mund të lëvizë rreth Tokës nën veprimin e forcës së gravitetit universal. Kjo shpejtësi, e quajtur ajo e parë kozmike, mund të përcaktohet nga ekuacioni i lëvizjes së një trupi përgjatë një rrethi. Nga ana tjetër, nga ligji i dytë i Njutonit dhe ligji i gravitacionit universal rrjedh se. Pra, në distancë R nga qendra e një trupi qiellor me masë M shpejtësia e parë kozmike është. Kur shpejtësia e trupit ndryshon, forma e orbitës së tij ndryshon nga një rreth në një elips. Kur arrihet shpejtësia e dytë kozmike, e barabartë me orbitën bëhet parabolike.

15. Impulsi i trupit. Ligji për ruajtjen e impulsit. Shtytja e avionëve.

Sipas ligjit të dytë të Njutonit, pavarësisht nëse trupi ishte në qetësi apo lëvizte, një ndryshim në shpejtësinë e tij mund të ndodhë vetëm kur bashkëveprojmë me trupat e tjerë. Nëse në një trup me masë m per nje kohe t vepron forca dhe shpejtësia e lëvizjes së saj ndryshon nga në, atëherë nxitimi i trupit është i barabartë. Bazuar në ligjin e dytë të Njutonit, forca mund të shkruhet. Një madhësi fizike e barabartë me prodhimin e një force nga koha e veprimit të saj quhet impuls i forcës. Impulsi i forcës tregon se ekziston një sasi që ndryshon në mënyrë të barabartë për të gjithë trupat nën ndikimin e të njëjtave forca, nëse koha e veprimit të forcës është e njëjtë. Kjo vlerë, e barabartë me produktin e masës së trupit nga shpejtësia e lëvizjes së tij, quhet impuls i trupit. Ndryshimi në momentin e trupit është i barabartë me momentin e forcës që e shkaktoi këtë ndryshim Merrni dy trupa, masa dhe, duke lëvizur me shpejtësi dhe. Sipas ligjit të tretë të Njutonit, forcat që veprojnë mbi trupat gjatë bashkëveprimit të tyre janë të barabarta në madhësi dhe të kundërta në drejtim, d.m.th. ato mund të caktohen si dhe. Për ndryshimet në impulset gjatë ndërveprimit, mund të shkruani. Nga këto shprehje marrim atë , domethënë shuma vektoriale e impulseve të dy trupave para bashkëveprimit është e barabartë me shumën vektoriale të impulseve pas bashkëveprimit. Në një formë më të përgjithshme, ligji i ruajtjes së momentit tingëllon kështu: Nëse, atëherë.

16. Puna mekanike. Fuqia. Energjia kinetike dhe potenciale.

Punojnë DHE forca konstante është një madhësi fizike e barabartë me prodhimin e moduleve të forcës dhe zhvendosjes shumëzuar me kosinusin e këndit midis vektorëve dhe. ... Puna është një vlerë skalare dhe mund të jetë negative nëse këndi ndërmjet vektorëve të zhvendosjes dhe forcës është më i madh. Një njësi e punës quhet xhaul, 1 xhaul është e barabartë me punën e bërë nga një forcë prej 1 njutoni kur lëviz pikën e zbatimit të saj 1 metër. Fuqia është një madhësi fizike e barabartë me raportin e punës me periudhën kohore gjatë së cilës është kryer kjo punë. ... Fuqia uniforme quhet vat, 1 vat është e barabartë me fuqinë me të cilën bëhet puna prej 1 xhaulit në 1 sekondë. Le të supozojmë se një trup me një masë m vepron një forcë (e cila, në përgjithësi, mund të jetë rezultat i disa forcave), nën veprimin e të cilave trupi lëviz në drejtim të vektorit. Moduli i forcës sipas ligjit të dytë të Njutonit është ma, dhe moduli i vektorit të zhvendosjes lidhet me nxitimin dhe shpejtësitë fillestare dhe përfundimtare si. Nga këtu marrim formulën për punë ... Një madhësi fizike e barabartë me gjysmën e produktit të masës së trupit nga katrori i shpejtësisë quhet energji kinetike. Puna e forcave rezultante të aplikuara në trup është e barabartë me ndryshimin e energjisë kinetike. Sasia fizike e barabartë me produktin e masës së trupit nga moduli i nxitimit gravitacional dhe lartësia në të cilën trupi ngrihet mbi sipërfaqen me potencial zero quhet energjia potenciale e trupit. Ndryshimi i energjisë potenciale karakterizon punën e gravitetit në lëvizjen e trupit. Kjo punë është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale, të marrë me shenjën e kundërt. Një trup nën sipërfaqen e tokës ka energji potenciale negative. Trupat e ngritur nuk janë të vetmit me energji të mundshme. Konsideroni punën e bërë nga forca elastike kur deformohet susta. Forca elastike është në përpjesëtim të drejtë me deformimin, dhe vlera e saj mesatare do të jetë , puna është e barabartë me produktin e forcës dhe deformimit , ose ... Një sasi fizike e barabartë me gjysmën e produktit të ngurtësisë së trupit dhe katrorit të deformimit quhet energjia potenciale e trupit të deformuar. Një karakteristikë e rëndësishme e energjisë potenciale është se një trup nuk mund ta posedojë atë pa ndërvepruar me trupat e tjerë.

17. Ligjet e ruajtjes së energjisë në mekanikë.

Energjia potenciale karakterizon trupat bashkëveprues, energjitë kinetike - ato lëvizëse. Si njëri ashtu edhe tjetri lindin si rezultat i bashkëveprimit të trupave. Nëse disa trupa bashkëveprojnë me njëri-tjetrin vetëm nga forca gravitacionale dhe forca elastike, dhe asnjë forcë e jashtme nuk vepron mbi to (ose rezultati i tyre është zero), atëherë për çdo ndërveprim të trupave, puna e forcave elastike ose forcave të gravitacionit është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale të marrë me shenjën e kundërt ... Në të njëjtën kohë, sipas teoremës së energjisë kinetike (një ndryshim në energjinë kinetike të një trupi është i barabartë me punën e forcave të jashtme), puna e të njëjtave forca është e barabartë me një ndryshim në energjinë kinetike. ... Nga kjo barazi del se shuma e energjive kinetike dhe potenciale të trupave që përbëjnë një sistem të mbyllur dhe bashkëveprojnë me njëri-tjetrin nga forcat e gravitetit dhe elasticitetit mbetet konstante. Shuma e energjive kinetike dhe potenciale të trupave quhet energji totale mekanike. Energjia totale mekanike e një sistemi të mbyllur të trupave që bashkëveprojnë me njëri-tjetrin nga forcat e gravitetit dhe elasticitetit mbetet i pandryshuar. Puna e forcave të gravitetit dhe elasticitetit është e barabartë, nga njëra anë, me një rritje të energjisë kinetike dhe nga ana tjetër, me një rënie të potencialit, domethënë, puna është e barabartë me energjinë që ka ndryshuar nga një lloj në tjetrin.

18. Mekanizmat e thjeshtë (rrafshi i pjerrët, leva, blloku) dhe zbatimi i tyre.

Përdoret një rrafsh i pjerrët në mënyrë që një trup me masë të madhe të mund të lëvizet nga veprimi i një force shumë më të vogël se pesha e trupit. Nëse këndi i rrafshit të pjerrët është a, atëherë për të lëvizur trupin përgjatë rrafshit, është e nevojshme të zbatohet një forcë e barabartë me. Raporti i kësaj force ndaj peshës së trupit me neglizhencë të forcës së fërkimit është i barabartë me sinusin e këndit të pjerrësisë së rrafshit. Por me një fitim në forcë, nuk ka fitim në punë, pasi rruga rritet në kohë. Ky rezultat është pasojë e ligjit të ruajtjes së energjisë, pasi puna e gravitetit nuk varet nga trajektorja e ngritjes së trupit.

Leva është në ekuilibër nëse momenti i forcave që e rrotullojnë atë në drejtim të akrepave të orës është i barabartë me momentin e forcës që rrotullon levën në drejtim të akrepave të orës. Nëse drejtimet e vektorëve të forcave të aplikuara në levë janë pingul me vijën më të shkurtër të drejtë që lidh pikat e zbatimit të forcave dhe boshtin e rrotullimit, atëherë kushtet e ekuilibrit marrin formën. Nëse, atëherë leva siguron një fitim të fuqisë. Një fitim në forcë nuk jep fitim në punë, pasi kur kthehet përmes një këndi a, forca bën punën, dhe forca bën punën. Sepse me kusht, pra.

Blloku ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës. Supet e forcave të aplikuara në pika të ndryshme të bllokut fiks janë të njëjta, dhe për këtë arsye blloku fiks nuk jep një fitim në forcë. Kur ngre një ngarkesë me një bllok të lëvizshëm, një fitim në forcë merret dy herë, sepse shpatulla e forcës së gravitetit është gjysma e shpatullës së forcës së tensionit të kabllit. Por kur tërheq gjatësinë e kabllit l ngarkesa ngrihet në një lartësi l / 2prandaj, një bllok fiks gjithashtu nuk jep fitim në punë.

19. Presioni. Ligji i Paskalit për lëngjet dhe gazrat.

Sasia fizike e barabartë me raportin e modulit të forcës që vepron pingul me sipërfaqen ndaj zonës së kësaj sipërfaqe quhet presion. Njësia e presionit është paskal, e cila është e barabartë me presionin e prodhuar nga një forcë prej 1 njutoni për metër katror. Të gjithë lëngjet dhe gazrat transmetojnë presionin e prodhuar mbi to në të gjitha drejtimet.

20. Anije komunikuese. Shtypi hidraulik. Presioni i atmosferës. Ekuacioni i Bernulit.

Në një enë cilindrike, forca e presionit në pjesën e poshtme të enës është e barabartë me peshën e kolonës së lëngut. Presioni në pjesën e poshtme të enës është , nga ku presioni në thellësi h të barabartë E njëjta presion vepron në muret e enës. Barazia e presioneve të lëngjeve në të njëjtën lartësi çon në faktin se në komunikimin e enëve të çdo forme, sipërfaqet e lira të një lëngu homogjen në qetësi janë në të njëjtin nivel (në rastin e forcave të papërfillshme kapilare). Në rastin e një lëngu jo homogjen, lartësia e kolonës së lëngut më të dendur do të jetë më e vogël se lartësia e lëngut më pak të dendur. Një makinë hidraulike funksionon në bazë të ligjit të Pascal. Ai përbëhet nga dy anije komunikuese, të mbyllura nga pistona të zonave të ndryshme. Presioni i prodhuar nga një forcë e jashtme në një piston transmetohet sipas ligjit të Pascal në pistonin e dytë. ... Një makinë hidraulike jep një fitim në fuqi sa herë që zona e pistonit të saj të madh është më e madhe se ajo e vogël.

Në rastin e lëvizjes së palëvizshme të një lëngu të pakompresueshëm, ekuacioni i vazhdueshmërisë është i vlefshëm. Për një lëng ideal, në të cilin viskoziteti (d.m.th. fërkimi midis grimcave të tij) mund të neglizhohet, shprehja matematikore për ligjin e ruajtjes së energjisë është ekuacioni Bernoulli .

