Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Молекулярная физика




Механика

1. Материальная точка (частица) — простейшая физическая модель в механике — обладающее массой тело, размерами, формой, вращением и внутренней структурой которого можно пренебречь.

2. Абсолютно твёрдое тело — расстояние между двумя точками, которое остается неизменным.

3. Мгновенная скорость – векторная физическая величина, равная отношению перемещения к интервалу времени, за который это перемещение произошло, если интервал времени стремится к нулю.

  = . .     – мгновенная скорость, м/с – перемещение тела, м ( если Δt→0 ) Δt – стремящийся к нулю интервал времени, с
Δt

Вектор мгновенной скорости направлен по касательной к траектории движения тела.

4. Вектор средней скорости направлен также, как вектор перемещения т.е. вдоль хорды МN.

  5.
 

Вектор мгновенного ускорения равен пределу отношения вектора изменения скорости к тому промежутку времени, когда Δt→0 или равен первой производной вектора скорости по времени или равен второй производной вектора перемещения по времени.

 

 

6.

где — нормальное (центростремительное) ускорение, — (мгновенная) линейная скорость движения по траектории, — (мгновенная) угловая скорость этого движения относительно центра кривизны траектории, — радиус кривизны траектории в данной точке. (Связь между первой формулой и второй очевидна, учитывая ).

Центростремительное ускорение — компонента ускорения точки, характеризующая быстроту изменения направления вектора скорости для траектории с кривизной. Направлено к центру кривизны траектории, чем и обусловлен термин. По величине равно квадрату скорости, поделённому на радиус кривизны. Термин «центростремительное ускорение» эквивалентен термину «нормальное ускорение».

 

7. Тангенциальное ускорение - компонента ускорения, направленная по касательной к траектории движения. Характеризует изменение модуля скорости в отличие от нормальной компоненты, характеризующей изменение направления скорости. Тангенциальное ускорение равно произведению единичного вектора, направленного по скорости движения, на производную модуля скорости по времени. Таким образом, направлено в ту же сторону, что и вектор скорости при ускоренном движении (положительная производная) и в противоположную при замедленном (отрицательная производная). Величину тангенциального ускорения как проекцию вектора ускорения на касательную к траектории можно выразить так:

где — путевая скорость вдоль траектории, совпадающая с абсолютной величиной мгновенной скорости в данный момент.

8. Вращательное движение – это движение твердого тела, имеющего как минимум две неподвижные точки.

9. Углова́я ско́рость — векторная величина, являющаяся псевдовектором (аксиальным вектором) и характеризующая скорость вращения материальной точки вокруг центра вращения. Вектор угловой скорости по величине равенуглу поворота точки вокруг центра вращения за единицу времени:

а направлен по оси вращения согласно правилу буравчика, то есть в ту сторону, в которую ввинчивался бы буравчик или винт с правой резьбой, если бы вращался в эту сторону. Другой мнемонический подход для запоминания взаимной связи между направлением вращения и направлением вектора угловой скорости состоит в том, что для условного наблюдателя, находящегося на конце вектора угловой скорости, выходящего из центра вращения, само вращение выглядит происходящим против часовой стрелки. (радианы в секунду)

10. Угловым ускорением называют степень изменения угловой скорости.

 

За вектор углового ускорения ε при вращении тела вокруг неподвижной точки принимают вектор, который характеризует изменение угловой скорости ω в данный момент как по числовой величине, так и по направлению. Такой характеристикой является производная по времени от вектора угловой скорости ω. Таким образом, угловое ускорение определяется так:

 

11. Связь между линейной и угловой скоростью. Скорость точки, движущейся по окружности, часто называют линейной скоростью, чтобы подчеркнуть ее отличие от угловой скорости.
При вращении твердого тела разные его точки имеют разные линейные скорости, но угловая скорость для всех точек одинакова.
Между линейной скоростью какой-либо точки вращающегося тела и угловой скорость существует связь. Точка, лежащая на окружности радиуса R, за один оборот пройдет путь 2πR. А так как, время одного оборота тела есть период Т, то модуль линейной скорости можно найти так:
v=2πR/T=2πRν или
v=ωR.
Отсюда видно, что, чем дальше расположена точка тела от оси вращения, тем больше ее линейная скорость.
Модуль ускорения точки, движущейся равномерно по окружности, можно выразить через угловую скорость тела и радиус окружности:
a=v2/R, но
v=ωR. Следовательно,
a=ω2R.
Чем дальше расположена точка твердого тела от оси вращения, тем больше по модулю ускорение он имеет.

12. Хз

13. Хз

   
14. Первый закон Ньютона. Если на тело не действуют силы или их действие скомпенсировано, то данное тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Масса тела – количественная мера его инертности. В СИ она измеряется в килограммах. Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными. Системы отсчета, движущиеся относительно инерциальных с ускорением, называются неинерциальными. Сила – количественная мера взаимодействия тел. Сила – векторная величина и измеряется в ньютонах (Н). Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил. 15. Второй закон Ньютона. Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе:
Скорость изменения импульса равна результирующей силе
Если два тела взаимодействуют друг с другом, то ускорения этих тел обратно пропорциональны их массам.
16.

Третий закон Ньютона. Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны.

F12=-F21

17. p = mv – импульс(количество движения)

Импульсом тела (материальной точки) называется величина, равная произведению массы тела на его скорость.

 

18. Основной закон динамики (второй закон Ньютона) материальной точки имеет вид , где F – результирующая сила, действующая на материальную точку массы, p = mv – импульс материальной точки. В случае основной закон динамики принимает вид .

19. Хз

20. Работа постоянной силы: s – перемещение тела

При прямолинейном движении одной материальной точки и постоянном значении приложенной к ней силы работа (этой силы) равна произведению величины проекции вектора силы на направление движения и величины совершённого перемещения

 

21. Работа переменной силы:

22. Мгновенная мощность: Мгновенная мощность — это мощность силы в данный момент времени. Мгновенная мощность - это скалярная физическая величина, равная отношению работы, выполненной за бесконечно малый промежуток времени, к величине этого промежутка.

 

23. Кинетическая энергия материальной точки: кинетическая энергия материальной точки – это энергия, которой обладает эта точка вследствие своего движения.

24. Теорема о кинетической энергии: Кинетической энергией системы называют сумму кинетических энергий всех тел, входящих в систему. Изменение кинетической энергии системы равно работе всех внутренних и внешних сил, действующих на тела системы.

25. Консервативная сила - это силы, работа которых не зависит от вида траектории, точки приложения этих сил и закона их движения, и определяется только начальным и конечным положением этой точки. Силы, работа по любой замкнутой траектории которых равна 0.

26. Работа силы тяжести: Таким образом, работа силы тяжести не зависит от траектории движения тела и всегда равна произведению силы тяжести на разность высот в исходном и конечном положениях. При движении вниз работа положительна, при движении вверх — отрицательна.

27. Работа силы упругости: работа, совершаемая силой упругости при изменении деформации пружины от некоторого начального значения x1 до конечного значения x2

28. Потенциальная энергия тела, находящегося на высоте h над Землёй: Значение потенциальной энергии тела, поднятого над Землей, зависит от выбора нулевого уровня, то есть высоты, на которой потенциальная энергия принимается равной нулю. Обычно принимают, что потенциальная энергия тела на поверхности Земли равна нулю.

При таком выборе нулевого уровня потенциальная энергия тела, находящегося на высоте h над поверхностью Земли, равна произведению массы тела на Модуль ускорения свободного падения и расстояние его от поверхности Земли:

Wp = mgh. Из всего выше сказанного, можем сделать вывод: потенциальная энергия тела зависит всего от двух величин, а именно: от массы самого тела и высоты, на которую поднято это тело. Траектория движения тела никак не влияет на потенциальную энергию.

29. Потенциальная энергия сжатой пружины:

30. Закон изменения полной механической энергии системы:

31. Закон сохранения механической энергии: Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2 - Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил упругости, остается неизменной.

32. Момент силы относительно точки О:

33. Момент импульса относительно точки: Момент импульса L материальной точки относительно некоторого начала отсчёта определяется векторным произведением её радиус-вектора и импульса:

где r —радиус-вектор частицы относительно выбранного неподвижного в данной системе отсчёта начала отсчёта, p — импульс частицы.

 

34. Закон сохранения момента импульса системы материальных точек: МОМЕНТ ИМПУЛЬСА ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ МАТЕРИАЛЬНЫХ ТОЧЕК ОСТАЕТСЯ ПОСТОЯННЫМ.

35. Момент импульса твердого тела относительно оси есть сумма моментов импульса отдельных частиц, из которых состоит тело относительно оси.

Производная момента импульса твердого тела по времени равна сумме моментов всех сил, действующих на тело:

36. Момент инерции материальной точки: Произведение массы материальной точки тела на квадрат ее расстояния до оси вращения называется моментом инерции материальной точки.

37. Момент инерции бесконечно тонкого кольца радиуса r и массы m:

38. Момент инерции тонкостенного цилиндра радиуса r и массы m:

 

39. Момент инерции однородного цилиндра радиуса r и массы m: ;

40. Момент инерции стержня длины L и массы m:

41. Момент инерции шара радиуса r и массы m:

42. Формула и формулировка теоремы Штейнера: момент инерции тела при расчете относительно произвольно оси соответствует сумме момента инерции тела относительно такой оси, которая проходит через центр масс и является параллельной данной оси, а также плюс произведение квадрата расстояния между осями и массы тела, по следующей формуле:

43.

Это выражение носит название основного уравнения динамики вращательного движения и формулируется следующим образом: изменение момента количества движения твердого тела, равно импульсу момента всех внешних сил, действующих на это тело.

44. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси:

Если тело вращается вокруг неподвижной оси с угловой скоростью , то линейная скорость i-ой точки равна , где , - расстояние от этой точки до оси вращения. Следовательно: где J - момент инерции тела относительно оси вращения.

45. Кинетическая энергия катящегося тела: J – момент инерции тела.

46. Гармонические колебания - колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по гармоническому (синусоидальному, косинусоидальному) закону.

Уравнение гармонического колебания имеет вид:

где х — отклонение колеблющейся величины в текущий момент времени t от среднего за период значения (например, в кинематике — смещение, отклонение колеблющейся точки от положения равновесия); А — амплитуда колебания, т.е. максимальное за период отклонение колеблющейся величины от среднего за период значения, размерность A совпадает с размерностью x; ω (радиан/с, градус/с) — циклическая частота, показывающая, на сколько радиан (градусов) изменяется фаза колебания за 1 с; (радиан, градус) — полная фаза колебания (сокращенно — фаза, не путать с начальной фазой); (радиан, градус) — начальная фаза колебаний, которая определяет значение полной фазы колебания (и самой величины x) в момент времени t = 0.

47. Скорость материальной точки, совершающие гармонические колебания:

где () - амплитудное значение скорости м.т., совершающей гармонические колебания.

48. Ускорение материальной точки, совершающие гармонические колебания:

 

или a=ω2Acos(ωt+φo+π)

Величина w2А является амплитудным значением ускорения.

49. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний:

50. Смещение x(t) от положения равновесия при незатухающих колебаниях:

51. Пружинный маятник (определение; период колебаний):

 

Пружинный маятник — механическая система, состоящая из пружины с коэффициентом упругости (жёсткостью) k (закон Гука), один конец которой жёстко закреплён, а на втором находится груз массы m.

Период колебаний пружинного маятника может быть вычислен по следующей формуле:

52. Полная механическая энергия колеблющейся точки при незатухающих колебаниях

53. Дифференциальное уравнение затухающих гармонических колебаний

54. Коэффициент затухания r – коэффициент сопротивления среды Это уравнение описывает затухающие колебания системы. Коэффициент называется коэффициентом затухания

55. Смещение x(t) от положения равновесия при затухающих колебаниях

56. Амплитуда затухающих колебаний

57. Декремент затухания

58. Логарифмический декремент затухания - безразмерная физическая величина, описывающая уменьшение амплитуды колебательного процесса и равная натуральному логарифму отношения двух последовательных амплитуд колеблющейся величины x в одну и ту же сторону.

Логарифмический декремент колебаний равен коэффициенту затухания β, умноженному на период колебаний T:

59. Добротность - параметр колебательной системы, определяющий ширину резонанса и характеризующий, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний. Обозначается символом .

f0 — резонансная частота колебаний

W — энергия, запасённая в колебательной системе

Pd — рассеиваемая мощность.

60. Какие колебания называются вынужденными?

Вынужденные колебания - колебания, происходящие под воздействием внешних периодических сил.

61. Физический маятник - осциллятор, представляющий собой твёрдое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела, или неподвижной оси, перпендикулярной направлению действия сил и не проходящей через центр масс этого тела.

Период колебаний: где — момент инерции маятника относительно оси вращения, — масса маятника, — расстояние от оси вращения до центра масс.

62. Математический маятник - осциллятор, представляющий собой механическую систему, состоящую из материальной точки, находящейся на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в однородном поле сил тяготения. Период малых собственных колебаний математического маятника длины L неподвижно подвешенного в однородном поле тяжести с ускорением свободного падения g равен и не зависит от амплитуды колебаний и массы маятника.

 

Молекулярная физика

1. Уравнение (Менделеева-Клапейрона) состояния идеального газа

· — давление,

· — молярный объём,

· — универсальная газовая постоянная

· — абсолютная температура, К.

2. Основное уравнение МКТ

3. Число степеней свободы: характеристики движения механической системы. Число степеней свободы определяет минимальное количество независимых переменных (обобщённых координат), необходимых для полного описания движения механической системы.

Также число степеней свободы равно полному числу независимых уравнений второго порядка (таких, как уравнения Лагранжа) или половине числа уравнений первого порядка (таких, как канонические уравнения Гамильтона), полностью описывающих динамику системы.

4. Внутренняя энергия идеального газа где m — масса газа, M — молярная масса этого газа, R — универсальная газовая постоянная, а коэффициент k равен 3/2 для одноатомного газа, 5/2 для двухатомного и 3 для многоатомного газа; за начало отсчёта, которому присвоено нулевое значение внутренней энергии, принято состояние идеально газовой системы при абсолютном нуле температуры.

5. Первое начало термодинамики: Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение работы над внешними телами:

Q = Δ U + A.
 

6. Работа газа при его расширении: Если находящийся под поршнем в цилиндрическом сосуде, газ, расширяясь, передвигает поршень на расстояние dl, то производит над ним работу A = Fdl = pSdl = pdV, где S— площадь поршня. Полная работа A, совершаемая газом при изменении его объема от V1 до V2.

7. Теплоёмкость - количество теплоты, затрачиваемое для изменения температуры на 1°С. Согласно более строгому определению, теплоемкость - термодинамическая величина, определяемая выражением: где ΔQ - количество теплоты, сообщенное системе и вызвавшее изменение ее температуры на T. Отношение конечных разностей ΔQ/ΔТ называется средней теплоемкостью, отношение бесконечно малых величин dQ/dT - истинной теплоемкостью. Поскольку dQ не является полным дифференциалом функции состояния, то и теплоемкость зависит от пути перехода между двумя состояниями системы. Различают теплоемкость системы в целом (Дж/К), удельную теплоемкость [Дж/(г·К)], молярную теплоемкость [Дж/(моль·К)]. Во всех ниже приведенных формулах использованы молярные величины теплоемкости. Из второго начала термодинамики следует, что теплоемкость пропорциональна производной от энтропии системы S по температуре Т при постоянстве внешней силы или термодинамической координаты (обозначается индексом z):

8. Мольная теплоёмкость - Это физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать одному молю (данного) вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу, или — произведение удельной теплоемкости элемента на его атомную массу дает количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 моля этого элемента на 1°С (или, что равнозначно, на 1 К). Формула расчёта молярной теплоёмкости: , где c — молярная теплоёмкость, Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), ν — количество вещества в нагреваемом (охлаждающемся) образце, ΔT — разность конечной и начальной температур. Удельная теплоёмкость может зависеть (и в принципе, строго говоря, всегда - более или менее сильно - зависит) от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) и :

9. Мольная теплоёмкость при изохорном процессе

10. Мольная теплоёмкость при изобарном процессе

11. Соотношение Майера: Для идеального газа справедливо соотношение Майера:

,

где — универсальная газовая постоянная, — молярная теплоёмкость при постоянном давлении, — молярная теплоёмкость при постоянном объёме.

12. Работа газа при изотермическом процессе: где R – универсальная газовая постоянная; Т – температура газа.

13. Какой процесс называется адиабатным? Адиабатный процесс - термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством.

14. Применение первого начала термодинамики к адиабатному процессу

Адиабатический процесс – процесс, идущий без теплообмена с окружающей средой. Это значит, что система должна быть тепло изолирована, либо процесс должен протекать так быстро, что за время процесса не происходит теплообмена системы с окружающей средой. Условие адиабатичности процесса означает, что Q = 0. Уравнение первого закона термодинамики для адиабатического процесса принимает вид:

Из последнего соотношения следует, что А = – ΔU и для одного моля идеального газа равно

(4.37)

Из (4.37) очевидно, что если адиабатически изолированная система подвергается сжатию (внешние силы совершают над системой работу, поэтому работа отрицательна), то ΔU > 0. Это означает, что адиабатическое сжатие идеального газа приводит к повышению его температуры. Напротив, адиабатическое расширение идеального газа (работа совершается самой системой, поэтому она положительна) может происходить только за счет уменьшения его внутренней энергии (ΔU < 0), поэтому температура газа при его адиабатическом расширении должна понижаться.

15. Уравнение Пуассона для адиабатического процесса:

V – объём; - показатель адиабаты; Cp и Cv – теплоёмкости газа при постоянном давлении и объёме.

16. Работа газа в адиабатном процессе:

17. Круговой процесс (цикл) - термодинамический процесс, при к-ром все термодинамические параметры (и термодинамические функции) возвращаются к своим нач. значениям. Если термодинамическое состояние определяется двумя параметрами (напр., давлением Р и объёмом V), К. п. изображается в виде замкнутой кривой (цикла) на плоскости, координатами к-рой служат термодинамические параметры (напр. Р и V).

18. Из каких процессов состоит цикл Карно?

В термодинамике цикл Карно́ или процесс Карно — это обратимый круговой процесс, состоящий из двух адиабатических и двух изотермических процессов. В процессе Карно термодинамическая система выполняет механическую работу и обменивается теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими постоянные, но различающиеся температуры. Резервуар с более высокой температурой называется нагревателем, а с более низкой температурой — холодильником.

19. КПД цикла Карно:

Электростатика

1. Закон Кулона в векторной форме:

где F12 — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; q1, q2 — величина зарядов; r12— радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — r12); k — коэффициент пропорциональности.

 

Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эта сила притяжения для разноименных зарядов и отталкивания – для одноименных зарядов.

 

2. Электростатический потенциал— скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала является вольт.

Потенциал поля точечного заряда Q в однородной изотропной среде с диэлектрической проницаемостью ɛ:

3. Определим напряженность поля, создаваемого точечным зарядом q на некотором расстоянии r от него в вакууме:

4. Напряженность электрического поля – это векторная физическая величина, равная отношению силы, действующей на заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда: [1 Н/м].

5. Энергетическая характеристика электрического поля – потенциал электрического поля.

Он представляет собой работу которую нужно совершить против сил электрического поля для того чтобы переместить единичный положительный точечный заряд находящийся на бесконечности в данную точку поля.

Измеряется потенциал электрического поля в вольтах.

6. Силовые линии указывают направление силы, действующей на положительный заряд в данной точке поля.

Силовые линии электрического поля имеют начало и конец. Они начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных.

7. Электрический диполь - это система из двух одинаковых по модулю разноименных

точечных зарядов +q и -q, находящихся на некотором расстоянии друг от друга.

Формула дипольного момента: Простейшая система зарядов, имеющая определенный (не зависящий от выбора начала координат) ненулевой дипольный момент — это диполь (две точечные частицы с одинаковыми по величине разноимёнными зарядами). Электрический дипольный момент такой системы по модулю равен произведению величины положительного заряда на расстояние между зарядами и направлен от отрицательного заряда к положительному, или:

где q — величина положительного заряда, — вектор с началом в отрицательном заряде и концом в положительном.

8. Поток dФЕ вектора напряженности Е через малую площадку dS есть скалярное произведение векторов E и dS

9. Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов:

Q12 - заряды, r – расстояние между зарядами.

10. Работа A12 по перемещению электрического заряда q из начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда на разность потенциалов (φ1 – φ2) начальной и конечной точек: A12 = Wp1 – Wp2 = qφ1 – qφ2 = q(φ1 – φ2)

11. Напряжённость электрического поля заряженной плоскости:

напряжённость электрического поля заряженной плоскости равна поверхностной плотности заряда, делённой на удвоенное значение электрической постоянной.

12. Напряжённость электрического поля между параллельными плоскостями, несущими равные по модулю разноимённые заряды, равна поверхностной плотности заряда одной из плоскостей, делённой на электрическую постоянную.

13. Напряженность поля, создаваемого равномерно заряженной нитью:

14. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля:

Работа, совершаемая силами электрического поля при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру длиной l, определяется как циркуляция вектора напряженности электрического поля:

Так как для замкнутого пути положения начальной и конечной точек перемещения заряда совпадают, то работа сил электрического поля на замкнутом пути равна нулю, а значит, равна нулю и циркуляция вектора напряженности, т.е.

15.

16.

17. Эквипотенциальная поверхность — это поверхность, на которой скалярный потенциал данного потенциального поля принимает постоянное значение (поверхность уровня потенциала). Другое, эквивалентное, определение — поверхность, в любой своей точке ортогональная силовым линиям поля. Эквипотенциальные поверхности можно провести через любую точку поля. Следовательно, таких поверхностей может быть построено бесконечное множество. Однако, проводят поверхности таким образом, чтобы разность потенциалов для двух соседних поверхностей была всюду одна и та же.

В любой точке эквипотенциальной поверхности, вектор напряженности электростатического поля перпендикулярен к ней и направлен в сторону убывания потенциала.

18. Отличие связанных зарядов от свободных в том, что связанные заряды не могут быть отделены от вещества, например их нельзя передать по проводам в виде электрического тока, и в то же время они неизбежно возникают на поверхности вещества при действии на него поля, создаваемого «настоящими» (свободными) зарядами. В остальном их влияние на напряженность и потенциал поля такое же, как и свободных зарядов, поэтому действующее в веществе (в том числе на само вещество) поле в равной мере обязано как свободным, так и связанным зарядам.

19. Виды поляризации:

Электронная поляризация; Ионная поляризация; Релаксационные (замедленные) виды поляризации; Дипольно-релаксационная поляризация; Ионно-релаксационная поляризация; Миграционная поляризация; Электронно-релаксационная поляризация; Спонтанная поляризация.

 

 

20. Поляризацией диэлектрика называется процесс приобретения им отличного от нуля макроскопического дипольного момента.

Степень поляризации диэлектрика характеризуется векторной величиной, которая называется поляризованностью или вектором поляризации (P)

21.

22. Вектор D направлен в ту же сторону, что и E. В отличие от напряженности поля E вектор D имеет постоянное значение во всех диэлектриках. Поэтому электрическое поле в неоднородной диэлектрической среде удобнее характеризовать не напряженностью E, а смещением D. С этой целью вводится понятие линий вектора D и потока смещения, аналогично понятию силовых линий и потока напряженности.

23.

24.

25. Условие равновесия зарядов в проводнике:

- напряженность поля всюду внутри проводника должна быть равна нулю Е =0

- Напряженность поля на поверхности проводника должна быть в каждой точке направлена по нормали к поверхности Е =Е п.

26. Электроемкость уединенного проводника. Уединенным называется проводник, расположенный вдали от других заряженных и незаряженных тел так, что они не оказывают на этот проводник никакого влияния.

Электроемкость уединенного проводника — физическая величина, равная отношению электрического заряда уединенного проводника к его потенциалу

27. Как изменится емкость уединенного проводящего шара при переносе его из вакуума в среду с относительной диэлектрической проницаемостью ?

Емкость уединенного шара радиуса R, погруженного в однородный безграничный диэлектрик с проницаемостью равна где R – радиус шара.

28. Электроемкость плоского конденсатора

29. Уравнения расчёта энергии заряженного конденсатора:

Если на обкладках конденсатора электроемкостью С находятся электрические заряды +q и -q, то согласно формуле напряжение между обкладками конденсатора равно

В процессе разрядки конденсатора напряжение между его обкладками убывает прямо пропорционально заряду q от первоначального значения U до 0.

Среднее значение напряжения в процессе разрядки равно

Для работы А, совершаемой электрическим полем при разрядке конденсатора, будем иметь:

Следовательно, потенциальная энергия Wp конденсатора электроемкостью С, заряженного до напряжения U, равна

Энергия конденсатора обусловлена тем, что электрическое поле между его обкладками обладает энергией. Напряженность Е поля пропорциональна напряжению U, поэтому энергия электрического поля пропорциональна квадрату его напряженности.

Постоянный эл. Ток

1. Запишите закон Ома для однородного участка цепи.

2. Электрический ток – направленное движение заряженных частиц в электрическом поле.

3. Основные характеристики электрического тока:

Плотностью тока J Единица плотности тока – ампер на квадратный метр (А/м2)

Единица ЭДС – вольт (В).

Сила тока I

4. Условия для протекания электрического тока

Замкнутая электрическая цепь;

Наличие источника сторонних непотенциальных сил.

Электродвижущая сила (ЭДС) – работа, совершаемая сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда.

Источники сторонних сил в электрической цепи называются так же источниками тока.

Положительный вывод аккумулятора называется анод, отрицательный – катод.

5. Какие силы по своей природе не могут быть сторонними.

6. Чему равна циркуляция вектора напряженности сторонних сил?

Циркуляция вектора напряженности сторонних сил равна Э.Д.С., действующей в замкнутой цепи (алгебраической сумме ЭДС).

7. Обобщенный закон Ома для участка цепи:

Е – напряженность. - разность потенциалов.

8.

R Сопротивление внешней цепи измеряется в Омах

r внутреннее сопротивление источника тока также измеряется в Омах

I Сила тока в цепи. Измеряется в Амперах

E Электродвижущая сила источника тока измеряется в Вольтах

9. В интегральной форме этот закон имеет вид:

где dQ — количество теплоты, выделяемое за промежуток времени dt, I — сила тока, R — сопротивление, Q — полное количество теплоты, выделенное за промежуток времени от t1 до t2. В случае постоянных силы тока и сопротивления:

Магнитное поле

1. Магни́тная инду́кция B — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой F магнитное поле действует на заряд q, движущийся со скоростью v.

Магнитная индукция – векторная физическая величина, численно равная силе, с которой магнитное поле действует на единицу длины прямолинейного проводника с током, равным единице силы тока, расположенном перпендикулярно направлению поля.

За единицу магнитной индукции в системе СИ принята тесла (Т), равная индукции однородного магнитного поля, действующего с силой 1 Н на каждый метр длины прямолинейного проводника с током 1 А, если проводник расположен перпендикулярно направлению поля.

Размерность единицы магнитной индукции

[Т] = [Н]/[А]·[м] = кг · с-2 · А-1.

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, равная

F = I·L·B·sinα

I - сила тока в проводнике;

B - модуль вектора индукции магнитного поля;

L - длина проводника, находящегося в магнитном поле;

α - угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.

Вращающий магнитный момент — физическая величина численно равная векторному произведению вектора магнитного момента m на вектор магнитной индукции B: .

2. Магнитный момент контура с током: Векторную величину называют магнитным моментом контура, который в СИ измеряется в А×м2.

где I — сила тока в контуре, S — площадь контура, n — единичный вектор нормали к плоскости контура.

3. Закон Био Савара Лапласа определяет величину модуля вектора магнитной индукции в точке выбранной произвольно находящейся в магнитном поле. Поле при этом создано постоянным током на некотором участке.

Формулировка закона Био Савара Лапласа имеет вид: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.

Возьмём элементарный участок проводника с током dl, он будет создавать в некоторой точке индукцию магнитного поля dB. dl это элементарный вектор направление, которого совпадает с направлением тока в контуре. r радиус вектор, направленный от dl к точке наблюдения. А вектор dB направлен перпендикулярно элементарному участку проводника dl и одновременно перпендикулярно радиус вектору r.

 

То есть, проще говоря, элементарный вектор индукции dB направлен перпендикулярно плоскости образованной вектором dl и r. А его направление совпадает с направлением касательной к магнитной индукции. Определить это направление можно с помощью правила правого винта. Применяется оно таким образом.

4. Приведите формулировку и математическую запись в интегральной форме закона полного тока (теорема о циркуляции) для магнитного поля в вакууме:

Индукция магнитного поля, создаваемая системой токов, равна сумме индукции полей каждого тока в отдельности при отсутствии всех других:

Интегральная формулировка закона полного тока:

5. Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) измеряется в веберах (Вб)

6. Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) равен числу линий магнитной индукции, проходящих сквозь данную поверхность.

Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) сквозь произвольную замкнутую поверхность равен нулю:

Это теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля.

Она свидетельствует о том, что в природе не существует магнитных зарядов – физических объектов, на которых бы начинались или заканчивались линии магнитной индукции.

7. Закон Ампера для силы взаимодействия двух параллельных проводников:

По правилу буравчика, направлена в сторону первого проводника (аналогично и для , а значит, проводники притягиваются).

Модуль данной силы (r — расстояние между проводниками):

8. Закон Ампера для элемента проводника с током в магнитном поле в векторной форме.

Сила, с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока I в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию :

9. Сила Лоренца: сила, с которой электромагнитное поле согласно классической (неквантовой) электродинамике действует на точечную заряженную частицу.

q - величина движущегося заряда;

V - модуль его скорости;

B - модуль вектора индукции магнитного поля;

α - угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

10. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником:

11. Полная работа по перемещению контура в магнитном поле равна алгебраической сумме работ, совершаемых при перемещении каждой из четырех сторон контура:

где , равны нулю, т.к. эти стороны не пересекают магнитного потока, при своём перемещение (очерчивают нулевую площадку).

Тогда общая работа по перемещению контура: – это изменение магнитного потока, сцепленного с контуром.

12. Индукция магнитного поля в центре кругового витка с током и радиусом

13. Индукция магнитного поля создаваемого прямым бесконечным проводником с током:

14. Вектор намагниченности:

- это магнитный момент единицы объема вещества

- физически бесконечно малый объем в окрестности точки М

15.

B - магнитная индукция

μ0 - магнитная постоянная

μ - относительная магнитная проницаемость

H - напряжённость магнитного поля

16. Формула связывающая векторы намагниченности и напряженности магнитного поля:

17. Приведите формулировку и математическую запись в интегральной форме закона полного тока (теорема о циркуляции) для магнитного поля в вакууме:

Индукция магнитного поля, создаваемая системой токов, равна сумме индукции полей каждого тока в отдельности при отсутствии всех других:

Интегральная формулировка закона полного тока:

18. Типы магнетиков:

1) парамагнетики – вещества, которые слабо намагничиваются в магнитном поле, причем результирующее поле в парамагнетиках сильнее, чем в вакууме, магнитная проницаемость парамагнетиков m > 1; Такими свойствами обладают алюминий, платина, кислород и др.;

2) диамагнетики – вещества, которые слабо намагничиваются против поля, то есть поле в диамагнетиках слабее, чем в вакууме, магнитная проницаемость m < 1. К диамагнетикам относятся медь, серебро, висмут и др.;

3) ферромагнетики – вещества, способные сильно намагничиваться в магнитном поле. Это железо, кобальт, никель и некоторые сплавы.

19. Спин электрона –

20. Закон преломления линий магнитной индукции:






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных