Javob rejasi

1. Jismlarning o'zaro ta'siri.

2. O'zaro ta'sir turlari.

4. Mexanikadagi kuchlar.

Oddiy kuzatishlar va tajribalar, masalan, aravalar bilan (1-rasm) quyidagi sifatli natijaga olib keladi.

xulosalar: a) boshqa jismlar harakat qilmaydigan jism o'z tezligini o'zgarmagan holda saqlaydi; b) tananing tezlashishi boshqa jismlar ta'sirida sodir bo'ladi, lekin tananing o'ziga ham bog'liq;

v) jismlarning bir-biriga ta'siri doimo o'zaro ta'sir qilish xususiyatiga ega.

Bu xulosalar tabiat, texnika va koinotdagi hodisalarni faqat inertial sanoq sistemalarida kuzatish orqali tasdiqlanadi.

O'zaro ta'sirlar miqdoriy va sifat jihatidan bir-biridan farq qiladi.

Masalan, bahor qancha ko'p deformatsiyalangan bo'lsa, uning g'altaklarining o'zaro ta'siri shunchalik katta bo'lishi aniq. Yoki ikkita o'xshash zaryad qanchalik yaqin bo'lsa, ular shunchalik kuchliroq tortadi.

O'zaro ta'sirning eng oddiy holatlarida miqdoriy xususiyat kuchdir.

Kuch- jismlarning inertial sanoq sistemasiga nisbatan tezlashishi yoki ularning deformatsiyasi sababi.

Kuch o'zaro ta'sir paytida jismlar tomonidan olingan tezlanishning o'lchovi bo'lgan vektor fizik miqdor.

Kuch quyidagi bilan tavsiflanadi: a) modul; b) qo'llash nuqtasi; c) yo'nalish.

Kuch birligi Nyuton.

1 nyuton, agar boshqa jismlar unga ta'sir qilmasa, bu kuchning ta'sir qilish yo'nalishi bo'yicha 1 kg og'irlikdagi jismga 1 m / s tezlanishni beradigan kuch.

Natija bir nechta kuchlar - bu o'z o'rnini bosadigan kuchlarning harakati bilan teng bo'lgan kuch. Natijada tanaga tatbiq etilgan barcha kuchlarning vektor yig'indisi.

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

Eksperimental ma'lumotlarga asoslanib, Nyuton qonunlari shakllantirildi.

Nyutonning ikkinchi qonuni. Jismning harakatdagi tezlashuvi jismga ta'sir qiluvchi barcha kuchlarning natijasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional, uning massasiga teskari proportsional va natijaviy kuch bilan bir xil yo'naltirilgan:

a → = F → /t.

Muammolarni hal qilish uchun qonun ko'pincha quyidagi shaklda yoziladi: F → =m a → .

13-raqamli chipta Body impuls. Impulsning saqlanish qonuni.

Javob rejasi

1. Tana impulsi.

2. Impulsning saqlanish qonuni.

3. Reaktiv harakat.

Dam olish va harakat nisbiydir, tananing tezligi mos yozuvlar tizimini tanlashga bog'liq; Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra, tananing dam olish yoki harakatlanishidan qat'i nazar, uning harakat tezligining o'zgarishi faqat kuch ta'sirida, ya'ni boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sir natijasida sodir bo'lishi mumkin. Jismlar o'zaro ta'sirlashganda saqlanishi mumkin bo'lgan miqdorlar mavjud. Bu miqdorlar energiya Va puls .

Tana impulsi jismlarning translyatsion harakatining miqdoriy xarakteristikasi bo'lgan vektor fizik miqdor deb ataladi. Impuls belgilangan r → .

Puls birligi r →- kg m/s.

Jismning impulsi tananing massasi va tezligining mahsulotiga teng : p → = t y → .

Puls vektor yo'nalishi r → tana tezligi vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladi υ → (1-rasm).

Jismlarning impulsi saqlanish qonuniga bo'ysunadi, bu qonun faqat yopiq fizik tizimlar uchun amal qiladi.

Mexanikada yopiq tashqi kuchlar ta'sirida bo'lmagan yoki bu kuchlarning harakati kompensatsiyalangan tizim deb ataladi.

Ushbu holatda r → 1 = r → 2, Qayerda p → 1 tizimning dastlabki impulsi hisoblanadi va p → 2- final.

Tizimga kiritilgan ikkita jismda bu ifoda shaklga ega t 1 y → 1 + t 2 y → 2 = m 1 y → 1 " + m 2 y → 2 ", Qayerda t 1 Va t 2- jismlarning massalari va y → 1 va y → 2 - shovqindan oldingi tezlik, y → 1 " Va y → 2 "- shovqindan keyingi tezlik.

Impulsning saqlanish qonuni formulasi: yopiq fizik tizimning impulsi har qanday o'zaro ta'sirlarda saqlanadi, ushbu tizim doirasida sodir bo'ladi.

. Ochiq sistemada sistema jismlarining impulsi saqlanmaydi.

Biroq, tizimda tashqi kuchlar harakat qilmaydigan yoki ularning harakati kompensatsiya qilinadigan yo'nalish mavjud bo'lsa, unda bu yo'nalishdagi impulsning proektsiyasi saqlanib qoladi.

Agar o'zaro ta'sir qilish vaqti qisqa bo'lsa (otishma, portlash, zarba), unda bu vaqt ichida, hatto ochiq tizim holatida ham, tashqi kuchlar o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning impulslarini biroz o'zgartiradi.

Turli jismlarning - sayyoralar va yulduzlardan tortib atomlar va elementar zarrachalargacha bo'lgan o'zaro ta'sirini eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning har qanday tizimida tizimga kirmagan boshqa jismlarning ta'siri bo'lmasa yoki yig'indisi. ta'sir qiluvchi kuchlar nolga teng, jismlar momentlarining geometrik yig'indisi haqiqatan ham o'zgarishsiz qoladi.

Mexanikada impulsning saqlanish qonuni va Nyuton qonunlari oʻzaro bogʻlangan.