21. Përvoja e Torricelli. Ndryshimi i presionit atmosferik me lartësinë mbidetare.

Nën ndikimin e gravitetit, shtresat e sipërme të atmosferës shtypin mbi ato themelore. Ky presion transmetohet në të gjitha drejtimet sipas ligjit të Pascal. Vlera më e lartë ky presion është në sipërfaqen e Tokës dhe është për shkak të peshës së kolonës së ajrit nga sipërfaqja deri në kufirin e atmosferës. Me rritjen e lartësisë, masa e shtresave atmosferike që shtypin në sipërfaqe zvogëlohet; prandaj, presioni atmosferik zvogëlohet me lartësinë. Në nivelin e detit, presioni atmosferik është 101 kPa. Ky presion ushtrohet nga një kolonë e merkurit e lartë 760 mm. Nëse një tub, në të cilin krijohet një vakum, ulet në zhivë të lëngshme, atëherë, nën ndikimin e presionit atmosferik, zhiva ngrihet në të në një lartësi të tillë në të cilën presioni i kolonës së lëngut bëhet i barabartë me presionin e jashtëm atmosferik në sipërfaqen e hapur të merkurit. Kur presioni atmosferik ndryshon, lartësia e kolonës së lëngut në tub gjithashtu do të ndryshojë.

22. Forca arkimediane e ditës për lëngjet dhe gazrat. Kushtet e notit tel.

Varësia e presionit në një lëng dhe gaz nga thellësia çon në shfaqjen e një force lulëzimi që vepron në çdo trup të zhytur në një lëng ose gaz. Kjo forcë quhet forca Arkimediane. Nëse një trup është zhytur në një lëng, atëherë presionet në muret anësore të enës janë të ekuilibruara me njëra-tjetrën, dhe rezultati i presioneve nga poshtë dhe sipër është një forcë Arkimediane. , d.m.th. forca që shtyn një trup të zhytur në një lëng (gaz) është e barabartë me peshën e lëngut (gazit) të zhvendosur nga trupi. Forca Arkimediane drejtohet përkundër forcës së gravitetit, prandaj, kur peshohet në një lëng, pesha e trupit është më e vogël se në vakum. Një trup në një lëng është i prekur nga graviteti dhe një forcë Arkimediane. Nëse forca e gravitetit është më e madhe në modul - trupi zhytet, më pak - noton, i barabartë - mund të jetë në ekuilibër në çdo thellësi. Këto raporte të forcave janë të barabarta me raportet e dendësisë së trupit dhe lëngut (gazit).

23. Dispozitat kryesore të teorisë kinetike molekulare dhe vërtetimi i tyre eksperimental. Lëvizja Brownian. Pesha dhe madhësinë molekulat.

Teoria kinetike molekulare është doktrina e strukturës dhe vetive të materies, duke përdorur konceptin e ekzistencës së atomeve dhe molekulave si grimcat më të vogla substancat. Dispozitat kryesore të MCT: substanca përbëhet nga atome dhe molekula, këto grimca lëvizin në mënyrë kaotike, grimcat ndërveprojnë me njëra-tjetrën. Lëvizja e atomeve dhe molekulave dhe bashkëveprimi i tyre u bindet ligjeve të mekanikës. Në bashkëveprimin e molekulave kur ato i afrohen njëra-tjetrës, së pari mbizotërojnë forcat e tërheqjes. Në një farë largësie ndërmjet tyre, lindin forca tërheqëse, të cilat tejkalojnë në vlerë absolute forcat e tërheqjes. Molekulat dhe atomet dridhen rastësisht rreth pozicioneve ku forcat e tërheqjes dhe zmbrapsjes anulojnë njëra-tjetrën. Në një lëng, molekulat jo vetëm dridhen, por gjithashtu kërcejnë nga një pozicion ekuilibri në tjetrin (rrjedhshmëria). Në gazra, distanca midis atomeve është shumë më e madhe se madhësia e molekulave (ngjeshja dhe zgjerueshmëria). R. Brown në fillim të shekullit të 19-të zbuloi se grimcat e ngurta lëvizin rastësisht në një lëng. Ky fenomen mund të shpjegohet vetëm nga MKT. Molekulat e lëvizshme në mënyrë të rastësishme të një lëngu ose gazi përplasen me një grimcë të ngurtë dhe ndryshojnë drejtimin dhe modulin e shpejtësisë së saj (ndërsa, natyrisht, ndryshojnë si drejtimin ashtu edhe shpejtësinë e tij). Sa më e vogël të jetë madhësia e grimcave, aq më e dukshme bëhet ndryshimi në moment. Çdo substancë përbëhet nga grimca, prandaj sasia e një substance konsiderohet të jetë proporcionale me numrin e grimcave. Njësia e sasisë së një substance quhet nishan. Një nishan është i barabartë me sasinë e një substance që përmban aq shumë atome sa ka në 0.012 kg karbon 12 C. Raporti i numrit të molekulave me sasinë e një substance quhet konstanta e Avogadro: ... Sasia e substancës mund të gjendet si raporti i numrit të molekulave ndaj konstantës së Avogadro. Masa molare M quhet një sasi e barabartë me raportin e masës së një substance m në sasinë e substancës. Masa molare shprehet në kilogramë për mol. Masa molare mund të shprehet në terma të masës së një molekule m 0 : .

24. Gaz ideal. Ekuacioni themelor i teorisë kinetike molekulare të një gazi ideal.

Modeli ideal i gazit përdoret për të shpjeguar vetitë e një substance në një gjendje të gaztë. Ky model supozon si vijon: molekulat e gazit kanë madhësi të papërfillshme në krahasim me vëllimin e enës, forcat tërheqëse nuk veprojnë midis molekulave, dhe forcat tërheqëse veprojnë kur përplasen me njëra-tjetrën dhe muret e enës. Një shpjegim cilësor i fenomenit të presionit të gazit qëndron në faktin se molekulat e një gazi ideal, kur përplasen me muret e një ene, bashkëveprojnë me to si trupa elastikë. Kur një molekulë përplaset me një mur të enës, projeksioni i vektorit të shpejtësisë mbi një bosht pingul me murin përmbyset. Prandaj, në një përplasje, projeksioni i shpejtësisë ndryshon nga –Mv x para mv x, dhe ndryshimi në moment është. Gjatë përplasjes, molekula vepron në mur me një forcë të barabartë me forcën e kundërt në drejtim sipas ligjit të tretë të Njutonit. Ka shumë molekula, dhe vlera mesatare e shumës gjeometrike të forcave që veprojnë nga pjesa e molekulave individuale formon forcën e presionit të gazit në muret e enëve. Presioni i gazit është i barabartë me raportin e modulit të forcës së presionit në zonën e murit të enës: p \u003d F / S... Supozoni se gazi është në një enë kubike. Vrulli i një molekule është 2 mv, një molekulë vepron në mur me një forcë mesatare 2mv / Dt... Koha D t lëvizja nga një mur i enës në tjetrin është e barabartë me 2l / v, prandaj, . Forca e presionit në murin e enës së të gjitha molekulave është proporcionale me numrin e tyre, d.m.th. ... Për shkak të kaosit të plotë të lëvizjes së molekulave, lëvizja e tyre në secilin drejtim është po aq e mundshme dhe e barabartë me 1/3 e numrit të përgjithshëm të molekulave. Në këtë mënyrë, . Meqenëse ushtrohet presion në fytyrën e kubit me sipërfaqe l 2, atëherë presioni do të jetë. Ky ekuacion quhet ekuacioni themelor i teorisë kinetike molekulare. Duke caktuar për energjinë mesatare kinetike të molekulave, ne marrim.

25. Temperatura, matja e saj. Shkalla e temperaturës absolute. Shpejtësia e molekulës së gazit.

Ekuacioni bazë MKT për një gaz ideal krijon një marrëdhënie midis parametrave mikro dhe makroskopik. Kur dy trupa bien në kontakt, parametrat e tyre makroskopikë ndryshojnë. Kur ky ndryshim të ketë pushuar, thuhet se ka ardhur ekuilibri termik. Një parametër fizik që është i njëjtë në të gjitha pjesët e një sistemi trupash në një gjendje ekuilibri termik quhet temperaturë e trupit. Eksperimentet kanë treguar se për çdo gaz në një gjendje të ekuilibrit termik, raporti i produktit të presionit dhe vëllimit me numrin e molekulave është i njëjtë ... Kjo lejon që një sasi të merret si masë e temperaturës. Sepse n \u003d N / V, atëherë, duke marrë parasysh ekuacionin themelor të MKT, prandaj, vlera është e barabartë me dy të tretat e energjisë mesatare kinetike të molekulave. ku k - koeficienti i proporcionalitetit, në varësi të shkallës. Parametrat në anën e majtë të këtij ekuacioni janë jo-negativë. Prandaj - temperatura e gazit në të cilën presioni i tij në vëllim konstant është e barabartë me zero, quhet temperatura absolute e zeros. Vlera e këtij koeficienti mund të gjendet nga dy gjendje të njohura të materies me presion të njohur, vëllim, numër të molekulave, temperaturë. ... Koeficient k, e quajtur konstante Boltzmann, është ... Ajo vijon nga ekuacionet e marrëdhënies midis temperaturës dhe energjisë mesatare kinetike, d.m.th. energjia mesatare kinetike e lëvizjes kaotike të molekulave është proporcionale me temperaturën absolute. , Ky ekuacion tregon se në të njëjtën temperaturë dhe përqendrim të molekulave, presioni i çdo gazi është i njëjtë.

26. Ekuacioni i gjendjes së një gazi ideal (ekuacioni Mendeleev-Clapeyron). Proceset izotermike, izokorike dhe izobare.

Duke përdorur varësinë e presionit nga përqendrimi dhe temperatura, është e mundur të gjesh marrëdhënien midis parametrave makroskopikë të një gazi - vëllimi, presioni dhe temperatura. ... Ky ekuacion quhet ekuacioni ideal i gazit të gjendjes (ekuacioni Mendeleev-Clapeyron).

Një proces izotermik është një proces që ndodh në një temperaturë konstante. Nga ekuacioni i gjendjes për një gaz ideal rrjedh që në temperaturë konstante, masë dhe përbërje të gazit, produkti i presionit dhe vëllimit duhet të mbetet konstant. Grafiku i izotermës (kurba e procesit izotermik) është një hiperbolë. Ekuacioni quhet ligji i Boyle-Mariotte.

Një proces izokorik është një proces që zhvillohet me një vëllim, masë dhe përbërje konstante të gazit. Në këto kushte , ku është koeficienti i temperaturës së presionit të gazit. Ky ekuacion quhet ligji i Charles. Grafiku i ekuacionit të procesit izokorik quhet isochore dhe është një vijë e drejtë që kalon nëpër origjinë.

Një proces izobarik është një proces që ndodh në një presion, masë dhe përbërje konstante të gazit. Në të njëjtën mënyrë si për procesin izokorik, mund të merret ekuacioni për procesin izobarik ... Ekuacioni që përshkruan këtë proces quhet ligji Gay-Lussac. Grafiku i ekuacionit të procesit izobarik quhet izobar dhe është një vijë e drejtë që kalon nëpër origjinë.

