Ndërveprimet telefonike Koncepti i masës trupore.Forca. Ligji i dytë i Njutonit. Bashkëveprimi i trupave, inercia, masa Tema: Bashkëveprimi i trupave

Plani i reagimit

1. Ndërveprimi i trupave.

2. Llojet e ndërveprimit.

4. Forcat në mekanikë.

Vëzhgimet dhe eksperimentet e thjeshta, për shembull me karrocat (Fig. 1), çojnë në cilësinë e mëposhtme

konkluzione: a) trupi mbi të cilin nuk veprojnë organet e tjera ruan shpejtësinë e tij të pandryshuar; b) nxitimi i një trupi ndodh nën ndikimin e trupave të tjerë, por varet edhe nga vetë trupi;

c) veprimet e trupave mbi njëri-tjetrin kanë gjithmonë natyrën e ndërveprimit.

Këto përfundime konfirmohen nga vëzhgimi i fenomeneve në natyrë, teknologji dhe hapësirën e jashtme vetëm në sistemet e referencës inerciale.

Ndërveprimet ndryshojnë nga njëri-tjetri si në aspektin sasior ashtu edhe në atë cilësor.

Për shembull, është e qartë se sa më shumë deformohet një susta, aq më i madh është ndërveprimi i mbështjelljeve të tij. Ose sa më afër të jenë dy ngarkesat e ngjashme, aq më të forta do të tërhiqen.

Në rastet më të thjeshta të ndërveprimit, karakteristika sasiore është forca.

Forca- arsyeja e nxitimit të trupave në raport me kuadrin inercial të referencës ose deformimi i tyre.

Forcaështë një madhësi fizike vektoriale që është një masë e nxitimit të fituar nga trupat gjatë bashkëveprimit.

Forca karakterizohet nga: a) moduli; b) pika e aplikimit; c) drejtim.

Njësia e forcës është Njutoni.

1 njuton është forca që i jep një nxitim prej 1 m/s një trupi me peshë 1 kg në drejtim të veprimit të kësaj force, nëse trupat e tjerë nuk veprojnë mbi të.

Rezultante disa forca është një forcë veprimi i së cilës është i barabartë me veprimin e atyre forcave që ajo zëvendëson. Rezultati është shuma vektoriale e të gjitha forcave të aplikuara në trup.

R g = F g 1 + F g 2 + ... + F g n.

Bazuar në të dhënat eksperimentale, u formuluan ligjet e Njutonit.

Ligji i dytë i Njutonit. Nxitimi me të cilin lëviz një trup është drejtpërdrejt proporcional me rezultatin e të gjitha forcave që veprojnë në trup, në përpjesëtim të zhdrejtë me masën e tij dhe i drejtuar në të njëjtën mënyrë si forca rezultante:

a → = F → /t.

Për të zgjidhur problemet, ligji shpesh shkruhet në formën: F → =m a → .

Bileta nr. 13 Impuls trupor. Ligji i ruajtjes së momentit.

Plani i reagimit

1. Impuls trupor.

2.Ligji i ruajtjes së momentit.

3. Shtytje reaktiv.

Pushimi dhe lëvizja janë relative, shpejtësia e një trupi varet nga zgjedhja e sistemit të referencës; sipas ligjit të dytë të Njutonit, pavarësisht nëse trupi ishte në pushim apo në lëvizje, një ndryshim në shpejtësinë e lëvizjes së tij mund të ndodhë vetëm nën veprimin e forcës, pra si rezultat i ndërveprimit me trupa të tjerë. Ka sasi që mund të ruhen kur trupat ndërveprojnë. Këto sasi janë energji Dhe pulsi .

Impuls trupor quhet madhësi fizike vektoriale, e cila është një karakteristikë sasiore e lëvizjes përkthimore të trupave. Impulsi është caktuar r → .

Njësia e pulsit r →- kg m/s.

Momenti i një trupi është i barabartë me produktin e masës së trupit dhe shpejtësisë së tij : p → = t υ → .

Drejtimi i vektorit të pulsit r → përkon me drejtimin e vektorit të shpejtësisë së trupit υ → (Fig. 1).

Momenti i trupave i bindet ligjit të ruajtjes, i cili është i vlefshëm vetëm për sistemet fizike të mbyllura.

Në mekanikë mbyllur quhet një sistem që nuk ndikohet nga forcat e jashtme ose veprimi i këtyre forcave kompensohet.

Në këtë rast р → 1 = р → 2, Ku p → 1është impulsi fillestar i sistemit, dhe p → 2- përfundimtar.

Në rastin e dy trupave të përfshirë në sistem, kjo shprehje ka formën t 1 υ → 1 + t 2 υ → 2 = m 1 υ → 1 " + m 2 υ → 2 ", Ku t 1 Dhe t 2- masat e trupave, dhe υ → 1 dhe υ → 2 - shpejtësia para ndërveprimit, υ → 1" Dhe υ → 2"- shpejtësia pas ndërveprimit.

Kjo formulë për ligjin e ruajtjes së momentit është: vrulli i një sistemi fizik të mbyllur ruhet nën çdo ndërveprim, që ndodhin brenda këtij sistemi.

. Në rastin e një sistemi të hapur, momenti i trupave të sistemit nuk ruhet.

Sidoqoftë, nëse ekziston një drejtim në sistem në të cilin forcat e jashtme nuk veprojnë ose veprimi i tyre kompensohet, atëherë projeksioni i impulsit në këtë drejtim ruhet.

Nëse koha e ndërveprimit është e shkurtër (qëllim, shpërthim, goditje), atëherë gjatë kësaj kohe, edhe në rastin e një sistemi të hapur, forcat e jashtme ndryshojnë paksa impulset e trupave ndërveprues.

