فرمول شتاب گریز از مرکز در طول یک دوره چرخش. حرکت دایره ای. معادله حرکت در یک دایره. سرعت زاویه ای نرمال = شتاب مرکزگرا. دوره، فرکانس گردش (چرخش). رابطه بین سرعت خطی و زاویه ای.

از آنجایی که سرعت خطی به طور یکنواخت تغییر جهت می دهد، حرکت دایره ای را نمی توان یکنواخت نامید، به طور یکنواخت شتاب می گیرد.

سرعت زاویه ای

بیایید یک نقطه از دایره را انتخاب کنیم 1 . بیایید یک شعاع بسازیم. در یک واحد زمان، نقطه به نقطه دیگر منتقل می شود 2 . در این مورد، شعاع زاویه را توصیف می کند. سرعت زاویه ای از نظر عددی برابر با زاویه چرخش شعاع در واحد زمان است.

دوره و فرکانس

دوره چرخش تی- این زمانی است که بدن یک چرخش می کند.

فرکانس چرخش تعداد دور در ثانیه است.

فرکانس و دوره با رابطه به هم مرتبط هستند

رابطه با سرعت زاویه ای

سرعت خطی

هر نقطه روی دایره با سرعت مشخصی حرکت می کند. به این سرعت خطی می گویند. جهت بردار سرعت خطی همیشه با مماس بر دایره منطبق است.به عنوان مثال، جرقه های زیر یک ماشین سنگ زنی حرکت می کند و جهت سرعت آنی را تکرار می کند.

نقطه ای از دایره را در نظر بگیرید که یک چرخش می کند، زمان صرف شده دوره است تی. مسیری که یک نقطه طی می کند، محیط است.

شتاب مرکزگرا

هنگام حرکت در یک دایره، بردار شتاب همیشه عمود بر بردار سرعت است و به سمت مرکز دایره هدایت می شود.

با استفاده از فرمول های قبلی می توانیم روابط زیر را استخراج کنیم

نقاطی که روی یک خط مستقیم قرار دارند که از مرکز دایره بیرون می‌آیند (مثلاً، می‌توانند نقاطی باشند که روی پره‌های یک چرخ قرار دارند) سرعت، دوره و فرکانس زاویه‌ای یکسانی خواهند داشت. یعنی چرخش یکسانی دارند اما با سرعت های خطی متفاوت. هر چه یک نقطه از مرکز دورتر باشد، سریعتر حرکت می کند.

قانون جمع سرعت برای حرکت چرخشی نیز معتبر است. اگر حرکت جسم یا چارچوب مرجع یکنواخت نباشد، قانون در مورد سرعت های لحظه ای اعمال می شود. به عنوان مثال، سرعت شخصی که در امتداد لبه چرخ فلک دوار راه می‌رود برابر است با مجموع بردار سرعت خطی چرخش لبه چرخ فلک و سرعت فرد.

زمین در دو حرکت چرخشی اصلی شرکت می کند: روزانه (حول محور خود) و مداری (به دور خورشید). دوره چرخش زمین به دور خورشید 1 سال یا 365 روز است. زمین حول محور خود از غرب به شرق می چرخد ​​که مدت این چرخش 1 روز یا 24 ساعت است. عرض جغرافیایی زاویه بین صفحه استوا و جهت از مرکز زمین تا نقطه ای از سطح آن است.

طبق قانون دوم نیوتن، علت هر شتاب، نیرو است. اگر جسم متحرک شتاب مرکزگرا را تجربه کند، آنگاه ماهیت نیروهایی که باعث این شتاب می شوند ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، اگر جسمی به صورت دایره ای بر روی طنابی که به آن بسته شده است حرکت کند، پس نیروی عاملنیروی ارتجاعی است

اگر جسمی که روی دیسک قرار دارد با دیسک حول محور خود بچرخد، چنین نیرویی نیروی اصطکاک است. اگر نیرو عمل خود را متوقف کند، بدن در یک خط مستقیم به حرکت خود ادامه می دهد

حرکت یک نقطه روی یک دایره از A به B را در نظر بگیرید. سرعت خطی برابر است با v Aو vBبه ترتیب. شتاب تغییر سرعت در واحد زمان است. بیایید تفاوت بین بردارها را پیدا کنیم.

مسئله اعمال معادله حالت یک گاز ایده آل

بلیط 4

حرکت در دایره با سرعت مطلق ثابت؛ دوره و فرکانس؛ شتاب گریز از مرکز

هنگامی که یک جسم به طور یکنواخت در یک دایره حرکت می کند، مدول سرعت ثابت می ماند و جهت بردار سرعت در طول حرکت تغییر می کند. حرکت یک جسم در یک دایره را می توان با تعیین زاویه چرخش شعاع توصیف کرد. زاویه چرخش بر حسب رادیان اندازه گیری می شود. نسبت زاویه چرخش شعاع φ به دوره زمانی که این چرخش انجام می شود را سرعت زاویه ای می گویند: ω = φ / تی . سرعت خطی نسبت طول مسیر طی شده l به فاصله زمانی t است:v = l/t. رابطه زیر بین سرعت خطی و زاویه ای وجود دارد:v =ω · R. وقتی جسمی در دایره حرکت می کند جهت سرعت تغییر می کند بنابراین جسم با شتاب حرکت می کند که به آن مرکز مرکزی می گویند:a =v 2 /R. حرکت دایره ای با دوره و فرکانس مشخص می شود. دوره زمان یک انقلاب است. فرکانس تعداد دور در ثانیه است. بین دوره و فرکانس رابطه وجود دارد:T = 1/v . فرکانس و دوره را می توان از طریق سرعت زاویه ای یافت: ω = 2 π υ = 2 π / تی.

2. جریان الکتریکی در محلول ها و مذاب الکترولیت ها: قانون فارادی. تعیین بار یون تک ظرفیتی؛ کاربردهای فنی الکترولیز

الکترولیت ها- محلول های آبی نمک ها، اسیدها و قلیاها. تفکیک الکترولیتی- فرآیند تجزیه مولکول های الکترولیت به یون در طی انحلال الکترولیت ها تحت تأثیر میدان الکتریکی مولکول های قطبیآب درجه تفکیک، یعنی نسبت مولکول های موجود در یک املاح که به یون تجزیه می شوند به دما، غلظت محلول و ثابت دی الکتریک حلال بستگی دارد. با افزایش دما، درجه تفکیک افزایش می یابد و در نتیجه غلظت یون های دارای بار مثبت و منفی افزایش می یابد. هنگامی که یون های علائم مختلف با هم ملاقات می کنند، دوباره می توانند به مولکول های خنثی متحد شوند - دوباره ترکیب شوند. حامل های شارژ در محلول های آبییا الکترولیت های مذاب یون هایی با بار مثبت یا منفی هستند. از آنجایی که انتقال بار در محلول های آبی یا مذاب های الکترولیت توسط یون ها انجام می شود، چنین رسانایی یونی نامیده می شود. جریان الکتریکی در محلول ها و ذوب الکترولیت ها- این حرکت منظم یون های مثبت به کاتد و یون های منفی به آند است.

الکترولیزفرآیند آزادسازی یک ماده خالص در الکترود است که با واکنش های ردوکس همراه است.

فارادی قانون الکترولیز را فرموله کرد: m = q · t.

جرم ماده آزاد شده از الکترولیت روی الکترودها بیشتر است، هرچه بار عبور از الکترولیت q بیشتر باشد، یا I · t، جایی که I قدرت جریان است، t زمان عبور آن از الکترولیت است. . ضریب k که این تناسب را به برابری m =k · I · t تبدیل می کند، معادل الکتروشیمیایی ماده نامیده می شود.

از الکترولیز استفاده می شود:

1. گالوانوپلاستی، یعنی. کپی کردن اشیاء برجسته

2. Galvanostegy، i.e. استفاده از یک لایه نازک از فلز دیگر (کروم، نیکل، طلا) روی محصولات فلزی.

3. تصفیه فلزات از ناخالصی ها (تصفیه فلزات).

4. الكتروپيش كردن مصنوعات فلزي. در این مورد، محصول نقش یک آند را در یک الکترولیت انتخاب شده خاص بازی می کند. در ریز زبری ها (برآمدگی ها) روی سطح محصول، پتانسیل الکتریکی افزایش می یابد که به انحلال اولویت آنها در الکترولیت کمک می کند.

5. بدست آوردن مقداری گاز (هیدروژن، کلر).

6. بدست آوردن فلزات از مذاب های سنگ معدن. این روش استخراج آلومینیوم است.

مشکل در اعمال قوانین گاز

بلیط 5

1. قانون اول نیوتن: چارچوب مرجع اینرسی.

قانون اول نیوتن:چارچوب‌های مرجعی وجود دارد که اگر بدن‌های دیگر بر روی آن عمل نکنند یا اعمال بدن‌های دیگر یکدیگر را جبران کند، سرعت خود را بدون تغییر حفظ می‌کند. چنین سیستم های مرجع نامیده می شوند اینرسی بنابراین، تمام اجسامی که اجسام دیگر به آنها عمل نمی کنند، یکدیگر را حرکت می دهند. نسبت به یک دوست یکنواخت و مستقیمو چارچوب مرجع مرتبط با هر از آنها، اینرسی است. قانون اول نیوتن را گاهی قانون اینرسی می نامند(اینرسی - پدیده ای که شامل این واقعیت است که سرعت یک جسم بدون تغییر باقی می ماند عدم وجود تأثیرات خارجی بر روی بدن یا جبران آنها).

2. جریان الکتریکی در نیمه هادی ها: وابستگی مقاومت نیمه هادی ها به شرایط خارجی. هدایت ذاتی نیمه هادی ها؛ ناخالصی های دهنده و پذیرنده؛ r-p-transition; دیودهای نیمه هادی

نیمه هادی ها شامل مواد، مقاومتکه حد واسط بین هادی ها و دی الکتریک ها است. رسانایی نیمه هادی های خالص در غیاب ناخالصی ها رسانایی ذاتی نامیده می شود ، از آنجایی که توسط خواص خود نیمه هادی تعیین می شود. دو مکانیسم هدایت ذاتی وجود دارد - الکترونیکی و سوراخ. هدایت الکترونیکی توسط حرکت هدایت شده در فضای بین اتمی الکترون های آزاد انجام می شود که در نتیجه گرم کردن نیمه هادی یا تحت تأثیر میدان های خارجی از لایه ظرفیت اتم خارج شده اند. به آن سوراخ می گویند یک حالت الکترونیکی خالی در یک اتم، که با ظهور یک الکترون آزاد شکل می‌گیرد، دارای بار مثبت است. در این حالت، سوراخ جدیدی در محل اصلی خود ایجاد می شود که می تواند به طور مشابه در اطراف کریستال حرکت کند.

رسانایی سوراخ با حرکت هدایت شده الکترون های ظرفیت بین لایه های الکترونی اتم های همسایه به مکان های خالی (حفره ها) انجام می شود.

رسانایی ذاتی نیمه هادی ها معمولاً کم است، زیرا تعداد شارژهای رایگان کم است.

ناخالصی در یک نیمه هادی - اتم های عناصر شیمیایی خارجی موجود در نیمه هادی اصلی. ورود دوز ناخالصی ها به یک نیمه هادی خالص امکان تغییر هدفمند هدایت آن را ممکن می کند. هدایت ناخالصی - رسانایی نیمه هادی ها، به دلیل معرفی شبکه کریستالیناخالصی ها با تغییر غلظت اتم های ناخالصی، می توانید تعداد حامل های بار یک یا علامت دیگر را به میزان قابل توجهی تغییر دهید. علامت حامل های بار با ظرفیت اتم های ناخالصی تعیین می شود. ناخالصی های دهنده و پذیرنده وجود دارد . ظرفیت اتم های ناخالصی دهنده بیشتر از ظرفیت نیمه هادی اصلی (مثلا آرسنیک) است. ظرفیت اتم های ناخالصی پذیرنده کمتر از ظرفیت نیمه هادی اصلی (مثلاً ایندیم) است. نیمه هادی با ناخالصی دهنده، نیمه هادی نوع n نامیده می شود از آنجایی که عمدتاً هدایت الکتریکی دارد.

نیمه هادی با ناخالصی پذیرنده، نیمه هادی نوع p نامیده می شود ، از آنجایی که سوراخ دارای بار مثبت است. یک لایه ویژه در نقطه تماس نیمه هادی های ناخالصی تشکیل می شود p- n - انتقال لایه تماس دو نیمه هادی ناخالصی نوع p و n. ویژگی مشخصهاتصال pnرسانایی یک طرفه آن است: جریان را تقریباً فقط در یک جهت عبور می دهد. قدرت میدان این لایه مسدود کننده از n- به نیمه هادی p (از مثبت به منفی) هدایت می شود و از جدا شدن بیشتر بارها جلوگیری می کند. لایه مانع- یک لایه دوگانه از بارهای الکتریکی مخالف که یک میدان الکتریکی در انتقال ایجاد می کند و از جدا شدن آزاد بارها جلوگیری می کند.

دیود نیمه هادی - یک عنصر از یک سیستم الکتریکی حاوی یک اتصال pn و دو پایانه برای گنجاندن در یک مدار الکتریکی.

توانایی یک اتصال pn برای عبور جریان تقریباً در یک جهت برای تبدیل (با استفاده از دیود) استفاده می شود. AC، تغییر جهت آن به یک جریان ثابت (به طور دقیق تر ضربان دار) یک جهت.

ترانزیستور - یک دستگاه نیمه هادی با دو اتصال pn و سه پایانه برای گنجاندن در یک مدار الکتریکی. برای تبدیل یا تقویت جریان متناوب به الکتریسیته عمل می کند. طرح ها

ترانزیستور سه لایه نازک از نیمه هادی های ناخالص تشکیل می دهد: امیتر، پایه و کلکتور. امیتر منبع الکترون های آزاد است و از یک نیمه هادی نوع n ساخته شده است. پایه، جریان را در ترانزیستور تنظیم می کند. کلکتور، که جریان حامل های بار را از امیتر از طریق پایه قطع می کند، از یک نیمه هادی نوع n ساخته شده است. ترانزیستور در ژنراتورهای ترانزیستوری برای به دست آوردن استفاده می شود ارتعاشات الکتریکیفرکانس بالا نیمه هادی ها از نظر اندازه کوچک هستند، بنابراین به طور گسترده ای در مدارهای مجتمع استفاده می شوند بخش جدایی ناپذیر. کامپیوتر، رادیو، تلویزیون، ارتباطات فضاییسیستم های اتوماسیون بر اساس این مدارها ایجاد می شوند و می توانند تا یک میلیون دیود و ترانزیستور داشته باشند.

3. کار آزمایشی: "اندازه گیری رطوبت هوا با استفاده از یک روان سنج."

بلیط 6

1. قانون دوم نیوتن: مفهوم جرم و نیرو، اصل برهم نهی نیروها. تدوین قانون دوم نیوتن؛ اصل کلاسیک نسبیت

تعاملات هم از نظر کمی و هم از نظر کیفی با یکدیگر متفاوت است. به عنوان مثال، واضح است که هر چه فنر بیشتر تغییر شکل دهد، برهمکنش سیم پیچ های آن بیشتر می شود. یا هر چه دو بار شبیه به هم نزدیکتر باشند، قویتر جذب خواهند شد. در ساده ترین موارد تعامل ویژگی های کمیقدرت است. نیرو دلیل شتاب اجسام (در چارچوب مرجع اینرسی) است. نیرو یک کمیت فیزیکی برداری است که اندازه‌گیری شتابی است که اجسام در طول برهمکنش به دست می‌آورند. برآیند چند نیرو، نیرویی است که عمل آن معادل عمل نیروهایی است که جایگزین می شود. حاصل جمع برداری تمام نیروهای اعمال شده به جسم است.
قانون دوم نیوتن:مجموع بردار تمام نیروهای وارد بر یک جسم برابر است با حاصل ضرب جرم جسم و شتاب وارده به این جسم: F= m a

نیروی 1 نیوتن به جسمی با وزن 1 کیلوگرم شتاب 1 متر بر ثانیه 2 وارد می کند.

بنابراین، تمام اجسام دارای خاصیت هستند اینرسی،شامل این واقعیت است که سرعت یک جسم را نمی توان فورا تغییر داد. اندازه گیری اینرسی یک جسم آن است وزن:هر چه جرم جسم بیشتر باشد، نیروی بیشتری باید اعمال شود تا شتاب یکسانی به آن وارد شود.

2. میدان مغناطیسی: مفهوم میدان مغناطیسی; القای مغناطیسی؛ خطوط القای مغناطیسی، شار مغناطیسی؛ حرکت ذرات باردار در یک میدان مغناطیسی یکنواخت

برهمکنش بین هادی ها با جریان، یعنی برهمکنش بین بارهای الکتریکی متحرک، نامیده می شود مغناطیسی. نیروهایی که هادی های حامل جریان بر روی یکدیگر اثر می کنند نامیده می شوند نیروهای مغناطیسی.

میدان مغناطیسی است شکل خاصی از ماده که از طریق آن برهمکنش بین ذرات باردار الکتریکی متحرک رخ می دهد.

خواص میدان مغناطیسی:

1. میدان مغناطیسی توسط جریان الکتریکی (بارهای متحرک) ایجاد می شود.

2. میدان مغناطیسی با عمل آن بر روی آن تشخیص داده می شود جریان الکتریکی(هزینه های جابجایی).

مانند میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی واقعاً وجود دارد، بدون توجه به دانش ما در مورد آن.

القای مغناطیسی در- توانایی میدان مغناطیسی برای اعمال نیرو بر هادی حامل جریان ( کمیت برداری). اندازه گیری شده در T (تسلا).

جهت بردار القای مغناطیسی در نظر گرفته می شود :

• جهت از قطب جنوب S به شمال N یک سوزن مغناطیسی که آزادانه در یک میدان مغناطیسی قرار دارد. این جهت با جهت نرمال مثبت به حلقه بسته با جریان منطبق است.
• جهت بردار القای مغناطیسی با استفاده از تنظیم می شود قوانین جیملت:

اگر جهت حرکت انتقالی گیملت با جهت جریان در رسانا منطبق باشد، جهت چرخش دسته گیملت با جهت بردار القای مغناطیسی مطابقت دارد.

خطوط القای مغناطیسی - تصویر گرافیکیمیدان مغناطیسی

خطی که در هر نقطه از آن بردار القای مغناطیسی در امتداد یک مماس - خط القاء مغناطیسی هدایت می شود. یک میدان یکنواخت خطوط موازی است، یک میدان غیریکنواخت خطوط منحنی است. چگونه خطوط بیشتر، قدرت این رشته بیشتر می شود. میدان هایی با خطوط بسته نیرو را میدان گردابی می نامند. میدان مغناطیسی یک میدان گردابی است.

شار مغناطیسی -اندازه برابر با محصولمدول بردار القای مغناطیسی در هر مساحت و هر کسینوس زاویه بین بردار و نرمال به سطح.

قدرت آمپر - نیروی وارد بر هادی در میدان مغناطیسی برابر است با حاصل ضرب بردار القای مغناطیسی با قدرت جریان، طول بخش هادی و سینوس زاویه بین القای مغناطیسی و بخش هادی.

جایی که l طول رسانا، B بردار القای مغناطیسی، I قدرت جریان است.

نیروی آمپر در بلندگوها و بلندگوها استفاده می شود.

اصل کار: یک جریان الکتریکی متناوب از سیم پیچ با فرکانس برابر با فرکانس صوتی از یک میکروفون یا از خروجی یک گیرنده رادیویی عبور می کند. تحت تأثیر نیروی آمپر، سیم پیچ در امتداد محور بلندگو در زمان نوسانات جریان نوسان می کند. این ارتعاشات به دیافراگم منتقل می شود و سطح دیافراگم امواج صوتی ساطع می کند.

نیروی لورنتس - نیرویی که بر یک ذره باردار متحرک از میدان مغناطیسی وارد می شود.

نیروی لورنتس از آنجایی که جریان نشان‌دهنده حرکت مرتب بارهای الکتریکی است، طبیعی است که فرض کنیم نیروی آمپر حاصل نیروهایی است که بر بارهای جداگانه در یک رسانا وارد می‌شوند. به طور تجربی ثابت شده است که یک نیرو در واقع بر باری که در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند تأثیر می گذارد. این نیرو را نیروی لورنتس می نامند. ماژول F l نیرو با فرمول پیدا می شود

که در آن B مدول القای میدان مغناطیسی است که بار در آن حرکت می کند، q و v مقدار مطلق بار و سرعت آن و a زاویه بین بردارهای v و B است.

این نیرو بر بردارهای v و B عمود است، جهت آن در امتداد است قانون دست چپ : اگر دست طوری قرار گیرد که چهار انگشت کشیده شده با جهت حرکت بار مثبت منطبق شود، خطوط القایی میدان مغناطیسی وارد کف دست می شوند، سپس انگشت شست 900 دور جهت نیرو را نشان می دهد. در مورد یک ذره منفی، جهت نیرو مخالف است.

از آنجایی که نیروی لورنتز بر سرعت ذره عمود است، هیچ اثری ندارد.

نیروی لورنتس در تلویزیون ها و طیف نگارهای جرمی استفاده می شود.

اصل عملکرد: محفظه خلاء دستگاه در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد. ذرات باردار (الکترون‌ها یا یون‌ها) که توسط یک میدان الکتریکی شتاب می‌گیرند، با توصیف یک قوس، روی یک صفحه عکاسی می‌افتند، جایی که ردی از خود به جای می‌گذارند که اجازه می‌دهد دقت عالیاندازه گیری شعاع مسیر این شعاع بار ویژه یون را تعیین می کند. با دانستن بار یک یون، تعیین جرم آن آسان است.

3. کار آزمایشی: "ساخت نموداری از وابستگی دما به زمان خنک شدن آب."

بلیط 7

1. قانون سوم نیوتن: فرمولاسیون; ویژگی های نیروهای کنش و واکنش: ماژول، جهت، نقطه کاربرد، ماهیت.

قانون سوم نیوتن:اجسام با نیروهایی که در امتداد یک خط مستقیم، برابر و از نظر قدر مخالف هستند، با یکدیگر تعامل دارند.

جهت:F 12 = - F 21.

نیروهایی که در قانون سوم نیوتن گنجانده شده است همان طبیعت فیزیکیو همدیگر را جبران نکنیدچون برای بدن های مختلف اعمال می شود. بنابراین، نیروها همیشه به صورت جفت وجود دارند: به عنوان مثال، نیروی گرانشی که بر روی یک فرد از زمین وارد می شود، طبق قانون III نیوتن، به نیرویی که شخص با آن زمین را جذب می کند، مرتبط است. این نیروها از نظر قدر برابر هستند، اما شتاب زمین چندین برابر کمتر از شتاب یک فرد است، زیرا جرم آن بسیار بیشتر است.

2. قانون القای الکترومغناطیسی فارادی. قانون لنز؛ پدیده خود القایی؛ اندوکتانس؛ انرژی میدان مغناطیسی

فارادی در سال 1831 تأسیس کرد که emf. القاء به روش تغییر بستگی ندارد شار مغناطیسیو فقط با سرعت تغییر آن تعیین می شود، یعنی.

قانون القای الکترومغناطیسی : emf القایی در یک هادی برابر است با نرخ تغییر شار مغناطیسی عبوری از ناحیه تحت پوشش هادی. علامت منفی در فرمول بیان ریاضی قانون لنز است.

مشخص است که شار مغناطیسی یک کمیت جبری است. فرض می کنیم که شار مغناطیسی که در ناحیه مدار نفوذ می کند مثبت است. با افزایش این شار، emf رخ می دهد. القایی که تحت تأثیر آن یک جریان القایی ظاهر می شود و میدان مغناطیسی خود را به سمت میدان خارجی ایجاد می کند. شار مغناطیسی جریان القایی منفی است. اگر جریان نفوذ کننده به ناحیه کانتور کاهش یابد، به عنوان مثال، جهت میدان مغناطیسی جریان القایی با جهت میدان خارجی منطبق است.

بیایید یکی از آزمایش ها را در نظر بگیریم توسط فارادی برای تشخیص جریان القایی و در نتیجه emf انجام شد. القاء اگر یک آهنربا را به یک شیر برقی متصل به یک دستگاه اندازه گیری الکتریکی بسیار حساس (گالوانومتر) فشار دهید یا بکشید، با حرکت آهنربا، انحراف سوزن گالوانومتر مشاهده می شود که نشان دهنده وقوع جریان القایی است. هنگامی که شیر برقی نسبت به آهنربا حرکت می کند، همین مورد مشاهده می شود. اگر آهنربا و شیر برقی نسبت به یکدیگر ثابت باشند، جریان القایی ایجاد نمی شود. از تجربه فوق نتیجه می گیرد نتیجه گیری، که با حرکت متقابل این اجسام، تغییری در شار مغناطیسی از طریق پیچ های شیر برقی رخ می دهد که منجر به ظهور جریان القایی ناشی از emf در حال ظهور می شود. القاء

جهت جریان القایی توسط قانون لنز تعیین می شود : جریان القایی همیشه جهتی دارد که میدان مغناطیسی ایجاد شده از تغییر شار مغناطیسی که این جریان ایجاد می کند جلوگیری می کند.

از این قانون نتیجه می شود که با افزایش شار مغناطیسی، جریان القایی حاصل جهتی دارد که میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آن در برابر میدان خارجی هدایت می شود و با افزایش شار مغناطیسی مقابله می کند. برعکس، کاهش شار مغناطیسی منجر به ظهور یک جریان القایی می شود که یک میدان مغناطیسی همزمان با میدان خارجی ایجاد می کند.

کاربرد القای الکترومغناطیسی در فناوری، در صنعت، برای تولید برق در نیروگاه ها، گرمایش و ذوب مواد رسانا (فلزات) در کوره های الکتریکی القایی و غیره.

3. کار آزمایشی: «بررسی وابستگی دوره و بسامد ارتعاشات رایگانآونگ ریاضی روی طول نخ."

بلیط 8

1. تکانه بدن. قانون بقای تکانه: تکانه بدن و تکانه نیرو. بیان قانون دوم نیوتن با استفاده از مفاهیم تغییر در تکانه بدن و تکانه نیرو. قانون بقای تکانه؛ نیروی محرکه جت

تکانه یک جسم را کمیت فیزیکی بردار می گویند که مشخصه کمی حرکت انتقالی اجسام است. تکانه با p تعیین می شود. تکانه یک جسم برابر است با حاصل ضرب جرم جسم و سرعت آن: p = m v. جهت بردار تکانه p با جهت بردار سرعت جسم v منطبق است. واحد ضربه کیلوگرم متر بر ثانیه است.
برای تکانه یک سیستم اجسام، قانون بقا رعایت می شود که فقط برای سیستم های فیزیکی بسته معتبر است. به طور کلی سیستم بسته سیستمی است که انرژی و جرم را با اجسام و میدان هایی که بخشی از آن نیستند مبادله نمی کند. در مکانیک، سیستم بسته سیستمی است که هیچ نیروی خارجی بر روی آن عمل نمی کند یا عمل این نیروها جبران می شود. در این حالت، p1 = p2، که در آن p1 ضربه اولیه سیستم و p2 ضربه نهایی است. در مورد دو بدن موجود در سیستم، این عبارت دارای شکل استm 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ´ + m 2 v 2 ´ , که در آن m1 و m2 جرم اجسام هستند و v1 و v2 سرعتهای قبل از برهمکنش هستند، v1´ و v2´ سرعتهای بعد از برهمکنش هستند. این فرمول عبارت ریاضی استقانون بقای حرکت: حرکت یک سیستم فیزیکی بسته در طول هر گونه فعل و انفعالاتی که در این سیستم رخ می دهد حفظ می شود.
در مکانیک، قانون بقای تکانه و قوانین نیوتن به هم مرتبط هستند. اگر در زمان t بر جسمی به جرم m وارد شود و سرعت حرکت آن از v0 به v تغییر کند، بر اساس قانون دوم نیوتن برای نیروی F، می‌توانیم بنویسیم: آن را دنبال می کند

، که در آن Ft یک کمیت فیزیکی برداری است که عملکرد یک نیرو را بر روی جسم در یک دوره زمانی مشخص مشخص می کند و برابر است با حاصل ضرب نیرو و زمان عمل آن که ضربه نیرو نامیده می شود. واحد SI ضربه نیرو N*s است.
قانون بقای مومنتوم زیربنای رانش جت است.

پیشرانه جت - این حرکت بدن است که پس از جدا شدن قسمت آن از بدن اتفاق می افتد.

بگذارید جسمی به جرم m در حال استراحت باشد. قسمتی از آن با جرم m1 با سرعت v1 از بدن جدا شد. سپس قسمت باقیمانده با سرعت ν2 در جهت مخالف حرکت می کند، جرم قسمت باقی مانده m2 است. در واقع مجموع تکانه های هر دو قسمت بدن قبل از جدا شدن برابر با صفر بوده و بعد از جدا شدن برابر با صفر خواهد بود:

اعتبار زیادی برای توسعه نیروی محرکه جت متعلق به K.E است. تسیولکوفسکی

2. مدار نوسانی. نوسانات الکترومغناطیسی آزاد: میرایی نوسانات آزاد. دوره نوسانات الکترومغناطیسی

نوسانات الکترومغناطیسی یک تغییر دوره ای در بار، جریان یا ولتاژ است.

این تغییرات طبق قانون هارمونیک رخ می دهد:

برای شارژ q =q m ·cos ω 0 ·t; برای جریان i = i m ·cos ω 0 ·t; برای ولتاژ u =u m cos ω 0 t، که در آن

q - تغییر شارژ، C (کولن)، u - تغییر ولتاژ، V (ولت)، i - تغییر جریان، A (آمپر)، q m - دامنه شارژ، i m - دامنه جریان. u m - دامنه ولتاژ؛ ω 0 - فرکانس چرخه ای، راد در ثانیه. t – زمان.

کمیت های فیزیکی، مشخص کردن نوسانات:

1. دوره - زمانیک ارتعاش کامل تی، س

2. فرکانس - تعداد نوسانات تکمیل شده در 1 ثانیه، هرتز

3. فرکانس چرخه ای - تعداد نوسانات تکمیل شده در 2 π ثانیه، راد / ثانیه.

نوسانات الکترومغناطیسی می توانند آزاد یا اجباری باشند:

ایمیل رایگان نوسانات مغناطیسی در یک مدار نوسانی بوجود می آیند و میرا می شوند. ایمیل های اجباری نوسانات مغناطیسی توسط یک ژنراتور ایجاد می شود.

اگر e.l.m. نوسانات در مدار یک سلف و یک خازن بوجود می آیند، سپس میدان مغناطیسی متناوب به سیم پیچ متصل می شود و میدان الکتریکی متناوب در فضای بین صفحات خازن متمرکز می شود. مدار نوسانی یک اتصال بسته بین سیم پیچ و خازن است. نوسانات در مدار طبق قانون هارمونیک پیش می رود و دوره نوسانات با فرمول تامسون تعیین می شود.T = 2·π·

افزایش دوره e.l.m نوسانات با افزایش اندوکتانس و ظرفیت با این واقعیت توضیح داده می شود که با افزایش اندوکتانس، جریان در طول زمان آهسته تر افزایش می یابد و آهسته تر به صفر می رسد. و هرچه ظرفیت بیشتر باشد، شارژ مجدد خازن بیشتر طول می کشد.

3. کار آزمایشی: "تعیین ضریب شکست پلاستیک".

شتاب مرکزگرا- جزء شتاب یک نقطه، مشخص کننده سرعت تغییر در جهت بردار سرعت برای یک مسیر با انحنا (مولفه دوم، شتاب مماسی، تغییر در ماژول سرعت را مشخص می کند). به سمت مرکز انحنای مسیر حرکت می کند، جایی که این اصطلاح از آنجا آمده است. مقدار برابر است با مربع سرعت تقسیم بر شعاع انحنا. اصطلاح "شتاب مرکز" معادل عبارت " شتاب معمولی" آن جزء از مجموع نیروها که باعث این شتاب می شود، نیروی مرکزگرا نامیده می شود.

بیشتر مثال سادهشتاب گریز از مرکز بردار شتاب در است حرکت یکنواختمحیطی (به سمت مرکز دایره).

شتاب سریعدر طرح ریزی بر روی صفحه ای عمود بر محور، به صورت مرکز به نظر می رسد.

یوتیوب دایره المعارفی

• 1 / 5

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

  کجا a n (\displaystyle a_(n)\ )- شتاب معمولی (مرکزی) v (\displaystyle v\ )- (آنی) سرعت خطی حرکت در طول مسیر، ω (\displaystyle \omega \ )- سرعت زاویه ای (آنی) این حرکت نسبت به مرکز انحنای مسیر، R (\displaystyle R\ )- شعاع انحنای مسیر در یک نقطه معین. (ارتباط بین فرمول اول و دوم واضح است v = ω R (\displaystyle v=\omega R\ )).

  عبارات بالا شامل مقادیر مطلق هستند. با ضرب در به راحتی می توان آنها را به صورت برداری نوشت e R (\displaystyle \mathbf (e)_(R))- بردار واحد از مرکز انحنای مسیر تا نقطه داده شده آن:

  a n = v 2 R e R = v 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) .) این فرمول ها به طور یکسان در مورد حرکت با سرعت ثابت (در مقدار مطلق) و برای حالت دلخواه قابل استفاده هستند. با این حال، در مورد دوم، باید در نظر داشت که شتاب مرکزگرا بردار شتاب کامل نیست، بلکه فقط جزء آن عمود بر مسیر است (یا همان چیزی است کهعمود بر بردار سرعت لحظه ای)؛ سپس بردار شتاب کامل شامل یک جزء مماسی نیز می شود () شتاب مماسی a τ = d v / d t (\displaystyle a_(\tau)=dv/dt\) ، در جهت منطبق با مماس بر مسیر (یا همان چیزی است که با) .

  سرعت لحظه ای

  انگیزه و نتیجه گیری این واقعیت که تجزیه بردار شتاب به اجزا - یکی در امتداد خط مماس بر مسیر بردار (شتاب مماس) و دیگری متعامد بر آن (شتاب عادی) - می تواند راحت و مفید باشد، به خودی خود کاملاً بدیهی است. هنگام حرکت با سرعت مدول ثابت، جزء مماسی برابر با صفر می شود، یعنی در این مورد خاص مهم باقی می ماند.فقط

  جزء معمولی علاوه بر این، همانطور که در زیر مشاهده می شود، هر یک از این مولفه ها دارای خواص و ساختار مشخصی هستند و شتاب معمولی حاوی محتوای هندسی کاملا مهم و غیر پیش پا افتاده در ساختار فرمول خود است. ناگفته نماند به مورد خاص مهم حرکت دایره ای.

  تجزیه شتاب به مولفه های مماسی و نرمال (که دومی شتاب مرکزگرا یا عادی است) را می توان با تمایز بردار سرعت بر حسب زمان یافت که به شکل ارائه شده است. v = v e τ (\displaystyle \mathbf (v) =v\,\mathbf (e) _(\tau ))از طریق بردار مماس واحد e τ (\displaystyle \mathbf (e)_(\tau)):

  a = d v d t = d (v e τ) d t = d v d t e τ + v d e τ d t = d v d t e τ + v d e τ d l d l d t = d v d t e τ + v 2 R e n , (\displaystyle \mathbf (a) =( 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 ( د) 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)\ ,)

  در اینجا ما از نماد برای بردار واحد نرمال به مسیر و استفاده می کنیم l (\displaystyle l\ )- برای طول مسیر فعلی ( l = l (t) (\displaystyle l=l(t)\ )) آخرین انتقال نیز از آشکار استفاده می کند

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

  و از ملاحظات هندسی،

  d e τ d l = e n R . (\displaystyle (\frac (d\mathbf (e) _(\tau ))(dl))=(\frac (\mathbf (e) _(n))(R)).)

  v 2 R e n (\displaystyle (\frac (v^(2))(R))\mathbf (e) _(n)\ ) شتاب معمولی (مرکزی) علاوه بر این، معنای آن، معنای اشیاء موجود در آن، و همچنین اثبات این واقعیت است که در واقع متعامد بر بردار مماس است (یعنی اینکه e n (\displaystyle \mathbf (e)_(n)\ ) - واقعاً یک بردار معمولی) - از ملاحظات هندسی ناشی می شود (اما این واقعیت که مشتق هر بردار با طول ثابت نسبت به زمان عمود بر خود این بردار است یک واقعیت نسبتاً ساده است؛ در این مورد ما این عبارت را برای

  d e τ d t (\displaystyle (\frac (d\mathbf (e) _(\tau ))(dt)))

  یادداشت ها

  به راحتی می توان متوجه شد که قدر مطلق شتاب مماسی تنها به شتاب زمین بستگی دارد که با مقدار مطلق آن منطبق است، در مقابل قدر مطلق شتاب نرمال که به شتاب زمین بستگی ندارد، بلکه به شتاب زمین بستگی دارد. سرعت زمین روش‌های ارائه‌شده در اینجا یا تغییرات آن‌ها را می‌توان برای معرفی مفاهیمی مانند انحنای یک منحنی و شعاع انحنای یک منحنی استفاده کرد (زیرا در موردی که منحنی یک دایره است،منطبق با شعاع چنین دایره ای است. همچنین نشان دادن اینکه دایره در صفحه قرار دارد، چندان دشوار نیست e τ , e n (\displaystyle \mathbf (e) _(\tau),\,e_(n))با مرکز در جهت e n (\displaystyle e_(n)\ )از یک نقطه معین در فاصله روش‌های ارائه‌شده در اینجا یا تغییرات آن‌ها را می‌توان برای معرفی مفاهیمی مانند انحنای یک منحنی و شعاع انحنای یک منحنی استفاده کرد (زیرا در موردی که منحنی یک دایره است،از آن - با منحنی داده شده - مسیر - تا مرتبه دوم کوچکی در فاصله تا نقطه داده شده منطبق خواهد بود).

  داستان

  اول فرمول های صحیحبرای شتاب گریز از مرکز (یا نیروی گریز از مرکز) ظاهرا توسط هویگنس به دست آمد. تقریباً از این زمان به بعد، در نظر گرفتن شتاب مرکز به بخشی از تکنیک معمول برای حل مسائل مکانیکی و غیره تبدیل شده است.

  کمی بعد، این فرمول ها نقش مهمی در کشف قانون گرانش جهانی ایفا کردند (فرمول شتاب مرکزگرا برای به دست آوردن قانون وابستگی استفاده شد. نیروی گرانشیاز فاصله تا منبع گرانش، بر اساس قانون سوم کپلر که از مشاهدات به دست آمده است).

  به قرن 19در نظر گرفتن شتاب مرکزگرا در حال حاضر هم برای علم محض و هم برای کاربردهای مهندسی کاملاً عادی شده است.

• قوانین اساسی دینامیک قوانین نیوتن - اول، دوم، سوم. اصل نسبیت گالیله قانون گرانش جهانی. جاذبه نیروهای الاستیک وزن نیروهای اصطکاک - استراحت، لغزش، غلتش + اصطکاک در مایعات و گازها.
• سینماتیک. مفاهیم اساسی حرکت خطی یکنواخت حرکت با شتاب یکنواخت حرکت یکنواخت در یک دایره. سیستم مرجع. مسیر، جابجایی، مسیر، معادله حرکت، سرعت، شتاب، رابطه بین سرعت خطی و زاویه ای.
• مکانیسم های ساده اهرم (اهرم نوع اول و اهرم نوع دوم). بلوک (بلوک ثابت و بلوک متحرک). هواپیمای شیبدار. پرس هیدرولیک. قانون طلایی مکانیک
• قوانین حفاظت در مکانیک کار مکانیکی، توان، انرژی، قانون بقای تکانه، قانون بقای انرژی، تعادل جامدات
• شما الان اینجا هستید:حرکت دایره ای. معادله حرکت در یک دایره. سرعت زاویه ای نرمال = شتاب مرکزگرا. دوره، فرکانس گردش (چرخش). رابطه بین سرعت خطی و زاویه ای
• ارتعاشات مکانیکی ارتعاشات آزاد و اجباری. ارتعاشات هارمونیک ارتعاشات الاستیک. آونگ ریاضی. تبدیل انرژی در طول نوسانات هارمونیک
• امواج مکانیکی سرعت و طول موج. معادله موج سفر پدیده های موج (پراش، تداخل...)
• مکانیک سیالات و مکانیک هوا. فشار، فشار هیدرواستاتیک. قانون پاسکال معادله پایه هیدرواستاتیک. رگ های ارتباطی قانون ارشمیدس شرایط کشتیرانی تلفن جریان سیال. قانون برنولی فرمول توریچلی
• فیزیک مولکولی مقررات اساسی ICT. مفاهیم و فرمول های اساسی خواص گاز ایده آل معادله پایه MKT دما معادله حالت یک گاز ایده آل. معادله مندلیف-کلیپرون. قوانین گاز - ایزوترم، ایزوبار، ایزوکور
• اپتیک موج. نظریه امواج ذرات نور. خواص موجی نور پراکندگی نور. تداخل نور. اصل هویگنز-فرنل پراش نور. قطبش نور
• ترمودینامیک. انرژی درونی. شغل مقدار گرما. پدیده های حرارتی قانون اول ترمودینامیک کاربرد قانون اول ترمودینامیک در فرآیندهای مختلف معادله تعادل حرارتی قانون دوم ترمودینامیک موتورهای حرارتی
• الکترواستاتیک. مفاهیم اساسی شارژ الکتریکی. قانون پایستگی بار الکتریکی قانون کولمب اصل برهم نهی نظریه کنش کوتاه برد. پتانسیل میدان الکتریکی خازن.
• جریان الکتریکی ثابت. قانون اهم برای بخشی از مدار. عملکرد DC و قدرت. قانون ژول لنز قانون اهم برای یک مدار کامل قانون الکترولیز فارادی. مدارهای الکتریکی - اتصال سریال و موازی. قوانین کیرشهوف
• ارتعاشات الکترومغناطیسی نوسانات الکترومغناطیسی آزاد و اجباری. مدار نوسانی. جریان الکتریکی متناوب. خازن در مدار جریان متناوب. یک سلف ("سلونوئید") در مدار جریان متناوب.
• عناصر نظریه نسبیت. اصول نظریه نسبیت. نسبیت همزمانی، فواصل، فواصل زمانی. قانون نسبیتی جمع سرعت ها. وابستگی جرم به سرعت قانون اساسی دینامیک نسبیتی ...
• خطاهای اندازه گیری مستقیم و غیر مستقیم خطای مطلق و نسبی خطاهای سیستماتیک و تصادفی انحراف معیار (خطا). جدول تعیین خطاهای اندازه گیری غیرمستقیم توابع مختلف.

شتاب مرکزگرا- جزء شتاب یک نقطه، مشخص کننده تغییر جهت بردار سرعت برای یک مسیر با انحنا. (مولفه دوم، شتاب مماسی، با تغییر در مدول سرعت مشخص می شود.) به سمت مرکز انحنای مسیر هدایت می شود، که همان چیزی است که این اصطلاح را ایجاد می کند. مقدار برابر است با مجذور سرعت تقسیم بر شعاع انحنا. اصطلاح "شتاب مرکز" به طور کلی معادل اصطلاح " شتاب معمولی"؛ تفاوت ها فقط سبکی (گاهی تاریخی) هستند.

ساده ترین مثال شتاب مرکز، بردار شتاب در حین حرکت یکنواخت در یک دایره (به سمت مرکز دایره) است.

فرمول ابتدایی

شتاب عادی (مرکزی) کجاست، سرعت خطی (لحظه ای) حرکت در طول مسیر است، سرعت زاویه ای (لحظه ای) این حرکت نسبت به مرکز انحنای مسیر، شعاع انحنای مسیر است. در یک نقطه معین (ارتباط بین فرمول اول و دوم با در نظر گرفتن ) واضح است.

عبارات بالا شامل مقادیر مطلق هستند. آنها را می توان به راحتی با ضرب در یک بردار واحد از مرکز انحنای مسیر تا یک نقطه داده شده به صورت برداری نوشت:

این فرمول ها به طور یکسان در مورد حرکت با سرعت ثابت (در مقدار مطلق) و برای حالت دلخواه قابل استفاده هستند. با این حال، در مورد دوم، باید در نظر داشت که شتاب مرکزگرا بردار شتاب کامل نیست، بلکه فقط جزء آن عمود بر مسیر (یا همان چیزی است که عمود بر بردار سرعت لحظه ای است) است. سپس بردار شتاب کامل شامل یک جزء مماسی نیز می شود ( شتاب مماسی) ، در جهتی منطبق با مماس بر مسیر (یا همان چیزی است که با سرعت لحظه ای).

انگیزه و نتیجه گیری

این واقعیت که تجزیه بردار شتاب به اجزا - یکی در امتداد خط مماس بر مسیر بردار (شتاب مماس) و دیگری متعامد بر آن (شتاب عادی) - می تواند راحت و مفید باشد، به خودی خود کاملاً بدیهی است. این با این واقعیت تشدید می شود که هنگام حرکت با سرعت ثابت، جزء مماسی برابر با صفر خواهد بود، یعنی در این مورد خاص مهم باقی می ماند. این واقعیت که تجزیه بردار شتاب به اجزا - یکی در امتداد خط مماس بر مسیر بردار (شتاب مماس) و دیگری متعامد بر آن (شتاب عادی) - می تواند راحت و مفید باشد، به خودی خود کاملاً بدیهی است. هنگام حرکت با سرعت مدول ثابت، جزء مماسی برابر با صفر می شود، یعنی در این مورد خاص مهم باقی می ماند.جزء معمولی علاوه بر این، همانطور که در زیر مشاهده می شود، هر یک از این مولفه ها دارای خواص و ساختار مشخصی هستند و شتاب معمولی حاوی محتوای هندسی کاملا مهم و غیر پیش پا افتاده در ساختار فرمول خود است. ناگفته نماند مورد خاص مهم حرکت در یک دایره (که علاوه بر این، تقریباً بدون هیچ تغییری می تواند به حالت کلی تعمیم داده شود).

مشتق هندسی برای حرکت دایره ای ناهموار

استنتاج هندسی برای حرکت دلخواه (در طول یک مسیر دلخواه)

جزء معمولی علاوه بر این، همانطور که در زیر مشاهده می شود، هر یک از این مولفه ها دارای خواص و ساختار مشخصی هستند و شتاب معمولی حاوی محتوای هندسی کاملا مهم و غیر پیش پا افتاده در ساختار فرمول خود است. ناگفته نماند به مورد خاص مهم حرکت دایره ای.

تجزیه شتاب به مولفه های مماسی و نرمال (که دومی شتاب مرکزگرا یا عادی است) را می توان با تفکیک بردار سرعت نسبت به زمان پیدا کرد که به شکل یک بردار مماس واحد ارائه می شود:

در قرن نوزدهم، در نظر گرفتن شتاب مرکزگرا هم برای علم محض و هم برای کاربردهای مهندسی کاملاً عادی شده بود.