Понятие о деформациях.

Деформации- это растяжение, сжатие, изгиб, кручение и т. д. При любом виде деформации, если она не велика, возникает сила упругости, восстанавливающая то состояние, в котором тело находилось до деформации.

Закон Гука.

Сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна удлинению тела и направлению перемещения частиц тела относительно других частиц при деформации. Fупр.=-kx. k- коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела. [Fупр.]=[Н/м].

Модуль Юнга.

Модуль Юнга- величина, характеризующая упругость материала. Dl/l=e- относительное удлинение, F/S=s- напряжение. s= Fe.

2 Незатухающие вынужденные колебания поддерживаются в цепи действием внешнего периодического U. Но возможны и другие способы получения незатухающих колебаний. Системы, в которых генерируются незатухающие колебания за счёт поступления энергии от источника внутри системы, называются автоколебательными . Незатухающие колебания, существующие в системе без воздействия на неё внешних периодических сил, назыв. автоколебаниями. Примером автоколебательной системы может служить генератор на транзисторе. Он содержит колебательный контур с конденсатором ёмкостью C, катушкой индуктивностью L, источник энергии и транзистор. Авто-я возбуждаются кол. кон. Генератора на транзисторе за счёт энергии источника постоянного U. В генераторе используются транзистор, устройство, сост. из эмиттера, базы и коллектора и имеющее 2 p-n перехода – прямой(эмиттерный) и обратный(коллекторный переход). Колебания тока в кол. кон. вызвают колебания U между эмиттером и базой, которые в свою очередь управляет I в цепи кол. кон.(обратная связь). Обратная связь - индуктивная (Lсв) от источника U в кол. кон. Поступает энергия, компенсирующая потери энергии в контуре на резисторе. Частота кол-й в кол. кон. Определяется L и C: w0=1/ÖLC. При малых L и C n кол-й велика. Генераторы на транзисторах широко применяются во множестве радиотехнических устройств: в радиоприёмниках, усилителях и т.д. Широко они применяются в современных электронно-вычислительных машинах. На примере генератора на транзисторе можно выделить основные эл-ты, хар-ые для многих автоколебательных систем: 1) источник энергии (источник пост. U), за счёт которого поддерживаются незатухающие кол-ния. 2)колеб. сис-ма, т.е. та часть автоколебательной системы, в которой происходят колебания. 3)устройство, регулирующее поступление энергии от источника в колеб. систему, - “клапан”(транзистор). 4)устройство, обеспечивающее обратную связь, с помощью которого кол. сис-ма управляет “клапаном” (индукт. связь катушки кол. кон.)с катушкой в цепи эмиттер- база. 

Билет № 10

1. Fтр возникает при соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. Этими она отличается от Fупр, направленной перпендикулярно пов-ти. Fтр препятствует перемещению соприкасающих тел. Fтр покоя равна по модулю и противоположна по направлению силе, направленной к покоящемуся телу. Сущ-т max Fтр покоя – (Fтр)max. только тогда, когда сила F станет больше, чем    

(Fтр)max, тело получит ускорение. (Fтр) max=mN. m- коэф. трения. N-сила реакции опоры. Если тело скользит по какой-либо пов-ти, то его движению препятствует сила трения скольжения. По модулю она почти (Fтр) max. Направлена всегда в сторону, противоположную направлению движения тела относительно того тела, с кот. оно соприкасается. Направление Fтр противоположно направлению движения тела. Это значит, что а, сообщаемое телу Fтр, направленно против движения тела. Поэтому Fтр приводит к уменьшению u тела. Как и (Fтр) max. Fтр or=mN. m зависит от материалов, из которых изготовлены тела, как обработаны их пов-ти и т.д. m не зависит от S сопр-я пов-й тел, от положения тел. Трение между соприкасающими  телами назыв. сухим трением. Когда тело движется, соприкасаясь с жидкостью или газом тоже возникает Fтр (сила жидкого трения). Сила жидкого трения << F сухого трения. В жидкости и газе нет Fтр покоя. Даже самая малая сила, приложенная к телу в жидкости или газе сообщает ему а. Сила жидкого трения зависит не только от направления движения тела но и от его u(Fтр жидкости зависит u). Форму тела, при котором Fтр жид мала называют обтекаемой формой. Fтр увеличивается при увеличении Fтяж. В быту часто полезное трение усиливают, а вредное ослабляют(применяют смазку, заменяют трение скольжения трением качения).

2) вынужденные кол-я – кол-я в цепи под действием внешнего периодического ЭДС. Переменный электрический ток – это ток, кот. меняется по величине и направлению по гармон. закону. Пер. эл. ток представляет собой не что иное, как вынужденные ЭМК. I и U меняются по гармон. закону: i=Imsin wt; u=Umsinwt; проволочную рамку, вращающуюся в пост. однородном магн. Поле можно рассматривать, как простейшую модель генератора перем. эл. тока. Ф=ВScosa;

Ei=-DФ/Dt.=-Ф1(t); a= wt; e=-Ф1(t)=-(BScosa)=-(-BSwsinwt);

ei =Emsin wt – ур-е Г.К. ЭДС. I=ÖI2=Im/Ö2 – действующее значение перемен. эл. тока, величина, равная кв. корню из среднего значения квадрата I. U=ÖU2=Um/Ö2; p=ImUm/2 – мощность. Мощность в цепи перем. Э.Т. опред. действ. значениями I и U; Сопротивление R назыв. активным, потому что при наличии нагрузки, обладающей этим R(резистора), цепь поглощает энергию, поступающюю от генератора. Эта энергия превращается во внутр. энергию проводников – они нагреваются. P=I2R; R=P/I2 – активное R. При небольших значениях n пер Э.Т. R проводника не зависит от n и практич. совпадает с его электрическим сопр. В цепи пост. тока.  ; рассмотрим эл. цепь, сост. Из последовательно соед-х резистора, конденсатора и катушки. U=UR +UL+UC; (сумма магнитных значений напряжений на послед-но включённых эл-х цепи = магн. Значению приложенного напряжения); i=Imcoswt; (кол-я I во всех эл-х цепи происходят по закону i=Imcos wt). Кол-я U на резисторе по фазе совп. c кол-ми I; кол-я U на конденсаторе отстают от кол-й I на p/2; кол-я U на катушке опережают кол-я I на p/2.)Поэтому u=URmcoswt+UCmcos(wt-p/2)+ULmcos(wt+p/2); Um- ?Закон ома для эл цепи пер тока

Билет № 11

2Эл ток никогда не получил бы такого широкого применения, если бы его нельзя было преобразовать почти без потерь энергии. Преобразование перем. тока, при кот U увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потерь мощности, осуществляется с помощью трансформатора. Трансформатор сост. Из стального сердечника, на кот. надеты 2 или более катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток, назыв. первичной, подключается к источнику перем. U. Вторая обмотка присоед. “нагрузку”, назыв. вторичной.- условное обозначение трансформатора. В основу работы трансформатора положено явление ЭМИ. Включив одну из обмоток в сеть перем. тока, мы получим ток другой обмотки, если она замкнута. Е в проводах вторичной обмотки придут в движение под действием вихревого ЭП. При прохождении тока по первичной обмотки в сердечнике появляется магн. Поток, кот. возбуждает Еi в каждой обмотке. Магнитный поток сущ-т только внутри сердечника. еi в любом витке первичной или вторичной обмотки одинаково и определяется формулой еi=-DФ(t), т.к Еi=

-DФ/Dt==-Ф(t). Ф=BScosa; a=wt; ei=-(BScoswt)=-(-BSwsinwt)=Emsinwt; Em=wBS-амплитуда ЭДС в одном витке. 1) трансформатор, понижающий U: k=N1/N2;k=N1/N2=U1/U2; N-число витков в катушке; k-коэф. трансформации. N1>N2; U1>U2 Þ k>1. 2) тр, повышающий U: N1<N2;U1<U2; Þ k<1; p1»p2; I1U1»I2U2;

передача электроэнергии на знач расстояния с малыми потерями – сложная научно-техническая проблема. Потеря энергии нагревания проводов равна квадрату I в линии электропередачи: Q=I2RT; Для уменьшения потерь необходимо уменьшить I, но p=IU. Чтобы при уменьшении I не уменьшилась передаваемая мощность, следует во столько же раз увеличить U. Для этого используют повышающие трансформаторы. Для исп-я электроэнергии, U нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов. Уменьшение потерь можно также достичь, увеличить уд. сопр. (r) и длину линии электропередачи, сечения проводников увеличивать невозможно из-за возрастания m проводов. 

1) Рычаг представляет собой тв. тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры т.О- точка опоры, А и В- точки приложения сил. Силы F1 и  F2, действующие на рычаг направлены в одну сторону. Кратчайшее расстояние, между точкой опоры и прямой, вдоль кот. действует на рычаг сила, называется плечом силы;                       ОА – плечо силы F1, ОВ-плечо силы F2. Условие равновесия рычага: Рычаг н6аходится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил F1/F2=l2/l1. правило равновесия рычага было установлено Архимедом. Из этого правила видно, что меньшей силой можно уравновесить при помощи рычага большую силу. F1l1=F2l2; Произведение модуля силы на его плечо называют моменом силы. M=FL- момент силы.

Правило моментов: рычаг находиться в равновесии, если момент силы, вращающей его по часовой стрелке = моменту силы, вращающей его против часовой стрелки.[M]= 1Hм. Момент силы хар-т действие силы, показывыает, что оно зависит одновременно и от модуля силы и от её плеча.

Билет № 12

1Механическая работа.

Работа постоянной силы (или механическая работа) равна произведению модулей векторов силы и перемещения на косинус угла между этими векторами. Если на тело действует несколько сил, то берут их равнодействующую. A=Fscosa. За 1 Дж принимают работу, совершаемую силой в 1Н на пути, равном 1 м, при условии, что направление силы и перемещения совпадают. [Дж]=[Н м].

Мощность.

Мощность- величина, равная отношению совершенной работы к промежутку времени, за который она совершена. [Ватт]=[Дж/с]. N=A/t=FS/t=Fu.

Энергия.

Энергия- способность тела совершать работу. Она бывает кинетическая (у движущегося тела) и потенциальная (у тела, поднятого над землей). В замкнутых системах энергия никуда не исчезает, а просто превращается из одного вида в другой и обратно. Сумма этих двух энергий составляет полную энергию тела.

Единицы измерения работы и мощности.

Работа измеряется в Джоулях (Дж). 1 Дж- работа, совершаемая силой в 1Н на пути, равном 1 м, при условии, что направление силы и перемещения совпадают. [Дж]=[Н м].

Мощность измеряется в Ваттах (Вт). 1 Вт- мощность при совершенной работе в 1 Н за время 1 с.

Кинетическая энергия.

Кинетическая энергия- изменение половины произведения массы тела на квадрат его скорости. EK=mv2/2. Кинетическая энергия тела массы m, движущегося со скоростью v, равна работе, которую нужно совершить, чтобы сообщить телу эту скорость. Кинетическая энергия- физическая величина, характеризующая движущееся тело; изменение этой величины равно работе силы, приложенной к телу. Теорема о кинетической энергии: работа силы (или равнодействующих сил) равна изменению кинетической энергии. A=EK1-EK2.

Связь между приращением кинетической энергии тела и работой приложенных к нему сил.

Изменение кинетической энергии материальной точки равно работе действующих на нее сила. Dx=uНDt+a(Dt)2/2= uНDt+Fcosa(Dt)2/2m= uН(muК-muН)/Fcosa+ Fcosa( muК-muН)2/2m(Fcosa)2. DA= FDxcosa= muК2/2-muН2/2= KК-KН=DK Для этого использовали следующие формулы: a= Fcosa/m, FcosaDt= muК-muН ÞDt= (muК-muН)/Fcosa.

Потенциальная энергия тела.

Потенциальная энергия тела- энергия, зависящая от положения тела или частиц тела относительно друг друга. Потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту над нулевым уровнем, равна работе силы тяжести при падении тела с этой высоты до нулевого уровня. A=EP=mgh. Потенциальная энергия деформированного тела равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю. A=kx2/2.

Потенциальная энергия тел вблизи поверхности Земли.

Потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту над нулевым уровнем, равна работе силы тяжести при падении тела с этой высоты до нулевого уровня. A=EP=mgh.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела.

Потенциальная энергия деформированного тела равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю. A=kx2/2.

2Закон сохранения механической энергии.

Энергия превращается из одного вида в другой. Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при любых движениях тел системы. Полная энергия тела- сумма потенциальной и кинетической энергии тела. EK2+EP2=EK1+EP2.

2

2Электромагнитные волны. Их свойства.

Электромагнитная волна- процесс распространения электромагнитного поля (происходит со скоростью света). Однажды начавшийся в некоторой ты=очке пространства процесс изменения электромагнитного поля охватывает все новые и новые области окружающего пространства (Максвелл). u=1/Öee0mm0¢. Электромагнитные волны- волны, направление колебаний которых перпендикулярно направлению их распространения (поперечные волны). Они отражаются, преломляются, поляризуются, то есть ведут себя идентично другим волнам.  Мех. волны распространяются в в-ве: газе, жидкости, тв. теле. Однако сущ-т один вид волн, кот. не нуждается в каком-либо в-ве. Это ЭМВ, к кот., относятся радиоволны и свет. Несмотря на сущ-е отличие ЭМВ от мех. волн, ЭМВ при своём распространении ведут себя подобно мех. ЭМВ – это распространяющиеся  во времени переменные эл. и магн. Поля. Условие возникновения ЭМВ – это движение q с ускорением. ЭМВ возникает благодаря тому, что перем. эл. поле порождает перем. магн. поле. Это перем. магн. поле в свою очередь порождает перем. эл. поле.

Для образования интенсивных ЭМВ необходимо создать эл. магн. кол-я достаточно высокой n. Именно при этом условии Е эл. поля и В магн. поля будут меняться быстро. Кол-я высокой n можно получить с помощью колеб. контура. w0=1/ÖLC. Частота кол-й  будет тем выше, чем меньше L и C колеб. контура. ЭМВ были впервые экспериментально обнаружены Герцем. Опыты Герца.

Герц проводил опыты с разрядом мощной индукционной катушки. Ему удалось получить сверхбыстрые колебания электрического тока  прямолинейном отрезке проводника. Продолжая опыты, Герц установил, что быстрые колебания тока в одном проводнике способны вызвать колебания тока в другом проводнике, удаленном от первого на некоторое расстояние. К открытому колеб. контуру можно перейти от закрытого, раздвигать пластины конденсатора. В конце концов получится прямой провод. C и L вибратора Герца мала. Поэтому и частота кол-й весьма велика.

Свойства ЭМВ: ЭМВ поглощаются и преломляются подобно всем другим видам волн. ЭМВ волны явл. поперечными волнами. Это означает, что векторы Е и В ЭМП ^  к направлению её распространения. Интерференция- сложение в пространстве 2-х волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих кол-й; дифракция- явление отклонения света от прямолинейного направления. Поляризация -  док-т, что свет ь- поперечная волна. В опытах Герца l сост. несколько десятков см. Вычислив n ЭМК вибратора, Герц смог определить скорость ЭМВ по ф-ле u=ln(она » с»300000км/с).

Дифракция- интерференция вторичных волн. Френель первым открыл это явление, проведя опыт: в центре тени от шара получено светлое пятно. Световые волны, огибая края шара, заходят в область тени и, достигая центра тени на экране, проходят одинаковые расстояния независимо от какой точки на краю шара они идут. В этом случае они достигают центра тени в одинаковой фазе и в результате интерференции усиливают друг друга, поэтому и получается светлое пятно. В остальных частях тени происходит поочередное наложение волн в противоположных и одинаковых фазах и мы видим концентрические темные и светлые пятна.

Билет № 13

1 Закон Паскаля.Жидкость или газ, заключенные в замкнутый сосуд, передают производимое на них поверхностное давление по всем направлениям одинаково.

Основным отличием жидкостей от твердых (упругих) тел является способность легко изменять свою форму. Части жидкости могут свободно сдвигаться, скользя друг относительно друга. Поэтому жидкость принимает форму сосуда, в который она налита. В жидкость, как и в газообразную среду, можно погружать твердые тела. В отличие от газов жидкости практически несжимаемы. Такое же давление на глубине h в соответствии с законом Паскаля жидкость оказывает и на боковые стенки сосуда. Давление столба жидкости ρgh называют гидростатическим давлением. Сущ – т 3 агрегатных сост-я в-ва: тв., жид., газообр. Жидкость легко меняет свою форму, но её V не меняется. Многие газы прозрачны и бесцветны. V газа довольно легко изменить(сжать газ). Газы имеют одно особенное св-во: они занимают полностью всю, предоставленную им ёмкость. Газы не имеют собств формы, не имеют пост. V. В газах расстояние между мол-ми  много больше размеров самих мол-л. Они двигаются хаотично и почти не притягиваются друг к другу. В жидкостях промежутки между мол-ми малы, притяжение значительно. Поэтому жидкости сохраняют свой V. 

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5