A czas ruchu, możesz znaleźć przebytą odległość:
Podstawienie wyrażenia do tego wzoru Vśrednia = V/2, znajdziemy ścieżkę obraną w równa się przyspieszony ruch z odpoczynku:
Jeśli podstawimy do wzoru (4.1) wyrażenie Vśrednia = V 0/2, wówczas otrzymujemy drogę przebytą podczas hamowania:
Dwie ostatnie formuły uwzględniają prędkości V 0 i V. Zastąpienie wyrażenia V=at do wzoru (4.2) i wyrażenie V 0 =at - do wzoru (4.3) otrzymujemy
Otrzymany wzór obowiązuje zarówno dla ruchu jednostajnie przyspieszonego ze stanu spoczynku, jak i dla ruchu ze zmniejszającą się prędkością, gdy ciało zatrzyma się na końcu toru. W obu przypadkach przebyta droga jest proporcjonalna do kwadratu czasu ruchu (a nie tylko czasu, jak miało to miejsce w przypadku ruchu jednostajnego). Pierwszym, który ustalił ten wzór, był G. Galileo.
W tabeli 2 podano podstawowe wzory opisujące ruch liniowy jednostajnie przyspieszony. 
Galileusz nie miał okazji zapoznać się z jego książką, w której przedstawił teorię ruchu jednostajnie przyspieszonego (wraz z wieloma innymi jego odkryciami). Kiedy został opublikowany? 74-letni naukowiec był już niewidomy. Galileusz bardzo ciężko zniósł utratę wzroku. „Możesz sobie wyobrazić” – napisał – „jak mi smutno, gdy zdaję sobie sprawę, że to niebo, ten świat i Wszechświat, które dzięki moim obserwacjom i wyraźnym dowodom zostały powiększone sto i tysiące razy w porównaniu z tym, co ludzie uważali za naukę przez wszystkie minione stulecia, teraz stały się dla mnie coraz słabsze.
Pięć lat wcześniej Galileusz był sądzony przez Inkwizycję. Jego poglądy na budowę świata (a był zwolennikiem systemu kopernikańskiego, w którym centralne miejsce zajmowało Słońce, a nie Ziemia) przez długi czas nie podobały się duchownym kościoła. Już w 1614 roku dominikanin Caccini ogłosił Galileusza heretykiem, a matematykę wynalazkiem diabła. A w 1616 roku Inkwizycja oficjalnie oświadczyła, że „przypisywana Kopernikowi doktryna, że Ziemia krąży wokół Słońca, podczas gdy Słońce stoi w centrum Wszechświata, nie poruszając się ze wschodu na zachód, jest obrzydliwa Pismo Święte, i dlatego nie można jej bronić ani uznać za prawdę.” Książka Kopernika przedstawiająca jego system świata została zakazana, a Galileusza ostrzegano, że jeśli „nie uspokoi się, zostanie uwięziony”.
Ale Galileusz „nie uspokoił się”. „Nie ma na świecie większej nienawiści” – napisał naukowiec – „niż ignorancja wobec wiedzy”. I w 1632 roku wychodzi słynna książka„Dialog o dwóch główne systemyświat – ptolemejski i kopernikański”, w którym podał liczne argumenty na rzecz systemu kopernikańskiego. Sprzedano jednak jedynie 500 egzemplarzy tego dzieła, gdyż po kilku miesiącach na polecenie papieża
Rimski, wydawca książki, otrzymał nakaz zawieszenia sprzedaży tego dzieła.
Jesienią tego samego roku Galileusz otrzymał rozkaz od Inkwizycji, aby stawić się w Rzymie, a po pewnym czasie chorego 69-letniego naukowca przewieziono na noszach do stolicy, gdzie, w więzieniu Inkwizycji, Galileusz zmuszony był wyrzec się swoich poglądów na temat budowy świata i 22 czerwca 1633 roku w rzymskim klasztorze Minerwa Galileusz odczytuje i podpisuje wcześniej przygotowany tekst wyrzeczenia
„Ja, Galileusz Galilei, syn zmarłego Vincenzo Galilei z Florencji, lat 70, osobiście przyprowadzony na dwór i klęcząc przed Waszymi Eminencjami, najprzewielebniejszymi panami kardynałami, generalnymi inkwizytorami przeciwko herezji w całym chrześcijaństwie, mając przed sobą święte Ewangelię i wkładając na niego ręce, przysięgam, że zawsze wierzyłem, wierzę teraz i z Bożą pomocą będę wierzyć nadal we wszystko, co uznaje, definiuje i głosi Święty Kościół Katolicki i Apostolski Rzymski”.
Decyzją sądu książka Galileusza została zakazana, a on sam został za to skazany na karę więzienia czas nieokreślony Papież jednak ułaskawił Galileusza i zastąpił jego uwięzienie wygnaniem.Galileusz przeniósł się do Arcetri i tu, będąc w areszcie domowym, napisał książkę „Rozmowy i dowody matematyczne dotyczące dwóch nowych dziedzin nauki związanych z mechaniką i ruchem lokalnym”. rękopis księgi przewieziono do Holandii, gdzie została opublikowana w 1638 r. W tej książce Galileusz podsumował swoje wieloletnie badania fizyczne W tym samym roku Galileusz całkowicie oślepł.Opowiadając o nieszczęściu, jakie spotkało wielkiego naukowca, Viviani (uczeń Galileusza) napisała: „Doznał silnej wydzieliny z oczu, tak że po kilku miesiącach został całkowicie pozbawiony oczu - tak, mówię, bez oczu, które są z tyłu krótki czas widział na tym świecie więcej, niż wszystkie ludzkie oczy były w stanie zobaczyć i zaobserwować w ciągu wszystkich minionych stuleci”
Inkwizytor florencki, który odwiedził Galileusza w swoim liście do Rzymu, stwierdził, że zastał go w bardzo poważnym stanie i na podstawie tego listu Papież zezwolił Galileuszowi na powrót do Rzymu. ojczysty dom we Florencji, gdzie natychmiast otrzymał rozkaz: „Pod groźbą dożywocia w prawdziwym więzieniu i ekskomuniki nie wchodź do miasta i nie rozmawiaj z nikim, kimkolwiek by nie był, o tej przeklętej opinii o podwójnym ruch Ziemi.”
Galileusz nie pozostał długo w domu. Po kilku miesiącach ponownie nakazano mu przybyć do Arcetri. Zostało mu około czterech lat życia. 8 stycznia 1642 r. o czwartej rano Galileusz zmarł.
1. Czym różni się ruch jednostajnie przyspieszony od ruchu jednostajnego? 2. Czym różni się wzór na tor ruchu jednostajnie przyspieszonego od wzoru na tor ruchu jednostajnego? 3. Co wiesz o życiu i twórczości G. Galileo? W którym roku się urodził?
Nadesłane przez czytelników ze stron internetowych
Materiały z fizyki 8. klasa, zadania i odpowiedzi z fizyki według klasy, notatki do przygotowania do lekcji fizyki, plany notatek z lekcji fizyki 8. klasa
Treść lekcji notatki z lekcji ramka wspomagająca prezentację lekcji metody przyspieszania technologie interaktywne Ćwiczyć zadania i ćwiczenia warsztaty autotestowe, szkolenia, case'y, zadania domowe kontrowersyjne kwestie pytanie retoryczne od studentów Ilustracje pliki audio, wideo i multimedia fotografie, obrazy, grafiki, tabele, diagramy, humor, anegdoty, dowcipy, komiksy, przypowieści, powiedzenia, krzyżówki, cytaty Dodatki streszczenia artykuły sztuczki dla ciekawskich szopki podręczniki podstawowy i dodatkowy słownik terminów inne Udoskonalanie podręczników i lekcjipoprawianie błędów w podręczniku aktualizacja fragmentu podręcznika, elementy innowacji na lekcji, wymiana przestarzałej wiedzy na nową Tylko dla nauczycieli doskonałe lekcje planie kalendarza przez rok wytyczne programy dyskusyjne Zintegrowane LekcjeRuch mechaniczny
Ruch mechaniczny to proces zmiany położenia ciała w przestrzeni w czasie względem innego ciała, które uważamy za nieruchome.
Ciało umownie uznawane za nieruchome jest obiektem odniesienia.
Organ referencyjny jest ciałem, względem którego wyznacza się położenie innego ciała.
System referencyjny jest obiektem odniesienia, sztywno z nim połączonym układem współrzędnych oraz urządzeniem do pomiaru czasu ruchu.
Trajektoria ruchu
Trajektoria ciała jest linią ciągłą opisaną przez poruszające się ciało (uważane za punkt materialny) w odniesieniu do wybranego układu odniesienia.
Przebyty dystans
Przebyty dystans -ilość skalarna, równa długościłuk toru, po którym przebywa ciało w pewnym czasie.
Poruszający
Poruszając ciałem zwany skierowanym odcinkiem linii prostej łączącym położenie początkowe ciała z jego położeniem późniejszym, wielkość wektorowa.
Prędkość średnia i chwilowa ruchu.Kierunek i moduł prędkości.
Prędkość - wielkość fizyczna, który charakteryzuje prędkość zmiany współrzędnych.
Średnia prędkość jazdy- jest to wielkość fizyczna równy stosunkowi wektor ruchu punktu do przedziału czasu, w którym ten ruch nastąpił. Kierunek wektoraśrednia prędkość pokrywa się z kierunkiem wektora przemieszczenia ∆S
Chwilowa prędkość jest wielkością fizyczną równy limitowi do czego dąży Średnia prędkość z nieskończonym zmniejszaniem się przedziału czasu ∆t. Wektor chwilowa prędkość skierowany stycznie do trajektorii. Moduł równa pierwszej pochodnej ścieżki po czasie.
Wzór na tor ruchu jednostajnie przyspieszonego.
Ruch równomiernie przyspieszony-
Jest to ruch, w którym przyspieszenie jest stałe pod względem wielkości i kierunku.
Przyspieszenie ruchu
Przyspieszenie ruchu - wektorowa wielkość fizyczna określająca szybkość zmiany prędkości ciała, czyli pierwsza pochodna prędkości po czasie.
Przyspieszenia styczne i normalne.
Przyspieszenie styczne (styczne). jest składową wektora przyspieszenia skierowaną wzdłuż stycznej do trajektorii w danym punkcie trajektorii ruchu. Przyspieszenie styczne charakteryzuje zmianę prędkości modulo podczas ruchu krzywoliniowego.
Kierunek wektor przyspieszenie styczne A leży na tej samej osi co styczny okręg, będący trajektorią ciała. 
Normalne przyspieszenie- jest to składowa wektora przyspieszenia skierowana wzdłuż normalnej do trajektorii ruchu w danym punkcie trajektorii ciała.
Wektor
prostopadły prędkość liniowa ruch skierowany wzdłuż promienia krzywizny trajektorii.
Wzór na prędkość dla ruchu równomiernie przyspieszonego
Pierwsze prawo Newtona (Lub prawo bezwładności)
Istnieją takie układy odniesienia, w stosunku do których izolowane ciała poruszające się translacyjnie zachowują swoją prędkość bez zmiany wielkości i kierunku.
Układ inercyjny odliczanie jest układem odniesienia, względem którego wolny jest punkt materialny wpływy zewnętrzne, albo w spoczynku, albo poruszający się prostoliniowo i równomiernie (tj. ze stałą prędkością).
W naturze są cztery rodzaj interakcji
1. Grawitacja (siła grawitacyjna) to oddziaływanie pomiędzy ciałami posiadającymi masę.
2. Elektromagnetyczne – dotyczy ciał posiadających ładunek elektryczny, odpowiedzialnych za siły mechaniczne takie jak tarcie i sprężystość.
3. Silny - oddziaływanie krótkiego zasięgu, to znaczy działa w odległości rzędu wielkości jądra.
4. Słaby. Oddziaływanie takie odpowiada za niektóre rodzaje oddziaływań pomiędzy cząstkami elementarnymi, za niektóre rodzaje rozpadu β oraz za inne procesy zachodzące wewnątrz atomu, jądra atomowego.
Waga - Jest cechy ilościowe obojętne właściwości ciała. Pokazuje, jak organizm reaguje na wpływy zewnętrzne.
Siła - jest ilościową miarą działania jednego ciała na drugie.
Drugie prawo Newtona.
Siła działająca na ciało jest równa iloczynowi masy ciała i przyspieszenia nadanego przez tę siłę: F=ma
Mierzone w
Wielkość fizyczna, równy produktowi nazywa się masa ciała zależna od prędkości jego ruchu impuls ciała (Lub ilość ruchu). Pęd ciała jest wielkością wektorową. Jednostką impulsu w układzie SI jest kilogram-metr na sekundę (kg m/s).
Wyrażenie drugiej zasady Newtona poprzez zmianę pędu ciała
Jednolity ruch – jest to ruch ze stałą prędkością, czyli gdy prędkość się nie zmienia (v = const) i nie następuje przyspieszanie lub zwalnianie (a = 0).
Ruch po linii prostej – jest to ruch po linii prostej, czyli po trajektorii ruch prostoliniowy- to jest linia prosta.
Ruch równomiernie przyspieszony - ruch, w którym przyspieszenie jest stałe pod względem wielkości i kierunku.
Trzecie prawo Newtona. Przykłady.
Ramię mocy.
Ramię mocy jest długością prostopadłej od pewnego fikcyjnego punktu O do siły. Wybierzemy arbitralnie fikcyjny środek, punkt O i określimy momenty każdej siły względem tego punktu. Nie da się wybrać jednego punktu O, aby wyznaczyć momenty niektórych sił, a wybrać go w innym miejscu, aby znaleźć momenty innych sił!
Wybieramy punkt O w dowolnym miejscu i nie zmieniamy już jego położenia. Wtedy ramię grawitacyjne jest długością prostopadłej (odcinka d) na rysunku
Moment bezwładności ciał.
Moment bezwładności J(kgm 2) – parametr podobny do znaczenie fizyczne msza o godz ruch do przodu. Charakteryzuje miarę bezwładności ciał obracających się wokół ustalonej osi obrotu. Moment bezwładności punktu materialnego o masie m jest równy masie pomnożonej przez kwadrat odległości punktu od osi obrotu: .
Moment bezwładności ciała jest sumą momentów bezwładności punkty materialne tworząc to ciało. Można to wyrazić w kategoriach masy i wielkości ciała
Twierdzenie Steinera.
Moment bezwładności J ciało względem dowolnej stałej osi równa sumie moment bezwładności tego ciała Jc względem osi równoległej do niej, przechodzącej przez środek masy ciała, i iloczynu masy ciała M na kwadrat odległości D między osiami:
Jc- znany moment bezwładności względem osi przechodzącej przez środek masy ciała,
J- żądany moment bezwładności względem oś równoległa,
M- masa ciała,
D- odległość pomiędzy wskazanymi osiami.
Prawo zachowania momentu pędu. Przykłady.
Jeżeli suma momentów sił działających na ciało obracające się wokół ustalonej osi jest równa zeru, to moment pędu jest zachowany (prawo zachowania momentu pędu):
.
Prawo zachowania momentu pędu jest bardzo wyraźne w eksperymentach ze zrównoważonym żyroskopem - szybko obracającym się ciałem o trzech stopniach swobody (ryc. 6.9).
 |
Tancerze na lodzie wykorzystują prawo zachowania momentu pędu do zmiany prędkości obrotowej. Albo więcej słynny przykład– Ławka Żukowskiego (ryc. 6.11).
Praca siły.
Praca siły -miara siły podczas transformacji ruch mechaniczny w inną formę ruchu.
Przykłady wzorów na pracę sił.
praca grawitacji; praca ciężkości na pochyłej powierzchni
praca siły sprężystej
Praca siły tarcia
Energia mechaniczna ciała.
Energia mechaniczna jest wielkością fizyczną będącą funkcją stanu układu i charakteryzującą zdolność układu do wykonania pracy.
Charakterystyka oscylacyjna
Faza określa stan układu, a mianowicie współrzędne, prędkość, przyspieszenie, energię itp.
Częstotliwość cykliczna
charakteryzuje szybkość zmian fazy oscylacji.
Stan początkowy układ oscylacyjny charakteryzuje faza początkowa
Amplituda oscylacji A- jest to największe przemieszczenie od położenia równowagi
Koniec dyskusji- jest to okres czasu, w którym punkt wykonuje jedno pełne oscylowanie.
Częstotliwość oscylacji jest liczbą pełnych oscylacji w jednostce czasu t.
Częstotliwość, częstotliwość cykliczna i okres oscylacji są powiązane jako
Wahadło fizyczne.
Wahadło fizyczne - ciało sztywne zdolne do drgań wokół osi, która nie pokrywa się ze środkiem masy.
Ładunek elektryczny.
Ładunek elektryczny jest wielkością fizyczną charakteryzującą właściwość cząstek lub ciał do wchodzenia w interakcje sił elektromagnetycznych.
Ładunek elektryczny jest zwykle reprezentowany przez litery Q Lub Q.
Całość wszystkich znanych faktów eksperymentalnych pozwala nam to zrobić następujące wnioski:
· Istnieją dwa rodzaje ładunki elektryczne, umownie zwane dodatnimi i ujemnymi.
· Ładunki mogą być przenoszone (na przykład przez bezpośredni kontakt) z jednego ciała na drugie. W przeciwieństwie do masy ciała, ładunek elektryczny nie jest cechą nieodłączną dane ciało. To samo ciało różne warunki może mieć inną opłatę.
· Podobnie jak ładunki odpychają się, w przeciwieństwie do ładunków, które przyciągają. To także ujawnia zasadniczą różnicę siły elektromagnetyczne od grawitacyjnych. Siły grawitacyjne są zawsze siłami przyciągania.
Prawo Coulomba.
Moduł siły oddziaływania między dwoma stacjonarnymi, punktowymi ładunkami elektrycznymi w próżni jest wprost proporcjonalny do iloczynu wielkości tych ładunków i odwrotnie proporcjonalny do kwadratu odległości między nimi.
G to odległość między nimi, k to współczynnik proporcjonalności, zależny od wyboru układu jednostek, w SI
Wartość pokazującą, ile razy siła oddziaływania ładunków w próżni jest większa niż w ośrodku, nazywa się stałą dielektryczną ośrodka E. Dla ośrodka o stałej dielektrycznej e zapisano prawo Coulomba w następujący sposób:
W SI współczynnik k zwykle zapisuje się w następujący sposób:
Stała elektryczna, liczbowo równa
Korzystanie z prądu stałe prawo Wisior wygląda tak:
Pole elektrostatyczne.
