Srednji preliv električno polje blizu zemeljskega površja, v dobrih vremenskih razmerah je običajno enak 50-300 V/m s smerjo gradienta proti zemeljskemu površju. V povprečju je skupni negativni električni naboj Zemlje blizu 600.000 C. 

Od vseh hipotez, izraženih o tem vprašanju, se bomo ustavili le pri naslednjih. Po tej hipotezi so motnje v električnem ravnovesju atmosfere med nevihtami in prenosi naboja, ki spremljajo nevihto, zadostni za kompenzacijo izgube negativnega naboja zemlje. Ta hipoteza temelji na dejstvu, da v merilu celotnega sveta nevihte in udari strel niso redki, ampak, nasprotno, pogost pojav, na Zemlji se v povprečju zgodi 1800 neviht in število udarcev strele na celotno zemeljsko oblo je sto na sekundo. Če je običajna smer kršena 

Ob lepem vremenu prihaja na Zemljo tok (pozitiven) iz troposfere, ki doseže na tisoče amperov. Tak tok bi teoretično lahko uničil vse negativni naboj Zemljo 10 minut. Očitno obstajajo nekateri procesi, ki jih ne poznamo ali ne razumemo. 

Električno polje v atmosferi. . Skoraj vedno navpična komponenta električnega polja v atmosferi znatno presega vodoravne komponente, kar ustreza negativnemu naboju zemeljske površine. Povprečje površinska gostota električni naboj Zemlja je enaka ySCyya = -3,45-10 enot. SGSE/sl. Skupni naboj Zemlje je Q = -17-10 enot. SGSE = -5,7-10 k. Podane vrednosti so dobljene ob predpostavki, da je povprečni, navpični, gradient električni potencial, na zemeljski površini je 130 v m. 

Od vseh postavljenih hipotez o tem vprašanju sta trenutno bolj ali manj resno upoštevani le naslednji dve. Po prvem se negativni naboj zemlje vzdržuje s tokom zelo hitrih elektronov ali drugih elementarnih elementov, ki prihajajo s sonca. negativni delci, ki prosto prodrejo na površje zemlje, ne da bi pri tem povzročile ionizacijo ozračja. Težave, na katere naleti ta hipoteza, so v razlagi odsotnosti takšne ionizacije in tudi v dejstvu, da so bili vsi poskusi zaznavanja tega toka negativnih delcev doslej neuspešni. Po drugi hipotezi 

Atmosferska elektrika je bila predmet številnih raziskav; najpopolnejši podatki so zbrani v knjigah Train in Coroniti. Čeprav so koncentracije ionov v zgornji atmosferi od 80 km in več (tj. nad -plastjo) razmeroma dobro znane, objavljeni podatki o koncentracijah ionov in koncentracijah prosti elektroni za spodnji del atmosfere se močno spreminjajo v območju nadmorske višine od 40 do 90 km. Pod 40 km se čuti vpliv vremena in geografske lege. Na sl. 2 predstavljamo zbirne podatke po različnih virov. Iz njih je razvidno, da nastajajo ioni kozmično sevanje na vseh višinah in da je skupni prostorski naboj v spodnjih plasteh atmosfere posledica odnašanja nabitih delcev z različno mobilnostjo proti Zemljinemu površju. Ionizacija v plasteh atmosfere blizu zemeljske površine lahko nastane tudi zaradi radioaktivnosti zemeljska skorja. Zemljin naboj se spreminja tudi zaradi prisotnosti sijev in strelovodnih razelektritev v Zemljini atmosferi. Takahashi je raziskal termoelektrični učinek za led in podal vrednost aktivacijske energije 

Električno stanje zemeljsko ozračje vzpostavlja se zaradi dinamičnega ravnovesja v vsakem elementu volumna, nabiti delci se nenehno znova tvorijo pod vplivom številnih ionizatorjev, se nenehno rekombinirajo in jih nenehno odnaša navpičnica; električni udar. V tem dinamičnem ravnovesju eno vprašanje še ni povsem jasno: razlog za stalnost (v povprečju) zemeljske površine, povezan s konstantnostjo naboja zemeljske površine. Ne glede na to, kako majhna je vertikalna gostota toka r, bi moral ta tok zelo hitro kompenzirati negativni naboj zemlje in polje bi moralo hitro izginiti. 

Merjenje je pristranski parameter, zaradi katerega obstaja veliko naključnih dejavnikov pravi pomen se lahko razlikuje od izmerjenega.

Pošten zapis o rezultatih kakršnih koli meritev bi moral izgledati takole

X = X0 ± ∆X, je količina, ki nas zanima, blizu podanega števila v podanem intervalu. Vrednost ∆X v relaciji 1 imenujemo absolutna napaka. Absolutna napaka∆X ne izraža dobro kakovosti meritev. Primer: Absolutna napaka ∆X = 10 km pri merjenju razdalje med mesti je sprejemljiva. Absolutna napaka ∆X = 10 km pri merjenju razdalje med planeti je preprosto velika! Relativna napaka vrednosti X je razmerje x = ∆X/X0

Ocena velikosti naključne napake. Interval zaupanja in verjetnost.

Če imamo zelo dobro napravo, na primer zelo natančno tehtnico, potem bomo pri merjenju pacientove teže dobili drugačne rezultate! Izkazalo se je, da je pacientova masa naključna spremenljivka. Niz izmerjenih vrednosti je pravzaprav vzorec. X0 = Xgen ≈ Xselect. Interval ∆X že znamo določiti (izračunati na računalniku, saj je formula zelo okorna), v katerega bo padla vrednost Xgen z za nas sprejemljivo verjetnostjo. Interval zaupanja je tisti, ki pokriva neznan parameter z dano zanesljivostjo. Verjetnost zaupanja je verjetnost, da interval zaupanja bo zajemal neznano pravo vrednost parametra, ocenjeno iz vzorčnih podatkov.

Ocena velikosti slučajne napake v majhnih vzorcih. Študentski koeficient.

Če je vzorec majhen, potem, kot že rečeno, koeficient t dodatno pomnožimo s Studentovim koeficientom s(p, n). Za majhne vzorce torej: Pri meritvah usposabljanja so vzorci ponavadi majhni. Običajno se za majhne vzorce štejejo vsi vzorci z manj kot 30 dimenzijami.

Ocena napake instrumenta. Ocena kumulativne napake.

Če imamo zelo slabo napravo, na primer tehtnico, ki na splošno ne zmore meriti delcev kilograma, potem lahko meritve dajo enake rezultate. Enaki pomeni so iluzija. Ti pomeni so različni, vendar tega ne vidimo. Absolutna napaka ∆X je enaka najmanj pomembni enoti ali ceni najmanjšega razdelka na lestvici. Torej, v našem zadnjem primeru je ∆X = 1 kg, če je to običajna tehtnica. A zgodi se, da so pri večkratnih meritvah rezultati posameznih meritev skoraj enaki, a nekoliko drugačni. Napaka metode in napaka naprave sta po velikosti primerljivi.

Ocena napake posrednih meritev.

Včasih se zahtevana vrednost ne meri neposredno, ampak se izračuna po nekaterih formulah z uporabo že izmerjenih vrednosti. Na primer, potrebujemo površino tabele S in izmerimo širino tabele x in dolžino tabele y. Površino, ki jo potrebujemo, poiščemo posredno, na podlagi rezultatov merjenja x in y z relacijo Stabilno = x · y. Poiščite S0 in napako ∆S, tj. odgovor zapiši v obliki S = S0 ± ∆S. Abstraktna funkcionalna povezava f(x, y, z...) se v praksi največkrat skrči na banalna množenja, deljenja in potenciranja, tj. S = x^ n · y ^m · z ^k ... V tem primeru je relativno napako enostavno izračunati:

Mikroskopsko in makroskopsko gibanje. Toplotno ravnovesje.

Vsi atomi se gibljejo neprekinjeno, vsak neodvisno od svojih sosedov.

To gibanje se imenuje mikroskopsko gibanje. Ne opazujemo ga neposredno. Toda to gibanje občutimo kot stopnjo segrevanja. Vendar včasih (in vedno v živih bitjih) atomi izvajajo kolektivna, usklajena gibanja. Ogromno število atomov, na primer v telesu ribe, se začne premikati v eno smer - in riba maha z repom. To gibanje imenujemo makroskopsko gibanje. Makroskopsko gibanje je skupno gibanje ogromnega števila atomov. To gibanje je običajno mogoče opazovati s prostim očesom ali z mikroskopom.

Kot rezultat opazovanja narave se je vzpostavilo pravilo, ki ne pozna izjem. zaprt sistem vsa makroskopska gibanja postopoma prenehajo. Termodinamično ravnotežje Če v sistemu ni makroskopskih gibanj, potem pravimo, da je v termodinamičnem ravnovesju. Zato lahko rečemo tole: Žalostni zakon narave V zaprtem sistemu bo vedno nastopilo termodinamično ravnotežje.

Notranja energija in načini, kako jo spremeniti. Prvi zakon termodinamike.

Energija je sposobnost telesa za delo, tj. premakniti ali razpršiti nekaj, kar se upira. Kot se spomnite iz šolskega tečaja fizike, je energija običajno razdeljena na kinetično in potencialno. Ker so molekule podvržene mikroskopskemu gibanju (za oko neopazno), lahko opravljajo delo. Molekule imajo kinetično in potencialno energijo. Tudi neživ predmet lahko dela! Celotno energijo vseh molekul telesa imenujemo notranja energija telesa. Vsa telesa imajo notranjo energijo in razumemo, zakaj. Notranja energija je pogosto označena s simbolom U in se seveda meri v J, kot delo.

Molekule imajo kinetično in potencialno energijo. In notranjo energijo telesa lahko razdelimo na kinetični in potencialni del. Potencialni del notranje energije telesa se nikakor ne čuti. Da je notranja energija drv večja od notranje energije pepela, pridobljenega iz teh drv, so potrebne življenjske izkušnje ali poskusi. Čuti se kinetična energija molekul! Predmeti, ki imajo kinetična energija molekule velike, čutimo jih kot zelo vroče. (No, in obratno) Hladna suha drva imajo manjši kinetični del notranje energije kot topla drva, potencialni del notranje energije pa je enak.

Tukaj je približna formula za spreminjanje tistega dela notranje energije telesa, ki je odvisen od temperature ∆U = mC∆T, (3) kjer je m masa telesa, C je specifična toplota telo, ∆T – velikost spremembe temperature. Za vodo C ≈ 4,2 103 J K kg. (4) Za segrevanje 1 kg vode (ali 1 liter, enako je za vodo) za 1 stopinjo, bo potrebnih več kot 4 tisoč joulov energije. Ko se telo ohlaja, se njegova notranja energija zmanjša. (In obratno, seveda).

In tukaj je približna formula za spremembo tistega dela notranje energije, ki je določena s potencialno energijo molekul ∆U = q∆m, (5) kjer je ∆m masa telesa, ki je spremenilo potencialno energijo. Kako lahko ugotovite, ali se je vaše telo spremenilo potencialna energija To je takoj očitno. Bil je led - postal je voda (in kisik) - postal je pepel in dim - postal je diamant - postal je premog. Telo je spremenilo svoje fazno ali kemično stanje.

Zdaj lahko pravilno formuliramo prvi zakon termodinamike. Do spremembe notranje energije pride zaradi opravljenega dela in izmenjave toplote. ∆U = −A + Q (6) Bodimo pozorni na predznake v relaciji (6). To je stvar dogovora. Če telo opravi delo A, se delo šteje za pozitivno. Če telo segreva druga telesa, se količina toplote Q šteje za negativno.

Toplotni stroji..

Drugi zakon termodinamike

Izkazalo se je, da se vsi procesi v telesu in okoli njega odvijajo tako, da je na »flash disku« potrebno vse več prostora. Sistem postaja vse bolj kompleksen, če še ni dosegel največje kompleksnosti. Procesov, v katerih bi se sistem spontano poenostavil, še nikoli nismo opazili. Drugi zakon termodinamike Vsi procesi naokoli potekajo tako, da skupna entropija sistema teles narašča. »Sveta ni mogoče obrniti nazaj in časa ni mogoče ustaviti niti za trenutek ...« Ker entropija ves čas raste

Človek je kot toplotni stroj. Človeška toplotna bilanca. Človek je popolnoma podvržen vsem zakonom fizike. Vključno, za ljudi je izpolnjen tudi prvi zakon termodinamike: ∆U = −A − |Q| (8) kjer je ∆U sprememba notranje energije človeškega telesa, A delo, ki ga opravi, |Q| - količino toplote, ki jo oddaja okolju

. Včasih razmerje (8) imenujemo človeška toplotna bilanca. Kvantificirajmo toplotno bilanco povprečnega človeka Nepremična oseba V tem primeru je A = 0. Eksperimenti so pokazali, da v tem primeru oseba izgublja energijo s hitrostjo ∆U ∆t ​​​​= 80 J/s ≈ 7.106 J/dan ≈ 1600 kcal/dan. Ta energija se porabi za ogrevanje okolja, tj. je količina toplote. Ljudje, ki ne delajo, bodo morali biti tudi nahranjeni. V človeškem telesu gre približno 75 % te energije dejansko takoj za ogrevanje telesa, 25 % pa se spremeni v delo za vzdrževanje vitalnih funkcij telesa (delovanje srca, pljuč itd.). zunanji svet

vsa ta energija se izgubi v obliki toplote Oseba, ki opravlja delo V tem primeru je A 6= 0. ∆U = −A − |Q| Hitrost izgube energije ∆U ∆t ​​​​v tem primeru se poveča, vendar so študije pokazale, da se izgube energije povečajo bistveno bolj kot za vrednost A. Izkazalo se je, da se pri delovnem človeku povečajo procesi nastajanja toplote v telesu. velikokrat in ta "dodatna" energija se še vedno odvaja v zunanji svet z izmenjavo toplote, tj. je količina toplote. Prehlad? Premakni se! A koristno delo skupne izgube notranja energija (približno 20%)

Osnovne značilnosti toka tekočine.

Enačba kontinuitete. Hidrodinamika in človek Notranja energija

Zaužiti izdelki se uporabijo v obliki, ki je potrebna za človeka, z oksidacijskimi reakcijami. Za oksidacijo je potreben kisik (to je plin). Zakoni gibanja plinov, ki so potrebni za razumevanje dela človeškega telesa, preučuje plinska dinamika. Za oskrbo celic živega organizma s kisikom, molekulami, ki vsebujejo energijo, in za odstranjevanje presnovnih produktov iz telesa se uporablja posebna tekočina - kri. Zakone gibanja tekočin, potrebne za razumevanje dela človeškega telesa, proučuje hidrodinamika. Hidrodinamika je poseben primer plinske dinamike. Toliko (vendar ne vse), kar je spodaj povedano o gibanju tekočine, velja tudi za gibanje plina.

Pretok Če poznate hitrost in gostoto, že lahko nekaj razumete, koliko tekočine teče skozi cev na časovno enoto? Opredelitev pretoka Pretok tekočine Q je prostornina tekočine, ki preteče prerez cevi v eni sekundi (ali v drugi enoti časa) Primer 1. Za pretok vode v cevi naj bo znano, da je Q = 20 litrov /s. To pomeni, da bosta iz te cevi vsako sekundo izlili dve vedri vode. V 3 sekundah se bo izlilo 6 veder (če se Q ne spremeni.)

Masni pretok Opredelitev masnega pretoka Včasih je pretok tekočine Qm masa tekočine, ki preteče prečni prerez cevi v eni sekundi (ali v drugi enoti časa). Ta pretoka Q in Qm sta povezana z gostoto ρ Qm = ρQ Primer 2. Za pretok vode v cevi vemo, da je Qm = 25 kg/s. To pomeni, da bo iz te cevi vsako sekundo odteklo 25 kg vode. Stotež vode se bo izlil v 4 sekundah (če se Qm ne spremeni.)

Primeri pretokov Pretok vode v reki Ob Q ≈ 1,2 104 m 3 /s. (V bližini reke Volge Q ≈ 0,8 104 m 3/s, tj. manj.) Pretok krvi v aorti študenta farmacije Q ≈ 9 m 3 /dan ≈ 360 l/uro ≈ 6 l/min ≈ 100 cm3 /s ≈ 10 −4 m 3 /s. Srce prečrpa 9 kubičnih metrov krvi na dan!

11) . Viskozno trenje. Newtonov zakon za silo viskoznega trenja. Različne vrste tekočin.

Kaj določa silo viskoznega trenja? Intuitivno razumemo, da bi morala biti ta sila odvisna od območja stika gibljivih plasti; od razlike v hitrosti njihovega gibanja; o lastnostih same tekoče tekočine.

Kaj vpliva na velikost sile viskoznega trenja?

Naj se zgornja plast giblje hitreje, njena hitrost v1 je večja od hitrosti spodnje plasti v2...Newtonov zakon: F ∼ −S ∆v ∆x, drugi zakon: Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je sila trenja F = − η · S · ∆ nastane med plastmi v ∆x (4) Relacija 4 se imenuje Newtonov zakon. Koeficient η imenujemo koeficient viskoznosti tekočine. Za vsako tekočino je “svoje”…. Vsi ne upoštevajo zakonov. V mnogih tekočinah (voda, alkohol) je mogoče silo med plastmi izračunati s sprejemljivo natančnostjo. Takšne tekočine imenujemo newtonske tekočine. V drugih tekočinah obstaja tudi sila trenja, vendar njena velikost ne ustreza (ali se slabo ujema) s formulo F = −η · S · ∆v ∆x. Take tekočine imenujemo ne-newtonske tekočine

12) Laminarni in turbulentni tok tekočin. Reynoldsov kriterij.

Tip toka a) – laminarni Pri laminarnem toku se različne plasti tekočine praktično ne mešajo. Tip b) tok – turbulenten Pri turbulentnem toku se različne plasti tekočine intenzivno in naključno mešajo. Tok spremlja akustično sevanje. (Sliši se, postane slišno)

Reynoldsovo število: Vnaprej lahko veste, kakšen bo pretok tekočine. O. Reynolds (Osborne Reynolds) je leta 1883 oblikoval kriterij, poimenovan po njem. Izračunati je treba Reynoldsovo število Re = ρvd η, (5) kjer je ρ gostota tekočine, v povprečna hitrost njenega toka, d premer cevi (žile). Če je Reynoldsovo število manjše od kritičnega (za cev< 2300), то течение будет ламинарным.

Iz relacije 5 je jasno, da do turbulence pride, ko visoke hitrosti pretok tekočine. Pretok krvi v človeškem obtočnem sistemu je običajno laminaren. Turbulenca se lahko pojavi na območjih, kjer so krvne žile zožene in se hitrost pretoka krvi poveča. Slišalo se bo.

13) Poiseuilleov tok.

Poiseuillova formula za pretok tekočine.

To pomeni P1 · πr2 − P2 · πr2 = −η · 2πrLdv dr. (6) Zato je dv dr = −η P1 − P2 2L · r. (7) Iz relacije (7) takoj dobimo (z integracijo (7)) v(r) = C − η P1 − P2 4L · r 2 . (8) Za r = R mora biti v = 0. Torej je C = η P1 − P2 4L R 2

Tekočina se skoraj ne premika ob stenah posode. Peke v tekočini (levkociti v krvi) se bodo zagotovo obrnile.

Poiseuillov tok Zdaj lahko izračunamo pretok tekočine skozi cev (pretok krvi skozi žilo) Q = Z S v (r) dS = 2π Z R 0 v (r) rdr = πR4 (p1 − p2) 8ηL (10) Poiseuillova formula Tako , končno Q = πR4 (p1 − p2) 8ηL

14) Difuzija. Fickov zakon za difuzijski tok.

Difuzija Doslej smo obravnavali makroskopsko gibanje tekočine Lahko pa se snov giblje tudi zaradi kaotičnega, tj. toplotno gibanje molekul

Fickov zakon Šele zdaj pretok snovi J običajno izračunamo v molih [J] = mol m2 · s Fickov zakon V najpreprostejšem primeru je J = −D · dC dx (12) Tok snovi se giblje v smeri, kjer koncentracija C je nižja.

15) Fizika krvnega obtoka. Krvni tlak, metode merjenja.

Fizika krvnega obtoka: Kakšen pritisk je potreben: Pav ≈ 745 mm Hg Upoštevati je treba Žile, v katerih teče kri, so elastične (zlasti vena cava). To niso cevi s togimi stenami. Zato je tudi v žilah potrebno vzdrževati tlak, ki je nekoliko višji od atmosferskega. V medicini krvni tlak razumemo kot količino tlaka, ki presega atmosferski tlak. Razlika v tlaku: Ugotovljeno je, da je presežek krvnega tlaka nad atmosferskim tlakom v votli veni približno 5 mm Hg. Povprečni tlak (seveda) na izstopu iz srca je približno 100 mm Hg premika zaradi razlike v tlaku, ki je enaka približno 95 mmHg. Kri teče tam, kjer jo potiska sila pritiska. Krvni tlak ves čas pada.

Kako se to meri? Če ostane celotno telo pod atmosferski tlak in katero koli arterijo postavite v okolje s tlakom 120 mmHg. večji atmosferski tlak, potem se bo ta arterija zaradi svoje elastičnosti stisnila in pretok krvi v njej se bo ustavil. Utrip v njem bo izginil. Na tej ideji temelji načelo neinvazivnega merjenja krvnega tlaka, ki se v praksi pogosto uporablja. Lokalni tlak ustvarja pnevmatska manšeta, v katero se vbrizga zrak. Kaj se zgodi, če se telo znajde v vakuumu? Takšni poskusi so bili izvedeni na živalih. V nasprotju s splošnim prepričanjem nič ne poči in oči ne izskočijo (kot v filmih), saj je prostornina tekočin le malo odvisna od pritiska. Telo umre zaradi kisika in raztopljenega v krvi ogljikov dioksid preidejo v plinasto stanje in krvni obtok se ustavi (embolija). Ugotovljeno je bilo, da bo oseba v približno 1 minuti po močnem znižanju tlaka sposobna smiselnih dejanj. To se lahko zgodi ne le astronavtom, ampak tudi letalskim potnikom. Kako telo uravnava krvni tlak - Vemo že, da so krvni pretok, razlika v tlaku in dolžina žile povezani s Poiseuillovim zakonom. Iz Poiseuillovega zakona (6) takoj dobimo (p1 − p2) ∼ Q · L R4 (7) Telo mora izbrati količino krvnega pretoka Q glede na energetske potrebe - kri prinaša oksidant in odnaša produkte oksidacije. Dolžine plovil ni mogoče spremeniti. To pomeni, da za uravnavanje krvnega tlaka ostane le še spreminjanje polmerov žil (spreminjanje tonusa žil). Ko se polmer zmanjša (poveča tonus), se krvni tlak poveča. Polmer - na četrto potenco! Tlak je zelo občutljiv na spremembe polmera.

16. Fizika izmenjave plinov v človeškem telesu.

Izmenjava plinov je izmenjava plinov med telesom in zunanjim okoljem, to je dihanje. Iz okolja telo neprekinjeno dovaja kisik, ki ga porabljajo vse celice, organi in tkiva; V njem nastali ogljikov dioksid in majhna količina drugih plinastih presnovnih produktov se sprostijo iz telesa. Izmenjava plinov je potrebna za skoraj vse organizme; brez nje sta normalna presnova in energija ter s tem življenje samo.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6 H2O

Glukozo bo treba zažgati 0,7 kg ali 4 mole. Dihalni organi morajo izpustiti 4 · 6 = 24 molov CO2 Maščobe bodo morale zgoreti 12/38 = 0,315 kg ali približno 1,1 mol. Dihalni organi morajo oddati 1,1 · 16 ≈ 18 molov ogljikovega dioksida CO2, torej bomo morali izdihniti približno 20 molov CO2 in 20 molov H2O na dan (in vdihniti malo več kisika).

Meritve so pokazale, da je CO2 v izdihanem zraku okoli 4 %, tj. približno 1/25 del. Človek mora vdihniti in izdihniti približno 20 · 25 = 500 molov zraka. En mol toplega zraka zavzema prostornino približno 25 litrov. To pomeni, da človek potrebuje V = 25 · 500 = 12500 ë ≈ 13 Ð 3. Človek mora skozi dihala preiti približno 13 kubičnih metrov zraka na dan.

Izmerjeno je bilo, da človek vdihne približno 0,5 litra zraka. To pomeni, da boste morali narediti približno 26 tisoč vdihov na dan (18 vdihov na minuto).

17. Značilnosti periodičnega gibanja. Harmonične vibracije.

Če opazujemo procese, ki se odvijajo v človeškem telesu, lahko opazimo, da se včasih nekateri procesi, pojavi, gibanja ponavljajo. Zato lahko periodični proces prikažemo grafično (elektrokardiogram). Če se nekaj ponavlja v strogo enakih časovnih intervalih T, je to periodično gibanje (pojav, proces). Če se nekaj ponavlja v približno enakih časovnih intervalih T, je to kvaziperiodično gibanje (pojav, proces). f(t) = f(t + T)

Obstajajo periodična gibanja, ki so posebej preprosta in primerna za matematično analizo.

Če je fizikalna količina odvisna od časa po sinusnem zakonu, (tedaj takšna nihanja imenujemo harmonična nihanja). Največji odklon količine od ravnotežnega položaja imenujemo amplituda.

18. Proste vibracije. Posebnosti in lastnosti prostih vibracij.

Obstajajo sistemi, ki so v ravnotežju, kljub temu, da jih zunanji svet včasih vzame iz tega položaja. Zakaj se to dogaja? Pri teh sistemih, ko njihovi parametri odstopajo od ravnotežnega položaja, nastane vzrok, ki jih vrne v ravnotežni položaj. Primer 4. 1. Breme, obešeno na nit ali vrv. Pri njegovem odstopanju nastanejo sile, ki ga vrnejo v ravnotežni položaj. V tem primeru sistem zaradi vztrajnosti »presega« ravnotežni položaj. Pojavi se obotavljanje. Proste vibracije Vibracije, ki nastanejo v sistemu zaradi sil, prisotnih v samem sistemu, imenujemo proste.

Lastnosti:

Perioda prostih nihanj je določena z lastnostmi sistema.

Amplitudo prostih nihanj določa začetni odklon.

Proste vibracije se bodo prej ali slej ustavile.

T = 2π *kvadratni koren m/k

Periodični procesi so tiste spremembe stanja sistema, pri katerih se ta v določenih intervalih večkrat vrača v isto stanje. Najenostavnejše periodično gibanje je vrtenje teles; Sem spadajo tudi večkrat ponavljajoča se gibanja teles vzdolž kakršnih koli zaprtih krivulj, na primer gibanja planetov v eliptičnih orbitah itd. Periodični procesi so tudi nihajni procesi, ko sistem zaporedno odstopa od svojega ravnotežnega položaja - najprej v eno smer, nato v drugo nasprotna stran. Najenostavnejši primer nihajno gibanje je gibanje točkovne mase, obešene na niti ali vzmeti, blizu ravnotežnega položaja - točke O (slika 1.36).

Za periodične procese je značilno zaporedje stanj, skozi katera gre sistem v enem obdobju. Če se to zaporedje natančno ponavlja v enakomernih intervalih, se nihanja imenujejo nedušena. Z naraščanjem oz dušena nihanja Periodično se ponavljajo samo nekatera stanja sistema, na primer prehod nihajočega telesa skozi ravnotežni položaj itd.

Med številnimi različnimi zvezna nihanja Najenostavnejše je harmonično nihajno gibanje, ki ga opisuje sinusna ali kosinusna funkcija:

kjer je nihajna količina (premik, hitrost, sila, čas in nekatere konstante. Količino imenujemo amplituda, argument sinusa ali kosinusa je faza nihanja, velikost pa je začetna faza. faza nihanja določa vrednost nihajne količine v v tem trenutkučas. Začetna faza določa vrednost x v začetni trenutekčas: za sinusno nihanje pri Če pri proučevanju nihanja začnemo, bo odštevanje časa pri takrat enako nič.

V vseh primerih, ko se upošteva eno nihanje, je možno izbrati začetek štetja časa, tako da, ko obstaja več nihanj hkrati (npr. pri seštevanju nihanj), se začetne faze vsakega nihanja med seboj razlikujejo in le v posebnih primerih so lahko te faze hkrati enake nič.

Formula (4.1) opisuje harmonična nihajna gibanja, ki se pojavljajo vzdolž črte - segmenta ravne črte ali krivulje. V tem primeru je za določitev položaja nihajočega telesa dovolj, da določimo samo razdaljo x od telesa do ravnotežnega položaja. Oscilacijski sistemi, v katerih je možna samo ena stvar

nihajno gibanje (vzdolž ene črte), prikazano na sl. 1,37; imenujemo jih nihajni sistemi z eno prostostno stopnjo. Preprosto nihalo (glej sliko 1.36, a) lahko izvede dva neodvisna nihanja v dveh medsebojno pravokotne smeri, zato ga uvrščamo med nihajne sisteme z dvema prostostnima stopnjama. Vzmetno nihalo, prikazano na sl. 1.36, b, lahko niha v treh neodvisnih smereh in je zato nihajni sistem s tremi prostostnimi stopnjami.

Za opis nihajnega gibanja trdne snovi trdna(Sl. 1.38, a) je bolj priročno izmeriti kote vrtenja a ravnotežno stanje; koti, izmerjeni na eni strani, so pozitivni, na drugi strani pa negativni. Podobno pravilo znakov je izbrano za telesa, ki izvajajo tako imenovane torzijske vibracije (slika 1.38, b). Harmonične vibracije za rotacijski koti imajo obliko kjer je amplituda rotacijskega kota.

"Enakomerno pospešeno gibanje" - Sx = 2t + 3t2; 2) Sx = 1,5t2; 3) Sx = 2t + 1,5t2; 4) Sx = 3t + t2. Enačba za odvisnost projekcije hitrosti gibajočega se telesa od časa: ?x=2+3t (m/s). Kako lahko to grafično ponazorimo? enakomerno pospešeno gibanje? Izgovorite povzetek. Odgovorite na vprašanja. Zapišite formule za to temo lekcije. Kako se določi povprečna hitrost?

"Pravokotno enakomerno pospešeno gibanje" - pospešek. 1. 0. 8. Povprečna hitrost... Hitrost in pospešek v smeri ne sovpadata. Odvisnost?(t). 2. Kako lahko poimenujete to vrsto gibanja? Tema lekcije: Premočrtno enakomerno pospešeno gibanje. Slika prikazuje grafe za 3 telesa. 3. 5. Navedite primere, ko se hitrost telesa spremeni.

"Inercija v fiziki" - test. 1. Kaj je vztrajnost? Ko se trenje zmanjša, se krogla kotali naprej. Brez akcije ni gibanja." Poročilo o fiziki Guseva Anastasia. A. Kamen pade na dno soteske. Galileo Galileo v inerciji. Zato delovanje telesa na drugo telo ne more biti enostransko. Inercija v prevodu iz latinščine pomeni neaktivnost ali nedejavnost.

"Dinamika telesa" - Referenčni sistemi, v katerih je izpolnjen prvi Newtonov zakon, se imenujejo inercialni. Dinamika. Dinamika je veja mehanike, ki proučuje vzroke gibanja teles ( materialne točke). Prvi Newtonov zakon pravi: Newtonovi zakoni veljajo samo za inercijski sistemi odštevanje. V katerih referenčnih okvirih veljajo Newtonovi zakoni?

"Enotno in neenakomerno gibanje" - Yablunevka. Chistoozernoe. t 2. Neenakomerno gibanje. L 1. =. Enakomerno gibanje. L2. Uniforma in t 3. t 1. L3.

"Neinercialni referenčni okviri" - Načelo relativnosti. Modul vztrajnostne sile, ki deluje v rotacijskem referenčnem sistemu na mirujoča telesa: kje je razdalja od telesa do osi vrtenja; - zemljepisna širina območja. OY: Primer: V stoječem vagonu je na gladki mizi avtomobilček. Neinercialni referenčni sistemi. - Newtonov drugi zakon.

V temi je skupno 23 predstavitev