Шпора №10

(1)

Механическое движение тела – изменение положения тела в про

странстве относительно других тел.

Любое тело движется необходимо рассматривать относительно чего – либо

прим. Пассажир поезда движется относительно станции и неподвижен относительно поезда

Надо указывать относительно чего!

Важно для систем координат

а) относительно чего движется тело – тело отсчета

б)система отсчета - система координат ,тело отсчета и способ измерения времени

Материальная точка – тело размерами которого можно пренебречь.

Траектория – Линия вдоль которой движется тело.

Перемещение – вектор, соединяющий точку, в которой движение началось и в которой закончилось

Путь – длинна траектории

мгновенная скорость dX/dt – 1-я производная координаты по времени

ускорение – изменение скорости за время (dV/dt) или 2-я производная координаты по времени (a=d^2x/d^2t)

Равномерное движение

За равные промежутки времени совершается равное перемещение

X = X0 + Vt, a=o v=const

Равноускоренное

a = (V – V0)/t

За равные промежутки времени тело ускоряется на одну величину

X = X0 +Vt +at^2/2(a*a = a^2)

Тело ускоряется V(вектор скорости) сонаправлен a(вектор ускорения)

V = V0 + at

S = V0*t + at^2/2(a*a = a^2)

Тело замедляется(равно замедленное) V(вектор скорости) противоположно

направлен a(вектор ускорения)

V = V0 - at

S = V0*t – (at^2)/2

**X0 – начальная каорд. тела; V0 – начальная скорость тела

[V] - м/с ; [S] – м ; [t] – с ; [a] – м/с^2

(2)

Взаимодеистйсвие тел

Результат

1)Изменение скорости или энергии

2)Дефомация

F – Сила

[F] – H (ньютон)

Сила – векторная величина, мера взаимодействия тел Равнодействующая сила – Сила равная сумме сил действующих на тело и заменяющая их.

F = F1 + F2 +..... Fn (вектора)

2 Закон г-на Ньютона

1)Вектор силы девствующей на тело сонаправлен

с ускорением.

2)F1 + F2 + ....... Fn = ma (векторный вид)

F равнод. = ma

Равнодействующая сила всех сил действующих на тело сонаправлена с ускорением.

Импульсный вид -?

(3)

Импульс тела – векторная величина численно равная произведению массы материальной точки на скорость. P = mV(векторный вид)

импульс – «количество движения»

Закон сохранения импульса – суммарный импульс замкнутой системы отсчета сохраняется неизменным.(замкнутая – не действуют внешние силы)

Применение – Реактивное движение

Vтела* Mтела+ Mгор* Vвыброса горючего = 0(векторный вид)

Т.к тело изночально стояло на месте => Pсистемы = 0

Vтела* Mтела= Mгор* Vвыброса горючего

Vтела=( Mгор*Vвыброса горючего)/ Mтела

[P] – м/с*кг

(4)

Закон всемирного тяготения – все тела во вселенной притягивают друг друга

Fтяготения = G(m1m2)/R^2

m1 – масса 1 тела

m2 – масса 2 тела

R – расстояние между центрами масс взаимодействующих тел

G – гравитационная постоянная

g = G*m/(R+h)^2 (ускорение свободного падения)

g = 9.8.

Сила тяжести - сила с которой земля притягивает тело

Fтяжести = mg

Вес тела – сила с которой тело давит на опору или

растягивает подвес

P = m (g – a) (при равноускоренном движении вниз векторный вид)

P = m (g + a) (при равноускоренном движении вверх векторный вид)

Увеличение веса при движении апоры вверх- перегрузка

Невесомость - тело не давит на опору и не растягивает подвес

Вес равен нулю.

(5)

Механические колебания – движения тела повторяющиеся, или почти повторяющиеся через одинаковые промежутки времени.

T –период (время одного колебания)

\/ -частота (\/=1/T)

Свободные колебания – колебания за счет первоначально сообщенной энергии, Без внешних воздействий.