27. Energjia e brendshme. Punë në termodinamikë.

Nëse energjia e mundshme e ndërveprimit të molekulave është zero, atëherë energjia e brendshme është e barabartë me shumën e energjive kinetike të lëvizjes së të gjitha molekulave të gazit ... Si pasojë, me një ndryshim në temperaturë, energjia e brendshme e gazit gjithashtu ndryshon. Duke zëvendësuar ekuacionin e gjendjes për një gaz ideal në ekuacionin për energjinë, zbulojmë se energjia e brendshme është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e presionit dhe vëllimit të gazit. ... Energjia e brendshme e një trupi mund të ndryshojë vetëm kur bashkëvepron me trupat e tjerë. Në bashkëveprimin mekanik të trupave (bashkëveprimi makroskopik), masa e energjisë së transferuar është puna DHE... Në shkëmbimin e nxehtësisë (bashkëveprimi mikroskopik), masa e energjisë së transferuar është sasia e nxehtësisë Pyetje... Në një sistem termodinamik jo të izoluar, ndryshimi i energjisë së brendshme D U e barabartë me shumën e sasisë së transferuar të nxehtësisë Pyetje dhe puna e forcave të jashtme DHE... Në vend të punës DHEtë kryera nga forca të jashtme, është më e përshtatshme të merret parasysh puna A`kryhet nga sistemi mbi trupat e jashtëm. A \u003d -A`... Atëherë ligji i parë i termodinamikës shprehet si, ose. Kjo do të thotë që çdo makinë mund të bëjë punë në trupat e jashtëm vetëm duke marrë sasinë e nxehtësisë nga jashtë. Pyetje ose zvogëlimi i energjisë së brendshme D U... Ky ligj përjashton krijimin makine e perjetshme e levizjes të llojit të parë.

28. Sasia e nxehtësisë. Nxehtësia specifike e një substance. Ligji i ruajtjes së energjisë në proceset termike (ligji i parë i termodinamikës).

Procesi i transferimit të nxehtësisë nga një trup në tjetrin pa bërë punë quhet transferim i nxehtësisë. Energjia e transferuar në trup si rezultat i shkëmbimit të nxehtësisë quhet sasia e nxehtësisë. Nëse procesi i transferimit të nxehtësisë nuk shoqërohet me punë, atëherë në bazë të ligjit të parë të termodinamikës. Energjia e brendshme e trupit është proporcionale me peshën e trupit dhe temperaturën e tij, pra ... Sasia nga i thirrur nxehtësia specifike, njësi -. Nxehtësia specifike tregon se sa nxehtësi duhet të transferohet në ngrohjen e 1 kg të një substance me 1 shkallë. Nxehtësia specifike nuk është një karakteristikë e qartë, dhe varet nga puna e bërë nga trupi gjatë transferimit të nxehtësisë.

Kur kryeni shkëmbimin e nxehtësisë midis dy trupave në kushte të barazisë me zero të punës së forcave të jashtme dhe në izolimin termik nga trupat e tjerë, sipas ligjit të ruajtjes së energjisë ... Nëse ndryshimi në energjinë e brendshme nuk shoqërohet me punë, atëherë, apo nga ku. Ky ekuacion quhet ekuacioni i bilancit të nxehtësisë.

29. Zbatimi i ligjit të parë të termodinamikës në izoproceset. Procesi adiabatik. Pakthyeshmëria e proceseve termike.

Një nga proceset kryesore që funksionojnë në shumicën e makinave është procesi i zgjerimit të gazit për të bërë punë. Nëse në zgjerimin izobarik të gazit nga vëllimi V 1në vëllim V 2 lëvizja e pistonit të cilindrit ishte lpastaj puno A gazi perfekt është i barabartë me, ose ... Nëse krahasojmë zonat nën izobar dhe izotermë, të cilat janë vepra, mund të konkludojmë se me të njëjtin zgjerim gazi në të njëjtin presion fillestar në rastin e një procesi izotermik, do të bëhet më pak punë. Përveç izobarit, izokorik dhe proceset izotermike ka një të ashtuquajtur procesi adiabatik. Një proces adiabatik është një proces që ndodh në mungesë të transferimit të nxehtësisë. Procesi i zgjerimit ose tkurrjes së shpejtë të një gazi mund të konsiderohet afër adiabatikës. Në këtë proces, puna bëhet duke ndryshuar energjinë e brendshme, d.m.th. , prandaj, temperatura ulet gjatë procesit adiabatik. Meqenëse temperatura e gazit rritet gjatë kompresimit adiabatik të gazit, presioni i gazit rritet më shpejt me zvogëlimin e vëllimit sesa gjatë procesit izotermik.

Proceset e transferimit të nxehtësisë në mënyrë spontane zhvillohen vetëm në një drejtim. Nxehtësia transferohet gjithmonë në një trup më të ftohtë. Ligji i dytë i termodinamikës thotë se një proces termodinamik është i parealizueshëm, si rezultat i të cilit do të kishte një transferim të nxehtësisë nga një trup në tjetrin, më i nxehtë, pa ndonjë ndryshim tjetër. Ky ligj përjashton krijimin e një makine lëvizje të përhershme të llojit të dytë.

30. Parimi i funksionimit të motorëve të nxehtësisë. Efikasiteti i motorit të nxehtësisë.

Në mënyrë tipike, në motorët e nxehtësisë, puna bëhet me një gaz që zgjerohet. Gazi që bën punën gjatë zgjerimit quhet lëng punues. Zgjerimi i gazit ndodh si rezultat i rritjes së temperaturës dhe presionit të tij gjatë ngrohjes. Pajisja nga e cila lëngu i punës merr sasinë e nxehtësisë Pyetje quhet ngrohës. Pajisja në të cilën makina jep nxehtësi pasi bën një goditje pune quhet frigorifer. Në fillim, presioni rritet në mënyrë isokorike, zgjerohet izobarik, ftohet në mënyrë isokorike, tkurret izobarik.<рисунок с подъемником>... Si rezultat i ciklit të punës, gazi kthehet në gjendjen fillestare, energjia e tij e brendshme kthehet në vlerën e tij origjinale. Do të thotë se. Sipas ligjit të parë të termodinamikës ,. Puna e bërë nga trupi për çdo cikël është P. Sasia e nxehtësisë e marrë nga trupi gjatë një cikli është e barabartë me ndryshimin midis asaj të marrë nga ngrohësi dhe dhënë në frigorifer. Prandaj, . Koeficient veprim i dobishëm makina quhet raporti i energjisë së dobishme me atë të harxhuar .

31. Avullimi dhe kondensimi. Avuj të ngopur dhe të pangopur. Lagështia e ajrit.

Shpërndarja e pabarabartë e energjisë kinetike të lëvizjes termike çon në këtë. Se në çdo temperaturë energjia kinetike e disa prej molekulave mund të tejkalojë energjinë e mundshme të lidhjes me pjesën tjetër. Avullimi është një proces në të cilin molekulat fluturojnë jashtë nga sipërfaqja e një lëngu ose të ngurtë. Avullimi shoqërohet me ftohje, sepse molekulat më të shpejta largohen nga lëngu. Avullimi i një lëngu në një enë të mbyllur në një temperaturë konstante çon në një rritje të përqendrimit të molekulave në gjendje të gaztë. Pas një kohe, ndodh një ekuilibër midis numrit të molekulave që avullojnë dhe atyre që kthehen në lëng. Një substancë e gaztë që është në ekuilibër dinamik me lëngun e saj quhet avull i ngopur. Avulli në një presion nën presionin e ngopur të avullit quhet i pangopur. Presioni i avullit të ngopur nuk varet nga vëllimi (nga) në temperaturë konstante. Me një përqendrim të vazhdueshëm të molekulave, presioni i avullit të ngopur rritet më shpejt se presioni i një gazi ideal, sepse nën ndikimin e temperaturës, numri i molekulave rritet. Raporti i presionit të avullit të ujit në një temperaturë të caktuar me presionin e avullit të ngopur në të njëjtën temperaturë, i shprehur në përqindje, quhet lagështia relative e ajrit. Sa më e ulët të jetë temperatura, aq më i ulët është presioni i ngopur me avull, kështu që kur ftohet në një temperaturë të caktuar, avulli bëhet i ngopur. Kjo temperaturë quhet pika e vesës t f.

32. Trupat kristalorë dhe amorfë. Karakteristikat mekanike të trupave të ngurtë. Deformimet elastike.

Trupat quhen amorfe, vetitë fizike të të cilave janë të njëjta në të gjitha drejtimet (trupat izotrope). Izotropia e vetive fizike shpjegohet me rregullimin kaotik të molekulave. Solidet në të cilat renditen molekulat quhen kristale. Karakteristikat fizike trupat kristalorë nuk janë të njëjtë në drejtime të ndryshme (trupat anizotrope). Anizotropia e vetive të kristaleve shpjegohet me faktin se, me një strukturë të rregulluar, forcat e bashkëveprimit nuk janë të njëjta në drejtime të ndryshme. Ndikimi i jashtëm mekanik në trup shkakton zhvendosjen e atomeve nga pozicioni i ekuilibrit, gjë që çon në një ndryshim të formës dhe vëllimit të trupit - deformim. Deformimi mund të karakterizohet nga zgjatje absolute e barabartë me ndryshimin në gjatësi para dhe pas deformimit, ose nga zgjatja relative. Kur trupi deformohet, lindin forca elastike. Sasia fizike e barabartë me raportin e modulit të forcës elastike në zonën e prerjes tërthore të trupit quhet sforcim mekanik. Në deformime të vogla, stresi është drejtpërdrejt proporcional me zgjatjen relative. Raporti i aspektit E në ekuacion quhet moduli i elasticitetit (moduli i Young). Moduli i elasticitetit është konstant për një material të caktuar nga ku. Energjia e mundshme e një trupi të deformuar është e barabartë me punën e shpenzuar në tension ose shtypje. Nga këtu .

Ligji Hooke vlen vetëm për deformime të vogla. Tensioni maksimal në të cilin ekzekutohet ende quhet kufiri proporcional. Përtej këtij kufiri, voltazhi ndalon rritjen proporcionale. Në një nivel të caktuar, stresi i trupit të deformuar do të rivendosë dimensionet e tij pasi të hiqet ngarkesa. Kjo pikë quhet kufiri elastik i trupit. Kur tejkalohet kufiri elastik, fillon deformimi plastik, në të cilin trupi nuk e rikthen formën e tij të mëparshme. Në rajonin e deformimit plastik, stresi vështirë se rritet. Ky fenomen quhet rrjedhje materiale. Përtej pikës së rendimentit, stresi rritet në një pikë të quajtur forca e fundit, pas së cilës stresi zvogëlohet derisa trupi të prishet.

