„Šaunūs fizika“ eina iš „žmonių“!
"Cool Physics" yra svetainė tiems, kurie mėgsta fiziką, studijuoja patys ir moko kitus.
„Šalia fizika“ visada šalia!
Įdomi fizikos medžiaga moksleiviams, mokytojams ir visiems smalsiems žmonėms.
Originali svetainė „Cool Physics“ (class-fizika.narod.ru) buvo įtraukta į katalogo leidimus nuo 2006 m. „Mokomieji interneto ištekliai pagrindiniam bendrajam ir viduriniam (visam) bendrojo ugdymo mokymuisi“, patvirtinti Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerijos, Maskva.
Skaitykite, mokykitės, tyrinėkite!
Fizikos pasaulis įdomus ir žavus, kviečiantis visus smalsuolius į kelionę po Cool Physics svetainės puslapius.
O pradedantiesiems – vaizdinis fizikos žemėlapis, parodantis, kur jie kilę ir kaip tarpusavyje susiję įvairiose srityse fizikai, ką jie studijuoja ir kam jie reikalingi.
Fizikos žemėlapis buvo sukurtas pagal Dominic Willimman vaizdo įrašą The Map of Physics kanale „Domain of Science“.
Fizika ir menininkų paslaptys
Faraonų mumijų paslaptys ir Rebrandto išradimai, šedevrų klastotės ir papirusų paslaptys Senovės Egiptas– menas slepia daug paslapčių, bet šiuolaikiniai fizikai Naujų metodų ir instrumentų pagalba viskam randami paaiškinimai daugiau nuostabios praeities paslaptys.......skaityti
Fizikos ABC
Visagalė trintis
Jo yra visur, bet kur be jo apsieiti?
Bet čia yra trys herojų padėjėjai: grafitas, molibdenitas ir teflonas. Šios nuostabios medžiagos, turintys labai didelį dalelių mobilumą, šiuo metu naudojami kaip puikus kietas tepalas......... skaitykite
Aeronautika
"Taigi jie kyla į žvaigždes!" – įrašytas aeronautikos pradininkų, brolių Montgolfjė, herbe.
Garsus rašytojasŽiulis Vernas skrido karšto oro balionas tik 24 minutes, bet tai jam padėjo sukurti žaviausią meno kūriniai......... skaityti
Garo varikliai
„Šis galingas milžinas buvo trijų metrų ūgio: milžinas lengvai tempė furgoną su penkiais keleiviais Ant Garo žmogaus galvos buvo kamino vamzdis, iš kurio veržėsi tiršti juodi dūmai... viskas, net veidas, buvo padaryta. geležies, o visa tai nuolat šlifavo ir ūžė...“ Apie ką čia? Kam tie pagyrimai? ......... skaityti
Magneto paslaptys
Talis Miletietis jį apdovanojo siela, Platonas lygino su poetu, Orfėjas jį rado kaip jaunikį... Renesanso laikais magnetas buvo laikomas dangaus atspindžiu ir jam priskiriamas gebėjimas išlenkti erdvę. Japonai tikėjo, kad magnetas yra jėga, kuri padės pasukti sėkmę į tave......... skaitykite
Kitoje veidrodžio pusėje
Ar žinote, kiek įdomių atradimų gali duoti „pro stiklą“? Jūsų veido atvaizdo veidrodyje dešinė ir kairė pusės yra sukeistos. Tačiau veidai retai būna visiškai simetriški, todėl kiti tave mato visiškai kitaip. Ar pagalvojote apie tai? ......... skaityti
Bendro viršaus paslaptys
„Suvokimas, kad stebuklas buvo šalia mūsų, ateina per vėlai. – A. Blokas.
Ar žinojote, kad malajai gali valandų valandas stebėti besisukančią viršūnę? Tačiau norint jį teisingai sukti reikia nemažų įgūdžių, nes malajietiškos viršūnėlės svoris gali siekti kelis kilogramus......... skaityti
Leonardo da Vinci išradimai
„Noriu sukurti stebuklus!“ – pasakė jis ir paklausė savęs: „Bet sakyk, ar tu ką nors padarei?
Leonardo da Vinci traktatus rašė slaptu raštu, naudodamas įprastą veidrodį, todėl jo užšifruotus rankraščius pirmą kartą buvo galima perskaityti tik po trijų šimtmečių...... Tolygiai pagreitintam judėjimui galioja šie dalykai: sekančios lygtys
, kurį pateikiame be išvesties: Kaip supranti, vektorinė formulė kairėje ir dvi skaliarinės formulės dešinėje yra lygios. Algebros požiūriu skaliarinės formulės reiškia, kad esant tolygiai pagreitėjusiam judėjimui, poslinkio projekcijos priklauso nuo laiko išilgai kvadratinis dėsnis . Palyginkite tai su projekcijų pobūdžiu momentinis greitis
(žr. § 12-h).
Žinodami, kad sx = x – xo ir sy = y – yo (žr. § 12), iš dviejų skaliarinių formulių viršutiniame dešiniajame stulpelyje gauname koordinačių lygtis:
Kadangi tolygiai pagreitinto kūno judėjimo metu pagreitis yra pastovus, koordinačių ašys visada gali būti išdėstytos taip, kad pagreičio vektorius būtų nukreiptas lygiagrečiai vienai ašiai, pavyzdžiui, Y ašiai pastebimai supaprastinta:
x = xo + υox t + (0) ir y = yo + υoy t + ½ ay t²
Atkreipkite dėmesį, kad kairioji lygtis sutampa su vienodo tiesinio judėjimo lygtimi (žr. § 12-g). Tai reiškia, kad tolygiai pagreitintas judėjimas gali „susidaryti“ iš vienodo judėjimo išilgai vienos ašies ir tolygiai pagreitinto judėjimo išilgai kitos. Tai patvirtina patirtis su šerdimi jachtoje (žr. § 12-b).. Ištiesusi rankas mergina metė kamuolį. Jis pakilo 80 cm ir netrukus nukrito prie mergaitės kojų, nuskriedamas 180 cm. Kokiu greičiu buvo mestas kamuolys ir kokiu greičiu jis atsitrenkė į žemę?
Abu momentinio greičio projekcijos į Y ašį lygties puses padėkime kvadratu: υy = υoy + ay t (žr. § 12). Gauname lygybę:
υy² = ( υoy + ay t )² = υoy² + 2 υoy ay t + ay² t²
Išimkime koeficientą 2 ay iš skliaustų tik dviejų dešiniųjų terminų:
υy² = υoy² + 2 ay ( υoy t + ½ ay t²)
Atkreipkite dėmesį, kad skliausteliuose gauname poslinkio projekcijos apskaičiavimo formulę: sy = υoy t + ½ ay t². Pakeitę jį sy, gauname:
Sprendimas. Padarykime piešinį: Y ašį nukreipkime į viršų, o koordinačių pradžią pastatykime ant žemės prie merginos kojų. Taikykime formulę, kurią išvedėme greičio projekcijos kvadratui, pirmiausia viršutiniame rutulio kilimo taške:
0 = υoy² + 2·(–g)·(+h) ⇒ υoy = ±√¯2gh = +4 m/s
Tada, pradėdami judėti nuo viršutinio taško žemyn:
υy² = 0 + 2·(–g)·(–H) ⇒ υy = ±√¯2gh = –6 m/s
Atsakymas: kamuolys buvo sviedžiamas aukštyn 4 m/s greičiu, o nusileidimo momentu buvo 6 m/s, nukreiptas prieš Y ašį.
Pastaba. Tikimės, kad suprantate, kad momentinio greičio projekcijos kvadratu formulė bus teisinga pagal analogiją X ašiai:
Jei judėjimas yra vienmatis, tai yra, jis vyksta tik išilgai vienos ašies, sistemoje galite naudoti bet kurią iš dviejų formulių.
Kūnų padėtis pasirinktos koordinačių sistemos atžvilgiu dažniausiai apibūdinama spindulio vektoriumi, priklausomai nuo laiko. Tada kūno padėtį erdvėje bet kuriuo metu galima rasti naudojant formulę:
.
(Prisiminkite, kad tai yra pagrindinė mechanikos užduotis.)
Tarp daugelio įvairių tipų paprasčiausias judesys yra uniforma– judėjimas pastoviu greičiu (nulinis pagreitis), o greičio vektorius () turi likti nepakitęs. Akivaizdu, kad toks judėjimas gali būti tik tiesus. Tiksliai kada vienodas judesys judėjimas apskaičiuojamas pagal formulę:
Kartais kūnas juda kreivinė trajektorija kad greičio modulis išliktų pastovus () (tokio judėjimo negalima vadinti vienodu ir formulės jam pritaikyti). Šiuo atveju nuvažiuotas atstumas galima apskaičiuoti naudojant paprastą formulę:
Tokio judėjimo pavyzdys yra judėjimas apskritimu pastoviu absoliučiu greičiu.
Sunkiau yra tolygiai pagreitintas judėjimas– judėjimas su nuolatinis pagreitis(). Tokiam judėjimui galioja dvi kinematinės formulės:
iš kurių galima gauti dvi papildomas formules, kurios dažnai gali būti naudingos sprendžiant problemas:
;
Tolygiai pagreitintas judesys nebūtinai turi būti tiesmukas. Tai tik būtina vektorius pagreitis išliko pastovus. Tolygiai pagreitinto, bet ne visada tiesinio judėjimo pavyzdys yra judėjimas su pagreičiu laisvasis kritimas (g= 9,81 m/s 2), nukreiptas vertikaliai žemyn.
Nuo mokyklos kursas fizika yra pažįstama ir daugiau sudėtingas judėjimas – harmonines vibracijasšvytuoklė, kuriai formulės negalioja.
At kūno judėjimas apskritime pastoviu absoliučiu greičiu jis juda su vadinamuoju normalus (įcentrinis) pagreitis
nukreiptas į apskritimo centrą ir statmenas judėjimo greičiui.
Daugiau bendras atvejis Judant kreivine trajektorija kintančiu greičiu, kūno pagreitį galima išskaidyti į dvi viena kitai statmenas sudedamąsias dalis ir pateikti kaip tangentinio (liestinės) ir normalaus (statmens, įcentrinio) pagreičio sumą:
,
kur yra greičio vektoriaus vieneto vektorius ir trajektorijai statmenas vienetas; R– trajektorijos kreivumo spindulys.
Kūnų judėjimas visada aprašomas tam tikros atskaitos sistemos (FR) atžvilgiu. Sprendžiant problemas, būtina pasirinkti patogiausią SO. Laipsniškai judantiems CO formulė yra tokia
leidžia lengvai pereiti nuo vieno CO prie kito. Formulėje – kūno greitis vieno CO atžvilgiu; – kūno greitis antrojo atskaitos taško atžvilgiu; – antrojo CO greitis, palyginti su pirmuoju.
Savikontrolės klausimai ir užduotys
1) Modelis materialus taškas: kokia jo esmė ir prasmė?
2) Suformuluokite tolygaus, tolygiai pagreitinto judėjimo apibrėžimą.
3) Suformuluokite pagrindinių kinematinių dydžių apibrėžimus (spindulio vektorius, poslinkis, greitis, pagreitis, tangentinis ir normalusis pagreitis).
4) Parašykite tolygiai pagreitinto judėjimo kinematikos formules ir išveskite jas.
5) Suformuluokite Galilėjaus reliatyvumo principą.
2.1.1. Tiesios linijos judėjimas
22 problema.(1) Automobilis važiuoja tiesia kelio atkarpa pastoviu 90 greičiu. Raskite automobilio judėjimą per 3,3 minutes ir jo padėtį tuo pačiu laiko momentu, jei pradiniu laiko momentu automobilis buvo taške, kurio koordinatė yra 12,23 km ir ašis Jautis nukreiptas 1) išilgai automobilio judėjimo; 2) prieš automobilio judėjimą.
23 problema.(1) Dviratininkas užmiesčio keliu į šiaurę juda 12 laipsnių greičiu 8,5 minutės, po to sankryžoje sukasi į dešinę ir nuvažiuoja dar 4,5 km. Raskite dviratininko poslinkį jo judėjimo metu.
24 problema.(1) Čiuožėjas juda tiesia linija 2,6 pagreičiu, o per 5,3 s jo greitis padidėja iki 18. Rasti pradinė vertė greitojo čiuožėjo greitis. Kiek sportininkas nubėgs per šį laiką?
25 problema.(1) Automobilis juda tiesia linija, sulėtindamas greitį prieš greičio ribojimo ženklą 40, pagreičiu 2,3 Kiek laiko truko šis judėjimas, jei prieš stabdant automobilio greitis buvo 70? Kokiu atstumu nuo ženklo vairuotojas pradėjo stabdyti?
26 problema.(1) Kokiu pagreičiu juda traukinys, jei jo greitis padidėja nuo 10 iki 20 važiuojant 1200 m? Kiek laiko užtruko traukinys šioje kelionėje?
27 problema.(1) Kūnas, išmestas vertikaliai aukštyn, grįžta į žemę po 3 s. Koks buvo pradinis kūno greitis? Koks didžiausias jo aukštis?
28 problema.(2) Kūnas ant virvės pakeliamas nuo žemės paviršiaus 2,7 m/s 2 pagreičiu vertikaliai aukštyn iš ramybės būsenos. Po 5,8 s virvė nutrūko. Per kiek laiko kūnas pasiekė žemę nutrūkus virvei? Nepaisykite oro pasipriešinimo.
29 problema.(2) Kūnas pradeda judėti be pradinio greičio su 2,4 pagreičiu. Nustatykite kūno nueitą kelią per pirmąsias 16 s nuo judėjimo pradžios ir kelią, kurį nuėjo per kitas 16 s. Nuo ko vidutinis greitis ar kūnas pajudėjo per šias 32 s?
2.1.2. Tolygiai pagreitintas judėjimas plokštumoje
30 problema.(1) Krepšininkas įmeta kamuolį į lanką 8,5 greičiu 63° kampu horizontalės atžvilgiu. Kokiu greičiu rutulys pataikė į lanką, jei jį pasiekė per 0,93 s?
31 problema.(1) Krepšininkas meta kamuolį į lanką. Metimo momentu rutulys yra 2,05 m aukštyje, o po 0,88 s krenta į 3,05 m aukštyje esantį žiedą Iš kokio atstumo nuo žiedo (horizontaliai) buvo metimas, jei kamuolys buvo numestas 56 o kampu į horizontą?
32 problema.(2) Rutulys metamas horizontaliai 13 greičiu, po kurio laiko jo greitis pasirodo lygus 18. Raskite rutulio judėjimą per šį laiką. Nepaisykite oro pasipriešinimo.
33 problema.(2) Kūnas metamas tam tikru kampu į horizontą pradiniu 17 m/s greičiu. Raskite šio kampo reikšmę, jei kūno skrydžio nuotolis yra 4,3 karto didesnis už didžiausią kėlimo aukštį.
34 problema.(2) Bombonešis, nardantis 360 km/h greičiu, numeta bombą iš 430 m aukščio, būdamas horizontaliai 250 m atstumu nuo taikinio. Kokiu kampu turėtų pasinerti bombonešis? Kokiame aukštyje bomba bus po 2 s nuo kritimo pradžios? Koks jo greitis bus šiuo metu?
35 problema.(2) Lėktuvas, skridęs 2940 m aukštyje 410 km/h greičiu, numetė bombą. Prieš kiek laiko ir kokiu atstumu nuo jo lėktuvas turi paleisti bombą, kad pasiektų taikinį? Raskite bombos greičio dydį ir kryptį praėjus 8,5 s nuo jos kritimo pradžios. Nepaisykite oro pasipriešinimo.
36 problema.(2) sviedinys, paleistas 36,6 laipsnių kampu horizontalės atžvilgiu, buvo tame pačiame aukštyje du kartus: praėjus 13 ir 66 sekundėms po išvykimo. Nustatykite pradinį greitį, maksimalus aukštis sviedinio pakėlimas ir nuotolis. Nepaisykite oro pasipriešinimo.
2.1.3. Apvalus judėjimas
37 problema.(2) Smūgis, judantis tiese apskritime su konstanta tangentinis pagreitis, aštuntojo apsisukimo pabaigoje jo greitis siekė 6,4 m/s, o po 30 sekundžių judėjimo jo normalus pagreitis tapo 92 m/s 2 . Raskite šio apskritimo spindulį.
38 problema.(2) Vaikinas, važiuojantis karusele, juda, kai karuselė sustoja išilgai 9,5 m spindulio apskritimo ir įveikia 8,8 m kelią, kurio greitis šio lanko pradžioje yra 3,6 m/s ir 1,4 m/s. pabaigoje Su. Nustatykite bendrą berniuko pagreitį lanko pradžioje ir pabaigoje, taip pat jo judėjimo šiuo lanku laiką.
39 problema.(2) Musė, sėdinti ant ventiliatoriaus mentės krašto, kai ji įjungta, juda 32 cm spindulio apskritimu su pastoviu 4,6 cm/s 2 tangentiniu pagreičiu. Po kiek laiko nuo judėjimo pradžios normalusis pagreitis bus dvigubai didesnis už tangentinį pagreitį ir kam jis bus lygus? linijinis greitis skrenda šiuo metu? Kiek apsisukimų musė padarys per šį laiką?
40 problema.(2) Kai durys atidaromos, rankena pajuda iš padėties 68 cm spindulio apskritimu su pastoviu tangentiniu pagreičiu, lygiu 0,32 m/s 2 . Raskite priklausomybę visiškas pagreitis karts nuo karto rašiklius.
41 problema.(3) Siekiant sutaupyti vietos, įėjimas į vieną aukščiausių Japonijos tiltų yra išdėstytas sraigtinės linijos pavidalu, apvyniojančiu 65 m spindulio cilindrą horizontali plokštuma kampas 4,8 o. Raskite automobilio, važiuojančio šiuo keliu pastoviu absoliučiu 85 km/h greičiu, pagreitį?
2.1.4. Judėjimo reliatyvumas
42 problema.(2) Du laivai juda krantų atžvilgiu 9,00 ir 12,0 mazgų (1 mazgas = 0,514 m/s) greičiu, nukreipti atitinkamai 30 ir 60 o kampu į dienovidinį. Kokiu greičiu juda antrasis laivas, palyginti su pirmuoju?
43 problema.(3) Berniukas, galintis plaukti 2,5 karto lėtesniu nei upės srovės greitis, nori perplaukti šią upę, kad būtų kuo mažiau nešamas pasroviui. Kokiu kampu į krantą berniukas turėtų plaukti? Kaip toli ji bus nunešta, jei upės plotis 190 m?
44 problema.(3) Du kūnai vienu metu pradeda judėti iš vieno gravitacijos lauko taško tuo pačiu greičiu, lygiu 2,6 m/s. Vieno kūno greitis nukreiptas kampu π/4, o kito – –π/4 kampu į horizontą. Apibrėžkite santykinis greitisšių kūnų praėjus 2,9 s nuo jų judėjimo pradžios.
Kinematika yra klasikinio mechaninio judėjimo tyrimas fizikoje. Skirtingai nei dinamika, mokslas tiria, kodėl kūnai juda. Ji atsako į klausimą, kaip jie tai daro. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kas yra pagreitis ir judėjimas su pastoviu pagreičiu.
Pagreičio samprata
Kai kūnas juda erdvėje, per tam tikrą laiką jis įveikia tam tikrą kelią, kuris yra trajektorijos ilgis. Norėdami apskaičiuoti šį kelią, naudojame greičio ir pagreičio sąvokas.
Greitis kaip fizinis kiekis apibūdina nuvažiuoto atstumo laiko kitimo greitį. Greitis nukreipiamas tangentiškai į trajektoriją kūno judėjimo kryptimi.
Pagreitis yra šiek tiek sudėtingesnis dydis. Trumpai tariant, jis apibūdina greičio pokytį tam tikru momentu. Matematika atrodo taip:
Norėdami aiškiau suprasti šią formulę, pateiksime paprastą pavyzdį: tarkime, kad per 1 judėjimo sekundę kūno greitis padidėjo 1 m/s. Šie skaičiai, pakeisti aukščiau esančia išraiška, duoda rezultatą: kūno pagreitis per šią sekundę buvo lygus 1 m/s 2 .
Pagreičio kryptis visiškai nepriklauso nuo greičio krypties. Jo vektorius sutampa su susidariusios jėgos, sukeliančios šį pagreitį, vektoriumi.
Reikėtų pažymėti svarbus punktas pateiktame pagreičio apibrėžime. Ši reikšmė apibūdina ne tik greičio pokytį pagal dydį, bet ir kryptį. Paskutinis faktasį tai reikėtų atsižvelgti tuo atveju kreivinis judėjimas. Toliau straipsnyje mes tik apsvarstysime tiesinis judėjimas.
Greitis judant su nuolatiniu pagreičiu
Pagreitis yra pastovus, jei judėjimo metu išlaiko savo dydį ir kryptį. Toks judėjimas vadinamas tolygiai pagreitintu arba tolygiai lėtėjančiu – viskas priklauso nuo to, ar dėl pagreitėjimo didėja greitis, ar greitis mažėja.
Tuo atveju, kai kūnas juda nuolatiniu pagreičiu, greitį galima nustatyti pagal vieną iš sekančias formules:
Pirmosios dvi lygtys apibūdina tolygiai pagreitintas judėjimas. Skirtumas tarp jų yra tas, kad antroji išraiška taikoma nulinio pradinio greičio atveju.
Trečioji lygtis yra tolygiai lėto judėjimo su pastoviu pagreičiu greičio išraiška. Pagreitis nukreiptas prieš greitį.
Visų trijų funkcijų v(t) grafikai yra tiesės. Pirmaisiais dviem atvejais tiesės turi teigiamą nuolydį x ašies atžvilgiu, trečiuoju atveju šis nuolydis yra neigiamas.
Nuvažiuoto atstumo formulės
Jei apskaičiuojate greičio integralą per tam tikrą laiką, keliui, kai judėjimas su pastoviu pagreičiu (pagreitis a = const), nėra sunku gauti formules. Tai padaręs matematinis veiksmas trims aukščiau parašytoms lygtims gauname tokias kelio L išraiškas:
L = v 0 *t + a*t 2 /2;
L = v 0 *t - a*t 2 /2.
Visų trijų kelio funkcijų grafikai, palyginti su laiku, yra parabolės. Pirmaisiais dviem atvejais dešinioji parabolės šaka didėja, o trečiajai funkcijai ji palaipsniui pasiekia tam tikrą konstantą, kuri atitinka nuvažiuotą atstumą, kol kūnas visiškai sustoja.
Problemos sprendimas
Judėdamas 30 km/h greičiu, automobilis ėmė įsibėgėti. 600 metrų distanciją įveikė per 30 sekundžių. Koks buvo automobilio pagreitis?
Pirmiausia paverskime pradinį greitį iš km/h į m/s:
v 0 = 30 km/h = 30000/3600 = 8,333 m/s.
Dabar parašykime judėjimo lygtį:
L = v 0 *t + a*t 2 /2.
Iš šios lygybės išreiškiame pagreitį, gauname:
a = 2*(L - v 0 *t)/t 2 .
Visi fizikiniai dydžiai šioje lygtyje yra žinomi iš probleminių sąlygų. Pakeičiame juos į formulę ir gauname atsakymą: a ≈ 0,78 m/s 2 . Taigi, judėdamas nuolatiniu pagreičiu, automobilis kas sekundę padidino greitį 0,78 m/s.
Taip pat paskaičiuokime (domėjimuisi), kokį greitį jis įgavo po 30 sekundžių pagreitinto judėjimo, gauname:
v = v 0 + a*t = 8,333 + 0,78*30 = 31,733 m/s.
Gautas greitis – 114,2 km/val.
SANTRAUKA
Fizikos paskaitos
MECHANIKA
Kinematika
Kinematika yra mechanikos šaka, tirianti mechaninis judėjimas neanalizuodamas jį sukėlusių priežasčių.
Mechaninis judėjimas- paprasčiausia forma kūnų judėjimas, kurio metu laikui bėgant keičiasi kai kurių kūnų padėtis kitų atžvilgiu arba kūno dalių padėtis viena kitos atžvilgiu. Šiuo atveju kūnai sąveikauja pagal mechanikos dėsnius.
Pagrindinės sąvokos:
Materialinis taškas- kūnas, kurio dydžio ir formos galima nepaisyti.
Nuorodos korpusas– kūnas, kurio atžvilgiu laikomas tiriamo kūno (kitų kūnų) judėjimas.
Atskaitos rėmas– atskaitos kūno rinkinys, su ja susieta koordinačių sistema ir atskaitos kūno atžvilgiu nejudantis laikrodis.
Radius Vect op – vektorius, jungiantis koordinačių pradžią su kūno vietos tašku šiuo metu laiko.
Trajektorija– linija, kurią aprašo kūnas ( masės centras) jo judėjimo metu,
Kelias – skaliarinis fizinis kiekis, lygus ilgiui kūno aprašyta trajektorija per nagrinėjamą laikotarpį. ( , m)
Greitis– vektorinis fizikinis dydis, apibūdinantis dalelės judėjimo trajektorija greitį ir kryptį, kuria dalelė juda kiekvienu laiko momentu, t.y. padėties pokyčiai laikui bėgant (υ, m/s).
Pagreitis – vektorinis fizinis dydis, lygus santykiui kūno greičio padidėjimas per tam tikrą laikotarpį iki šio tarpo dydžio, t.y. greičio kitimo greitis (greitas) ( A, m/s 2).
Pagreičio vektorius gali keistis keičiant jo kryptį, dydį arba abu. Jei greitis mažėja, vartojamas terminas „lėtėjimas“.
Taško greitis
Judesių tipai:
kūno judėjimas, kai jis eina vienodais takais bet kuriais vienodais laiko intervalais.
1 – taško koordinatė laiko momentu t.
2 – taško koordinatė pradinis momentas laiko t= 0
3 – Greičio vektoriaus projekcija į koordinačių ašis
Judėjimas su nuolatiniu pagreičiu
a= = S = υ 0 t ± υ = υ 0 ± a t
Vienodas judėjimas ratu -
Dinamika
Dinamika – mechanikos šaka, tirianti priežastis atsiradimas mechaninis judėjimas.
Svoris– skaliarinis fizikinis dydis, kuris yra kiekybinis kūno inercijos matas, taip pat apibūdina medžiagos kiekį (m, kg),
Jėga– vektorinis fizikinis dydis, kuris yra kūnų sąveikos matas ir lemia kūno pagreičio atsiradimą arba kūno deformaciją. Jėga apibūdinama dydžiu, kryptimi ir taikymo tašku (F, N).
JĖGOS
Niutono dėsniai:
Pirmasis Niutono dėsnis:
inercinėse atskaitos sistemose uždara sistema ir toliau išlieka ramybės būsenoje arba tiesia linija tolygiai juda.
Klasikinė mechanika Niutonas taikomas specialioje klasėje inercinės atskaitos sistemos.
Visi inercinės sistemos atskaitos taškai juda vienas kito atžvilgiu tiesia linija ir tolygiai.
Antrasis Niutono dėsnis:
jėga, veikianti sistemą iš išorės, sukelia sistemos pagreitį.
Trečiasis Niutono dėsnis:
veikimo jėga yra vienodo dydžio ir priešingos krypties reakcijos jėgai; jėgos turi tą patį pobūdį, bet yra taikomos skirtingiems kūnams ir nėra kompensuojamos.
Jėgos gamtoje:
Impulso tvermės dėsnis
Impulsas yra vektorinis fizinis dydis, lygus produktui kūno svoris iki greičio: ,
Impulso išsaugojimo dėsnis:
Energijos tvermės dėsnis
Energija– kūnų judėjimo ir sąveikos ypatumai, jų gebėjimas keistis išorinis pasaulis(E, J).
Bendra mechaninė energija suprantama kaip kinetinės ir potencialios energijos suma:
Bendra mechaninė energija
Kinetinė energija
Kūno potenciali energija- skaliarinis fizikinis dydis, apibūdinantis kūno (ar materialaus taško) gebėjimą atlikti darbą dėl jo buvimo jėgų veikimo lauke.
Kūno kinetinė energija- mechaninės sistemos energija, priklausomai nuo jos taškų judėjimo greičio.
Apsaugos įstatymas mechaninė energija:
Absoliutus mastas temperatūros
Pristatoma anglų kalba fizikas W. Kelvinas
- nėra neigiamos temperatūros
SI absoliučios temperatūros vienetas: [T] = 1K (Kelvinas)
Nulinė temperatūra absoliuti skalė yra absoliutus nulis(0K = -273 C), daugiausia žema temperatūra gamtoje. Šiuo metu pasiekta žemiausia temperatūra – 0,0001K.
Pagal dydį 1K yra lygus 1 laipsniui pagal Celsijaus skalę.
Ryšys tarp absoliučios skalės ir Celsijaus skalės: formulėse absoliuti temperatūražymimas raide „T“, o temperatūra Celsijaus skalėje – raide „t“.
Pagrindinė MKT dujų lygtis
Pagrindinė MKT lygtis jungia dalelių mikroparametrus (molekulės masę, vidutinę molekulių kinetinę energiją, vidutinį molekulių greičio kvadratą) su dujų makroparametrais (p – slėgis, V – tūris, T – temperatūra). ).
vidutinis kinetinė energija judėjimas į priekį molekulių šaknų vidutinis kvadratinis greitis
vidutinė kinetinė molekulių transliacinio judėjimo energija
RMS greitis: =
Vidinė monatomijos energija idealios dujos : U = = pV
Dujoms būdingas visiškas molekulių išsidėstymo ir judėjimo sutrikimas.
Atstumas tarp dujų molekulių yra daug kartų didesnis daugiau dydžių molekulių. Mažos patrauklios jėgos negali išlaikyti molekulių arti viena kitos, todėl dujos gali plėstis be apribojimų.
Dujų slėgis ant indo sienelių susidaro dėl judančių dujų molekulių poveikio.
Skystis
Šiluminis molekulių judėjimas skystyje išreiškiamas vibracijomis aplink padėtį stabili pusiausvyra neviršijant tūrio, kurį molekulei suteikia jos kaimynai.
Molekulės negali laisvai judėti per visą medžiagos tūrį, tačiau galimi molekulių perėjimai į gretimas vietas. Tai paaiškina skysčio sklandumą ir galimybę keisti jo formą.
Skystyje atstumas tarp molekulių yra maždaug lygus molekulės skersmeniui. Kai atstumas tarp molekulių mažėja (skysčio suspaudimas), atstumiančios jėgos smarkiai padidėja, todėl skysčiai yra nesuspaudžiami.
Molekulių šiluminis judėjimas kietajame kūne išreiškiamas tik dalelių (atomų, molekulių) virpesiais aplink stabilią pusiausvyros padėtį.
Daugumoje kietųjų kūnų yra erdviškai išdėstytos dalelės, kurios sudaro taisyklingą kristalinę gardelę. Medžiagos dalelės (atomai, molekulės, jonai) išsidėstę viršūnėse – mazguose kristalinė gardelė. Kristalinės gardelės mazgai sutampa su stabilios dalelių pusiausvyros padėtimi.
Drėgmė:
Rasos taškas– temperatūra, kurioje garai tampa prisotinti
Tvirtas
Termodinamikos pagrindai
Pagrindinės sąvokos:
Termodinamika– tiriančią fizikos teoriją šiluminės savybės makroskopinės sistemos, neatsižvelgiant į sistemą sudarančių kūnų mikroskopinę struktūrą.
Termodinaminė sistema– fizinę sistemą, susidedantis iš didelis skaičius dalelės (atomai ir molekulės), kurios patiria terminį judėjimą ir sąveikauja viena su kita bei keičiasi energija.
Termodinamika atsižvelgia tik į pusiausvyros būsenas.
Pusiausvyros būsenos – būsenos, kuriose parametrai termodinaminė sistema laikui bėgant nesikeičia.
Termodinaminis procesas– sistemos perėjimas iš pradinės būsenos į galutinę būseną per tarpinių būsenų seką (bet koks termodinaminės sistemos pokytis).
Termodinaminiai procesai
Vidinė energija– energija, susidedanti iš energijų sumos molekulinės sąveikos o molekulių šiluminio judėjimo energija, priklausanti tik nuo termodinaminės sistemos būsenos.
Keitimo būdai vidinė energija :
- Įsipareigojimas mechaninis darbas.
- Šilumos mainai (šilumos perdavimas)
Šilumos mainai– vidinių energijų perkėlimas iš vieno kūno į kitą.
Šilumos mainai
desublimacija
sublimacija
garinimas
kondensacija
kristalizacija
tirpstantis
Šilumos kiekis (Q, J)– energijos matas
Šilumos kiekis:
Pirmasis termodinamikos dėsnis
Pirmojo termodinamikos dėsnio teiginys:
Darbo atlikimas
Q 2 – perduota energija (perduodama likusi energijos dalis)
Šilumos variklis turi veikti cikliškai. Ciklo pabaigoje kūnas grįžta į pradinę būseną, o vidinė energija įgauna pradinę vertę. Ciklo darbą gali atlikti tik išorinių šaltinių, tiekiantis šilumą darbiniam skysčiui.
Tikri šiluminiai varikliai veikia atviru ciklu, t.y. po išsiplėtimo dujos išleidžiamos, o į mašiną įleidžiama nauja dujų dalis.
Koeficientas naudingas veiksmas
Efektyvumas ( η ) – darbo santykiai A atliekama darbiniu skysčiu per ciklą, atsižvelgiant į šilumos kiekį K gautas darbinis skystis tam pačiam ciklui.
η = · 100% = · 100% = · 100%
Efektyvumas apibūdina šilumos variklio efektyvumo laipsnį ir priklauso tik nuo šildytuvo ir šaldytuvo temperatūros.
ü Už didinant efektyvumą Naudodami šilumos variklį galite padidinti šildytuvo temperatūrą ir sumažinti šaldytuvo temperatūrą;
ü Efektyvumas visada< 1
Antrasis termodinamikos dėsnis
Antrasis termodinamikos dėsnis nustato gamtoje vykstančių ir su energijos virsmu susijusių procesų kryptį.
Antrojo termodinamikos dėsnio teiginiai:
- Neįmanomas termodinaminis procesas, kurio pasekoje šiluma iš šalto kūno pereitų į karštesnį, be jokių kitų gamtos pokyčių.
- Gamtoje neįmanomas procesas, kurio vienintelis rezultatas yra visos iš tam tikro kūno gaunamos šilumos pavertimas darbu.
Antrasis termodinamikos dėsnis paneigia galimybę panaudoti bet kurio šaltinio vidines energijos atsargas, neperkeliant jų į daugiau žemas lygis, t.y. nėra šaldytuvo.
ELEKTRODINAMIKOS PAGRINDAI
Elektrodinamika- mokslas apie savybes elektromagnetinis laukas.
1. ELEKTROSTATIKA
- elektrodinamikos šaka, tirianti elektra įkrautus kūnus ramybės būsenoje.
Elementariosios dalelės gali turėti el mokestis, tada jie vadinami įkrautais; sąveikauja tarpusavyje jėgomis, kurios priklauso nuo atstumo tarp dalelių, bet daug kartų viršija abipusės gravitacijos jėgas (ši sąveika vadinama elektromagnetine).
Elektros krūvis
– pagrindinis skaliarinis fizikinis dydis, lemiantis intensyvumą elektromagnetinės sąveikos(q, Cl).
1 C - krūvis praeina per 1 sekundę skerspjūvis laidininkas esant 1 A srovei.
Yra du elektros krūvio požymiai: teigiamas ir neigiamas.
Dalelės su panašiais krūviais atstumia, o dalelės su skirtingais krūviais traukia.
Protonas turi teigiamą krūvį, elektronas turi neigiamą krūvį, o neutronas yra elektriškai neutralus.
Elementarus mokestis- minimalus mokestis, kurio negalima padalyti.
Kūnas yra įkrautas, jei jis turi bet kokio ženklo mokesčių perviršį:
neigiamai įkrautas – jei yra elektronų perteklius;
teigiamai įkrautas – jei trūksta elektronų.
Kėbulų elektrifikavimas
– vienas iš būdų gauti įkrautus kūnus.
Šiuo atveju abu kūnai yra įkrauti, o krūviai yra priešingo ženklo, bet vienodo dydžio.
MAGNETAI
Magnetai turi du polius: S (pietinė) ir N (šiauriniai), kurie turi didžiausia jėga patrauklumas.
Kaip magneto poliai atstumia vienas kitą, o priešingi poliai traukia.
Magnetinio lauko charakteristikos:
Magnetinis srautas(F, Wb) – į vietą prasiskverbiančių magnetinės indukcijos linijų skaičius.
Magnetinio lauko stiprumas(N, A/m) – dydis, apibūdinantis magnetinį lauką bet kuriame erdvės taške, kurį sukuria makrosrovės (elektros grandinės laidais tekančios srovės) laidininkuose, neatsižvelgiant į aplinką.
B = μs N
Už tiesinė srovė: N = ;
centre apskrita srovė: N = ;
solenoido centre: H = .
Medžiagos magnetinis pralaidumas
Magnetinės indukcijos reikšmė priklauso nuo aplinkos, kurioje egzistuoja magnetinis laukas. Magnetinės indukcijos B lauke tam tikroje aplinkoje ir magnetinės indukcijos B o vakuume santykis apibūdina magnetines savybes tam tikroje aplinkoje ir vadinamas santykiniu medžiagos magnetiniu pralaidumu – µ.
ELEKTROMAGNETINĖ INDUKCIJA
Indukcinės srovės gavimo būdai:
Fenomenas elektromagnetinė indukcija – atsiradimas elektros srovė uždaroje laidžiojoje kilpoje, kuri arba ramybės būsenoje kintančiame laike magnetiniame lauke, arba juda pastoviame magnetiniame lauke taip, kad keičiasi į kilpą prasiskverbiančių magnetinės indukcijos linijų skaičius. Kuo greičiau keičiasi magnetinės indukcijos linijų skaičius, tuo didesnė indukcinė srovė.
ELEKTROMAGNETINĖS INDUKCIJOS DĖSNIS:
Elektros srovė grandinėje galima, jei nemokami mokesčiai išorinės jėgos veikia laidininką. Šių jėgų darbas perkelti vienetą teigiamas krūvis palei uždarą kilpą vadinamas emf. Keičiant magnetinis srautas per kontūro ribojamą paviršių kontūre atsiranda išorinės jėgos, kurių veikimui būdinga sukeltas emf.
Atsižvelgiant į indukcijos srovės kryptį, pagal Lenco taisyklę:
Indukuota emf uždaroje kilpoje yra lygi magnetinio srauto per kilpos ribojamą paviršių kitimo greičiui, paimtam su priešingu ženklu.
SŪDURIO ELEKTROS LAUKAS
Elektros srovės atsiradimo stacionariame laidininke priežastis yra elektrinis laukas.
Bet koks magnetinio lauko pokytis sukuria indukcinį elektrinį lauką, nepriklausomai nuo uždaros grandinės buvimo ar nebuvimo, o jei laidininkas yra atviras, tada jo galuose atsiranda potencialų skirtumas; Jei laidininkas uždarytas, tada jame stebima indukuota srovė.
Sūkurinės srovės:
Indukcinės srovės masyviuose laidininkuose vadinamos Foucault srovėmis. Fuko srovės gali pasiekti labai didelės vertybės, nes Masyvių laidininkų varža yra maža. Todėl transformatorių šerdys gaminamos iš izoliuotų plokščių.
Ferituose – magnetiniai izoliatoriai sūkurinės srovės praktiškai nekyla.
Naudojimas sūkurinės srovės
Metalų kaitinimas ir lydymas vakuume, sklendės elektros matavimo prietaisuose.
Kenksmingas poveikis sūkurinės srovės
Tai energijos nuostoliai transformatorių ir generatorių šerdyse dėl išleidimo didelis kiekis karštis.
SAVIINDUKCIJA
Savęs indukcijos reiškinys– indukuoto emf atsiradimas grandinėje, kurį sukelia toje pačioje grandinėje tekančios srovės magnetinio lauko pasikeitimas.
Savaiminis magnetinis laukas grandinėje DC kinta grandinės uždarymo ir atidarymo momentais bei pasikeitus srovės stiprumui.
Induktyvumas
(saviindukcijos koeficientas) – fizikinis dydis, parodantis priklausomybę Savęs sukeltas emf apie laidininko dydį ir formą bei aplinką, kurioje yra laidininkas.
Ritės induktyvumas priklauso nuo:
apsisukimų skaičius, ritės dydis ir forma bei santykinis terpės (galbūt šerdies) magnetinis pralaidumas.
SROVĖS MAGNETINIO LAUKO ENERGIJOS
Aplink srovę nešantį laidininką yra magnetinis laukas, turintis energiją.
Magnetinio lauko energija yra lygi vidinei srovės energijai.
Srovės savaiminė energija yra skaitine prasme lygi darbui, kurį srovės šaltinis turi atlikti, kad įveiktų savaiminės indukcijos emf, kad grandinėje susidarytų srovė.
AC
AC– srovė, besikeičianti kryptimi ir dydžiu harmonijos dėsnis.
RMS dabartinė vertė- nuolatinės srovės, kuri laidininke išskiria tokį pat šilumos kiekį per tą patį laiką kaip ir kintamoji srovė, stipris. aš =
Momentinė srovės vertė yra proporcinga momentinei įtampos vertei ir yra fazėje: i = = I m cos ωt
Kintamosios įtampos efektyvioji vertė nustatoma panašiai kaip ir srovės efektyvioji vertė U =
Momentinė įtampos vertė kinta pagal harmonikos dėsnį: u = U m cos ωt
Aktyvūs pasipriešinimai– elektros prietaisai, paverčiantys elektros energiją vidine energija (didelės varžos laidai, šildymo gyvatukai, rezistoriai).
Galia AC.
Kai srovės ir įtampos svyravimų fazės sutampa, momentinė kintamosios srovės galia yra lygi:
p = iu = i 2 R = I m U m cos 2ωt
Vidutinė galios vertė per kintamosios srovės laikotarpį yra: p =
Induktyvumas ir talpa kintamosios srovės grandinėje:
1. Induktyvumas
Ritėje, prijungtoje prie kintamosios įtampos grandinės, srovės stipris yra mažesnis nei srovės stipris grandinėje DC įtampa už tą pačią ritę. Vadinasi, kintamosios įtampos grandinėje esanti ritė sukuria didesnį pasipriešinimą nei nuolatinės įtampos grandinėje.
Įtampos laidų srovė faze by π/2
Indukcinė reaktyvumas yra : X L = ωL = 2πνL
Omo dėsnis: I m = , kur Lω yra indukcinė varža.
2. Talpa
Kai kondensatorius yra prijungtas prie nuolatinės įtampos grandinės, srovė lygi nuliui, o kai kondensatorius yra prijungtas prie kintamosios srovės įtampos grandinės, srovė nėra lygi nuliui. Todėl kintamosios įtampos grandinėje esantis kondensatorius sukuria mažesnę varžą nei nuolatinės srovės grandinėje.
Talpa lygi: X C = =
Rezonansas elektros grandinėje.
Rezonansas elektros grandinėje – reiškinys staigus padidėjimas amplitudės priverstiniai svyravimai srovė, kai dažniai sutampa ω 0 = ω, kur ω 0 – virpesių grandinės natūralusis dažnis, ω – maitinimo įtampos dažnis.
Veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu.
Veikimo tuščiąja eiga principas, t.y. be Rn:
ε ind1/ε ind2= ω 1 /ω 2 = k, kur ε ind1 Ir ε ind2– indukuotas emf apvijose, ω 1 ir ω 2 – apvijų apsisukimų skaičius,
k – transformacijos koeficientas.
Jeigu k > 1 , tada transformatorius sumažina įtampą; Jeigu k< 1 , tada transformatorius padidina įtampą. Tuščiąja eiga transformatorius sunaudoja nedidelį kiekį energijos iš tinklo, kuri išleidžiama jo šerdies įmagnetinimui pakeisti.
Transformatoriai, skirti konvertuoti didelės galios kintamąsias sroves, turi didelį efektyvumą.
Transliacija elektros energija:
5. Elektromagnetiniai virpesiai ir bangos
Virpesių grandinė- grandinė, kurioje energija elektrinis laukas galėtų būti paverstas magnetinio lauko energija ir atgal.
Elektrinis virpesių grandinė - sistema, susidedanti iš kondensatoriaus ir ritės, sujungtos viena su kita uždara kilpa elektros grandinė
Galima elektromagnetinės vibracijos – periodiškai pasikartojantys srovės ritėje ir įtampos pokyčiai tarp kondensatoriaus plokščių, nenaudojant energijos iš išorinių šaltinių.
Jeigu kontūras „idealus“, t.y. elektrinė varža lygus 0 X L = X C ω =
T = 2π – Tomsono formulė (laisvųjų elektromagnetinių virpesių periodas in elektros grandinė)
Elektromagnetinis laukas – ypatinga forma materija, elektrinių ir magnetinių laukų rinkinys.
Kintamieji elektriniai ir magnetiniai laukai egzistuoja vienu metu ir sudaro vieną elektromagnetinį lauką.
ü Esant įkrovimo greičiui, lygus nuliui, yra tik elektrinis laukas.
ü Kada pastovus greitisįkrovimas sukuria elektromagnetinį lauką.
ü Pagreitėjus krūviui judant, išspinduliuojama elektromagnetinė banga, kuri erdvėje sklinda baigtiniu greičiu.
Elektromagnetinio lauko medžiaga:
ü galite užsiregistruoti
ü egzistuoja nepriklausomai nuo mūsų valios ir norų
ü turi didelį, bet ribotą greitį
Elektromagnetinės bangos
Laike kintantis elektromagnetinis laukas, sklindantis erdvėje (vakuumas) 3 × 10 8 m/s greičiu, sudaro elektromagnetinę bangą. Baigtinis elektromagnetinio lauko sklidimo greitis lemia tai, kad elektromagnetiniai virpesiai erdvėje sklinda bangų pavidalu.
Toli nuo antenos vektorių E ir B reikšmės yra fazėje.
Pagrindinė elektromagnetinės bangos atsiradimo sąlyga yra pagreitintas elektros krūvių judėjimas.
Elektromagnetinės bangos greitis: υ = νλ λ = = υ2π
Bangos savybės:
Ø atspindys, refrakcija, interferencija, difrakcija, poliarizacija;
Ø slėgis medžiagai;
Ø absorbcija iš aplinkos;
Ø galutinis greitis plitimas vakuume Su;
Ø sukelia fotoelektrinio efekto reiškinį;
Ø greitis terpėje mažėja.
6. BANGŲ OPTIKA
Optika- fizikos šaka, kuri studijuoja šviesos reiškiniai.
Autorius šiuolaikinės idėjosšviesa turi dvejopą prigimtį (bangos-dalelių dvilypumas): šviesa turi bangų savybės ir atstovauja elektromagnetines bangas, bet kartu tai ir dalelių – fotonų – srautas. Priklausomai nuo šviesos diapazono, jie pasirodo didesniu mastu tam tikros savybės.
Šviesos greitis vakuume:
Sprendžiant uždavinius skaičiavimams dažniausiai imama reikšmė c = 3 × 10 8 km/s.
ŠVIESOS ATspindėjimas
Bangos paviršius yra taškų, svyruojančių toje pačioje fazėje, rinkinys.
Huygenso principas: kiekvienas taškas, kurį trikdžiai pasiekė, tampa antrinių sferinių bangų šaltiniu.
Šviesos atspindžio dėsniai
MN – atspindintis paviršius
AA 1 ir BB 1 – kritimo spinduliai plokštumos banga
AA 2 ir BB 2 – atspindėtos plokštumos bangos spinduliai
AC - bangos paviršius krintančios plokštumos banga yra statmena krintantiems spinduliams
DB – atspindėtos plokštumos bangos paviršius statmenas atspindėtiems spinduliams
α – kritimo kampas (tarp krintančio pluošto ir statmeno atspindinčiam paviršiui)
β - atspindžio kampas (tarp atspindėto spindulio ir statmeno atspindinčiam paviršiui)
Refleksijos dėsniai:
1. Kritantis spindulys, atsispindėjęs spindulys ir statmenas, rekonstruotas spindulio kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje.
2. Kritimo kampas lygus kampui atspindžiai.
ŠVIESOS LŪGIS
Šviesos lūžimas – šviesos sklidimo krypties pokytis, kai ji praeina per dviejų terpių sąsają.
Šviesos lūžio dėsniai:
1. Krintantis spindulys ir lūžęs pluoštas yra toje pačioje plokštumoje, kuri yra statmena sąsajai tarp dviejų terpių, atkurta spindulio kritimo taške.
2. Kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis dviem duotoms terpėms yra pastovi reikšmė 
kur n yra santykinis rodiklis refrakcija (kitaip antrosios terpės lūžio rodiklis, palyginti su pirmąja)
Lūžio rodiklis
Fizinė prasmė: rodo, kiek kartų šviesos greitis terpėje, iš kurios išeina spindulys, yra didesnis už šviesos greitį terpėje, į kurią jis patenka.
VISINIS VIDINIS ŠVIESOS ATSpindijimas
Leiskite absoliutus rodiklis pirmosios terpės lūžio rodiklis yra didesnis nei antrosios terpės absoliutus lūžio rodiklis 
, tai yra, pirmoji terpė yra optiškai tankesnė. 
Tada, jei jis atsiųs