Pole elektrostatyczne - pole utworzone przez ładunki elektryczne, które są nieruchome w przestrzeni i niezmienne w czasie (przy braku prądu elektrycznego). Pole elektryczne jest specjalny rodzaj materia, związana z ładunkami elektrycznymi i przenosząca na siebie nawzajem wpływ ładunków.
Główna charakterystyka pole elektrostatyczne:
· napięcie
potencjał
Przykłady wzorów na natężenie pola ciał naładowanych.
1. Natężenie pola elektrostatycznego wytwarzanego przez równomiernie naładowaną kulistą powierzchnię.
Niech powierzchnia kulista o promieniu R (rys. 13.7) niesie równomiernie rozłożony ładunek q, tj. gęstość ładunku powierzchniowego w dowolnym punkcie kuli będzie taka sama.
Zamknijmy naszą powierzchnię kulistą w symetrycznej powierzchni S o promieniu r>R. Strumień wektora napięcia przez powierzchnię S będzie równy
Według twierdzenia Gaussa
Stąd
Porównanie tej zależności ze wzorem na natężenie pola opłata punktowa, możemy dojść do wniosku, że natężenie pola na zewnątrz naładowanej kuli jest takie samo, jak gdyby cały ładunek kuli był skupiony w jej środku.
Dla punktów znajdujących się na powierzchni naładowanej kuli o promieniu R, analogicznie do powyższego równania, możemy napisać
Narysujmy przez punkt B, znajdujący się wewnątrz naładowanej kuli, kulę S o promieniu r 2. Pole elektrostatyczne piłki. Załóżmy, że mamy kulę o promieniu R, równomiernie naładowaną gęstością objętościową. W dowolnym punkcie A leżącym na zewnątrz kuli, w odległości r od jej środka (r>R), jego pole jest podobne do pola ładunku punktowego znajdującego się w środku kuli. Potem poza piłką i na jego powierzchni (r=R) W punkcie B, leżącym wewnątrz kuli, w odległości r od jej środka (r>R), pole wyznacza jedynie ładunek zawarty wewnątrz kuli o promieniu r. Strumień wektora napięcia przez tę kulę jest równy z drugiej strony, zgodnie z twierdzeniem Gaussa Z porównania najnowsze wyrażenia powinien Gdzie - stała dielektryczna wewnątrz piłki. 3. Natężenie pola równomiernie naładowanego nieskończonego prostoliniowego gwintu (lub cylindra). Załóżmy, że pusta w środku cylindryczna powierzchnia o promieniu R jest naładowana ładunkiem o stałej gęstości liniowej. Przeprowadźmy koncentryczny powierzchnia cylindryczna promień Przepływ wektora napięcia przez tę powierzchnię Według twierdzenia Gaussa Z dwóch ostatnich wyrażeń określamy natężenie pola wytworzonego przez równomiernie naładowaną nić: Niech płaszczyzna ma nieskończony zasięg i ładunek na jednostkę powierzchni równy σ. Z praw symetrii wynika, że pole jest skierowane wszędzie prostopadle do płaszczyzny, a jeśli nie ma innych ładunków zewnętrznych, to pola po obu stronach płaszczyzny muszą być takie same. Ograniczmy część naładowanej płaszczyzny do wyimaginowanego cylindrycznego pudełka, tak aby pudełko zostało przecięte na pół, a jego elementy składowe były prostopadłe, a dwie podstawy, każda o polu S, były równoległe do naładowanej płaszczyzny (rysunek 1.10). Całkowity przepływ wektorowy; napięcia równy wektorowi, pomnożone przez powierzchnię S pierwszej podstawy plus wektor strumienia przez przeciwną podstawę. Przepływ napięcia powierzchnia boczna cylinder równy zeru, ponieważ linie napięcia ich nie przecinają. Stąd Ale wtedy natężenie pola nieskończonej, równomiernie naładowanej płaszczyzny będzie równe Wyrażenie to nie zawiera współrzędnych, dlatego pole elektrostatyczne będzie jednolite, a jego natężenie w dowolnym punkcie pola będzie takie samo. 5. Siła pola stworzona przez dwa nieskończone płaszczyzny równoległe, naładowane różnie przy tej samej gęstości. Zatem, Na zewnątrz płyty wektory z każdego z nich są skierowane w stronę przeciwne strony i ulegają wzajemnemu zniszczeniu. Zatem natężenie pola w przestrzeni otaczającej płyty będzie wynosić zero E=0. Elektryczność. Elektryczność - ukierunkowany (uporządkowany) ruch naładowanych cząstek Siły zewnętrzne. Siły zewnętrzne- siły o charakterze nieelektrycznym, które powodują ruch ładunków elektrycznych wewnątrz źródła prądu stałego. Wszystkie siły inne niż siły Coulomba są uważane za zewnętrzne.
E.m.f. Napięcie. Siła elektromotoryczna(EMF) - wielkość fizyczna charakteryzująca pracę sił zewnętrznych (bezpotencjalnych) w źródłach prądu stałego lub przemiennego. W dyrygenturze zamkniętym Obwód EMF równy pracy tych sił potrzebnej do przemieszczenia jednostki ładunek dodatni wzdłuż konturu. Pole elektromagnetyczne można wyrazić poprzez napięcie pole elektryczne siły zewnętrzne Napięcie (U)
równy stosunkowi pracy pola elektrycznego potrzebnego do przemieszczenia ładunku Jednostka napięcia SI: Aktualna siła. Siła prądu (I)-
wielkość skalarna równa stosunkowi ładunku q, przez który przepłynął Przekrój przewodnika, do czasu t, w którym płynął prąd. Natężenie prądu pokazuje, ile ładunku przechodzi przez przekrój przewodnika w jednostce czasu. Gęstość prądu. Gęstość prądu j -
wektor, którego moduł jest równy stosunkowi prądu płynącego przez pewien obszar, prostopadle do kierunku prądu, do wielkości tego obszaru. Jednostką gęstości prądu w układzie SI jest amper na metr kwadratowy(A/m2). Prawo Ohma. Prąd jest wprost proporcjonalny do napięcia i odwrotnie proporcjonalny do rezystancji. Prawo Joule’a-Lenza. Kiedy mijasz prąd elektryczny wzdłuż przewodnika ilość ciepła wytworzonego w przewodniku jest wprost proporcjonalna do kwadratu prądu, rezystancji przewodnika i czasu przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik.
Interakcja magnetyczna- jest to oddziaływanie uporządkowania poruszających się ładunków elektrycznych. Pole magnetyczne. Pole magnetyczne- jest to szczególny rodzaj materii, poprzez który zachodzi interakcja pomiędzy poruszającymi się elektrycznie naładowanymi cząstkami. Siła Lorentza i siła Ampera. Siła Lorentza– siła działająca z zewnątrz pole magnetyczne na ładunku dodatnim poruszającym się z prędkością (tutaj – prędkością uporządkowanego ruchu nośników ładunku dodatniego). Moduł siły Lorentza: Moc amperowa jest siłą, z jaką pole magnetyczne działa na przewodnik z prądem. Moduł siły amperowej jest równy iloczynowi natężenia prądu w przewodniku przez wielkość wektora indukcji magnetycznej, długość przewodnika i sinus kąta między wektorem indukcji magnetycznej a kierunkiem prądu w przewodniku . Siła amperowa jest maksymalna, jeśli wektor indukcji magnetycznej jest prostopadły do przewodnika. Jeżeli wektor indukcji magnetycznej jest równoległy do przewodnika, wówczas pole magnetyczne nie ma wpływu na przewodnik przewodzący prąd, tj. Siła Ampera wynosi zero. Kierunek siły Ampera określa reguła lewej ręki. Prawo Biota-Savarta-Laplace'a. Prawo Biota-Savarta-Laplace'a- Pole magnetyczne dowolnego prądu można obliczyć jako sumę wektorową pól wytwarzanych przez poszczególne odcinki prądów. Sformułowanie Pozwalać DC płynie po konturze γ znajdującym się w próżni – punkt, w którym poszukuje się pola, wówczas indukcję pola magnetycznego w tym punkcie wyraża się całką (w układzie SI) Kierunek jest prostopadły i to znaczy prostopadły do płaszczyzny, w której leżą, i pokrywa się ze styczną do linii indukcji magnetycznej. Kierunek ten można wyznaczyć z reguły wyznaczania linii indukcji magnetycznej (reguła prawej śruby): kierunek obrotu łba śruby wyznacza kierunek, jeśli ruch translacyjny świdra odpowiada kierunkowi prądu w elemencie . Wielkość wektora jest określona przez wyrażenie (w układzie SI) Potencjał wektorowy podane przez całkę (w układzie SI) Indukcyjność pętli. Jednostki indukcyjności SI: Energia pola magnetycznego. Indukcja elektromagnetyczna - zjawisko występowania prądu elektrycznego w obwodzie zamkniętym podczas zmiany strumień magnetyczny, przechodząc przez to. Reguła Lenza. Reguła Lenza Zachodzące w zamkniętej pętli prąd indukowany jego pole magnetyczne przeciwdziała zmianie strumienia magnetycznego, która je powoduje. Pierwsze równanie Maxwella Drugie równanie Maxwella: Promieniowanie elektromagnetyczne.
Fale elektromagnetyczne, promieniowanie elektromagnetyczne- zaburzenie rozprzestrzeniające się w przestrzeni (zmiana stanu) pole elektromagnetyczne. 3.1. Fala
- Są to wibracje rozchodzące się w przestrzeni w czasie. Fale podłużne powstają, gdy cząstki ośrodka oscylują, zorientowane wzdłuż wektora propagacji zaburzenia. Fale poprzeczne rozchodzą się w prostopadle do wektora kierunek uderzenia. W skrócie: jeśli w ośrodku odkształcenie wywołane zaburzeniem objawia się w postaci ścinania, rozciągania i ściskania, to mówimy o o ciele stałym, dla którego zarówno podłużne, jak i Fale poprzeczne. Jeśli pojawienie się zmiany jest niemożliwe, środowisko może być dowolne. Każda fala rozchodzi się z określoną prędkością. Pod prędkość fali
zrozumieć prędkość propagacji zakłócenia. Ponieważ prędkość fali jest wartością stałą (dla danego ośrodka), droga, którą przebyła fala, jest równa iloczynowi prędkości i czasu jej propagacji. Zatem, aby znaleźć długość fali, należy pomnożyć prędkość fali przez okres jej oscylacji: Długość fali
- odległość pomiędzy dwoma najbliższymi sobie punktami w przestrzeni, w której drgania występują w tej samej fazie. Długość fali odpowiada okresowi przestrzennemu fali, to znaczy odległości, jaką „pokonuje” punkt o stałej fazie w przedziale czasu równym okresowi oscylacji Numer fali(nazywane również częstotliwość przestrzenna) jest stosunkiem 2 π
radian na długość fali: analog przestrzenny częstotliwość kołowa. Definicja: liczba fali k jest szybkością wzrostu fazy fali φ
według współrzędnych przestrzennych. 3.2. Fala płaska
- fala, której przód ma kształt samolotu. Rozmiar czoła fali płaskiej jest nieograniczony, wektor prędkości fazowej jest prostopadły do czoła. Fala płaska jest szczególnym rozwiązaniem równania falowego i wygodnym modelem: fala taka nie istnieje w przyrodzie, ponieważ czoło fali płaskiej zaczyna się i kończy w , co oczywiście nie może istnieć. Równanie dowolnej fali jest rozwiązaniem równanie różniczkowe, zwana falą. Równanie falowe funkcji zapisuje się jako: · - Operator Laplace'a; · - żądana funkcja; · - promień wektora żądanego punktu; · - prędkość fali; · - czas. powierzchnia fali
- umiejscowienie punkty doświadczające zaburzenia uogólnionej współrzędnej w tej samej fazie. Szczególny przypadek powierzchnia fali - czoło fali. A) Fala płaska
to fala, której powierzchnie fal są zbiorem równoległy przyjaciel samoloty znajomych. B) Fala sferyczna
to fala, której powierzchnie fal są zbiorem koncentrycznych kul. Promień- powierzchnia liniowa, normalna i falowa. Kierunek rozchodzenia się fali odnosi się do kierunku promieni. Jeśli ośrodek propagacji fali jest jednorodny i izotropowy, promienie są proste (a jeśli fala jest płaska, są to równoległe linie proste). Pojęcie promienia w fizyce jest zwykle używane tylko w optyka geometryczna i akustyka, ponieważ gdy pojawiają się efekty, które nie są badane w tych kierunkach, traci się znaczenie pojęcia promienia. 3.3. Charakterystyka energetyczna fale
Ośrodek, w którym rozchodzi się fala, ma energię mechaniczną, składającą się z energii Ruch oscylacyjny wszystkie jego cząstki. Energię jednej cząstki o masie m 0 oblicza się ze wzoru: E 0 = m 0 Α 2ω 2/2. Jednostkowa objętość ośrodka zawiera n = P/m 0 cząstek (ρ
- gęstość ośrodka). Dlatego jednostkowa objętość ośrodka ma energię w р = nЕ 0 = ρ
Α 2ω 2 /2. Gęstość nasypowa energia(W р) - energia ruchu wibracyjnego cząstek ośrodka zawarta w jednostce jego objętości: Przepływ energii(F) - wartość równa energii przenoszonej przez falę przez daną powierzchnię w jednostce czasu: Natężenie fali lub gęstość strumienia energii(I) - wartość równa przepływowi energii przenoszonej przez falę przez jednostkę powierzchni prostopadłą do kierunku propagacji fali: 3.4. Fala elektromagnetyczna
Fala elektromagnetyczna- proces propagacji pola elektromagnetycznego w przestrzeni. Warunek wystąpienia fale elektromagnetyczne. Zmiany pola magnetycznego zachodzą, gdy zmienia się natężenie prądu w przewodniku, a natężenie prądu w przewodniku zmienia się, gdy zmienia się prędkość ruchu w nim ładunków elektrycznych, tj. gdy ładunki poruszają się z przyspieszeniem. W związku z tym fale elektromagnetyczne powinny powstawać w wyniku przyspieszonego ruchu ładunków elektrycznych. Gdy prędkość ładowania wynosi zero, istnieje tylko pole elektryczne. Na stała prędkośćładunek wytwarza pole elektromagnetyczne. Przy przyspieszonym ruchu ładunku emitowana jest fala elektromagnetyczna, która rozchodzi się w przestrzeni ze skończoną prędkością. Fale elektromagnetyczne rozchodzą się w materii prędkość końcowa. Tutaj ε i μ to przenikalność dielektryczna i magnetyczna substancji, ε 0 i μ 0 to stałe elektryczne i magnetyczne: ε 0 = 8,85419·10 –12 F/m, μ 0 = 1,25664·10 –6 H/m. Prędkość fal elektromagnetycznych w próżni (ε = μ = 1): Główna charakterystyka Ogólnie uważa się, że promieniowanie elektromagnetyczne obejmuje częstotliwość, długość fali i polaryzację. Długość fali zależy od prędkości propagacji promieniowania. Grupowa prędkość propagacji promieniowania elektromagnetycznego w próżni jest równa prędkości światła, w innych ośrodkach prędkość ta jest mniejsza. Promieniowanie elektromagnetyczne dzieli się zazwyczaj na zakresy częstotliwości (patrz tabela). Pomiędzy zakresami nie ma ostrych przejść, czasami nakładają się na siebie, a granice między nimi są dowolne. Ponieważ prędkość propagacji promieniowania jest stała, częstotliwość jego oscylacji jest ściśle związana z długością fali w próżni. Interferencja fal. Spójne fale. Warunki spójności fal. Długość ścieżki optycznej (OPL) światła. Zależność pomiędzy różnicą O.D.P. fale z różnicą faz oscylacji wywołanych przez fale. Amplituda powstałe oscylacje gdy dwie fale interferują. Warunki maksimów i minimów amplitudy podczas interferencji dwóch fal. Prążki interferencyjne i wzór interferencyjny na płaskim ekranie oświetlonym przez dwie wąskie, długie równoległe szczeliny: a) światło czerwone, b) światło białe.
Zatem z twierdzenia Gaussa
Jak widać na rysunku 13.13, natężenie pola pomiędzy dwiema nieskończonymi równoległymi płaszczyznami ma gęstości powierzchnioweładunki i , są równe sumie natężeń pól wytwarzanych przez płyty, tj.
do ilości ładunku przemieszczonego w odcinku obwodu.
Indukcyjność
- fizyczny wartość liczbowa równa samoindukcyjnemu emf występującemu w obwodzie, gdy prąd zmienia się o 1 amper w ciągu 1 sekundy.
Indukcyjność można również obliczyć ze wzoru:
gdzie Ф jest strumieniem magnetycznym w obwodzie, I jest natężeniem prądu w obwodzie.
Pole magnetyczne ma energię. Tak jak naładowany kondensator ma rezerwę energia elektryczna, w cewce, przez którą przepływa prąd, znajduje się rezerwa energii magnetycznej.
2. Każde przemieszczone pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne (podstawowe prawo indukcji elektromagnetycznej).
Fale mechaniczne może rozprzestrzeniać się tylko w jakimś ośrodku (substancji): w gazie, w cieczy, w ciele stałym. Źródłem fal są ciała oscylacyjne, które powodują deformację środowiska w otaczającej przestrzeni. Warunek konieczny bowiem pojawieniem się fal sprężystych jest pojawienie się w momencie zakłócenia ośrodka sił uniemożliwiających mu, w szczególności sprężystość. Mają tendencję do zbliżania sąsiadujących cząstek do siebie, gdy się oddalają, i odpychania ich od siebie, gdy się do siebie zbliżają. Siły sprężyste, działające na cząstki oddalone od źródła zakłócenia, zaczynają je wytrącać z równowagi. Fale podłużne charakterystyczne tylko dla mediów gazowych i ciekłych, ale poprzeczny– także do ciał stałych: powodem tego jest to, że cząstki tworzące te ośrodki mogą się swobodnie poruszać, ponieważ nie są one sztywno zamocowane, w przeciwieństwie do ciała stałe. W związku z tym wibracje poprzeczne są zasadniczo niemożliwe.