Studimet eksperimentale të ndërveprimeve të trupave të ndryshëm - nga planetët dhe yjet tek atomet dhe grimcat elementare - kanë treguar se në çdo sistem trupash ndërveprues, në mungesë të veprimit nga ana e trupave të tjerë që nuk përfshihen në sistem, ose shuma e forcat vepruese janë të barabarta me zero, shuma gjeometrike e momentit të trupave mbetet realisht e pandryshuar.

Në mekanikë, ligji i ruajtjes së momentit dhe ligjet e Njutonit janë të ndërlidhura.

Nëse trupi peshon T per nje kohe t vepron një forcë dhe shpejtësia e lëvizjes së saj ndryshon nga υ → 0 në υ → , pastaj nxitimi i lëvizjes a → trupi është i barabartë a → =(υ → - υ → 0)/ t.

Bazuar në ligjin e dytë të Njutonit

për forcë F → mund të shkruhet F → = ta → = m(υ → - υ → 0) / t, kjo nënkupton

F → t = mυ → - mυ → 0.

F → t- quhet një sasi fizike vektoriale që karakterizon veprimin e një force mbi një trup për një periudhë të caktuar kohore impulsi i pushtetit. Njësia SI e momentit është 1H s.

Ligji i ruajtjes së momentit qëndron në themel të shtytjes reaktiv.

Propulsion reaktiv- Kjo Kjo është lëvizja e një trupi që ndodh pas ndarjes së një pjese të tij nga trupi.

Shembull: një trup me masë T pushoi. Një pjesë e trupit është ndarë t 1 me shpejtësi υ → 1 . Pastaj pjesa e mbetur do të lëvizë në drejtim të kundërt me një shpejtësi υ → 2, masa e pjesës së mbetur t 2. Në të vërtetë, shuma e impulseve të të dy pjesëve të trupit para ndarjes ishte e barabartë me zero dhe pas ndarjes do të jetë e barabartë me zero:

t 1 υ → 1 + m 2 υ → 2 =0, pra υ → 1 = -m 2 υ → 2 / m 1 .

K. E. Tsiolkovsky zhvilloi teorinë e fluturimit të një trupi me masë të ndryshueshme (një raketë) në një fushë gravitacionale uniforme dhe llogariti rezervat e karburantit të nevojshëm për të kapërcyer forcën e gravitetit.

Idetë teknike të Tsiolkovsky përdoren në krijimin e teknologjisë moderne të raketave dhe hapësirës. Lëvizja duke përdorur një rrymë reaktiv sipas ligjit të ruajtjes së momentit është baza e një motori hidrojet. Lëvizja e shumë molusqeve detare (oktapod, kandil deti, kallamar, sepje) bazohet gjithashtu në parimin reaktiv.

Numri i biletës 17

Ligji i gravitetit universal. Graviteti. Pesha e trupit. Papeshë.

Plani i reagimit

1. Forcat e gravitetit.

2. Ligji i gravitetit universal.

3. Kuptimi fizik i konstantes gravitacionale.

4. Graviteti.

5. Pesha trupore, mbingarkesë.

6. Papeshë.

Isaac Newton sugjeroi se ekzistojnë forca të tërheqjes së ndërsjellë midis çdo trupi në natyrë.

Këto forca quhen forcat e gravitetit, ose forcat e gravitetit universal. Forca e gravitetit universal manifestohet në Hapësirë, Sistemi Diellor dhe në Tokë. Njutoni nxori formulën:

t 1 t 2

F=G----, Ku G- koeficienti i proporcionalitetit, i quajtur gravitacionale

R 2

Konstante.

Ligji i gravitetit universal: midis çdo pike materiale ekziston një forcë tërheqëse reciproke, drejtpërdrejt proporcionale me produktin e masave të tyre dhe në përpjesëtim të kundërt me katrorin e distancës midis tyre, që vepron përgjatë vijës që lidh këto pika.

Kuptimi fizik i konstantës gravitacionale rrjedh nga ligji i gravitetit universal.

Nëse t 1 = t 2 = 1 kg, R= 1 m atëherë G = F, d.m.th konstanta gravitacionale është e barabartë me forcën me të cilën tërhiqen dy trupa prej 1 kg në një distancë prej 1 m. Vlera numerike: G= 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2. Forcat e gravitetit universal veprojnë midis çdo trupi në natyrë, por ato bëhen të dukshme në masa të mëdha. Ligji i gravitetit universal është i kënaqur vetëm për pikat materiale dhe topat (në këtë rast, distanca midis qendrave të topave merret si distancë).

Një lloj i veçantë i forcës gravitacionale universale është forca e tërheqjes së trupave drejt Tokës (ose drejt një planeti tjetër). Kjo forcë quhet gravitetit.

Nën ndikimin e kësaj force, të gjithë trupat fitojnë nxitim gravitacional. Sipas ligjit të dytë të Njutonit g = F T / m, prandaj, F T = tg.

Forca e gravitetit është gjithmonë e drejtuar drejt qendrës së Tokës.

Në sipërfaqen e Tokës, nxitimi i gravitetit është 9.831 m/s 2 .

Pesha e trupit quhet forca me të cilën një trup shtyp një mbështetje ose pezullim si rezultat i tërheqjes gravitacionale ndaj planetit (Fig. 1).

Tregohet pesha e trupit p → . Njësia e peshës është 1 N. Meqenëse pesha është e barabartë me forcën me të cilën trupi vepron në mbështetëse, atëherë, në përputhje me ligjin e tretë të Njutonit, pesha më e madhe e trupit është e barabartë me forcën e reagimit të suportit. Prandaj, për të gjetur peshën e një trupi, është e nevojshme të gjesh se me çfarë është e barabartë forca e reagimit mbështetës.

Oriz. 1 Fig. 2

Le të shqyrtojmë rastin kur trupi dhe mbështetja nuk lëvizin. Në këtë rast, forca e reagimit të tokës dhe pesha e trupit janë të barabarta me forcën e gravitetit (Fig. 2):

P → = N → = tg → .

Në rastin e një trupi që lëviz vertikalisht lart së bashku me një mbështetje me nxitim, sipas ligjit të dytë të Njutonit, ne mund të shkruajmë tg → + N → = ta →(Fig. 3, A).

Në projeksion mbi bosht Oh:

-тg + N = ta, nga këtu

N= t(g + a).

Kur lëvizni vertikalisht lart me nxitim, pesha e trupit rritet dhe gjendet sipas formulës R= t(g + a).

Një rritje e peshës trupore e shkaktuar nga lëvizja e përshpejtuar e një mbështetëseje ose pezullimi quhet mbingarkesë.

Efektet e mbingarkesës përjetohen nga astronautët dhe drejtuesit e makinave gjatë frenimit të papritur.

Nëse një trup lëviz poshtë vertikalisht,

tg → + N → = ta → ; tg - N = ta; N = m(g - a); P = m(g - a),

domethënë, pesha kur lëviz vertikalisht me nxitim do të jetë më e vogël se forca e gravitetit (Fig. 3, b).

Nëse trupi bie lirshëm, në këtë rast P = (g – g)m = 0

Gjendja e një trupi në të cilin pesha e tij është zero quhet pa peshë. Gjendja e mungesës së peshës vërehet në një aeroplan ose anije kozmike kur lëviz me nxitim të rënies së lirë, pavarësisht nga drejtimi dhe vlera e shpejtësisë së lëvizjes së tyre.

Bileta nr. 24 Shndërrimi i energjisë gjatë dridhjeve mekanike. Dridhje të lira dhe të detyruara. Rezonanca.

Plani i reagimit

1. Përkufizimi i lëvizjes osciluese.

2. Dridhje të lira.

3. Transformimet e energjisë.

4. Dridhjet e detyruara. Dridhjet mekanike

janë lëvizje të trupit që përsëriten saktësisht ose afërsisht në intervale të barabarta kohore. Karakteristikat kryesore të dridhjeve mekanike janë: zhvendosja, amplituda, frekuenca, perioda. Kompensimiështë një devijim nga pozicioni i ekuilibrit. Amplituda- moduli i devijimit maksimal nga pozicioni i ekuilibrit. Frekuenca- numri i lëkundjeve të plota të kryera për njësi të kohës. Periudha- koha e një lëkundjeje të plotë, d.m.th. periudha minimale e kohës pas së cilës procesi përsëritet. Periudha dhe frekuenca lidhen me relacionin: ν = 1 /T.

Lloji më i thjeshtë i lëvizjes osciluese është dridhjet harmonike, në të cilën sasia lëkundëse ndryshon me kalimin e kohës sipas ligjit të sinusit ose kosinusit (Fig. 1 ).

Falas quhen lëkundje që ndodhin për shkak të energjisë së dhënë fillimisht në mungesën e mëvonshme të ndikimeve të jashtme në sistemin që kryen lëkundjet. Për shembull, dridhjet e një ngarkese në një fije (Fig. 2).

Oriz. 1 Fig. 2

Le të shqyrtojmë procesin e shndërrimit të energjisë duke përdorur shembullin e lëkundjeve të një ngarkese në një fije (shih Fig. 2).

Kur lavjerrësi devijon nga pozicioni i ekuilibrit, ai ngrihet në një lartësi h në lidhje me nivelin zero, pra, në pikë A një lavjerrës ka energji potenciale tgh. Kur lëvizni drejt pozicionit të ekuilibrit, drejt pikës 0, lartësia zvogëlohet në zero, dhe shpejtësia e ngarkesës rritet, dhe në pikën 0 gjithë energjinë potenciale tgh shndërrohet në energji kinetike tυ 2/2. Në ekuilibër, energjia kinetike është në maksimum dhe energjia potenciale është në minimum. Pas kalimit të pozicionit të ekuilibrit, energjia kinetike shndërrohet në energji potenciale, shpejtësia e lavjerrës zvogëlohet dhe, në devijimin maksimal nga pozicioni i ekuilibrit, bëhet e barabartë me zero. Me lëvizjen osciluese ndodhin gjithmonë transformime periodike të energjisë së saj kinetike dhe potenciale.

Me dridhje të lira mekanike, humbja e energjisë ndodh në mënyrë të pashmangshme për të kapërcyer forcat e rezistencës. Nëse lëkundjet ndodhin nën ndikimin e një force periodike të jashtme, atëherë quhen lëkundje të tilla i detyruar. Për shembull, prindërit tundin një fëmijë në një lëkundje, një pistoni lëviz në një cilindër të motorit të makinës, një brisk elektrik dhe një gjilpërë e makinës qepëse dridhen. Natyra e lëkundjeve të detyruara varet nga natyra e veprimit të forcës së jashtme, nga madhësia, drejtimi, shpeshtësia e veprimit të saj dhe nuk varet nga madhësia dhe vetitë e trupit lëkundës. Për shembull, themeli i motorit mbi të cilin është ngjitur kryen lëkundje të detyruara me një frekuencë të përcaktuar vetëm nga numri i rrotullimeve të motorit - dhe nuk varet nga madhësia e themelit.

Kur frekuenca e forcës së jashtme dhe frekuenca e dridhjeve të vetë trupit përkojnë, amplituda e dridhjeve të detyruara rritet ndjeshëm. Ky fenomen quhet rezonancë mekanike. Grafikisht, varësia e lëkundjeve të detyruara nga frekuenca e forcës së jashtme është paraqitur në figurën 3.

Fenomeni i rezonancës mund të shkaktojë shkatërrimin e makinave, ndërtesave, urave nëse frekuencat e tyre natyrore përkojnë me frekuencën e një force që vepron periodikisht. Prandaj, për shembull, motorët në makina janë instaluar në amortizues të veçantë, dhe njësive ushtarake u ndalohet të mbajnë ritmin kur lëvizin nëpër urë.

Në mungesë të fërkimit, amplituda e lëkundjeve të detyruara gjatë rezonancës duhet të rritet me kalimin e kohës pa kufi. Në sistemet reale, amplituda në gjendjen e qëndrueshme të rezonancës përcaktohet nga gjendja e humbjes së energjisë gjatë periudhës dhe nga puna e forcës së jashtme në të njëjtën kohë. Sa më pak fërkime, aq më e madhe është amplituda gjatë rezonancës.

Bileta nr. 16

Kondensatorë. Kapaciteti i kondensatorit. Aplikimi i kondensatorëve.

Plani i reagimit

1. Përkufizimi i një kondensatori.

2. Emërtimi.

3. Kapaciteti elektrik i kondensatorit.

4. Kapaciteti elektrik i një kondensatori të sheshtë.

5. Lidhja e kondensatorëve.

6. Aplikimi i kondensatorëve.

Për të grumbulluar sasi të konsiderueshme të ngarkesave elektrike të kundërta, përdoren kondensatorë.

Kondensatorështë një sistem i dy përçuesve (pllakave) të ndara nga një shtresë dielektrike, trashësia e së cilës është e vogël në krahasim me madhësinë e përçuesve.

Shembull, dy pllaka metalike të sheshta të vendosura paralelisht dhe të ndara nga një dielektrik formojnë një kondensator të sheshtë.

Nëse pllakave të një kondensatori të sheshtë u jepen ngarkesa me madhësi të barabartë dhe shenjë të kundërt, atëherë voltazhi midis pllakave do të jetë dy herë më i madh se tensioni i një pllake. Jashtë pllakave tensioni është zero.

Kondensatorët përcaktohen në diagrame si më poshtë:

Kapaciteti elektrik i një kondensatori është një vlerë e barabartë me raportin e ngarkesës në njërën prej pllakave me tensionin midis tyre. Kapaciteti elektrik është caktuar C.

A-parësore ME= q/U. Njësia e kapacitetit elektrik është faradi (F).

1 farad është kapaciteti elektrik i një kondensatori të tillë, voltazhi midis pllakave të të cilit është i barabartë me 1 volt kur pllakat ngarkohen me ngarkesa të kundërta prej 1 kulomb.

Kapaciteti elektrik i një kondensatori të sheshtë gjendet me formulën:

C = ε ε 0 - ,

ku ε 0 është konstanta elektrike, ε është konstanta dielektrike e mediumit, S është sipërfaqja e pllakës së kondensatorit, d- distanca midis pllakave (ose trashësisë dielektrike).

Nëse kondensatorët janë të lidhur për të formuar një bateri, pastaj me lidhje paralele C O = C 1 + C 2(Fig. 1). Për lidhje serike

- = - + - (Fig. 2).

C O C 1 C 2

Në varësi të llojit të dielektrikut, kondensatorët mund të jenë ajri, letra ose mikë.

Kondensatorët përdoren për të ruajtur energjinë elektrike dhe për ta përdorur atë gjatë shkarkimit të shpejtë (flic foto), për të ndarë qarqet DC dhe AC, në ndreqës, qarqe lëkundëse dhe pajisje të tjera elektronike.

Bileta nr 15

Puna dhe fuqia në një qark DC. Forca elektromotore. Ligji i Ohmit për një qark të plotë.

Plani i reagimit

1. Puna aktuale.

2. Ligji Joule-Lenz.

3. Forca elektromotore.

4. Ligji i Omit për një qark të plotë.

Në një fushë elektrike nga formula për përcaktimin e tensionit

U = A / q

pastaj të llogaritet puna e bartjes së ngarkesës elektrike

A = U q meqenëse për tarifën aktuale q = I t

atëherë puna e rrymës:

A = UIit ose A = I 2 Rt = U 2 / R t

Fuqia sipas përkufizimit N = A / t prandaj, N = UI = I 2 R = U 2 /R

Ligji Joule-Lenz: Kur rryma kalon nëpër një përcjellës, sasia e nxehtësisë së lëshuar në përcjellës është drejtpërdrejt proporcionale me katrorin e forcës së rrymës, rezistencën e përcjellësit dhe kohën e kalimit të rrymës, Q = I 2 Rt.

Një qark i mbyllur i plotë është një qark elektrik që përfshin rezistenca të jashtme dhe një burim rrymë (Fig. 1).

Si një nga seksionet e qarkut, burimi aktual ka rezistencë, e cila quhet e brendshme , r.

Në mënyrë që rryma të rrjedhë nëpër një qark të mbyllur, është e nevojshme që energjia shtesë t'i jepet ngarkesave në burimin aktual; kjo energji merret nga puna e lëvizjes së ngarkesave, e cila prodhohet nga forcat me origjinë jo elektrike. (forcat e jashtme) kundër forcave të fushës elektrike.

Burimi aktual karakterizohet nga EMF - forca elektromotore e burimit.

EMF - karakteristikë e një burimi energjie jo-elektrike në një qark elektrik të nevojshëm për të mbajtur rrymën elektrike në të .

EMF matet nga raporti i punës së bërë nga forcat e jashtme për të lëvizur një ngarkesë pozitive përgjatë një qarku të mbyllur në këtë ngarkesë

Ɛ = A ST / q.

Le të marrë kohë t një ngarkesë elektrike do të kalojë përmes seksionit tërthor të përcjellësit q.

Atëherë puna e forcave të jashtme kur lëviz një ngarkesë mund të shkruhet si më poshtë: A ST = Ɛ q.

Sipas përcaktimit të rrymës q=I t,

A ST = Ɛ I t

Gjatë kryerjes së kësaj pune në seksionet e brendshme dhe të jashtme të qarkut, rezistenca e të cilave R dhe r, lirohet pak nxehtësi.

Sipas ligjit Joule-Lenz, është e barabartë me : Q = I 2 R t + I 2 r t

Sipas ligjit të ruajtjes së energjisë A = Q. Prandaj, Ɛ = IR + Ir .

Produkti i rrymës dhe rezistenca e një seksioni të një qarku shpesh quhet rënia e tensionit në këtë zonë.

EMF është e barabartë me shumën e rënies së tensionit në seksionet e brendshme dhe të jashtme të qarkut të mbyllur. RRETH

I = Ɛ / (R + r).

Kjo marrëdhënie quhet ligji i Ohm-it për një qark të plotë

Fuqia e rrymës në një qark të plotë është drejtpërdrejt proporcionale me emf-në e burimit aktual dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën totale të qarkut .

Kur qarku është i hapur, emf është i barabartë me tensionin në terminalet e burimit dhe, për rrjedhojë, mund të matet me një voltmetër.

Bileta nr 12

Ndërveprimi i trupave të ngarkuar. Ligji i Kulombit. Ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike.

Plani i reagimit

1. Ngarkesa elektrike.

2. Ndërveprimi i trupave të ngarkuar.

3. Ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike.

4. Ligji i Kulonit.

5. Konstanta dielektrike.

6. Konstanta elektrike.

Ligjet e bashkëveprimit të atomeve dhe molekulave shpjegohen në bazë të strukturës së atomit, duke përdorur modelin planetar të strukturës së tij.

Në qendër të atomit ekziston një bërthamë e ngarkuar pozitivisht, rreth së cilës grimcat e ngarkuara negativisht rrotullohen në orbita të caktuara.

Ndërveprimi ndërmjet grimcave të ngarkuara quhet elektromagnetike.

Intensiteti i ndërveprimit elektromagnetik përcaktohet nga sasia fizike - ngarkesa elektrike, e cila shënohet me q.

Njësia e ngarkesës elektrike - varëse (Cl).

1 varëse- kjo është një ngarkesë elektrike që, duke kaluar nëpër seksionin tërthor të një përcjellësi në 1 s, krijon një rrymë prej 1 A në të.

Aftësia e ngarkesave elektrike për të tërhequr dhe zmbrapsur në mënyrë reciproke shpjegohet me ekzistencën e dy llojeve të ngarkesave.

Një lloj ngarkese quhet pozitive, Bartësi i ngarkesës elementare pozitive është protoni.

Një lloj tjetër ngarkese quhej negativ, bartësi i tij është një elektron. Ngarkesa elementare është e = 1,6 × 10 -19 Cl.

Ngarkesa elektrike as nuk krijohet dhe as nuk shkatërrohet, por vetëm transferohet nga një trup në tjetrin.

Ky fakt quhet ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike.

Në natyrë, një ngarkesë elektrike e së njëjtës shenjë nuk shfaqet ose zhduket.

Shfaqja dhe zhdukja e ngarkesave elektrike në trupa në shumicën e rasteve shpjegohet me kalimin e grimcave elementare të ngarkuara - elektroneve - nga një trup në tjetrin.

Elektrifikimi- ky është një mesazh për trupin e një ngarkese elektrike.

Elektrifikimi mund të ndodhë përmes kontaktit (fërkimit) të substancave të ndryshme dhe gjatë rrezatimit.

Kur ndodh elektrifikimi në trup, ndodh një tepricë ose mungesë e elektroneve.

Nëse ka një tepricë të elektroneve, trupi fiton një ngarkesë negative, dhe nëse ka një mungesë, merr një ngarkesë pozitive.

Ligji themelor i elektrostatikës u krijua eksperimentalisht nga Charles Coulomb:

Moduli i forcës së bashkëveprimit ndërmjet dy ngarkesave elektrike të fiksuara në një vakum është drejtpërdrejt proporcional me produktin e madhësive të këtyre ngarkesave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre.

F = k q 1 q 2 / r 2,

ku q 1 dhe q 2 janë modulet e ngarkimit, r është distanca ndërmjet tyre, k është koeficienti i proporcionalitetit, në varësi të zgjedhjes së sistemit të njësive, në SI

k = 9 10 9 N m 2 /Cl 2.

Sasia që tregon se sa herë forca e bashkëveprimit ndërmjet ngarkesave në vakum është më e madhe se në një mjedis quhet konstanta dielektrike e mediumitε.

Për një mjedis me konstante dielektrike ε, ligji i Kulombit: F = k q 1 q 2 / (ε r 2).

Në vend të koeficientit k, shpesh përdoret një koeficient i quajtur elektrik konstante ε 0 .

Konstanta elektrike lidhet me koeficientin k si më poshtë:

k = 1/4πε 0 dhe numerikisht është e barabartë me ε 0 = 8,85 10 -12 C/N m 2

Duke përdorur konstanten elektrike, ligji i Kulombit është:

1 q 1 q 2

F = --- ---

4 π ε 0 r 2

Bashkëveprimi i ngarkesave elektrike stacionare quhet elektrostatike, ose Ndërveprimi i Kulombit. Forcat e Kulonit mund të përshkruhen grafikisht (Fig. 1).

Forca e Kulonit drejtohet përgjatë vijës së drejtë që lidh trupat e ngarkuar. Është forca tërheqëse për shenja të ndryshme ngarkesash dhe forca refuzuese për të njëjtat shenja.

Në mekanikën klasike besohet se:

a) Masa e një pike materiale nuk varet nga gjendja e lëvizjes së pikës, duke qenë karakteristikë konstante e saj.

b) Masa është një sasi shtesë, d.m.th. masa e një sistemi (për shembull, një trup) është e barabartë me shumën e masave të të gjitha pikave materiale që janë pjesë e këtij sistemi.

c) Masa e një sistemi të mbyllur mbetet e pandryshuar gjatë çdo procesi që ndodh në këtë sistem (ligji i ruajtjes së masës).

Dendësia ρ trup në një pikë të caktuar M i quajtur raporti i masës dm element i vogël i trupit duke përfshirë një pikë M, ndaj vlerës dV vëllimi i këtij elementi:

Dimensionet e elementit në shqyrtim duhet të jenë aq të vogla sa duke ndryshuar densitetin brenda kufijve të tij, distancat ndërmolekulare mund të jenë shumë herë më të mëdha.

Trupi quhet homogjene , nëse dendësia është e njëjtë në të gjitha pikat e saj. Masa e një trupi homogjen është e barabartë me produktin e densitetit dhe vëllimit të tij:

Masa e një trupi heterogjen:

dV,

ku ρ është një funksion i koordinatave, dhe integrimi kryhet në të gjithë vëllimin e trupit. Dendësi mesatare (ρ) i një trupi johomogjen quhet raporti i masës së tij ndaj vëllimit: (ρ)=m/V.

Qendra e masës së sistemit pikat materiale quhet pika C, rreze vektori

që është e barabartë me: dhe – vektorin e masës dhe rrezes i pika materiale, n është numri total i pikave materiale në sistem, dhe m= është masa e të gjithë sistemit.

Qendra e shpejtësisë së masës:

Sasia vektoriale

, e barabartë me prodhimin e masës së një pike materiale dhe shpejtësisë së saj, quhet impuls, ose sasia e lëvizjes , kjo pikë materiale. Impulsi i sistemit e pikave materiale quhet vektor fq, e barabartë me shumën gjeometrike të momentit të të gjitha pikave materiale të sistemit:

Momenti i sistemit është i barabartë me produktin e masës së të gjithë sistemit dhe shpejtësinë e qendrës së tij të masës:

Ligji i dytë i Njutonit

Ligji bazë i dinamikës së një pike materiale është ligji i dytë i Njutonit, i cili flet për mënyrën se si lëvizja mekanike e një pike materiale ndryshon nën ndikimin e forcave të aplikuara në të. Ligji i dytë i Njutonit lexon: shkalla e ndryshimit të momentit ρ pika materiale është e barabartë me forcën që vepron mbi të F, d.m.th.

, ose

ku m dhe v janë masa dhe shpejtësia e pikës materiale.

Nëse disa forca veprojnë njëkohësisht në një pikë materiale, atëherë nën forcën F në ligjin e dytë të Njutonit, ju duhet të kuptoni shumën gjeometrike të të gjitha forcave vepruese - si reagimet aktive ashtu edhe ato të reagimit, d.m.th. forcë rezultante.

Sasia vektoriale Fdt quhet elementare impuls forcë F në një kohë të shkurtër dt veprimet e saj. Forca e impulsit F për një periudhë të caktuar kohe nga

to është e barabartë me një integral të caktuar:

Ku F, në përgjithësi, varet nga koha t.

Sipas ligjit të dytë të Njutonit, ndryshimi në momentin e një pike materiale është i barabartë me momentin e forcës që vepron mbi të:

d p= F dt Dhe

, është vlera e momentit të pikës materiale në fund ( ) dhe në fillim ( ) të periudhës kohore në shqyrtim.

Meqenëse në mekanikën Njutoniane masa m atëherë pika materiale nuk varet nga gjendja e lëvizjes së pikës

Prandaj, shprehja matematikore e ligjit të dytë të Njutonit mund të paraqitet edhe në formë

- nxitimi i një pike materiale, rështë vektori i rrezes së tij. Prandaj, formulimi Ligji i dytë i Njutonit thotë: nxitimi i një pike materiale përkon në drejtim me forcën që vepron mbi të dhe është i barabartë me raportin e kësaj force me masën e pikës materiale.

Nxitimi tangjencial dhe normal i një materiali përcaktohen nga përbërësit përkatës të forcës F

, është madhësia e vektorit të shpejtësisë së pikës materiale, dhe R– rrezja e lakimit të trajektores së saj. Forca që i jep nxitim normal një pike materiale drejtohet drejt qendrës së lakimit të trajektores së pikës dhe për këtë arsye quhet forcë centripetale.

Nëse në një pikë materiale veprojnë njëkohësisht disa forca

, pastaj nxitimi i tij. Rrjedhimisht, secila prej forcave që veprojnë njëkohësisht në një pikë materiale i jep asaj të njëjtin nxitim sikur të mos kishte forca të tjera. (parimi i pavarësisë së veprimit të forcave).

Ekuacioni diferencial i lëvizjes së një pike materiale quhet ekuacion

Në projeksionet mbi boshtet e një sistemi koordinativ kartezian drejtkëndor, ky ekuacion ka formën

, ,

ku x, y dhe z janë koordinatat e pikës lëvizëse.

Ligji i tretë i Njutonit. Lëvizja e qendrës së masës

Veprimi mekanik i trupave mbi njëri-tjetrin manifestohet në formën e ndërveprimit të tyre. Kjo është ajo që ai thotë Ligji i tretë i Njutonit: dy pika materiale veprojnë mbi njëra-tjetrën me forca numerikisht të barabarta dhe të drejtuara në drejtime të kundërta përgjatë vijës së drejtë që lidh këto pika.

– forca që vepron i- yu pikë materiale nga ana k- th, a është forca që vepron në pikën k-të materiale nga ana i-të, atëherë, sipas ligjit të tretë të Njutonit, ato zbatohen në pika të ndryshme materiale dhe mund të balancohen reciprokisht vetëm në ato raste kur këto pika i përkasin të njëjtës. trup absolutisht i fortë.

Ligji i tretë i Njutonit është një shtesë thelbësore ndaj ligjit të parë dhe të dytë. Kjo ju lejon të kaloni nga dinamika e një pike të vetme materiale në dinamikën e një sistemi mekanik arbitrar (sistemi i pikave materiale). Nga ligji i tretë i Njutonit rezulton se në çdo sistem mekanik shuma gjeometrike e të gjitha forcave të brendshme është e barabartë me zero: ku

– rezultante e forcave të jashtme të aplikuara në i pika materiale.

Nga ligji i dytë dhe i tretë i Njutonit rezulton se derivati i parë në lidhje me kohën t nga impulsi fq sistemi mekanik është i barabartë me vektorin kryesor të të gjitha forcave të jashtme të aplikuara në sistem,

Ky ekuacion shpreh ligji i ndryshimit të momentit të sistemit.

Arsyeja e ndryshimit të shpejtësisë së lëvizjes së një trupi është gjithmonë ndërveprimi i tij me trupat e tjerë.

Pas fikjes së motorit, makina ngadalësohet gradualisht dhe ndalon. Arsyeja kryesore

ndryshimet në shpejtësinë e automjetit - ndërveprimi i rrotave të tij me sipërfaqen e rrugës.

Një top i shtrirë i palëvizshëm në tokë nuk lëviz kurrë vetë. Shpejtësia e topit ndryshon vetëm si rezultat i veprimit të trupave të tjerë mbi të, për shembull, këmbëve të një futbollisti.

Qëndrueshmëria e raportit të moduleve të nxitimit.

Kur dy trupa ndërveprojnë, shpejtësitë e trupit të parë dhe të dytë ndryshojnë gjithmonë, d.m.th., të dy trupat fitojnë nxitim. Modulet e nxitimit të dy trupave që ndërveprojnë mund të jenë të ndryshme, por raporti i tyre rezulton të jetë konstant për çdo ndërveprim:

Inercia e trupave.

Qëndrueshmëria e raportit të moduleve të nxitimit të dy trupave gjatë ndonjë ndërveprimesh të tyre tregon se trupat kanë disa veti nga e cila varet nxitimi i tyre gjatë ndërveprimeve me trupa të tjerë. Nxitimi i një trupi është i barabartë me raportin e ndryshimit të shpejtësisë së tij me kohën gjatë së cilës ka ndodhur ky ndryshim:

Duke qenë se koha e veprimit të trupave mbi njëri-tjetrin është e njëjtë, ndryshimi i shpejtësisë është më i madh për trupin që fiton nxitim më të madh.

Sa më pak të ndryshojë shpejtësia e një trupi kur ndërvepron me trupa të tjerë, aq më afër lëvizjes së tij është lëvizjes drejtvizore uniforme nga inercia. Një trup i tillë quhet më inert.

Të gjithë trupat kanë vetinë e inercisë. Ai konsiston në faktin se duhet pak kohë për të ndryshuar shpejtësinë e një trupi kur ai ndërvepron me ndonjë trup tjetër.

Shfaqja e vetive të inercisë së trupave mund të vërehet në eksperimentin e mëposhtëm. Ne varim një cilindër metalik në një fije të hollë (Fig. 20, a) dhe lidhim saktësisht të njëjtën fije nga poshtë. Përvoja tregon se me tension gradual të fillit të poshtëm, filli i sipërm prishet (Fig. 20, b). Nëse e tërheqni ashpër fillin e poshtëm, filli i sipërm mbetet i paprekur, por filli i poshtëm prishet (Fig. 20, c). Në këtë rast, ndikohet inercia e cilindrit, i cili nuk ka kohë në një kohë të shkurtër të ndryshojë mjaftueshëm shpejtësinë e tij dhe të bëjë një lëvizje të dukshme të mjaftueshme për të thyer fillin e sipërm.

Masa trupore.

Vetia e një trupi nga e cila varet nxitimi i tij gjatë bashkëveprimit me trupa të tjerë quhet inerci. Një masë sasiore e inercisë së trupit është masa e trupit. Sa më shumë masë të ketë një trup, aq më pak nxitim merr gjatë bashkëveprimit.

Prandaj, në fizikë pranohet se raporti i masave të trupave ndërveprues është i barabartë me raportin e anasjelltë të moduleve të nxitimit:

Njësia e masës në Sistemin Ndërkombëtar është masa e një standardi të veçantë të bërë nga një aliazh platini dhe iridiumi. Masa e këtij standardi quhet kilogram (kg).

Masa e çdo trupi mund të gjendet duke ndërvepruar këtë trup me një masë standarde.

Sipas përkufizimit të konceptit të masës, raporti i masave të trupave ndërveprues është i barabartë me raportin e anasjelltë të moduleve të nxitimeve të tyre (5.2). Duke matur modulet e nxitimit të trupit dhe standardin, mund të gjendet raporti i masës së trupit me masën e standardit.

Raporti i masës trupore me masën e standardit është i barabartë me raportin e modulit të nxitimit të standardit. Tek moduli i nxitimit të një trupi gjatë bashkëveprimit të tyre.

Masa trupore mund të shprehet përmes masës së standardit:

Masa trupore është një sasi fizike që karakterizon inercinë e saj.

Matja e masës.

Për të matur masat e trupave në shkencë, teknologji dhe praktikën e përditshme, rrallë përdoret metoda e krahasimit të masës së një trupi me masën e një standardi duke përcaktuar nxitimet e trupave gjatë ndërveprimit të tyre. Një metodë e përdorur zakonisht është krahasimi i masave të trupave duke përdorur peshore.

Gjatë peshimit, aftësia e të gjithë trupave për të bashkëvepruar me Tokën përdoret për të përcaktuar masat. Eksperimentet kanë treguar se trupat me të njëjtën masë tërhiqen në mënyrë të barabartë nga Toka. Barazia e tërheqjes së trupave ndaj Tokës, për shembull, mund të përcaktohet nga shtrirja e barabartë e sustës kur trupat me masa të barabarta varen në mënyrë alternative prej saj.

Pyetja 4

Sistemet e referencës inerciale

Kornizat inerciale të referencës Ligji i parë i Njutonit

Pyetja 3

Ligji i parë i Njutonit- (ligji i inercisë) ekzistojnë sisteme të tilla referimi në lidhje me të cilat një trup që lëviz në mënyrë përkthimore, duke ruajtur shpejtësinë e tij të pandryshuar, është në qetësi ose lëviz drejtvizor dhe në mënyrë të njëtrajtshme, nëse nuk veprohet nga trupat e jashtëm ose veprimi i tyre është i barabartë me zero, pra kompensohet.

Një sistem referimi në të cilin ligji i inercisë është i vlefshëm: një pikë materiale, kur nuk veprojnë forca mbi të (ose forca të balancuara reciproke veprojnë mbi të), është në gjendje pushimi ose lëvizje lineare uniforme. Çdo sistem referimi që lëviz në lidhje me një bosht. O. në mënyrë progresive, uniforme dhe drejtvizore, ekziston edhe I. s. O. Rrjedhimisht, teorikisht mund të ketë çdo numër të barabartë i.s. o., duke zotëruar vetinë e rëndësishme që në të gjitha sistemet e tilla ligjet e fizikës janë të njëjta (i ashtuquajturi parimi i relativitetit).

Ndërveprimi i trupave. Arsyeja e ndryshimit të shpejtësisë së lëvizjes së një trupi është gjithmonë ndërveprimi i tij me trupat e tjerë.

Pas fikjes së motorit, makina ngadalësohet gradualisht dhe ndalon. Arsyeja kryesore për ndryshimet në shpejtësinë e automjetit është ndërveprimi i rrotave të tij me sipërfaqen e rrugës.

Qëndrueshmëria e raportit të moduleve të nxitimit. Kur dy trupa ndërveprojnë, shpejtësitë e trupit të parë dhe të dytë ndryshojnë gjithmonë, d.m.th., të dy trupat fitojnë nxitim. Modulet e nxitimit të dy trupave që ndërveprojnë mund të jenë të ndryshme, por raporti i tyre rezulton të jetë konstant për çdo ndërveprim:

Ndërveprimet ndryshojnë nga njëri-tjetri si në aspektin sasior ashtu edhe në atë cilësor. Për shembull, është e qartë se sa më shumë deformohet një susta, aq më i madh është ndërveprimi i kthesave të tij. Ose sa më afër të jenë dy ngarkesat me të njëjtin emër, aq më të forta do të tërheqin. Në rastet më të thjeshta të ndërveprimit, karakteristika sasiore është forcë.

Masa trupore. Quhet vetia e një trupi nga e cila varet nxitimi i tij gjatë bashkëveprimit me trupa të tjerë inercia.

Një masë sasiore e inercisë së trupit është masa e trupit. Sa më shumë masë të ketë një trup, aq më pak nxitim merr gjatë bashkëveprimit.

Prandaj, në fizikë pranohet se raporti i masave të trupave ndërveprues është i barabartë me raportin e anasjelltë të moduleve të nxitimit:

Njësia e masës në Sistemin Ndërkombëtar është masa e një standardi të veçantë të bërë nga një aliazh platini dhe iridiumi. Masa e këtij standardi quhet kilogram(kg).

Masa e çdo trupi mund të gjendet duke ndërvepruar këtë trup me një masë standarde.

Raporti i masës së trupit me masën e standardit është i barabartë me raportin e modulit të nxitimit të standardit me modulin e nxitimit të trupit gjatë bashkëveprimit të tyre.

Masa trupore mund të shprehet përmes masës së standardit:

Masa trupore është një sasi fizike që karakterizon inercinë e saj.

Forca është arsyeja e nxitimit të trupave në lidhje me një kornizë referimi inerciale ose deformimi i tyre. Forca është një sasi fizike vektoriale, e cila është një masë e nxitimit të fituar nga trupat gjatë bashkëveprimit. Forca karakterizohet nga: a) moduli; b) pika e aplikimit; c) drejtim.

Ligji i dytë i Njutonit - forca që vepron në një trup është e barabartë me produktin e masës së trupit dhe nxitimin e dhënë nga kjo forcë.

Fizika

Masa trupore

Ndërveprimi i trupave. Arsyeja e ndryshimit të shpejtësisë së lëvizjes së një trupi është gjithmonë ndërveprimi i tij me trupat e tjerë.

Qëndrueshmëria e raportit të moduleve të nxitimit. Kur dy trupa ndërveprojnë, shpejtësitë e trupit të parë dhe të dytë ndryshojnë gjithmonë, d.m.th. të dy trupat fitojnë nxitim. Modulet e nxitimit të dy trupave që ndërveprojnë mund të jenë të ndryshme, por raporti i tyre rezulton të jetë konstant për çdo ndërveprim:

Inercia e trupave. Qëndrueshmëria e raportit të moduleve të nxitimit të dy trupave gjatë ndonjë ndërveprimesh të tyre tregon se trupat kanë disa veti nga e cila varet nxitimi i tyre gjatë ndërveprimeve me trupa të tjerë.

Të gjithë trupat kanë vetinë e inercisë. Ai konsiston në faktin se duhet pak kohë për të ndryshuar shpejtësinë e një trupi kur ai ndërvepron me trupa të tjerë.

Masa trupore. Quhet vetia e një trupi nga e cila varet nxitimi i tij gjatë bashkëveprimit me trupa të tjerë inercia. Një masë sasiore e inercisë është pesha e trupit. Sa më shumë masë të ketë një trup, aq më pak nxitim merr gjatë bashkëveprimit.

Prandaj, në fizikë pranohet se raporti i masave të trupave që ndërveprojnë është i barabartë me raportin e anasjelltë të moduleve të nxitimit:

m 1 / m 2 = a 2 / a 1 (5.2)

Masa trupore është një sasi fizike që karakterizon inercinë e saj.

Dendësia e lëndës. Raporti i masës m trupi në vëllimin e tij V quhet dendësia e substancës:

Dendësia shprehet në kilogramë për metër kub, njësia e dendësisë është 1 kg/m3.

Përdorimi i materialeve të faqes është i mundur në varësi të një lidhjeje aktive.