Вынужденные – колебания, совершаемые, под действием внешней силы

Резонанс – резкое повышение амплитуды колебаний при совпадении частоты колебаний с частотой вынуждающей силы

Энергия

Потенциальная E=mgh –(поднетого над землей)

Кинетическая (mV^2)/2

X= XmSIN(Wt)

Xm – амплитуда

W – циклическая частота

(6)

МКТ

1)Все вещ-ва состоят из частиц (молекул,атомов,ионов)

ДОК-ВА:

а)крупные малекулы видели

б)Сохранение массы вещества в химических реакциях

2)Все частицы движутся

ДОК-ВА:

а)Дефузия газов

б)Броуновское движение

3) Все частицы взаимодействуют друг с другом

ДОК-ВА:

а)Трение

б)Сила упругости

в)Твердые тела с постоянной формой и Жидкость нельзя сжать

4)?

Размер – метод тонких пленок

капля жидкости на поверхность другой жидкости (менее плотная на более)

d=V/S

Масса – 1а.е.м = 1.66 * 10^-27 кг (масса 1й молекулы углерода)

Na – число Авогадро количество структурных элементов содержащихся в одном моли в-ва

[Na]=1/моль=const

N(кол-во частиц)=\/*Na

m = \/ * M

\/ - кол-во вещва

N = m/M*Na M-молярная масса – постоянная для данного вещ-ва

(7)

Идеальный газ

1)Размер частиц <<

расстояния между ними

2)Взаимодействия между частицами нет, а соударение – абсолютно упругое.

3) Одноатомный

Похожи на идеальный реальные сильно разреженные газы, и инертные

P=nkT

P = 1/3*n*m*V^2=2/3n*Eк

n – концентрация

m - масса

m = M/Na

P = 1/3*p*V^2

основное уравнение МКТ:

P=(1/3)nm0V²=(2/3)nEкин

Температура – характеристика термодинамического равновесия, а также мера внутренней энергии в-ва. (суммарная кинетическая энергия частиц + энергия их взаимодействия.)

измерение:

1. биметаллическая пластина

2. принцип линейного расширения некоторых в-в при увеличении T

[t] = C (градусы Цельсия) T = t + 273К

[T] = K (Кельвины) – абсолютная температура, (термодинамическая шкала)

• 0 К – абсолютный ноль

• 0 С – плавление воды

(8)

уравнение клаперона-менделеева (состояния)(только для процессов где масса газа не меняется):

(а)P*V = (m/M)*R*T (выводится из “б”)

(б)P = n*K*T

Изопроцесс – процесс протекающий в газе при одном постоянном параметре

1) изобарный P – const ->V1/T1=V2/T2 (гейлюсак)

2) изохорный V – const ->P1/T1=P2/T2 (шарля)

3) изотермический T-const P1V1=P2V2 (бойля-мариота)

(9) надо уточнить

Испарение – парообразование происходящее при любой температуре

Конденсация – переход из газообразного состояния в жидкое

Динамическое равновесие – число покинувших жидкость малекул равно кол-ву вернувшихся.

Насыщенный пар – вещ-во в газообразном состоянии находящееся в термодинамическом равновесии с жидкостью.(свойства: кол-во частиц не меняется, давление увеличивается при увеличении Т (почти квадратично))

Определение влажности – психрометры (2-термометра. один в воде) и гигрометры (волосяные)

Точка росы – пар становится насыщенным

Абсолютная влажность – давление пара при определенной температуре.

Относительная влажность - степень насыщения воздуха паром (y=P/Pнас*100%)

(10)

(11)

U – внутренняя энергия газа – суммарная энергия движения и взаимодействия частиц.

U = A’ (работа над газом)

U = -A (работа газа)

U = 3/2*m/M*RdT (dT = T2 – T1)

1.з-н Т.Д.

кол-во теплоты, переданное системе, расходуется на изменение внутренней энергии газа и совершение газом работы.

применение к изопроцессам.

T(изотермический) – const Q =A’

V(изохорный) – const Q = U

P(изобарный) – const Q = U + A’

Адиобатный процесс – процесс без теплообмена с окружующей средой

Q = 0

U = A(работа над газом) PV = const

работа в т.д.

найдем работу газа в изобарном процессе (те переход из одного состояния в другое при P=const)

F=PS -> A=PSdH -> SH=dV-> A=PdV, A=площадь фигуры под графиком в координатах PV ( ∫P(V),dV)

A – работа газа

A = m/M*R*T (T = T2 – T1)

U = Q + A’

(12)взаимодействие зар. частиц:

одноименно заряженные отталкиваются, разноименных притягиваются. взаимодействие по закону кулона.

F = k*q1q2/r^2 (сила взаимодействия прямопропорциональна зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния)

зн. сохранения электрического заряда: Электрический заряд – не создается не исчезает а переходит от одного тела к другому.

Заряд – электрон (e) перешедший от одного тела к другому

Тело – e – заряд +1

Тело +e - заряд –1

Одноименные заряды - отталкиваются

Разноименные заряды - притягиваются

Взаимодействие заряженных тел – электромагнитное

(13)

Конденсатор – система двух проводников разделенных дэилектрком

(воздухом, бумагой, слюдой).На проводнике накапливается заряд и когда он достигает предела электроемкости конденсатора происходит пробой диэлектрика и заряд идет дальше по цепи.

Электроемкость

С=q/U (заряд одной из пластин деленный на напряжение между пластинами)

[C]=Фарад

С = E0*E*S/d

E0 – электрическая постоянная;

d – расстояние между пластинами

E – диэлектрическая проницаемость среды

S –площадь пластины

В параллельное соединение конденсаторов С = C1 + C2.......

В последовательном соединение конденсаторов 1/С = 1/C1 + 1/C2......

Конденсаторы используют в фотоаппаратах (вспышка) и для выпрямления переменного тока.

Виды: воздушные керамические, ?электрические? и тд….., плоские ?

(14)

P = A/t (мощность – работа за время)

U = A/q (напряжение – работа на перенос еденичного заряда)

P = U*q/t =UI

I = q/t (сила тока – заряд переносимый за время)

A = U*I*t

Электродвижущая сила

E - Электродвижущая сила – работа сторонних сил по по перемещению еденичного пробного заряда; совершается не э/м силами.

Источник тока совершает работу по разделению зарядов и поддерживает разность потенциалов.

Полная цепь

I = E/(R+r) E – ЭДС

R –сопротивление цепи

r – внутреннее сопротивление источника тока

(15) надо уточнить, дауж !!заняться завтра!! обязательно!!!

Магнитное поле – особый вид материи возникающий в пространсве вокруг любого переменнго электрического поля.

Всегда порождается переменным током (электричеством)

Электормагнитное поле – совокупность электрического и магнитного полей

Магнитная индукция – векторная физическая величина равная максимальной силе действущей со стороны магнитного поля на еденичный элемент тока

B = F/I*L

[B] = Тл (тесла)

Правило буравчика – если буравчик ввинчивать по направлению тока ,то

Направление вращения рукоятки совпадет с направлением силовых линий.

Силовые или магнитные линии – линии в любой точке которых вектор магнитной индукции направлен по касательной

Опыты

1)Проводники с одинаковым направление тока – притягиваются

2)Проводники с противоположным направление тока – отталкиваются

Обьясняется наличием магнитного поля

(нашел Ампер)

(16) надо уточнить

Полупроводники (с Иваном Сусаниным не путать)

(Вещества удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры)

Обычно кристаллы которым для освобождения электрона требуется

Энергия 1.5 – 2 эВ….

Пример Германий Кремний

Освободившиеся электроны создают ток проводимости.

или

Атомы потерявшие электрон создают “дырочный” ток.

собственная проводимость – свободные носители заряда – электроны и дырки при пов-ии Т кол-во дырок и электронов возрастает следовательно сопративление уменьшантся.

Примесная проводимость (донорская или акцепторная примесь)

полупроводники по типу примесей

При соединении полу Проводников разных типов на границе этих полупроводников электроны переходят из n области в p и занимают валентные места. pn переход создает собственное поле, препятствующее перемещению основных носителей заряда.

при подключении pn перехода к источнику тока (p+ n-) поле источника способствует перемещению основных носителей заряда через pn пернход

существует обратный ток обусловленный перемещением не основных носителей заряда.

Использование

Радиотехника и электроника транзисторы - Усилители слабых сигналов ,полупроводниковые диоды - Выпрямители тока, электронныу ключи.

(17) см (15)

Э.М. Индукция – явление появление индукционного тока в замкнутом контуре при

изменении магнитного патока, пересекающего данный контур.

Ф = B*S*cos(a) где В-магнитная индукция S-площадь контура

a – угол между нормалью к поверхности контура и векторм магнитной индукции.

[Ф]= Вб (вебер)

з-н э.м. индукции

E = dФ/dt (ЭДС контура рано изменению магнитного потока)

Правило Ленца:

Индукционный ток имеет такое направление при котором его магнитное поле стремится скомпенсировать изменение магнитного потока через протекающего через контур.

использование индукции:

1. в генераторах (Ei=BSKsin(kt+b))

2. индукционный счетчик электо энергии

3. индукционные печи

отрицательные эфекты эми:

нагревание сплошных пр-ков или контуров находящихся в переменном магнитном поле

способы решения.

1. сплошные пр-ки заменяются наборными

2. замена феромагнетиков на фериты (диэлектрики с фер.маг.свойствами)

(18)

Самоиндукция – появление ЭДС индукции в цепи при изменении тока в нем. (изменение силы ток приводит к изменению индукции магнитного тока следовательно изменяется магнитный паток, пересекающий контур и следовательно появл. индукционный ток)

Eis = -L* (dI/dt)

Индуктивность – это велечина равная ЭДСis при скорости изменения тока в цепи 1А/С L [Гн] =Bc/A

зависит от геометрической формы, размеров контура и наличия середника.

Теория единого поля (электромагнитного) - поле посредствам которого осуществляется взаимодействие электрически заряженых частиц или частиц обладающих единым моментом.

электрические и магнитные поля являются проявлением в разных системах отсчета единого э.м. поля

Переменное магнитное поле пораждает вихревое электрическое поле (возникает индукционный ток)

вихревое поле

1. Силовые линии замкнуты

2. А(по кругу) ≠ 0

3. А зависит от формы траектории

4. напр-е сил. линий: левый винт с вектором изменения индукции.

W=L*I²/2

Электромагнитное поле характеризуется напреженностью поля и магнитной индукцией.

(19)

Электромагнитные колебания – это колебания электрических и магнитных полей ,которые сопровождаются периодически изменяющимся

Зарядом силы Тока и Напряжением

Простейшая система где могут возникать и существовать такие колебания – колебательный контур

Электромагнитные колебания

Колебательный контур – система состоящая из катушки индуктивности и конденсатора.

Wэ = CU^2/2

Wм = L*I^2/2

T(период колебания)= 2*√(L*C)

V(частот)=1/T

W(ц.ч.)= 2/T

(20)

Электромагнитная волна – распространение э.м. колебаний в пространстве.

Вихревое Магнитное поле порождает вихревое электрическое поле ,

Этот процесс происходит во взаимно перепендикулярных плоскостях.

Скорость распространение электромагнитных волн в вакууме 300 000 км/с=с

свойства

1. Отражение.

2. интерференция - наложение одной волны на другую

3. дифракция -сгибание препятствий

4. поляризация – выделения 1й плоскости колебания в волне

Принцип радиосвязи

Применение – Телевидение, Радио, Радиолокация, передача информации.,

Свет – тоже по некоторым свойствам – электромагнитная волна

(21)

Свет – скорость 2.9 * 10^8 м/с свет э.м. волна с частотами

10^11гц  V  10^17цг

3^14гц  V  7,5^14цг – видимый свет.

интерференция - наложение одной волны на другую (от 2х когерентных источников(одинаковая частота, синфазно))

Дефракция – огибание препятствий

Принцип Гюстгенса-

Каждая точка волнового фронта – источник вторичных волн, а

огибающая 2-х волн представляет собой следующий волновой фронт исходной волны.

Дисперсия – зависимость показателя преломления среды от частоты падающего света.

поляризация - колебания волны только в одной плоскости

\/ = C/A (частота = скорост / длину )

отражение

преломление

применение: просветление оптики(интерференция в тонких пленках h=/2), изменеие длины волны(dSIN(a) = k –  – длина волны d- период решетки), разложение на спектр, получение голографических изображений.

(22) надо уточнить

Атом состоит из частиц – элетронов(-) протонов(+) нейтронов(0)

атом удерживается кулоновскими и атомными силами

1)Топсон

опыт Резерфорда по рассеиванию alpha частиц

(23)

Постулаты Бора

1)атом находится в стационарном состоянии (электроны на стационарных орбитах) в котором атом не излучает и не поглощает энергию.

2)

а)при переходе электрона с меньшего уровня на больший атом поглощает энергию

б)при отходес большего на меньший – излучает

hV = Em – En = dE

hv = hc/A (A – длина волны)

излучение вынужденное (под действием э.м. поля) и не вынужденное (самопроизвольно, спонтанно)

в любом в-ве находятс атомы в возбужденном состоянии из за

1. неупругих столкновений атомов (нагревание, ток,бомбардирвка протонами)

2. поглащение света.

спектральный анализ. – рассматривается процесс спонтанного перехода. ,используется свойство что излучаемая волна полностью тождественна внешней волне и когерентна сней, разные в-ва имеют разные спектры.

(24)фотоэффект - Явления покидания электрона своей арбиты в следствии столкновения с Фатоном.

Величина фототока насыщения прямо пропорциональна падающему на электрод световому потоку.

E = hV (энергия фотона)

h – постоянная планка 6.62 * 10^-34

V – частота световой волны

Hv = Aвых + MV^2/2 (уравнение Эйнштейна)

Aвых – для вещ-ва постоянная

Vкр = Aвых/h – минимальная частота при которой наблюдается фотоэфект

(25) )

Состав ядра:

1. протоны = const, e=+1, (кол-во = Z)

2. нейтроны = const для определенного изотопа

нейтроны + протоны = нуклоны(кол-во = m)

Энергия связи – энергия необходимая на разделения ядра на отдельные нуклоны.

Wсв = MC^2

M – дефект масс

Разность между массой ядра и массой протонов с нейтронами

запускается частица разбивает первый атом, из него вылетают другие частицы и разбивают другие атомы.

термоядерные реакции:

при T10^8 К, за счет теплового движения частиц ядра могут соударяться, а электроны “падать” на ядра (Fкинетическая  Fкулона)

и может происходить синтез новых ядер при этом выделяется огромная энергия 0,82 Мэв/нуклон

(26)

1) Альфа

(a) (4) (A – 4)

X -> He + Y

(z) (2) (Z - 2)

2)Бета (электронный, позитронный, электронный захват)

(a) (0) (a)

X -> e + Y (электрооный)

(z) (-1) (Z + 1)

радиоактивность:

явление произвольного изменения состава сформировавшегося ядра.

зн. радиоактивного распада N=No*2^(-t/T) (T- период полураспада N-число не распавшихся атомов в момент времени t, No кол-во атомов при t=0)

биологическое действие

атомы и молекулы в-ва ионизируются->клетки погибают или начинают развиваться не правильно, при этом человек не ощущает радиационное воздействие. Для работы людей в зонах с повышенным радиационным фоном введена величина “доза”= [грей]= джоуль/кг (0,05 в год предельная доза), есть и другие величины напр. рентген. 1Р=0,01Гр.

лучшая защита – свинцовые поглотители(от гамма), кадмий и бор (от медленных нейтронов), быстрые нейтроны должны замедляться в графитовой среде. также достаточно большое расстояние от эпицентра излучения является хорошей защитой.

список основных формул

Created by Dr.ON ver2.2

динамика

S=So+VoT+at²/2

V=Vo+at

Уск.св.п-я

h=gt²/2

V=√(2gh)

t=√(2h/g)

силы

F=P/t

Fтяг=Gmm/r²=mV²/R=mg

F=E(const)SΔL/l

F=KΔL (k-коф.упр.)Е

Fкл=kqq/R²

Fгука=kSL/L

F=g-a

F=P/t

Др-е по окр.

a(цс)=V²/R=W²R, W=2π/T, V=WR

Vкосм1=√(gRз)=√(GMз/R)

Vкосм2=√(2gзRз)

Tкосм=2πR/V=√(4π(Rз+h)³/Gmз)

T=2π√(R/a)

P=F/S

Fa=ρжVg=(ρgh(давл))S

M=Fd

A=rFcos(alpha)=ΔEкин(2-1)

P=mV

Pow=A/t

МКТ

PV=mRT/M

адиобарный Q=o

Изотерма t=const PV=const Q=A

Изобара P=const V1/V2=T1/T2 Q=U

Изохора V=const P1/P2=T1/T2 Q=U+A

2нтд.ι=(T1-T2)/T1=(Q1-Q2)/Q1

1.нтдQ=ΔU+A

Q=cmΔt

Q=λm(пл)

Q=Lm(пар.обр)

E=3/2 kT p=1/3nm0V²

кпдКарно=(Qн-Qх)/Qн

A=m/M*RT=PSL=PSU

U=3/2*m/MRT

Эл-во

F=Eq

ΔП=kqq/r=Eqr

C=ξξoS/d

Посл- 1/c=1/c+1/c…;I=const;u=u1+u2

парал=С=с+с….i=i1+i2;u=const

w=q²/2c=qU/2=ξξoE²V/2

Q=A=I²RΔt

I=ξ/(R+r)

E=E1+E2+En (E-напр-ность)

m=KIt(фарадей)

Волны /колебания

x=AcosWT

V=Aw(-sinWT)

Vmax=Aw

Ф(маг.поток)=BScos(B^n).

Fa=BIпрLsin(Alpha)

i=IФ/tIFa

W=LI²/2=СU²/2

U=q/c

xsi=-LDI/Dt

X=-W²X

λ=VT .

частота=const

мат.маятник

x=AcosWT

w=√(g/L)

T=2√(L/g)

T-mg=mV²/L

оптика

Eп=0 Eк=max=MV²max/2 Eп=kXM² Eкин=0

W(цикл.ч-а) = 1/√LC T=2 √LC

U=Um SINwt

ЗЕ-Ло

1/F=1/a+1/b; F-фокусное раст.

a- раст. от предмета до зеркала

линза D=1/f+1/d,

n=c/v=sin1/sin2

Г=I f/d I соб. F>0 рас F<0 действ f>0 ложн. f<0

cто

M=Mo/√(1-V²/C²)

L=Lo√(1-V²/C²)

T=To/√(1-V²/C²)

U=c

P=MoV/√(1-M²/C²)

E=hv

U=((c+u)/1+uc/ C²)

V=(V1+V2)/(1+V1V2/C²)

E=mc²

распады:

alpha a,zX->4,2He+(a-4)(z-2)Y

Beta a,zX->0,-1 e+a,(z+1)Y