Agar tananing og'irligi bo'lsa T bir muddat t kuch ta'sir qiladi va uning harakat tezligi y → 0 dan y → ga o'zgaradi, keyin harakat tezlashishi. a → tanasi teng a → =(υ → - υ → 0)/ t.

Nyutonning ikkinchi qonuniga asoslanadi

kuch uchun F → yozib olish mumkin F → = ta → = m(y → - y → 0) / t, bu nazarda tutadi

F → t = my → - my → 0.

F → t- kuchning tanaga ma'lum vaqt davomida ta'sirini tavsiflovchi vektor fizik miqdor deyiladi kuch impulsi. Impulsning SI birligi 1H s.

Impulsning saqlanish qonuni reaktiv harakatga asoslanadi.

Reaktiv harakat- Bu Bu tananing bir qismini tanadan ajratgandan keyin sodir bo'ladigan harakatdir.

Misol: massali jism T dam oldi. Tananing bir qismi ajratilgan t 1 y → 1 tezligi bilan . Keyin qolgan qism y → 2 tezlik bilan teskari yo'nalishda harakat qiladi, qolgan qismning massasi t 2. Darhaqiqat, ajralishdan oldin tananing ikkala qismining impulslarining yig'indisi nolga teng edi va ajralishdan keyin nolga teng bo'ladi:

t 1 y → 1 + m 2 y → 2 =0, shuning uchun y → 1 = -m 2 y → 2 / m 1.

K. E. Tsiolkovskiy oʻzgaruvchan massali jismning (raketa) bir xil tortishish maydonida parvoz qilish nazariyasini ishlab chiqdi va tortishish kuchini yengish uchun zarur boʻlgan yoqilgʻi zahiralarini hisoblab chiqdi.

Tsiolkovskiyning texnik g'oyalari zamonaviy raketa va kosmik texnikani yaratishda qo'llaniladi. Impulsning saqlanish qonuniga muvofiq reaktiv oqim yordamida harakat gidrojetli dvigatelning asosi hisoblanadi. Ko'pgina dengiz mollyuskalarining (ahtapot, meduza, kalamar, krevetka) harakati ham reaktiv printsipga asoslanadi.

Chipta raqami 17

Umumjahon tortishish qonuni. Gravitatsiya. Tana vazni. Og'irliksizlik.

Javob rejasi

1. Gravitatsiya kuchlari.

2. Umumjahon tortishish qonuni.

3. Gravitatsion konstantaning fizik ma’nosi.

4. Gravitatsiya.

5. Tana vazni, ortiqcha yuk.

6. Vaznsizlik.

Isaak Nyuton tabiatdagi har qanday jismlar o'rtasida o'zaro tortishish kuchlari mavjudligini taklif qildi.

Bu kuchlar deyiladi tortishish kuchlari, yoki universal tortishish kuchlari. Umumjahon tortishish kuchi Kosmosda, Quyosh tizimida va Yerda o'zini namoyon qiladi. Nyuton quyidagi formulani oldi:

t 1 t 2

F=G----, Qayerda G- mutanosiblik koeffitsienti, deyiladi gravitatsion

R 2

Doimiy.

Umumjahon tortishish qonuni: har qanday moddiy nuqtalar o'rtasida ularning massalari mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsional bo'lgan o'zaro tortishish kuchi mavjud bo'lib, bu nuqtalarni bog'laydigan chiziq bo'ylab harakat qiladi.

Gravitatsion doimiyning fizik ma'nosi universal tortishish qonunidan kelib chiqadi.

Agar t 1 = t 2 = 1 kg, R= 1 m, keyin G = F, ya'ni tortishish doimiysi 1 kg bo'lgan ikkita jismni 1 m masofada tortadigan kuchga teng. Raqamli qiymat: G= 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2. Umumjahon tortishish kuchlari tabiatdagi har qanday jismlar orasida harakat qiladi, lekin ular katta massalarda sezilarli bo'ladi. Umumjahon tortishish qonuni faqat moddiy nuqtalar va sharlar uchun qanoatlantiriladi (bu holda to'plarning markazlari orasidagi masofa masofa sifatida qabul qilinadi).

Umumjahon tortishish kuchining alohida turi - jismlarni Yerga (yoki boshqa sayyoraga) tortish kuchi. Bu kuch deyiladi tortishish kuchi.

Ushbu kuch ta'sirida barcha jismlar tortishish tezlanishiga ega bo'ladi. Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra g = F T / m, shuning uchun, F T = tg.

Og'irlik kuchi har doim Yerning markaziga qaratilgan.

Yer yuzasida tortishishning tezlashishi 9,831 m/s 2 ni tashkil qiladi.

Tana vazni jismning sayyoraga tortishish kuchi natijasida tayanch yoki osma ustiga bosish kuchi deyiladi (1-rasm).

Tana vazni ko'rsatilgan p → . Og'irlik birligi 1 N. Og'irlik tananing tayanchga ta'sir qiladigan kuchiga teng bo'lganligi sababli, Nyutonning uchinchi qonuniga muvofiq, tananing eng katta og'irligi tayanchning reaktsiya kuchiga teng. Shuning uchun tananing og'irligini topish uchun qo'llab-quvvatlovchi reaktsiya kuchi nimaga teng ekanligini topish kerak.

Guruch. 1-rasm. 2

Keling, tana va tayanch harakat qilmasa, vaziyatni ko'rib chiqaylik. Bunday holda, erning reaktsiya kuchi va tana vazni tortishish kuchiga teng (2-rasm):

P → = N → = tg → .

Agar jism tezlanish bilan tayanch bilan vertikal yuqoriga qarab harakat qilsa, Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra, biz yozishimiz mumkin. tg → + N → = ta →(3-rasm, A).

O'qga proyeksiyada OH:

-tg + N = ta, bu yerdan

N= t (g + a).

Tezlanish bilan vertikal yuqoriga qarab harakatlanayotganda, tananing og'irligi ortadi va formula bo'yicha topiladi R= t (g + a).

Tayanch yoki suspenziyaning tezlashtirilgan harakati natijasida tana vaznining ortishi deyiladi ortiqcha yuk.

Haddan tashqari yuklanish ta'sirini astronavtlar va avtomobil haydovchilari to'satdan tormozlash paytida boshdan kechiradilar.

Agar tana vertikal ravishda pastga tushsa,

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

ya'ni tezlanish bilan vertikal harakatlanayotganda og'irlik tortishish kuchidan kamroq bo'ladi (3-rasm, b).

Agar tana erkin yiqilsa, bu holda P = (g – g)m = 0

Og'irligi nolga teng bo'lgan jismning holati deyiladi vaznsizlik. Samolyot yoki kosmik kemada vaznsizlik holati ularning harakat tezligining yo'nalishi va qiymatidan qat'i nazar, erkin tushish tezlanishi bilan harakatlanayotganda kuzatiladi.

Bilet No 24 Mexanik tebranishlar paytida energiyani aylantirish. Erkin va majburiy tebranishlar. Rezonans.

Javob rejasi

1. Tebranish harakatining ta’rifi.

2. Erkin tebranishlar.

3. Energiya o'zgarishlari.

4. Majburiy tebranishlar. Mexanik tebranishlar

bu tananing teng vaqt oralig'ida aniq yoki taxminan takrorlanadigan harakatlaridir. Mexanik tebranishlarning asosiy xarakteristikalari: siljish, amplituda, chastota, davr. Ofset muvozanat holatidan chetga chiqishdir. Amplituda- muvozanat holatidan maksimal og'ish moduli. Chastotasi- vaqt birligida bajarilgan to'liq tebranishlar soni. Davr- bitta to'liq tebranish vaqti, ya'ni jarayon takrorlanadigan minimal vaqt davri. Davr va chastota quyidagi munosabat bilan bog'lanadi: n = 1 /T.

Tebranish harakatining eng oddiy turi garmonik tebranishlar, bunda tebranuvchi miqdor vaqt o'tishi bilan sinus yoki kosinus qonuniga ko'ra o'zgaradi (1-rasm). ).

Ozod tebranishlarni amalga oshiruvchi tizimga keyinchalik tashqi ta'sirlar bo'lmaganda dastlab berilgan energiya tufayli yuzaga keladigan tebranishlar deyiladi. Masalan, ipdagi yukning tebranishlari (2-rasm).

Guruch. 1-rasm. 2

Keling, ip ustidagi yukning tebranishlari misolidan foydalanib, energiyani aylantirish jarayonini ko'rib chiqaylik (2-rasmga qarang).

Mayatnik muvozanat holatidan chetga chiqqanda, u balandlikka ko'tariladi h nol darajasiga nisbatan, shuning uchun, nuqtada A mayatnik potentsial energiyaga ega tgh. Muvozanat holatiga, nuqtaga qarab harakatlanayotganda 0, balandligi nolga kamayadi va yukning tezligi oshadi va nuqtada 0 barcha potentsial energiya tgh kinetik energiyaga aylanadi ty 2/2. Muvozanat holatida kinetik energiya maksimal, potentsial energiya esa minimal bo'ladi. Muvozanat holatidan o'tgandan so'ng, kinetik energiya potentsial energiyaga aylanadi, mayatnik tezligi pasayadi va muvozanat holatidan maksimal og'ishda nolga teng bo'ladi. Tebranish harakati bilan uning kinetik va potentsial energiyasining davriy o'zgarishlari doimo sodir bo'ladi.

Erkin mexanik tebranishlar bilan qarshilik kuchlarini engish uchun energiya yo'qolishi muqarrar ravishda sodir bo'ladi. Agar tebranishlar davriy tashqi kuch ta'sirida sodir bo'lsa, unda bunday tebranishlar deyiladi majbur. Masalan, ota-onalar bolani belanchakda silkitadi, avtomobil dvigateli silindrida piston harakatlanadi, elektr ustara va tikuv mashinasi ignasi tebranadi. Majburiy tebranishlarning tabiati tashqi kuch ta'sirining tabiatiga, uning kattaligiga, yo'nalishiga, ta'sir chastotasiga bog'liq va tebranuvchi jismning hajmi va xususiyatlariga bog'liq emas. Masalan, u biriktirilgan dvigatelning poydevori faqat dvigatelning aylanishlar soni bilan belgilanadigan chastota bilan majburiy tebranishlarni amalga oshiradi - va poydevorning o'lchamiga bog'liq emas.

Tashqi kuchning chastotasi va tananing o'z tebranishlarining chastotasi bir-biriga to'g'ri kelganda, majburiy tebranishlarning amplitudasi keskin ortadi. Bu hodisa deyiladi mexanik rezonans. Majburiy tebranishlarning tashqi kuch chastotasiga bog'liqligi grafik tarzda 3-rasmda ko'rsatilgan.

Rezonans hodisasi, agar ularning tabiiy chastotalari davriy ta'sir qiluvchi kuchning chastotasiga to'g'ri kelsa, avtomobillar, binolar, ko'priklarning vayron bo'lishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, masalan, avtomobillardagi dvigatellar maxsus amortizatorlarga o'rnatiladi va harbiy qismlarga ko'prikdan o'tishda tezlikni saqlab qolish taqiqlanadi.

Ishqalanish bo'lmasa, rezonans paytida majburiy tebranishlarning amplitudasi cheksiz vaqt o'tishi bilan ortishi kerak. Haqiqiy tizimlarda rezonansning barqaror holatidagi amplituda davrdagi energiyani yo'qotish sharti va bir vaqtning o'zida tashqi kuchning ishi bilan belgilanadi. Ishqalanish qanchalik kam bo'lsa, rezonans paytida amplituda shunchalik katta bo'ladi.

Chipta № 16

Kondensatorlar. Kondensatorning sig'imi. Kondensatorlarni qo'llash.

Javob rejasi

1. Kondensatorning ta'rifi.

2. Belgilash.

3. Kondensatorning elektr quvvati.

4. Yassi kondensatorning elektr quvvati.

5. Kondensatorlarni ulash.

6. Kondensatorlarning qo'llanilishi.

Katta miqdordagi qarama-qarshi elektr zaryadlarini to'plash uchun kondansatörler ishlatiladi.

Kondensator dielektrik qatlam bilan ajratilgan ikkita o'tkazgich (plastinka) tizimi bo'lib, ularning qalinligi o'tkazgichlarning o'lchamiga nisbatan kichikdir.

Misol uchun, parallel ravishda joylashtirilgan va dielektrik bilan ajratilgan ikkita tekis metall plastinka tekis kondansatör hosil qiladi.

Agar tekis kondensatorning plitalariga teng kattalikdagi va qarama-qarshi ishorali zaryadlar berilsa, u holda plitalar orasidagi kuchlanish bir plastinkaning kuchlanishidan ikki baravar katta bo'ladi. Plitalar tashqarisida kuchlanish nolga teng.

Kondensatorlar diagrammada quyidagicha ko'rsatilgan:

Kondensatorning elektr quvvati plitalardan biridagi zaryadning ular orasidagi kuchlanishga nisbatiga teng qiymatdir. Elektr quvvati belgilangan C.

A-prior BILAN= q/U. Elektr sig'imining birligi farad (F) dir.

1 farad - bunday kondansatkichning elektr quvvati, plitalari 1 kulonga qarama-qarshi zaryadlanganda plitalar orasidagi kuchlanish 1 voltga teng.

Yassi kondansatörning elektr quvvati quyidagi formula bo'yicha topiladi:

C = e e 0 - ,

bu erda e 0 - elektr doimiysi, e - muhitning dielektrik o'tkazuvchanligi, S - kondansatör plitasining maydoni, d- plitalar orasidagi masofa (yoki dielektrik qalinligi).

Agar kondensatorlar batareya hosil qilish uchun ulangan bo'lsa, keyin parallel ulanish bilan C O = C 1 + C 2(1-rasm). Seriyali ulanish uchun

- = - + - (2-rasm).

C O C 1 C 2

Dielektrik turiga qarab, kondansatörler havo, qog'oz yoki slyuda bo'lishi mumkin.

Kondensatorlar elektr energiyasini saqlash va uni tez zaryadsizlantirishda (foto flesh) foydalanish uchun, doimiy va o'zgaruvchan tok zanjirlarini ajratish uchun, rektifikatorlarda, tebranish zanjirlarida va boshqa elektron qurilmalarda ishlatiladi.

15-raqamli chipta

DC zanjiridagi ish va quvvat. Elektromotor kuch. To'liq elektron uchun Ohm qonuni.

Javob rejasi

1. Joriy ish.

2. Joul-Lenz qonuni.

3. Elektr harakatlantiruvchi kuch.

4. To'liq zanjir uchun Om qonuni.

Elektr maydonida kuchlanishni aniqlash formulasidan

U = A / q

keyin elektr zaryadini uzatish ishini hisoblash

A = U q chunki joriy uchun zaryad q = men t

keyin oqimning ishi:

A = UIt yoki A = I 2 Rt = U 2 / R t

Ta'rifi bo'yicha kuch N = A / t shuning uchun, N = UI = I 2 R = U 2 / R

Joule-Lenz qonuni: O'tkazgichdan oqim o'tganda, o'tkazgichda ajralib chiqadigan issiqlik miqdori oqim kuchining kvadratiga, o'tkazgichning qarshiligiga va oqimning o'tish vaqtiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir, Q = I 2 Rt.

To'liq yopiq sxema - tashqi qarshiliklarni va oqim manbasini o'z ichiga olgan elektr davri (1-rasm).

O'chirish bo'limlaridan biri sifatida oqim manbai ichki deb ataladigan qarshilikka ega , r.

Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib o'tishi uchun oqim manbaidagi zaryadlarga qo'shimcha energiya berilishi kerak; bu energiya elektr bo'lmagan kuchlar tomonidan ishlab chiqarilgan zaryadlarni harakatlantirish ishidan olinadi. (tashqi kuchlar) elektr maydonining kuchlariga qarshi.

Joriy manba EMF - manbaning elektromotor kuchi bilan tavsiflanadi.

EMF - elektr zanjiridagi elektr tokini ushlab turish uchun zarur bo'lgan elektr bo'lmagan energiya manbasining xarakteristikasi .

EMF musbat zaryadni yopiq kontaktlarning zanglashiga olib o'tish uchun tashqi kuchlar tomonidan bajarilgan ishning ushbu zaryadga nisbati bilan o'lchanadi.

Ɛ = A ST / q.

Vaqt o'tishiga ruxsat bering t o'tkazgichning kesimidan elektr zaryadi o'tadi q.

Keyin zaryadni harakatga keltirganda tashqi kuchlarning ishini quyidagicha yozish mumkin: A ST = Ɛ q.

Oqim ta'rifiga ko'ra q=I t,

A ST = Ɛ I t

Ushbu ishni sxemaning ichki va tashqi qismlarida bajarishda, ularning qarshiligi R va r, bir oz issiqlik chiqariladi.

Joule-Lenz qonuniga ko'ra, u tengdir : Q = I 2 R t + I 2 r t

Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra A = Q. Demak, Ɛ = IR + Ir .

Oqim va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismining qarshiligi ko'pincha deyiladi kuchlanish pasayishi bu sohada.

EMF yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ichki va tashqi qismlarida kuchlanish pasayishi yig'indisiga teng. HAQIDA

I = Ɛ / (R + r).

Bu munosabat to'liq zanjir uchun Ohm qonuni deb ataladi

To'liq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchi oqim manbaining emfiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan umumiy qarshiligiga teskari proportsionaldir. .

O'chirish ochiq bo'lsa, emf manba terminallaridagi kuchlanishga teng va shuning uchun voltmetr bilan o'lchanishi mumkin.

Chipta № 12

Zaryadlangan jismlarning o'zaro ta'siri. Coulomb qonuni. Elektr zaryadining saqlanish qonuni.

Javob rejasi

1. Elektr zaryadi.

2. Zaryadlangan jismlarning o'zaro ta'siri.

3. Elektr zaryadining saqlanish qonuni.

4. Kulon qonuni.

5. Dielektrik doimiy.

6. Elektr doimiysi.

Atomlar va molekulalarning o'zaro ta'sir qilish qonuniyatlari atom tuzilishi asosida, uning tuzilishining sayyoraviy modelidan foydalangan holda tushuntiriladi.

Atomning markazida musbat zaryadlangan yadro joylashgan bo'lib, uning atrofida manfiy zaryadlangan zarralar ma'lum orbitalarda aylanadi.

Zaryadlangan zarralar orasidagi o'zaro ta'sir deyiladi elektromagnit.

Elektromagnit o'zaro ta'sirning intensivligi jismoniy miqdor bilan belgilanadi - elektr zaryadi, qaysi bilan belgilanadi q.

Elektr zaryad birligi - marjon (Cl).

1 ta kulon- bu elektr zaryadi bo'lib, u o'tkazgichning ko'ndalang kesimidan 1 soniyada o'tib, unda 1 A tok hosil qiladi.

Elektr zaryadlarining o'zaro tortishish va qaytarish qobiliyati ikki turdagi zaryadlarning mavjudligi bilan izohlanadi.

To'lovning bir turi deyiladi ijobiy, Elementar musbat zaryadning tashuvchisi protondir.

To'lovning yana bir turi chaqirildi salbiy, uning tashuvchisi elektrondir. Elementar zaryad - bu e = 1,6 × 10 -19 Cl.

Elektr zaryadi yaratilmaydi va yo'q qilinmaydi, faqat bir tanadan boshqasiga o'tadi.

Bu fakt deyiladi elektr zaryadining saqlanish qonuni.

Tabiatda bir xil belgili elektr zaryadi paydo bo'lmaydi yoki yo'qolmaydi.

Jismlarda elektr zaryadlarining paydo bo'lishi va yo'qolishi ko'p hollarda elementar zaryadlangan zarralar - elektronlarning bir jismdan ikkinchisiga o'tishi bilan izohlanadi.

Elektrlashtirish- bu elektr zaryadining tanasiga xabar.

Elektrifikatsiya o'xshash bo'lmagan moddalar bilan aloqa qilish (ishqalanish) va nurlanish paytida sodir bo'lishi mumkin.

Organizmda elektrifikatsiya sodir bo'lganda, elektronlarning ortiqcha yoki etishmasligi paydo bo'ladi.

Agar elektronlar ortiqcha bo'lsa, tana manfiy zaryadga ega bo'ladi, agar kamlik bo'lsa, u musbat zaryad oladi.

Elektrostatikaning asosiy qonuni eksperimental ravishda Charlz Kulon tomonidan o'rnatildi:

Vakuumdagi ikkita nuqtali qo'zg'almas elektr zaryadlari o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchining moduli bu zaryadlarning kattaliklari mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsionaldir.

F = k q 1 q 2 / r 2,

Bu erda q 1 va q 2 zaryad modullari, r - ular orasidagi masofa, k - SIda birliklar tizimini tanlashga qarab proportsionallik koeffitsienti

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

Vakuumdagi zaryadlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchi muhitdagidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan miqdor deyiladi. muhitning dielektrik o'tkazuvchanligiε.

Dielektrik o'tkazuvchanligi e bo'lgan muhit uchun Kulon qonuni: F = k q 1 q 2 /(e r 2).

K koeffitsienti o'rniga ko'pincha elektr deb ataladigan koeffitsient ishlatiladi doimiy e 0.

Elektr konstantasi k koeffitsienti bilan quyidagicha bog'langan:

k = 1/4πe 0 va son jihatdan e 0 = 8,85 10 -12 C/N m 2 ga teng.

Elektr doimiyligidan foydalanib, Kulon qonuni:

1 q 1 q 2

F = --- ---

4 p e 0 r 2

Statsionar elektr zaryadlarining o'zaro ta'siri deyiladi elektrostatik, yoki Coulomb o'zaro ta'siri. Coulomb kuchlarini grafik tarzda tasvirlash mumkin (1-rasm).

Kulon kuchi zaryadlangan jismlarni tutashtiruvchi to'g'ri chiziq bo'ylab yo'naltiriladi. Bu zaryadlarning turli belgilari uchun jozibador kuch va bir xil belgilar uchun itaruvchi kuchdir.

Klassik mexanikada quyidagilarga ishoniladi:

a) Moddiy nuqtaning massasi uning doimiy xarakteristikasi bo'lgan holda, uning harakat holatiga bog'liq emas.

b) Massa qo'shimcha miqdor, ya'ni. sistemaning (masalan, jismning) massasi shu sistemaga kiruvchi barcha moddiy nuqtalarning massalari yig‘indisiga teng.

v) Yopiq sistemaning massasi ushbu sistemada sodir bo'ladigan har qanday jarayonlar davomida o'zgarmay qoladi (massaning saqlanish qonuni).

Zichlik ρ ma'lum bir nuqtada tana M massa nisbati deb ataladi dm kichik tana elementi, shu jumladan nuqta M, qiymatiga dV Ushbu elementning hajmi:

Ko'rib chiqilayotgan elementning o'lchamlari shunchalik kichik bo'lishi kerakki, uning chegaralaridagi zichlikni o'zgartirish orqali molekulalararo bir necha marta katta masofalarga erishish mumkin.

Tana deyiladi bir hil , agar uning barcha nuqtalarida zichlik bir xil bo'lsa. Bir hil jismning massasi uning zichligi va hajmining mahsulotiga teng:

Geterogen jismning massasi:

dV,

bu yerda r koordinatalarning funksiyasi va integratsiya tananing butun hajmida amalga oshiriladi. O'rtacha zichlik (ρ) bir jinsli bo'lmagan jismning massasining hajmga nisbati deyiladi: (r)=m/V.

Tizimning massa markazi moddiy nuqtalar C nuqtasi, radius vektori deyiladi

qaysi teng: va – massa va radius vektor i th moddiy nuqta, n - tizimdagi moddiy nuqtalarning umumiy soni, m= - butun tizimning massasi.

Massa tezligi markazi:

Vektor miqdori

, moddiy nuqta massasi va uning tezligi mahsulotiga teng, deyiladi impuls, yoki harakat miqdori , bu moddiy nuqta. Tizimning impulsi moddiy nuqtalar vektor deyiladi p, tizimning barcha moddiy nuqtalari momentlarining geometrik yig'indisiga teng:

Tizimning impulsi butun tizimning massasi va uning massa markazi tezligining mahsulotiga teng:

Nyutonning ikkinchi qonuni

Moddiy nuqta dinamikasining asosiy qonuni Nyutonning ikkinchi qonuni bo'lib, u moddiy nuqtaning mexanik harakati unga qo'llaniladigan kuchlar ta'sirida qanday o'zgarishi haqida gapiradi. Nyutonning ikkinchi qonuni o'qiydi: impulsning o'zgarish tezligi ρ moddiy nuqta unga ta'sir qiluvchi kuchga teng F, ya'ni.

, yoki

Bu erda m va v - moddiy nuqtaning massasi va tezligi.

Agar bir vaqtning o'zida bir nechta kuchlar moddiy nuqtada harakat qilsa, u holda kuch ostida F Nyutonning ikkinchi qonunida siz barcha harakat qiluvchi kuchlarning geometrik yig'indisini tushunishingiz kerak - ham faol, ham reaktsiya reaktsiyalari, ya'ni. natijaviy kuch.

Vektor miqdori Fdt elementar deb ataladi impuls kuch F qisqa vaqt ichida dt uning harakatlari. Impuls kuchi F dan cheklangan vaqt uchun

to aniq integralga teng:

Qayerda F, umuman olganda, vaqtga bog'liq t.

Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra, moddiy nuqtaning impuls momentining o'zgarishi unga ta'sir qiluvchi kuchning impulsiga teng:

d p = F dt Va

, - ko'rib chiqilayotgan vaqt davrining oxirida ( ) va boshida ( ) moddiy nuqtaning momentum qiymati.

Chunki Nyuton mexanikasida massa m moddiy nuqta nuqtaning harakat holatiga bog'liq emas, demak

Demak, Nyutonning ikkinchi qonunining matematik ifodasini shaklda ham ifodalash mumkin

- moddiy nuqtaning tezlashishi; r uning radius vektori. Shunga ko'ra, so'zlar Nyutonning ikkinchi qonuni quyidagicha ifodalaydi: moddiy nuqtaning tezlanishi unga ta'sir qiluvchi kuch bilan yo'nalish bo'yicha mos keladi va bu kuchning moddiy nuqta massasiga nisbatiga teng.

Materialning tangensial va normal tezlashishi kuchning tegishli komponentlari bilan belgilanadi F

, - moddiy nuqtaning tezlik vektorining kattaligi va R– uning traektoriyasining egrilik radiusi. Moddiy nuqtaga normal tezlanishni beruvchi kuch nuqta traektoriyasining egrilik markaziga yo'naltiriladi va shuning uchun deyiladi. markazlashtiruvchi kuch.

Agar moddiy nuqtaga bir vaqtning o'zida bir nechta kuchlar ta'sir qilsa

, keyin uning tezlashishi. Binobarin, moddiy nuqtaga bir vaqtning o'zida ta'sir etuvchi kuchlarning har biri unga xuddi boshqa kuchlar bo'lmagandek tezlanishni beradi. (kuchlar harakatining mustaqilligi printsipi).

Moddiy nuqta harakatining differensial tenglamasi tenglama deb ataladi

To'rtburchaklar dekart koordinata tizimining o'qlariga proyeksiyalarda bu tenglama ko'rinishga ega.

, ,

Bu erda x, y va z - harakatlanuvchi nuqtaning koordinatalari.

Nyutonning uchinchi qonuni. Massa markazining harakati

Jismlarning bir-biriga mexanik ta'siri ularning o'zaro ta'siri shaklida namoyon bo'ladi. U shunday deydi Nyutonning uchinchi qonuni: ikkita moddiy nuqta bir-biriga son jihatdan teng bo'lgan va bu nuqtalarni bog'laydigan to'g'ri chiziq bo'ylab qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltirilgan kuchlar bilan ta'sir qiladi.

- ta'sir qiluvchi kuch i- yon tomondan yu moddiy nuqta k- th, a - k-moddiy nuqtaga i tomondan ta'sir etuvchi kuch, u holda Nyutonning uchinchi qonuniga ko'ra, ular turli moddiy nuqtalarga qo'llaniladi va bu nuqtalar bir xil nuqtaga tegishli bo'lgan hollardagina o'zaro muvozanatlashishi mumkin. mutlaqo mustahkam tana.

Nyutonning uchinchi qonuni birinchi va ikkinchi qonunlarga muhim qoʻshimcha hisoblanadi. U bitta moddiy nuqtaning dinamikasidan ixtiyoriy mexanik tizim dinamikasiga (moddiy nuqtalar tizimi) o'tish imkonini beradi. Nyutonning uchinchi qonunidan kelib chiqadiki, har qanday mexanik tizimda barcha ichki kuchlarning geometrik yig'indisi nolga teng: bu erda.

– tatbiq etilgan tashqi kuchlarning natijasi i moddiy nuqta.

Nyutonning ikkinchi va uchinchi qonunlaridan kelib chiqadiki, vaqtga nisbatan birinchi hosila t impulsdan p mexanik tizim tizimga qo'llaniladigan barcha tashqi kuchlarning asosiy vektoriga teng;

.

Bu tenglama ifodalaydi tizim impulsining o'zgarishi qonuni.

Jismning harakat tezligining o'zgarishining sababi har doim uning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'siridir.

Dvigatelni o'chirgandan so'ng, mashina asta-sekin sekinlashadi va to'xtaydi. Asosiy sabab

avtomobil tezligidagi o'zgarishlar - uning g'ildiraklarining yo'l yuzasi bilan o'zaro ta'siri.

Yerda harakatsiz yotgan to'p hech qachon o'z-o'zidan harakat qilmaydi. To'pning tezligi faqat unga boshqa jismlarning ta'siri natijasida o'zgaradi, masalan, futbolchining oyoqlari.

Tezlashtirish modullari nisbatining doimiyligi.

Ikki jism o'zaro ta'sir qilganda, birinchi va ikkinchi jismlarning tezligi doimo o'zgaradi, ya'ni ikkala jism ham tezlanishga ega bo'ladi. O'zaro ta'sir qiluvchi ikkita jismning tezlashtirish modullari har xil bo'lishi mumkin, ammo ularning nisbati har qanday o'zaro ta'sir uchun doimiy bo'lib chiqadi:

Jismlarning inertsiyasi.

Ikkala jismning tezlashuv modullarining har qanday o'zaro ta'sirida nisbati doimiyligi jismlarning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sirida tezlashishi bog'liq bo'lgan qandaydir xususiyatga ega ekanligini ko'rsatadi. Jismning tezlashishi uning tezligi o'zgarishining ushbu o'zgarish sodir bo'lgan vaqtga nisbatiga teng:

Jismlarning bir-biriga ta'sir qilish vaqti bir xil bo'lganligi sababli, tezlikning o'zgarishi katta tezlanishga ega bo'lgan tanada kattaroq bo'ladi.

Boshqa jismlar bilan oʻzaro taʼsirlashganda jismning tezligi qanchalik kam oʻzgarsa, uning harakati inertsiya boʻyicha bir tekis toʻgʻri chiziqli harakatga shunchalik yaqin boʻladi. Bunday jism ko'proq inert deb ataladi.

Barcha jismlar inersiya xususiyatiga ega. Bu tananing boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sirida tezligini o'zgartirish uchun biroz vaqt talab qilinishidan iborat.

Jismlarning inertsiya xususiyatining namoyon bo'lishini quyidagi tajribada kuzatish mumkin. Biz metall tsilindrni ingichka ipga osib qo'yamiz (20-rasm, a) va pastdan aynan bir xil ipni bog'laymiz. Tajriba shuni ko'rsatadiki, pastki ipning asta-sekin kuchlanishi bilan yuqori ipning uzilishi (20-rasm, b). Agar siz pastki ipni keskin tortsangiz, yuqori ip buzilmagan holda qoladi, lekin pastki ip sinadi (20-rasm, c). Bunday holda, silindrning harakatsizligi ta'sir qiladi, bu qisqa vaqt ichida uning tezligini etarlicha o'zgartirishga va yuqori ipni sindirish uchun etarli darajada sezilarli harakatni amalga oshirishga vaqt topolmaydi.

Tana massasi.

Jismning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sirida tezlashishi bog'liq bo'lgan xususiyati inersiya deb ataladi. Tana inertsiyasining miqdoriy o'lchovi tana massasidir. Jismning massasi qanchalik ko'p bo'lsa, u o'zaro ta'sir paytida kamroq tezlashadi.

Shuning uchun fizikada o'zaro ta'sir qiluvchi jismlar massalarining nisbati tezlashtirish modullarining teskari nisbatiga teng ekanligi qabul qilinadi:

Xalqaro tizimdagi massa birligi - platina va iridiy qotishmasidan tayyorlangan maxsus standartning massasi. Ushbu standartning massasi kilogramm (kg) deb ataladi.

Har qanday jismning massasini ushbu jismni standart massa bilan o'zaro ta'sir qilish orqali topish mumkin.

Massa tushunchasining ta'rifiga ko'ra, o'zaro ta'sir qiluvchi jismlar massalarining nisbati ularning tezlanishlari modullarining teskari nisbatiga teng (5.2). Tananing va etalonning tezlashtirish modullarini o'lchash orqali tananing massasining standart massasiga nisbatini topish mumkin.

Tana massasining standart massasiga nisbati standartning tezlashuv modulining nisbatiga teng. Ularning o'zaro ta'siri paytida tananing tezlashtirish moduliga.

Tana massasini standart massa orqali ifodalash mumkin:

Tana massasi - bu uning inertsiyasini tavsiflovchi jismoniy miqdor.

Massani o'lchash.

Fan, texnika va kundalik amaliyotda jismlarning massalarini oʻlchash uchun jismlarning oʻzaro taʼsiri paytidagi tezlanishlarini aniqlash yoʻli bilan ularning massasini etalon massasi bilan solishtirish usuli kam qoʻllaniladi. Keng tarqalgan usul - bu jismlarning massalarini tarozi yordamida solishtirish.

Tarozida tortishda barcha jismlarning Yer bilan o'zaro ta'sir qilish qobiliyati massalarni aniqlash uchun ishlatiladi. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, bir xil massaga ega jismlar Yerga teng ravishda tortiladi. Jismlarning Yerga tortilishining tengligi, masalan, teng massali jismlar navbatma-navbat unga osilganida prujinaning teng cho'zilishi bilan o'rnatilishi mumkin.

4-savol

Inertial mos yozuvlar tizimlari

Inertial sanoq sistemalari.Nyutonning birinchi qonuni

3-savol

Nyutonning birinchi qonuni– (inersiya qonuni) shunday mos yozuvlar tizimlari mavjudki, ularga nisbatan translyatsion harakatlanuvchi jism o‘z tezligini o‘zgarmagan holda, tinch holatda yoki to‘g‘ri chiziqli va bir xilda harakat qiladi, agar unga tashqi jismlar ta’sir qilmasa yoki ularning harakati teng bo‘lsa. nolga teng, ya'ni kompensatsiya qilingan.

Inertsiya qonuni amal qiladigan mos yozuvlar tizimi: moddiy nuqta, unga hech qanday kuchlar ta'sir qilmasa (yoki o'zaro muvozanatli kuchlar unga ta'sir qiladi) tinch yoki bir tekis chiziqli harakatda bo'ladi. O'qga nisbatan harakatlanadigan har qanday mos yozuvlar tizimi. O. progressiv, bir xil va toʻgʻri chiziqli, I. lar ham bor. O. Binobarin, nazariy jihatdan teng i.s.larning istalgan soni boʻlishi mumkin. o., barcha bunday tizimlarda fizika qonunlari bir xil (nisbiylik printsipi deb ataladigan) muhim xususiyatga ega.

Jismlarning o'zaro ta'siri. Jismning harakat tezligining o'zgarishining sababi har doim uning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'siridir.

Dvigatelni o'chirgandan so'ng, mashina asta-sekin sekinlashadi va to'xtaydi. Avtotransport tezligining o'zgarishining asosiy sababi uning g'ildiraklarining yo'l yuzasi bilan o'zaro ta'siridir.

Yerda harakatsiz yotgan to'p hech qachon o'z-o'zidan harakat qilmaydi. To'pning tezligi faqat unga boshqa jismlarning ta'siri natijasida o'zgaradi, masalan, futbolchining oyoqlari.

Tezlashtirish modullari nisbatining doimiyligi. Ikki jism o'zaro ta'sir qilganda, birinchi va ikkinchi jismlarning tezligi doimo o'zgaradi, ya'ni ikkala jism ham tezlanishga ega bo'ladi. O'zaro ta'sir qiluvchi ikkita jismning tezlashtirish modullari har xil bo'lishi mumkin, ammo ularning nisbati har qanday o'zaro ta'sir uchun doimiy bo'lib chiqadi:

O'zaro ta'sirlar miqdoriy va sifat jihatidan bir-biridan farq qiladi. Masalan, bahor qancha ko'p deformatsiyalansa, uning burilishlarining o'zaro ta'siri shunchalik ko'p bo'lishi aniq. Yoki bir xil nomdagi ikkita zaryad qanchalik yaqin bo'lsa, ular shunchalik kuchliroq bo'ladi. O'zaro ta'sirning eng oddiy holatlarida miqdoriy xarakteristikasi hisoblanadi kuch.

Tana massasi. Jismning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sirida tezlashishi bog'liq bo'lgan xususiyati deyiladi inertsiya.

Tana inertsiyasining miqdoriy o'lchovi tana massasidir. Jismning massasi qanchalik ko'p bo'lsa, u o'zaro ta'sir paytida kamroq tezlashadi.

Shuning uchun fizikada shunday qabul qilinadi O'zaro ta'sir qiluvchi jismlar massalarining nisbati tezlashtirish modullarining teskari nisbatiga teng:

Xalqaro tizimdagi massa birligi - platina va iridiy qotishmasidan tayyorlangan maxsus standartning massasi. Ushbu standartning massasi deyiladi kilogramm(kg).

Har qanday jismning massasini ushbu jismni standart massa bilan o'zaro ta'sir qilish orqali topish mumkin.

Massa tushunchasining ta'rifiga ko'ra, o'zaro ta'sir qiluvchi jismlar massalarining nisbati ularning tezlanishlari modullarining teskari nisbatiga teng (5.2). Tana va standartning tezlashtirish modullarini o'lchash orqali tana massasining standart massasiga nisbatini topish mumkin:

Tananing massasining etalon massasiga nisbati ularning o'zaro ta'sirida etalonning tezlashtirish modulining tananing tezlashtirish moduliga nisbatiga tengdir.

Tana massasini standart massa orqali ifodalash mumkin:

Tana massasi - bu uning inertsiyasini tavsiflovchi jismoniy miqdor.

Kuch jismlarning inertial sanoq sistemasiga nisbatan tezlashishi yoki ularning deformatsiyasi sababidir. Kuch - vektor jismoniy miqdor bo'lib, u o'zaro ta'sir paytida jismlar tomonidan olingan tezlanishning o'lchovidir. Kuch quyidagi bilan tavsiflanadi: a) modul; b) qo'llash nuqtasi; c) yo'nalish.

Nyutonning ikkinchi qonuni - jismga ta'sir qiluvchi kuch tananing massasi va bu kuch tomonidan berilgan tezlanishning mahsulotiga teng.

Fizika

Tana massasi

Jismlarning o'zaro ta'siri. Jismning harakat tezligining o'zgarishining sababi har doim uning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'siridir.

Tezlashtirish modullari nisbatining doimiyligi. Ikki jism o'zaro ta'sir qilganda, birinchi va ikkinchi jismlarning tezligi doimo o'zgaradi, ya'ni. ikkala jism ham tezlanishga ega bo'ladi. O'zaro ta'sir qiluvchi ikkita jismning tezlashtirish modullari har xil bo'lishi mumkin, ammo ularning nisbati har qanday o'zaro ta'sir uchun doimiy bo'lib chiqadi:

Jismlarning inertsiyasi. Ikkala jismning tezlashuv modullarining har qanday o'zaro ta'sirida nisbati doimiyligi jismlarning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sirida tezlashishi bog'liq bo'lgan qandaydir xususiyatga ega ekanligini ko'rsatadi.

Boshqa jismlar bilan oʻzaro taʼsirlashganda jismning tezligi qanchalik kam oʻzgarsa, uning harakati inertsiya boʻyicha bir tekis toʻgʻri chiziqli harakatga shunchalik yaqin boʻladi. Bunday jism ko'proq inert deb ataladi.

Barcha jismlar inersiya xususiyatiga ega. Bu tananing boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sirida tezligini o'zgartirish uchun biroz vaqt talab qilinishidan iborat.

Tana massasi. Jismning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sirida tezlashishi bog'liq bo'lgan xususiyati deyiladi inertsiya. Inertsiyaning miqdoriy o'lchovi tana vaznidir. Jismning massasi qanchalik ko'p bo'lsa, u o'zaro ta'sir paytida kamroq tezlashadi.

Shuning uchun fizikada shunday qabul qilinadi o'zaro ta'sir qiluvchi jismlar massalarining nisbati tezlashtirish modullarining teskari nisbatiga teng:

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

Tana massasi - bu uning inertsiyasini tavsiflovchi jismoniy miqdor.

Moddaning zichligi. Massa nisbati m tanani uning hajmiga V moddaning zichligi deyiladi:

Zichlik quyidagicha ifodalanadi kubometr uchun kilogramm, zichlik birligi 1 kg/m3.

Mualliflik huquqi © 2005-2013 Xenoid v2.0

Sayt materiallaridan faol havola bilan foydalanish mumkin.