33. Karakteristikat e lëngjeve. Tensioni sipërfaqësor. Dukuritë kapilare.

Mundësia e lëvizjes së lirë të molekulave në një lëng përcakton rrjedhshmërinë e lëngut. Një trup në gjendje të lëngët nuk ka një formë të përhershme. Forma e lëngut përcaktohet nga forma e enës dhe forcat e tensionit sipërfaqësor. Brenda lëngut, forcat e tërheqjes së molekulave kompensohen, por në sipërfaqe nuk janë. Çdo molekulë afër sipërfaqes tërhiqet nga molekulat brenda lëngut. Nën veprimin e këtyre forcave, molekulat tërhiqen në sipërfaqe përbrenda derisa sipërfaqja e lirë të bëhet sa më e vogël. Sepse një sferë ka një sipërfaqe minimale për një vëllim të caktuar, atëherë me një veprim të vogël të forcave të tjera, sipërfaqja merr formën e një segmenti sferik. Sipërfaqja e lëngut në buzë të enës quhet menisk. Fenomeni i lagështimit karakterizohet nga këndi i kontaktit midis sipërfaqes dhe meniskut në pikën e kryqëzimit. Madhësia e forcës së tensionit sipërfaqësor në një seksion me gjatësi D l është e barabartë Lakimi i sipërfaqes krijon një presion të tepërt në lëng, të barabartë në një kënd të njohur të kontaktit dhe rrezes ... Koeficienti s quhet koeficienti i tensionit sipërfaqësor. Një tub me një diametër të vogël të brendshëm quhet kapilar. Kur laget plotësisht, forca e tensionit sipërfaqësor drejtohet përgjatë sipërfaqes së trupit. Në këtë rast, ngjitja e lëngut përgjatë kapilarit vazhdon nën veprimin e kësaj force derisa forca e gravitetit të ekuilibrojë forcën e tensionit sipërfaqësor, pasi që atëherë

34. Ngarkesa elektrike. Ndërveprimi i trupave të ngarkuar. Ligji i Kulombit. Ligji për ruajtjen e ngarkesave elektrike.

As mekanika, as MKT nuk janë në gjendje të shpjegojnë natyrën e forcave që lidhin atomet. Ligjet e bashkëveprimit ndërmjet atomeve dhe molekulave mund të shpjegohen në bazë të konceptit të ngarkesave elektrike.<Опыт с натиранием ручки и притяжением бумажки> Ndërveprimi i trupave që gjenden në këtë përvojë quhet elektromagnetike dhe shkaktohet nga ngarkesat elektrike. Aftësia e akuzave për të tërhequr dhe zbrapsur shpjegohet me supozimin e ekzistencës së dy llojeve të akuzave - pozitive dhe negative. Trupat e ngarkuar me të njëjtën ngarkesë sprapsin, të ndryshme tërheqin. Njësia e ngarkesës është një kulomb - një ngarkesë që kalon përmes seksionit kryq të një përcjellësi në 1 sekondë në një rrymë prej 1 amperi. Në një sistem të mbyllur, në të cilin nuk hyjnë ngarkesa elektrike nga jashtë dhe nga i cili ngarkesat elektrike nuk largohen për asnjë bashkëveprim, shuma algjebrike e ngarkesave të të gjithë trupave është konstante. Ligji bazë i elektrostatikës, i njohur gjithashtu si ligji i Kulombit, thotë se moduli i forcës së bashkëveprimit midis dy ngarkesave është drejtpërdrejt proporcional me produktin e moduleve të ngarkesave dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Forca drejtohet përgjatë një vije të drejtë që lidh trupat e ngarkuar. Isshtë forca e zmbrapsjes ose tërheqjes, në varësi të shenjës së akuzave. Konstante k në shprehjen e ligjit të Kulombit është ... Në vend të këtij koeficienti, i ashtuquajturi. konstante elektrike e lidhur me koeficientin k shprehja, prej nga. Ndërveprimi i ngarkesave elektrike të palëvizshme quhet elektrostatike.

35. Fusha elektrike. Tensioni fushe elektrike... Parimi i mbivendosjes së fushave elektrike.

Ekziston një fushë elektrike rreth secilës ngarkesë bazuar në teorinë e veprimit me rreze të shkurtër. Një fushë elektrike është një objekt material që ekziston vazhdimisht në hapësirë \u200b\u200bdhe është i aftë të veprojë me ngarkesa të tjera. Fusha elektrike përhapet nëpër hapësirë \u200b\u200bme shpejtësinë e dritës. Sasia fizike e barabartë me raportin e forcës me të cilën fusha elektrike vepron në ngarkesën e provës (një pikë e vogël ngarkese pozitive që nuk ndikon në konfigurimin e fushës) me vlerën e kësaj ngarkese quhet forca e fushës elektrike. Duke përdorur ligjin e Coulomb, është e mundur të merret një formulë për forcën e fushës të krijuar nga ngarkesa q në distancë r nga ngarkesa ... Forca e fushës është e pavarur nga ngarkesa mbi të cilën vepron. Nëse është në ngarkim q fushat elektrike të disa ngarkesave veprojnë njëkohësisht, atëherë forca rezultuese rezulton të jetë e barabartë me shumën gjeometrike të forcave që veprojnë nga secila fushë veç e veç. Kjo quhet parimi i mbivendosjes së fushave elektrike. Vija e rezistencës së fushës elektrike është një vijë, tangjenta në të cilën në secilën pikë përkon me vektorin e forcës. Linjat e tensionit fillojnë me ngarkesa pozitive dhe përfundojnë me ato negative, ose shkojnë në pafundësi. Një fushë elektrike, forca e së cilës është e njëjtë për të gjithë në çdo pikë të hapësirës, \u200b\u200bquhet një fushë elektrike uniforme. Fusha midis dy pllakave metalike paralele të ngarkuara në mënyrë të kundërt mund të konsiderohet përafërsisht e njëtrajtshme. Me shpërndarje uniforme të ngarkesës q mbi sipërfaqen S dendësia e ngarkesës sipërfaqësore është e barabartë me. Për një plan të pafund me një dendësi të ngarkesës sipërfaqësore s, forca e fushës është e njëjtë në të gjitha pikat e hapësirës dhe është e barabartë me .

36. Puna e fushës elektrostatike kur lëviz ngarkesën. Diferencë potenciale.

Kur një ngarkesë lëviz nga një fushë elektrike në një distancë, puna perfekte është ... Ashtu si në rastin e punës së gravitetit, puna e forcës Coulomb nuk varet nga trajektorja e ngarkesës. Kur drejtimi i vektorit të zhvendosjes ndryshon me 180 0, puna e forcave të fushës ndryshon shenjën e saj në të kundërtën. Kështu, puna e forcave të fushës elektrostatike kur ngarkesa lëviz përgjatë një qarku të mbyllur është e barabartë me zero. Një fushë puna e forcave përgjatë një trajektore të mbyllur është zero quhet fushë potenciale.

Ashtu si një trup me masë m në një fushë graviteti ka energji potenciale proporcionale me masën trupore, një ngarkesë elektrike në një fushë elektrostatike ka energji potenciale W fqproporcional me akuzën. Puna e forcave të fushës elektrostatike është e barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale të ngarkesës, të marrë me shenjën e kundërt. Në një pikë të fushës elektrostatike, ngarkesa të ndryshme mund të kenë energji të ndryshme të mundshme. Por raporti i energjisë potenciale për të ngarkuar për një pikë të caktuar është një vlerë konstante. Kjo madhësi fizike quhet potenciali i fushës elektrike, prej nga energjia potenciale e ngarkesës është e barabartë me produktin e potencialit në një pikë të caktuar nga ngarkesa. Potenciali është një sasi skalare, potenciali i disa fushave është i barabartë me shumën e potencialeve të këtyre fushave. Masa e ndryshimit të energjisë gjatë ndërveprimit të trupave është puna. Kur ngarkesa lëviz, puna e forcave të fushës elektrostatike është e barabartë me ndryshimin e energjisë me shenjën e kundërt, pra. Sepse puna varet nga diferenca e potencialit dhe nuk varet nga trajektorja ndërmjet tyre, atëherë ndryshimi i mundshëm mund të konsiderohet karakteristikë energjie e fushës elektrostatike. Nëse potenciali në një distancë të pafund nga ngarkesa merret të jetë zero, atëherë në një distancë r nga ngarkesa, përcaktohet nga formula .

Raporti i punës së bërë nga çdo fushë elektrike kur lëviz ngarkesë pozitive nga një pikë e fushës në tjetrën, në vlerën e ngarkesës quhet voltazhi midis këtyre pikave, nga është puna. Në një fushë elektrostatike, voltazhi midis çdo dy pikave është i barabartë me diferencën e mundshme midis këtyre pikave. Njësia e tensionit (dhe ndryshimi i potencialit) quhet volt ,. 1 volt është e barabartë me tensionin në të cilin fusha bën 1 xhaul punë për të lëvizur ngarkesën në 1 kulb. Nga njëra anë, puna e lëvizjes së ngarkesës është e barabartë me produktin e forcës dhe zhvendosjes. Nga ana tjetër, mund të gjendet nga voltazhi i njohur midis seksioneve të pistës. Nga këtu. Njësia e forcës së fushës elektrike është volt për metër ( në m).

Një kondensator është një sistem i dy përçuesve të ndarë nga një shtresë dielektrike, trashësia e së cilës është e vogël krahasuar me dimensionet e përçuesve. Midis pllakave, forca e fushës është e barabartë me dyfishin e forcës së secilës prej pllakave; jashtë pllakave, është zero. Sasia fizike e barabartë me raportin e ngarkesës së njërës prej pllakave në tensionin midis pllakave quhet kapaciteti i kondensatorit. Njësia e kapacitetit elektrik është një farad, me një kapacitet prej 1 farad posedohet nga një kondensator, midis pllakave të të cilit voltazhi është 1 volt kur komunikon me pllakat e ngarkesës 1 kulb. Fuqia e fushës midis pllakave të një kondensatori të ngurtë është e barabartë me shumën e fuqisë së pllakave. , dhe qysh sepse një fushë uniforme është e kënaqur, atëherë , d.m.th. kapaciteti elektrik është në përpjesëtim të drejtë me sipërfaqen e pllakave dhe në përpjesëtim të kundërt me distancën ndërmjet tyre. Kur një dielektrik futet midis pllakave, kapaciteti i tij elektrik rritet me një faktor e, ku e është konstanta dielektrike e materialit të futur.

38. Konstanta dielektrike... Energjia e fushës elektrike.

Konstanta dielektrike është një madhësi fizike që karakterizon raportin e modulit të forcës së fushës elektrike në vakum me modulin e fushës elektrike në një dielektrikë homogjene. Puna e fushës elektrike është e barabartë, por kur kondensatori është i ngarkuar, voltazhi i tij rritet nga 0 para U, kështu që ... Si pasojë, energjia e mundshme e kondensatorit është e barabartë.

39. Rryma elektrike. Forca aktuale. Kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike.

Rryma elektrike quhet lëvizja e rregulluar e ngarkesave elektrike. Lëvizja e ngarkesave pozitive merret si drejtim i rrymës. Ngarkesat elektrike mund të lëvizin në mënyrë të rregullt nën ndikimin e një fushe elektrike. Prandaj, një kusht i mjaftueshëm për ekzistencën e një rryme është prania e një fushe dhe transportuesit falas. Një fushë elektrike mund të krijohet nga dy trupa të lidhur me ngarkesë të kundërt. Raporti i ngarkesës D qkryhet përmes prerjes tërthore të përcjellësit gjatë intervalit kohor D t në këtë interval quhet amperazh. Nëse forca e rrymës nuk ndryshon me kalimin e kohës, atëherë rryma quhet konstante. Që një rrymë të ekzistojë në një përcjellës për një kohë të gjatë, është e nevojshme që kushtet që shkaktojnë rrymën të jenë të pandryshuara.<схема с один резистором и батареей>... Forcat që bëjnë që ngarkesa të lëvizë brenda burimit aktual quhen forca të jashtme. Në një qelizë galvanike (dhe çdo bateri - G.E. ???) ato janë forcat e një reaksioni kimik, në një makinë rrymë e vazhdueshme A është forca Lorentz.

40. Ligji i Ohmit për një pjesë të zinxhirit. Rezistenca e përcjellësve. Varësia e rezistencës së përcjellësve nga temperatura. Superconductivity. Lidhja serike dhe paralele e përcjellësve.

Raporti i tensionit midis skajeve të një seksioni të një qark elektrik me fuqinë aktuale është një vlerë konstante dhe quhet rezistencë. Njësia e rezistencës është 0 ohm, një rezistencë prej 1 ohm posedon një seksion i tillë i qarkut në të cilin, me një rrymë prej 1 amperi, voltazhi është 1 volt. Rezistenca është drejtpërdrejt proporcionale me gjatësinë dhe anasjelltas proporcionale me zonën me prerje tërthore, ku r është specifik rezistenca elektrike, vlera është konstante për një substancë të caktuar në kushte të dhëna. Kur nxehet, rezistenca e metaleve rritet në mënyrë lineare, ku r 0 është rezistenca në 0 0 С, a është koeficienti i temperaturës së rezistencës, specifik për secilin metal. Në temperatura afër zeros absolute, rezistenca e substancave bie ndjeshëm në zero. Ky fenomen quhet superpërcjellshmëri. Kalimi i rrymës në materialet superpërcjellëse ndodh pa humbje të ngrohjes së përcjellësit.

Ligji i Ohmit për një pjesë të një zinxhiri është një ekuacion. Kur lidhje serike përcjellësit, forca aktuale është e njëjtë në të gjithë përcjellësit, dhe voltazhi në skajet e qarkut është i barabartë me shumën e tensioneve në të gjithë përcjellësit e lidhur në seri. ... Kur përcjellësit lidhen në seri, rezistenca totale është e barabartë me shumën e rezistencave të përbërësit. Me një lidhje paralele, voltazhi në skajet e secilit seksion të qarkut është i njëjtë, dhe rryma është e degëzuar në pjesë të ndara. Nga këtu. Kur përcjellësit lidhen paralelisht, vlera e anasjelltë me rezistencën totale është e barabartë me shumën e vlerave të anasjellta me rezistencat e të gjithë përcjellësve të lidhur paralelisht.

41. Puna dhe fuqia e rrymës. Forca elektromotore. Ligji i Ohmit për një qark të plotë.

Puna e forcave të fushës elektrike që krijon elektricitet, quhet puna e rrymës. Punojnë DHE rryma në seksionin me rezistencë R në kohën D t është e barabartë Fuqia e rrymës elektrike është e barabartë me raportin e punës me kohën e përfundimit, d.m.th. ... Puna shprehet si zakonisht në xhaul, fuqia në vat. Nëse puna nuk kryhet në seksionin e qarkut nën ndikimin e një fushe elektrike dhe nuk ndodhin reaksione kimike, atëherë puna çon në ngrohjen e përcjellësit. Në këtë rast, puna është e barabartë me sasinë e nxehtësisë që lirohet nga përcjellësi me rrymë (Ligji Joule-Lenz).

Në qark elektrik, puna bëhet jo vetëm në zonën e jashtme, por edhe në bateri. Rezistenca elektrike e burimit aktual quhet rezistencë e brendshme. r... Në pjesën e brendshme të zinxhirit, një sasi nxehtësie lëshohet e barabartë me. Puna totale e forcave të fushës elektrostatike kur lëviz përgjatë një lak të mbyllur është zero, kështu që e gjithë puna është e përsosur për shkak të forcave të jashtme që mbajnë një tension konstant. Raporti i punës së forcave të jashtme ndaj ngarkesës së transferuar quhet forca elektromotore burim, ku D q - ngarkesë e transportueshme. Nëse, si rezultat i kalimit të rrymës së drejtpërdrejtë, ka ndodhur vetëm ngrohja e përçuesve, atëherë sipas ligjit të ruajtjes së energjisë , d.m.th. ... Balta e rrymës në qarkun elektrik është drejtpërdrejt proporcionale me EMF dhe anasjelltas proporcionale me rezistencën totale të qarkut.

42. Gjysem perçuesit. Përçueshmëria elektrike e gjysmëpërçuesve dhe varësia e saj nga temperatura. Përçueshmëria e brendshme dhe e papastërtisë së gjysmëpërçuesve.

Shumë substanca nuk përçojnë rrymë si dhe metalet, por në të njëjtën kohë ato nuk janë dielektrikë. Një nga ndryshimet midis gjysmëpërçuesve është se kur nxehet ose ndriçohet, rezistenca e tyre nuk rritet, por ulet. Por prona e tyre kryesore praktikisht e zbatueshme ishte përçueshmëria e njëanshme. Për shkak të shpërndarjes së pabarabartë të energjisë së lëvizjes termike në një kristal gjysmëpërçues, disa atome jonizohen. Elektronet e lëshuara nuk mund të kapen nga atomet përreth, sepse lidhjet e tyre valente janë të ngopura. Këta elektronë të lirë mund të lëvizin në metal, duke krijuar një rrymë përçuese elektronike. Në të njëjtën kohë, atomi, nga guaska e së cilës elektroni shpëtoi, bëhet një jon. Ky jon neutralizohet duke kapur atomin e fqinjit. Si rezultat i një lëvizjeje të tillë kaotike, ndodh një lëvizje e vendit me jonin që mungon, e cila nga jashtë shihet si lëvizje e një ngarkese pozitive. Kjo quhet rryma e përçimit të vrimës. Në një kristal ideal gjysmëpërçues, rryma krijohet duke lëvizur një numër të barabartë të elektroneve dhe vrimave të lira. Ky lloj i përçueshmërisë quhet përçueshmëri e brendshme. Me uljen e temperaturës, numri i elektroneve të lira, proporcional me energjinë mesatare të atomeve, zvogëlohet dhe gjysmëpërçuesi bëhet i ngjashëm me një dielektrik. Në mënyrë që të përmirësohet përçueshmëria, papastërtitë nganjëherë shtohen në një gjysmëpërçues, të cilët janë dhurues (rrisin numrin e elektroneve pa rritur numrin e vrimave) dhe pranues (rrisin numrin e vrimave pa shtuar numrin e elektroneve). Gjysmëpërçuesit me më shumë elektrone sesa vrima quhen gjysmëpërçues elektronikë, ose gjysmëpërçues të tipit n. Gjysmëpërçuesit ku numri i vrimave tejkalon numrin e elektroneve quhen gjysmëpërçues të vrimave, ose gjysmëpërçues të tipit p.

43. Dioda gjysmëpërçuese. Transistor.

Një diodë gjysmëpërçuese përbëhet nga p-n tranzicioni, d.m.th. të dy gjysmëpërçuesve të lidhur tipe te ndryshme përcjellshmëria. Kur lidhni, difuzioni i elektroneve ndodh në r-përçues gjysmë. Kjo çon në shfaqjen në gjysmëpërçuesin elektronik të joneve pozitive të pakompensuara të papastërtisë së dhuruesit dhe në gjysmëpërçuesin e vrimës - joneve negative të papastërtisë së pranuesit, të cilat kanë kapur elektronet e shpërndara. Një fushë elektrike lind midis dy shtresave. Nëse një ngarkesë pozitive aplikohet në rajonin me përçueshmëri elektronike, dhe një ngarkesë negative zbatohet në rajonin me përçueshmëri të vrimës, atëherë fusha e bllokimit do të rritet, rryma do të ulet ndjeshëm dhe është pothuajse e pavarur nga voltazhi. Kjo mënyrë e ndezjes quhet bllokim, dhe rryma që rrjedh në diodë është e kundërt. Nëse një ngarkesë pozitive zbatohet në rajonin me përçueshmëri të vrimave, dhe një ngarkesë negative zbatohet në rajonin me përçueshmëri elektronike, atëherë fusha e bllokimit do të dobësohet, rryma përmes diodës në këtë rast varet vetëm nga rezistenca e qarkut të jashtëm. Kjo mënyrë e ndezjes quhet xhiros, dhe rryma që rrjedh në diodë quhet e drejtpërdrejtë.

Një tranzitor, i njohur gjithashtu si një triodë gjysmëpërçuese, përbëhet nga dy p-n (ose n-f) kalimet. Pjesa e mesme e kristalit quhet baza, ato ekstreme janë lëshuesi dhe mbledhësi. Transistorët në të cilët baza ka përçueshmëri të vrimave quhen tranzistorë p-n-p kalim Për të drejtuar tranzitorin p-n-p-lloji, një tension i polaritetit negativ zbatohet në kolektor në krahasim me emetuesin. Në këtë rast, voltazhi në bazë mund të jetë pozitiv ose negativ. Sepse ka më shumë vrima, atëherë rryma kryesore përmes kryqëzimit do të jetë fluksi i difuzionit të vrimave nga r-zona. Nëse një tension i vogël përpara zbatohet në emetues, atëherë një rrymë vrime do të rrjedhë përmes saj, duke përhapur nga r-zona në n-zona (baza). Por që kur baza është e ngushtë, vrimat fluturojnë përmes saj, duke u përshpejtuar nga fusha, në kolektor. (???, diçka që e kam keqkuptuar ...)... Transistori është në gjendje të shpërndajë rrymën, duke e përforcuar atë. Raporti i ndryshimit të rrymës në qarkun e kolektorit me ndryshimin e rrymës në qarkun bazë, të gjitha gjërat e tjera janë të barabarta, është një vlerë konstante, e quajtur koeficienti i transmetimit integral të rrymës bazë. Prandaj, duke ndryshuar rrymën në qarkun bazë, është e mundur të merren ndryshime në rrymën e qarkut kolektor. (???)

44. Rryma elektrike në gazra. Llojet e shkarkimeve të gazit dhe zbatimin e tyre. Koncepti i plazmës.

Gazi nën ndikimin e dritës ose nxehtësisë mund të bëhet përçues i rrymës. Fenomeni i kalimit të rrymës përmes një gazi në kushtet e ndikimit të jashtëm quhet një shkarkesë elektrike jo-vetë-mbajtëse. Procesi i gjenerimit të joneve të gazit nën ndikimin e temperaturës quhet jonizim termik. Formimi i joneve nën ndikimin e rrezatimit të dritës - fotoionizimi. Një gaz në të cilin jonizohet një pjesë e konsiderueshme e molekulave quhet plazmë. Temperatura plazmatike arrin disa mijëra gradë. Elektronet dhe jonet plazmatike janë në gjendje të lëvizin nën ndikimin e një fushe elektrike. Me një rritje të forcës së fushës, në varësi të presionit dhe natyrës së gazit, ndodh një shkarkesë në të pa ndikimin e jonizuesve të jashtëm. Ky fenomen quhet shkarkim elektrik i vetë-qëndrueshëm. Që një elektron ta jonizojë atë pas ndikimit në një atom, është e nevojshme që ai të ketë një energji jo më pak se puna e jonizimit. Një elektron mund ta fitojë këtë energji nën ndikimin e forcave të një fushe elektrike të jashtme në gaz në shtegun e rrugës së lirë, d.m.th. ... Sepse rruga mesatare e lirë është e vogël, shkarkimi i vetë-qëndrueshëm është i mundur vetëm me forcë të lartë të fushës. Në një presion të ulët të gazit, formohet një shkarkesë shkëlqimi, e cila shpjegohet me një rritje të përçueshmërisë së gazit gjatë rrallimit (rruga e lirë rritet). Nëse rryma në vetë-shkarkimin është shumë e lartë, atëherë ndikimet e elektronit mund të shkaktojnë ngrohjen e katodës dhe anodës. Elektronet emetohen nga sipërfaqja e katodës në një temperaturë të lartë, e cila ruan shkarkimin në gaz. Ky lloj shkarkimi quhet shkarkim harku.

45. Rryma elektrike në vakum. Emisioni termionik. Tub me rreze katode.

Nuk ka bartës të ngarkesës falas në vakum, prandaj, nuk ka rrymë në vakum pa ndikim të jashtëm. Mund të ndodhë nëse njëra nga elektrodat nxehet temperaturë të lartë... Një katodë e nxehtë lëshon elektrone nga sipërfaqja e saj. Dukuria e emetimit të elektroneve të lira nga sipërfaqja e trupave të nxehtë quhet emision termionik. Pajisja më e thjeshtë që përdor emetimin termionik është një diodë elektrike vakumi. Anoda përbëhet nga një pllakë metalike, katoda është bërë nga një tel i hollë, i mbështjellë. Një re elektronike krijohet rreth katodës kur nxehet. Nëse e lidhni katodën me terminalin pozitiv të baterisë, dhe anodën me negativin, atëherë fusha brenda diodës do të anojë elektronet drejt katodës dhe nuk do të ketë rrymë. Nëse lidhni të kundërtën - anodën në plus, dhe katodën në minus, atëherë fusha elektrike do të lëvizë elektronet drejt anodës. Kjo shpjegon vetinë e përçueshmërisë së njëanshme të diodës. Rrjedha e elektroneve që lëvizin nga katoda në anodë mund të kontrollohet duke përdorur një fushë elektromagnetike. Për këtë, dioda modifikohet dhe shtohet një rrjet midis anodës dhe katodës. Pajisja që rezulton quhet triodë. Nëse një potencial negativ zbatohet në rrjet, atëherë fusha midis rrjetit dhe katodës do të pengojë lëvizjen e elektronit. Nëse aplikoni pozitivisht, atëherë fusha do të parandalojë lëvizjen e elektroneve. Elektronet e emetuara nga katoda mund të përshpejtohen me shpejtësi të lartë duke përdorur fusha elektrike. Aftësia e rrezeve elektronike për të devijuar nën ndikimin e fushave elektromagnetike përdoret në KRRT-të.

46. \u200b\u200bNdërveprimi magnetik i rrymave. Një fushë magnetike. Forca që vepron në një përcjellës me rrymë në një fushë magnetike. Induksioni i fushës magnetike.

Nëse një rrymë kalon përmes përçuesve në një drejtim, ata tërhiqen, dhe nëse janë të barabartë - ajo zmbrapset. Si pasojë, ekziston një farë bashkëveprimi ndërmjet përcjellësve, i cili nuk mund të shpjegohet me praninë e një fushe elektrike, pasi në përgjithësi, përcjellësit janë elektrikisht neutral. Fusha magnetike krijohet nga lëvizja e ngarkesave elektrike dhe vepron vetëm në ngarkesat lëvizëse. Fusha magnetike është një lloj i veçantë i materies dhe është i vazhdueshëm në hapësirë. Kalimi i një rryme elektrike përmes një përcjellësi shoqërohet nga gjenerimi i një fushe magnetike, pavarësisht nga mediumi. Ndërveprimi magnetik i përçuesve përdoret për të përcaktuar madhësinë e fuqisë aktuale. 1 amper është forca e rrymës që kalon përmes dy përcjellësve paralelë me gjatësi dhe të një prerje të vogël kryqëzimi, të vendosur në një distancë prej 1 metër nga njëra-tjetra, në të cilën fluksi magnetik shkakton forcë ndërveprimi në rënie të barabartë me çdo metër gjatësi. Forca me të cilën fusha magnetike vepron në një përcjellës bartës të rrymës, të quajtur forca Amper. Për të karakterizuar aftësinë e një fushe magnetike për të ndikuar në një përcjellës me një rrymë, ekziston një sasi e quajtur induksion magnetik. Moduli i induksionit magnetik është i barabartë me raportin e vlerës maksimale të forcës Amper që vepron në përcjellësin me rrymën ndaj rrymës në përcjellës dhe gjatësinë e tij. Drejtimi i vektorit induktiv përcaktohet sipas rregullit të dorës së majtë (udhëzues përgjatë dorës, forcë në gishtin e madh, induksion në pëllëmbë). Njësia e induksionit magnetik është një tesla, e barabartë me induksionin e një fluksi të tillë magnetik, në të cilin një forcë maksimale e Amperit prej 1 njutoni vepron për 1 metër të përcjellësit me një rrymë prej 1 amperi. Linja në çdo pikë në të cilën vektori i induksionit magnetik drejtohet përgjatë vijës tangjente të quajtur induksion magnetik. Nëse në të gjitha pikat e një hapësire të caktuar vektori induktiv ka të njëjtën vlerë absolute dhe të njëjtin drejtim, atëherë fusha në këtë pjesë quhet homogjene. Në varësi të këndit të pjerrësisë së përcjellësit me rrymën në raport me vektorin e induksionit magnetik të forcave të Amperit, ai ndryshon në proporcion me sinusin e këndit.

47. Ligji i Amperit. Veprimi i një fushe magnetike në një ngarkesë lëvizëse. Forca e Lorencit.

Efekti i një fushe magnetike në rrymën në një përcjellës tregon se ajo vepron në ngarkesat lëvizëse. Forca aktuale Une në një përcjellës shoqërohet me përqendrim n grimcat e ngarkuara falas, shpejtësia v lëvizja dhe zona e tyre e rregullt S prerja tërthore e përcjellësit nga shprehja, ku q A është ngarkesa e një grimce. Duke zëvendësuar këtë shprehje në formulën e forcës Amper, ne marrim ... Sepse nSl është e barabartë me numrin e grimcave të lira në një përcjellës me gjatësi l, atëherë forca që vepron nga fusha në një grimcë të ngarkuar që lëviz me shpejtësi v në një kënd a ndaj vektorit të induksionit magnetik B e barabartë ... Kjo forcë quhet forca e Lorencit. Drejtimi i forcës Lorentz për një ngarkesë pozitive përcaktohet nga rregulli i majtë. Në një fushë magnetike uniforme, një grimcë që lëviz pingul me linjat e induksionit të fushës magnetike, nën veprimin e forcës Lorentz, fiton një nxitim centripetal dhe lëviz në një rreth. Rrezja e rrethit dhe periudha e revolucionit përcaktohen nga shprehjet ... Pavarësia e periudhës së revolucionit nga rrezja dhe shpejtësia përdoret në përshpejtuesin e grimcave të ngarkuara - ciklotron.

48. Karakteristikat magnetike të materies. Ferromagnet.

Ndërveprimi elektromagnetik varet nga mjedisi në të cilin ndodhen ngarkesat. Nëse varni një të vogël afër një spiralje të madhe, ajo do të devijojë. Nëse futni një bërthamë hekuri në një të madhe, atëherë devijimi do të rritet. Ky ndryshim tregon se induksioni ndryshon kur futet bërthama. Substancat që rrisin ndjeshëm fushën e jashtme magnetike quhen ferromagnet. Sasia fizike që tregon se sa herë induktanca e një fushe magnetike në një medium ndryshon nga induktanca e një fushe në një vakum quhet depërtueshmëri magnetike. Jo të gjitha substancat rrisin fushën magnetike. Paramagnetët krijojnë një fushë të dobët që përkon në drejtim me atë të jashtme. Diamagnetët dobësojnë fushën e jashtme me fushën time. Ferromagnetizmi shpjegohet me vetitë magnetike të elektronit. Një elektron është një ngarkesë lëvizëse, dhe për këtë arsye ka fushën e vet magnetike. Në disa kristale, ekzistojnë kushte për orientimin paralel të fushave magnetike të elektroneve. Si rezultat, rajonet e magnetizuara, të quajtura domene, shfaqen brenda kristalit të ferromagnetit. Me një rritje në fushën e jashtme magnetike, domenet rendisin orientimin e tyre. Në një vlerë të caktuar të induksionit, renditja e plotë e orientimit të fushës vendoset dhe ngopja magnetike vendoset. Kur një ferromagnet hiqet nga një fushë e jashtme magnetike, jo të gjitha domenet humbin orientimin e tyre, dhe trupi bëhet një magnet i përhershëm. Renditja e orientimit të fushës mund të shqetësohet nga dridhjet termike të atomeve. Temperatura në të cilën një substancë pushon të jetë ferromagnet quhet temperatura Curie.

49. Induksioni elektromagnetik. Fluksi magnetik. Ligji i induksionit elektromagnetik. Rregulli i Lenz.

Në një lak të mbyllur, kur fusha magnetike ndryshon, lind një rrymë elektrike. Kjo rrymë quhet rrymë induksioni. Fenomeni i shfaqjes së një rryme në një qark të mbyllur me ndryshime në fushën magnetike që depërton në qark quhet induksion elektromagnetik. Shfaqja e një rryme në një lak të mbyllur tregon praninë e forcave të jashtme të një natyre jo-elektrostatike ose shfaqjen e një EMF të induksionit. Një përshkrim sasior i fenomenit të induksionit elektromagnetik jepet në bazë të komunikimit induksion EMF dhe fluksit magnetik. Fluksi magnetik F përmes sipërfaqes quhet një madhësi fizike e barabartë me produktin e sipërfaqes Snë modulin e vektorit të induksionit magnetik B dhe nga kosinusi i këndit a midis tij dhe normalja në sipërfaqe. Njësia e fluksit magnetik është një weber i barabartë me fluksin, i cili, kur ulet në mënyrë uniforme në zero në 1 sekondë, shkakton një EMF prej 1 volt. Drejtimi i rrymës së induksionit varet nga fakti nëse fluksi që depërton në qark rritet ose zvogëlohet, si dhe nga drejtimi i fushës në krahasim me qarkun. Formulimi i përgjithshëm i rregullit të Lenz: rryma e induksionit që lind në një lak të mbyllur ka një drejtim të tillë që fluksi magnetik i krijuar prej tij përmes zonës së kufizuar nga lak tenton të kompensojë ndryshimin në fluksin magnetik nga i cili shkaktohet kjo rrymë. Ligji i induksionit elektromagnetik: EMF i induksionit në një lak të mbyllur është drejtpërdrejt proporcional me shpejtësinë e ndryshimit të fluksit magnetik përmes sipërfaqes së kufizuar nga kjo lak dhe është e barabartë me shkallën e ndryshimit të këtij fluksi, dhe duke marrë parasysh rregullin Lenz. Kur EMF ndryshon në një spirale të përbërë nga n kthesat identike, totali i EMF në n herë më shumë EMF në një kthesë të vetme. Për një fushë magnetike uniforme, bazuar në përcaktimin e fluksit magnetik, ai vijon se induksion 1 Tesla nëse fluksi përmes një qark prej 1 metër katror është 1 Weber. Ndodhja e një rryme elektrike në një përcjellës të palëvizshëm nuk shpjegohet me ndërveprimin magnetik, pasi fusha magnetike vepron vetëm në ngarkesat lëvizëse. Fusha elektrike e gjeneruar kur fusha magnetike quhet fushë elektrike e induktuar. Puna e forcave të fushës së vorbullës në lëvizjen e ngarkesave është EMF e induksionit. Fusha e vorbullës nuk shoqërohet me ngarkesa dhe është një vijë e mbyllur. Puna e forcave të kësaj fushe në një lak të mbyllur mund të jetë e ndryshme nga zero. Fenomeni i induksionit elektromagnetik gjithashtu ndodh kur burimi i fluksit magnetik përçues idvizhuschemsya qetësohet. Në këtë rast, shkaku i induksionit EMF, i barabartë me , është forca e Lorencit.

50. Fenomeni i vetë-induksionit. Induktancë. Energjia e fushës magnetike.

Një rrymë elektrike që kalon përmes një përcjellësi krijon një fushë magnetike rreth tij. Fluksi magnetik F përmes qarkut është proporcional me vektorin e induksionit magnetik NË, dhe induksioni, nga ana tjetër, është rryma në përcjellës. Prandaj, për fluksin magnetik mund të shkruhet. Koeficienti i proporcionalitetit quhet induktivitet dhe varet nga vetitë e përcjellësit, madhësia e tij dhe ambienti në të cilin ndodhet. Njësia e induktancës është henry, induktanca është 1 henry, nëse me një rrymë prej 1 amper fluksi magnetik është 1 weber. Kur rryma në spiral ndryshon, fluksi magnetik i krijuar nga kjo rrymë ndryshon. Një ndryshim në fluksin magnetik shkakton një EMF induksion në spiral. Fenomeni i induksionit EMF në një spirale si rezultat i një ndryshimi në fuqinë aktuale në këtë qark quhet vetë-induksion. Në përputhje me rregullin e Lenz, EMF i vetë-induksionit parandalon ngritjen kur ndizet dhe zvogëlohet kur qarku është i fikur. EMF i vetë-induksionit që del në një spiral me induktancë L, sipas ligjit të induksionit elektromagnetik është ... Supozoni se kur rrjeti shkëputet nga burimi, rryma zvogëlohet linearisht. Atëherë EMF i vetë-induksionit ka një vlerë konstante të barabartë me ... Gjatë t me një rënie lineare, një ngarkesë do të kalojë nëpër qark. Në këtë rast, puna e rrymës elektrike është ... Kjo punë është bërë për dritën e energjisë W m fusha magnetike e spiralës.

51. Dridhjet harmonike. Amplituda, periudha, frekuenca dhe faza e lëkundjeve.

Dridhjet mekanike janë lëvizjet e trupave që përsërisin saktësisht ose përafërsisht të njëjtat në intervale të rregullta. Forcat që veprojnë midis trupave brenda sistemit të konsideruar të trupave quhen forca të brendshme. Forcat që veprojnë në trupat e sistemit nga ana e trupave të tjerë quhen forca të jashtme. Dridhjet e lira quhen dridhjet që kanë lindur nën ndikimin e forcave të brendshme, për shembull, një lavjerrës në një tel. Lëkundjet nën veprimin e forcave të jashtme - lëkundje të detyruara, për shembull, një piston në një motor. Shenjat e zakonshme të gjitha mënyrat e vibrimit është përsëritja e procesit të lëvizjes pas një intervali të caktuar kohor. Lëkundjet e përshkruara nga ekuacioni quhen harmonike ... Në veçanti, dridhjet që lindin në një sistem me një forcë rivendosëse proporcionale me deformimin janë harmonike. Intervali minimal në të cilin përsëritet lëvizja e trupit quhet periudha e lëkundjes T... Sasia fizike e kundërt me periudhën e lëkundjes dhe karakterizimi i numrit të lëkundjeve për njësi të kohës quhet frekuencë. Frekuenca matet në herc, 1 Hz \u003d 1 s -1. Përdoret gjithashtu koncepti i frekuencës ciklike, e cila përcakton numrin e lëkundjeve në 2p sekonda. Moduli i zhvendosjes maksimale nga pozicioni i ekuilibrit quhet amplituda. Vlera nën shenjën e kosinusit është faza e lëkundjes, j 0 është faza e lëkundjes fillestare. Derivatet gjithashtu ndryshojnë në mënyrë harmonike, dhe, dhe energjia totale mekanike me një devijim arbitrar x(këndi, koordinata, etj.) është e barabartë me ku DHE dhe NË - konstante të përcaktuara nga parametrat e sistemit. Duke e diferencuar këtë shprehje dhe duke marrë parasysh mungesën e forcave të jashtme, është e mundur të shkruhet se çfarë, ku.

52. Lavjerrësi matematikor. Dridhjet e ngarkesës në sustë. Periudha e lëkundjes së një lavjerrës matematik dhe një peshe në një sustë.

Një trup me madhësi të vogël i pezulluar në një fije të pashlyeshme, masa e së cilës është e papërfillshme në krahasim me masën e trupit, quhet lavjerrës matematik. Pozicioni i drejtë është pozicioni i ekuilibrit në të cilin forca e gravitetit është e ekuilibruar nga forca e elasticitetit. Në devijime të vogla të lavjerrësit nga pozicioni i ekuilibrit, shfaqet një forcë rezultante, e drejtuar drejt pozicionit të ekuilibrit dhe lëkundjet e saj janë harmonike. Periudha dridhjet harmonike lavjerrës matematik në një kënd të vogël të lëkundjes është e barabartë me. Për të nxjerrë këtë formulë, ne shkruajmë ligjin e dytë të Njutonit për një lavjerrës. Lavjerrësi ndikohet nga graviteti dhe tensioni i fillit. Rezultati i tyre në një kënd të vogël devijimi është. Prandaj, nga ku .

Me dridhjet harmonike të trupit të pezulluar në një sustë, forca elastike është e barabartë me ligjin e Hooke. Sipas ligjit të dytë të Njutonit.

53. Transformimi i energjisë me dridhje harmonike. Dridhjet e detyruara. Rezonanca.

Kur lavjerrësi matematikor devijon nga pozicioni i ekuilibrit, energjia e tij potenciale rritet, që prej distanca në Tokë rritet. Kur lëvizni në pozicionin e ekuilibrit, shpejtësia e lavjerrësit rritet, dhe energjia kinetike rritet, për shkak të një rënie në rezervën e mundshme. Në pozicionin e ekuilibrit, energjia kinetike është maksimale, energjia potenciale është minimale. Në pozicionin e devijimit maksimal, e kundërta është e vërtetë. Me pranverën - e njëjta gjë, por jo merret energjia potenciale në fushën gravitacionale të Tokës, por energjia potenciale e burimit. Lëkundjet e lira gjithnjë rezultojnë të amortizuara, d.m.th. me amplituda në rënie, që nga energjia harxhohet në bashkëveprim me trupat përreth. Humbjet e energjisë në këtë rast janë të barabarta me punën e forcave të jashtme gjatë së njëjtës kohë. Amplituda varet nga frekuenca e ndryshimit të forcës. Arrin amplituda maksimale në një frekuencë lëkundje të forcës së jashtme përkon me frekuencën natyrore të lëkundjes së sistemit. Dukuria e një rritjeje të amplitudës së lëkundjeve të detyruara në kushtet e përshkruara quhet rezonancë. Meqenëse në rezonancë forca e jashtme kryen punën maksimale pozitive gjatë periudhës, gjendja e rezonancës mund të përcaktohet si kusht për transferimin maksimal të energjisë në sistem.

54. Përhapja e dridhjeve në mjediset elastike. Valët tërthore dhe gjatësore. Gjatësia e valës. Lidhja midis gjatësisë së valës dhe shpejtësisë së përhapjes së saj. Valët e zërit. Shpejtësia e zërit. Ekografia

Nxitja e dridhjeve në një vend të mediumit shkakton dridhje të detyrueshme të grimcave fqinje. Procesi i përhapjes së dridhjeve në hapësirë \u200b\u200bquhet valë. Valët në të cilat ndodhin lëkundjet pingul me drejtimin e përhapjes quhen valë prerëse. Valët në të cilat ndodhin lëkundjet përgjatë drejtimit të përhapjes së valës quhen valë gjatësore. Valët gjatësore mund të lindin në të gjitha mjediset, tërthore - në trupa të fortë nën veprimin e forcave elastike gjatë deformimit ose tensionit sipërfaqësor dhe forcave të gravitetit. Shpejtësia e përhapjes së dridhjeve v në hapësirë \u200b\u200bquhet shpejtësia e valës. Distanca l midis pikave më të afërta me njëra-tjetrën, që lëkundet në të njëjtat faza, quhet gjatësi vale. Varësia e gjatësisë së valës nga shpejtësia dhe periudha shprehet si, ose. Kur lindin valët, frekuenca e tyre përcaktohet nga frekuenca e lëkundjes së burimit, dhe shpejtësia e tyre përcaktohet nga mediumi ku ato përhapen, prandaj, valët me të njëjtën frekuencë mund të kenë gjatësi të ndryshme në media të ndryshme. Proceset e kompresimit dhe rrallimit të ajrit përhapen në të gjitha drejtimet dhe quhen valë zanore. Valët e zërit janë gjatësore. Shpejtësia e zërit varet, si shpejtësia e çdo dallge, nga mjedisi. Në ajër, shpejtësia e zërit është 331 m / s, në ujë - 1500 m / s, në çelik - 6000 m / s. Presioni i zërit është presioni shtesë në një gaz ose lëng të shkaktuar nga një valë zanore. Intensiteti i zërit matet nga energjia e bartur nga valët e zërit për njësi të kohës përmes një njësie të sipërfaqes prerëse tërthore pingul me drejtimin e përhapjes së valëve dhe matet në vat për metër katror. Intensiteti i një tingulli përcakton vëllimin e tij. Shkalla përcaktohet nga frekuenca e dridhjeve. Ekografia dhe infografia janë vibrime të tingullit që qëndrojnë jashtë kufijve të dëgjueshmërisë me frekuenca përkatësisht 20 kilohertz dhe 20 herc.

55. Lëkundjet elektromagnetike të lira në qark. Shndërrimi i energjisë në një qark lëkundës. Frekuenca natyrore e lëkundjeve në qark.

Një qark elektrik oshilator është një sistem i përbërë nga një kondensator dhe një spiral i lidhur në qark i mbyllur... Kur një spirale është e lidhur me një kondensator, gjenerohet një rrymë në spirale dhe energjia e fushës elektrike shndërrohet në energji të fushës magnetike. Kondensatori nuk shkarkohet menjëherë, sepse kjo parandalohet nga vetë-induksioni EMF në spiral. Kur kondensatori shkarkohet plotësisht, EMF vetë-induktive do të parandalojë rënien e rrymës, dhe energjia e fushës magnetike do të shndërrohet në energji elektrike. Rryma që lind në këtë rast do të ngarkojë kondensatorin, dhe shenja e ngarkesës në pllaka do të jetë e kundërt me atë origjinale. Pas kësaj, procesi përsëritet derisa e gjithë energjia të harxhohet për ngrohjen e elementeve të qarkut. Kështu, energjia e fushës magnetike në qarkun oshilator shndërrohet në energji elektrike dhe anasjelltas. Për energjinë totale të sistemit, është e mundur të shkruhen raportet: , nga ku për një moment arbitrar të kohës ... Siç e dini, për një zinxhir të plotë ... Duke supozuar se në rastin ideal R "0, më në fund marrim, ose. Zgjidhja e këtij ekuacioni diferencial është funksioni ku Vlera w quhet frekuenca e brendshme e rrethit (ciklike) e lëkundjeve në qark.

56. Dridhjet elektrike të detyruara. Rryma elektrike alternative. Gjeneratori rryma alternative... Fuqia AC.

Rryma alternative në qarqet elektrike është rezultat i ngacmimit të lëkundjeve elektromagnetike të detyruara në to. Lëreni një kthesë të sheshtë të ketë sipërfaqe S dhe vektori i induksionit B bën një kënd j me pingul me planin e kthesës. Fluksi magnetik F përmes zonës së lakut në këtë rast përcaktohet nga shprehja. Kur lak rrotullohet me frekuencën n, këndi j ndryshon sipas ligjit., Pastaj shprehja për rrjedhën do të marrë formën. Ndryshimet në fluksin magnetik krijojnë një EMF induksion të barabartë me minus shpejtësinë e ndryshimit të fluksit. Si pasojë, ndryshimi në EMF i induksionit do të ndodhë sipas një ligji harmonik. Tensioni i marrë nga dalja e gjeneratorit është proporcional me numrin e kthesave të mbështjelljes. Kur voltazhi ndryshon sipas ligjit harmonik forca e fushës në përcjellës ndryshon sipas të njëjtit ligj. Nën veprimin e fushës, lind diçka, frekuenca dhe faza e së cilës përkojnë me frekuencën dhe fazën e luhatjeve të tensionit. Lëkundjet e rrymës në qark detyrohen, që lindin nën ndikimin e tensionit alternative të aplikuar. Kur fazat e rrymës dhe tensionit përkojnë, fuqia AC është e barabartë me ose ... Vlera mesatare e katrorit të kosinusit gjatë periudhës është 0,5, pra. Vlera efektive e rezistencës së rrymës është forca e rrymës së drejtpërdrejtë, e cila lëshon të njëjtën sasi nxehtësie në përcjellës si rryma alternative. Në amplituda I max luhatjet e rrymës harmonike tensionit të efektshme të barabartë Vlera e tensionit efektiv është gjithashtu një herë më e vogël se vlera e saj kulmore.Fuqia mesatare e rrymës kur fazat e lëkundjes përkojnë përcaktohet përmes tensionit efektiv dhe forcës së rrymës.

5 7. Rezistenca aktive, induktive dhe kapacitive.

rezistenca aktive R quhet një madhësi fizike e barabartë me raportin e fuqisë me katrorin e fuqisë aktuale, e cila merret nga shprehja për fuqi. Në frekuenca të ulëta, praktikisht nuk varet nga frekuenca dhe përkon me rezistencën elektrike të përcjellësit.

Lëreni një spirale të përfshihet në qark AC. Pastaj, kur forca aktuale ndryshon sipas ligjit, në spiral shfaqet një EMF i vetë-induksionit. Sepse rezistenca elektrike e spirales është zero, atëherë EMF është e barabartë me minus tensionin në skajet e spirales, krijuar nga një gjenerator i jashtëm (??? Cili gjenerator tjetër ???)... Prandaj, një ndryshim në fuqinë e rrymës shkakton një ndryshim në tension, por me një zhvendosje fazore ... Produkti është amplituda e luhatjeve të tensionit, d.m.th. ... Raporti i amplitudës së luhatjeve të tensionit në spiralë me amplituda e luhatjeve të rrymës quhet reaktancë induktive. .

Le të ketë një kondensator në qark. Kur ndizet, ngarkon një të katërtën e një periudhe, pastaj shkarkon të njëjtën sasi, pastaj të njëjtën gjë, por me një ndryshim në polaritet. Kur voltazhi nëpër kondensator ndryshon sipas ligjit harmonik ngarkesa në pllakat e saj është. Rryma në qark lind kur ngarkesa ndryshon:, në mënyrë të ngjashme me rastin me spiralin, amplituda e luhatjeve të rrymës është ... Vlera e barabartë me raportin e amplitudës me forcën aktuale quhet rezistencë kondensuese .

58. Ligji i Ohmit për rrymën alternative.

Konsideroni një qark të përbërë nga një rezistencë, spiral dhe kondensator në seri. Në çdo kohë të dhënë, voltazhi i aplikuar është i barabartë me shumën e tensioneve në secilin element. Luhatjet aktuale në të gjitha elementet ndodhin sipas ligjit. Luhatjet e tensionit në të gjithë rezistencën përkojnë në fazë me luhatjet aktuale, luhatjet e tensionit në kondensator mbeten në fazë me luhatjet aktuale, luhatjet e tensionit në spirale janë përpara luhatjeve aktuale në fazë (pse po ngecin ???)... Prandaj, kushti i barazisë së shumës së theksimeve në përgjithësi mund të shkruhet si. Duke përdorur diagramin vektorial, mund të shihni se amplituda e tensioneve në qark është e barabartë, ose, d.m.th. ... Rezistenca totale e qarkut është ... Theshtë e qartë nga diagrami se voltazhi gjithashtu luhatet në përputhje me ligjin harmonik ... Faza fillestare j mund të gjendet nga formula ... Fuqia e menjëhershme në qark AC është. Meqenëse mesatarja e kosinusit në katror gjatë periudhës është 0,5 ,. Nëse ka një spirale dhe një kondensator në qark, atëherë sipas ligjit të Ohmit për rrymën alternative. Sasia quhet faktor i fuqisë.

59. Rezonanca në një qark elektrik.

Reaktancat kapacitive dhe induktive varen nga frekuenca e tensionit të aplikuar. Prandaj, në një amplitudë të tensionit konstant, amplituda e rrymës varet nga frekuenca. Në një vlerë të tillë të frekuencës, në të cilën, shuma e tensioneve në spirale dhe kondensator bëhet zero, sepse lëkundjet e tyre janë të kundërta në fazë. Si rezultat, voltazhi në rezistencën aktive në rezonancë është i barabartë me tensionin total, dhe rryma arrin vlerën e saj maksimale. Le të shprehim rezistencën induktive dhe kapacitive në rezonancë: , prandaj ... Kjo shprehje tregon se në rezonancë, amplituda e luhatjeve të tensionit nëpër spirale dhe kondensator mund të tejkalojë amplituda e tensionit të aplikuar.

60. Transformatori.

Transformatori përbëhet nga dy mbështjellje me një numër të ndryshëm kthesash. Kur një tension aplikohet në njërën prej mbështjellësve, në të lind një rrymë. Nëse voltazhi ndryshon në mënyrë harmonike, atëherë rryma do të ndryshojë sipas të njëjtit ligj. Fluksi magnetik që kalon përmes spirales është ... Kur fluksi magnetik ndryshon në secilën kthesë të spirales së parë, ndodh një EMF i vetë-induksionit. Produkti është amplituda e EMF në një kthesë, totali është EMF në spiralin primar. Spiralja dytësore depërtohet nga i njëjti fluks magnetik, pra. Sepse flukset magnetike janë të njëjtat, atëherë. Rezistenca aktive e mbështjelljes është e vogël në krahasim me rezistencën induktive, kështu që voltazhi është afërsisht i barabartë me EMF. Nga këtu. Koeficient TE quajtur raport transformimi. Prandaj, humbjet e nxehtësisë së telave dhe bërthamave janë të vogla F 1 "F 2... Fluksi magnetik është proporcional me rrymën në mbështjellje dhe numrin e kthesave. Prandaj, d.m.th. ... Ata. transformatori rrit tensionin në TE herë, duke ulur fuqinë aktuale me të njëjtën sasi. Fuqia aktuale në të dy qarqet, duke neglizhuar humbjet, është e njëjtë.

61. Valët elektromagnetike. Shpejtësia e shpërndarjes së tyre. Karakteristikat e valëve elektromagnetike.

Çdo ndryshim në fluksin magnetik në qark bën që një rrymë induksioni të shfaqet në të. Pamja e saj shpjegohet me pamjen e një fushe elektrike vorbull me çdo ndryshim në fushën magnetike. Një vatër elektrike vorbull ka të njëjtën veti si një e zakonshme - për të gjeneruar një fushë magnetike. Kështu, pasi të ketë filluar, procesi i gjenerimit të ndërsjellë të fushave magnetike dhe elektrike vazhdon vazhdimisht. Elektrike dhe fushat magnetikeqë përbëjnë valët elektromagnetike mund të ekzistojnë në një vakum, për dallim nga proceset e tjera të valëve. Nga eksperimentet me ndërhyrje, u vendos shpejtësia e përhapjes së valëve elektromagnetike, e cila ishte afërsisht. Në rastin e përgjithshëm, shpejtësia e një vale elektromagnetike në një mjedis arbitrar llogaritet nga formula. Dendësia e energjisë e përbërësve elektrikë dhe magnetikë është e barabartë me njëri-tjetrin: nga ku. Karakteristikat e valëve elektromagnetike janë të ngjashme me ato të proceseve të tjera të valëve. Kur kalojnë përmes ndërfaqes së dy mediave, ato pjesërisht reflektohen, pjesërisht përthyhen. Ato nuk pasqyrohen nga sipërfaqja e dielektrikut; ato janë reflektuar pothuajse plotësisht nga metalet. Valët elektromagnetike kanë vetitë e interferencës (eksperimenti i Hertz), difraksioni (pllaka alumini), polarizimi (rrjeti).

62. Parimet e komunikimit me radio. Marrësi më i thjeshtë i radios.

Për të kryer komunikim radio, është e nevojshme të sigurohet mundësia e rrezatimit të valëve elektromagnetike. Sa më i madh këndi midis pllakave të kondensatorit, aq më lirisht valët EM përhapen në hapësirë. Në realitet, një lak i hapur përbëhet nga një spirale dhe një tel i gjatë i quajtur antenë. Një fund i antenës është i bazuar, tjetri është ngritur mbi sipërfaqen e Tokës. Sepse Meqenëse energjia e valëve elektromagnetike është proporcionale me fuqinë e katërt të frekuencës, valët EM praktikisht nuk lindin kur rryma alternative e frekuencave të tingullit lëkundet. Prandaj, përdoret parimi i modulimit - frekuenca, amplituda ose faza. Oshilatori më i thjeshtë i moduluar është treguar në figurë. Le të ndryshojë frekuenca e dridhjeve të qarkut në përputhje me ligjin. Le të ndryshojë edhe frekuenca e vibracioneve të moduluara të zërit si , dhe W<(Dhe pse dreqin është se kaq ???) (G është reciproke e rezistencës). Zëvendësimi në këtë shprehje i vlerave të sforcimeve, ku mund të marrim. Sepse në rezonancë, frekuencat larg frekuencës së rezonancës priten, pastaj nga shprehja për unë termat e dytë, të tretë dhe të pestë zhduken, d.m.th. .

Konsideroni marrësin më të thjeshtë të radios. Përbëhet nga një antenë, një qark lëkundës me një kondensator të ndryshueshëm, një diodë detektori, një rezistencë dhe një telefon. Frekuenca e qarkut lëkundës zgjidhet në mënyrë që të përkojë me frekuencën e bartësit, ndërsa amplituda e lëkundjeve në kondensator bëhet maksimale. Kjo ju lejon të zgjidhni frekuencën e dëshiruar nga të gjitha të marrat. Nga qarku, lëkundjet e moduluara me frekuencë të lartë futen në detektor. Pas kalimit nëpër detektor, akuzat aktuale kondensator çdo periudhë e gjysmë, dhe periudhën e ardhshme gjysma, kur i tanishëm nuk ka kaluar nëpër diodë, kondensator është shkarkuar përmes rezistencë. (e kuptova drejt ???).

64. Analogji midis dridhjeve mekanike dhe elektrike.

Analogjitë midis dridhjeve mekanike dhe elektrike duken kështu: