Selles teemas vaatleme väga erilist ebakorrapärase liikumise tüüpi. Lähtudes vastandusest ühtlasele liikumisele, on ebaühtlane liikumine liikumine ebavõrdse kiirusega mööda mis tahes trajektoori. Mis on ühtlaselt kiirendatud liikumise eripära? See on ebaühtlane liikumine, kuid mis "võrdselt kiirendatud". Me seostame kiirenduse suureneva kiirusega. Meenutagem sõna "võrdne", saame võrdse kiiruse tõusu. Kuidas me mõistame "kiiruse võrdset kasvu", kuidas saame hinnata, kas kiirus kasvab võrdselt või mitte? Selleks peame salvestama aja ja hindama kiirust sama ajavahemiku jooksul. Näiteks auto hakkab liikuma, esimese kahe sekundiga arendab see kiirust kuni 10 m/s, järgmise kahe sekundiga jõuab 20 m/s ja veel kahe sekundi pärast liigub juba kiirusega 30 m/s. Iga kahe sekundi järel suureneb kiirus ja iga kord 10 m/s. See on ühtlaselt kiirendatud liikumine.

Füüsikalist suurust, mis iseloomustab seda, kui palju kiirus iga kord suureneb, nimetatakse kiirenduseks.

Kas jalgratturi liikumist saab lugeda ühtlaselt kiirendatuks, kui pärast peatumist on tema kiirus esimesel minutil 7 km/h, teisel - 9 km/h, kolmandal - 12 km/h? See on keelatud! Jalgrattur kiirendab, kuid mitte võrdselt, esmalt kiirendas ta 7 km/h (7-0), seejärel 2 km/h (9-7), seejärel 3 km/h (12-9).

Tavaliselt nimetatakse kiiruse suurenemisega liikumist kiirendatud liikumiseks. Liikumine väheneva kiirusega on aeglane liikumine. Kuid füüsikud nimetavad igasugust muutuva kiirusega liikumist kiirendatud liikumiseks. Kas auto hakkab liikuma (kiirus kasvab!) või pidurdab (kiirus väheneb!), igal juhul liigub see kiirendusega.

Ühtlaselt kiirendatud liikumine- see on keha liikumine, milles selle kiirus mis tahes võrdsete ajavahemike jooksul muudatusi(võib suureneda või väheneda) sama

Keha kiirendus

Kiirendus iseloomustab kiiruse muutumise kiirust. See on arv, mille võrra kiirus muutub iga sekundi järel. Kui keha kiirendus on suur, tähendab see, et keha saab kiiresti kiirust juurde (kiirendamisel) või kaotab selle kiiresti (pidurdamisel). Kiirendus on füüsikaline vektorsuurus, mis on arvuliselt võrdne kiiruse muutuse ja ajaperioodi suhtega, mille jooksul see muutus toimus.

Määrame järgmises ülesandes kiirenduse. Algsel ajahetkel oli laeva kiirus 3 m/s, esimese sekundi lõpus muutus laeva kiirus 5 m/s, teise lõpus - 7 m/s, kl. kolmanda lõpp 9 m/s jne. Ilmselgelt,. Aga kuidas me otsustasime? Vaatame kiiruse erinevust ühe sekundi jooksul. Esimesel sekundil 5-3=2, teisel teisel 7-5=2, kolmandal 9-7=2. Aga mis siis, kui kiirusi ei anta iga sekundi kohta? Selline probleem: laeva algkiirus on 3 m/s, teise sekundi lõpus - 7 m/s, neljanda lõpus 11 m/s Sel juhul on vaja 11-7 = 4, siis 4/2 = 2. Jagame kiiruse erinevuse ajaintervalliga.

Seda valemit kasutatakse probleemide lahendamisel kõige sagedamini muudetud kujul:

Valemit ei kirjutata vektorkujul, seega kirjutame keha kiirendades märgi “+” ja aeglustades märgi “-”.

Kiirenduse vektori suund

Kiirendusvektori suund on näidatud joonistel

Sellel joonisel liigub auto positiivses suunas mööda Ox-telge, kiirusvektor langeb alati kokku liikumissuunaga (suunatud paremale). Kui kiirendusvektor langeb kokku kiiruse suunaga, tähendab see, et auto kiirendab. Kiirendus on positiivne.

Kiirenduse ajal langeb kiirenduse suund kokku kiiruse suunaga. Kiirendus on positiivne.

Sellel pildil liigub auto positiivses suunas mööda Ox telge, kiirusvektor ühtib liikumissuunaga (suunatud paremale), kiirendus EI lange kokku kiiruse suunaga, see tähendab, et auto pidurdab. Kiirendus on negatiivne.

Pidurdamisel on kiirenduse suund vastupidine kiiruse suunale. Kiirendus on negatiivne.

Mõelgem välja, miks on kiirendus pidurdamisel negatiivne. Näiteks esimesel sekundil aeglustas laev kiirust 9 m/s-lt 7 m/s-ni, teisel sekundil 5 m/s-ni, kolmandal 3 m/s-ni. Kiirus muutub "-2m/s". 3-5=-2; 5-7=-2; 7-9=-2m/s. Siit pärineb negatiivne kiirenduse väärtus.

Probleemide lahendamisel kui keha aeglustab, asendatakse kiirendus valemitesse miinusmärgiga!!!

Liikumine ühtlaselt kiirendatud liikumise ajal

Täiendav valem nimega ajatu

Valem koordinaatides

Keskmise kiirusega side

Ühtlaselt kiirendatud liikumise korral saab keskmise kiiruse arvutada alg- ja lõppkiiruse aritmeetilise keskmisena

Sellest reeglist tuleneb valem, mida on väga mugav kasutada paljude probleemide lahendamisel

Teede suhe

Kui keha liigub ühtlaselt kiirendatult, algkiirus on null, siis järjestikuste võrdsete ajavahemike järel läbitud teed seostatakse paaritute arvude järjestikuse jadana.

Peaasi, mida meeles pidada

1) Mis on ühtlaselt kiirendatud liikumine;
2) Mis iseloomustab kiirendust;
3) Kiirendus on vektor. Kui keha kiirendab, on kiirendus positiivne, kui aeglustub, on kiirendus negatiivne;
3) kiirendusvektori suund;
4) Valemid, mõõtühikud SI-s

Harjutused

Kaks rongi liiguvad üksteise poole: üks liigub kiirendatud kiirusega põhja poole, teine ​​aeglaselt lõuna poole. Kuidas on suunatud rongide kiirendused?

Samamoodi põhja poole. Sest esimese rongi kiirendus langeb liikumise suunas kokku ja teise rongi kiirendus on liikumisele vastupidine (aeglustab).

Ühtlaselt kiirendatud liikumine on liikumine kiirendusega, mille vektor suurus ja suund ei muutu. Sellise liikumise näited: jalgratas veereb mäest alla; horisontaaltasapinna suhtes viltu visatud kivi.

Vaatleme viimast juhtumit üksikasjalikumalt. Igas trajektoori punktis mõjutab kivi gravitatsioonikiirendus g →, mille suurus ei muutu ja on alati suunatud ühes suunas.

Horisontaaltasandi suhtes nurga all paisatud keha liikumist saab kujutada vertikaal- ja horisontaaltelje suhtes tehtud liikumiste summana.

Piki X-telge on liikumine ühtlane ja sirgjooneline ning piki Y-telge ühtlaselt kiirenev ja sirgjooneline. Vaatleme kiirus- ja kiirendusvektorite projektsioone teljel.

Kiiruse valem ühtlaselt kiirendatud liikumisel:

Siin v 0 on keha algkiirus, a = c o n s t on kiirendus.

Näitame graafikul, et ühtlaselt kiirendatud liikumise korral on sõltuvus v (t) sirge kujuga.

Kiirenduse saab määrata kiirusgraafiku kalde järgi. Ülaltoodud joonisel on kiirendusmoodul võrdne kolmnurga ABC külgede suhtega.

a = v - v 0 t = B C A C

Mida suurem on nurk β, seda suurem on graafiku kalle (järsakus) ajatelje suhtes. Vastavalt sellele, mida suurem on keha kiirendus.

Esimese graafiku jaoks: v 0 = - 2 m s; a = 0,5 m s 2.

Teise graafiku jaoks: v 0 = 3 m s; a = -1 3 m s 2 .

Selle graafiku abil saate arvutada ka keha nihke aja t jooksul. Kuidas seda teha?

Toome graafikul esile väikese ajaperioodi ∆ t. Eeldame, et see on nii väike, et liikumist aja ∆t jooksul võib pidada ühtlaseks liikumiseks kiirusega, mis on võrdne keha kiirusega intervalli ∆t keskel. Siis on nihe ∆ s aja jooksul ∆ t võrdne ∆ s = v ∆ t.

Jagame kogu aja t lõpmata väikesteks intervallideks ∆ t. Nihe s aja t jooksul on võrdne trapetsi O D E F pindalaga.

s = O D + E F 2 O F = v 0 + v 2 t = 2 v 0 + (v - v 0) 2 t.

Teame, et v - v 0 = a t, seega on keha liigutamise lõplik valem järgmine:

s = v 0 t + a t 2 2

Keha koordinaadi leidmiseks antud ajahetkel tuleb keha algkoordinaadile lisada nihe. Koordinaatide muutumine ühtlaselt kiirendatud liikumisel väljendab ühtlaselt kiirendatud liikumise seadust.

Ühtlaselt kiirendatud liikumise seadus

Ühtlaselt kiirendatud liikumise seadus

y = y 0 + v 0 t + a t 2 2 .

Teine levinud probleem, mis tekib ühtlaselt kiirendatud liikumise analüüsimisel, on alg- ja lõppkiiruse ning kiirenduse etteantud väärtuste nihke leidmine.

Kõrvaldades t ülaltoodud võrranditest ja lahendades need, saame:

s = v 2 - v 0 2 2 a.

Kasutades teadaolevat algkiirust, kiirendust ja nihet, saab leida keha lõppkiiruse:

v = v 0 2 + 2 a s .

Kui v 0 = 0 s = v 2 2 a ja v = 2 a s

Tähtis!

Avaldistes sisalduvad suurused v, v 0, a, y 0, s on algebralised suurused. Sõltuvalt liikumise iseloomust ja koordinaattelgede suunast konkreetse ülesande tingimustes võivad need omandada nii positiivseid kui ka negatiivseid väärtusi.

Kui märkate tekstis viga, tõstke see esile ja vajutage Ctrl+Enter

See on liikumine, mille käigus keha kiirus muutub võrdselt mis tahes võrdsete ajavahemike jooksul, s.t. kiirendus on konstantne.

Sellise liikumise näideteks on kehade vaba langemine Maa pinna lähedal ja liikumine konstantse jõu mõjul.

Ühtlaselt kiirendatud lineaarse liikumise korral muutub keha koordinaat aja jooksul vastavalt liikumisseadusele:

Kus x 0 – materiaalse punkti algkoordinaat, 0 x– algkiiruse projektsioon ja a x– punkti kiirenduse projektsioon 0-teljele X.

Materjali punkti kiiruse projekteerimine teljele 0 X sel juhul muutub see vastavalt järgmisele seadusele:

Sel juhul võivad kiiruse ja kiirenduse projektsioonid võtta erinevaid tähendusi, sealhulgas negatiivsed.

Sõltuvusgraafikud x (t) Ja x(t) kujutavad vastavalt sirget ja parabooli ning sarnaselt algebraga saab kasutada ka sirge ja parabooli võrrandite koefitsiente, et hinnata funktsiooni graafiku asukohta koordinaatide telgede suhtes.

Joonisel 6 on toodud graafikud x(t),x (t),s(t) millal x 0 > 0, 0 x > 0,a x < 0. Соответственно прямая(t) on negatiivse kaldega (tg  =a x < 0).

3. Pöörlemisliikumine ja selle kinemaatilised parameetrid. Nurk- ja lineaarkiiruse vaheline seos.

Ühtlane liikumine ümber ringi toimub konstantsel absoluutkiirusel, st = const (joon. 7). Kuid kiiruse suund sellisel liikumisel muutub pidevalt, seetõttu on keha ühtlane liikumine ringis liikumine kiirendusega.

Keha ühtlase liikumise kirjeldamiseks ringis võetakse kasutusele järgmised füüsikalised suurused: periood,tsirkulatsiooni sagedus,lineaarne kiirus,nurkkiirus Ja tsentripetaalne kiirendus.

Ringluse perioodT– ühe täispöörde sooritamiseks kuluv aeg.

Sagedus on keha poolt 1 sekundi jooksul tehtud pöörete arv. Ringluse sageduse SI ühik on c –1.

Revolutsiooni sagedus ja periood on omavahel seotud.

Kui punkt liigub ümber ringi, muudab kiirusvektor pidevalt oma suunda (joonis 8).

Keha ühtlasel liikumisel ringjoonel on teelõik  s, teatud aja jooksul reisinud t, on ringikaare pikkus. Suhe on ajas pidev ja seda nimetatakse lineaarne kiirusmoodul. Ringlusperioodiga võrdseks ajaks T, punkt läbib vahemaa, mis on võrdne ringi ümbermõõduga 2 R, Sellepärast

Pöörlemiskiirus tahked ained Tavapäraselt iseloomustatakse füüsikalist suurust, mida nimetatakse nurkkiiruseks , mille moodul võrdub keha pöördenurga  suhtega ajaperioodi, mille jooksul see pöörlemine on lõppenud (joonis 8):

Nurkkiiruse SI ühik on c –1.

Kuna jäiga keha orientatsioon on kõigis üksteise suhtes translatsiooniliselt liikuvates võrdlussüsteemides sama, on jäiga keha pöörlemise nurkkiirus kõigis üksteise suhtes translatsiooniliselt liikuvates võrdlussüsteemides sama.

Jäiga keha ühtlasel pöörlemisel ümber teatud telje liigub selle keha mis tahes punkt raadiusega ringis ümber sama telje R lineaarse kiirusega, mis on võrdne

Kui punkti algkoordinaadid on võrdsed ( R; 0), siis muutuvad selle koordinaadid vastavalt seadusele x(t) =R cos t Ja y(t) =R patt t.

Nimetatakse mehaanika osa, milles liikumist uuritakse, arvestamata põhjuseid, mis seda või teist liikumise iseloomu põhjustavad kinemaatika.
Mehaaniline liikumine nimetatakse keha asendi muutuseks teiste kehade suhtes
Võrdlussüsteem nimetatakse võrdluskehaks, sellega seotud koordinaatsüsteemiks ja kellaks.
Viitekogu nimeta keha, mille suhtes teiste kehade asukohta peetakse.
Materiaalne punkt on keha, mille mõõtmed võib selles ülesandes tähelepanuta jätta.
Trajektoor nimetatakse mentaalseks jooneks, mida materiaalne punkt oma liikumise ajal kirjeldab.

Trajektoori kuju järgi jaguneb liikumine järgmisteks osadeks:
A) sirgjooneline- trajektoor on sirge lõik;
b) kõverjooneline- trajektoor on kõvera segment.

Tee on trajektoori pikkus, mida materiaalne punkt teatud aja jooksul kirjeldab. See on skalaarne suurus.
Liikumine on vektor, mis ühendab materiaalse punkti algpositsiooni selle lõppasendiga (vt joonist).

Väga oluline on mõista, mille poolest tee erineb liikumisest. Kõige peamine erinevus on see, et liikumine on vektor, mille algus on lähtepunktis ja lõpp sihtpunktis (pole üldse oluline, mis marsruudil see liikumine läks). Ja tee on vastupidi skalaarsuurus, mis peegeldab läbitud trajektoori pikkust.

Ühtlane lineaarne liikumine nimetatakse liikumiseks, mille käigus materiaalne punkt teeb samu liigutusi mis tahes võrdse aja jooksul
Ühtlase lineaarse liikumise kiirus nimetatakse liikumise suhteks selle liikumise toimumise ajaga:

Ebaühtlase liikumise jaoks kasutavad nad seda kontseptsiooni keskmine kiirus. Keskmist kiirust kasutatakse sageli skalaarse suurusena. See on sellise ühtlase liikumise kiirus, mille korral keha läbib sama rada sama aja jooksul kui ebaühtlase liikumise korral:

Vahetu kiirus kutsuda keha kiirust trajektoori antud punktis või antud ajahetkel.
Ühtlaselt kiirendatud lineaarne liikumine- see on sirgjooneline liikumine, mille korral hetkekiirus mis tahes võrdse aja jooksul muutub sama palju

Kiirendus on keha hetkekiiruse muutuse ja selle muutuse toimumise aja suhe:

Keha koordinaatide sõltuvus ajast ühtlase sirgjoonelise liikumise korral on järgmine: x = x 0 + V x t, kus x 0 on keha algkoordinaat, V x on liikumiskiirus.
Vabalangus nimetatakse ühtlaselt kiirendatud liikumiseks pideva kiirendusega g = 9,8 m/s 2, mis ei sõltu langeva keha massist. See tekib ainult gravitatsiooni mõjul.

Vaba langemise kiirus arvutatakse järgmise valemi abil:

Vertikaalne liikumine arvutatakse järgmise valemi abil:

Üks materiaalse punkti liikumise tüüp on liikumine ringis. Sellise liikumise korral suunatakse keha kiirus mööda puutujat, mis on tõmmatud ringile keha asukohapunktis (lineaarkiirus). Saate kirjeldada keha asukohta ringil, kasutades ringi keskpunktist kehani tõmmatud raadiust. Keha nihkumist ringis liikumisel kirjeldatakse ringi keskpunkti kehaga ühendava ringi raadiuse pööramisega. Raadiuse pöördenurga ja ajaperioodi suhe, mille jooksul see pöörlemine toimus, iseloomustab keha liikumiskiirust ringis ja seda nimetatakse nurkkiirus ω:

Nurkkiirus on seotud lineaarne kiirus suhe

kus r on ringi raadius.
Aega, mis kulub kehal täieliku revolutsiooni sooritamiseks, nimetatakse ringlusperiood. Perioodi pöördväärtus on tsirkulatsiooni sagedus - ν

Kuna ühtlasel ringil liikumisel ei muutu kiirusmoodul, vaid muutub kiiruse suund, siis sellise liikumisega kaasneb kiirendus. Teda kutsutakse tsentripetaalne kiirendus, see on suunatud radiaalselt ringi keskpunkti poole:

Dünaamika põhimõisted ja seadused

Mehaanika osa, mis uurib kehade kiirenemise põhjuseid, nimetatakse dünaamika

Newtoni esimene seadus:
On referentssüsteeme, mille suhtes keha hoiab oma kiirust konstantsena või on puhkeolekus, kui teised kehad sellele ei mõju või teiste kehade tegevust kompenseeritakse.
Keha omadust säilitada puhkeseisundit või ühtlast lineaarset liikumist koos sellele mõjuvate tasakaalustatud välisjõududega nimetatakse inerts. Keha kiiruse säilitamist tasakaalustatud välisjõudude mõjul nimetatakse inertsiks. Inertsiaalsed referentssüsteemid on süsteemid, milles Newtoni esimene seadus on täidetud.

Galileo relatiivsuspõhimõte:
kõigis inertsiaalsetes referentssüsteemides samaaegselt esialgsed tingimused kõik mehaanilised nähtused kulgevad ühtemoodi, s.t. alluvad samadele seadustele
Kaal on keha inertsi mõõt
Jõud on kehade vastasmõju kvantitatiivne mõõt.

Newtoni teine ​​seadus:
Kehale mõjuv jõud võrdub keha massi ja selle jõu poolt tekitatava kiirenduse korrutisega:
$F↖(→) = m⋅a↖(→)$

Jõudude liitmine seisneb mitme jõu resultandi leidmises, mis annab sama efekti kui mitmel samaaegselt mõjuval jõul.

Newtoni kolmas seadus:
Jõud, millega kaks keha teineteisele mõjuvad, paiknevad samal sirgel, suuruselt võrdsed ja vastassuunalised:
$F_1↖(→) = -F_2↖(→) $

Newtoni III seadus rõhutab, et kehade mõju üksteisele on oma olemuselt vastastikmõju. Kui keha A mõjub kehale B, siis keha B mõjub kehale A (vt joonist).

Või lühidalt öeldes on toimejõud võrdne reaktsioonijõuga. Tihti kerkib küsimus: miks tõmbab hobune kelku, kui need kehad toimivad võrdsete jõududega? See on võimalik ainult suhtlemisel kolmanda kehaga - Maaga. Jõud, millega kabjad maasse suruvad, peab olema suurem kui kelgu hõõrdejõud maapinnale. Muidu kabjad libisevad ja hobune ei liigu.
Kui keha deformeerub, tekivad jõud, mis seda deformatsiooni takistavad. Selliseid jõude nimetatakse elastsed jõud.

Hooke'i seadus vormis kirjutatud

kus k on vedru jäikus, x on keha deformatsioon. Märk “−” näitab, et jõud ja deformatsioon on suunatud eri suundades.

Kui kehad liiguvad üksteise suhtes, tekivad jõud, mis takistavad liikumist. Neid jõude nimetatakse hõõrdejõud. Eristatakse staatilist hõõrdumist ja libisevat hõõrdumist. Libisemishõõrdejõud arvutatakse valemiga

kus N on toetusreaktsiooni jõud, µ on hõõrdetegur.
See jõud ei sõltu hõõrdkehade pindalast. Hõõrdetegur sõltub materjalist, millest korpused on valmistatud, ja nende pinnatöötluse kvaliteedist.

Staatiline hõõrdumine tekib siis, kui kehad üksteise suhtes ei liigu. Staatiline hõõrdejõud võib varieeruda nullist kuni teatud maksimumväärtuseni

Gravitatsioonijõudude toimel on jõud, millega kaks keha tõmbuvad teineteise poole.

Seadus universaalne gravitatsioon:
mis tahes kaks keha tõmbuvad teineteise poole jõuga, mis on otseselt võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.

Siin R on kehade vaheline kaugus. Universaalse gravitatsiooni seadus sellisel kujul kehtib kas materiaalsete punktide või sfääriliste kehade kohta.

Kehakaal nimetatakse jõuks, millega keha surub horisontaalsele toele või venitab vedrustust.

Gravitatsioon- see on jõud, millega kõik kehad Maa poole tõmbavad:

Statsionaarse toe korral on keha kaal võrdne gravitatsioonijõuga:

Kui keha liigub kiirendusega vertikaalselt, muutub selle kaal.
Kui keha liigub kiirendusega ülespoole, siis selle kaal

On näha, et keha kaal on suurem kui puhkeasendi kehakaal.

Kui keha liigub allapoole kiirendusega, siis selle kaal

Sel juhul on keha kaal väiksem kui puhkeolekus.

Kaalutus on keha liikumine, mille puhul tema kiirendus on võrdne gravitatsioonikiirendusega, s.o. a = g. See on võimalik, kui kehale mõjub ainult üks jõud – gravitatsioon.
Kunstlik Maa satelliit- see on keha, mille kiirus V1 on piisav, et liikuda ümber Maa
Maa satelliidile mõjub ainult üks jõud – Maa keskpunkti poole suunatud gravitatsioonijõud
Esimene põgenemiskiirus– see on kiirus, mis tuleb kehale anda, et see ringorbiidil ümber planeedi tiirleks.

kus R on kaugus planeedi keskpunktist satelliidini.
Maa jaoks on selle pinna lähedal esimene põgenemiskiirus võrdne

1.3. Staatika ja hüdrostaatika põhimõisted ja seadused

Keha (materiaalne punkt) on tasakaaluseisundis, kui sellele mõjuvate jõudude vektorsumma on võrdne nulliga. Tasakaalu on 3 tüüpi: stabiilne, ebastabiilne ja ükskõikne. Kui keha tasakaaluasendist eemaldamisel tekivad jõud, mis kipuvad selle keha tagasi tooma, stabiilne tasakaal. Kui tekivad jõud, mis kipuvad keha tasakaaluasendist kaugemale nihutama, siis see ebastabiilne asend; kui jõude ei teki - ükskõikne(vt joonis 3).


Kui me ei räägi materiaalsest punktist, vaid kehast, millel võib olla pöörlemistelg, siis tasakaaluasendi saavutamiseks on see lisaks kehale mõjuvate jõudude summa võrdsusele nulliga. vajalik, et kõigi kehale mõjuvate jõudude momentide algebraline summa oleks võrdne nulliga.

Siin d on jõuõlg. Jõu õlg d on kaugus pöörlemisteljelt jõu toimejooneni.

Kangi tasakaaluseisund:
kõigi keha pöörlevate jõudude momentide algebraline summa on võrdne nulliga.
Surve on füüsikaline suurus, mis võrdub selle jõuga risti olevale platvormile mõjuva jõu ja platvormi pindala suhtega:

Kehtib vedelike ja gaaside jaoks Pascali seadus:
rõhk levib muutusteta igas suunas.
Kui vedelik või gaas on gravitatsiooniväljas, siis iga ülaltoodud kiht surub all olevatele kihtidele ja kui vedelik või gaas on sisse sukeldatud, siis rõhk suureneb. Vedelike jaoks

kus ρ on vedeliku tihedus, h on vedelikku tungimise sügavus.

Homogeenne vedelik suhtlevates anumates luuakse samal tasemel. Kui vedelik valatakse suhtlevate anumate küünarnukkidesse erineva tihedusega, siis paigaldatakse madalamale kõrgusele suurema tihedusega vedelik. Sel juhul

Vedelike sammaste kõrgused on pöördvõrdelised tihedustega:

Hüdrauliline press on õli või muu vedelikuga täidetud anum, millesse on lõigatud kaks auku, mis on suletud kolbidega. Kolbidel on erinevad alad. Kui ühele kolvile rakendatakse teatud jõud, siis teisele kolvile rakendatav jõud osutub erinevaks.
Seega on hüdrauliline press muundatud jõu suuruseks. Kuna rõhk kolbide all peab olema sama, siis

Siis A1 = A2.
Vedelikku või gaasi sukeldatud kehale mõjub selle vedeliku või gaasi küljelt ülespoole suunatud üleslükkejõud, mida nn. Archimedese jõul
Üleslükkejõu suuruse määrab Archimedese seadus: vedelikku või gaasi sukeldatud kehale mõjub vertikaalselt ülespoole suunatud üleslükkejõud, mis on võrdne keha poolt väljatõrjutud vedeliku või gaasi massiga:

kus ρ vedelik on selle vedeliku tihedus, millesse keha on sukeldatud; V sukeldumine on vee all oleva kehaosa maht.

Kere ujuv seisund- keha hõljub vedelikus või gaasis, kui kehale mõjuv üleslükkejõud on võrdne kehale mõjuva gravitatsioonijõuga.

1.4. Looduskaitseseadused

Keha impulss on füüsikaline suurus, mis võrdub keha massi ja kiiruse korrutisega:

Momentum on vektorsuurus. [p] = kg m/s. Koos kehaimpulssiga kasutavad nad sageli jõu impulss. See on jõu ja selle toime kestuse korrutis
Keha impulsi muutus on võrdne sellele kehale mõjuva jõu impulsiga. Isoleeritud kehade süsteemi jaoks (süsteem, mille kehad suhtlevad ainult üksteisega) impulsi jäävuse seadus: isoleeritud süsteemi kehade impulsside summa enne vastastikmõju võrdub samade kehade impulsside summaga pärast vastastikmõju.
Mehaaniline töö nimetatakse füüsikaliseks suuruseks, mis on võrdne kehale mõjuva jõu, keha nihke ja jõu suuna ja nihke vahelise nurga koosinuse korrutisega:

Võimsus on ajaühikus tehtud töö:

Keha töövõimet iseloomustab suurus nn energiat. Mehaaniline energia jaguneb kineetiline ja potentsiaalne. Kui keha saab oma liikumise tõttu tööd teha, öeldakse, et see on seda teinud kineetiline energia. Materiaalse punkti translatsioonilise liikumise kineetiline energia arvutatakse valemiga

Kui keha saab teha tööd, muutes oma asendit teiste kehade suhtes või muutes kehaosade asendit, on ta seda teinud potentsiaalne energia. Potentsiaalse energia näide: maapinnast kõrgemale tõstetud keha, mille energia arvutatakse valemi abil

kus h on tõstekõrgus

Kokkusurutud vedru energia:

kus k on vedru jäikuse koefitsient, x on vedru absoluutne deformatsioon.

Potentsiaalse ja kineetilise energia summa on mehaaniline energia. Mehaanika isoleeritud kehade süsteemi jaoks mehaanilise energia jäävuse seadus: kui isoleeritud süsteemi kehade vahel ei ole hõõrdejõude (või muid jõude, mis põhjustavad energia hajumist), siis selle süsteemi kehade mehaaniliste energiate summa ei muutu (mehaanika energia jäävuse seadus) . Kui isoleeritud süsteemi kehade vahel on hõõrdejõud, siis vastastikmõju käigus muutub osa kehade mehaanilisest energiast siseenergiaks.

1.5. Mehaanilised vibratsioonid ja lained

Võnkumised nimetatakse liigutusi, millel on aja jooksul erinev korratavus. Võnkumist nimetatakse perioodilisteks, kui võnkeprotsessi käigus muutuvate füüsikaliste suuruste väärtusi korratakse korrapäraste ajavahemike järel.
Harmoonilised vibratsioonid nimetatakse selliseid võnkumisi, mille puhul võnkuv füüsikaline suurus x muutub vastavalt siinuse või koosinuse seadusele, s.t.

Nimetatakse suurust A, mis on võrdne kõikuva füüsikalise suuruse x suurima absoluutväärtusega võnkumiste amplituud. Avaldis α = ωt + ϕ määrab x väärtuse antud ajahetkel ja seda nimetatakse võnkefaasiks. Periood T on aeg, mis kulub võnkuval kehal ühe täieliku võnke sooritamiseks. Perioodiliste võnkumiste sagedus Täielike võnkumiste arvu ajaühiku kohta nimetatakse:

Sagedust mõõdetakse ühikutes s -1. Seda ühikut nimetatakse hertsiks (Hz).

Matemaatiline pendel on materiaalne punkt massiga m, mis ripub kaaluta mittevenitavale niidile ja võngub vertikaaltasandil.
Kui vedru üks ots on fikseeritud liikumatult ja selle teise otsa on kinnitatud keha massiga m, siis keha tasakaaluasendist eemaldamisel venib vedru välja ja keha võnkumised vedrul tekivad. horisontaalne või vertikaalne tasapind. Sellist pendlit nimetatakse vedrupendliks.

Matemaatilise pendli võnkeperiood määratakse valemiga

kus l on pendli pikkus.

Vedrul oleva koormuse võnkumise periood määratakse valemiga

kus k on vedru jäikus, m on koormuse mass.

Vibratsiooni levik elastses keskkonnas.
Söödet nimetatakse elastseks, kui selle osakeste vahel on vastasmõju. Lained on vibratsiooni levimise protsess elastses keskkonnas.
Laine nimetatakse põiki, kui keskkonna osakesed võnguvad laine levimissuunaga risti olevates suundades. Laine nimetatakse pikisuunaline, kui keskkonna osakeste võnked tekivad laine levimise suunas.
Lainepikkus on kaugus kahe samas faasis võnkuva lähima punkti vahel:

kus v on laine levimise kiirus.

Helilained nimetatakse laineteks, milles esinevad võnked sagedustel 20 kuni 20 000 Hz.
Heli kiirus on erinev erinevad keskkonnad. Heli kiirus õhus on 340 m/s.
Ultraheli lained nimetatakse laineteks, mille võnkesagedus ületab 20 000 Hz. Ultrahelilaineid inimkõrv ei taju.

Pilet 1.

küsimus. Mehaanilise liikumise tüübid. Keha kiirus ja kiirendus ühtlaselt kiirendatud lineaarsel liikumisel.

Mehaaniline liikumine - keha asukoha muutumine ruumis teiste kehade suhtes aja jooksul. Rongi liikumine maapinna suhtes, reisija liikumine rongi suhtes jne.

Kiirus- vektorfüüsikaline suurus, mis iseloomustab ruumi materiaalse punkti liikumiskiirust ja selle suunda.

Trajektoor- See on joon, mida mööda keha liigub.

Liikumine on lühim vahemaa algus- ja lõpp-punkti vahel.

Materiaalne punkt on keha, mille mõõtmed võib tähelepanuta jätta.

Tee– see on kehaga kaetud territooriumi pikkus teatud ajavahemikus.

Mehaaniline liikumine on mitut tüüpi:

1) Ühtlane lineaarne liikumine- see on liikumine, mille käigus keha teeb võrdseid liigutusi mis tahes võrdsete ajavahemike järel.

Näide: kui juht sõidab sirgjoonel, säilitades samal ajal püsiva kiiruse.

2) Ebaühtlane lineaarne liikumine - See on muutuva kiirusega liikumine.

Ühtlaselt kiirendatud liikumine - See on liikumine, mille käigus keha kiirus muutub võrdselt mis tahes võrdsete ajavahemike jooksul. (kiirus ja kiirendus on suunatud samas suunas)

Näide: rõdult alla kukkunud lillepott.

Sama aeglane liikumine - See on negatiivse kiirendusega keha liikumine, s.t sellise liikumisega aeglustub keha ühtlaselt. (kiirus ja kiirendus on vastassuunas)

Näide: vertikaalselt üles visatud kivi liikumine.

3) Kurviline liikumine - See on liikumine, mille trajektooriks on kõverjoon.

Näide: planeetide liikumine, kella osuti ots sihverplaadil.

Ühtlaselt kiirendatud lineaarse liikumise korral keha kiirus aja jooksul suureneb.

Keha kiirendus ühtlaselt kiirendatud liikumisel on vektorfüüsikaline suurus, mis võrdub keha kiiruse muutuse ja ajaperioodi suhtega, mille jooksul see muutus toimus.

Kiirus- ja kiirendusvektorid on suunatud samas suunas.

küsimus. Erinevate ulatustega elektromagnetkiirgus. Nende kiirguste omadused ja rakendused.

Elektromagnetiline kiirgus on omavahel ühendatud ega saa eksisteerida üksteiseta elektri- ja magnetväljad. Neil on laine- ja kvantomadused.

Raadiolained.

Sagedus: 3 kHz kuni 300 GHz.

Saadakse võnkeahela ja makroskoopiliste vibraatorite abil.

Omadused: erineva sagedusega ja erineva lainepikkusega raadiolained neelduvad ja peegelduvad meedias erinevalt ning neil on difraktsiooni- ja interferentsiomadused.

Kasutusala: raadioside, televisioon, radar.

Infrapunakiirgus (termiline).

Sagedus: 1,5 THz - 405 THz.

Lainepikkus:

· lühike: 0,74-2,5 mikronit;

keskmine: 2,5-50 mikronit;

· pikk: 50-2000 mikronit.

Väljastavad aine aatomid ja molekulid. Infrapunakiirgust kiirgavad kõik kehad mis tahes temperatuuril. Inimene kiirgab elektromagnetlaineid lainepikkusega λ= l.9*10-6 m.

Omadused:

1. Läbib mõningaid läbipaistmatuid kehasid, ka vihma, udu, lume.

2. Toodab keemiline toime fotoplaatidel.

3. Aine imendub, see soojendab seda.

4. Põhjustab germaaniumis sisemise fotoelektrilise efekti.

5. Nähtamatu.

6. On võimeline tekitama interferentsi ja difraktsiooninähtusi.

Salvestatud termiliste, fotoelektriliste ja fotograafiliste meetoditega.

Kasutamine: saate pildistada pimedas olevaid objekte, öövaatlusseadmeid (ööbinoklid) ja udu. Kasutatakse kohtuekspertiisis, füsioteraapias ja tööstuses värvitud toodete, seinte, puidu ja puuviljade kuivatamiseks.

Nähtav kiirgus.

See on osa spektrist päikesekiirgus(punasest lillani).

Sagedus: 4*1014-8*1014Hz

Omadused: Peegeldab, murdub, mõjutab silma, on võimeline dispersiooni, interferentsi, difraktsiooni nähtusteks.

Ultraviolettkiirgus.

Sagedus: 10 13 -10 16 Hz.

Allikad: kvartstoruga gaaslahenduslambid (kvartslambid).

Kiirgavad kõik tahked ained, mille t>1000ºС, samuti helendav elavhõbedaaur.

Omadused: Kõrge keemiline aktiivsus (hõbekloriidi lagunemine, tsinksulfiidi kristallide sära), nähtamatu, kõrge läbitungimisvõimega, tapab mikroorganisme, mitte suured annused mõjub soodsalt inimorganismile (päevitamine), kuid suurtes annustes avaldab negatiivset bioloogilist mõju: muutused rakkude arengus ja ainevahetuses, mõjud silmadele.

Kasutamine: meditsiinis, tööstuses.

röntgenikiirgus.

Väljub elektronide suurel kiirendusel, näiteks nende aeglustamisel metallides. Saadud röntgentoru abil: vaakumtorus olevad elektronid (p = 10-3-10-5 Pa) kiirendatakse kõrgepinge elektrivälja toimel, jõudes anoodini ja kokkupõrkel aeglustuvad järsult. Pidurdamisel liiguvad elektronid kiirendusega ja kiirgavad lühikese pikkusega (100–0,01 nm) elektromagnetlaineid.

Omadused: interferents, röntgendifraktsioon kristallvõrel, suur läbitungimisvõime. Kiiritus suurtes annustes põhjustab kiiritushaigust.

Kasutamine: Meditsiinis (siseorganite haiguste diagnoosimine), tööstuses (erinevate toodete sisestruktuuri kontroll, keevisõmblused).

Gammakiirgus (gammakiired).

Elektromagnetilise kiirguse tüüp, millel on äärmiselt lühike lainepikkus - alla 2,10-10 m - ja sellest tulenevalt väljendunud korpuskulaarsed ja nõrgalt väljendunud laineomadused

Gammakiirgusel on suur läbitungiv jõud, st see suudab läbida suure paksuse aine.

Gammakiirgust kasutatakse tehnoloogias (näiteks vigade tuvastamine), kiirguskeemias (keemiliste transformatsioonide algatamiseks, näiteks polümerisatsiooni käigus), põllumajanduses ja Toidutööstus(mutatsioonid majanduslikult kasulike vormide genereerimiseks, toodete steriliseerimine), meditsiinis (ruumide, esemete steriliseerimine, kiiritusravi) ja jne.

Pilet 2.

küsimus. Newtoni seadused. Nende avaldumine, arvestus ja kasutamine.

Newtoni seadused.

1) On olemas inertsiaalsed tugisüsteemid, mille suhtes keha säilitab talle mõjuvate välisjõudude puudumisel (või nende vastastikuse kompenseerimisega) puhkeoleku või ühtlase sirgjoonelise liikumise.

2) Keha kiirendus on otseselt võrdeline kõigi kehale rakendatavate jõudude resultandiga.

3) Materiaalsed punktid interakteeruvad üksteisega sama laadi jõududega, mis on suunatud piki neid punkte ühendavat sirgjoont, mis on suuruselt võrdsed ja vastupidised.

Kogu klassikaline mehaanika põhineb neil seadustel.
Newtoni seadused on mehaanika põhiseadused. Nendest saab tuletada mehaaniliste süsteemide liikumisvõrrandid. Kõiki mehaanikaseadusi ei saa aga tuletada Newtoni seadustest. Näiteks universaalse gravitatsiooni seadus või Hooke'i seadus ei ole Newtoni kolme seaduse tagajärjed.

Newtoni seadused võimaldavad selgitada planeetide ning nende looduslike ja tehissatelliitide liikumismustreid. Vastasel juhul võimaldavad need ennustada planeetide trajektoore ja arvutada trajektoore kosmoselaevad ja nende koordinaadid igal ajahetkel. Maapealsetes tingimustes võimaldavad need selgitada veevoolu, arvukate ja mitmekesiste sõidukite liikumist (autode, laevade, lennukite, rakettide liikumine). Kõigi nende liikumiste, kehade ja jõudude puhul kehtivad Newtoni seadused.

küsimus. Katsemeetodid ioniseeriva kiirguse registreerimiseks.

Wilsoni kamber.

Laetud osakeste teel moodustuvad ioonidele kondenseerunud üleküllastunud auru jäljed. Pilvekambri abil määratakse energia, kiirus ja laeng. Koosneb klaasplaadist, kolvist ja ventiilist.

Tööpõhimõte: Kambri töömaht täidetakse gaasiga, mis sisaldab küllastunud auru. Kui kolb liigub kiiresti alla, paisub gaas mahus ja jahtub, muutudes üleküllastunuks. Kui osake lendab läbi selle ruumi, luues oma teel ioone, moodustuvad nendele ioonidele kondenseerunud auru tilgad. Kambrisse ilmub uduriba kujul osakeste jälg.

Geigeri loendur. See koosneb katoodist, piki telge venitatud õhukesest niidist ja anoodist.

Tööpõhimõte: pumbatakse kahe elektroodiga suletud anumasse gaasisegu. Elektroodidele rakendatakse kõrgepinge.Väljast saabuvate osakeste ilmumine viib selleni, et vastavas väljas kiirendatud primaarelektronid hakkavad ioniseerima teisi gaasilise keskkonna molekule. Selle tulemusena mõju all elektriväli toimub laviinilaadne uute elektronide ja ioonide teke, mis suurendab järsult elektronioonpilve juhtivust. Geigeri loenduri gaasikeskkonnas tekib tühjenemine.

Geigeri loenduri abil registreeritakse elektronide ja footonite sisenemine torusse.

Mullikamber. Koosneb veeldatud gaasiga täidetud suletud kambrist.

Tööpõhimõte: Töömaht täidetakse peaaegu keemiseni kuumutatud vedela vesinikuga, mis asub all kõrgsurve. Rõhku järsult vähendades viiakse vedelik ülekuumendatud olekusse. Laetud osake moodustab oma teekonnal ioonide ahela, mis viib vedeliku järsu keemiseni. Mööda osakeste trajektoori tekivad aurumullid. Raja foto põhjal eristatakse alfa-, beeta- ja gammaosakesi.

Stsintillatsiooniloendur.

Peamised elemendid on: aine, mis luminestseerub laetud osakeste mõjul (stsintillaator) ja fotokordisti toru (PMT)

Tööpõhimõte: osake põhjustab luminofooris valgussähvatuse, mille tuvastab fotokordisti. Tuvastatakse rasked osakesed.

Pilet 3.

Ideaalne gaas.

Peamised erinevused ideaalse ja reaalse gaasi vahel:

1) Ideaalse gaasi osakesed on väga väikese suurusega sfäärilised kehad, praktiliselt materiaalsed punktid.

2) Osakeste vahel puudub molekulidevaheline interaktsioonijõud.

3) Osakeste kokkupõrge on absoluutselt elastne.

Ideaalset gaasi looduses ei eksisteeri.

Gaasirõhu kvalitatiivne seletus on see, et ideaalsed gaasimolekulid, põrkudes kokku anuma seintega, interakteeruvad nendega mehaanika seaduste kohaselt elastsete kehadena.

Molekulaarkineetilise teooria põhiprintsiipide kasutamise põhjal saadi võrrand, mis võimaldas arvutada gaasi rõhku, kui aine tihedus ja kiirus olid teada.

Molekulaarkineetiline teooria - sajandil tekkinud teooria, mis vaatleb aine, peamiselt gaaside, ehitust vaatenurgast. nägemus kolmest Ligikaudu õiged põhisätted:

· kõik kehad koosnevad osakestest: aatomitest ja molekulidest;

· osakesed on pidevas kaootilises liikumises (termiline);

· osakesed interakteeruvad üksteisega absoluutselt elastsete kokkupõrgete kaudu.

MCT moodustamise algus oli M. V. Lomonosovi teooria.

MCT põhjal on välja töötatud mitmed kaasaegse füüsika harud, eelkõige füüsikaline kineetika ja statistiline mehaanika.

MKT põhivõrrand ühendab termodünaamilise süsteemi makroskoopilised parameetrid (rõhk, maht, temperatuur) mikroskoopilistega (molekulide mass, keskmine kiirus nende liigutused).

Temperatuur - see on molekulide keskmise kineetilise energia mõõt.

Nimetatakse piirtemperatuuri, mille juures ideaalgaasi rõhk teatud mahu juures kaob absoluutne nulltemperatuur. Absoluutse nulli temperatuur: -273̊ C. Mugav on lugeda temperatuuri absoluutsest nullist. Nii konstrueeritakse absoluutne temperatuuriskaala.

Absoluutne temperatuur– absoluutsest nullist mõõdetud temperatuur.

Gaasi molekulide translatsioonilise liikumise keskmine kineetiline energia on võrdeline temperatuuriga. Mida kõrgem on temperatuur, seda kiiremini molekulid liiguvad.

Avogadro seadus: Sisaldab võrdses koguses gaase samal temperatuuril ja rõhul sama number molekulid.

Pilet 4.

Bohri postulaadid.

1 postulaat. Aatomil on erilised statsionaarsed seisundid, kus aatom ei eralda energiat, samas kui elektronid liiguvad aatomis kiirendusega. Iga statsionaarne olek vastab teatud energiale.

2. postulaat. Valgusemissioon tekib siis, kui aatom läheb üle suurema energiaga statsionaarsest olekust madalama energiaga statsionaarsesse olekusse. Emiteeritud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energia erinevusega.

1914. aastal viisid Frank ja Hertz läbi katse, mis kinnitas Bohri teooriat: haruldase gaasi aatomeid pommitati aeglaste elektronidega, millele järgnes elektronide jaotuse uurimine absoluutkiiruse väärtustes enne ja pärast kokkupõrget. Elastse löögi ajal ei tohiks jaotus muutuda, kuna muutub ainult kiirusvektori suund. Tulemused näitasid, et kui elektronide kiirused on teatud kriitilisest väärtusest väiksemad, on kokkupõrked elastsed ning kriitilisel kiirusel muutuvad kokkupõrked mitteelastseks, elektronid kaotavad energiat ja gaasiaatomid lähevad ergastatud olekusse. Kiiruse edasisel suurenemisel muutusid löögid taas elastseks, kuni saavutati uus kriitiline kiirus. Vaadeldud nähtus võimaldas järeldada, et aatom ei pruugi energiat üldse neelata või neelab kogustes, mis on võrdsed statsionaarsete olekute energiaerinevusega.

Pilet 5.

Spektraalanalüüs.

Spektri põhiomadus seisneb selles, et aine joonspektri lainepikkused sõltuvad ainult selle aine aatomite omadustest, kuid on täiesti sõltumatud aatomite luminestsentsi ergastamise meetodist. Mis tahes kemikaali aatomid elemendid annavad spektri, mis ei ole sarnane kõigi teiste elementide spektritega. Sellel see põhineb spektraalanalüüs– kemikaali määramise meetod aine koostis selle spektri järgi. Praeguseks on määratud kõikide aatomite spektrid ja koostatud spektrite tabelid. Kasutades spektraalanalüüs avastati palju uusi elemente: rubiidium, tseesium jne. Saime teada spektraalanalüüsi abil keemiline koostis Päike ja tähed. Heelium avastati esmalt Päikesest ja alles seejärel Maa atmosfäärist. Spektraalanalüüsi kasutatakse ka maakide ja mineraalide keemilise koostise määramiseks.

Pilet 6.

Impulsi jäävuse seadus.

Süsteemi kuuluva keha ja mittekuuluva keha vastasmõjul tekkivaid jõude nimetatakse nn. välised jõud.

Süsteemi kuuluvate kehade vastasmõju tulemusena tekkivaid jõude nimetatakse sisemised jõud.

Kehade süsteemi impulssi saavad muuta ainult välised jõud.

Impulsi jäävuse seadus on sõnastatud järgmiselt: kui välisjõudude summa on null, siis süsteemi impulss säilib.

Impulss säilib ka isoleeritud süsteemis, sest selles süsteemis ei mõju kehadele üldse välised jõud.

Reaktiivmootor.

Under reaktiivmootor mõista keha liikumist, mis tekib siis, kui teatud osa eraldatakse selle suhtes teatud kiirusega. Sel juhul tekib Reaktiivjõud.

Näiteks võite lapse kummipalli täis puhuda ja vabastada. Pall lendab kiiresti. Reaktsioonijõud toimib seni, kuni õhu väljavool jätkub.

Praegu kasutatakse laialdaselt reaktiivmootoreid. Nendega pole varustatud mitte ainult raketid, vaid ka enamik kaasaegseid lennukeid.

Igal reaktiivmootoril peab olema vähemalt kaks komponenti:

· Põlemiskamber – see on koht, kus kütuse keemiline energia vabaneb ja muundatakse gaaside soojusenergiaks.

· Joadüüs – milles gaaside soojusenergia muundatakse nende kineetiliseks energiaks, kui gaasid voolavad düüsist suurel kiirusel välja, tekitades seeläbi joa tõukejõu.

Peamine reaktiivmootorit iseloomustav tehniline parameeter on veojõu- jõud, mida mootor arendab seadme liikumissuunas.

K. E. Tsiolkovski - kosmoselennu teooria rajaja. Teaduslikud tõendid raketi kasutamise võimaluse kohta lendudeks avakosmosesse, Maa atmosfäärist kaugemale ja teistele planeetidele Päikesesüsteem selle andis esimest korda vene teadlane ja leiutaja Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski (1857-1935). Tema 1903. aastal avaldatud teoses “Maailmaruumi uurimine reaktiivinstrumentide abil” tuletati valem, mis määras seose raketi kiiruse, gaasivoolu kiiruse, raketi massi ja kütuse massi vahel. Tsiolkovski põhjendas teoreetiliselt võimalust luua rakett, mis oleks võimeline kiirendama kiiruseni 8 km/s ja lendama avakosmosesse. Ta tegi ettepaneku kasutada sellise raketi kütusena vedelat vesinikku ja oksüdeerijana vedelat hapnikku. Vedelraketi konstruktsioon K. E. Tsiolkovski järgi on toodud joonisel 62. 1929. aastal töötas K. E. Tsiolkovski välja idee luua "kosmoseraketirongid". Teoreetilised tööd K. E. Tsiolkovski oli tehnoloogilisest arengutasemest enam kui poole sajandi võrra ees. Need tööd olid kaasaegse teoreetilise ja praktilise astronautika loomise aluseks.

NSV Liidu edu kosmoseuuringutes. K. E. Tsiolkovski ideid "kosmoserakettrongide" - mitmeastmeliste rakettide - loomise kohta viisid ellu Nõukogude teadlased ja tehnikud silmapaistva nõukogude teadlase, akadeemik Sergei Pavlovitš Korolevi (1907-1966) juhtimisel.

Maailma esimene kunstlik Maa satelliit lasti rakettiga välja Nõukogude Liidus 4. oktoobril 1957. aastal.

12. aprill 1961 kodanik Nõukogude Liit Juri Aleksejevitš Gagarin (1934-1968) tegi kosmoselaevaga Vostok maailma esimese lennu kosmoses.

Nõukogude kosmoseraketid toimetasid Kuu pinnalt Maale pinnaseproove ja viisid läbi pehme maandumine automaatsed planeetidevahelised jaamad Veenuse ja Marsi pinnal ning saatsid pikaajalised orbitaaljaamad madalale Maa orbiidile.

Kosmoselaevade lende astronautidega pardal, automaatsete planeetidevaheliste jaamade ja Maa tehissatelliitidega kasutatakse nii teaduslikud uuringud maalähedases ja planeetidevahelises ruumis ning rahvamajanduse praktiliste probleemide lahendamiseks.

Satelliitide ja automaatsete planeetidevaheliste jaamade abil saab Maa atmosfääri koostis ja struktuur edasi kõrged kõrgused, keemiline koostis ja füüsikalised omadused Veenuse ja Marsi atmosfäärid, saadi kujutised Kuu, Veenuse ja Marsi pinnast.

Molniya sidesatelliidid edastavad Orbit maapealsete jaamade kaudu telesaateid ja telefonisidet meie riigis mis tahes kaugusel.

Meteoroloogilisi satelliite kasutatakse Maa atmosfääris toimuvate protsesside uurimiseks ja ilmaennustuste tegemiseks.

Spetsiaalsed satelliidid aitavad laevadel ja lennukitel määrata nende koordinaate. Mandrite ja ookeanide pinnauuringud, mida astronaudid orbitaaljaamades lendude ajal teevad, võimaldavad hinnata ja selgitada Loodusvarad maakera erinevates piirkondades.

2. küsimus. Elektrivool vaakumis. Termoemissioon. Vaakumseadmete rakendamine.

Vaakum- keskkond, mis sisaldab atmosfäärirõhust oluliselt madalama rõhuga gaasi.

Voolu tekitamiseks vaakumis on vaja spetsiaalset laetud osakeste allikat. Sellise allika tegevus põhineb tavaliselt termiline emissioon.

Termoemissioon- elektronide väljapaiskumine metallist kõrgel temperatuuril.

Termioonilise emissiooni nähtus toob kaasa asjaolu, et kuumutatud metallelektrood, erinevalt külmast, kiirgab pidevalt elektrone. Elektronid moodustavad elektroodi ümber elektronpilve. Elektrood laetakse positiivselt ja laetud pilve elektrivälja mõjul suunatakse elektronid pilvest osaliselt tagasi elektroodi.

Kui elektroodid on ühendatud vooluallikaga, tekib nende vahele elektriväli.

Ühesuunalist juhtivust kasutati varem laialdaselt kahe elektroodiga elektroonikaseadmetes - vaakumdioodid, mis sarnaselt pooljuhtdioodidega olid elektrivoolu alaldamiseks. Kuid praegu vaakumdioode praktiliselt ei kasutata.

Pilet 7.

Pilet 8.

Kommunikatsiooni arendamine.

Kuni suhteliselt hiljuti linnadevaheline telefoniside viidi läbi eranditult traadiga.

Praegu kasutatakse üha enam kaabel- ja raadioreleeliine ning side automatiseerimise tase tõuseb.

Ultralühikesi (detsimeeter- ja sentimeetri-) laineid kasutatakse raadiorelee sideliinides. Need lained liiguvad vaateväljas.

Fiiberoptilised sideliinid muutuvad üha populaarsemaks, võimaldades edastada suuri teabekoguseid. Edastamisprotsess põhineb mitmel peegeldusel laserkiir, levib mööda õhukest toru (kiud).

Kosmoseraadioside edusammud on võimaldanud luua uus süsteem side, mida nimetatakse "Orbiidiks". See süsteem kasutab edastusside satelliite.

Telesaadete edastamiseks Siberi ja Siberi piirkondadesse on loodud võimsad ja usaldusväärsed süsteemid Kaug-Ida. Need võimaldavad telefoni- ja telegraafisuhtlust meie riigi kaugemate piirkondadega.

Ka sellised suhteliselt vanad sidevahendid nagu telegraaf ja fototelegraaf on täiustuvad ja leidnud uusi rakendusi.

Meie riigis United automatiseeritud süsteem side. Sellega seoses arendatakse, täiustatakse ja leitakse uusi rakendusi. tehnilisi vahendeid side.

Pilet 9.

Pilet 11.

Pilet 12.

Pilet 13.

Pilet 14.

Väärtust, mis on võrdne välisjõudude poolt punktpositiivse laengu liigutamisel kogu vooluringis, sealhulgas vooluallikas, tehtud töö ja laengu suhtega, nimetatakse vooluallika elektromotoorjõuks.

Ohmi seadus on valem, mis näitab elektriahela põhiomaduste, nimelt pinge (elektromotoorjõu), elektrivoolu (laetud osakeste voolu) ja takistuse (vastuseisu elektronide voolule tahkes juhis) sõltuvust.

Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks kõlab nii: voolutugevus elektriahelas on otseselt võrdeline sellele vooluahelale rakendatud pingega ja pöördvõrdeline toiteallika sisetakistuse ja kogu vooluahela kogutakistuse summaga.

Kasutades Ohmi seadust terve vooluringi jaoks, saate arvutada üldised väärtused pinge toiteallika klemmidel, koguvool (selle vooluahela poolt tarbitud) ja kogu vooluahela kogutakistus.

I = U ⁄ r + R

Pilet 15.

Pilet 16.

Pilet 17.

Pilet 18.

Pilet 19.

1 küsimus. Fotoelektriline efekt ja selle seadused. Fotoelektrilise efekti ja selle rakendamise selgitus .

Fotoefekt- See on elektronide emissioon aine poolt valguse mõjul.

Stoletovi seadused fotoelektrilise efekti kohta:

Fotoelektrilise efekti 1. seaduse sõnastus: Fotovoolu tugevus on otseselt võrdeline valgusvoo tihedusega.

Fotoefekti 2. seaduse kohaselt suureneb valguse poolt väljapaisatud elektronide maksimaalne kineetiline energia valguse sagedusega lineaarselt ega sõltu selle intensiivsusest.

Fotoefekti 3. seadus: igal ainel on fotoefekti punane piir, st valguse minimaalne sagedus (või maksimaalne lainepikkus λ0), mille juures fotoefekt on veel võimalik, ja kui , siis fotoefekt enam ei esine.

Nende seaduste teoreetilise selgituse andis 1905. aastal Einstein. Tema sõnul on elektromagnetkiirgus üksikute kvantide (footonite) voog koos energiaga hν iga, kus h- Planck on konstantne. Fotoelektrilise efekti korral peegeldub osa langevast elektromagnetkiirgusest metalli pinnalt ning osa tungib metalli pinnakihti ja neeldub seal. Olles neelanud footoni, saab elektron sellelt energiat ja tööfunktsiooni φ täites lahkub metallist: kus on maksimaalne kineetiline energia, mis elektronil metallist lahkudes on.

Rakendus.

Fotoelektrilisel efektil põhinevaid seadmeid nimetatakse fotoelementideks. Lihtsaim selline seade on vaakumfotoelement. Sellise fotoelemendi puudused on: madal vool, madal tundlikkus pikalainelise kiirguse suhtes, valmistamise raskus, vahelduvvooluahelates kasutamise võimatus. Seda kasutatakse fotomeetrias valgustugevuse, heleduse, valgustuse mõõtmiseks, kinos heli taasesitamiseks, fototelegraafides ja fotofonides, tootmisprotsesside juhtimisel.

On pooljuhtfotoelemente, milles voolukandjate kontsentratsioon valguse mõjul muutub. Neid kasutatakse elektriahelate automaatjuhtimisel (näiteks metroo pöördväravates), vahelduvvooluahelates, taastumatute vooluallikatena kellades, mikrokalkulaatorites, katsetatakse esimesi päikeseautosid ning neid kasutatakse päikesepatareides tehissatelliite Maa, planeetidevahelised ja orbitaalsed automaatjaamad.

Fotoelektrilise efekti nähtus on seotud fotomaterjalides valguse mõjul toimuvate fotokeemiliste protsessidega.

2. küsimus . Tahkete ainete deformatsioonid ja nende tüübid. Hooke'i seadus. Deformatsiooni arvestus ja rakendamine tehnoloogias.

Hooke'i seadus

Elastses kehas (vedru, varras, konsool, tala jne) tekkiv deformatsioon on võrdeline sellele kehale rakendatava jõuga.

Pileti number 20.

Aatomituuma koostis.

Aatomi tuum koosneb nukleonitest, mis jagunevad prootoniteks ja neutroniteks.

A on nukleonide arv, st. prootonid + neutronid (või aatommass)

Z- prootonite arv (võrdne elektronide arvuga)

N on neutronite arv (või aatomarv)

Isotoobid

Isotoobid- mis tahes aatomite (ja tuumade) sordid keemiline element, millel on sama aatom (järg)arv, kuid erinevad massiarvud. Kõik keemilised isotoobid elemendid on radioaktiivsed.

Vesiniku isotoopide (H) näited: deuteerium, triitium, kvaadium jne.

Aatomituumade sidumisenergia.

Aatomite tuumad on kõrged ühendatud süsteemid suurest hulgast nukleonidest.
Tuuma täielikuks jagamiseks selle komponentideks ja nende eemaldamiseks üksteisest suurel kaugusel on vaja kulutada teatud hulk tööd A.

Suhtlemise energia nad nimetavad energiat võrdseks tööga, mida tuleb teha tuuma jagamiseks vabadeks nukleoniteks.

E ühendus = - A
Jäävuse seaduse järgi on sidumisenergia samaaegselt võrdne energiaga, mis vabaneb tuuma moodustumisel üksikutest vabadest nukleonitest.

Pilet 21.

Pilet 22.

INDUKTANTS

Elektrivool loob oma magnetvälja. Ahelat läbiv magnetvoog on võrdeline magnetvälja induktsiooniga (Ф ~ B), induktsioon on võrdeline voolutugevusega juhis
(B ~ I), seega magnetvoog võrdeline voolutugevusega (F ~ I).
Iseinduktsiooni emf sõltub voolu muutumise kiirusest elektriahelas ja juhi omadustest
(suurus ja kuju) ja selle keskkonna suhtelise magnetilise läbilaskvuse kohta, milles juht asub.
Füüsikalist suurust, mis näitab iseinduktsiooni emf sõltuvust juhi suurusest ja kujust ning keskkonnast, kus juht asub, nimetatakse iseinduktsiooni koefitsiendiks või induktiivsuseks.

Induktiivsus- füüsiline väärtus, mis on arvuliselt võrdne iseinduktiivse emf-ga, mis tekib vooluringis, kui vool muutub 1 ampri võrra 1 sekundi jooksul.
Induktiivsust saab arvutada ka järgmise valemi abil:

kus Ф on vooluahelat läbiv magnetvoog, I on voolutugevus ahelas.

SI induktiivsuse ühikud:

Pooli induktiivsus sõltub:
pöörete arv, pooli suurus ja kuju ning kandja suhteline magnetiline läbilaskvus
(tuum võimalik).
ISEINDUKTSIOONI EMF

Iseinduktiivne emf takistab voolu suurenemist vooluringi sisselülitamisel ja voolu vähenemist vooluringi avamisel.
VOOLU MAGNETVÄLJA ENERGIA

Voolu juhtiva juhi ümber on magnetväli, millel on energiat.
Kust see tuleb? Elektriahelas sisalduval vooluallikal on energiavaru.
Elektriahela sulgemise hetkel kulutab vooluallikas osa oma energiast tekkiva iseinduktiivse emfi mõju ületamiseks. See osa energiast, mida nimetatakse voolu enda energiaks, läheb magnetvälja moodustamiseks.

Magnetvälja energia on võrdne voolu siseenergiaga.
Voolu omaenergia on arvuliselt võrdne tööga, mida vooluallikas peab tegema, et ületada iseinduktsiooni emf, et tekitada vooluringis vool.

Voolu tekitatud magnetvälja energia on otseselt võrdeline voolu ruuduga.
Kuhu läheb magnetvälja energia pärast voolu peatumist? - paistab silma (kui ahel on piisavalt avatud suur jõud vool võib põhjustada sädeme või kaare)

Pileti number 23

JADAÜHENDUS

takistuste jadaühendusega:

1. voolutugevus kõigis järjestikku ühendatud ahela osades on sama

2. pinge ahelas, mis koosneb mitmest järjestikku ühendatud sektsioonist,
võrdne pingete summaga igas sektsioonis

3. mitmest järjestikku ühendatud sektsioonist koosneva vooluahela takistus,
võrdne iga sektsiooni takistuste summaga

4. elektrivoolu töö ahelas, mis koosneb järjestikku ühendatud sektsioonidest,
võrdne üksikute alade tööde summaga

5. elektrivoolu võimsus ahelas, mis koosneb järjestikku ühendatud sektsioonidest,
võrdne üksikute sektsioonide võimsuste summaga

PARALLEELSÜHEND

Elektriahela parameetrite arvutamine
takistuste paralleelühendusega:

1. voolutugevus vooluringi hargnemata osas võrdub voolutugevuste summaga
kõigis paralleelselt ühendatud sektsioonides

3. Takistite paralleelsel ühendamisel liidetakse takistuse vastastikused väärtused:

(R - juhi takistus,
1/R - juhi elektrijuhtivus)

Kui ahelas on paralleelselt ühendatud ainult kaks takistust, siis O:

(paralleelse ühenduse korral on ahela kogutakistus väiksem kui kaasasolevatest takistustest väiksem)

4. elektrivoolu töö paralleelselt ühendatud sektsioonidest koosnevas ahelas;
võrdne üksikute valdkondade tööde summaga:

5. elektrivoolu võimsus paralleelselt ühendatud sektsioonidest koosnevas ahelas;
võrdne üksikute sektsioonide võimsuste summaga:

Kahe takistuse jaoks:

need. Mida suurem on takistus, seda vähem voolu see sisaldab.

Pileti number 24

Elektromagnetväli

1. Vahelduv magnetväli tekitab keerise elektrivälja.

Elektromagnetväli

See on aine erivorm – elektri- ja magnetvälja kombinatsioon.

Vahelduvad elektri- ja magnetväljad eksisteerivad samaaegselt ja moodustavad ühtse elektromagnetvälja.

Elektromagnetlaine

JA
moodustub ajas muutuv ja ruumis (vaakum) kiirusega 3∙10 8 m/s leviv elektromagnetväli elektromagnetlaine.

Elektromagnetvälja piiratud levimiskiirus viib selleni, et elektromagnetilised võnked kosmoses levivad lainetena.

Elektromagnetlaine on risti.

N Elektromagnetlaine kiiruse suund langeb vektorklambri käepideme pööramisel kokku parempoolse kruvi liikumissuunaga vektorile .

Vektori väärtused Ja faasis kokku langevad (antennist kaugel).

Laine omadused

1. Peegeldus, murdumine, interferents, difraktsioon, polarisatsioon.

2. Surve ainele.

3. Neeldumine keskkonna poolt.

4. Lõplik levimiskiirus vaakumis.

5. Põhjustab fotoelektrilise efekti nähtust.

6. Kiirus söötmes väheneb.