Vzorec dostředivého zrychlení za dobu rotace. Kruhový pohyb. Rovnice pohybu po kruhu. Úhlová rychlost. Normální = dostředivé zrychlení. Perioda, frekvence otáčení (rotace). Vztah mezi lineární a úhlovou rychlostí.

Protože lineární rychlost rovnoměrně mění směr, nelze pohyb kolem kruhu nazvat rovnoměrným, je rovnoměrně zrychlen.

Úhlová rychlost

Vyberte bod v kruhu 1 ... Vybudujme poloměr. Za jednotku času se bod přesune do bodu 2 ... V tomto případě poloměr popisuje úhel. Úhlová rychlost je číselně stejná jako úhel otočení poloměru za jednotku času.

Období a frekvence

Doba rotace T- to je doba, během níž tělo provede jednu otáčku.

Rychlost otáčení je počet otáček za sekundu.

Frekvence a perioda jsou vzájemně propojeny poměrem

Vztah úhlové rychlosti

Lineární rychlost

Každý bod v kruhu se pohybuje určitou rychlostí. Tato rychlost se nazývá lineární. Směr vektoru lineární rychlosti se vždy shoduje s tečnou ke kruhu. Například jiskry zpod mlýnku se pohybují a opakují směr okamžité rychlosti.

Uvažujme bod na kruhu, který udělá jednu revoluci, čas, který trvá, je tečka T... Cesta, kterou bod překoná, je délka kruhu.

Odstředivé zrychlení

Při pohybu po kruhu je vektor zrychlení vždy kolmý na vektor rychlosti směrovaný do středu kruhu.

Pomocí předchozích vzorců můžeme odvodit následující vztahy

Body ležící na jedné přímce vycházející ze středu kruhu (například to mohou být body, které leží na paprsku kola) budou mít stejnou úhlovou rychlost, tečku a frekvenci. To znamená, že se budou otáčet stejným způsobem, ale s různými lineárními rychlostmi. Čím dále je bod od středu, tím rychleji se bude pohybovat.

Zákon sčítání rychlostí platí také pro rotační pohyb. Pokud pohyb tělesa nebo referenčního rámce není rovnoměrný, pak se pro okamžité rychlosti použije zákon. Například rychlost osoby procházející po okraji rotujícího karuselu se rovná vektorovému součtu lineární rychlosti otáčení okraje karuselu a rychlosti pohybu osoby.

Země se účastní dvou hlavních rotačních pohybů: denních (kolem své osy) a oběžných (kolem Slunce). Doba rotace Země kolem Slunce je 1 rok nebo 365 dní. Země se otáčí kolem své osy od západu na východ, doba této rotace je 1 den nebo 24 hodin. Zeměpisná šířka je úhel mezi rovníkovou rovinou a směrem od středu Země k bodu na jejím povrchu.

Podle druhého Newtonova zákona je síla příčinou jakéhokoli zrychlení. Pokud pohybující se těleso zažívá dostředivé zrychlení, pak povaha sil, které toto zrychlení způsobují, může být odlišná. Pokud se například tělo pohybuje v kruhu na laně k němu připevněném, pak působící síla je pružná síla.

Pokud se těleso ležící na disku otáčí s kotoučem kolem své osy, pak je taková síla třecí silou. Pokud síla přestane působit, pak se tělo bude pohybovat po přímce.

Zvažte pohyb bodu na kružnici od A do B. Lineární rychlost je rovná v A. a v B resp. Zrychlení - změna rychlosti za jednotku času. Pojďme najít rozdíl ve vektorech.

Problém aplikace stavové rovnice ideálního plynu

Vstupenka 4

Kruhový pohyb s konstantní absolutní rychlostí; perioda a frekvence; dostředivé zrychlení.

Když se tělo pohybuje rovnoměrně po obvodu, modul rychlosti zůstává konstantní a směr vektoru rychlosti se během pohybu mění. Pohyb tělesa po kružnici lze popsat zadáním úhlu natočení poloměru. Úhel otočení se měří v radiánech. Poměr úhlu otáčení poloměru φ k časovému intervalu, během kterého je toto otáčení dokončeno, se nazývá úhlová rychlost: ω = φ / t ... Lineární rychlost je poměr délky procházené dráhy l k časovému intervalu t:v = l / t. Mezi lineární a úhlovou rychlostí existuje následující vztah:v = ω R. Když se tělo pohybuje v kruhu, mění se směr rychlosti, proto se tělo pohybuje se zrychlením, které se nazývá dostředivé:a = v 2 / R. Kruhový pohyb je charakterizován periodou a frekvencí. Období jedné revoluce. Frekvence je počet otáček za sekundu. Mezi periodou a frekvencí existuje vztah:T = 1 / υ ... Frekvenci a periodu lze zjistit pomocí úhlové rychlosti.: ω = 2 π υ = 2 π / T.

2. Elektrický proud v roztocích a roztavených elektrolytech: Faradayův zákon; stanovení náboje jednovazného iontu; technické aplikace elektrolýzy.

Elektrolyty- vodné roztoky solí, kyselin a zásad. Elektrolytická disociace- proces rozpadu molekul elektrolytu na ionty během rozpouštění elektrolytů pod vlivem elektrické pole polární molekuly voda. Disociační stupeň, tj. frakce molekul v rozpuštěné látce, která se rozpadla na ionty, závisí na teplotě, koncentraci roztoku a dielektrické konstantě rozpouštědla. S rostoucí teplotou roste stupeň disociace a následně se zvyšuje koncentrace kladně a záporně nabitých iontů. Iony různých znamení, když se setkají, se mohou opět spojit v neutrální molekuly - rekombinovat. Nabijte nosiče v vodní roztoky nebo roztavené elektrolyty jsou kladně nebo záporně nabité ionty. Protože přenos náboje ve vodných roztocích nebo taveninách elektrolytů je prováděn ionty, nazývá se tato vodivost iontová. Elektrický proud v roztocích a roztavené elektrolyty- toto je uspořádaný pohyb kladných iontů na katodu a záporných iontů na anodu.

Elektrolýza nazývá se proces izolace čisté látky na elektrodě spojený s redoxními reakcemi.

Faraday formuloval zákon elektrolýzy: m = q · t.

Hmotnost látky uvolněné z elektrolytu na elektrodách se ukazuje být tím větší, čím větší náboj elektrolytem prošel q, nebo I · t, kde I je aktuální síla, t je čas jeho průchodu elektrolyt. Koeficient k převádějící tuto proporcionalitu na rovnost m = k · I · t se nazývá elektrochemický ekvivalent látky.

Elektrolýza se používá:

1. Elektroformování, tj. kopírování embosovaných předmětů.

2. Galvanické pokovování, tj. nanesení tenké vrstvy jiného kovu (chrom, nikl, zlato) na kovové výrobky.

3. Čištění kovů od nečistot (rafinace kovů).

4. Elektroleštění kovových výrobků. V tomto případě produkt hraje roli anody ve speciálně vybraném elektrolytu. Na mikrohustotách (výčnělcích) na povrchu výrobku se zvyšuje elektrický potenciál, což přispívá k jejich primárnímu rozpuštění v elektrolytu.

5. Získání některých plynů (vodík, chlor).

6. Získávání kovů z tavenin rudy. Tak se těží hliník.

Úkol aplikace plynových zákonů.

Vstupenka 5

1. Newtonův první zákon: inerciální vztažný rámec.

Newtonův první zákon:existují vztažné rámce, vůči nimž si těleso zachovává rychlost beze změny, pokud na něj nepůsobí jiná tělesa nebo se působení jiných těles navzájem kompenzuje. Takové referenční rámce se nazývají setrvačný. Všechna těla, která nejsou ovlivněna jinými těly, se tedy navzájem pohybují. příbuzný s přítelem rovnoměrně a přímočaře, a referenční rámec spojený s jakýmkoli z nich je setrvačný. Newtonův první zákon se někdy nazývá zákon setrvačnosti(setrvačnost - jev, kdy rychlost těla zůstává nezměněna, když absence vnějších vlivů na tělo nebo jejich kompenzace).

2. Elektrický proud v polovodičích: závislost odporu polovodičů na vnějších podmínkách; vlastní vodivost polovodičů; nečistoty dárce a příjemce; p-p-křižovatka; polovodičové diody.

Mezi polovodiče patří látky, odpor který je mezi vodičem a dielektrikem. Vodivost čistých polovodičů v nepřítomnosti nečistot zvaná vnitřní vodivost , protože je určen vlastnostmi samotného polovodiče. Existují dva mechanismy vnitřního vedení - elektron a díra. Elektronické vedení se provádí řízeným pohybem v interatomickém prostoru volných elektronů, které opustily valenční obal atomu v důsledku zahřívání polovodiče nebo působením vnějších polí. Díra se nazývá prázdný elektronický stav v atomu, vytvořený, když se objeví volný elektron, má kladný náboj .. Valenční elektron sousedního atomu, přitahovaný k díře, do něj může skočit (rekombinovat). V tomto případě se na jeho dřívějším místě vytvoří nová díra, která se pak může podobně pohybovat po krystalu.

Vodivost díry se provádí směrovým pohybem valenčních elektronů mezi elektronovými obaly sousedních atomů na prázdná místa (otvory).

Vnitřní vodivost polovodičů je obvykle nízká, protože počet volných nábojů je malý.

Nečistoty v polovodičích - atomy cizích chemických prvků obsažené v hlavním polovodiči. Dávkované zavádění nečistot do čistého polovodiče umožňuje cíleně měnit jeho vodivost. Vodivost nečistot - vodivost polovodičů v důsledku zavádění nečistot do jejich krystalové mřížky. Změnou koncentrace atomů nečistot lze výrazně změnit počet nosičů náboje toho či onoho znamení. Znak nosičů náboje je určen valencí atomů nečistot. Rozlišujte nečistoty dárce a příjemce ... Valence atomů nečistot dárce je větší než valence hlavního polovodiče (například arsenu). Valence atomů akceptorových nečistot je menší než valence hlavního polovodiče (například indium). Polovodič s dárcovskou nečistotou se nazývá polovodič typu n. , protože má převážně elektronickou vodivost.

Polovodič s nečistotou akceptoru se nazývá polovodič typu p. protože díra má kladný náboj. V místě kontaktu polovodičů nečistot se vytvoří speciální vrstva R- n - přechod -kontaktní vrstva dvou nečistot polovodičů typu p a n. Charakteristický rys p-n-křižovatka je jeho jednostranná vodivost: prochází proudem téměř pouze v jednom směru. Síla pole této blokující vrstvy je směrována z p- na p-polovodič (od plus do mínus), což brání dalšímu oddělení nábojů. Zamykací vrstva- dvojitá vrstva opačných elektrických nábojů, která na křižovatce vytváří elektrické pole, které brání volnému oddělení nábojů.

Polovodičová dioda - prvek elektrického systému obsahující křižovatku pn a dva výstupy pro začlenění do elektrického obvodu.

Schopnost přechodu pn procházet proudem téměř pouze v jednom směru slouží k převodu (pomocí diody) střídavého proudu, který mění svůj směr na konstantní (přesněji pulzující) proud v jednom směru.

Tranzistor - polovodičové zařízení se dvěma pn přechody a třemi vodiči pro zapojení do elektrického obvodu. Slouží k převodu nebo zesílení střídavého proudu na el. schémata.

Tranzistor tvoří tři tenké vrstvy polovodičů nečistot: emitor, základna a kolektor. Zdroj emitorů volných elektronů je vyroben z polovodiče typu n. Základna reguluje proud v tranzistoru, je to tenká vrstva (asi 10 mikronů silná) polovodiče typu p. Kolektor, který zachycuje tok nosičů náboje z emitoru přes základnu, je vyroben z polovodiče typu n. Tranzistor se používá v tranzistorových generátorech k výrobě vysokofrekvenčních elektrických oscilací. Polovodiče jsou malé, takže jsou široce používány v integrovaných obvodech část... Počítače, rádio, televize, vesmírná komunikace, automatizační systémy jsou založeny na těchto obvodech a mohou obsahovat až milion diod a tranzistorů.

3. Experimentální úkol: „Měření vlhkosti vzduchu pomocí psychrometru“.

Vstupenka 6

1. Newtonův druhý zákon: pojem hmotnosti a síly, princip superpozice sil; formulace druhého Newtonova zákona; klasický princip relativity.

Interakce se navzájem liší kvantitativně i kvalitativně. Například je zřejmé, že čím více je pružina deformována, tím větší je interakce jejích cívek. Nebo čím blíže jsou dva stejnojmenné náboje, tím silnější budou přitahovány. V nejjednodušších případech interakce kvantitativní charakteristiky je síla. Síla je důvodem zrychlení těles (v inerciálním vztažném rámci). Síla je vektorová fyzikální veličina, která je měřítkem zrychlení získaného těly během interakce. Účinek několika sil se nazývá síla, jejíž působení je ekvivalentní působení sil, které nahrazuje. Výslednice je vektorový součet všech sil působících na tělo.
Newtonův druhý zákon: vektorový součet všech sil působících na těleso se rovná součinu hmotnosti tělesa zrychlením přenášeným na toto těleso: F = m

Síla 1 Newton uděluje tělesu o hmotnosti 1 kg zrychlení 1 m / s 2.

Všechna těla tedy mají tu vlastnost setrvačnost, spočívající v tom, že rychlost těla nelze okamžitě změnit. Míra setrvačnosti těla je jeho hmotnost:čím větší je hmotnost těla, tím větší síla musí být použita k tomu, aby na něj bylo přeneseno stejné zrychlení.

2. Magnetické pole: pojem magnetického pole; magnetická indukce; magnetické indukční linky, magnetický tok; pohyb nabitých částic v rovnoměrném magnetickém poli.

Interakce mezi vodiči s proudem, tj. Interakce mezi pohybujícími se elektrickými náboji, se nazývají magnetický... Síly, kterými na sebe působí vodiče s proudem, se nazývají magnetické síly.

Magnetické pole je speciální forma hmoty, prostřednictvím které se provádí interakce mezi pohybujícími se elektricky nabitými částicemi.

Vlastnosti magnetické pole:

1. Magnetické pole je generováno elektrickým proudem (pohybující se náboje).

2. Magnetické pole je detekováno působením na elektrický proud (pohybující se náboje).

Stejně jako elektrické pole, magnetické pole skutečně existuje, nezávisle na nás, našich znalostí o něm.

Magnetická indukce PROTI- schopnost magnetického pole vyvíjet silový účinek na vodič s proudem ( vektorová veličina). Měřeno v T (Tesla).

Směr vektoru magnetické indukce se vezme :

• směr od Jižní pól S na sever N magnetická jehla, volně zasazená v magnetickém poli. Tento směr se shoduje se směrem kladného normálu do uzavřené smyčky s proudem.
• směr vektoru magnetické indukce se nastavuje pomocí gimlet pravidla:

pokud se směr translačního pohybu kardanu shoduje se směrem proudu ve vodiči, pak se směr otáčení kardanové rukojeti shoduje se směrem vektoru magnetické indukce.

Magnetické indukční čáry - grafický obrázek magnetické pole.

Přímka, v níž je vektor magnetické indukce směrován tangenciálně - linie magnetické indukce. Homogenní pole - rovnoběžné čáry, nerovnoměrné pole - zakřivené čáry. Jak více řádků, tím větší je síla tohoto pole. Polím s uzavřenými siločarami se říká vortex. Magnetické pole je vírové pole.

Magnetický tok - hodnota rovnající se součinu modulu magnetického indukčního vektoru podle plochy a kosinu úhlu mezi vektorem a normálou k povrchu.

Ampérová síla - síla působící na vodič v magnetickém poli se rovná součinu vektoru magnetické indukce aktuální silou, délkou části vodiče a sinusem úhlu mezi magnetickou indukcí a částí vodiče.

kde l je délka vodiče, B je vektor magnetické indukce, I je aktuální síla.

Ampérová síla se používá v reproduktorech, reproduktorech.

Princip činnosti: Cívkou protéká střídavý elektrický proud s frekvencí rovnou zvukové frekvenci z mikrofonu nebo z výstupu rádiového přijímače. Působením síly Ampere cívka kmitá podél osy reproduktoru v čase se současnými výkyvy. Tyto vibrace se přenášejí na membránu a povrch membrány vydává zvukové vlny.

Lorentzova síla - síla působící na pohybující se nabitou částici ze strany magnetického pole.

Lorentzova síla. Protože proud je uspořádaným pohybem elektrických nábojů, je přirozené předpokládat, že ampérová síla je výslednými silami působícími na jednotlivé náboje pohybující se ve vodiči. Experimentálně bylo zjištěno, že síla skutečně působí na náboj pohybující se v magnetickém poli. Tato síla se nazývá Lorentzova síla. Modul F l síly zjistíme podle vzorce

kde B je modul indukce magnetického pole, ve kterém se náboj pohybuje, q a v jsou absolutní hodnota náboje a jeho rychlosti a a je úhel mezi vektory v a B.

Tato síla je kolmá na vektory v a B, její směr je podél pravidlo levé ruky : pokud je ruka umístěna tak, že se čtyři natažené prsty shodují se směrem pohybu kladného náboje, linie magnetického pole vstoupily do dlaně, pak palec, odložený o 900, ukazuje směr síly. V případě negativní částice je směr síly opačný.

Protože je Lorentzova síla kolmá na rychlost částic, nepracuje.

Lorentzova síla se používá v televizích, hmotnostním spektrografu.

Princip činnosti: Vakuová komora zařízení je umístěna v magnetickém poli. Nabité částice (elektrony nebo ionty) zrychlené elektrickým polem po popisu oblouku dopadají na fotografickou desku, kde zanechávají stopu, která umožňuje s velkou přesností změřit poloměr trajektorie. Tento poloměr se používá ke stanovení specifického náboje iontu. Vědět náboj iontu, je snadné určit jeho hmotnost.

3. Experimentální úkol: „Vykreslení teplotní závislosti na době ochlazování vody.“

Vstupenka 7

1. Newtonův třetí zákon: formulace; charakteristika sil akce a reakce: modul, směr, bod aplikace, příroda.

Newtonův třetí zákon:těla na sebe vzájemně působí se silami směřujícími po jedné přímce, stejné velikosti a opačných palců

směr:F 12 = - F 21.

Síly zahrnuté do Newtonova III zákona mají stejnou fyzickou podstatu a nekompenzujte se navzájem, od té doby připojené k různým tělům. Síly tedy vždy existují ve dvojicích: například gravitační síla působící na člověka ze Země je podle Newtonova III zákona spojena se silou, s níž člověk přitahuje Zemi. Tyto síly mají stejnou velikost, ale zrychlení Země je mnohonásobně menší než u člověka, protože jeho hmotnost je mnohem větší.

2. Faradayův zákon elektromagnetické indukce; Lenzovo pravidlo; samoindukční jev; indukčnost; energie magnetického pole.

Faraday v roce 1831 zjistil, že emf indukce nezávisí na způsobu změny magnetického toku a je určena pouze rychlostí jeho změny, tj.

Zákon elektromagnetická indukce : EMF indukce ve vodiči se rovná rychlosti změny magnetického toku pronikajícího oblastí pokrytou vodičem. Znak minus ve vzorci je matematický výraz pro Lenzovo pravidlo.

Je známo, že magnetický tok je algebraická veličina. Předpokládejme, že magnetický tok pronikající do oblasti obrysu je kladný. S nárůstem tohoto toku se objeví emf. indukce, pod jejímž vlivem se objevuje indukční proud, který vytváří vlastní magnetické pole směřující k vnějšímu poli, tj. magnetický tok indukčního proudu je záporný. Pokud průtok pronikající do oblasti obrysu klesá, pak, tj. směr magnetického pole indukčního proudu se shoduje se směrem vnějšího pole.

Zvažte jednu ze zkušeností provádí Faraday k detekci indukčního proudu a následně emf. indukce. Pokud je magnet vložen nebo prodloužen do solenoidu uzavřeného na velmi citlivé elektrické měřicí zařízení (galvanometr), pak když se magnet pohybuje, je pozorován průhyb jehly galvanometru, což naznačuje výskyt indukčního proudu. Totéž je pozorováno, když se solenoid pohybuje vzhledem k magnetu. Pokud jsou magnet a solenoid vůči sobě nehybné, indukční proud nevzniká. Z výše uvedených zkušeností vyplývá výstup, že při vzájemném pohybu těchto těles dochází k otáčkám solenoidu ke změně magnetického toku, což vede ke vzniku indukčního proudu způsobeného vznikajícím emf. indukce.

Směr indukčního proudu je určen Lenzovým pravidlem : indukční proud má vždy takový směr, že jím vytvořené magnetické pole brání změně magnetického toku, která tento proud způsobuje.

Z tohoto pravidla vyplývá, že s nárůstem magnetického toku má výsledný indukční proud takový směr, že jím generované magnetické pole směřuje proti vnějšímu poli, které je proti nárůstu magnetického toku. Snížení magnetického toku naopak vede ke vzniku indukčního proudu, který vytváří magnetické pole, které se shoduje ve směru s vnějším polem.

Aplikace elektromagnetické indukce v technologii, v průmyslu, pro výrobu elektřiny v elektrárnách, vytápění a tavení vodivých materiálů (kovů) v indukčních elektrických pecích atd.

3. Experimentální úkol: „Zkoumání závislosti období a frekvence volné vibrace matematické kyvadlo z délky nitě “.

Vstupenka 8

1. Tělesný impuls. Zákon zachování hybnosti: hybnost těla a hybnost síly; vyjádření druhého Newtonova zákona pomocí konceptů změny hybnosti tělesa a hybnosti síly; zákon zachování hybnosti; proudový pohon.

Hybnost tělesa je vektorová fyzikální veličina, která je kvantitativní charakteristikou translačního pohybu těles. Hybnost je označena p. Tělesný impuls se rovná produktu tělesná hmotnost při jeho rychlosti: p = m · v. Směr impulzního vektoru p se shoduje se směrem vektoru rychlosti tělesa v. Jednotkou měření impulsu je kg m / s.
Pro hybnost soustavy těles je splněn zákon zachování, který platí pouze pro uzavřené fyzikální systémy. V obecném případě je uzavřený systém systémem, který nevyměňuje energii a hmotu s těly a poli, která nejsou jeho součástí. V mechanice je uzavřený systém systém, který není ovlivňován vnějšími silami nebo je působení těchto sil kompenzováno. V tomto případě p1 = p2, kde p1 je počáteční hybnost systému a p2 je konečná. V případě dvou těl zahrnutých v systému má tento výraz formum 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ´ + m 2 v 2 ´, kde m1 a m2 jsou hmotnosti těles a v1 a v2 jsou rychlosti před interakcí, v1´ a v2´ jsou rychlosti po interakci. Tento vzorec je matematický výrazzákon zachování hybnosti: impuls uzavřeného fyzického systému je zachován pro všechny interakce, ke kterým v tomto systému dochází.
V mechanice je zákon zachování hybnosti a Newtonovy zákony propojeny. Pokud na těleso o hmotnosti m v čase t působí síla a rychlost jeho pohybu se mění z v0 na v, pak je zrychlení pohybu těles rovno Ha na základě druhého Newtonova zákona pro sílu F, z toho vyplývá, že

, kde Ft je vektorová fyzikální veličina, která charakterizuje působení síly na těleso v určitém časovém období a v čase jejího působení se rovná součinu síly, se nazývá impuls síly. Jednotkou silového impulsu v SI je N * s.
V centru proudového pohonu je zákon zachování hybnosti.

Proudový pohon - je to takový pohyb těla, ke kterému dochází po oddělení části od těla.

Nechte těleso o hmotnosti m odpočívat. Jeho část s hmotností m1 se od těla oddělila rychlostí v1. Poté se zbývající část začne pohybovat v opačném směru rychlostí ν2, hmotnost zbývající části bude m2. Součet impulsů obou částí těla před oddělením byl nulový a po oddělení bude roven nule:

Velká zásluha na vývoji tryskového pohonu patří společnosti K.E. Tsiolkovsky

2. Oscilační obvod. Volné elektromagnetické kmity: tlumení volných kmitů; období elektromagnetických oscilací.

Elektromagnetické vibrace jsou periodické změny náboje, proudu nebo napětí.

Tyto změny probíhají podle harmonického zákona:

Pro náboj q = q m · cos ω 0 · t; pro proud i = i m · cos ω 0 · t; pro napětí u = u m cos ω 0 t, kde

q - změna náboje, C (Coulomb), u - změna napětí, V (Volt), i - změna síly proudu, A (Ampér), q m - amplituda náboje, i m - amplituda proudu; u m - amplituda napětí; ω 0 - cyklická frekvence, rad / s; t je čas.

Fyzikální veličiny charakterizující výkyvy:

1. Perioda je doba jedné úplné oscilace. T, s

2. Frekvence - počet kmitů provedených za 1 sekundu, Hz

3. Cyklická frekvence - počet kmitů provedených za 2 π sekundy, rad / s.

Elektromagnetické vibrace jsou volné a vynucené.:

E -mail zdarma magnetické kmity vznikají v oscilačním obvodu a jsou tlumeny. Vynucený e -mail magnetické vibrace jsou generovány generátorem.

Pokud e.l.m. v obvodu induktoru a kondenzátoru vznikají kmity, poté je ke cívce přiřazeno střídavé magnetické pole a střídavé elektrické pole je soustředěno v prostoru mezi deskami kondenzátoru. Oscilační obvod je uzavřené spojení mezi cívkou a kondenzátorem. Oscilace v obvodu probíhají podle harmonického zákona a perioda oscilace je určena Thomsonovým vzorcem.T = 2 π

Nárůst v období e.l.m. fluktuace se zvýšením indukčnosti a kapacity se vysvětluje tím, že s nárůstem indukčnosti proud v průběhu času stoupá pomaleji a klesá pomaleji až na nulu. A čím větší je kapacita, tím déle trvá nabíjení kondenzátoru.

3. Experimentální úkol: „Stanovení indexu lomu plastů“.

Odstředivé zrychlení je složka zrychlení bodu charakterizující rychlost změny ve směru vektoru rychlosti pro trajektorii se zakřivením (druhá složka, tangenciální zrychlení, charakterizuje změnu modulu rychlosti). Směřováno do středu zakřivení trajektorie, což je důvod tohoto výrazu. Velikost se rovná čtverci rychlosti dělenému poloměrem zakřivení. Termín „dostředivá akcelerace“ je ekvivalentní výrazu „ normální zrychlení“. Složka součtu sil, která toto zrychlení způsobuje, se nazývá dostředivá síla.

Většina jednoduchý příklad dostředivá akcelerace je vektor zrychlení pro rovnoměrný pohyb po kruhu (směrovaný do středu kruhu).

Výbuchové zrychlení v projekci na rovinu kolmou k ose se jeví jako dostředivá.

Collegiate YouTube

• 1 / 5

  A n = proti 2 R (\ Displaystyle a_ (n) = (\ frac (v ^ (2)) (R)) \) a n = ω 2 R, (\ Displaystyle a_ (n) = \ omega ^ (2) R \,)

  kde a n (\ Displaystyle a_ (n) \)- normální (dostředivé) zrychlení, proti (\ Displaystyle v \)- (okamžitá) lineární rychlost pohybu po trajektorii, ω (\ Displaystyle \ omega \)- (okamžitá) úhlová rychlost tohoto pohybu vzhledem ke středu zakřivení trajektorie, R (\ Displaystyle R \)- poloměr zakřivení trajektorie v daném bodě. (Souvislost mezi prvním vzorcem a druhým je zřejmá, daná v = ω R (\ Displaystyle v = \ omega R \)).

  Výše uvedené výrazy zahrnují absolutní hodnoty. Mohou být snadno zapsány ve vektorové podobě vynásobením E R (\ Displaystyle \ mathbf (e) _ (R))- jednotkový vektor od středu zakřivení trajektorie k danému bodu:

  an = proti 2 R e R = proti 2 R 2 R (\ Displaystyle \ mathbf (a) _ (n) = (\ frac (v ^ (2)) (R)) \ mathbf (e) _ (R) = (\ frac (v ^ (2)) (R ^ (2))) \ mathbf (R)) a n = ω 2 R. (\ Displaystyle \ mathbf (a) _ (n) = \ omega ^ (2) \ mathbf (R).)

  Tyto vzorce jsou stejně použitelné pro případ pohybu s konstantní rychlostí (v absolutní hodnotě) a pro libovolný případ. Ve druhém případě je však třeba mít na paměti, že dostředivé zrychlení není plný vektor zrychlení, ale pouze jeho složka kolmá na trajektorii (nebo, což je stejné, kolmo na vektor okamžitá rychlost); vektor celkového zrychlení pak také zahrnuje tangenciální složku ( tangenciální zrychlení) a τ = d v / d t (\ Displaystyle a _ (\ tau) = dv / dt \), ve směru shodném s tečnou k trajektorii (nebo, což je stejné, s okamžitou rychlostí).

  Motivace a stažení

  Skutečnost, že rozklad vektoru zrychlení na složky - jeden podél vektoru tečného k trajektorii (tangenciální zrychlení) a druhý k němu kolmý (normální zrychlení) - může být pohodlný a užitečný, je sama o sobě zcela zřejmá. Při pohybu konstantou rychlosti v absolutní hodnotě se tangenciální složka rovná nule, to znamená, že v tomto důležitém zvláštním případě zůstává pouze normální součástka. Kromě toho, jak vidíte níže, každá z těchto složek má výrazné vlastnosti a strukturu a normální zrychlení obsahuje ve struktuře svého vzorce poměrně důležitý a netriviální geometrický obsah. Nemluvě o důležitém zvláštním případě kruhového pohybu.

  Formální závěr

  Rozklad zrychlení na tangenciální a normální složky (druhá z nich je dostředivá nebo normální zrychlení) lze nalézt časovým rozlišením vektoru rychlosti, znázorněného ve formě v = v E τ (\ Displaystyle \ mathbf (v) = v \, \ mathbf (e) _ (\ tau)) prostřednictvím jednotkového tangensového vektoru e τ (\ Displaystyle \ mathbf (e) _ (\ tau)):

  a = dvdt = d (ve τ) dt = dvdte τ + vde τ dt = dvdte τ + vde τ dldldt = dvdte τ + v 2 R en, (\ Displaystyle \ mathbf (a) = (\ frac (d \ mathbf ( v)) (dt)) = (\ frac (d (v \ mathbf (e) _ (\ tau))) (dt)) = (\ frac (\ mathrm (d) v) (\ mathrm (d) t )) \ mathbf (e) _ (\ tau) + v (\ frac (d \ mathbf (e) _ (\ tau)) (dt)) = (\ frac (\ mathrm (d) v) (\ mathrm ( d) t)) \ mathbf (e) _ (\ tau) + v (\ frac (d \ mathbf (e) _ (\ tau)) (dl)) (\ frac (dl) (dt)) = (\ frac (\ mathrm (d) v) (\ mathrm (d) t)) \ mathbf (e) _ (\ tau) + (\ frac (v ^ (2)) (R)) \ mathbf (e) _ ( n) \,)

  Zde jsme použili zápis jednotkového normálního vektoru na trajektorii a l (\ Displaystyle l \)- pro aktuální délku trajektorie ( l = l (t) (\ displaystyle l = l (t) \)); poslední přechod také používal zjevné

  d l / d t = v (\ Displaystyle dl / dt = v \)

  a z geometrických důvodů

  d e τ d l = e n R. (\ Displaystyle (\ frac (d \ mathbf (e) _ (\ tau)) (dl)) = (\ frac (\ mathbf (e) _ (n)) (R)).) proti 2 R E n (\ Displaystyle (\ frac (v ^ (2)) (R)) \ mathbf (e) _ (n) \)

  Normální (dostředivé) zrychlení. Navíc jeho význam, význam předmětů v něm zahrnutých, stejně jako důkaz toho, že je skutečně kolmý na tečný vektor (tj. E n (\ Displaystyle \ mathbf (e) _ (n) \)- skutečně normální vektor) - bude vyplývat z geometrických úvah (skutečnost, že derivace jakéhokoli vektoru konstantní délky vzhledem k času je kolmá na tento vektor sama o sobě, je však poměrně jednoduchá skutečnost; v tomto případě použijeme toto tvrzení na d e τ d t (\ Displaystyle (\ frac (d \ mathbf (e) _ (\ tau)) (dt)))

  Poznámky

  Je snadné vidět, že absolutní hodnota tangenciálního zrychlení závisí pouze na zemském zrychlení, které se shoduje s jeho absolutní hodnotou, na rozdíl od absolutní hodnoty normálního zrychlení, které nezávisí na pozemním zrychlení, ale závisí na pozemní rychlost.

  Zde uvedené metody nebo jejich varianty lze použít k zavedení konceptů, jako je zakřivení křivky a poloměr zakřivení křivky (protože v případě, že křivka je kruh, R (\ Displaystyle R) shoduje se s poloměrem takového kruhu; není také příliš obtížné ukázat, že kruh v rovině E τ, E n (\ Displaystyle \ mathbf (e) _ (\ tau), \, e_ (n)) na střed směrem k e n (\ Displaystyle e_ (n) \) z daného bodu na dálku R (\ Displaystyle R) z ní - bude se shodovat s danou křivkou - trajektorií - s přesností druhého řádu maličkosti, pokud jde o vzdálenost k danému bodu).

  Dějiny

  První správné vzorce pro dostředivé zrychlení (nebo odstředivou sílu) zřejmě získal Huygens. Prakticky od této doby je zvážení dostředivého zrychlení zahrnuto v obvyklé technice řešení mechanických problémů atd.

  O něco později hrály tyto vzorce zásadní roli při objevu zákona univerzální gravitace (dostředivý dostředivý vzorec byl použit k získání zákona o závislosti gravitační síly na vzdálenosti od zdroje gravitace na základě Keplerova třetího zákona odvozeno z pozorování).

  NA XIX století zvažování dostředivého zrychlení se již stává zcela rutinou jak pro čisté vědy, tak pro technické aplikace.

• Základní zákony dynamiky. Newtonovy zákony - první, druhý, třetí. Galileův princip relativity. Zákon univerzální gravitace. Gravitace. Elastické síly. Váha. Třecí síly - klidové, kluzné, valivé + tření v kapalinách a plynech.
• Kinematika. Základní pojmy. Rovnoměrný přímočarý pohyb. Stejně zrychlený pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Referenční systém. Trajektorie, posun, dráha, pohybová rovnice, rychlost, zrychlení, vztah mezi lineární a úhlovou rychlostí.
• Jednoduché mechanismy. Páka (páka první třídy a páka druhé třídy). Blok (pevný blok a pohyblivý blok). Nakloněná rovina. Hydraulický lis. Zlaté pravidlo mechaniky
• Zákony o ochraně v mechanice. Mechanická práce, síla, energie, zákon zachování hybnosti, zákon zachování energie, rovnováha pevných látek
• Nyní jste zde: Kruhový pohyb. Rovnice pohybu po kruhu. Úhlová rychlost. Normální = dostředivé zrychlení. Perioda, frekvence otáčení (rotace). Vztah lineární a úhlové rychlosti
• Mechanické vibrace. Volné a vynucené vibrace. Harmonické vibrace. Elastické vibrace. Matematické kyvadlo. Transformace energie během harmonických vibrací
• Mechanické vlny. Rychlost a vlnová délka. Rovnice putující vlny. Vlnové jevy (difrakce, interference ...)
• Hydromechanika a aeromechanika. Tlak, hydrostatický tlak. Pascalův zákon. Základní rovnice hydrostatiky. Komunikující plavidla. Archimedův zákon. Plavecké podmínky tel. Proudění tekutin. Bernoulliho zákon. Torriceliho vzorec
• Molekulární fyzika. Hlavní ustanovení ICT. Základní pojmy a vzorce. Ideální vlastnosti plynu. Základní rovnice MKT. Teplota. Stavová rovnice ideálního plynu. Mendělejevova-Cliperonova rovnice. Plynové zákony - izoterma, izobar, izochora
• Vlnová optika. Korpuskulární vlnová teorie světla. Vlnové vlastnosti světla. Rozptyl světla. Rušení světla. Huygens-Fresnelova zásada. Difrakce světla. Polarizace světla
• Termodynamika. Vnitřní energie. Práce. Množství tepla. Tepelné jevy. První termodynamický zákon. Aplikace prvního termodynamického zákona na různé procesy. Rovnice tepelné bilance. Druhý termodynamický zákon. Tepelné motory
• Elektrostatika. Základní pojmy. Elektrický náboj. Zákon o zachování elektrického náboje. Coulombův zákon. Princip superpozice. Teorie akce krátkého dosahu. Potenciál elektrického pole. Kondenzátor.
• Konstantní elektrický proud. Ohmův zákon pro část řetězce. DC práce a výkon. Joule-Lenzův zákon. Ohmův zákon pro kompletní obvod. Faradayův zákon elektrolýzy. Elektrické obvody - sériové a paralelní připojení. Pravidla Kirchhoff.
• Elektromagnetické vibrace. Volné a nucené elektromagnetické kmity. Oscilační obvod. Střídavý elektrický proud. Kondenzátor v obvodu střídavého proudu. Induktor („solenoid“) v obvodu střídavého proudu.
• Prvky teorie relativity. Postuláty teorie relativity. Relativita simultánnosti, vzdálenosti, časové intervaly. Relativistický zákon sčítání rychlostí. Rychlost versus hmotnost. Základní zákon relativistické dynamiky ...
• Chyby přímých a nepřímých měření. Absolutní, relativní chyba. Systematické a náhodné chyby. Standardní odchylka (chyba). Tabulka pro určování chyb nepřímých měření různých funkcí.

Odstředivé zrychlení je složka zrychlení bodu charakterizující změnu směru vektoru rychlosti pro trajektorii se zakřivením. (Druhá složka, tangenciální zrychlení, se vyznačuje změnou modulu rychlosti.) Směřuje ke středu zakřivení trajektorie, což je důvod tohoto výrazu. Velikost se rovná čtverci rychlosti dělenému poloměrem zakřivení. Termín „dostředivá akcelerace“ je obecně ekvivalentní s výrazem „ normální zrychlení"; rozdíly jsou pouze stylistické (někdy historické).

Nejjednodušším příkladem dostředivého zrychlení je vektor zrychlení pro rovnoměrný kruhový pohyb (směřující do středu kruhu).

Elementární vzorec

kde je normální (dostředivé) zrychlení, je (okamžitá) lineární rychlost pohybu po trajektorii, je (okamžitá) úhlová rychlost tohoto pohybu vzhledem ke středu zakřivení trajektorie, je poloměr zakřivení trajektorie v daném bodě. (Spojitost mezi prvním vzorcem a druhým je zřejmá.)

Výše uvedené výrazy zahrnují absolutní hodnoty. Mohou být snadno zapsány ve vektorové podobě vynásobením - jednotkovým vektorem od středu zakřivení trajektorie k danému bodu:

Tyto vzorce jsou stejně použitelné pro případ pohybu s konstantní rychlostí (v absolutní hodnotě) a pro libovolný případ. Ve druhém případě je však třeba mít na paměti, že dostředivé zrychlení není úplný vektor zrychlení, ale pouze jeho složka kolmá na trajektorii (nebo, což je stejné, kolmá na vektor okamžité rychlosti); vektor celkového zrychlení pak také zahrnuje tangenciální složku ( tangenciální zrychlení), ve směru shodném s tečnou k trajektorii (nebo, což je stejné, s okamžitou rychlostí).

Motivace a stažení

Skutečnost, že rozklad vektoru zrychlení na složky - jeden podél vektoru tečného k trajektorii (tangenciální zrychlení) a druhý k němu kolmý (normální zrychlení) - může být pohodlný a užitečný, je sama o sobě zcela zřejmá. To je zhoršeno skutečností, že při pohybu s konstantní hodnotou rychlosti bude tangenciální složka rovna nule, to znamená, že v tomto důležitém zvláštním případě zůstane pouze normální součástka. Kromě toho, jak vidíte níže, každá z těchto složek má výrazné vlastnosti a strukturu a normální zrychlení obsahuje ve struktuře svého vzorce poměrně důležitý a netriviální geometrický obsah. Nemluvě o důležitém zvláštním případě pohybu po kružnici (který lze navíc zobecnit na obecný případ prakticky beze změny).

Geometrická derivace pro nepravidelný kruhový pohyb

Geometrický závěr pro volný pohyb (po volné dráze)

Formální závěr

Rozklad zrychlení na tangenciální a normální složky (druhá z nich je dostředivá nebo normální zrychlení) lze nalézt časovým rozlišením vektoru rychlosti, reprezentovaného ve formě prostřednictvím vektoru tangentové jednotky:

V 19. století se uvažování o dostředivém zrychlení stalo zcela rutinní jak pro čistou vědu, tak pro inženýrské aplikace.