Formula za linearno kretanje sa konstantnim ubrzanjem. Kretanje sa konstantnim ubrzanjem

“Cool fizika” se seli iz “naroda”!
“Cool Physics” je stranica za one koji vole fiziku, uče sebe i podučavaju druge.
“Cool fizika” je uvijek u blizini!
Zanimljivi materijali o fizici za školarce, nastavnike i sve znatiželjnike.

Originalna stranica "Cool Physics" (class-fizika.narod.ru) uključena je u izdanja kataloga od 2006. „Obrazovni internet resursi za osnovno opšte i srednje (potpuno) opšte obrazovanje“, odobren od strane Ministarstva obrazovanja i nauke Ruske Federacije, Moskva.

Čitajte, učite, istražujte!
Svijet fizike je zanimljiv i fascinantan, poziva sve znatiželjnike da krenu na putovanje stranicama web stranice “Cool Physics”.

I za početak - vizuelna mapa fizike, koja pokazuje odakle dolaze i kako su različite oblasti fizike međusobno povezane, šta proučavaju i za šta su potrebne.
Mapa fizike kreirana je na osnovu videa Mapa fizike Dominiquea Wilimmana sa kanala Domain of Science.

Fizika i tajne umjetnika

Tajne mumija faraona i Rebrandtovi izumi, krivotvorine remek-djela i tajne papirusa Drevni Egipat- umjetnost krije mnoge tajne, ali moderni fizičari uz pomoć novih metoda i instrumenata pronalaze objašnjenja za sve više neverovatne tajne prošlost...... čitaj

ABC fizike

Svemoćno trenje

Ima ga svuda, ali gde bez njega?
Ali evo tri pomoćnika heroja: grafit, molibdenit i teflon. Ove neverovatne supstance, sa veoma velikom pokretljivošću čestica, trenutno se koriste kao odlična čvrsta maziva......... pročitajte

Aeronautika

"Tako se dižu do zvijezda!" - upisano na grbu osnivača aeronautike, braće Montgolfier.
Čuveni pisac Jules Verne je odletio dalje balon na topli vazduh samo 24 minuta, ali mu je pomoglo da stvori najfascinantnije umjetnička djela......... pročitaj

Parne mašine

"Ovaj moćni džin bio je visok tri metra: džin je lako vukao kombi sa pet putnika. Na glavi Steam Man bila je cijev od dimnjaka iz koje se cijedio gusti crni dim...sve, pa i lice, bilo je od gvožđa, i sve je neprestano mljelo i tutnjalo..." O kome se radi? Kome su ove hvale? . ........ pročitaj

Tajne magneta

Tales iz Mileta ga je obdario dušom, Platon ga je uporedio sa pesnikom, Orfej ga je pronašao kao mladoženju... Tokom renesanse magnet se smatrao odrazom neba i pripisivao mu se sposobnost savijanja prostora. Japanci su vjerovali da je magnet sila koja će pomoći da se bogatstvo okrene prema vama......... čitajte

Sa druge strane ogledala

Znate li koliko zanimljivih otkrića može donijeti “kroz ogledalo”? Slika vašeg lica u ogledalu ima zamijenjenu desnu i lijevu polovinu. Ali lica su rijetko potpuno simetrična, pa vas drugi vide potpuno drugačije. Jeste li razmišljali o ovome? ......... pročitaj

Tajne zajedničkog vrha

“Spoznaja da je čudo bilo blizu nas dolazi prekasno.” - A. Blok.
Da li ste znali da Malajci mogu satima fascinantno da gledaju rotirajući vrh? Međutim, potrebna je znatna vještina da se pravilno vrti, jer težina malajskog topa može doseći nekoliko kilograma......... pročitajte

Izumi Leonarda da Vincija

“Želim da stvaram čuda” rekao je i upitao se: “Ali reci mi, jesi li nešto učinio!”

Leonardo da Vinci je svoje rasprave pisao tajno koristeći obično ogledalo, tako da su se njegovi šifrovani rukopisi mogli prvi put pročitati tek tri veka kasnije........ Plan lekcije na temu „Brzina pri linearnom kretanju sa»

konstantno ubrzanje :

Datum Predmet:

"Brzina tokom pravolinijskog kretanja sa konstantnim ubrzanjem"

Ciljevi: : Obrazovni

Osigurati i formirati svjesnu asimilaciju znanja o brzini pri pravolinijskom kretanju sa stalnim ubrzanjem; : Razvojni Nastavite razvijati vještine samostalna aktivnost

, vještine grupnog rada. : Obrazovni

Formirati kognitivni interes za nova znanja; razviti disciplinu ponašanja. Vrsta lekcije:

lekcija u učenju novih znanja

Oprema i izvori informacija:

Isachenkova, L. A. Zbirka zadataka iz fizike. 9. razred: priručnik za učenike opštih ustanova. avg. obrazovanje sa ruskim jezikom jezik obuka / L. A. Isachenkova, G. V. Palchik, V. V. Dorofeychik. Minsk: Aversev, 2016, 2017.

Struktura lekcije:

Organizacioni trenutak (5 min)

Ažuriranje osnovnog znanja (5 min)

Učenje novog materijala (15 min)

Minut fizičkog vaspitanja (2 min)

Učvršćivanje znanja (13min)

Sažetak lekcije (5 min)

Organizacioni momenat

Zdravo, sjedi! (Provjerava prisutne).Danas u lekciji moramo razumjeti brzinu linearnog kretanja sa stalnim ubrzanjem. A to znači toTema lekcije : Brzina tokom pravolinijskog kretanja sa konstantnim ubrzanjem

Ažuriranje referentnog znanja

Najjednostavniji od svih neujednačenih pokreta - pravolinijsko kretanje sa konstantnim ubrzanjem. Zove se jednako varijabilna.

Kako se mijenja brzina tijela pri ravnomjernom kretanju?

Učenje novog gradiva

Razmotrite kretanje čelične kugle duž nagnutog žlijeba. Iskustvo pokazuje da je njegovo ubrzanje gotovo konstantno:

Neka V tačka u vremenu t = 0 lopta je imala početnu brzinu (sl. 83).

Kako pronaći zavisnost brzine lopte od vremena?

Ubrzanje lopteA = . U našem primjeruΔt = t , Δ - .

, znači,

gdje Kada se kreće konstantnim ubrzanjem, brzina tijela linearno ovisi o

vrijeme. 1 Od jednakosti (

) i (2) slijede formule za projekcije:Hajde da napravimo grafove zavisnosti a ( t ) x I a ( t ) v 84, (pirinač.

a, b).

Rice. 84A Prema slici 83 = A > 0, = I 0 > 0.

X Onda Hajde da napravimo grafove zavisnosti a ( t ) zavisnosti1 odgovara rasporedu (vidi sliku 84, A).OvoI a ( t ) zavisnosti, prava linija paralelna sa vremenskom osom. Zavisnostiopisuje povećanje projekcije sko rasti 84, (vidi sl. b).Jasno je da rastemodulbrzina. Lopta se kreće

jednoliko ubrzano.Razmotrimo drugi primjer (slika 85). Sada je početna brzina lopte usmjerena prema gore duž žlijeba. Krećući se prema gore, lopta će postepeno gubiti brzinu. U tački A Onontrenutak će stati iće početiklizite dole. Tačka Apozvao

prekretnica. Prema 85 A Prema slici 83 crtanje< 0, = I 0 > = - a (4) 0, i formule (3) i2 odgovaraju grafikama 2" I(cm. A , (vidi sl.

pirinač. 84, 2" RasporedI a pokazuje da je na početku, dok se lopta kretala prema gore, projekcija brzinetbio pozitivan. Istovremeno se smanjioklizite dole. Tačka = postalo jednako nuli. U ovom trenutku lopta je stigla do tačke preokretat(vidi sliku 85). U ovom trenutku, smjer brzine lopte promijenio se u suprotan i na

> projekcija brzine je postala negativna. 2" Iz grafikona (vidi sliku 84, b)t > t također je jasno da se prije momenta rotacije modul brzine smanjio - lopta se kretala prema gore jednakom brzinom. At n

Izradite vlastite grafike modula brzine u odnosu na vrijeme za oba primjera.

Koje druge zakone ravnomjernog kretanja treba znati?

U §8 smo to dokazali za uniformu pravolinijsko kretanje područje figure između grafikonaI a a vremenska osa (vidi sliku 57) je numerički jednaka projekciji pomaka Δr Prema slici 83 . Može se dokazati da ovo pravilo važi i za neravnomerno kretanje. Zatim, prema slici 86, projekcija pomaka Δr Prema slici 83 s ravnomjerno naizmjeničnim kretanjem određen je površinom trapezaABCD . Ova površina je jednaka polovini zbira bazatrapez pomnožen njegovom visinomAD .

kao rezultat:

Budući da je prosječna vrijednost projekcije brzine formule (5)

slijedi:

Tokom vožnje Withkonstantnog ubrzanja, relacija (6) je zadovoljena ne samo za projekciju, već i za vektore brzine:

Prosječna brzina kretanja sa stalnim ubrzanjem jednaka je polovini zbira početne i konačne brzine.

Formule (5), (6) i (7) se ne mogu koristitiZa pokret Withnedosledno ubrzanje. Ovo može dovestiTo grube greške.

Konsolidacija znanja

Pogledajmo primjer rješavanja problema sa stranice 57:

Automobil se kretao brzinom čiji je modul = 72. Vidjevši crveno svjetlo na semaforu, vozač na dionici putas= 50 m ravnomjerno smanjena brzina na = 18 . Odredite prirodu kretanja automobila. Pronađite smjer i veličinu ubrzanja kojim se automobil kretao pri kočenju.

Dato: Reshe cija:

72 = 20 Kretanje automobila je bilo ravnomjerno sporo. Usko-

vožnja automobilasuprotnom smjeru

18 = 5 brzina njegovog kretanja.

Modul za ubrzanje:

s= 50 m

vrijeme kočenja:

A - ? Δ t =

Onda

odgovor:

Sažetak lekcije

Tokom vožnje WithUz konstantno ubrzanje, brzina linearno ovisi o vremenu.

U ravnomjerno ubrzanom kretanju, smjerovi trenutne brzine i ubrzanja se poklapaju u ravnomjerno usporenom kretanju, oni su suprotni;

Prosječna brzina vožnjeWithkonstantno ubrzanje je jednako polovini zbira početne i konačne brzine.

Organizacija domaći zadatak

§ 12, pr. 7 br. 1, 5

Refleksija.

Nastavite fraze:

Danas na času sam naučio...

Bilo je zanimljivo...

Znanje koje sam stekao na lekciji će mi biti od koristi

SAŽETAK

Predavanja iz fizike

MEHANIKA

Kinematika

Kinematika je grana mehanike koja proučava mehaničko kretanje ne analizirajući razloge koji su to izazvali.

Mehanički pokret- najjednostavniji oblik kretanje tijela, koje se sastoji u mijenjanju tokom vremena položaja jednih tijela u odnosu na druga, odnosno položaja dijelova tijela jedan prema drugom. U ovom slučaju, tijela međusobno djeluju u skladu sa zakonima mehanike.

Osnovni koncepti:

Materijalna tačka- tijelo čija se veličina i oblik mogu zanemariti.

Referentno tijelo– tijelo u odnosu na koje se razmatra kretanje tijela koje se proučava (drugih tijela).

Referentni okvir– skup referentnog tijela, koordinatni sistem koji mu je pridružen i sat koji miruje u odnosu na referentno tijelo.

Radius Vect op – vektor koji povezuje početak koordinata sa tačkom lokacije tijela u trenutno vrijeme.

Putanja– linija koju tijelo opisuje ( centar mase) tokom svog kretanja,

Put – skalar fizička količina, jednaka dužini putanje koju opisuje tijelo tokom razmatranog vremenskog perioda. ( , m)

Brzina– vektorska fizička veličina koja karakteriše brzinu kretanja čestice duž putanje i smjer u kojem se čestica kreće u svakom trenutku vremena, tj. promjene položaja tokom vremena (υ, m/s).

Ubrzanje – vektorska fizička veličina jednaka omjeru prirasta tjelesne brzine po neki vremenski period na veličinu ovog jaza, tj. brzina (stopa) promjene brzine ( A, m/s 2).

Vektor ubrzanja se može promijeniti promjenom smjera, veličine ili oboje. Ako se brzina smanji, tada se koristi izraz "usporavanje".

Tačkasta brzina

Vrste pokreta:

Ujednačeno kretanje –

kretanje tijela u kojem ono prelazi identične putanje u bilo kojim jednakim vremenskim intervalima.

1 – Koordinata tačke u trenutku t.

2 – Koordinate tačke u početni trenutak vrijeme t= 0

3 – Projekcija vektora brzine na koordinatnu osu

Kretanje sa konstantnim ubrzanjem

Hajde da napravimo grafove zavisnosti= = S = υ 0 t ± υ = υ 0 ± Hajde da napravimo grafove zavisnosti t

Ujednačeno kretanje po krugu -

Dynamics

Dynamics - grana mehanike koja proučava uzroke emergence mehaničko kretanje.

Težina– skalarna fizička veličina, koja je kvantitativna mjera inercije tijela, a karakterizira i količinu tvari (m, kg),

Snaga– vektorska fizička veličina koja je mjera međudjelovanja tijela i dovodi do pojave ubrzanja u tijelu ili do deformacije tijela. Silu karakteriziraju veličina, smjer i tačka primjene (F, N).

SILE

Njutnovi zakoni:

Njutnov prvi zakon:

u inercijalnim referentnim sistemima, zatvoreni sistem nastavlja da ostane u stanju mirovanja ili pravolinijskog ravnomernog kretanja.

Klasična Njutnova mehanika je primenljiva u posebnoj klasi inercijski referentni sistemi.

Svi inercijski referentni sistemi kreću se jedan u odnosu na drugi pravolinijski i jednoliko.

Njutnov drugi zakon:

sila koja djeluje na sistem izvana dovodi do ubrzanja sistema.

Njutnov treći zakon:

sila djelovanja jednaka je po veličini i suprotnog smjera od sile reakcije; sile imaju istu prirodu, ali se primjenjuju na različita tijela i nisu nadoknađeni.

Gravitaciona sila

Sile u prirodi:

Zakon održanja impulsa

Moment je vektorska fizička veličina jednaka proizvodu mase tijela i njegove brzine: ,

Zakon održanja impulsa:

Zakon o održanju energije

Energija– karakteristike kretanja i interakcije tela, njihova sposobnost da vrše promene vanjski svijet(E, J).

Ukupna mehanička energija se shvata kao zbir kinetičke i potencijalne energije:

Ukupna mehanička energija

Potencijalna energija

Kinetička energija

Potencijalna energija tijela- skalarna fizička veličina koja karakteriše sposobnost tijela (ili materijalne tačke) da izvrši rad zbog njegovog prisustva u polju djelovanja sila.

Kinetička energija tijela- energija mehaničkog sistema u zavisnosti od brzine kretanja njegovih tačaka.

Zakon održanja mehaničke energije:

Apsolutna temperaturna skala

Uveden engleski fizičar W. Kelvin
- nema negativnih temperatura
SI jedinica apsolutne temperature: [T] = 1K (kelvin)
Nulta temperatura apsolutne skale je apsolutna nula (0K = -273 C), najniža temperatura u prirodi. Trenutno je dostignuta najniža temperatura - 0,0001K.
Po veličini, 1K je jednako 1 stepenu na Celzijusovoj skali.

Odnos između apsolutne i Celzijusove skale: u formulama apsolutna temperatura se označava slovom “T”, a temperatura na Celzijusovoj skali slovom “t”.

Osnovna jednadžba MKT gasa

Osnovna MKT jednadžba povezuje mikroparametre čestica (masa molekula, prosječna kinetička energija molekula, prosječni kvadrat brzine molekula) sa makroparametrima plina (p - tlak, V - zapremina, T - temperatura ).

prosječna kinetička energija translacijskog kretanja molekula srednja kvadratna brzina

prosječna kinetička energija translacijskog kretanja molekula

RMS brzina: =

Unutrašnja energija jednoatomskog idealnog gasa: U = = pV

Plinovi se odlikuju potpunim poremećajem u rasporedu i kretanju molekula.
Udaljenost između molekula plina je višestruka više veličina molekule. Male privlačne sile ne mogu držati molekule blizu jedna drugoj, tako da se plinovi mogu širiti bez ograničenja.
Pritisak plina na zidove posude stvara se udarima pokretnih molekula plina.

Tečnost

Toplotno kretanje molekula u tečnosti izražava se vibracijama oko stabilnog ravnotežnog položaja unutar zapremine koju molekulu obezbeđuju njegovi susedi.
Molekuli se ne mogu slobodno kretati po cijelom volumenu tvari, ali su mogući prijelazi molekula na susjedna mjesta. Ovo objašnjava fluidnost tečnosti i mogućnost promene njenog oblika.

U tekućini je udaljenost između molekula približno jednaka promjeru molekula. Kada se razmak između molekula smanji (kompresija tečnosti), sile odbijanja naglo rastu, pa su tečnosti nestišljive.

Solid

Toplotno kretanje molekula u čvrstom stanju izražava se samo vibracijama čestica (atoma, molekula) oko stabilnog ravnotežnog položaja.

Većina čvrstih tijela ima prostorno uređen raspored čestica koje formiraju pravilnu kristalnu rešetku. Čestice materije (atomi, molekuli, joni) nalaze se na vrhovima - čvorovima kristalne rešetke. Čvorovi kristalne rešetke poklapaju se sa položajem stabilne ravnoteže čestica.

Vlažnost:

Tačka rose– temperatura na kojoj para postaje zasićena

Solid

Osnove termodinamike

Osnovni koncepti:

Termodinamika- teorija fizike koja proučava termička svojstva makroskopskih sistema bez pozivanja na mikroskopsku strukturu tijela koja čine sistem.

Termodinamički sistem– fizički sistem, koji se sastoji od velikog broja čestica (atoma i molekula) koje podliježu toplinskom kretanju i, u međusobnoj interakciji, razmjenjuju energiju.

Termodinamika razmatra samo ravnotežna stanja.

Stanja ravnoteže– stanja u kojima se parametri termodinamičkog sistema ne mijenjaju tokom vremena.

Termodinamički proces– tranzicija sistema iz početno stanje do konačnog kroz niz međustanja (svaka promjena u termodinamičkom sistemu).

Termodinamički procesi

Unutrašnja energija– energija, koja se sastoji od zbira energija molekularnih interakcija i energije toplotnog kretanja molekula, u zavisnosti samo od termodinamičkog stanja sistema.

Načini promjene unutrašnja energija :

1. Izvođenje mehaničkih radova.
2. Izmjena topline (prijenos topline)

Izmjena topline– prenos unutrašnje energije sa jednog tela na drugo.

Izmjena topline

desublimacija

sublimacija

isparavanje

kondenzacije

kristalizacija

topljenje

Količina toplote (Q, J)– mjera energije

Količina toplote:

Prvi zakon termodinamike

Izjava prvog zakona termodinamike:

Obavljanje posla

Q 2 – prenesena energija (prenosi se „ostatak“ energije)

Toplotni motor mora raditi ciklički. Na kraju ciklusa tijelo se vraća u prvobitno stanje, a unutrašnja energija poprima svoju početnu vrijednost. Rad ciklusa može se ostvariti samo zahvaljujući vanjskim izvorima koji dovode toplinu radnom fluidu.

Pravi toplotni motori rade u otvorenom ciklusu, tj. nakon ekspanzije, plin se oslobađa, a novi dio plina se uvodi u mašinu.

Efikasnost

Efikasnost ( η ) – radni odnos Razmotrimo drugi primjer (slika 85). Sada je početna brzina lopte usmjerena prema gore duž žlijeba. Krećući se prema gore, lopta će postepeno gubiti brzinu. U tački postiže radni fluid po ciklusu, na količinu toplote Q rezultujući radni fluid za isti ciklus.

η = · 100% = · 100% = · 100%

Efikasnost karakteriše stepen efikasnosti toplotnog motora i zavisi samo od temperature grejača i frižidera.

ü Da biste povećali efikasnost toplotnog motora, možete povećati temperaturu grejača i smanjiti temperaturu frižidera;

ü Efikasnost je uvek< 1

Drugi zakon termodinamike

Drugi zakon termodinamike određuje smjer procesa koji se odvijaju u prirodi i koji su povezani s transformacijom energije.

Izjave drugog zakona termodinamike:

1. Termodinamički proces je nemoguć, usled kojeg bi se toplota prenosila sa hladnog tela na toplije, bez ikakvih drugih promena u prirodi.
2. U prirodi nije moguć proces čiji je jedini rezultat pretvaranje sve topline primljene od određenog tijela u rad.

Drugi zakon termodinamike poriče mogućnost korištenja unutrašnjih energetskih rezervi bilo kojeg izvora bez prenošenja na više nizak nivo, tj. nema frižidera.

OSNOVE ELEKTRODINAMIJE

Elektrodinamika- nauka o svojstvima elektromagnetno polje.

1. ELEKTROSTATIKA
- grana elektrodinamike koja proučava električno nabijena tijela u mirovanju.
Elementarne čestice možda ima email naboj, onda se nazivaju naelektrisani; međusobno djeluju silama koje zavise od udaljenosti između čestica, ali višestruko premašuju sile međusobne gravitacije (ova interakcija se naziva elektromagnetna).
Električno punjenje – glavna skalarna fizička veličina koja određuje intenzitet elektromagnetnih interakcija (q, C).

1 C - naelektrisanje prolazi za 1 sekundu presjek provodnik na struji od 1 A.
Postoje 2 znaka električnog naboja: pozitivan i negativan.
Čestice sa sličnim nabojem se odbijaju, a čestice različitog naboja privlače.
Proton ima pozitivan naboj, elektron ima negativan naboj, a neutron je električno neutralan.
Elementarno punjenje- minimalna naknada koja se ne može podijeliti.
Tijelo je napunjeno, ako ima višak naboja bilo kojeg predznaka:
negativno nabijen - ako postoji višak elektrona;
pozitivno naelektrisan - ako postoji nedostatak elektrona.
Elektrifikacija tijela - jedan od načina za dobijanje nabijenih tijela.

U ovom slučaju oba tijela su nabijena, a naelektrisanja su suprotna po predznaku, ali jednaka po veličini.

MAGNETI

Magneti imaju dva pola: S (južni) i N (sjeverni), koji imaju najveću gravitaciju.

Kao polovi magneta se odbijaju, a suprotni polovi privlače.

Karakteristike magnetnog polja:

Magnetski fluks(F, Wb) – broj linija magnetne indukcije koje prodiru u lokaciju.

Jačina magnetnog polja(N, A/m) je veličina koja karakteriše magnetno polje u bilo kojoj tački prostora koje stvaraju makrostruje (struje koje teku u žicama električnog kola) u provodnicima bez obzira na okruženje.

B = μ s N

Za pravolinijsku struju: N = ;

u centru kružne struje: H = ;

u centru solenoida: H = .

Magnetna permeabilnost supstance

Vrijednost magnetne indukcije ovisi o okruženju u kojem postoji magnetsko polje. Omjer magnetske indukcije B polja u datom mediju i magnetne indukcije B o u vakuumu karakterizira magnetska svojstva date sredine i naziva se relativna magnetna permeabilnost tvari - µ.

ELEKTROMAGNETSKA INDUKCIJA

Metode za dobijanje indukcijske struje:

Fenomen elektromagnetne indukcije– pojava električne struje u zatvorenom provodnom kolu, koji ili miruje u vremenski promjenjivom magnetskom polju ili se kreće u konstantnom magnetskom polju tako da se mijenja broj vodova magnetske indukcije koji prodiru u kolo. Što se brže mijenja broj vodova magnetske indukcije, to je veća inducirana struja.

ZAKON ELEKTROMAGNETNE INDUKCIJE:

Električna struja u kolu je moguća ako vanjske sile djeluju na slobodna naelektrisanja vodiča. Rad koji obavljaju ove sile za pomicanje jednog pozitivnog naboja duž zatvorene petlje naziva se emf. Kada se magnetski tok mijenja kroz površinu ograničenu konturom, u krugu se pojavljuju strane sile, čije djelovanje karakterizira inducirana emf.
S obzirom na smjer indukcijske struje, prema Lenzovom pravilu:

Inducirana emf u zatvorenoj petlji jednaka je brzini promjene magnetskog fluksa kroz površinu ograničenu petljom, uzeto sa suprotnim predznakom.

VORTEX ELEKTRIČNO POLJE

Razlog za pojavu električne struje u nepokretnom provodniku je električno polje.
Svaka promjena magnetskog polja stvara induktivno električno polje, bez obzira na prisustvo ili odsustvo zatvorenog kola, a ako je provodnik otvoren, tada na njegovim krajevima nastaje razlika potencijala; Ako je provodnik zatvoren, tada se u njemu opaža indukovana struja.

Vrtložne struje:

Indukcijske struje u masivnim provodnicima nazivaju se Foucaultove struje. Foucaultove struje mogu dostići vrlo velike vrijednosti, jer Otpor masivnih provodnika je nizak. Zbog toga se jezgra transformatora izrađuju od izolovanih ploča.
U feritima - magnetnim izolatorima, vrtložne struje praktički ne nastaju.

Upotreba vrtložnih struja

Zagrijavanje i topljenje metala u vakuumu, prigušnice u električnim mjernim instrumentima.

Štetni efekti vrtložnih struja

To su gubici energije u jezgri transformatora i generatora zbog oslobađanja velike količine topline.

SAMOINDUKCIJA

Fenomen samoindukcije– pojava inducirane emf u kolu, koja je uzrokovana promjenom magnetskog polja struje koja teče u istom kolu.

Vlastito magnetsko polje u kolu jednosmjerne struje mijenja se u momentima zatvaranja i otvaranja kola i kada se mijenja jačina struje.

Induktivnost (koeficijent samoindukcije) je fizička veličina koja pokazuje ovisnost emf samoindukcije o veličini i obliku vodiča i okolini u kojoj se vodič nalazi.
Induktivnost zavojnice zavisi od:
broj zavoja, veličina i oblik zavojnice i relativna magnetna permeabilnost medija (moguće jezgra).

ENERGIJA MAGNETSKOG POLJA STRUJE

Oko provodnika sa strujom postoji magnetsko polje koje ima energiju.
Energija magnetskog polja jednaka je intrinzičnoj energiji struje.
Vlastita energija struje je numerički jednaka radu koji izvor struje mora obaviti da bi savladao emf samoindukcije kako bi stvorio struju u kolu.

AC

AC– struja koja se mijenja u smjeru i veličini prema harmonijskom zakonu.

RMS trenutna vrijednost- jačina jednosmerne struje koja oslobađa istu količinu toplote u provodniku za isto vreme kao i naizmenična struja. I =

Trenutna vrijednost struje proporcionalna je trenutnoj vrijednosti napona i u fazi je: i = = I m cos ωt

Efektivna vrijednost naizmjeničnog napona određuje se slično efektivnoj vrijednosti struje U =

Trenutna vrijednost napona se mijenja prema harmonijskom zakonu: u = U m cos ωt

Aktivni otpori– električni uređaji koji pretvaraju električnu energiju u unutrašnju energiju (žice visokog otpora, zavojnice za grijanje, otpornici).

AC napajanje.

Kada se faze strujnih i naponskih oscilacija poklope, trenutna snaga naizmjenične struje jednaka je:

p = iu = i 2 R= I m U m cos 2ωt

Prosječna vrijednost snage tokom perioda naizmjenične struje je: p =

Induktivnost i kapacitivnost u AC kolu:

1. Induktivnost

U zavojnici spojenoj na kolo naizmjeničnog napona, jačina struje je manja od jačine struje u kolu konstantnog napona za isti kalem. Posljedično, zavojnica u kolu naizmjeničnog napona stvara veći otpor nego u kolu s jednosmjernim naponom.

Napon vodi struju u fazi π/2

Induktivna reaktanca je : X L = ωL = 2πνL

Ohmov zakon: I m = , gdje je Lω induktivna reaktansa.

2. Kapacitet

Kada je kondenzator spojen na kolo istosmjernog napona, struja je nula, a kada je kondenzator spojen na kolo izmjeničnog napona, struja nije nula. Stoga kondenzator u kolu naizmjeničnog napona stvara manji otpor nego u DC kolu.

Kapacitet je jednak: X C = =

Rezonancija u električnom kolu.

Rezonancija u električnom krugu - fenomen naglog povećanja amplitude prisilnih strujnih oscilacija kada se frekvencije poklapaju ω 0 = ω, gdje je ω 0 prirodna frekvencija oscilatornog kruga, ω je frekvencija napona napajanja.

Princip rada se zasniva na fenomenu elektromagnetne indukcije.

Princip rada u praznom hodu, tj. bez R n:

ε ind1/ε ind2= ω 1 /ω 2 = k, gdje je ε ind1 I ε ind2– indukovana emf u namotajima, ω 1 i ω 2 - broj zavoja u namotajima,

k – koeficijent transformacije.

Ako k > 1 , tada transformator smanjuje napon; Ako k< 1 , tada transformator povećava napon. U praznom hodu transformator troši malu količinu energije iz mreže, koja se troši na preokretanje magnetizacije njegovog jezgra.

Transformatori za pretvaranje naizmjeničnih struja velike snage imaju visoku efikasnost.

Prenos električne energije:

5. Elektromagnetne oscilacije i talasi

Oscilatorno kolo- kolo u kojem je energija električno polje može se pretvoriti u energiju magnetskog polja i nazad.

Električni oscilatorni krug– sistem koji se sastoji od kondenzatora i zavojnice međusobno povezanih u zatvoreno električno kolo

Slobodne elektromagnetne oscilacije– periodično ponavljajuće promjene struje u zavojnici i napona između ploča kondenzatora bez trošenja energije iz vanjskih izvora.

Ako je kontura “idealna”, tj. električni otpor jednako 0 X L = X C ω =

T = 2π – Thomsonova formula (period slobodnih elektromagnetnih oscilacija u električnom kolu)

Elektromagnetno polje – poseban oblik materija, skup električnih i magnetnih polja.

Varijabilna električna i magnetna polja postoje istovremeno i formiraju jedno elektromagnetno polje.

ü Kada je brzina punjenja nula, postoji samo električno polje.

ü Pri konstantnoj brzini punjenja nastaje elektromagnetno polje.

ü Ubrzanim kretanjem naelektrisanja emituje se elektromagnetski talas koji se širi u prostoru konačnom brzinom.

Materijalnost elektromagnetnog polja:

ü možete se registrirati

ü postoji nezavisno od naše volje i želja

ü ima veliku, ali konačnu brzinu

Elektromagnetski talasi

Elektromagnetno polje koje varira u vremenu i koje se širi u prostoru (vakuum) brzinom od 3 × 10 8 m/s formira elektromagnetski talas. Konačna brzina širenja elektromagnetnog polja dovodi do toga da se elektromagnetske oscilacije u prostoru šire u obliku talasa.

Daleko od antene, vrijednosti vektora E i B su u fazi.

Glavni uvjet za nastanak elektromagnetnog vala je ubrzano kretanje električnih naboja.

Brzina elektromagnetnog talasa: υ = νλ λ = = υ2π

Svojstva talasa:

Ø refleksija, refrakcija, interferencija, difrakcija, polarizacija;

Ø pritisak na supstancu;

Ø apsorpcija iz okoline;

Ø konačna brzina širenja u vakuumu With;

Ø izaziva fenomen fotoelektričnog efekta;

Ø brzina u mediju se smanjuje.

6. TALASNA OPTIKA

Optika- grana fizike koja proučava svjetlosne pojave.
Prema modernim konceptima, svjetlost ima dvostruku prirodu (dualnost talasa i čestice): svjetlost ima valna svojstva i elektromagnetnih talasa, ali je istovremeno i tok čestica – fotona. Ovisno o rasponu svjetla, određena svojstva se pojavljuju u većoj mjeri.

Brzina svjetlosti u vakuumu:

Prilikom rješavanja zadataka obično se za proračune uzima vrijednost c = 3 × 10 8 km/s.

REFLEKSIJA SVJETLOSTI

Talasna površina je skup tačaka koje osciliraju u istoj fazi.
Huygensov princip: Svaka tačka do koje je smetnja dosegla sama postaje izvor sekundarnih sfernih valova.
Zakoni refleksije svjetlosti
MN - reflektirajuća površina
AA 1 i BB 1 - zraci upadnog ravnog talasa
AA 2 i BB 2 - reflektovani zraci ravnih talasa
AC - talasna površina upadnog ravnog talasa je okomita na upadne zrake
DB - talasna površina reflektovanog ravnog talasa okomita na reflektovane zrake
α - upadni ugao (između upadnog snopa i okomito na reflektujuću površinu)
β - ugao refleksije (između reflektirane zrake i okomito na reflektirajuću površinu)
Zakoni refleksije:
1. Upadna zraka, reflektirana zraka i okomita rekonstruirana u tački upada zraka leže u istoj ravni.
2. Upadni ugao jednak je uglu refleksije.

REFRAKCIJA SVJETLOSTI

Refrakcija svjetlosti je promjena smjera širenja svjetlosti pri prolasku kroz međuprostor između dva medija.
Zakoni prelamanja svjetlosti:

1. Upadni snop i prelomljeni snop leže u istoj ravni sa okomitom na granicu između dva medija, obnovljena u tački upada zraka.
2. Omjer sinusa upadnog ugla i sinusa ugla prelamanja za dva data medija je konstantna vrijednost

gdje je n relativni indeks loma (inače indeks loma drugog medija u odnosu na prvi)
Indeks loma

Fizičko značenje: pokazuje koliko je puta brzina svjetlosti u mediju iz kojeg snop izlazi veća od brzine svjetlosti u mediju u koji ulazi.

PUNA UNUTRAŠNJA REFLEKSIJA SVJETLA

Neka je apsolutni indeks loma prvog medija veći od apsolutnog indeksa prelamanja drugog medija
, odnosno prvi medij je optički gušći.
Onda, ako pošalje

Za ravnomjerno ubrzano kretanje vrijede sljedeće jednačine, koje prikazujemo bez izvođenja:

Kao što razumijete, vektorska formula s lijeve strane i dvije skalarne formule s desne strane su jednake. Sa stajališta algebre, skalarne formule znače da kod ravnomjerno ubrzanog kretanja projekcije pomaka zavise od vremena prema kvadratnom zakonu. Uporedite ovo sa prirodom trenutnih projekcija brzine (vidi § 12-h).

Znajući da je  sx = x – xo  i  sy = y – yo  (vidi § 12), iz dvije skalarne formule iz gornjeg desnog stupca dobijamo jednadžbe za koordinate:

Budući da je ubrzanje pri jednoliko ubrzanom kretanju tijela konstantno, koordinatne ose se uvijek mogu postaviti tako da je vektor ubrzanja usmjeren paralelno s jednom osom, na primjer Y osi primjetno pojednostavljeno:

x  =  xo + υox t  + (0) i y  =  yo + υoy t  + ½ ay t²

Imajte na umu da se lijeva jednačina poklapa sa jednačinom ravnomjernog pravolinijskog kretanja (vidi § 12-g). To znači da se jednoliko ubrzano kretanje može „sastaviti“ od jednolikog kretanja duž jedne ose i ravnomerno ubrzanog kretanja duž druge. Ovo potvrđuje iskustvo sa jezgrom na jahti (vidi § 12-b).

Zadatak. Ispruživši ruke, djevojka je bacila loptu. Podigao se 80 cm i ubrzo pao pred noge devojčice, leteći 180 cm. Kojom brzinom je lopta bačena i koju brzinu je imala kada je udarila o tlo?

Kvadratirajmo obje strane jednačine za projekciju trenutne brzine na Y osu: υy = υoy + ay t (vidi § 12). Dobijamo jednakost:

υy²  = ( υoy + ay t )²  = υoy² + 2 υoy ay t + ay² t²

Uzmimo faktor 2 ay iz zagrada samo za dva desna člana:

υy²  = υoy² + 2 ay ( υoy t + ½ ay t² )

Imajte na umu da u zagradama dobijamo formulu za izračunavanje projekcije pomaka:  sy = υoy t + ½ ay t². Zamenivši ga sa sy, dobijamo:

Rješenje. Napravimo crtež: usmjerimo Y osu nagore, a ishodište koordinata postavimo na tlo kod djevojčinih stopala. Primijenimo formulu koju smo izveli za kvadrat projekcije brzine, prvo u gornjoj tački uspona lopte:

0 = υoy² + 2·(–g)·(+h) ⇒ υoy = ±√¯2gh = +4 m/s

Zatim, kada počnete da se krećete od gornje tačke nadole:

υy² = 0 + 2·(–g)·(–H) ⇒ υy = ±√¯2gh = –6 m/s

Odgovor: lopta je izbačena uvis brzinom od 4 m/s, a u trenutku doskoka imala je brzinu od 6 m/s, usmjerena prema Y osi.

Napomena. Nadamo se da razumijete da će formula za kvadratnu projekciju trenutne brzine biti tačna po analogiji za X os:

Ako je kretanje jednodimenzionalno, odnosno događa se samo duž jedne ose, možete koristiti bilo koju od dvije formule u okviru.

U ovoj lekciji, čija je tema: „Jednačina kretanja sa konstantnim ubrzanjem. Kretanje naprijed“, prisjetit ćemo se šta je kretanje, šta se dešava. Prisjetimo se i što je ubrzanje, razmotrimo jednadžbu kretanja sa konstantnim ubrzanjem i kako je koristiti za određivanje koordinata tijela koje se kreće. Razmotrimo primjer zadatka za konsolidaciju materijala.

Glavni zadatak kinematike je odrediti položaj tijela u bilo kojem trenutku. Tijelo može mirovati, tada se njegov položaj neće promijeniti (vidi sliku 1).

Rice. 1. Tijelo u mirovanju

Tijelo se može kretati pravolinijski konstantnom brzinom. Tada će se njegovo kretanje ravnomjerno mijenjati, odnosno jednako u jednakim vremenskim periodima (vidi sliku 2).

Rice. 2. Kretanje tijela pri kretanju konstantnom brzinom

Kretanje, brzina pomnožena vremenom, to smo već dugo mogli. Tijelo se može kretati konstantnim ubrzanjem (vidi sliku 3).

Rice. 3. Kretanje tijela uz konstantno ubrzanje

Ubrzanje

Ubrzanje je promjena brzine po jedinici vremena(vidi sliku 4) : Rice. 4. Ubrzanje Brzina je vektorska veličina, stoga je promjena brzine, odnosno razlika između vektora konačne i početne brzine, vektor. Ubrzanje je također vektor, usmjeren u istom smjeru kao i vektor razlike brzina (vidi sliku 5). Razmatramo linearno kretanje, tako da možemo odabrati koordinatnu os duž prave linije duž koje se gibanje odvija i razmotriti projekcije vektora brzine i ubrzanja na ovu osu:

Tada se njegova brzina ravnomjerno mijenja: (ako je njegova početna brzina bila nula). Kako sada pronaći pomak? Nemoguće je pomnožiti brzinu vremenom: brzina se stalno mijenjala; koju uzeti? Kako odrediti gdje će se tijelo nalaziti u bilo kojem trenutku tokom takvog pokreta - danas ćemo riješiti ovaj problem.

Hajdemo odmah da definišemo model: razmatramo pravolinijsko translaciono kretanje tela. U ovom slučaju možemo koristiti model materijalne tačke. Ubrzanje je usmjereno duž iste prave linije duž koje se kreće materijalna tačka (vidi sliku 6).

Kretanje naprijed

Translacijsko kretanje je kretanje u kojem se sve tačke tijela kreću na isti način: istom brzinom, čineći isti pokret (vidi sliku 7). Rice. 7. Kretanje naprijed Kako bi drugačije moglo biti? Mahnite rukom i posmatrajte: jasno je da su se dlan i rame kretali drugačije. Pogledajte Ferris točak: tačke blizu ose se jedva pomeraju, ali se kabine kreću različitim brzinama i duž različitih putanja (vidi sliku 8). Rice. 8. Kretanje odabranih tačaka na Ferris točku Pogledajte automobil u pokretu: ako ne uzmete u obzir rotaciju točkova i kretanje delova motora, sve tačke automobila se kreću podjednako, smatramo da je kretanje automobila translatorno (vidi sliku 9). Rice. 9. Kretanje automobila Onda nema smisla opisivati ​​kretanje svake tačke, možete opisati kretanje jedne. Automobil smatramo materijalnom tačkom. Imajte na umu da tokom translacionog kretanja, linija koja povezuje bilo koje dve tačke tela tokom kretanja ostaje paralelna sa sobom (vidi sliku 10). Rice. 10. Položaj linije koja spaja dvije tačke

Auto je vozio pravo sat vremena. Na početku sata njegova brzina je bila 10 km/h, a na kraju - 100 km/h (vidi sliku 11).

Rice. 11. Crtež za problem

Brzina je jednoliko varirala. Koliko kilometara je auto prešao?

Hajde da analiziramo stanje problema.

Brzina automobila se ravnomjerno mijenjala, odnosno njegovo ubrzanje je bilo konstantno tokom cijelog putovanja. Ubrzanje je po definiciji jednako:

Automobil je vozio pravo, tako da možemo razmotriti njegovo kretanje u projekciji na jednu koordinatnu osu:

Nađimo pomak.

Primjer povećanja brzine

Orasi se stavljaju na sto, jedan orah u minuti. Jasno je: koliko god minuta prođe, toliko će se oraha pojaviti na stolu. Zamislimo sada da se stopa stavljanja oraha ravnomjerno povećava od nule: prve minute se ne stavljaju orasi, druge minute stavljaju jedan orah, zatim dva, tri, itd. Koliko će orašastih plodova biti na stolu nakon nekog vremena? Jasno je da je to manje nego da se maksimalna brzina uvijek održava. Štaviše, jasno je vidljivo da je 2 puta manje (vidi sliku 12). Rice. 12. Broj matica pri različitim brzinama polaganja Isto je i sa jednoliko ubrzanim kretanjem: recimo da je u početku brzina bila nula, ali je na kraju postala jednaka (vidi sliku 13). Rice. 13. Promijenite brzinu Kada bi se tijelo stalno kretalo takvom brzinom, njegov pomak bi bio jednak , ali kako se brzina ravnomjerno povećava, to bi bilo 2 puta manje.

Znamo kako pronaći pomjeranje tokom UNIFORMNOG kretanja: . Kako zaobići ovaj problem? Ako se brzina ne mijenja mnogo, tada se kretanje može približno smatrati ravnomjernim. Promjena brzine će biti mala u kratkom vremenskom periodu (vidi sliku 14).

Rice. 14. Promijenite brzinu

Stoga dijelimo vrijeme putovanja T na N malih segmenata trajanja (vidi sliku 15).

Rice. 15. Podjela vremenskog perioda

Izračunajmo pomak u svakom vremenskom intervalu. Brzina se povećava u svakom intervalu za:

Na svakom segmentu ćemo smatrati da je kretanje ujednačeno i da je brzina približno jednaka početnoj brzini u datom vremenskom periodu. Hajde da vidimo da li će naša aproksimacija dovesti do greške ako pretpostavimo da je kretanje jednoliko u kratkom intervalu. Maksimalna greška će biti:

i ukupna greška za cijelo putovanje -> . Za veliki N pretpostavljamo da je greška blizu nule. To ćemo vidjeti na grafikonu (vidi sliku 16): greška će biti u svakom intervalu, ali će ukupna greška sa dovoljno velikim brojem intervala biti zanemarljiva.

Rice. 16. Greška intervala

Dakle, svaka naredna vrijednost brzine je za isti iznos veća od prethodne. Iz algebre znamo da je ovo aritmetička progresija s razlikom progresije:

Putanja u odsjecima (sa ravnomjernim pravolinijskim kretanjem (vidi sliku 17) je jednaka:

Rice. 17. Razmatranje područja kretanja tijela

U drugom dijelu:

On n-ti dio put je:

Aritmetička progresija

Aritmetička progresija je niz brojeva u kojem se svaki sljedeći broj razlikuje od prethodnog za isti iznos. Aritmetičku progresiju specificiraju dva parametra: početni član progresije i razlika progresije. Tada se redoslijed piše ovako: Zbir prvih članova aritmetička progresija izračunato po formuli:

Hajde da sumiramo sve puteve. Ovo će biti zbir prvih N članova aritmetičke progresije:

Pošto smo kretanje podijelili na mnogo intervala, možemo pretpostaviti da je tada:

Imali smo mnogo formula, a da se ne bismo zabunili, nismo svaki put pisali x indekse, već smo sve razmatrali u projekciji na koordinatnu osu.

Dakle, dobili smo glavnu formulu za jednoliko ubrzano kretanje: pomicanje pri jednoliko ubrzanom kretanju u vremenu T, koju ćemo, uz definiciju ubrzanja (promjene brzine u jedinici vremena), koristiti za rješavanje zadataka:

Radili smo na rješavanju problema oko automobila. Zamijenimo brojeve u rješenje i dobijemo odgovor: auto je prešao 55,4 km.

Matematički dio rješavanja zadatka

Shvatili smo kretanje. Kako odrediti koordinate tijela u bilo kojem trenutku?

Po definiciji, kretanje tijela kroz vrijeme je vektor čiji je početak u početnoj tački kretanja, a kraj u konačnoj tački u kojoj će se tijelo naći nakon vremena. Moramo pronaći koordinatu tijela, pa pišemo izraz za projekciju pomaka na koordinatnu osu (vidi sliku 18):

Rice. 18. Projekcija kretanja

Izrazimo koordinate:

Odnosno, koordinata tijela u trenutku je jednaka početnoj koordinati plus projekcija kretanja koje je tijelo napravilo za to vrijeme. Već smo pronašli projekciju pomaka pri ravnomjerno ubrzanom kretanju, preostaje samo zamijeniti i napisati:

Ovo je jednadžba kretanja sa konstantnim ubrzanjem. Omogućava vam da saznate koordinate pokretne materijalne tačke u bilo kojem trenutku. Jasno je da biramo trenutak vremena unutar intervala kada model radi: ubrzanje je konstantno, kretanje je pravolinijsko.

Zašto se jednadžba kretanja ne može koristiti za pronalaženje puta

U kojim slučajevima možemo smatrati kretanje po modulu jednakim putanji? Kada se tijelo kreće duž prave linije i ne mijenja smjer. Na primjer, kod ravnomjernog pravolinijskog kretanja, ne možemo uvijek jasno definirati da li se još uvijek poklapaju put ili pomak. Kod ravnomjerno ubrzanog kretanja, brzina se mijenja. Ako su brzina i ubrzanje usmjereni u suprotnim smjerovima (vidi sliku 19), tada se modul brzine smanjuje, te će u nekom trenutku postati jednak nuli i brzina će promijeniti smjer, odnosno tijelo će se početi kretati u suprotnom smjeru. Rice. 19. Modul brzine se smanjuje A onda, ako se u datom trenutku tijelo nalazi na udaljenosti od 3 m od početka posmatranja, tada je njegovo pomicanje jednako 3 m, ali ako je tijelo prvo putovalo 5 m, a zatim se okrenulo i putovalo još 2 m, tada će staza biti jednaka 7 m. A kako je možete pronaći ako ne znate ove brojeve? Potrebno je samo pronaći trenutak kada je brzina nula, odnosno kada se tijelo okreće, i pronaći put do i od ove tačke (vidi sliku 20). Rice. 20. Trenutak kada je brzina 0

Reference

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fizika: Referentna knjiga sa primjerima rješavanja problema. - Reparticija 2. izdanja. - X.: Vesta: Izdavačka kuća Ranok, 2005. - 464 str.
2. Landsberg G.S. Udžbenik za osnovnu fiziku; v.1. Mehanika. Toplota. Molekularna fizika- M.: Izdavačka kuća "Nauka", 1985.

1. Internet portal “kaf-fiz-1586.narod.ru” ()
2. Internet portal “Studiraj - lako” ()
3. Internet portal "Hipermarket znanja" ()

Domaći

1. Šta je aritmetička progresija?
2. Koja vrsta kretanja se naziva translacijskim?
3. Čime se karakteriše vektorska veličina?
4. Zapišite formulu za ubrzanje kroz promjenu brzine.
5. Kakav je oblik jednadžbe kretanja sa konstantnim ubrzanjem?
6. Vektor ubrzanja je usmjeren prema kretanju tijela. Kako će tijelo promijeniti svoju brzinu?