Test kağıtları. Sınıf 10
“Maddi bir noktanın kinematiği” konulu test çalışması.
Temel düzeyde
seçenek 1
A1. Hareketli bir maddi noktanın sonlu bir zamandaki yörüngesi
çizgi segmenti
uçağın bir parçası
sonlu nokta kümesi
1,2,3 cevapları arasında doğru olan yok
A3. Bir yüzücü nehrin akıntısına karşı yüzüyor. Nehrin akış hızı 0,5 m/s, yüzücünün suya göre hızı ise 1,5 m/s'dir. Yüzücünün kıyıya göre hız modülü şuna eşittir:
1) 2 m/sn 2) 1,5 m/sn 3) 1 m/sn 4) 0,5 m/sn
A4. Düz bir çizgide hareket eden bir cisim saniyede 5 m yol kat ediyor. Bir yönde düz bir çizgide hareket eden başka bir cisim ise saniyede 10 m yol kat ediyor. Bu cisimlerin hareketleri
A5. Grafik, OX ekseni boyunca hareket eden bir cismin X koordinatının zamana bağımlılığını göstermektedir. Vücudun başlangıç koordinatı nedir?
3) -1 m 4) - 2 m
A6. Hangi v(t) fonksiyonu düzgün doğrusal hareket için hız modülünün zamana bağımlılığını tanımlar? (Uzunluk metre cinsinden, süre ise saniye cinsinden ölçülür)
1) v = 5t 2) v = 5/t 3) v = 5 4) v = -5
A7. Vücudun hızının modülü bir süre içinde iki katına çıktı. Hangi ifade doğru olacaktır?
vücut ivmesi iki katına çıktı
hızlanma 2 kat azaldı
hızlanma değişmedi
vücut ivmeyle hareket eder
1) 1 m/sn 2 2) 1,2 m/sn 2 3) 2,0 m/sn 2 4) 2,4 m/sn 2
A9. Bir cisim serbest düşüşteyken hızı (g=10m/s2 alın)
ilk saniyede 5 m/s, ikinci saniyede ise 10 m/s artar;
ilk saniyede 10 m/s, ikinci saniyede ise 20 m/s artar;
ilk saniyede 10 m/s, ikinci saniyede ise 10 m/s artar;
ilk saniyede 10 m/s, ikinci saniyede ise 0 m/s artar.
1) 2 kat arttı 2) 4 kat arttı
3) 2 kat azaldı 4) 4 kat azaldı
seçenek 2
A1.İki sorun çözüldü:
A. iki uzay aracının yanaşma manevrası hesaplanır;
B. uzay aracının yörünge periyodu hesaplanır
dünyanın çevresinde.
Uzay gemileri hangi durumda maddi nokta olarak kabul edilebilir?
yalnızca ilk durumda
yalnızca ikinci durumda
Her iki durumda da
ne birinci ne de ikinci durumda
1) 0 km 2) 109 km 3) 218 km 4) 436 km
A3. Dünya üzerinde gece ve gündüzün değişiminin Güneş'in doğup batmasıyla açıklandığını söylediklerinde, bununla bağlantılı bir referans sistemini kastediyorlar.
1) Güneş ile 2) Dünya ile
3) galaksinin merkezi ile 4) herhangi bir cisimle
A4.İki malzeme noktasının doğrusal hareketlerinin özelliklerini ölçerken, birinci noktanın koordinatlarının değerleri ve ikinci noktanın hızı sırasıyla Tablo 1 ve 2'de belirtilen anlarda kaydedildi:
Varsayalım ki, bu hareketlerin doğası hakkında ne söylenebilir? değişmediölçüm anları arasındaki zaman aralıklarında mı?
1) her ikisi de tekdüzedir
2) birincisi düzensiz, ikincisi tekdüze
3) birincisi tekdüze, ikincisi düzensiz
4)her ikisi de eşit değildir
A5. Kat edilen mesafenin zamana karşı grafiğini kullanarak hızı belirleyin
t = 2 s zamanında bisikletçi.
1) 2 m/sn 2) 3 m/sn
3) 6 m/sn 4) 18 m/sn
A6.Şekilde üç cisim için zamanın bir fonksiyonu olarak tek yönde kat edilen mesafenin grafikleri gösterilmektedir. Hangi vücut daha hızlı hareket ediyordu?
1) 1 2) 2 3) 3 4) bütün cisimlerin hızları aynıdır 
A7.Şekilde görüldüğü gibi doğrusal ve düzgün ivmeli olarak hareket eden bir cismin hızı, 1. noktadan 2. noktaya giderken değişmiştir. Bu bölümde ivme vektörünün yönü nedir?
A8.Şekilde gösterilen hız modülünün zamana karşı grafiğini kullanarak, doğrusal olarak hareket eden bir cismin t=2s anındaki ivmesini belirleyin.
1) 2 m/sn 2 2) 3 m/sn 2 3) 9 m/sn 2 4) 27 m/sn 2
A9. Havası boşaltılmış bir tüpün içine bir saçma, bir mantar ve bir kuş tüyü aynı yükseklikten aynı anda bırakılıyor. Hangi cisim tüpün dibine daha hızlı ulaşır?
1) topak 2) mantar 3) kuş tüyü 4) üç gövdenin tümü aynı anda.
A10. Dönüş yapan bir araba 50 m yarıçaplı dairesel bir yol boyunca 10 m/s sabit mutlak hızla hareket ediyor. Arabanın ivmesi nedir?
1) 1 m/sn 2 2) 2 m/sn 2 3) 5 m/sn 2 4) 0 m/sn 2
Yanıtlar.
| İş numarası | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 | A10 |
| seçenek 1 | 3 | 4 | 3 | 1 | 3 | 3 | 4 | 1 | 3 | 2 |
| Seçenek 2 | 2 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 2 |
Profil düzeyi
seçenek 1
A1. Dikey olarak yukarı doğru fırlatılan bir cisim maksimum 10 m yüksekliğe ulaşarak yere düştü. Yer değiştirme modülü eşittir
1) 20m 2) 10m 3) 5m 4) 0m
A2. Dikey olarak yukarı doğru fırlatılan bir cisim maksimum 5 m yüksekliğe ulaşarak yere düştü. Vücudun kat ettiği mesafe
1) 2,5m 2) 10m 3) 5m 4) 0m
A3.İki araba düz bir otoyolda hareket ediyor: birincisi V hızıyla, ikincisi 4 V hızıyla. Birinci arabanın ikinciye göre hızı nedir?
1) 5V 2) 3V 3) -3V 4) -5V
A4. Yatay olarak V hızıyla uçan bir uçaktan A noktasında küçük bir cisim fırlıyor. Hava direnci ihmal edilirse, bu nesnenin uçağa ilişkin referans çerçevesindeki yörüngesi hangi çizgidir?
A5.İki maddi nokta yasalara göre OX ekseni boyunca hareket eder:
x 1 = 5 + 5t, x 2 = 5 - 5t (x - metre cinsinden, t - saniye cinsinden). 2 saniye sonra aralarındaki mesafe ne kadar olur?
1) 5m 2) 10m 3) 15m 4) 20m
A6. OX ekseni boyunca düzgün ivmeli hareket sırasında X koordinatının zamana bağlılığı şu ifadeyle verilir: X(t)= -5 + 15t 2 (X metre cinsinden ölçülür, saniye cinsinden süre). İlk hız modülü eşittir
A7.İki maddi nokta R, = R ve R 2 = 2R yarıçaplı dairelerde aynı hızlarla hareket ediyor. Merkezcil ivmelerini karşılaştırın.
1) a 1 = a 2 2)a 1 =2a 2 3)a 1 =a 2 /2 4)a 1 =4a 2
Bölüm 2.
1'DE. Grafik, hareket hızının zamana bağımlılığını göstermektedir. İlk beş saniyedeki ortalama hız nedir?
2'DE. Dünyanın düz yatay yüzeyinden ufka açılı olarak atılan küçük bir taş maksimum 4,05 m yüksekliğe ulaştı. Atıştan hızının yatay olarak yönlendirildiği ana kadar ne kadar zaman geçti?
Bölüm 3.
C1. Hareketli bir cismin koordinatları X=3t+2, Y=-3+7t 2 kanununa göre değişir. Hareket başladıktan 0,5 saniye sonra cismin hızını bulunuz.
seçenek 2
A1. 3 m yükseklikten dikey olarak aşağıya atılan bir top yerden düşey olarak sekerek 3 m yüksekliğe çıkıyor.
1) -6m 2) 0m 3) 3m 4) 6m
A2.İkinci katın penceresinden 4 m yükseklikten atılan taş, evin duvarından 3 m uzakta yere düşüyor. Taşın hareket modülü nedir?
1) 3m 2) 4m 3) 5m 4) 7m
A3. Bir sal nehirde düzgün bir şekilde 6 km/saat hızla yüzmektedir. Bir kişi sal üzerinde 8 km/saat hızla hareket ediyor. Kıyıyla ilişkili referans çerçevesindeki bir kişinin hızı nedir?
1) 2 km/saat 2) 7 km/saat 3) 10 km/saat 4) 14 km/saat
A4. Helikopter dikey olarak yukarı doğru eşit şekilde yükseliyor. Helikopter gövdesiyle ilişkili referans çerçevesindeki helikopter rotor kanadının ucundaki bir noktanın yörüngesi nedir?
3) nokta 4) sarmal
A5. Maddi bir nokta, yasaya göre bir düzlemde düzgün ve doğrusal olarak hareket eder: X = 4 + 3t, Y = 3 - 4t, burada X,Y, cismin koordinatlarıdır, m; t - zaman, s. Vücudun hızı nedir?
1) 1 m/sn 2) 3 m/sn 3) 5 m/sn 4) 7 m/sn
A6. OX ekseni boyunca düzgün ivmeli hareket sırasında X koordinatının zamana bağlılığı şu ifadeyle verilir: X(t)= -5t+ 15t 2 (X metre cinsinden, zaman ise saniye cinsinden ölçülür).
İlk hız modülü eşittir
1)0m/sn 2) 5m/sn 3) 7,5m/sn 4) 15m/sn
A7. Maddesel bir noktanın daire boyunca düzgün hareket periyodu 2 saniyedir. Hızın yönü ne kadar minimum süre sonra tersine değişir?
1) 0,5 sn 2) 1 sn 3) 1,5 sn 4) 2 sn
Bölüm 2.
1'DE. Grafik, cismin V hızının t zamanına bağımlılığını gösterir ve cismin OX ekseni boyunca hareketini tanımlar. Ortalama hareket hızının modülünü 2 saniyede belirleyin.
2'DE. Dünyanın düz yatay yüzeyinden ufka açılı olarak küçük bir taş atıldı. Atıştan 2 saniye sonra hızı yatay yönde ve 5 m/s'ye eşitse taşın menzili ne kadardır?
Bölüm 3.
C1. Belirli bir noktadan çıkan bir cisim, büyüklük ve yönde sabit bir ivmeyle hareket ediyordu. Dördüncü saniyenin sonunda hızı 1,2 m/s oldu, 7 saniyenin sonunda ise cisim durdu. Vücudun kat ettiği yolu bulun.
Yanıtlar.
| İş numarası | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | 1'DE | 2'DE | C1 |
| seçenek 1 | 4 | 2 | 3 | 3 | 4 | 1 | 2 | 1,6 | 0,9 | 7,6 |
| Seçenek 2 | 4 | 3 | 3 | 1 | 3 | 2 | 2 | 0,75 | 20 | 4,2 |
“Newton Yasaları” konulu test yapın. Mekanikteki kuvvetler."
Temel düzeyde
seçenek 1
A1. Elastik bir yay için Hooke yasasını hangi eşitlik doğru şekilde ifade eder?
1) F=kx 2) F x =kx 3) F x =-kx 4) F x =k | x |
A2. Aşağıdaki cisimlerden hangisi atalet olarak kabul edilemeyecek referans sistemleriyle ilişkilidir?
A . Sabit bir hızla alçalan bir paraşütçü.
B. Dikey olarak yukarıya doğru atılan bir taş.
B. Yörüngede sabit mutlak hızla hareket eden bir uydu.
1) A 2) B 3) C 4) B ve C
A3. Ağırlığın bir boyutu vardır
1) kütle 2) ivme 3) kuvvet 4) hız
A4. Dünya yüzeyine yakın bir cisim, yerçekimi ivmesine eşit bir ivmeyle hareket ediyorsa ve yönlendirilmişse ağırlıksız durumdadır.
1) dikey olarak aşağı 2) dikey olarak yukarı
3) yatay olarak 4) yataya dar bir açıyla.
A5. Normal basınç kuvveti iki katına çıkarsa blok yatay bir düzlemde hareket ettiğinde kayma sürtünme kuvveti nasıl değişecektir?
1) değişmeyecek 2) 2 kat artacak
3) 2 kat azalacak 4) 4 kat artacak.
A6. Statik sürtünme kuvveti, kayma sürtünme kuvveti ve yuvarlanma sürtünme kuvveti arasındaki doğru ilişki nedir?
1) F tr.p =F tr >F tr.k 2) F tr.p >F tr >F tr.k 3) F tr.p F tr.k 4) F tr.p >F tr =F tr . .İle
A7. Bir paraşütçü 6 m/s hızla düzgün bir şekilde fırlatılıyor. Üzerine etki eden yerçekimi kuvveti 800N'dir. Paraşütçünün kütlesi nedir?
1) 0 2) 60 kg 3) 80 kg 4) 140 kg.
A8. Bedenler arasındaki etkileşimin ölçüsü nedir?
1) İvme 2) Kütle 3) İtki. 4) Güç.
A9. Bir cismin hız ve ataletindeki değişiklikler nasıl ilişkilidir?
A . Eğer vücut daha hareketsizse, hızdaki değişim daha büyük olur.
B. Eğer cisim daha hareketsizse hızdaki değişim daha az olur.
B. Hızını daha hızlı değiştiren bir cisim daha az hareketsizdir.
G . Daha atıl olan cisim, hızını daha hızlı değiştiren cisimdir.
1) A ve B 2) B ve D 3) A ve D 4) B ve C.
seçenek 2
A1. Aşağıdaki formüllerden hangisi evrensel çekim yasasını ifade eder?
1) F=ma 2) F=μN 3) F x =-kx 4) F=Gm 1 m 2 /R 2
A2.İki araba çarpıştığında sertliği 10 5 N/m olan tampon yaylar 10 cm sıkıştırılmıştır. Yayların arabaya etki ettiği maksimum elastik kuvvet nedir?
1) 10 4 N 2) 2*10 4 N 3) 10 6 N4) 2*10 6 N
A3. Kütlesi 100 g olan bir cisim yatay ve sabit bir yüzey üzerinde durmaktadır. Vücut ağırlığı yaklaşık
1) 0H 2) 1H 3) 100N 4) 1000 N.
A4. Atalet nedir?
2) diğer cisimlerin onun üzerinde etkisi olmadığında bir cismin hızının korunması olgusu
3) diğer cisimlerin etkisi altında hızdaki değişiklik
4) durmadan hareket.
A5. Sürtünme katsayısının boyutu nedir?
1) N/kg 2) kg/N 3) boyut yok 4) N/s
A7.Öğrenci belli bir yüksekliğe atlayıp yere battı. Yörüngenin hangi kısmında ağırlıksızlık durumunu deneyimledi?
1) yukarı hareket ederken 2) aşağı hareket ederken
3) yalnızca tüm uçuş boyunca en üst noktaya 4) ulaşma anında.
A8. Gücü hangi özellikler belirler?
A. Modül.
B. Yön.
B. Uygulama noktası.
1) A, B, D 2) B ve D 3) B, C, D 4) A, B, C.
A9. Mekanik hareket sırasında büyüklüklerden hangisi (hız, kuvvet, ivme, yer değiştirme) her zaman yön olarak çakışır?
1) kuvvet ve ivme 2) kuvvet ve hız
3) kuvvet ve yer değiştirme 4) ivme ve yer değiştirme.
Yanıtlar.
| İş numarası | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 |
| seçenek 1 | 3 | 4 | 3 | 1 | 2 | 2 | 3 | 4 | 4 |
| Seçenek 2 | 4 | 1 | 2 | 2 | 3 | 1 | 4 | 4 | 1 |
Profil düzeyi
seçenek 1
A1. Bir eylemsizlik sisteminden diğerine geçiş sırasında mekanikteki hangi kuvvetler önemini korur?
1) yer çekimi kuvvetleri, sürtünme, esneklik.
2) yalnızca yerçekimi
3) sadece sürtünme kuvveti
4) yalnızca elastik kuvvet.
A2. Bloğun yüzeye uyguladığı normal basınç kuvveti iki katına çıkarsa maksimum statik sürtünme kuvveti nasıl değişecektir?
1) Değişmeyecek. 2) 2 kat azalacaktır.
3) 2 kat artacak. 4) 4 kat artacak.
A3. Kütlesi 200 gram olan bir blok buz üzerinde kayıyor. Bloğun buz üzerinde kayma sürtünme katsayısı 0,1 ise bloğa etki eden kayma sürtünme kuvvetini belirleyin.
1) 0,2N. 2) 2H. 3) 4H. 4) 20N
A4. Yerçekimi kuvvetinin 4 kat azalması için cisimler arasındaki mesafe nasıl ve kaç kez değiştirilmelidir?
1) 2 kat artırın. 2) 2 kat azaltın.
3) 4 kat artırın. 4) 4 kat azaltın
A5. m kütleli bir yük, g ivmesiyle aşağıya doğru hareket etmeye başlayan bir asansörün zemininde durmaktadır.
Bu yükün ağırlığı nedir?
1) mg. 2) m(g+a). 3) m (g-a). 4) 0
A6. Roket motorları kapatıldıktan sonra uzay aracı dikey olarak yukarı doğru hareket eder, yörüngenin tepesine ulaşır ve ardından alçalır. Astronot yörüngenin hangi kısmında ağırlıksızlık durumundadır? Hava direncini ihmal edin.
1) Yalnızca yukarı doğru hareket sırasında. 2) Yalnızca aşağı doğru hareket sırasında.
3) Tüm uçuş boyunca motor çalışmıyorken.
4) Tüm uçuş boyunca motor çalışır durumdayken.
Bilet 1.
Kinematik. Mekanik hareket. Malzeme noktası ve kesinlikle sert gövde. Maddi bir noktanın kinematiği ve katı bir cismin öteleme hareketi. Yörünge, yol, yer değiştirme, hız, ivme.
Bilet 2.
Maddi bir noktanın kinematiği. Hız, ivme. Teğetsel, normal ve toplam ivme.
Kinematik- Bu hareketi belirleyen nedenlerle ilgilenmeden cisimlerin hareketini inceleyen bir fizik dalı.
Mekaniḱ mantıksal hareket́ hayır - bu vücut pozisyonundaki bir değişikliktir zaman içinde diğer cisimlere göre uzayda. (mekanik hareket üç fiziksel büyüklükle karakterize edilir: yer değiştirme, hız ve ivme)
Mekanik hareketin özellikleri temel kinematik denklemlerle birbirine bağlıdır:
Önemli nokta- Bu problemin koşullarında boyutları ihmal edilebilecek bir cisim.
Kesinlikle sert gövde- Belirli bir problemin koşulları altında deformasyonu ihmal edilebilecek bir cisim.
Maddi bir noktanın kinematiği ve katı bir cismin öteleme hareketi: ?
dikdörtgen, eğrisel bir koordinat sisteminde hareket
yarıçap vektörü kullanılarak farklı koordinat sistemlerinde nasıl yazılır
Yörünge - matın hareketiyle tanımlanan bir çizgi. puan.
Yol - karakterize eden skaler miktar vücudun yörüngesinin uzunluğu.
Hareketli - hareketli bir noktanın başlangıç konumundan son konumuna kadar çekilen düz bir çizgi parçası (vektör miktarı)
Hız:
Bir parçacığın zamanın her anında hareket ettiği yörünge boyunca hareket hızını karakterize eden bir vektör miktarı.
Parçacık vektör yarıçapının zamana göre türevi.
Yer değiştirmenin zamana göre türevi.
Hızlanma:
Hız vektörünün değişim oranını karakterize eden bir vektör miktarı.
Hızın zamana göre türevi.
Teğetsel hızlanma - yörüngeye teğetsel olarak yönlendirilir. a ivme vektörünün bir bileşenidir. Hız modülündeki değişimi karakterize eder.
Merkezcil veya Normal ivme - bir nokta bir daire içinde hareket ettiğinde meydana gelir. a ivme vektörünün bir bileşenidir. Normal ivme vektörü her zaman dairenin merkezine doğru yönlendirilir.
Toplam ivme, normal ve teğetsel ivmelerin karelerinin toplamının kareköküdür.
Bilet 3
Maddi bir noktanın dönme hareketinin kinematiği. Açısal değerler. Açısal ve doğrusal büyüklükler arasındaki ilişki.
Maddi bir noktanın dönme hareketinin kinematiği.
Dönme hareketi, vücudun tüm noktalarının, merkezleri dönme ekseni adı verilen aynı düz çizgi üzerinde bulunan daireleri tanımladığı bir harekettir.
Dönme ekseni gövdenin merkezinden, gövdenin içinden geçer veya gövdenin dışında yer alabilir.
Maddi bir noktanın dönme hareketi, maddi bir noktanın daire içindeki hareketidir.
Dönme hareketinin kinematiğinin temel özellikleri: açısal hız, açısal ivme.
Açısal yer değiştirme, hareketi sırasında açısal koordinatlardaki değişikliği karakterize eden vektör bir miktardır.
Açısal hız, bir noktanın yarıçap vektörünün dönme açısının, bu dönmenin meydana geldiği zaman periyoduna oranıdır (cismin etrafında döndüğü eksen boyunca yön).
Dönme frekansı, bir noktanın bir yönde düzgün hareketle birim zaman başına yaptığı tam dönüş sayısıyla ölçülen fiziksel bir niceliktir (n)
Dönme süresi - bir noktanın tam bir devrim yaptığı süre,
bir daire içinde hareket etmek (T)
N, t süresi boyunca vücudun yaptığı devir sayısıdır.
Açısal ivme, açısal hız vektörünün zaman içindeki değişimini karakterize eden bir niceliktir.
Açısal ve doğrusal büyüklükler arasındaki ilişki:
Doğrusal ve açısal hız arasındaki ilişki.
Teğetsel ve açısal ivme arasındaki ilişki.
normal (merkezcil) ivme, açısal hız ve doğrusal hız arasındaki ilişki.
Bilet 4.
Maddi bir noktanın dinamiği. Klasik mekanik, uygulanabilirliğinin sınırları. Newton yasaları. Eylemsiz referans sistemleri.
Maddi bir noktanın dinamiği:
Newton yasaları
Korunum kanunları (momentum, açısal momentum, enerji)
Klasik mekanik, Newton yasalarına ve Galileo'nun görelilik ilkesine dayanarak, cisimlerin konumlarındaki değişikliklerin yasalarını ve bunlara neden olan nedenleri inceleyen bir fizik dalıdır.
Klasik mekanik ikiye ayrılır:
Statik (bedenlerin dengesini dikkate alan)
kinematik (hareketin geometrik özelliğini, nedenlerini dikkate almadan inceler)
dinamikler (bedenlerin hareketini dikkate alan).
Klasik mekaniğin uygulanabilirliğinin sınırları:
Işık hızına yakın hızlarda klasik mekanik çalışmayı durdurur
Mikrokozmosun özellikleri (atomlar ve atom altı parçacıklar) klasik mekanik çerçevesinde anlaşılamaz.
Çok sayıda parçacık içeren sistemler dikkate alındığında klasik mekanik etkisiz hale gelir
Newton'un birinci yasası (eylemsizlik yasası):
Dış etkilerin yokluğunda maddi bir noktanın hareketsiz olduğu veya düzgün ve doğrusal olarak hareket ettiği referans sistemleri vardır.
Newton'un ikinci yasası:
Eylemsiz bir referans çerçevesinde, bir cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımı, cisme etki eden kuvvete eşittir.
Newton'un üçüncü yasası:
Etkileşen cisimlerin birbirlerine etki ettiği kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür.
Bir referans sistemi, hareketlerin dikkate alındığı, birbirine göre sabit olan bir dizi cisimdir (bir referans cismi, bir koordinat sistemi, bir saat içerir)
Atalet referans sistemi, atalet yasasının geçerli olduğu bir referans sistemidir: Dış kuvvetler tarafından etkilenmeyen veya bu kuvvetlerin etkisi telafi edilmeyen herhangi bir cisim, dinlenme veya düzgün doğrusal hareket halindedir.
Atalet, cisimlerin doğasında bulunan bir özelliktir (bir cismin hızını değiştirmek zaman alır).
Kütle ataletin niceliksel bir özelliğidir.
Bilet 5.
Vücudun kütle merkezi (atalet). Maddi bir noktanın ve katı bir cismin momentumu. Momentumun korunumu kanunu. Kütle merkezinin hareketi.
Maddi noktalar sisteminin kütle merkezi, konumu sistemin kütlesinin uzaydaki dağılımını karakterize eden bir noktadır.
Kütlelerin koordinat sisteminde dağılımı.
Bir cismin kütle merkezinin konumu, kütlesinin vücut hacmi boyunca nasıl dağıldığına bağlıdır.
Kütle merkezinin hareketi yalnızca sisteme etki eden dış kuvvetler tarafından belirlenir, sistemin iç kuvvetleri kütle merkezinin konumunu etkilemez.
kütle merkezinin konumu.
Kapalı bir sistemin kütle merkezi düz bir çizgide ve düzgün bir şekilde hareket eder veya sabit kalır.
Maddi bir noktanın momentumu, noktanın kütlesi ile hızının çarpımına eşit bir vektör miktarıdır.
Bir cismin momentumu, bireysel elemanlarının itme kuvvetlerinin toplamına eşittir.
Momentum matındaki değişim. nokta uygulanan kuvvetle orantılıdır ve kuvvetle aynı yöndedir.
Mat sisteminin etkisi. noktalar yalnızca dış kuvvetler tarafından değiştirilebilir ve sistemin momentumundaki değişiklik, dış kuvvetlerin toplamı ile orantılıdır ve sistemin bireysel cisimlerinin dürtülerini değiştiren iç kuvvetler ile örtüşür, değişmez. sistemin toplam itici gücü.
Momentumun korunumu yasası:
Sistemin gövdesine etki eden dış kuvvetlerin toplamı sıfıra eşitse sistemin momentumu korunur.
Bilet 6.
Güç işi. Enerji. Güç. Kinetik ve potansiyel enerji.Doğadaki kuvvetler.
İş, bir kuvvetin etkisinin sonucunu karakterize eden ve tamamen bu kuvvetin etkisi altında olan kuvvet vektörü ile yer değiştirme vektörünün skaler çarpımına sayısal olarak eşit olan fiziksel bir niceliktir.
A = F S cosа (kuvvet yönü ile hareket yönü arasındaki açı)
Aşağıdaki durumlarda iş yapılmaz:
Kuvvet etki eder ama vücut hareket etmez
Vücut hareket ediyor ama kuvvet sıfır
Kuvvet ve yer değiştirme vektörlerinin m/d açısı 90 derecedir
Güç, işin hızını karakterize eden ve işin yapıldığı aralığa sayısal olarak eşit olan fiziksel bir niceliktir.
Ortalama güç; anlık güç.
Güç, birim zamanda ne kadar iş yapıldığını gösterir.
Enerji, maddenin çeşitli hareket biçimlerinin tek bir ölçüsü ve maddenin hareketinin bir biçimden diğerine geçişinin bir ölçüsü olan skaler bir fiziksel niceliktir.
Mekanik enerji, cisimlerin hareketini ve etkileşimini karakterize eden bir miktardır ve cisimlerin hızlarının ve göreceli konumlarının bir fonksiyonudur. Kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamına eşittir.
Bir cismin kütlesinin hızının karesinin yarısına eşit olan fiziksel miktara cismin kinetik enerjisi denir.
Kinetik enerji hareket enerjisidir.
Bir cismin kütlesinin, yer çekiminin ivme modülü ve cismin Dünya yüzeyinin üzerine çıktığı yükseklik ile çarpımına eşit fiziksel miktara, cisim ile Dünya arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisi denir.
Potansiyel enerji etkileşimin enerjisidir.
A= – (Er2 – Er1).
1. Sürtünme kuvveti.
Sürtünme, cisimler arasındaki etkileşim türlerinden biridir. İki cisim temas ettiğinde ortaya çıkar. Temas halindeki cisimlerin atomları ve molekülleri arasındaki etkileşim nedeniyle ortaya çıkarlar (Kuru sürtünme kuvvetleri, sıvı veya gaz tabakasının yokluğunda iki katı cisim temas ettiğinde ortaya çıkan kuvvetlerdir. Statik sürtünme kuvveti her zaman dış kuvvete eşit büyüklükte ve ters yönde yönlendirilir. Dış kuvvet (Ftr)max'tan büyükse kayma sürtünmesi oluşur.)
μ kayma sürtünme katsayısı olarak adlandırılır.
2. Esneklik kuvveti. Hook kanunu.
Bir vücut deforme olduğunda, vücudun önceki boyutunu ve şeklini geri getirmeye çalışan bir kuvvet ortaya çıkar - basitleştirme kuvveti.
(gövdenin deformasyonu ile orantılı ve deformasyon sırasında vücut parçacıklarının hareket yönünün tersi yönde yönlendirilmiş)
Fkontrol = –kx.
K katsayısına cismin sertliği denir.
Çekme (x > 0) ve basınç (x)< 0).
Hooke yasası: bağıl gerinim ε, stres σ ile orantılıdır; burada E, Young modülüdür.
3. Yer reaksiyon kuvveti.
Destekten (veya süspansiyondan) vücuda etki eden elastik kuvvete destek reaksiyon kuvveti denir. Cisimler temas ettiğinde destek tepki kuvveti temas yüzeyine dik olarak yönlendirilir.
Bir cismin ağırlığı, cismin Dünya'ya olan çekiminden dolayı bir destek veya süspansiyon üzerinde etki ettiği kuvvettir.
4.Yerçekimi. 
Evrensel yerçekimi kuvvetinin tezahürlerinden biri yerçekimi kuvvetidir. 
5.Yerçekimi kuvveti (yerçekimi kuvveti)
Bütün cisimler birbirlerine kütleleriyle doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle çekilirler.
Bilet 7.
Korunumlu ve enerji tüketen kuvvetler. Mekanik enerjinin korunumu kanunu. Mekanik bir sistem için denge koşulu.
Korunumlu kuvvetler (potansiyel kuvvetler) - işi yörüngenin şekline bağlı olmayan kuvvetler (yalnızca kuvvetlerin uygulanmasının başlangıç ve bitiş noktalarına bağlıdır)
Korunumlu kuvvetler, herhangi bir kapalı yörünge boyunca işi 0'a eşit olan kuvvetlerdir.
Korunumlu kuvvetlerin keyfi bir kapalı kontur boyunca yaptığı iş 0'dır;
Maddi bir noktaya etki eden kuvvete, bu kuvvetin bu noktayı keyfi bir konum 1'den başka bir 2'ye hareket ettirirken yaptığı iş, bu hareketin meydana geldiği yörüngeye bağlı değilse, korunumlu veya potansiyel olarak adlandırılır:
Bir yörünge boyunca bir noktanın hareket yönünün tersine değiştirilmesi, miktarın işareti değiştiği için korunumlu kuvvetin işaretinde bir değişikliğe neden olur. Bu nedenle, örneğin maddi bir nokta kapalı bir yörünge boyunca hareket ettiğinde, korunumlu kuvvetin yaptığı iş sıfırdır. 
Korunum kuvvetlerin örnekleri, evrensel yerçekimi kuvvetleri, esneklik kuvvetleri ve yüklü cisimlerin elektrostatik etkileşim kuvvetleridir. Maddi bir noktayı keyfi kapalı bir yörünge boyunca hareket ettirirken kuvvetlerin işi sıfıra eşit olan alana potansiyel denir.
Enerji tüketen kuvvetler, hareketli bir mekanik sistem üzerindeki etkisi altında toplam mekanik enerjisinin azaldığı, örneğin ısı gibi diğer mekanik olmayan enerji biçimlerine dönüştüğü kuvvetlerdir.
Enerji tüketen kuvvetlere örnek: viskoz veya kuru sürtünme kuvveti.
Mekanik enerjinin korunumu yasası:
Kapalı bir sistem oluşturan ve birbirleriyle çekim ve elastik kuvvetlerle etkileşen cisimlerin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamı değişmez.
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
Kapalı bir sistem, hiçbir dış kuvvetin etki etmediği veya etkinin telafi edilmediği bir sistemdir.
Mekanik bir sistem için denge koşulu:
Statik, cisimlerin denge koşullarını inceleyen mekaniğin bir dalıdır.
Dönmeyen bir cismin dengede olabilmesi için cisme uygulanan tüm kuvvetlerin bileşkesinin sıfıra eşit olması gerekir.
Bir cisim belirli bir eksen etrafında dönebiliyorsa, denge için tüm kuvvetlerin sonucunun sıfır olması yeterli değildir.
Momentler kuralı: Sabit bir dönme eksenine sahip bir cisim, bu eksene göre cisme uygulanan tüm kuvvetlerin momentlerinin cebirsel toplamı sıfıra eşitse dengededir: M1 + M2 + ... = 0.
Dönme ekseninden kuvvetin etki çizgisine çizilen dikmenin uzunluğuna kuvvetin kolu denir.
F kuvvet modülü ile d kolunun çarpımına kuvvet momenti M denir. Cismi saat yönünün tersine döndürme eğiliminde olan kuvvetlerin momentleri pozitif kabul edilir.
Bilet 8.
Katı bir cismin dönme hareketinin kinematiği. Açısal yer değiştirme, açısal hız, açısal ivme. Doğrusal ve açısal özellikler arasındaki ilişki. Dönme hareketinin kinetik enerjisi.
Katı bir cismin dönüşünün kinematik açıklaması için açısal büyüklüklerin kullanılması uygundur: açısal yer değiştirme Δφ, açısal hız ω
Bu formüllerde açılar radyan cinsinden ifade edilir. Katı bir cisim sabit bir eksene göre döndüğünde, tüm noktaları aynı açısal hızlarla ve aynı açısal ivmelerle hareket eder. Pozitif dönme yönü genellikle saat yönünün tersine alınır.
Katı bir cismin dönme hareketi:
1) bir eksen etrafında - vücudun dönme ekseninde yatan tüm noktalarının hareketsiz olduğu ve vücudun geri kalan noktalarının eksen üzerinde merkezleri olan daireleri tanımladığı hareket;
2) bir nokta etrafında - O noktalarından birinin sabit olduğu ve diğerlerinin O noktasında merkezi olan kürelerin yüzeyleri boyunca hareket ettiği bir cismin hareketi.
Dönme hareketinin kinetik enerjisi.
Dönme hareketinin kinetik enerjisi, bir cismin dönüşüyle ilişkili enerjisidir.
Dönen cismi küçük Δmi elemanlarına bölelim. Dönme eksenine olan mesafeleri ri ile ve doğrusal hız modüllerini υi ile gösterelim. Bu durumda dönen cismin kinetik enerjisi şu şekilde yazılabilir:
Fiziksel miktar, dönen cismin kütlelerinin dönme eksenine göre dağılımına bağlıdır. Verilen bir eksene göre cismin eylemsizlik momenti I olarak adlandırılır:
Δm → 0 limitinde bu toplam bir integrale dönüşür.
Böylece, sabit bir eksen etrafında dönen katı bir cismin kinetik enerjisi şu şekilde temsil edilebilir:
Dönme hareketinin kinetik enerjisi, vücudun dönme eksenine göre atalet momenti ve açısal hızı ile belirlenir.
Bilet 9.
Dönme hareketinin dinamiği. Güç anı. Atalet momenti. Steiner'in teoremi.
Kuvvet momenti, bir kuvvetin katı bir cisme etki ettiğinde dönme etkisini karakterize eden bir niceliktir. Merkeze (noktaya) göre kuvvet momenti ile eksene göre kuvvet momenti arasında bir ayrım yapılır.
1. O merkezine göre kuvvetin momenti vektörel bir büyüklüktür. Modülü Mo = Fh, burada F kuvvetin modülüdür ve h koldur (O'dan kuvvetin etki çizgisine indirilen dikey uzunluğu)
Vektör çarpımı kullanılarak kuvvetin momenti Mo = eşitliği ile ifade edilir; burada r, O'dan kuvvetin uygulama noktasına çizilen yarıçap vektörüdür.
2. Bir eksene göre kuvvetin momenti, bu eksen üzerindeki izdüşümüne eşit cebirsel bir niceliktir.
Kuvvet momenti (tork; dönme momenti; tork), dönme ekseninden kuvvetin uygulama noktasına kadar çizilen yarıçap vektörünün ve bu kuvvetin vektörünün çarpımına eşit bir vektör fiziksel miktarıdır.
bu ifade Newton'un dönme hareketi için ikinci yasasıdır.
Bu ancak o zaman doğrudur:
a) M anıyla, etkisi altında vücudun bir eksen etrafında döndüğü bir dış kuvvetin momentinin bir kısmını kastediyorsak - bu teğetsel bileşendir.
b) kuvvet momentinin normal bileşeni dönme hareketine katılmaz, çünkü Mn noktayı yörüngeden çıkarmaya çalışır ve tanım gereği r-sabit Mn=0 ile tamamen 0'a eşittir ve Mz, momenti belirler. Rulmanlara uygulanan basınç kuvveti.
Atalet momenti skaler bir fiziksel niceliktir; bir eksen etrafında dönme hareketi yapan bir cismin ataletinin bir ölçüsüdür, tıpkı bir cismin kütlesinin öteleme hareketindeki ataletinin bir ölçüsü olması gibi.
Atalet momenti, cismin kütlesine ve cismin parçacıklarının dönme eksenine göre konumuna bağlıdır.
İnce çember Çubuk (ortadan sabitlenmiş) Çubuk Bakınız
Homojen silindir Disk Topu. 
(sağda Steiner'in cildinin 2. maddesinin resmi)
Steiner'in teoremi.
Belirli bir cismin herhangi bir eksene göre atalet momenti, yalnızca cismin kütlesine, şekline ve boyutuna değil, aynı zamanda cismin bu eksene göre konumuna da bağlıdır.
Huygens-Steiner teoremine göre, J gövdesinin keyfi bir eksene göre atalet momenti toplamına eşittir:
1) bu cismin kütle merkezinden geçen eksene göre ve söz konusu eksene paralel olarak bu cismin Jо atalet momenti,
2) vücut kütlesinin eksenler arasındaki mesafenin karesine oranı.
Bilet 10.
Dürtü anı. Dönme hareketinin dinamiği için temel denklem (moment denklemi). Açısal momentumun korunumu kanunu.
Momentum, ne kadar kütlenin döndüğüne, dönme eksenine göre nasıl dağıldığına ve dönmenin hangi hızda gerçekleştiğine bağlı olan fiziksel bir niceliktir.
Bir noktaya göre açısal momentum bir sözde vektördür.
Bir eksen etrafındaki momentum skaler bir büyüklüktür.
Bir parçacığın belirli bir referans noktasına göre açısal momentumu L, yarıçap vektörü ve momentumunun vektör çarpımı ile belirlenir: L=
r, belirli bir referans çerçevesinde sabit olan seçilen referans noktasına göre parçacığın yarıçap vektörüdür.
P parçacığın momentumudur.
L = RP günah A = P ben;
Simetri eksenlerinden biri etrafında dönen sistemler için (genel olarak konuşursak, ana eylemsizlik eksenleri etrafında), aşağıdaki ilişki geçerlidir:
Bir cismin dönme eksenine göre momentum momenti.
Katı bir cismin eksene göre açısal momentumu, tek tek parçaların açısal momentumunun toplamıdır.
Moment denklemi.
Maddi bir noktanın sabit bir eksene göre açısal momentumunun zamana göre türevi, aynı eksene göre noktaya etki eden kuvvetin momentine eşittir:
M=JE=J dw/dt=dL/dt
Açısal momentumun korunumu yasası (açısal momentumun korunumu yasası) - kapalı bir sistem için herhangi bir eksene göre tüm açısal momentumun vektör toplamı, sistemin dengesi durumunda sabit kalır. Buna göre kapalı bir sistemin herhangi bir sabit noktaya göre açısal momentumu zamanla değişmez.
=> dL/dt=0 yani. L=sabit
Dönme hareketi sırasında iş ve kinetik enerji. Düzlem harekette kinetik enerji.
Bir kütle noktasına uygulanan dış kuvvet
Kütlenin dt zamanında kat ettiği mesafe
Ancak dönme eksenine göre kuvvet momentinin modülüne eşittir.
buradan
dikkate alınarak
iş için ifadeyi alıyoruz:
Dönme hareketi işi, tüm vücudu döndürmek için harcanan işe eşittir.
Dönme hareketi sırasındaki iş, kinetik enerjinin arttırılmasıyla gerçekleşir:
Düzlem (düzlem-paralel) hareket, tüm noktalarının sabit bir düzleme paralel hareket ettiği bir harekettir.
Düzlem hareketi sırasındaki kinetik enerji, öteleme ve dönme hareketinin kinetik enerjilerinin toplamına eşittir:
Bilet 12.
Harmonik titreşimler. Serbest sönümsüz salınımlar. Harmonik osilatör. Harmonik bir osilatörün diferansiyel denklemi ve çözümü. Sönümsüz salınımların özellikleri. Sönümsüz salınımlarda hız ve ivme.
Mekanik titreşimler eşit zaman aralıklarında tam olarak (veya yaklaşık olarak) tekrarlanan vücut hareketleridir. Salınım yapan bir cismin hareket yasası, belirli bir periyodik zaman fonksiyonu x = f (t) kullanılarak belirlenir.
Diğer fiziksel nitelikteki salınımlı süreçler gibi mekanik titreşimler de serbest ve zorlanabilir.
Serbest titreşimler Sistem dengeden çıktıktan sonra sistemin iç kuvvetlerinin etkisi altında gerçekleştirilir. Bir yayın üzerindeki ağırlığın salınımları veya bir sarkacın salınımları serbest salınımlardır. Periyodik olarak değişen dış kuvvetlerin etkisi altında meydana gelen salınımlara denir. zoraki.
Harmonik salınım, argümana bağımlılığın sinüs veya kosinüs fonksiyonu karakterine sahip olduğu, herhangi bir miktardaki periyodik değişim olgusudur.
Aşağıdaki koşullar yerine getirilirse salınımlara harmonik denir:
1) sarkacın salınımları süresiz olarak devam eder (çünkü geri dönüşü olmayan enerji dönüşümleri yoktur);
2) denge konumundan sağa doğru maksimum sapması, sola doğru maksimum sapmaya eşittir;
3) sağa sapma süresi sola sapma zamanına eşittir;
4) Denge konumundan sağa ve sola hareketin doğası aynıdır.
X = Xm cos (ωt + φ0).
V= -A w o sin(w o + φ)=A w o cos(w o t+ φ+P/2)
a= -A w o *2 cos(w o t+ φ)= A w o *2 cos(w o t+ φ+P)
x – vücudun denge konumundan yer değiştirmesi,
xm – salınımların genliği, yani denge konumundan maksimum yer değiştirme,
ω – döngüsel veya dairesel titreşim frekansı,
t – zaman.
φ = ωt + φ0 harmonik sürecin fazı olarak adlandırılır
φ0'a başlangıç aşaması denir.
Vücudun hareketinin tekrarlandığı minimum zaman aralığına salınım periyodu T denir.
Salınım frekansı f, 1 saniyede kaç salınım meydana geldiğini gösterir.
Sönümsüz salınımlar, sabit genliğe sahip salınımlardır.
Sönümlü salınımlar, enerjisi zamanla azalan salınımlardır.
Serbest sönümsüz salınımlar:
En basit mekanik salınım sistemini - viskoz olmayan bir ortamda bir sarkaç - ele alalım.
Hareket denklemini Newton'un ikinci yasasına göre yazalım:
Bu denklemi x eksenine izdüşümlerle yazalım. x eksenine ivme izdüşümünü x koordinatının zamana göre ikinci türevi olarak temsil edelim.
k/m'yi w2 ile gösterelim ve denkleme şu formu verelim:
Nerede 
Denklemimizin çözümü formun bir fonksiyonudur:
Harmonik bir osilatör, denge konumundan kaydırıldığında, x yer değiştirmesiyle orantılı bir geri yükleme kuvveti F'ye maruz kalan bir sistemdir (Hooke yasasına göre):
k, sistemin sertliğini tanımlayan pozitif bir sabittir.
1. Sisteme etki eden tek kuvvet F ise, sisteme basit veya korunumlu harmonik osilatör denir.
2. Hareket hızıyla (viskoz sürtünme) orantılı bir sürtünme kuvveti (sönümleme) de varsa, böyle bir sisteme sönümlü veya enerji tüketen osilatör denir.
Harmonik bir osilatörün diferansiyel denklemi ve çözümü:
Korunumlu harmonik osilatörün bir modeli olarak, k sertliğindeki bir yaya bağlı m kütleli bir yükü alıyoruz. Yükün denge konumuna göre yer değiştirmesi x olsun. Daha sonra Hooke yasasına göre, bir geri çağırıcı kuvvet buna etki edecektir:
Newton'un ikinci yasasını kullanarak şunu yazıyoruz:
İvmeyi koordinatın zamana göre ikinci türeviyle gösterip değiştirerek şunu yazıyoruz:
Bu diferansiyel denklem konservatif harmonik osilatörün davranışını tanımlar. ω0 katsayısına osilatörün döngüsel frekansı denir.
Bu denklemin çözümünü şu şekilde arayacağız:
Burada genlik, salınım frekansı (doğal frekansa eşit olması gerekmez) ve başlangıç fazıdır.
Diferansiyel denklemde yerine koyun.
Genlik azalır. Bu, herhangi bir değere sahip olabileceği anlamına gelir (sıfır dahil - bu, yükün denge konumunda hareketsiz olduğu anlamına gelir). Eşitliğin herhangi bir t anında doğru olması gerektiğinden sinüs ile de azaltabilirsiniz. Ve salınım frekansının koşulu aynı kalır:
Bu işaretin seçimindeki keyfilik, başlangıç fazının seçiminin keyfiliği tarafından kapsandığından, negatif frekans atılabilir.
Denklemin genel çözümü şu şekilde yazılır:
burada genlik A ve başlangıç fazı isteğe bağlı sabitlerdir.
Kinetik enerji şu şekilde yazılır:
ve potansiyel enerji var
Sürekli salınımların özellikleri:
Genlik değişmiyor
Frekans sertliğe ve kütleye (yay) bağlıdır
Sürekli salınım hızı:
Sürekli salınımların hızlanması:
Bilet 13.
Serbest sönümlü salınımlar. Diferansiyel denklem ve çözümü. Azalma, logaritmik azalma, sönüm katsayısı. Rahatlama vakti.
Serbest sönümlü salınımlar
Harekete ve sürtünmeye karşı direnç kuvvetleri ihmal edilebilirse, sistem denge konumundan çıkarıldığında yüke yalnızca yayın elastik kuvveti etki edecektir.
Newton’un 2. kanununa göre derlenen yükün hareket denklemini yazalım:
Hareket denklemini X eksenine yansıtalım.
dönüşüm: 
Çünkü
bu serbest harmonik sönümsüz salınımların diferansiyel denklemidir.
Denklemin çözümü:
Diferansiyel denklem ve çözümü:
Herhangi bir salınım sisteminde, hareketi sistemin enerjisinde bir azalmaya yol açan direnç kuvvetleri vardır. Enerji kaybı dış kuvvetlerin çalışmasıyla yenilenmezse salınımlar sönecektir.
Direnç kuvveti hızla orantılıdır:
r, direnç katsayısı adı verilen sabit bir değerdir. Eksi işareti kuvvet ve hızın zıt yönlere sahip olmasından kaynaklanmaktadır.
Direnç kuvvetlerinin varlığında Newton'un ikinci yasasının denklemi şu şekildedir:
, gösterimini kullanarak hareket denklemini aşağıdaki gibi yeniden yazarız:
Bu denklem sistemin sönümlü salınımlarını açıklar
Denklemin çözümü:
Zayıflama katsayısı, genliğin e kat azaldığı süre ile ters orantılı bir değerdir.
Salınımların genliğinin e faktörü kadar azaldığı süreye sönüm süresi denir.
Bu süre zarfında sistem salınım yapar.
Salınımların sönümleme hızının niceliksel bir özelliği olan sönümleme azalması, salınım değerinin aynı yönde birbirini izleyen iki maksimum sapma oranının doğal logaritmasıdır.
Logaritmik zayıflama azalması, bir salınım miktarının bir maksimum veya minimumdan art arda geçiş anlarındaki genliklerin oranının logaritmasıdır (salınımların zayıflaması genellikle logaritmik bir zayıflama azalmasıyla karakterize edilir):
Bu, aşağıdaki ilişki ile N salınımlarının sayısıyla ilgilidir:
Gevşeme süresi, sönümlü salınımın genliğinin e faktörü kadar azaldığı süredir.
Bilet 14.
Zorlanmış titreşimler. Zorlanmış salınımların tam diferansiyel denklemi ve çözümü. Zorunlu salınımların periyodu ve genliği.
Zorlanmış salınımlar, zamanla değişen dış kuvvetlerin etkisi altında meydana gelen salınımlardır.
Osilatör (sarkaç) için Newton'un ikinci yasası şu şekilde yazılacaktır:
Eğer 
ve ivmeyi koordinatın zamana göre ikinci türeviyle değiştirirsek aşağıdaki diferansiyel denklemi elde ederiz:
Homojen denklemin genel çözümü:
burada A,φ keyfi sabitlerdir
Özel bir çözüm bulalım. Denklemin içine: formunun çözümünü koyalım ve sabitin değerini elde edelim:
Daha sonra nihai çözüm şu şekilde yazılacaktır:
Zorla salınımların doğası, dış kuvvetin eyleminin doğasına, büyüklüğüne, yönüne, etki sıklığına bağlıdır ve salınan cismin boyutuna ve özelliklerine bağlı değildir.
Zorla salınımların genliğinin dış kuvvetin frekansına bağımlılığı.
Zorunlu salınımların periyodu ve genliği:
Genlik, zorlanmış salınımların frekansına bağlıdır; eğer frekans rezonans frekansına eşitse, o zaman genlik maksimumdur. Aynı zamanda zayıflama katsayısına da bağlıdır; eğer 0'a eşitse genlik sonsuzdur.
Periyot frekansla ilgilidir; zorlanmış salınımların herhangi bir periyodu olabilir.
Bilet 15.
Zorlanmış titreşimler. Zorunlu salınımların periyodu ve genliği. Salınım frekansı. Rezonans, rezonans frekansı. Rezonans eğrileri ailesi.
Bilet 14.
Dış kuvvetin frekansı ile vücudun kendi titreşimlerinin frekansı çakıştığında, zorlanmış titreşimlerin genliği keskin bir şekilde artar. Bu olaya mekanik rezonans denir.
Rezonans, zorlanmış salınımların genliğinde keskin bir artış olgusudur.
Genlikteki bir artış yalnızca rezonansın bir sonucudur ve bunun nedeni, dış frekansın salınım sisteminin iç frekansı ile çakışmasıdır.
Rezonans frekansı - genliğin maksimum olduğu frekans (doğal frekanstan biraz daha az)
Zorunlu salınımların genliğine karşı itici kuvvetin frekansının grafiğine rezonans eğrisi denir.
Sönümleme katsayısına bağlı olarak bir rezonans eğrileri ailesi elde ederiz; katsayı ne kadar düşükse eğri o kadar küçük, o kadar büyük ve yüksektir.
Bilet 16.
Tek yönlü salınımların eklenmesi. Vektör diyagramı. Dayak.
Aynı yönde ve aynı frekansta birkaç harmonik salınımın eklenmesi, salınımlar bir düzlem üzerinde vektörler olarak grafiksel olarak gösterilirse daha açık hale gelir. Bu şekilde elde edilen diyagrama vektör diyagramı denir.
Aynı yönde ve aynı frekansta iki harmonik salınımın toplandığını düşünün:
Her iki titreşimi de A1 ve A2 vektörlerini kullanarak temsil edelim. Vektör toplama kurallarını kullanarak, elde edilen A vektörünü oluştururuz; bu vektörün x eksenine izdüşümü, eklenen vektörlerin izdüşümlerinin toplamına eşittir:
Bu nedenle A vektörü ortaya çıkan salınımı temsil eder. Bu vektör A1 ve A2 vektörleriyle aynı açısal hızla döner, dolayısıyla x1 ve x2'nin toplamı aynı frekans, genlik ve faza sahip bir harmonik salınımdır. Kosinüs teoremini kullanarak şunu buluruz:
Harmonik salınımları vektörler kullanarak temsil etmek, fonksiyonların toplamını vektörlerin eklenmesiyle değiştirmenize olanak tanır ki bu çok daha basittir.
Vuruşlar, biraz farklı fakat benzer frekanslara sahip iki harmonik salınımın üst üste gelmesinden kaynaklanan, genliği periyodik olarak değişen salınımlardır.
Bilet 17.
Karşılıklı dik titreşimlerin eklenmesi. Dönme hareketinin açısal hızı ile döngüsel frekans arasındaki ilişki. Lissajous figürleri.
Karşılıklı dik titreşimlerin eklenmesi:
Karşılıklı olarak iki dik yöndeki salınımlar birbirinden bağımsız olarak meydana gelir:
Burada harmonik salınımların doğal frekansları eşittir:
Kargo hareketinin yörüngesini düşünelim:
dönüşümler sırasında şunu elde ederiz:
Böylece yük eliptik bir yol boyunca periyodik hareketler yapacaktır. Yörünge boyunca hareketin yönü ve elipsin eksenlere göre yönelimi, başlangıçtaki faz farkına bağlıdır.
Karşılıklı olarak dik iki salınımın frekansları çakışmıyorsa ve katları ise, o zaman hareket yörüngeleri Lissajous şekilleri adı verilen kapalı eğrilerdir. Salınım frekanslarının oranının, Lissajous figürünün temas noktalarının sayısının, içine yazıldığı dikdörtgenin kenarlarına oranına eşit olduğuna dikkat edin.
Bilet 18.
Bir yay üzerindeki yükün salınımları. Matematiksel ve fiziksel sarkaç. Titreşimlerin özellikleri.
Harmonik kanuna göre serbest titreşimlerin oluşabilmesi için, cismi denge konumuna döndürmeye çalışan kuvvetin, cismin denge konumundan yaptığı yer değiştirmeyle orantılı ve yer değiştirmenin tersi yönde yönlendirilmesi gerekir.
F (t) = ma (t) = –m ω2 x (t)
Fpr = –kx Hooke yasası.
Bir yay üzerindeki yükün serbest salınımlarının dairesel frekansı ω0 Newton'un ikinci yasasından bulunur:
ω0 frekansına salınım sisteminin doğal frekansı denir.
Bu nedenle yay üzerindeki yük için Newton'un ikinci yasası şu şekilde yazılabilir:
Bu denklemin çözümü formun harmonik fonksiyonlarıdır:
x = xm çünkü (ωt + φ0).
Denge konumunda bulunan yüke keskin bir itme yardımıyla başlangıç hızı verilse
Matematiksel bir sarkaç, ağırlıksız, uzayamaz bir iplik üzerinde veya yerçekimi alanında ağırlıksız bir çubuk üzerinde asılı duran maddi bir noktadan oluşan mekanik bir sistem olan bir osilatördür. Serbest düşme ivmesi g olan bir yerçekimi alanında l uzunluğundaki matematiksel bir sarkacın küçük salınımlarının periyodu şuna eşittir:
ve sarkacın genliğine ve kütlesine çok az bağlıdır.
Fiziksel bir sarkaç, bu cismin kütle merkezi olmayan bir noktaya veya kuvvetlerin hareket yönüne dik sabit bir eksene göre herhangi bir kuvvet alanında salınan katı bir cisim olan bir osilatördür. bu cismin kütle merkezinden geçen
Bilet 19.
Dalga süreci. Elastik dalgalar. Boyuna ve enine dalgalar. Düzlem dalga denklemi. Faz hızı. Dalga denklemi ve çözümü.
Dalga, uzayda zaman içinde yayılan fiziksel bir miktarın bozulması olgusudur.
Dalgaların yayıldığı fiziksel ortama bağlı olarak:
Bir sıvının yüzeyindeki dalgalar;
Elastik dalgalar (ses, sismik dalgalar);
Vücut dalgaları (ortamda yayılan);
Elektromanyetik dalgalar (radyo dalgaları, ışık, x-ışınları);
Yerçekimi dalgaları;
Plazmadaki dalgalar.
Ortam parçacıklarının titreşim yönü ile ilgili olarak:
Boyuna dalgalar (sıkıştırma dalgaları, P dalgaları) - ortamın parçacıkları, dalganın yayılma yönüne paralel (boyunca) salınır (örneğin, ses yayılımı durumunda olduğu gibi);
Enine dalgalar (kayma dalgaları, S dalgaları) - ortamın parçacıkları, dalganın yayılma yönüne dik olarak salınır (elektromanyetik dalgalar, ortamın ayırma yüzeylerindeki dalgalar);
Karışık dalgalar.
Dalga cephesinin türüne göre (eşit fazların yüzeyi):
Düzlem dalga - faz düzlemleri dalga yayılma yönüne dik ve birbirine paraleldir;
Küresel dalga - fazların yüzeyi bir küredir;
Silindirik dalga - fazların yüzeyi bir silindire benzer.
Elastik dalgalar (ses dalgaları), elastik kuvvetlerin etkisi nedeniyle sıvı, katı ve gazlı ortamlarda yayılan dalgalardır.
Enine dalgalar, parçacıkların yer değiştirmelerinin ve titreşim hızlarının yönlendirildiği düzleme dik bir yönde yayılan dalgalardır.
Boyuna dalgalar, yayılma yönleri ortam parçacıklarının yer değiştirme yönleriyle çakışan dalgalar.
Düzlem dalga, her an yayılma yönüne dik olan herhangi bir düzlemde bulunan tüm noktaların, ortam parçacıklarının aynı yer değiştirmelerine ve hızlarına karşılık geldiği bir dalga
Düzlem dalga denklemi:
Faz hızı, belirli bir yön boyunca uzayda sabit bir salınım hareketi fazına sahip bir noktanın hareket hızıdır.
Salınımların t zamanında ulaştığı noktaların geometrik konumuna dalga cephesi denir.
Aynı fazda salınan noktaların geometrik konumuna dalga yüzeyi denir.
Dalga denklemi ve çözümü:
Homojen bir izotropik ortamda dalgaların yayılması genellikle dalga denklemi - kısmi bir diferansiyel denklem - ile tanımlanır.
Nerede 
Denklemin çözümü herhangi bir dalganın denklemidir ve şu forma sahiptir:
Bilet 20.
Enerjinin ilerleyen bir dalga ile aktarılması. Vektör Umov. Dalgaların eklenmesi. Üstüste binme ilkesi. Durağan dalga.
Dalga, bu ortamda yayılan ve beraberinde enerji taşıyan bir ortamın durumundaki değişikliktir. (dalga, zamanla değişen herhangi bir fiziksel miktarın maksimum ve minimumlarının uzaysal bir değişimidir; örneğin bir maddenin yoğunluğu, elektrik alan kuvveti, sıcaklık)
Yürüyen dalga, aşağıdaki ifadeye göre zaman t ve uzay z'de değişen bir dalga bozukluğudur:
dalganın genlik zarfı nerede, K dalga numarası ve salınım fazıdır. Bu dalganın faz hızı şu şekilde verilir:
dalga boyu nerede.
Enerji transferi - dalganın yayıldığı elastik ortam, hem parçacıkların titreşim hareketinin kinetik enerjisine hem de ortamın deformasyonunun neden olduğu potansiyel enerjiye sahiptir.
Yürüyen bir dalga, bir ortamda yayılırken enerjiyi aktarır (duran dalganın aksine).
Duran dalga - alternatif maksimumlar (antinotlar) ve genliğin minimumları (düğümler) gibi karakteristik bir düzenlemeye sahip dağıtılmış salınım sistemlerinde salınımlar. Uygulamada, yansıyan dalganın gelen dalganın üzerine binmesi sonucu engellerden ve homojensizliklerden yansıdığında böyle bir dalga oluşur. Bu durumda dalganın yansıma yerindeki frekansı, fazı ve zayıflama katsayısı son derece önemlidir. Duran dalga örnekleri arasında bir ipin titreşimleri, bir organ borusundaki havanın titreşimleri yer alır.
Umov (Umov-Poynting) vektörü, fiziksel alanın enerji akışı yoğunluğunun vektörüdür; Belirli bir noktada enerji akış yönüne dik olan birim alandan birim zamanda aktarılan enerjiye sayısal olarak eşittir.
Süperpozisyon ilkesi fiziğin birçok dalındaki en genel yasalardan biridir.
En basit formülasyonunda, süperpozisyon ilkesi şunu belirtir: Bir parçacık üzerindeki çeşitli dış kuvvetlerin etkisinin sonucu, kuvvetlerin her birinin etkisinin sonuçlarının toplamıdır.
Süperpozisyon ilkesi, yukarıda verilene tamamen eşdeğer olduğunu vurguladığımız diğer formülasyonları da alabilir:
İki parçacık arasındaki etkileşim, ilk ikisiyle de etkileşime giren üçüncü bir parçacık eklendiğinde değişmez.
Çok parçacıklı bir sistemdeki tüm parçacıkların etkileşim enerjisi, tüm olası parçacık çiftleri arasındaki ikili etkileşimlerin enerjilerinin toplamıdır. Sistemde çok parçacık etkileşimi yoktur.
Çok parçacıklı bir sistemin davranışını tanımlayan denklemler parçacık sayısı açısından doğrusaldır.
Dalgaların eklenmesi - her noktada salınımların eklenmesi.
Duran dalgaların eklenmesi, farklı yönlerde yayılan iki özdeş dalganın eklenmesidir.
Bilet 21.
Ataletli ve eylemsiz olmayan referans sistemleri. Galileo'nun görelilik ilkesi.
Atalet- Kuvvet etkisi altında olmayan veya dengede olan cismin hareketsiz olduğu veya düzgün ve doğrusal olarak hareket ettiği referans sistemleri
Eylemsiz olmayan referans çerçevesi- eylemsiz olmayan keyfi bir referans sistemi. Ataletsiz referans sistemlerine örnekler: sabit ivmeyle doğrusal olarak hareket eden bir sistemin yanı sıra dönen bir sistem
Görelilik ilkesi Celile- eylemsiz referans sistemlerindeki tüm fiziksel süreçlerin, sistemin sabit veya düzgün ve doğrusal hareket durumunda olmasına bakılmaksızın aynı şekilde ilerlediğini söyleyen temel bir fiziksel prensip.
Bundan, doğanın tüm yasalarının tüm eylemsiz referans çerçevelerinde aynı olduğu sonucu çıkar.
Bilet 22.
Moleküler kinetik teorinin fiziksel temelleri. Temel gaz kanunları. İdeal bir gazın durum denklemi. Moleküler kinetik teorisinin temel denklemi.
Moleküler kinetik teori (MKT olarak kısaltılır), maddenin yapısını, özellikle de gazları, üç ana yaklaşık olarak doğru hüküm açısından ele alan bir teoridir:
tüm cisimler boyutları ihmal edilebilecek parçacıklardan oluşur: atomlar, moleküller ve iyonlar;
parçacıklar sürekli kaotik hareket halindedir (termal);
Parçacıklar birbirleriyle kesinlikle esnek çarpışmalar yoluyla etkileşime girer.
Bu hükümlere ilişkin ana deliller dikkate alınmıştır:
Difüzyon
Brown hareketi
Maddenin toplam halindeki değişiklikler
Clapeyron-Mendeleev denklemi - İdeal bir gazın basıncı, molar hacmi ve mutlak sıcaklığı arasındaki ilişkiyi kuran bir formül.
PV = υRT υ = m/μ
Boyle-Mariotte yasası şunları belirtir:
İdeal bir gazın sabit sıcaklık ve kütlesinde, basıncının ve hacminin çarpımı sabittir
pV= sabit,
Nerede P- gaz basıncı; V- gaz hacmi
Eşcinsel Lussac - V / T= sabit
Charles... P / T= sabit
Boyle - Mariotta - PV= yapı
Avogadro yasası kimyanın önemli temel ilkelerinden biridir ve "aynı sıcaklık ve basınçta alınan farklı gazların eşit hacimlerinin aynı sayıda molekül içerdiğini" belirtir.
Avogadro yasasının sonucu: Aynı koşullar altında herhangi bir gazın bir molü aynı hacmi kaplar.
Özellikle normal koşullar altında, yani. 0°C (273 K) ve 101,3 kPa'da 1 mol gazın hacmi 22,4 l/mol'dür. Bu hacme gazın molar hacmi V m denir.
Dalton yasaları:
Bir gaz karışımının toplam basıncı kanunu - Kimyasal olarak etkileşime girmeyen ideal gazlardan oluşan bir karışımın basıncı, kısmi basınçların toplamına eşittir
Ptot = P1 + P2 + … + Pn
Gaz karışımı bileşenlerinin çözünürlüğü kanunu - Sabit bir sıcaklıkta, sıvının üzerinde bulunan gaz karışımının bileşenlerinin her birinin belirli bir sıvı içindeki çözünürlüğü, kısmi basınçlarıyla orantılıdır.
Her iki Dalton kanunu da ideal gazlar için kesinlikle karşılanmıştır. Gerçek gazlar için bu yasalar, çözünürlüklerinin düşük olması ve davranışlarının ideal gaza yakın olması koşuluyla geçerlidir.
İdeal bir gazın durum denklemi - bkz. Clapeyron - Mendeleev denklemi PV = υRT υ = m/μ
Moleküler kinetik teorinin (MKT) temel denklemi
Moleküler kinetik teorisinin temel denklemi. Duvardaki gaz basıncı. Moleküllerin ortalama enerjisi. Eşit dağılım kanunu. Serbestlik derecesi sayısı.
Duvardaki gaz basıncı - Hareketleri sırasında moleküller birbirleriyle ve gazın bulunduğu kabın duvarlarıyla çarpışır. Bir gazın içinde çok sayıda molekül vardır, dolayısıyla bunların etkilerinin sayısı da çok fazladır. Tek bir molekülün darbe kuvveti küçük olmasına rağmen, tüm moleküllerin damar duvarlarına etkisi önemlidir ve gaz basıncı oluşturur.
Bir molekülün ortalama enerjisi –
Gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi (bir molekül başına) şu ifadeyle belirlenir:
Ek= ½ m
Rastgele hareket eden çok sayıda parçacık üzerinden ortalaması alınan atomların ve moleküllerin öteleme hareketinin kinetik enerjisi, sıcaklık denilen şeyin bir ölçüsüdür. Sıcaklık ise T Kelvin (K) derece cinsinden ölçülür, ardından onunla ilişkisi e k ilişki tarafından verilir
Eşbölüm yasası, termodinamik denge durumundaki bir istatistiksel sistem için, her öteleme ve dönme serbestlik derecesi için ortalama bir kinetik enerjinin bulunduğunu belirten klasik istatistiksel fizik yasasıdır. kT/2, ve her titreşimsel serbestlik derecesi için - ortalama enerji kT(Nerede T - sistemin mutlak sıcaklığı, k - Boltzmann sabiti).
Eşbölüm teoremi, termal dengede enerjinin farklı formları arasında eşit olarak bölündüğünü belirtir.
Serbestlik derecesi sayısı, molekülün uzaydaki konumunu ve konfigürasyonunu belirleyen en küçük bağımsız koordinat sayısıdır.
Tek atomlu bir molekülün serbestlik derecesi sayısı 3 (üç koordinat ekseni yönünde öteleme hareketi), diyatomik için - 5 (üç atomlu ve iki dönmeli, çünkü X ekseni etrafında dönüş yalnızca çok yüksek sıcaklıklarda mümkündür), triatomik için - 6 (üç öteleme ve üç dönme).
Bilet 24.
Klasik istatistiğin unsurları. Dağıtım fonksiyonları. Hızların mutlak değerine göre Maxwell dağılımı.
Bilet 25.
Hızın mutlak değerine göre Maxwell dağılımı. Moleküllerin karakteristik hızlarının bulunması.
Klasik istatistiğin unsurları:
Rastgele değişken, deney sonucunda birçok değerden birini alan bir miktardır ve bu miktarın bir veya başka bir değerinin görünümü, ölçümünden önce doğru bir şekilde tahmin edilememektedir.
Sürekli rastgele değişken (CRV), tüm değerleri sonlu veya sonsuz bir aralıktan alabilen rastgele bir değişkendir. Sürekli bir rastgele değişkenin olası değerleri kümesi sonsuzdur ve sayılamaz.
Dağılım fonksiyonu, test sonucunda rastgele değişken X'in x'ten küçük bir değer alma olasılığını belirleyen F(x) fonksiyonudur.
Dağıtım fonksiyonu, makroskobik bir sistemin parçacıklarının koordinatlar, momentum veya kuantum durumları üzerindeki dağılımının olasılık yoğunluğudur. Dağıtım işlevi, rastgele davranışla karakterize edilen çok çeşitli (yalnızca fiziksel değil) sistemlerin ana özelliğidir; sistemin durumundaki ve buna bağlı olarak parametrelerindeki rastgele değişiklik.
Hızların mutlak değerine göre Maxwell dağılımı:
Gaz molekülleri hareket ettikçe sürekli çarpışır. Çarpışma anında her molekülün hızı değişir. Artabilir ve azalabilir. Ancak RMS hızı değişmeden kalır. Bu, belirli bir sıcaklıktaki bir gazda, moleküllerin zamanla değişmeyen, belirli bir istatistiksel yasaya uyan belirli bir sabit hız dağılımının oluşmasıyla açıklanmaktadır. Tek bir molekülün hızı zamanla değişebilir, ancak belirli bir hız aralığında hızlara sahip moleküllerin oranı değişmeden kalır.
Molekül fraksiyonunun Δv hız aralığına oranının grafiği. .
Uygulamada grafik, moleküllerin hız dağılım fonksiyonu veya Maxwell yasası ile tanımlanır:
Türetilmiş formül:
Gazın sıcaklığı değiştiğinde, tüm moleküllerin hareket hızı ve dolayısıyla en olası hız değişecektir. Bu nedenle eğrinin maksimumu sıcaklık arttıkça sağa, sıcaklık azaldıkça sola kayacaktır.
Maksimumun yüksekliği sıcaklık değişimleriyle birlikte değişir. Dağılım eğrisinin orijinden başlaması, gazda durağan moleküllerin olmadığı anlamına gelir. Eğrinin x eksenine sonsuz yüksek hızlarda asimptotik olarak yaklaşması gerçeğinden, çok yüksek hızlara sahip az sayıda molekülün olduğu sonucu çıkar.
Bilet 26.
Boltzmann dağılımı. Maxwell-Boltzmann dağılımı. Boltzmann'ın barometrik formülü.
Boltzmann dağılımı, termodinamik denge koşulları altında ideal bir gazın parçacıklarının (atomlar, moleküller) enerji dağılımıdır.
Boltzmann dağıtım yasası:
burada n, h yüksekliğindeki moleküllerin konsantrasyonudur,
n0 – başlangıç seviyesindeki moleküllerin konsantrasyonu h = 0,
m – parçacıkların kütlesi,
g – serbest düşme ivmesi,
k – Boltzmann sabiti,
T – sıcaklık.
Maxwell-Boltzmann dağılımı:
ideal gaz parçacıklarının bir dış kuvvet alanında (örneğin, bir yerçekimi alanında) enerjiye (E) göre denge dağılımı; dağıtım fonksiyonu tarafından belirlenir:
burada E parçacığın kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamıdır,
T - mutlak sıcaklık,
k - Boltzmann sabiti
Barometrik formül, bir gazın basıncının veya yoğunluğunun yerçekimi alanındaki yüksekliğe bağımlılığıdır. Sabit bir T sıcaklığına sahip olan ve düzgün bir yerçekimi alanında bulunan (hacminin tüm noktalarında yerçekimi ivmesi g aynıdır) ideal bir gaz için barometrik formül aşağıdaki forma sahiptir:
p, h yüksekliğinde bulunan katmandaki gaz basıncıdır,
p0 - sıfır seviyedeki basınç (h = h0),
M gazın molar kütlesidir,
R - gaz sabiti,
T - mutlak sıcaklık.
Barometrik formülden, aynı yasaya göre n moleküllerinin konsantrasyonunun (veya gaz yoğunluğunun) yükseklikle azaldığı sonucu çıkar:
burada m bir gaz molekülünün kütlesidir, k ise Boltzmann sabitidir.
Bilet 27.
Termodinamiğin birinci yasası. Çalışmak ve sıcaklık. Süreçler. Gazın çeşitli izoproseslerde yaptığı iş. Çeşitli süreçlerde termodinamiğin birinci yasası. İlk prensibin formülasyonları.
Bilet 28.
İdeal bir gazın iç enerjisi. İdeal bir gazın sabit hacim ve sabit basınçta ısı kapasitesi. Mayer denklemi.
Termodinamiğin birinci yasası - termodinamiğin üç temel yasasından biri, termodinamik sistemler için enerjinin korunumu yasasıdır
Termodinamiğin birinci yasasının birkaç eşdeğer formülasyonu vardır:
1) Sistemin aldığı ısı miktarı sistemin iç enerjisini değiştirecek ve dış kuvvetlere karşı iş yapacaktır.
2) Bir sistemin bir durumdan diğerine geçişi sırasında iç enerjisindeki değişiklik, dış kuvvetlerin işinin ve sisteme aktarılan ısı miktarının toplamına eşittir ve bu geçişin yöntemine bağlı değildir. gerçekleştirilmektedir
3) Yarı statik bir süreçte sistemin toplam enerjisindeki değişim ısı miktarına eşittir Q madde miktarına bağlı olarak enerjideki değişiklikle birlikte sisteme iletilir. N kimyasal potansiyel μ'de ve iş A"sistem üzerinde dış kuvvetler ve alanlar tarafından gerçekleştirilen iş eksi A sistemin kendisi tarafından dış güçlere karşı gerçekleştirilen
ΔU = Q - A + μΔΝ + A`
İdeal gaz, moleküllerinin potansiyel enerjisinin kinetik enerjisine kıyasla ihmal edilebilir olduğu kabul edilen bir gazdır. Moleküller arasında herhangi bir çekim veya itme kuvveti yoktur, parçacıkların birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpışmaları kesinlikle elastiktir ve moleküller arasındaki etkileşim süresi, çarpışmalar arasındaki ortalama süreye kıyasla ihmal edilebilir düzeydedir.
İş - Genişlerken bir gazın işi pozitiftir. Sıkıştırıldığında negatiftir. Böylece:
A" = pDV - gaz işi (A" - gaz genleşme işi)
A= - pDV - dış kuvvetlerin işi (A - gaz sıkıştırmasında dış kuvvetlerin işi)
Bir maddenin iç enerjisinin, bu maddenin oluştuğu moleküllerin ve atomların yoğun kaotik hareketi ile belirlenen ısı-kinetik kısmı.
İdeal bir gazın ısı kapasitesi, gaza verilen ısının meydana gelen δT sıcaklık değişimine oranıdır.
İdeal bir gazın iç enerjisi, yalnızca sıcaklığına bağlı olan ve hacmine bağlı olmayan bir miktardır.
Mayer denklemi, bir gazın ısı kapasiteleri arasındaki farkın, sıcaklığı 1 K değiştiğinde ideal bir gazın bir molünün yaptığı işe eşit olduğunu gösterir ve evrensel gaz sabiti R'nin anlamını açıklar.
Herhangi bir ideal gaz için Mayer ilişkisi geçerlidir:
, 
Süreçler:
İzobarik bir süreç, sabit basınçta bir sistemde meydana gelen termodinamik bir süreçtir.
Gazın genleşmesi veya sıkıştırılması sırasında gazın yaptığı iş eşittir
Gazın genleşmesi veya sıkıştırılması sırasında gazın yaptığı iş:
Gazın aldığı veya verdiği ısı miktarı:
dU = 0 sabit sıcaklığında, bu nedenle sisteme verilen ısının tamamı dış kuvvetlere karşı iş yapmak için harcanır.
Isı kapasitesi:
Bilet 29.
Adyabatik süreç. Adyabatik denklem. Poisson denklemi. Adyabatik bir süreçte çalışın.
Adyabatik bir süreç, sistemin termal enerjiyi ne aldığı ne de bıraktığı makroskobik bir sistemdeki termodinamik bir süreçtir.
Adyabatik bir süreç için, sistem ile çevre arasında ısı alışverişinin olmaması nedeniyle termodinamiğin birinci yasası şu şekildedir:
Adyabatik bir süreçte çevreyle ısı alışverişi gerçekleşmez, yani. δQ=0. Sonuç olarak, adyabatik bir süreçte ideal bir gazın ısı kapasitesi de sıfırdır: Sadiab=0.
İç enerjideki değişikliklerden dolayı gaz tarafından iş yapılır Q=0, A=-DU
Adyabatik bir süreçte gaz basıncı ve hacmi aşağıdaki ilişkiyle ilişkilidir:
pV*g=sabit, burada g= Cp/Cv.
Bu durumda aşağıdaki ilişkiler geçerlidir:
p2/p1=(V1/V2)*g, *g-derece
T2/T1=(V1/V2)*(g-1), *(g-1)-derece
T2/T1=(p2/p1)*(g-1)/g. *(g-1)/g -derece
Verilen ilişkilere Poisson denklemleri denir
adyabatik sürecin denklemi (Poisson denklemi) g - adyabatik üs.
Bilet 30.
Termodinamiğin ikinci yasası. Carnot döngüsü. İdeal bir ısı motorunun verimliliği. Entropi ve termodinamik olasılık. Termodinamiğin ikinci yasasının çeşitli formülasyonları.
Termodinamiğin ikinci yasası, cisimler arasındaki ısı transfer işlemlerinin yönüne kısıtlamalar getiren fiziksel bir prensiptir.
Termodinamiğin ikinci kanunu, ısının daha az ısıtılmış bir cisimden daha çok ısıtılmış bir cisme kendiliğinden transferinin imkansız olduğunu belirtir.
Termodinamiğin ikinci yasası, sistemin tüm iç enerjisini faydalı işe dönüştürmenin imkansızlığını göstererek, ikinci türden sürekli hareket makineleri olarak adlandırılan makineleri yasaklar.
Termodinamiğin ikinci yasası, termodinamik çerçevesinde kanıtlanamayan bir varsayımdır. Deneysel gerçeklerin genelleştirilmesine dayanarak oluşturuldu ve çok sayıda deneysel onay aldı.
Clausius'un varsayımı: “Tek sonucu ısının daha soğuk bir cisimden daha sıcak bir cisme aktarılması olan bir süreç imkansızdır”(bu işleme denir Clausius süreci).
Thomson'ın varsayımı: “Döngüsel bir süreç imkansızdır, bunun tek sonucu ısı rezervuarını soğutarak iş üretmek olacaktır”(bu işleme denir Thomson süreci).
Carnot çevrimi ideal bir termodinamik çevrimdir.
Bu çevrimde çalışan bir Carnot ısı motoru, gerçekleştirilen çevrimin maksimum ve minimum sıcaklıklarının sırasıyla Carnot çevriminin maksimum ve minimum sıcaklıklarıyla çakıştığı tüm makineler arasında en yüksek verime sahiptir.
Carnot çevrimi dört aşamadan oluşur:
1.İzotermal genleşme (şekilde - A→B süreci). Prosesin başlangıcında çalışma akışkanının sıcaklığı Tn yani ısıtıcının sıcaklığıdır. Daha sonra gövde, bir miktar ısıyı (QH) kendisine izotermal olarak (sabit sıcaklıkta) aktaran bir ısıtıcı ile temas ettirilir. Aynı zamanda çalışma sıvısının hacmi de artar.
2. Adyabatik (izantropik) genişleme (şekilde - B→C süreci). Çalışma akışkanının ısıtıcı ile bağlantısı kesilir ve çevre ile ısı alışverişi olmaksızın genleşmeye devam eder. Aynı zamanda sıcaklığı buzdolabının sıcaklığına düşer.
3.İzotermal sıkıştırma (şekilde - B→G işlemi). O zamana kadar TX sıcaklığına sahip olan çalışma akışkanı buzdolabıyla temas ettirilir ve izotermal olarak sıkıştırılmaya başlayarak buzdolabına QX ısı miktarını verir.
4. Adyabatik (izentropik) sıkıştırma (şekilde - G→A süreci). Çalışma akışkanının buzdolabından bağlantısı kesilir ve çevreyle ısı alışverişi yapılmadan sıkıştırılır. Aynı zamanda sıcaklığı ısıtıcının sıcaklığına yükselir.
Entropi- fiziksel bir sistemin yapısındaki rastgelelik veya düzensizliğin bir göstergesi. Termodinamikte entropi, iş yapmak için mevcut termal enerji miktarını ifade eder: ne kadar az enerji, o kadar az entropi. Evren ölçeğinde entropi artar. Enerji bir sistemden ancak onu daha az düzenli bir duruma dönüştürerek elde edilebilir. Termodinamiğin ikinci yasasına göre yalıtılmış bir sistemdeki entropi, herhangi bir hal değişimi sırasında ya artmaz ya da artar.
Termodinamik olasılık, fiziksel bir sistemin durumunun gerçekleştirilebileceği yolların sayısı. Termodinamikte, fiziksel bir sistemin durumu belirli yoğunluk, basınç, sıcaklık ve diğer ölçülebilir büyüklük değerleri ile karakterize edilir.
Bilet 31.
Mikro ve makrodurumlar. İstatistiksel ağırlık. Tersinir ve geri döndürülemez süreçler. Entropi. Artan entropi kanunu. Nernst'in teoremi.
Bilet 30.
İstatistiksel ağırlık, belirli bir sistem durumunun gerçekleştirilebileceği yolların sayısıdır. Sistemin tüm olası durumlarının istatistiksel ağırlıkları sistemin entropisini belirler.
Tersinir ve geri döndürülemez süreçler.
Tersinir bir süreç (yani denge), hem ileri hem de geri yönde meydana gelebilen, aynı ara durumlardan geçen, sistemin enerji harcamadan orijinal durumuna geri döndüğü ve sistemde hiçbir makroskobik değişiklik kalmayan termodinamik bir süreçtir. çevre.
(Herhangi bir bağımsız değişkenin sonsuz küçük bir miktarda değiştirilmesiyle, herhangi bir zamanda ters yönde bir sürecin ters yönde akması sağlanabilir.
Tersine çevrilebilir süreçler en fazla işi üretir.
Pratikte geri dönüşü olan bir süreç gerçekleştirilemez. Sonsuz derecede yavaş akıyor ve ona ancak yaklaşabilirsiniz.)
Geri dönüşü olmayan bir süreç, aynı ara durumların tümü boyunca ters yönde gerçekleştirilemeyen bir süreçtir. Tüm gerçek süreçler geri döndürülemez.
Adyabatik olarak izole edilmiş bir termodinamik sistemde entropi azalamaz: ya sistemde yalnızca tersinir işlemler meydana gelirse korunur ya da sistemde en az bir geri dönüşü olmayan işlem meydana gelirse artar.
Yazılı ifade, termodinamiğin ikinci yasasının başka bir formülasyonudur.
Nernst teoremi (Termodinamiğin üçüncü yasası), sıcaklık mutlak sıfıra yaklaşırken entropinin davranışını belirleyen fiziksel bir prensiptir. Önemli miktarda deneysel verinin genelleştirilmesine dayanarak kabul edilen termodinamiğin varsayımlarından biridir.
Termodinamiğin üçüncü yasası şu şekilde formüle edilebilir:
"Mutlak sıfır sıcaklıkta entropideki artış, sistemin içinde bulunduğu denge durumundan bağımsız olarak sonlu bir sınıra yönelir."
Burada x herhangi bir termodinamik parametredir.
(Termodinamiğin üçüncü yasası yalnızca denge durumları için geçerlidir.
Termodinamiğin ikinci yasasına göre, entropi yalnızca isteğe bağlı bir toplamsal sabite kadar belirlenebileceğinden (yani, belirlenen entropinin kendisi değil, yalnızca onun değişimidir):
Entropiyi doğru bir şekilde belirlemek için termodinamiğin üçüncü yasası kullanılabilir. Bu durumda mutlak sıfır sıcaklıktaki denge sisteminin entropisinin sıfıra eşit olduğu kabul edilir.
Termodinamiğin üçüncü yasasına göre, değerde.)
Bilet 32.
Gerçek gazlar. Van de Waals denklemi. İç enerji aslında gazdır.
Gerçek gaz, ideal bir gaz için Clapeyron-Mendeleev durum denklemiyle tanımlanmayan bir gazdır.
Gerçek bir gazdaki moleküller birbirleriyle etkileşime girer ve belirli bir hacmi kaplar.
Pratikte genellikle genelleştirilmiş Mendeleev-Clapeyron denklemi ile tanımlanır:
Van der Waals gaz durum denklemi, van der Waals gaz modelindeki temel termodinamik büyüklükleri ilişkilendiren bir denklemdir.
(Düşük sıcaklıklarda gerçek gazların davranışını daha doğru bir şekilde tanımlamak için, moleküller arası etkileşim kuvvetlerini hesaba katan bir van der Waals gaz modeli oluşturuldu. Bu modelde, iç enerji U yalnızca sıcaklığın değil aynı zamanda sıcaklığın da bir fonksiyonu haline gelir. hacim.)
Isıl durum denklemi (veya çoğunlukla basitçe durum denklemi), basınç, hacim ve sıcaklık arasındaki ilişkidir.
N mol van der Waals gazı için durum denklemi şöyle görünür:
T - mutlak sıcaklık,
R evrensel gaz sabitidir.
p - basınç,
Gerçek bir gazın iç enerjisi, moleküllerin termal hareketinin kinetik enerjisinden ve moleküller arası etkileşimin potansiyel enerjisinden oluşur.
Bilet 33.
Fiziksel kinetik. Gazlarda taşınma olgusu. Çarpışma sayısı ve moleküllerin ortalama serbest yolu.
Fiziksel kinetik, dengesiz ortamlardaki süreçlerin mikroskobik teorisidir. Kinetikte, çeşitli fiziksel sistemlerde (gazlar, plazma, sıvılar, katılar) enerji, momentum, yük ve maddenin transfer süreçlerini ve dış alanların bunlar üzerindeki etkisini incelemek için kuantum veya klasik istatistiksel fizik yöntemleri kullanılır.
Gazlardaki taşınım olayları yalnızca sistem dengesiz bir durumdaysa gözlemlenir.
Difüzyon, madde veya enerjinin yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu bir alana aktarılması işlemidir.
Isı iletkenliği, iç enerjinin vücudun bir kısmından diğerine veya bir vücuttan diğerine doğrudan temas yoluyla aktarılmasıdır.
Çarpışma sayısı (Frekans) ve moleküllerin ortalama serbest yolu.
Orta hızda hareket etme
< l > =
τ, bir molekülün birbirini takip eden iki çarpışma arasında hareket ettiği süredir (bir periyoda benzer)
Bu durumda birim zaman başına ortalama çarpışma sayısı (ortalama çarpışma frekansı), periyodun tersidir:
v= 1 / τ =
Yol uzunluğu< l>Hedef parçacıklarla çarpışma olasılığının bire eşit olduğu noktaya ortalama serbest yol adı verilir.
Bilet 34.
Gazlarda difüzyon. Difüzyon katsayısı. Gazların viskozitesi. Viskozite katsayısı. Termal iletkenlik. Isı iletkenlik katsayısı.
Difüzyon, madde veya enerjinin yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu bir alana aktarılması işlemidir.
Gazlardaki difüzyon, bu ortamlardaki parçacıkların termal hareketinin doğasından dolayı, diğer toplanma durumlarına göre çok daha hızlı gerçekleşir.
Difüzyon katsayısı - Birime eşit konsantrasyon gradyanına sahip birim alan bölümünden birim zamanda geçen madde miktarı.
Difüzyon katsayısı difüzyon hızını yansıtır ve ortamın özelliklerine ve difüzyon parçacıklarının türüne göre belirlenir.
Viskozite (iç sürtünme), transfer olaylarından biridir; akışkan cisimlerin (sıvılar ve gazlar) bir parçanın diğerine göre hareketine direnme özelliğidir.
Viskoziteden bahsederken genellikle dikkate alınan sayı viskozite katsayısı. Etki eden kuvvetlere ve akışkanın doğasına bağlı olarak birkaç farklı viskozite katsayısı vardır:
Dinamik viskozite (veya mutlak viskozite), sıkıştırılamaz bir Newton sıvısının davranışını belirler.
Kinematik viskozite, Newton tipi sıvılar için dinamik viskozitenin yoğunluğa bölümüdür.
Toplu viskozite, sıkıştırılabilir bir Newton sıvısının davranışını belirler.
Kayma Viskozitesi (Kesme Viskozitesi) - kesme yükleri altında viskozite katsayısı (Newtonyen olmayan sıvılar için)
Toplu viskozite - sıkıştırma viskozite katsayısı (Newton olmayan sıvılar için)
Termal iletim, sistemin tüm hacmi boyunca sıcaklığın eşitlenmesine yol açan ısı transfer sürecidir.
Isı iletkenlik katsayısı, bir malzemenin ısıl iletkenliğinin sayısal bir özelliğidir; zıt iki yüzeyde sıcaklık farkı olduğunda, 1 m kalınlığında ve saatte 1 m2 alana sahip bir malzemeden geçen ısı miktarına eşittir. yüzeyler 1 derece C'dir.
Temel düzeyde
seçenek 1
A1. Hareketli bir maddi noktanın sonlu bir zamandaki yörüngesi
çizgi segmenti
uçağın bir parçası
sonlu nokta kümesi
1,2,3 cevapları arasında doğru olan yok
A2. Sandalye önce 6 m, sonra 8 m daha hareket ettirildi. Toplam yer değiştirmenin modülü nedir?
1) 2 m 2) 6 m 3) 10 m 4) belirlenemiyor
A3. Bir yüzücü nehrin akıntısına karşı yüzüyor. Nehrin akış hızı 0,5 m/s, yüzücünün suya göre hızı ise 1,5 m/s'dir. Yüzücünün kıyıya göre hız modülü şuna eşittir:
1) 2 m/sn 2) 1,5 m/sn 3) 1 m/sn 4) 0,5 m/sn
A4. Düz bir çizgide hareket eden bir cisim saniyede 5 m yol kat ediyor. Bir yönde düz bir çizgide hareket eden başka bir cisim ise saniyede 10 m yol kat ediyor. Bu cisimlerin hareketleri
A5. Grafik, OX ekseni boyunca hareket eden bir cismin X koordinatının zamana bağımlılığını göstermektedir. Vücudun başlangıç koordinatı nedir?
3) -1 m 4) - 2 m
A6. Hangi v(t) fonksiyonu düzgün doğrusal hareket için hız modülünün zamana bağımlılığını tanımlar? (Uzunluk metre cinsinden, süre ise saniye cinsinden ölçülür)
1) v= 5t2)v= 5/t3)v= 5 4)v= -5
A7. Vücudun hızının modülü bir süre içinde iki katına çıktı. Hangi ifade doğru olacaktır?
vücut ivmesi iki katına çıktı
hızlanma 2 kat azaldı
hızlanma değişmedi
vücut ivmeyle hareket eder
A8. Doğrusal olarak ve düzgün bir şekilde ivmelenerek hareket eden cisim, hızını 6 saniyede 2 m/s'den 8 m/s'ye çıkarmıştır. Vücudun ivmesi nedir?
1) 1 m/sn 2 2) 1,2 m/sn 2 3) 2,0 m/sn 2 4) 2,4 m/sn 2
A9. Bir cisim serbest düşüşteyken hızı (g = 10 m/s 2 alın)
ilk saniyede 5 m/s, ikinci saniyede ise 10 m/s artar;
ilk saniyede 10 m/s, ikinci saniyede ise 20 m/s artar;
ilk saniyede 10 m/s, ikinci saniyede ise 10 m/s artar;
ilk saniyede 10 m/s, ikinci saniyede ise 0 m/s artar.
A10. Vücudun bir daire içinde dönme hızı 2 kat arttı. Bir cismin merkezcil ivmesi
1) 2 kat arttı 2) 4 kat arttı
3) 2 kat azaldı 4) 4 kat azaldı
seçenek 2
A1.İki sorun çözüldü:
A. iki uzay aracının yanaşma manevrası hesaplanır;
B. Uzay aracının Dünya etrafındaki dönüş periyodu hesaplanır.
Uzay gemileri hangi durumda maddi nokta olarak kabul edilebilir?
yalnızca ilk durumda
yalnızca ikinci durumda
Her iki durumda da
ne birinci ne de ikinci durumda
A2. Araba, 109 km uzunluğundaki çevre yolu boyunca Moskova'nın çevresini iki kez dolaştı. Arabanın kat ettiği mesafe ise
1) 0 km 2) 109 km 3) 218 km 4) 436 km
A3. Dünya üzerinde gece ve gündüzün değişiminin Güneş'in doğup batmasıyla açıklandığını söylediklerinde, bununla bağlantılı bir referans sistemini kastediyorlar.
1) Güneş ile 2) Dünya ile
3) galaksinin merkezi ile 4) herhangi bir cisimle
A4.İki malzeme noktasının doğrusal hareketlerinin özelliklerini ölçerken, birinci noktanın koordinatlarının değerleri ve ikinci noktanın hızı sırasıyla Tablo 1 ve 2'de belirtilen anlarda kaydedildi:
Varsayalım ki, bu hareketlerin doğası hakkında ne söylenebilir? değişmediölçüm anları arasındaki zaman aralıklarında mı?
1) her ikisi de tekdüzedir
2) birincisi düzensiz, ikincisi tekdüze
3) birincisi tekdüze, ikincisi düzensiz
4)her ikisi de eşit değildir
A5. Kat edilen mesafenin zamana karşı grafiğini kullanarak bisikletçinin t = 2 s anındaki hızını belirleyin. 1) 2 m/sn 2) 3 m/sn
3) 6 m/sn4) 18 m/sn
A6.Şekilde üç cisim için tek yönde kat edilen mesafe ile zamanın grafiği gösterilmektedir. Hangi vücut daha hızlı hareket ediyordu? 1) 1 2) 2 3) 34) bütün cisimlerin hızları aynıdır
A7.Şekilde görüldüğü gibi doğrusal ve düzgün ivmeli olarak hareket eden bir cismin hızı, 1. noktadan 2. noktaya giderken değişmiştir. Bu bölümde ivme vektörünün yönü nedir?
A8.Şekilde gösterilen hız modülünün zamana karşı grafiğini kullanarak, doğrusal olarak hareket eden bir cismin t=2s zamanındaki ivmesini belirleyin.
1) 2 m/sn 2 2) 3 m/sn 2 3) 9 m/sn 2 4) 27 m/sn 2
A9. Havası boşaltılmış bir tüpün içine bir saçma, bir mantar ve bir kuş tüyü aynı yükseklikten aynı anda bırakılıyor. Hangi cisim tüpün dibine daha hızlı ulaşır?
1) topak 2) mantar 3) kuş tüyü 4) üç gövdenin tümü aynı anda.
A10. Dönüş yapan bir araba 50 m yarıçaplı dairesel bir yol boyunca 10 m/s sabit mutlak hızla hareket ediyor. Arabanın ivmesi nedir?
1) 1 m/sn 2 2) 2 m/sn 2 3) 5 m/sn 2 4) 0 m/sn 2
Yanıtlar.
|
İş numarası | ||||||||||
Kinematiğin temel kavramları ve kinematik özellikler
İnsan hareketi mekaniktir, yani vücudun veya onun parçalarının diğer cisimlere göre değişmesidir. Göreli hareket kinematik ile tanımlanır.
Kinematik – mekanik hareketin incelendiği ancak bu hareketin nedenlerinin dikkate alınmadığı mekaniğin bir dalı. Hem insan vücudunun (parçalarının) çeşitli sporlarda hem de çeşitli spor ekipmanlarındaki hareketinin tanımı, spor biyomekaniğinin ve özellikle kinematiğin ayrılmaz bir parçasıdır.
Hangi maddi nesneyi veya olguyu ele alırsak alalım, uzayın ve zamanın dışında hiçbir şeyin var olmadığı ortaya çıkar. Herhangi bir nesnenin uzaysal boyutları ve şekli vardır ve başka bir nesneye göre uzayda bir yerde bulunur. Maddi nesnelerin katıldığı herhangi bir sürecin zaman içinde bir başlangıcı ve sonu vardır, zaman içinde ne kadar sürer ve başka bir süreçten daha önce veya sonra gerçekleşebilir. Tam da bu nedenle mekansal ve zamansal boyutun ölçülmesine ihtiyaç vardır.
Uluslararası ölçüm sistemi SI'da kinematik özelliklerin temel ölçüm birimleri.
Uzay. Dünyanın Paris'ten geçen meridyen uzunluğunun kırk milyonda birine metre deniyordu. Bu nedenle uzunluk metre (m) cinsinden ölçülür ve onun çoklu birimleri: kilometre (km), santimetre (cm), vb.
Zaman– temel kavramlardan biri. Ardışık iki olayı ayıran şeyin bu olduğunu söyleyebiliriz. Zamanı ölçmenin bir yolu düzenli olarak tekrarlanan herhangi bir işlemi kullanmaktır. Bir zaman birimi olarak dünya gününün seksen altı binde biri seçilmiş ve saniye(ler) ve onun çoklu birimleri (dakika, saat vb.) olarak adlandırılmıştır.
Sporda özel zaman özellikleri kullanılır:
Zamanın anı(T)- bu, maddi bir noktanın, bir cismin bağlantılarının veya cisimler sisteminin konumunun geçici bir ölçüsüdür. Zamanın anları, bir hareketin veya onun herhangi bir kısmının veya evresinin başlangıcını ve sonunu gösterir.
Hareket süresi(∆t) – bu, hareketin bitiş anları ile başlangıç anları arasındaki farkla ölçülen geçici ölçüsüdür∆t = tcon. – tbeg.
Hareket hızı(N) - birim zaman başına tekrarlanan hareketlerin tekrarının zamansal bir ölçüsüdür. N = 1/∆t; (1/s) veya (döngü/s).
Hareketlerin ritmi – bu, hareketlerin parçaları (aşamaları) arasındaki ilişkinin geçici bir ölçüsüdür. Hareketin bölümlerinin sürelerinin oranına göre belirlenir.
Bir cismin uzaydaki konumu, bir referans cismi (yani hareketin dikkate alındığı göreli) ve cismin uzaydaki konumunu niteliksel bir düzeyde tanımlamak için gerekli bir koordinat sistemini içeren belirli bir referans sistemine göre belirlenir. uzayın bir veya başka bir kısmı.
Ölçümün başlangıcı ve yönü referans cismi ile ilişkilidir. Örneğin, bazı yarışmalarda koordinatların orijini başlangıç konumu olarak seçilebilir. Tüm döngüsel sporlardaki çeşitli rekabet mesafeleri zaten bundan hesaplanmaktadır. Böylece seçilen “başlangıç-bitiş” koordinat sisteminde sporcunun hareket halindeyken uzayda kat edeceği mesafe belirlenmiş olur. Sporcunun vücudunun hareket sırasındaki herhangi bir ara konumu, seçilen mesafe aralığındaki mevcut koordinatla karakterize edilir.
Bir spor sonucunu doğru bir şekilde belirlemek için, yarışma kuralları sayımın hangi noktada (referans noktası) alınacağını belirler: patencinin pateninin ayak ucunda, bir sprinterin göğsünün çıkıntılı noktasında veya iniş yapan uzun atlamacının arka kenarında. izlemek.
Bazı durumlarda biyomekanik yasalarının hareketini doğru bir şekilde tanımlamak için maddi nokta kavramı tanıtılır.
Önemli nokta – bu, verilen koşullar altında boyutları ve iç yapısı ihmal edilebilecek bir cisimdir.
Vücutların hareketi doğası ve yoğunluğu bakımından farklı olabilir. Bu farklılıkları karakterize etmek için kinematikte aşağıda sunulan bir dizi terim tanıtılmıştır.
Yörünge – uzayda bir cismin hareket eden bir noktası tarafından tanımlanan bir çizgi. Hareketlerin biyomekanik analizinde öncelikle kişinin karakteristik noktalarının hareket yörüngeleri dikkate alınır. Kural olarak, bu tür noktalar vücudun eklemleridir. Hareket yörüngelerinin türüne bağlı olarak bunlar doğrusal (düz çizgi) ve eğrisel (düz çizgi dışındaki herhangi bir çizgi) olarak ikiye ayrılır.
Hareketli – vücudun son ve başlangıç konumu arasındaki vektör farkıdır. Bu nedenle yer değiştirme, hareketin nihai sonucunu karakterize eder.
Yol – bu, seçilen bir süre boyunca bir cisim veya vücudun bir noktası tarafından kat edilen yörünge bölümünün uzunluğudur.
BİR NOKTANIN KİNETİĞİ
Kinematiğe Giriş
Kinematik uygulanan kuvvetlerden bağımsız olarak maddi cisimlerin hareketini geometrik açıdan inceleyen teorik mekaniğin bir dalıdır.
Hareket eden bir cismin uzaydaki konumu her zaman diğer değişmeyen cisimlere göre belirlenir. referans kuruluşu. Her zaman bir referans cismi ile ilişkilendirilen koordinat sistemine ne ad verilir? referans sistemi. Newton mekaniğinde zaman mutlak kabul edilir ve hareketli maddeyle ilgili değildir. Buna göre tüm referans sistemlerinde hareketleri ne olursa olsun aynı şekilde ilerlemektedir. Zamanın temel birimi saniyedir.
Vücudun seçilen referans çerçevesine göre konumu zamanla değişmiyorsa, o zaman şöyle denir: vücut belirli bir referans çerçevesine göre dinleniyor. Eğer bir cisim seçilen referans sistemine göre konumunu değiştirirse bu sisteme göre hareket ettiği söylenir. Bir cisim bir referans sistemine göre hareketsiz olabilir, ancak diğer referans sistemlerine göre tamamen farklı şekillerde hareket edebilir. Örneğin, hareket halindeki bir trenin bankında hareketsiz oturan bir yolcu, arabaya ilişkin referans çerçevesine göre hareketsizdir, ancak Dünya ile ilişkili referans çerçevesine göre hareket etmektedir. Tekerleğin yuvarlanma yüzeyinde yatan bir nokta, arabaya ilişkin referans sistemine göre bir daire içinde ve Dünya ile ilişkili referans sistemine göre bir sikloid içinde hareket eder; aynı nokta tekerlek çiftiyle ilişkili koordinat sistemine göre hareketsizdir.
Böylece, Bir bedenin hareketi veya dinlenmesi yalnızca seçilen herhangi bir referans çerçevesiyle ilişkili olarak değerlendirilebilir.. Bir cismin hareketini bazı referans sistemlerine göre ayarlayın -Bu sisteme göre herhangi bir zamanda vücudun konumunun belirlenebilmesini sağlayan işlevsel bağımlılıklar vermek anlamına gelir. Aynı cismin farklı noktaları seçilen referans sistemine göre farklı hareket eder. Örneğin, Dünya ile ilişkili sistemle ilgili olarak, tekerleğin diş noktası bir sikloid boyunca hareket eder ve tekerleğin merkezi düz bir çizgide hareket eder. Bu nedenle kinematik çalışması bir noktanın kinematiği ile başlar.
§ 2. Bir noktanın hareketini belirleme yöntemleri
Bir noktanın hareketi üç şekilde belirlenebilir:doğal, vektör ve koordinat.
Doğal yöntemle Hareket ataması bir yörünge, yani noktanın hareket ettiği bir çizgi tarafından verilir (Şekil 2.1). Bu yörüngede başlangıç noktası olarak belirli bir nokta seçilir. Noktanın yörünge üzerindeki konumunu belirleyen yay koordinatının pozitif ve negatif referans yönleri seçilir. Nokta hareket ettikçe mesafe de değişecektir. Bu nedenle herhangi bir zamanda bir noktanın konumunu belirlemek için yay koordinatını zamanın bir fonksiyonu olarak belirlemek yeterlidir:
Bu eşitliğe denir Belirli bir yörünge boyunca bir noktanın hareket denklemi .
Dolayısıyla, söz konusu durumda bir noktanın hareketi, aşağıdaki verilerin bir kombinasyonu ile belirlenir: noktanın yörüngesi, yay koordinatının orijininin konumu, referansın ve fonksiyonun pozitif ve negatif yönleri .
Bir noktanın hareketini belirleyen vektör yönteminde noktanın konumu, sabit merkezden belirli bir noktaya çizilen yarıçap vektörünün büyüklüğü ve yönü ile belirlenir (Şekil 2.2). Bir nokta hareket ettiğinde yarıçap vektörünün büyüklüğü ve yönü değişir. Bu nedenle, herhangi bir zamanda bir noktanın konumunu belirlemek için, yarıçap vektörünü zamanın bir fonksiyonu olarak belirlemek yeterlidir:
Bu eşitliğe denir bir noktanın vektör hareket denklemi .
Koordinat yöntemi ile
Hareketi belirterek, noktanın seçilen referans sistemine göre konumu dikdörtgen Kartezyen koordinat sistemi kullanılarak belirlenir (Şekil 2.3). Bir nokta hareket ettiğinde koordinatları zamanla değişir. Bu nedenle herhangi bir zamanda bir noktanın konumunu belirlemek için koordinatları belirtmek yeterlidir. , ,
zamanın bir fonksiyonu olarak:
Bu eşitliklere denir dikdörtgen Kartezyen koordinatlarda bir noktanın hareket denklemleri . Düzlemdeki bir noktanın hareketi sistemin (2.3) iki denklemiyle, doğrusal hareket ise bir denklemle belirlenir.
Hareketi belirtmenin açıklanan üç yöntemi arasında, bir hareketi belirtme yönteminden diğerine geçmenizi sağlayan karşılıklı bir bağlantı vardır. Örneğin, hareketi belirtmenin koordinat yönteminden diğerine geçişi değerlendirirken bunu doğrulamak kolaydır. vektör.
Bir noktanın hareketinin denklem (2.3) şeklinde verildiğini varsayalım. Akılda tutarak
yazılabilir
Bu da (2.2) formundaki bir denklemdir.
Görev 2.1.
Hareket denklemini ve biyel kolunun orta noktasının yörüngesini ve ayrıca krank-kaydırma mekanizmasının kaydırıcısının hareket denklemini bulun (Şekil 2.4), eğer 
;
.
Çözüm. Bir noktanın konumu iki koordinat ve ile belirlenir. Şek. 2.4 açıktır ki
, .
Daha sonra ve:
; ; 
.
Değerleri değiştirme , 
ve noktanın hareket denklemlerini elde ederiz:
; 
.
Bir noktanın yörüngesinin denklemini açık biçimde bulmak için, zamanı hareket denklemlerinden hariç tutmak gerekir. Bu amaçla yukarıda elde ettiğimiz hareket denklemlerinde gerekli dönüşümleri gerçekleştireceğiz:
; .
Bu denklemlerin karesini alıp sol ve sağ taraflarını toplayarak yörünge denklemini şu şekilde elde ederiz:
.
Bu nedenle noktanın yörüngesi bir elipstir.
Kaydırıcı düz bir çizgide hareket eder. Noktanın konumunu belirleyen koordinat şu şekilde yazılabilir:
.
Hız ve ivme
Nokta hızı
Bir önceki makalede bir cismin veya noktanın hareketi, uzayda zaman içinde konumunun değişmesi olarak tanımlanıyordu. Hareketin niteliksel ve niceliksel yönlerini daha iyi karakterize etmek için hız ve ivme kavramları tanıtıldı.
Hız, bir noktanın hareketinin kinematik bir ölçüsüdür ve uzaydaki konumunun değişim hızını karakterize eder.
Hız vektörel bir niceliktir, yani sadece büyüklüğü (skaler bileşen) ile değil aynı zamanda uzaydaki yönü ile de karakterize edilir.
Fizikten bilindiği gibi düzgün harekette hız, birim zamanda kat edilen yolun uzunluğu ile belirlenebilir: v = s/t = sabit
(Yolun ve zamanın kökeninin aynı olduğu varsayılmaktadır).
Doğrusal hareket sırasında hız hem büyüklük hem de yön bakımından sabittir ve vektörü yörünge ile çakışmaktadır.
Hız birimi sistemde Sİ uzunluk/zaman oranıyla belirlenir; Hanım .
Açıkçası, eğrisel hareketle noktanın hızı yönde değişecektir.
Eğrisel hareket sırasında zamanın her anında hız vektörünün yönünü belirlemek için yörüngeyi yolun (küçük olmaları nedeniyle) doğrusal olarak kabul edilebilecek sonsuz küçük bölümlerine böleriz. Daha sonra her bölümde koşullu hız v p
böyle bir doğrusal hareket akor boyunca yönlendirilecek ve akor da yayın uzunluğunda sonsuz bir azalmayla ( Δ'lar
sıfıra eğilimlidir) bu yayın teğetiyle çakışacaktır.
Bundan, eğrisel hareket sırasında zamanın her anında hız vektörünün yörüngeye teğet ile çakıştığı sonucu çıkar. (Şekil 1a). Doğrusal hareket, yarıçapı sonsuza uzanan bir yay boyunca eğrisel hareketin özel bir durumu olarak gösterilebilir. (Yörünge teğet ile çakışıyor).
Bir nokta düzensiz bir şekilde hareket ettiğinde hızının büyüklüğü zamanla değişir.
Hareketi doğal bir şekilde denklemle verilen bir noktayı hayal edelim. s = f(t)
.
Kısa bir süre içinde ise Δt mesele yoldan geçti Δ'lar , o zaman ortalama hızı:
vav = Δs/Δt.
Ortalama hız, zamanın herhangi bir anında gerçek hız hakkında fikir vermez (gerçek hıza anlık hız da denir). Açıkçası, ortalama hızın belirlendiği zaman aralığı ne kadar kısa olursa, değeri anlık hıza o kadar yakın olacaktır.
Gerçek (anlık) hız, Δt sıfıra yaklaştıkça ortalama hızın yöneldiği sınırdır:
v = lim v av t→0'da veya v = lim (Δs/Δt) = ds/dt.
Böylece gerçek hızın sayısal değeri şu şekilde olur: v = ds/dt
.
Bir noktanın herhangi bir hareketinin gerçek (anlık) hızı, koordinatın zamana göre birinci türevine (yani hareketin başlangıcından uzaklığına) eşittir.
Şu tarihte: Δt sıfıra doğru gidiyor, Δ'lar aynı zamanda sıfıra eğilimlidir ve daha önce de öğrendiğimiz gibi hız vektörü teğetsel olarak yönlendirilecektir (yani gerçek hız vektörüyle çakışacaktır). v ). Bundan, koşullu hız vektörünün sınırının olduğu sonucu çıkar v p Noktanın yer değiştirme vektörünün sonsuz küçük bir zaman periyoduna oranının sınırına eşit olan noktanın gerçek hızı vektörüne eşittir.
Şekil 1
Bir örneğe bakalım. Bir disk, belirli bir referans sisteminde sabit bir eksen boyunca dönmeden kayabiliyorsa (Şekil 1, A), o zaman belirli bir referans çerçevesinde açıkça yalnızca bir serbestlik derecesine sahiptir - diskin konumu, örneğin eksen boyunca ölçülen merkezinin x koordinatı tarafından benzersiz bir şekilde belirlenir. Ancak disk ayrıca dönebiliyorsa (Şekil 1, B), daha sonra bir serbestlik derecesi daha elde eder - koordinata X diskin eksen etrafında dönme açısı φ eklenir. Diskin bulunduğu eksen, dikey bir eksen etrafında dönebilen bir çerçeveye sıkıştırılmışsa (Şekil 1, V), o zaman serbestlik derecesi sayısı üçe eşit olur - X ve φ çerçeve dönüş açısı eklenir ϕ .
Uzaydaki serbest bir maddi noktanın üç serbestlik derecesi vardır: örneğin Kartezyen koordinatlar x, y Ve z. Bir noktanın koordinatları silindirik olarak da belirlenebilir ( r, 𝜑, z) ve küresel ( r, 𝜑, 𝜙) referans sistemleri, ancak uzayda bir noktanın konumunu benzersiz olarak belirleyen parametrelerin sayısı her zaman üçtür.
Düzlemdeki maddi bir noktanın iki serbestlik derecesi vardır. Düzlemde bir koordinat sistemi seçersek xOy, daha sonra koordinatlar X Ve sen Düzlemdeki bir noktanın konumunu belirlemek, koordinatını belirlemek z aynı şekilde sıfıra eşittir.
Herhangi bir yüzey üzerindeki serbest bir malzeme noktasının iki serbestlik derecesi vardır. Örneğin: Dünya yüzeyindeki bir noktanın konumu iki parametreyle belirlenir: enlem ve boylam.
Herhangi bir tür eğri üzerindeki maddi noktanın bir serbestlik derecesi vardır. Bir eğri üzerindeki bir noktanın konumunu belirleyen parametre, örneğin eğri boyunca başlangıç noktasına olan mesafe olabilir.
Uzunluğu sert bir çubukla birbirine bağlanan uzaydaki iki maddi noktayı düşünün ben(İncir. 2). Her noktanın konumu üç parametreyle belirlenir, ancak bunlara bir bağlantı empoze edilir.
İncir. 2
Denklem ben 2 =(x 2 -x 1) 2 +(y 2 -y 1) 2 +(z 2 -z 1) 2 birleştirme denklemidir. Bu denklemden herhangi bir koordinat diğer beş koordinat (beş bağımsız parametre) cinsinden ifade edilebilir. Dolayısıyla bu iki noktanın (2∙3-1=5) beş serbestlik derecesi vardır.
Uzayda aynı düz çizgi üzerinde yer almayan ve üç sert çubukla birbirine bağlanan üç maddi noktayı ele alalım. Bu noktaların serbestlik derecesi sayısı (3∙3-3=6) altıdır.
Serbest katı bir cisim genellikle 6 serbestlik derecesine sahiptir. Gerçekte, bir cismin herhangi bir referans sistemine göre uzaydaki konumu, aynı düz çizgi üzerinde yer almayan üç noktasının belirlenmesiyle belirlenir ve katı bir cisimdeki noktalar arasındaki mesafeler, cismin herhangi bir hareketi sırasında değişmeden kalır. Yukarıdakilere göre serbestlik derecesi sayısı altı olmalıdır.
İleri hareket
Kinematikte, istatistikte olduğu gibi, tüm katı cisimleri mutlak katı olarak kabul edeceğiz.
Kesinlikle sağlam gövde geometrik şekli ve boyutları diğer cisimlerden gelen mekanik etkiler altında değişmeyen ve herhangi iki noktası arasındaki mesafe sabit kalan maddi bir cisimdir.
Rijit bir cismin kinematiği ve rijit bir cismin dinamiği teorik mekanik dersinin en zor bölümlerinden biridir.
Rijit cisim kinematiği problemleri iki kısma ayrılır:
1) hareketin ayarlanması ve vücudun bir bütün olarak hareketinin kinematik özelliklerinin belirlenmesi;
2) Vücudun bireysel noktalarının hareketinin kinematik özelliklerinin belirlenmesi.
Beş tür katı cisim hareketi vardır:
1) ileri hareket;
2) sabit bir eksen etrafında dönüş;
3) düz hareket;
4) sabit bir nokta etrafında dönüş;
5) serbest hareket.
İlk ikisine katı bir cismin en basit hareketleri denir.
Katı bir cismin öteleme hareketini ele alarak başlayalım.
Aşamalı katı bir cismin, bu cisme çizilen herhangi bir düz çizginin başlangıç yönüne paralel kalarak hareket ettiği hareketidir.
Öteleme hareketi doğrusal hareketle karıştırılmamalıdır. Bir cisim ileriye doğru hareket ettiğinde noktalarının yörüngeleri herhangi bir eğri çizgi olabilir. Örnekler verelim.
1. Yolun düz yatay bölümünde arabanın gövdesi ileri doğru hareket eder. Bu durumda noktalarının yörüngeleri düz çizgiler olacaktır.
2. Sparnik AB(Şekil 3) O 1 A ve O 2 B krankları döndüğünde, öteleme yönünde de hareket ederler (içine çizilen herhangi bir düz çizgi, başlangıç yönüne paralel kalır). Partnerin noktaları daireler halinde hareket eder.
Şek. 3
Bir bisikletin pedalları hareket sırasında şasisine göre kademeli olarak hareket eder, içten yanmalı bir motorun silindirlerindeki pistonlar silindirlere göre ve parklardaki dönme dolapların kabinleri (Şekil 4) Dünya'ya göre hareket eder.
Şekil 4
Öteleme hareketinin özellikleri aşağıdaki teorem ile belirlenir: Öteleme hareketi sırasında vücudun tüm noktaları aynı (örtüşen, çakışan) yörüngeleri tanımlar ve zamanın her anında hız ve ivmenin büyüklüğü ve yönü aynıdır.
Bunu kanıtlamak için referans çerçevesine göre öteleme hareketi yapan katı bir cismi düşünün. Oksit. Vücuttaki iki keyfi noktayı alalım A Ve İÇİNDE, o andaki konumları T yarıçap vektörleri ve (Şekil 5) ile belirlenir.
Şekil 5
Bu noktaları birleştiren bir vektör çizelim.
Bu durumda uzunluk AB katı bir cismin noktaları arasındaki mesafe ve yön gibi sabit AB vücut ilerledikçe değişmeden kalır. Yani vektör AB Vücudun hareketi boyunca sabit kalır ( AB=sabit). Sonuç olarak, B noktasının yörüngesi, A noktasının yörüngesinden, tüm noktalarının sabit bir vektörle paralel yer değiştirmesiyle elde edilir. Bu nedenle noktaların yörüngeleri A Ve İÇİNDE gerçekten aynı (üst üste bindirildiğinde, çakıştığında) eğriler olacaktır.
Noktaların hızlarını bulmak için A Ve İÇİNDE Eşitliğin her iki tarafını zamana göre farklılaştıralım. Aldık
Fakat sabit bir vektörün türevi AB sıfıra eşittir. Vektörlerin zamana göre türevleri noktaların hızlarını verir A Ve İÇİNDE. Sonuç olarak şunu buluyoruz
onlar. noktaların hızları nedir A Ve İÇİNDE Cisimler zamanın herhangi bir anında hem büyüklük hem de yön bakımından aynıdır. Ortaya çıkan eşitliğin her iki tarafından zamana göre türev almak:
Bu nedenle noktaların ivmeleri A Ve İÇİNDE Cisimler herhangi bir zamanda büyüklük ve yön bakımından da aynıdır.
Noktalardan beri A Ve İÇİNDE Rastgele seçilmişse, bulunan sonuçlardan, vücudun tüm noktaları için yörüngelerinin, ayrıca herhangi bir andaki hız ve ivmelerinin aynı olacağı sonucu çıkar. Böylece teorem kanıtlanmıştır.
Teoremden, katı bir cismin öteleme hareketinin, noktalarından herhangi birinin hareketi tarafından belirlendiği sonucu çıkar. Sonuç olarak, bir cismin öteleme hareketinin incelenmesi, daha önce ele aldığımız bir noktanın kinematiği problemine varır.
Öteleme hareketi sırasında, cismin tüm noktaları için ortak olan hıza cismin öteleme hareketinin hızı, ivmeye ise cismin öteleme hareketinin ivmesi denir. Vektörler ve vücudun herhangi bir noktasına uygulanmış şekilde tasvir edilebilir.
Bir cismin hızı ve ivmesi kavramının yalnızca öteleme hareketinde anlamlı olduğuna dikkat edin. Diğer tüm durumlarda, göreceğimiz gibi vücudun noktaları farklı hız ve ivmelerle hareket eder ve terimler<<скорость тела>> veya<<ускорение тела>> bu hareketler anlamını yitirir.
Şekil 6
∆t süresi boyunca, A noktasından B noktasına hareket eden cisim, AB kirişine eşit bir yer değiştirme yapar ve yayın uzunluğuna eşit bir yol kat eder. ben.
Yarıçap vektörü ∆φ açısıyla döner. Açı radyan cinsinden ifade edilir.
Bir cismin bir yörünge (daire) boyunca hareket hızı, yörüngeye teğet olarak yönlendirilir. Buna doğrusal hız denir. Doğrusal hız modülü dairesel yayın uzunluğunun oranına eşittir ben bu yayın geçtiği ∆t zaman aralığına:
Yarıçap vektörünün dönme açısının bu dönmenin meydana geldiği zaman periyoduna oranına sayısal olarak eşit olan skaler bir fiziksel niceliğe açısal hız denir:
Açısal hızın SI birimi saniye başına radyandır.
Bir daire içindeki düzgün harekette açısal hız ve doğrusal hız modülü sabit değerlerdir: ω=sabit; v=sabit.
Yarıçap vektörünün modülü ve Ox ekseniyle yaptığı φ açısı (açısal koordinat) biliniyorsa cismin konumu belirlenebilir. Eğer t 0 =0 zamanının başlangıç anında açısal koordinat φ 0'a eşitse ve t zamanında φ'ye eşitse, o zaman yarıçap vektörünün ∆t= süresi boyunca dönme açısı ∆φ'dir. t-t 0, ∆φ=φ-φ 0'a eşittir. Daha sonra son formülden bir daire içindeki maddi bir noktanın kinematik hareket denklemini elde edebiliriz:
Vücudun konumunu istediğiniz zaman belirlemenizi sağlar.
Bunu göz önünde bulundurursak şunu elde ederiz:
Doğrusal ve açısal hız arasındaki ilişkinin formülü.
Vücudun bir tam devrim yaptığı T zaman periyoduna dönme periyodu denir:
Burada N, Δt süresi boyunca vücudun yaptığı devir sayısıdır.
∆t=T süresi boyunca cisim yolu kateder ben=2πR. Buradan,
∆t→0'da açı ∆φ→0'dır ve dolayısıyla β→90°'dir. Çemberin teğetine dik olan yarıçaptır. Bu nedenle radyal olarak merkeze doğru yönlendirilir ve bu nedenle merkezcil ivme olarak adlandırılır:
Modülün yönü sürekli değişmektedir (Şekil 8). Bu nedenle bu hareket eşit şekilde hızlandırılmaz.
Şekil 8
Şekil 9
O zaman cismin herhangi bir andaki konumu, cismin dönme açısı diyeceğimiz uygun işaretle alınan bu yarım düzlemler arasındaki φ açısıyla benzersiz bir şekilde belirlenir. φ açısının, sabit düzlemden saat yönünün tersine çizilmesi durumunda pozitif (Az ekseninin pozitif ucundan bakan bir gözlemci için) ve saat yönünde olması durumunda negatif olduğunu kabul edeceğiz. φ açısını her zaman radyan cinsinden ölçeceğiz. Vücudun herhangi bir andaki konumunu bilmek için φ açısının zamana bağımlılığını bilmeniz gerekir. T yani
Denklem, katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönme hareketi yasasını ifade eder.
Kesinlikle katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönme hareketi sırasında Vücudun farklı noktalarının yarıçap vektörünün dönme açıları aynıdır.
Katı bir cismin dönme hareketinin ana kinematik özellikleri açısal hızı ω ve açısal ivmesi ε'dir.
Eğer ∆t=t 1 -t süresi boyunca cisim ∆φ=φ 1 -φ açısı kadar dönerse, bu zaman periyodu boyunca cismin sayısal ortalama açısal hızı şu şekilde olacaktır: ∆t→0 limitinde şunu buluruz:
Böylece, bir cismin belirli bir andaki açısal hızının sayısal değeri, dönme açısının zamana göre birinci türevine eşittir. ω işareti cismin dönme yönünü belirler. Dönme saat yönünün tersine gerçekleştiğinde ω>0 olduğunu ve saat yönünde olduğunda ω olduğunu görmek kolaydır.<0.
Açısal hızın boyutu 1/T'dir (yani 1/zaman); Radyan boyutsuz bir miktar olduğundan ölçüm birimi genellikle rad/s veya aynı şekilde 1/s (s -1)'dir.
Bir cismin açısal hızı, modülü | | ve gövdenin dönme ekseni boyunca, dönmenin saat yönünün tersine gerçekleştiğinin görülebileceği yönde yönlendirilir (Şekil 10). Böyle bir vektör açısal hızın büyüklüğünü, dönme eksenini ve bu eksen etrafındaki dönme yönünü anında belirler.
Şekil 10
Dönme açısı ve açısal hız, kesinlikle katı olan cismin tamamının bir bütün olarak hareketini karakterize eder. Kesinlikle katı bir cisim üzerindeki herhangi bir noktanın doğrusal hızı, noktanın dönme ekseninden uzaklığıyla orantılıdır:
Kesinlikle katı bir cismin düzgün dönüşü ile, cismin herhangi bir eşit zaman periyodu için dönme açıları aynıdır, cismin çeşitli noktalarında teğetsel ivmeler yoktur ve cismin bir noktasının normal ivmesi aşağıdakilere bağlıdır: dönme eksenine olan mesafesi:
Vektör, noktanın yörüngesinin yarıçapı boyunca dönme eksenine doğru yönlendirilir.
Açısal ivme, bir cismin açısal hızının zaman içindeki değişimini karakterize eder. Eğer bir zaman periyodu boyunca ∆t=t 1 -t bir cismin açısal hızı ∆ω=ω 1 -ω kadar değişirse, o zaman cismin bu zaman periyodundaki ortalama açısal ivmesinin sayısal değeri şöyle olacaktır: . ∆t→0 limitinde şunu buluruz:
Böylece, belirli bir zamanda bir cismin açısal ivmesinin sayısal değeri, açısal hızın birinci türevine veya cismin zamana göre dönme açısının ikinci türevine eşittir.
Açısal ivmenin boyutu 1/T 2 (1/zaman 2); ölçü birimi genellikle rad/s 2 veya aynı anlama gelen 1/s 2 (s-2)'dir.
Açısal hız modülü zamanla artarsa cismin dönüşüne hızlanmış, azalırsa yavaş denir. ω ve ε büyüklükleri aynı işaretlere sahip olduğunda dönmenin hızlanacağını, farklı olduklarında ise yavaşlayacağını görmek kolaydır.
Bir cismin açısal ivmesi (açısal hıza benzetilerek), dönme ekseni boyunca yönlendirilmiş bir ε vektörü olarak da temsil edilebilir. burada
ε yönü, cisim hızlandırılmış bir hızla döndüğünde ω yönü ile çakışır (Şekil 10, a) ve vücut yavaş bir hızda döndüğünde ω'nin tersidir (Şekil 10, b).
Şekil 11 Şekil. 12
2. Vücut noktalarının hızlanması. Bir noktanın ivmesini bulmak için M formülleri kullanalım
Bizim durumumuzda ρ=h. Değerin değiştirilmesi v a τ ve a n ifadelerine baktığımızda şunu elde ederiz:
veya son olarak:
İvmenin teğetsel bileşeni a τ yörüngeye teğetsel olarak yönlendirilir (gövdenin hızlandırılmış dönüşü sırasında hareket yönünde ve yavaş dönüş sırasında ters yönde); a n normal bileşeni her zaman yarıçap boyunca yönlendirilir HANIM dönme eksenine (Şekil 12). Toplam nokta ivmesi M irade
Toplam ivme vektörünün nokta tarafından açıklanan dairenin yarıçapından sapması, formülle hesaplanan μ açısı ile belirlenir.
Burada bir τ ve bir n'nin değerlerini değiştirerek şunu elde ederiz:
ω ve ε, belirli bir anda cismin tüm noktaları için aynı değere sahip olduğundan, dönen bir katı cismin tüm noktalarının ivmeleri, dönme ekseninden uzaklıkları ile orantılıdır ve belirli bir anda tanımladıkları dairelerin yarıçaplarıyla aynı açı μ . Dönen katı bir cismin noktalarının ivme alanı, Şekil 14'te gösterilen forma sahiptir.
Şekil 13 Şekil 14
3. Vücut noktalarının hız ve ivme vektörleri. Doğrudan v ve a vektörleri için ifadeler bulmak amacıyla rastgele bir noktadan çizim yapalım HAKKINDA eksenler AB bir noktanın yarıçap vektörü M(Şekil 13). O halde h=r∙sinα ve formüle göre
Bu yüzden yapabilirim
Bir cismin mekanik hareketi, zamanla diğer cisimlere göre uzaydaki konumunun değişmesidir. Mekanik cisimlerin hareketini inceliyor. Belirli bir anda tüm noktalarının eşit olarak hareket ettiği, kesinlikle katı bir cismin (hareket ve etkileşim sırasında deforme olmayan) hareketine öteleme hareketi denir, birinin hareketini tanımlamak gerekli ve yeterlidir; vücudun noktası. Vücudun tüm noktalarının yörüngelerinin merkezi tek bir çizgi üzerinde olan daireler olduğu ve dairelerin tüm düzlemlerinin bu çizgiye dik olduğu harekete dönme hareketi denir. Verilen koşullar altında şekli ve boyutları ihmal edilebilecek bir cisme maddi nokta denir. Bu ihmal edildi
Cesedin büyüklüğü, kat ettiği mesafeye veya diğer cisimlere olan uzaklığa göre küçük olduğunda bu caiz olur. Bir cismin hareketini tanımlamak için herhangi bir andaki koordinatlarını bilmeniz gerekir. Bu mekaniğin ana görevidir.
2. Hareketin göreliliği. Referans sistemi. Birimler.
Maddi bir noktanın koordinatlarını belirlemek için bir referans cismi seçip onunla bir koordinat sistemi ilişkilendirmek ve zamanın kökenini ayarlamak gerekir. Koordinat sistemi ve zamanın kökeninin göstergesi, vücudun hareketinin dikkate alındığı bir referans sistemi oluşturur. Sistem sabit bir hızla hareket etmelidir (ya da hareketsiz olmalıdır ki bu genellikle aynı şeydir). Vücudun yörüngesi, kat edilen mesafe ve yer değiştirme referans sisteminin seçimine bağlıdır; Mekanik hareket görecelidir. Uzunluğun birimi metredir ve ışığın boşlukta saniye cinsinden kat ettiği mesafeye eşittir. Bir saniye, bir sezyum-133 atomunun radyasyon periyotlarına eşit bir zaman birimidir.
3. Yörünge. Yol ve hareket. Anlık hız.
Bir cismin yörüngesi, uzayda hareket eden maddi bir nokta tarafından tanımlanan bir çizgidir. Yol – maddi noktanın ilk hareketinden son hareketine kadar yörünge bölümünün uzunluğu. Yarıçap vektörü, koordinatların kökenini uzaydaki bir noktaya bağlayan bir vektördür. Yer değiştirme, zaman içinde kat edilen bir yörünge bölümünün başlangıç ve bitiş noktalarını birbirine bağlayan bir vektördür. Hız, belirli bir anda hareketin hızını ve yönünü karakterize eden fiziksel bir niceliktir. Ortalama hız şu şekilde tanımlanır: Ortalama yer hızı, vücudun belirli bir süre boyunca kat ettiği mesafenin bu aralığa oranına eşittir. . Anlık hız (vektör), hareketli bir noktanın yarıçap vektörünün birinci türevidir. . Anlık hız yörüngeye teğet olarak, ortalama ise sekant boyunca yönlendirilir. Anlık yer hızı (skaler) - yolun zamana göre ilk türevi, büyüklük olarak anlık hıza eşittir
4. Düzgün doğrusal hareket. Düzgün harekette kinematik niceliklerin zamana karşı grafikleri. Hızların eklenmesi.
Büyüklük ve yönde sabit bir hızla yapılan harekete düzgün doğrusal hareket denir. Düzgün doğrusal harekette, bir cisim herhangi bir eşit zaman diliminde eşit mesafeler kat eder. Hız sabitse kat edilen mesafe şu şekilde hesaplanır: Hızların toplanmasına ilişkin klasik yasa şu şekilde formüle edilir: maddi bir noktanın sabit olarak alınan bir referans sistemine göre hareket hızı, hareketli bir sistemdeki bir noktanın hareket hızlarının vektör toplamına eşittir ve Hareketli bir sistemin sabit bir sisteme göre hareket hızı. 
5. Hızlanma. Düzgün hızlandırılmış doğrusal hareket. Düzgün hızlandırılmış harekette kinematik niceliklerin zamana bağımlılığının grafikleri.
Vücudun eşit zaman aralıklarında eşit olmayan hareketler yaptığı harekete düzensiz hareket denir. Düzensiz öteleme hareketiyle vücudun hızı zamanla değişir. Hızlanma (vektör), hızdaki değişimin büyüklük ve yön oranını karakterize eden fiziksel bir niceliktir. Anlık ivme (vektör), hızın zamana göre birinci türevidir. . Düzgün ivmeli hareket, büyüklüğü ve yönü sabit olan ivmeli harekettir. Düzgün hızlandırılmış hareket sırasında hız şu şekilde hesaplanır:
Buradan düzgün ivmeli hareket sırasındaki yolun formülü şu şekilde türetilir:
Düzgün ivmeli hareket için hız ve yol denklemlerinden elde edilen formüller de geçerlidir.
6. Cesetlerin serbest düşüşü. Yerçekimi ivmesi.
Bir cismin düşüşü onun yerçekimi alanındaki hareketidir (???) . Boşlukta cisimlerin düşmesine serbest düşme denir. Serbest düşüş sırasında vücutların fiziksel özellikleri ne olursa olsun aynı şekilde hareket ettikleri deneysel olarak tespit edilmiştir. Boşlukta cisimlerin Dünya'ya düşme ivmesine serbest düşme ivmesi denir ve şu şekilde gösterilir:
7. Bir daire içinde düzgün hareket. Bir cismin daire içindeki düzgün hareketi sırasındaki ivme (merkezcil ivme)
Yörüngenin yeterince küçük bir bölümündeki herhangi bir hareket, yaklaşık olarak bir daire içinde tekdüze bir hareket olarak kabul edilebilir. Bir daire etrafında düzgün hareket sürecinde hız değeri sabit kalır, ancak hız vektörünün yönü değişir.<рисунок>.. Bir daire içinde hareket ederken hızlanma vektörü, hız vektörüne dik olarak (teğetsel olarak yönlendirilmiş), dairenin merkezine yönlendirilir. Bir cismin daire etrafında tam bir dönüş yaptığı süreye periyot denir. . Birim zamandaki devir sayısını gösteren periyodun karşılığına frekans denir. Bu formülleri kullanarak şunu çıkarabiliriz: veya. Açısal hız (dönme hızı) şu şekilde tanımlanır: 
. Cismin tüm noktalarının açısal hızı aynıdır ve dönen cismin hareketlerini bir bütün olarak karakterize eder. Bu durumda cismin doğrusal hızı ile, ivmesi ise ile ifade edilir.
Hareketlerin bağımsızlığı ilkesi, vücudun herhangi bir noktasının hareketini iki hareketin (öteleme ve dönme) toplamı olarak kabul eder. 
8. Newton'un birinci yasası. Atalet referans sistemi.
Dış etkenlerin yokluğunda bir cismin hızını koruma olgusuna atalet denir. Newton'un eylemsizlik yasası olarak da bilinen birinci yasası şunu belirtir: "Diğer cisimler onlara etki etmedikçe öteleme yoluyla hareket eden cisimlerin hızlarını sabit tuttuğu öyle referans çerçeveleri vardır ki." Dış etkilerin yokluğunda cisimlerin doğrusal ve düzgün bir şekilde hareket ettiği referans sistemlerine eylemsiz referans sistemleri denir. Dünyanın dönüşünün ihmal edilmesi koşuluyla, dünyayla ilişkili referans sistemleri eylemsiz olarak kabul edilir.
9. Kütle. Güç. Newton'un ikinci yasası. Kuvvetlerin eklenmesi. Ağırlık merkezi.
Bir cismin hızındaki değişimin nedeni her zaman onun diğer cisimlerle etkileşimidir. İki cisim etkileştiğinde hızlar her zaman değişir; ivmeler elde edilir. İki cismin ivmelerinin oranı herhangi bir etkileşim için aynıdır. Bir cismin diğer cisimlerle etkileşime girdiğinde ivmesinin bağlı olduğu özelliğine atalet denir. Ataletin niceliksel bir ölçüsü vücut ağırlığıdır. Etkileşen cisimlerin kütlelerinin oranı, ivme modüllerinin ters oranına eşittir. Newton'un ikinci yasası, hareket - ivmenin kinematik özellikleri ile etkileşim - kuvvetlerin dinamik özellikleri arasında bir bağlantı kurar. , veya daha kesin bir biçimde, yani. Maddi bir noktanın momentumunun değişim hızı, ona etki eden kuvvete eşittir. Bir cisme birden fazla kuvvet aynı anda uygulandığında, cisim, bu kuvvetlerin her birinin ayrı ayrı etkisi altında ortaya çıkacak ivmelerin vektör toplamı olan ivmeyle hareket eder. Bir cisme etki eden ve bir noktaya uygulanan kuvvetler vektör toplama kuralına göre toplanır. Bu pozisyona kuvvetlerin bağımsızlığı ilkesi denir. Kütle merkezi, aynı kurallara tabi olan, bir bütün olarak tüm sistemin kütlelerinin toplamına eşit bir kütleye sahip maddi bir nokta ile aynı şekilde hareket eden katı bir cismin veya katı cisimler sisteminin bir noktasıdır. bileşke kuvvet vücut olarak bulunur. 
. Bu ifadenin zamanla integralini alarak kütle merkezinin koordinatları için ifadeler elde edebiliriz. Ağırlık merkezi, uzayda herhangi bir konumda bu cismin parçacıklarına etki eden tüm yerçekimi kuvvetlerinin bileşkesinin uygulandığı noktadır. Vücudun doğrusal boyutları Dünya'nın boyutuna göre küçükse, kütle merkezi ağırlık merkeziyle çakışır. Tüm temel yerçekimi kuvvetlerinin, ağırlık merkezinden geçen herhangi bir eksene göre momentlerinin toplamı sıfıra eşittir.
10. Newton'un üçüncü yasası.
İki cismin herhangi bir etkileşimi için, elde edilen ivmelerin modüllerinin oranı sabittir ve kütlelerin ters oranına eşittir. Çünkü Cisimler etkileştiğinde ivme vektörleri ters yöne sahiptir, şunu yazabiliriz: 
. Newton'un ikinci yasasına göre, birinci cisme ve ikinci cisme etki eden kuvvet eşittir. Böylece, . Newton'un üçüncü yasası, cisimlerin birbirlerine etki ettiği kuvvetleri ilişkilendirir. İki cisim birbiriyle etkileşime giriyorsa, aralarında ortaya çıkan kuvvetler farklı cisimlere uygulanır, büyüklükleri eşittir, yönleri zıttır, aynı düz çizgi boyunca etki eder ve aynı doğaya sahiptir.
11. Elastik kuvvetler. Hook kanunu.
Bir cismin deformasyonu sonucu ortaya çıkan ve bu deformasyon sırasında cisim parçacıklarının hareketine ters yönde yönlendirilen kuvvete elastik kuvvet denir. Bir çubukla yapılan deneyler, gövdenin boyutuna kıyasla küçük deformasyonlar için elastik kuvvet modülünün, projeksiyonda şöyle görünen çubuğun serbest ucunun yer değiştirme vektörünün modülü ile doğru orantılı olduğunu göstermiştir. Bu bağlantı R. Hooke tarafından kurulmuş olup kanunu şu şekilde formüle edilmiştir: Bir cismin deformasyonu sırasında ortaya çıkan elastik kuvvet, cismin parçacıklarının hareket yönünün tersi yönde uzamasıyla orantılıdır. deformasyon. Katsayı k cismin sertliği olarak adlandırılır ve cismin şekline ve malzemesine bağlıdır. Metre başına Newton cinsinden ifade edilir. Elastik kuvvetler elektromanyetik etkileşimlerden kaynaklanır.
12. Sürtünme kuvvetleri, kayma sürtünme katsayısı. Viskoz sürtünme (???)
Cisimlerin göreceli hareketi olmadığında cisimlerin etkileşim sınırında ortaya çıkan kuvvete statik sürtünme kuvveti denir. Statik sürtünme kuvveti, cisimlerin temas yüzeyine teğet olarak ve zıt yönde yönlendirilen dış kuvvete eşit büyüklüktedir. Bir cisim bir dış kuvvetin etkisi altında diğerinin yüzeyi üzerinde düzgün bir şekilde hareket ettiğinde, cisme itici kuvvete eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet etki eder. Bu kuvvete kayma sürtünme kuvveti denir. Kayma sürtünme kuvveti vektörü hız vektörünün tersi yönündedir, dolayısıyla bu kuvvet her zaman cismin bağıl hızında bir azalmaya yol açar. Sürtünme kuvvetleri, elastik kuvvet gibi, elektromanyetik niteliktedir ve temas eden cisimlerin atomlarının elektrik yükleri arasındaki etkileşim nedeniyle ortaya çıkar. Statik sürtünme kuvveti modülünün maksimum değerinin basınç kuvvetiyle orantılı olduğu deneysel olarak tespit edilmiştir. Statik sürtünme kuvveti ile kayma sürtünme kuvvetinin maksimum değeri ve sürtünme kuvvetleri ile cismin yüzey üzerindeki basıncı arasındaki orantı katsayıları da yaklaşık olarak eşittir.
13. Yerçekimi kuvvetleri. Evrensel çekim yasası. Yer çekimi. Vücut ağırlığı.
Kütleleri ne olursa olsun cisimlerin aynı ivmeyle düşmesinden, üzerlerine etkiyen kuvvetin cismin kütlesiyle orantılı olduğu sonucu çıkar. Dünyadan tüm cisimlere etki eden bu çekici kuvvete yerçekimi denir. Yerçekimi kuvveti cisimler arasındaki herhangi bir mesafeye etki eder. Tüm cisimler birbirini çeker, evrensel çekim kuvveti kütlelerin çarpımı ile doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. Evrensel çekim kuvvetlerinin vektörleri, cisimlerin kütle merkezlerini birleştiren düz bir çizgi boyunca yönlendirilir. , G – Yerçekimi sabiti, eşit. Vücut ağırlığı, vücudun yerçekimi nedeniyle bir desteğe etki ettiği veya bir süspansiyonu gerdiği kuvvettir. Newton'un üçüncü yasasına göre cismin ağırlığı, desteğin elastik kuvvetine eşit büyüklükte ve zıt yöndedir. Newton'un ikinci yasasına göre, eğer bir cisme artık hiçbir kuvvet etki etmiyorsa, o zaman cismin yerçekimi kuvveti elastiklik kuvveti ile dengelenir. Sonuç olarak, sabit veya düzgün hareket eden yatay bir destek üzerindeki vücudun ağırlığı, yerçekimi kuvvetine eşittir. Destek ivmeyle hareket ediyorsa Newton'un ikinci yasasına göre 
, nereden türetildiği. Bu, ivme yönü yerçekimine bağlı ivme yönü ile çakışan bir cismin ağırlığının, hareketsiz durumdaki bir cismin ağırlığından daha az olduğu anlamına gelir.
14. Yer çekimi etkisi altında bir cismin dikey hareketi. Yapay uyduların hareketi. Ağırlıksızlık. İlk kaçış hızı.
Bir cismi dünya yüzeyine paralel fırlatırken, başlangıç hızı ne kadar büyük olursa uçuş menzili de o kadar büyük olur. Yüksek hızlarda, yerçekimi vektörünün yönündeki bir değişikliğe yansıyan dünyanın küreselliğini de hesaba katmak gerekir. Belirli bir hızda, bir cisim evrensel yerçekiminin etkisi altında Dünya'nın etrafında hareket edebilir. Birinci kozmik hız olarak adlandırılan bu hız, bir cismin daire içindeki hareket denkleminden belirlenebilir. Öte yandan Newton'un ikinci yasası ve evrensel çekim yasasından da şu sonuç çıkıyor. Yani uzaktan R kütlesi olan bir gök cisminin merkezinden M ilk kaçış hızı eşittir. Bir cismin hızı değiştiğinde yörüngesinin şekli daireden elips şekline dönüşür. İkinci kaçış hızına ulaşıldığında yörünge parabolik hale gelir.
15. Beden dürtüsü. Momentumun korunumu kanunu. Jet tahriki.
Newton'un ikinci yasasına göre, bir cismin hareketsiz ya da hareketli olmasına bakılmaksızın, hızında bir değişiklik ancak diğer cisimlerle etkileşime girdiğinde meydana gelebilir. Vücudun ağırlığı varsa M bir müddet T Bir kuvvet etki ediyor ve hareketinin hızı 'den 'ye değişiyorsa, cismin ivmesi 'ye eşit olur. Newton'un ikinci kuvvet yasasına dayanarak şunu yazabiliriz: Bir kuvvetin çarpımına ve etki zamanına eşit olan fiziksel niceliğe kuvvetin itici gücü denir. Bir kuvvetin itkisi, eğer kuvvetin etki süresi aynı ise, aynı kuvvetlerin etkisi altındaki tüm cisimlerde eşit olarak değişen bir miktar olduğunu gösterir. Vücudun kütlesi ile hareket hızının çarpımına eşit olan bu miktara, vücudun momentumu denir. Cismin momentumundaki değişim, bu değişime neden olan kuvvetin itkisine eşittir ve kütleleri ve hızları ile hareket eden iki cismi ele alalım. Newton'un üçüncü yasasına göre, etkileşimleri sırasında cisimlere etki eden kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yöndedir; ve olarak belirlenebilirler. Etkileşim sırasında dürtülerdeki değişiklikler için yazabiliriz. Bu ifadelerden şunu anlıyoruz 
yani iki cismin etkileşim öncesindeki momentumlarının vektör toplamı, etkileşim sonrasındaki momentumlarının vektör toplamına eşittir. Daha genel bir biçimde momentumun korunumu yasası şöyle görünür: Eğer, o zaman.
16. Mekanik iş. Güç. Kinetik ve potansiyel enerji.
İş A kuvvet sabiti, kuvvet ve yer değiştirme modüllerinin çarpımı ile ve vektörleri arasındaki açının kosinüsüne eşit olan fiziksel bir niceliktir. 
. İş skaler bir büyüklüktür ve yer değiştirme ile kuvvet vektörleri arasındaki açı 'den büyükse negatif olabilir. İşin birimine joule denir, 1 joule, uygulandığı noktayı 1 metre hareket ettirirken 1 newtonluk bir kuvvetin yaptığı işe eşittir. Güç, işin bu işin yapıldığı süreye oranına eşit fiziksel bir miktardır. . Güç birimine watt denir; 1 watt, 1 saniyede 1 joule iş yapılan güce eşittir. Bir kütlesel cismin olduğunu varsayalım. M etkisi altında vücudun vektör yönünde hareket ettiği bir kuvvet etki eder (genellikle birkaç kuvvetin sonucu olabilir). Newton'un ikinci yasasına göre kuvvet modülü şuna eşittir: anne ve yer değiştirme vektörünün büyüklüğü ivme ve başlangıç ve son hızlarla ilişkilidir. Bu bize üzerinde çalışacağımız formülü verir: 
. Vücut kütlesi ile hızın karesinin çarpımının yarısına eşit olan fiziksel miktara kinetik enerji denir. Cismin üzerine uygulanan bileşke kuvvetlerin yaptığı iş, kinetik enerjideki değişime eşittir. Bir cismin kütlesinin, serbest düşmenin ivme modülü ile cismin sıfır potansiyelli bir yüzeyin üzerine kaldırıldığı yüksekliğin çarpımına eşit olan fiziksel miktara cismin potansiyel enerjisi denir. Potansiyel enerjideki değişim, yerçekiminin bir cismi hareket ettirmek için yaptığı işi karakterize eder. Bu iş, ters işaretle alınan potansiyel enerjideki değişime eşittir. Dünya yüzeyinin altında bulunan bir cisim negatif potansiyel enerjiye sahiptir. Potansiyel enerjiye sahip olan yalnızca yükseltilmiş cisimler değildir. Yay deforme olduğunda elastik kuvvetin yaptığı işi düşünelim. Elastik kuvvet deformasyonla doğru orantılıdır ve ortalama değeri şuna eşit olacaktır: 
iş, kuvvet ve deformasyonun çarpımına eşittir 
, veya 
. Bir cismin sertliğinin deformasyonun karesiyle çarpımının yarısına eşit olan fiziksel niceliğe, deforme olmuş bir cismin potansiyel enerjisi denir. Potansiyel enerjinin önemli bir özelliği, bir cismin diğer cisimlerle etkileşime girmeden ona sahip olamayacağıdır.
17. Mekanikte enerjinin korunumu kanunları.
Potansiyel enerji etkileşim halindeki cisimleri karakterize eder, kinetik enerji ise hareket eden cisimleri karakterize eder. Her ikisi de bedenlerin etkileşimi sonucu ortaya çıkar. Birkaç cisim birbiriyle yalnızca yerçekimi ve elastik kuvvetlerle etkileşime giriyorsa ve üzerlerine hiçbir dış kuvvet etki etmiyorsa (veya sonuçları sıfırsa), o zaman cisimlerin herhangi bir etkileşimi için elastik veya yerçekimi kuvvetlerinin işi, değişime eşittir. zıt işaretle alınan potansiyel enerji. Aynı zamanda kinetik enerji teoremine göre (bir cismin kinetik enerjisindeki değişim dış kuvvetlerin işine eşittir), aynı kuvvetlerin işi kinetik enerjideki değişime eşittir. . Bu eşitlikten, kapalı bir sistem oluşturan ve birbirleriyle yerçekimi ve esneklik kuvvetleriyle etkileşime giren cisimlerin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamının sabit kaldığı sonucu çıkar. Cisimlerin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamına toplam mekanik enerji denir. Yerçekimi ve esneklik kuvvetleriyle birbirleriyle etkileşime giren kapalı bir cisimler sisteminin toplam mekanik enerjisi değişmeden kalır. Yerçekimi ve esneklik kuvvetlerinin işi bir yandan kinetik enerjideki artışa, diğer yandan potansiyel enerjideki azalmaya eşittir, yani iş bir türden dönüştürülen enerjiye eşittir. başka bir.
18. Basit mekanizmalar (eğik düzlem, kaldıraç, blok) ve uygulamaları.
Büyük kütleli bir cismin, cismin ağırlığından önemli ölçüde daha az bir kuvvetle hareket ettirilebilmesi için eğik bir düzlem kullanılır. Eğik düzlemin açısı a ise, cismi düzlem boyunca hareket ettirmek için eşit bir kuvvet uygulamak gerekir. Bu kuvvetin sürtünme kuvveti ihmal edilerek cismin ağırlığına oranı düzlemin eğim açısının sinüsüne eşittir. Ama güç kazandıkça işte kazanç olmaz çünkü yol birkaç kez artar. Bu sonuç, enerjinin korunumu yasasının bir sonucudur, çünkü yerçekiminin yaptığı iş, vücudun kaldırma yörüngesine bağlı değildir.
Bir kaldıraç, onu saat yönünde döndüren kuvvetlerin momenti, kolu saat yönünün tersine döndüren kuvvetlerin momentine eşitse dengededir. Kola uygulanan kuvvet vektörlerinin yönleri, kuvvetlerin uygulama noktaları ile dönme eksenini birleştiren en kısa düz çizgilere dik ise denge koşulları oluşur. Eğer öyleyse, kaldıraç güçte bir kazanç sağlar. Güçteki bir kazanç, işte bir kazanç sağlamaz, çünkü a açısıyla döndürüldüğünde kuvvet iş yapar ve kuvvet iş yapar. Çünkü o zaman duruma göre.
Blok, kuvvetin yönünü değiştirmenizi sağlar. Sabit bloğun farklı noktalarına uygulanan kuvvetlerin omuzları aynı olduğundan sabit blok herhangi bir dayanım kazancı sağlamaz. Hareketli bir blok kullanarak bir yükü kaldırırken güç kazancı iki katına çıkar, çünkü Yerçekimi kolu, kablo gerdirme kolunun yarısı kadardır. Ancak kabloyu belli bir uzunluğa çekerken ben yük yüksekliğe çıkar l/2 Dolayısıyla sabit bir blok da herhangi bir iş kazancı sağlamaz.
19. Basınç. Sıvılar ve gazlar için Pascal yasası.
Yüzeye dik etki eden kuvvetin modülünün bu yüzeyin alanına oranına eşit bir fiziksel miktara basınç denir. Basıncın birimi, 1 metrekare alan başına 1 newtonluk bir kuvvetin ürettiği basınca eşit olan paskaldır. Tüm sıvılar ve gazlar, üzerlerine uygulanan basıncı her yöne iletir.
20. İletişim kuran gemiler. Hidrolik baskı. Atmosfer basıncı. Bernoulli denklemi.
Silindirik bir kapta, kabın tabanına etkiyen basınç kuvveti sıvı sütununun ağırlığına eşittir. Kabın tabanındaki basınç eşittir 
derinlikteki basınç nereden geliyor? H eşittir. Aynı basınç kabın duvarlarına da etki eder. Aynı yükseklikteki sıvı basınçlarının eşitliği, herhangi bir şekle sahip iletişim kaplarında, homojen bir sıvının dinlenme halindeki serbest yüzeylerinin (ihmal edilebilir kılcal kuvvetler durumunda) aynı seviyede olmasına yol açar. Düzgün olmayan bir sıvı durumunda, daha yoğun bir sıvının sütununun yüksekliği, daha az yoğun bir sıvının yüksekliğinden daha az olacaktır. Bir hidrolik makine Pascal kanununa göre çalışır. Farklı alanlardaki pistonlarla kapatılan iki iletişim kabından oluşur. Dış kuvvetin bir pistona uyguladığı basınç Pascal kanununa göre ikinci pistona aktarılır. 
. Bir hidrolik makine, büyük pistonunun alanı küçük olanın alanından büyük olduğu kadar kuvvet kazancı sağlar.
Sıkıştırılamaz bir akışkanın durağan hareketi için süreklilik denklemi geçerlidir. Viskozitenin (yani parçacıkları arasındaki sürtünmenin) ihmal edilebildiği ideal bir akışkan için enerjinin korunumu yasasının matematiksel ifadesi Bernoulli denklemidir. 
.
21. Torricelli'nin deneyimi. Atmosfer basıncının rakımla değişmesi.
Yer çekiminin etkisi altında atmosferin üst katmanları alttaki katmanlara baskı yapar. Pascal kanununa göre bu basınç her yöne iletilir. Bu basınç, Dünya yüzeyinde en yüksektir ve yüzeyden atmosferin sınırına kadar olan hava sütununun ağırlığına göre belirlenir. Yükseklik arttıkça yüzeye baskı yapan atmosferik katmanların kütlesi azalır, dolayısıyla atmosfer basıncı da yükseklikle birlikte azalır. Deniz seviyesinde atmosfer basıncı 101 kPa'dır. Bu basınç 760 mm yüksekliğindeki bir cıva sütunu tarafından uygulanır. İçinde vakum oluşturulan bir tüp sıvı cıvaya indirilirse, atmosferik basıncın etkisi altında cıva, içindeki sıvı kolonun basıncının açıktaki dış atmosferik basınca eşit olacağı bir yüksekliğe yükselecektir. cıvanın yüzeyi. Atmosfer basıncı değiştiğinde tüpteki sıvı sütununun yüksekliği de değişecektir.
22. Arşimet'in sıvılar ve gazlar çağının gücü. Yelken koşulları tel.
Sıvılarda ve gazlarda basıncın derinliğe bağlı olması, bir sıvı veya gaza batırılmış herhangi bir cisme etki eden kaldırma kuvvetinin ortaya çıkmasına neden olur. Bu kuvvete Arşimet kuvveti denir. Bir cisim bir sıvıya batırılırsa kabın yan duvarlarındaki basınçlar birbiriyle dengelenir ve alttan ve üstten gelen basınçların sonucu Arşimet kuvvetidir. yani Bir sıvıya (gaz) batırılmış bir cismi dışarı iten kuvvet, cisim tarafından yer değiştiren sıvının (gazın) ağırlığına eşittir. Arşimet kuvveti yerçekimi kuvvetinin tersi yönündedir, bu nedenle bir sıvı içinde tartıldığında bir cismin ağırlığı boşluktakinden daha azdır. Sıvı içindeki bir cisme yerçekimi ve Arşimet kuvveti etki eder. Yerçekimi kuvveti modül olarak büyükse batar, azsa yüzer; eşitse her derinlikte dengede olabilir. Bu kuvvet oranları cismin ve sıvının (gazın) yoğunluklarının oranına eşittir.
23. Moleküler kinetik teorinin temel prensipleri ve bunların deneysel olarak doğrulanması. Brown hareketi. Ağırlık ve boyut moleküller.
Moleküler kinetik teori, maddenin en küçük parçacıkları olarak atomların ve moleküllerin varlığı fikrini kullanarak maddenin yapısını ve özelliklerini inceleyen bilim dalıdır. MCT'nin ana hükümleri: madde atomlardan ve moleküllerden oluşur, bu parçacıklar düzensiz hareket eder, parçacıklar birbirleriyle etkileşime girer. Atomların ve moleküllerin hareketi ve etkileşimleri mekanik kanunlarına uyar. Moleküllerin birbirlerine yaklaşması durumunda öncelikle çekim kuvvetleri hakim olur. Aralarında belirli bir mesafede, çekici kuvvetlerin büyüklüğünü aşan itici kuvvetler ortaya çıkar. Moleküller ve atomlar, çekme ve itme kuvvetlerinin birbirini dengelediği konumlarda rastgele salınım yapar. Bir sıvıda moleküller sadece titreşmekle kalmaz, aynı zamanda bir denge konumundan diğerine (akışkanlık) atlarlar. Gazlarda atomlar arasındaki mesafeler molekül boyutlarından (sıkıştırılabilirlik ve genleşme) çok daha büyüktür. R. Brown, 19. yüzyılın başında katı parçacıkların sıvı içinde rastgele hareket ettiğini keşfetti. Bu olgu yalnızca MCT tarafından açıklanabildi. Rasgele hareket eden bir sıvı veya gaz molekülleri katı bir parçacıkla çarpışır ve hareketinin yönünü ve hızını değiştirir (tabii ki hem yönünü hem de hızını değiştirir). Parçacık boyutu ne kadar küçük olursa momentumdaki değişim o kadar belirgin olur. Herhangi bir madde parçacıklardan oluşur, bu nedenle madde miktarının parçacık sayısıyla orantılı olduğu kabul edilir. Bir maddenin miktar birimine mol denir. Bir mol, 0,012 kg karbon 12 C'deki atom sayısı kadar atom içeren bir maddenin miktarına eşittir. Molekül sayısının madde miktarına oranına Avogadro sabiti denir: 
. Bir maddenin miktarı molekül sayısının Avogadro sabitine oranı olarak bulunabilir. Molar kütle M bir maddenin kütlesinin oranına eşit bir miktardır M madde miktarına kadar. Molar kütle, mol başına kilogram cinsinden ifade edilir. Molar kütle molekülün kütlesi cinsinden ifade edilebilir m 0 : 
.
24. İdeal gaz. İdeal bir gazın moleküler kinetik teorisinin temel denklemi.
Gaz halindeki maddenin özelliklerini açıklamak için ideal gaz modeli kullanılır. Bu model şunları varsaymaktadır: gaz molekülleri kabın hacmine kıyasla ihmal edilebilecek kadar küçüktür, moleküller arasında çekici kuvvetler yoktur ve birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpıştıklarında itici kuvvetler etki eder. Gaz basıncı olgusunun niteliksel bir açıklaması, ideal bir gazın moleküllerinin, bir kabın duvarlarıyla çarpıştıklarında onlarla elastik cisimler olarak etkileşime girmesidir. Bir molekül bir damarın duvarına çarptığında hız vektörünün duvara dik eksene izdüşümü ters yönde değişir. Bu nedenle çarpışma sırasında hız projeksiyonu değişir. –mvxönce mvx ve momentumdaki değişim şudur. Bir çarpışma sırasında molekül, Newton'un üçüncü yasasına göre zıt yöndeki kuvvete eşit bir kuvvetle duvara etki eder. Çok sayıda molekül vardır ve bireysel moleküllerin bir kısmına etki eden kuvvetlerin geometrik toplamının ortalama değeri, kabın duvarları üzerindeki gaz basıncı kuvvetini oluşturur. Gaz basıncı, basınç kuvveti modülünün damar duvarının alanına oranına eşittir: p=F/S. Gazın kübik bir kapta olduğunu varsayalım. Bir molekülün momentumu 2'dir mv, bir molekül duvara ortalama bir kuvvetle etki eder 2mv/Dt. Zaman D T kabın bir duvarından diğerine hareket eşittir 2l/v, buradan, . Tüm moleküllerin damar duvarına uyguladığı basınç kuvveti sayılarıyla orantılıdır, yani. 
. Moleküllerin hareketinin tamamen rastlantısal olması nedeniyle, her yöndeki hareketleri eşit derecede olasıdır ve toplam molekül sayısının 1/3'üne eşittir. Böylece, . Alanı olan bir küpün yüzeyine basınç uygulandığından ben 2 o zaman basınç eşit olacaktır. Bu denkleme moleküler kinetik teorisinin temel denklemi denir. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisini ifade ederek elde ederiz.
25. Sıcaklık, ölçümü. Mutlak sıcaklık ölçeği. Gaz moleküllerinin hızı.
İdeal bir gaz için temel MKT denklemi mikro ve makroskobik parametreler arasında bir bağlantı kurar. İki cisim temas ettiğinde makroskopik parametreleri değişir. Bu değişiklik sona erdiğinde termal dengenin oluştuğu söylenir. Isıl denge durumundaki cisimlerden oluşan bir sistemin tüm kısımlarında aynı olan fiziksel bir parametreye vücut sıcaklığı denir. Deneyler, termal denge durumundaki herhangi bir gaz için basınç ve hacim çarpımının molekül sayısına oranının aynı olduğunu göstermiştir. 
. Bu, değerin bir sıcaklık ölçüsü olarak alınmasına olanak tanır. Çünkü n=N/D, daha sonra temel MKT denklemi dikkate alındığında, değer moleküllerin ortalama kinetik enerjisinin üçte ikisine eşittir. , Nerede k– ölçeğe bağlı orantı katsayısı. Bu denklemin sol tarafındaki parametreler negatif değildir. Bu nedenle, sabit hacimdeki basıncının sıfır olduğu bir gazın sıcaklığına mutlak sıfır sıcaklığı denir. Bu katsayının değeri, maddenin bilinen iki durumundan, bilinen basınç, hacim, molekül sayısı ve sıcaklıktan bulunabilir. . Katsayı k Boltzmann sabiti olarak adlandırılan , eşittir 
. Sıcaklık ile ortalama kinetik enerji arasındaki ilişkiye ilişkin denklemlerden şu sonuç çıkar: Moleküllerin kaotik hareketinin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla orantılıdır. , . Bu denklem, aynı sıcaklık ve molekül konsantrasyonunda, herhangi bir gazın basıncının aynı olduğunu gösterir.
26. İdeal bir gazın durum denklemi (Mendeleev-Clapeyron denklemi). İzotermal, izokorik ve izobarik süreçler.
Basıncın konsantrasyon ve sıcaklığa bağımlılığını kullanarak, bir gazın makroskopik parametreleri - hacim, basınç ve sıcaklık - arasındaki ilişki bulunabilir. . Bu denkleme ideal gaz durum denklemi (Mendeleev-Clapeyron denklemi) denir.
İzotermal bir süreç, sabit bir sıcaklıkta meydana gelen bir süreçtir. İdeal bir gazın durum denkleminden, sabit sıcaklıkta, gazın kütlesinde ve bileşiminde, basınç ve hacim çarpımının sabit kalması gerektiği sonucu çıkar. Bir izotermin grafiği (izotermal bir sürecin eğrisi) bir hiperboldür. Denklem Boyle-Mariotte yasası olarak adlandırılır.
İzokorik bir süreç, gazın sabit hacminde, kütlesinde ve bileşiminde meydana gelen bir süreçtir. Bu koşullar altında 
, gaz basıncının sıcaklık katsayısı nerede. Bu denkleme Charles yasası denir. Bir izokorik sürecin denkleminin grafiğine izokor denir ve orijinden geçen düz bir çizgidir.
İzobarik bir süreç, gazın sabit basıncında, kütlesinde ve bileşiminde meydana gelen bir süreçtir. İzokorik süreç için olduğu gibi izobarik süreç için de bir denklem elde edebiliriz. 
. Bu süreci tanımlayan denklem Gay-Lussac yasası olarak adlandırılmaktadır. İzobarik bir sürecin denkleminin grafiğine izobar denir ve koordinatların orijininden geçen düz bir çizgidir.
27. İç enerji. Termodinamikte çalışın.
Moleküller arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisi sıfırsa, iç enerji tüm gaz moleküllerinin kinetik hareket enerjilerinin toplamına eşittir. 
. Sonuç olarak sıcaklık değiştiğinde gazın iç enerjisi de değişir. İdeal bir gazın durum denklemini enerji denkleminde yerine koyarsak, iç enerjinin gaz basıncı ve hacminin çarpımı ile doğru orantılı olduğunu buluruz. . Bir cismin iç enerjisi ancak diğer cisimlerle etkileşime girdiğinde değişebilir. Cisimlerin mekanik etkileşimi sırasında (makroskopik etkileşim), aktarılan enerjinin ölçüsü iştir. A. Isı alışverişi sırasında (mikroskobik etkileşim), aktarılan enerjinin ölçüsü ısı miktarıdır. Q. Yalıtılmamış bir termodinamik sistemde iç enerji D'deki değişim sen aktarılan ısı miktarının toplamına eşit Q ve dış güçlerin işi A. İş yerine A dış kuvvetler tarafından gerçekleştirilen işi dikkate almak daha uygundur bir' sistem tarafından dış gövdeler üzerinde gerçekleştirilir. A=–A'. Daha sonra termodinamiğin birinci yasası veya olarak ifade edilir. Bu, herhangi bir makinenin yalnızca dışarıdan bir miktar ısı alarak dış cisimler üzerinde iş yapabileceği anlamına gelir. Q veya iç enerjide azalma D sen. Bu yasa, birinci türden sürekli hareket makinesinin oluşturulmasını hariç tutar.
28. Isı miktarı. Bir maddenin özgül ısı kapasitesi. Isıl işlemlerde enerjinin korunumu yasası (termodinamiğin birinci yasası).
Isıyı iş yapmadan bir cisimden diğerine aktarma işlemine ısı transferi denir. Isı alışverişi sonucu vücuda aktarılan enerjiye ısı miktarı denir. Isı transfer sürecine iş eşlik etmiyorsa termodinamiğin birinci yasasına dayanır. Bir cismin iç enerjisi, cismin kütlesi ve sıcaklığı ile orantılıdır, dolayısıyla 
. Büyüklük İleözgül ısı kapasitesi denir, birimi . Özgül ısı kapasitesi, 1 kg'lık bir maddenin 1 derece ısıtılması için ne kadar ısının aktarılması gerektiğini gösterir. Özgül ısı kapasitesi kesin bir özellik değildir ve ısı transferi sırasında vücudun yaptığı işe bağlıdır.
Enerjinin korunumu yasasına göre, dış kuvvetlerin sıfır çalışması koşullarında ve diğer cisimlerden termal izolasyon altında iki cisim arasında ısı değişimi yapılırken 
. İç enerjideki değişime iş eşlik etmiyorsa, o zaman veya , nerede . Bu denkleme ısı dengesi denklemi denir.
29. Termodinamiğin birinci yasasının izoproseslere uygulanması. Adyabatik süreç. Termal süreçlerin geri döndürülemezliği.
Çoğu makinede iş yapan ana süreçlerden biri, işin performansıyla birlikte gazın genleşmesi sürecidir. Bir gazın hacimden izobarik genleşmesi sırasında ise V1 hacmine kadar V2 silindir pistonunun yer değiştirmesi ben, sonra çalış A gaza göre mükemmel eşittir veya 
. İş olan izobar ve izoterm altındaki alanları karşılaştırırsak, izotermal bir işlemde aynı başlangıç basıncında gazın aynı genleşmesiyle daha az iş yapılacağı sonucuna varabiliriz. İzobarik, izokorik ve izotermal süreçlere ek olarak sözde var. Adyabatik süreç. Adyabatik, ısı transferi olmadığında meydana gelen bir süreçtir. Bir gazın hızlı genleşmesi veya sıkıştırılması süreci adyabatik'e yakın kabul edilebilir. Bu süreçte iç enerjideki değişiklikler nedeniyle iş yapılır; bu nedenle adyabatik bir süreç sırasında sıcaklık düşer. Bir gazın adyabatik olarak sıkıştırılması sırasında gazın sıcaklığı arttığından, gazın basıncı, hacim azalmasıyla birlikte izotermal bir prosese göre daha hızlı artar.
Isı transfer işlemleri kendiliğinden yalnızca bir yönde gerçekleşir. Isı transferi her zaman daha soğuk bir cisme gerçekleşir. Termodinamiğin ikinci yasası, termodinamik bir sürecin imkansız olduğunu, bunun sonucunda ısının bir vücuttan diğerine, daha sıcak olana başka hiçbir değişiklik olmadan aktarılacağını belirtir. Bu yasa, ikinci türden sürekli hareket makinesinin oluşturulmasını hariç tutar.
30. Isı motorlarının çalışma prensibi. Isı motoru verimliliği.
Tipik olarak ısı motorlarında iş, genişleyen bir gazla yapılır. Genleşme sırasında iş yapan gaza çalışma akışkanı denir. Gaz genleşmesi, ısıtıldığında sıcaklığının ve basıncının artması sonucu meydana gelir. Çalışma akışkanının ısı aldığı bir cihaz Qısıtıcı denir. Makinenin çalışma strokunu tamamladıktan sonra ısıyı aktardığı cihaza buzdolabı denir. Birincisi, basınç izobarik olarak artar, izobarik olarak genişler, izobarik olarak soğur ve izobarik olarak daralır.<рисунок с подъемником>. Çalışma döngüsü sonucunda gaz başlangıç durumuna döner, iç enerjisi orijinal değerini alır. Bu demektir . Termodinamiğin birinci yasasına göre, . Vücudun döngü başına yaptığı iş eşittir Q. Döngü başına vücudun aldığı ısı miktarı, ısıtıcıdan alınan ile buzdolabına verilen arasındaki farka eşittir. Buradan, . Bir makinenin verimliliği, kullanılan faydalı enerjinin harcanan enerjiye oranıdır. 
.
31. Buharlaşma ve yoğunlaşma. Doymuş ve doymamış çiftler. Hava nemi.
Termal hareketin kinetik enerjisinin eşit olmayan dağılımı buna yol açar. Herhangi bir sıcaklıkta bazı moleküllerin kinetik enerjisi, geri kalanların potansiyel bağlanma enerjisini aşabilir. Buharlaşma, moleküllerin bir sıvı veya katının yüzeyinden kaçtığı süreçtir. Buharlaşmaya soğutma eşlik eder, çünkü Daha hızlı moleküller sıvıyı terk eder. Kapalı bir kapta sabit bir sıcaklıkta bir sıvının buharlaşması, gaz halindeki moleküllerin konsantrasyonunda bir artışa yol açar. Bir süre sonra buharlaşan molekül sayısı ile sıvıya dönen molekül sayısı arasında bir denge oluşur. Sıvısıyla dinamik dengede olan gaz halindeki bir maddeye doymuş buhar denir. Doymuş buhar basıncının altındaki bir basınçtaki buhara doymamış buhar denir. Doymuş buhar basıncı sabit sıcaklıktaki hacme bağlı değildir ('den itibaren). Sabit molekül konsantrasyonunda doymuş buharın basıncı ideal gazın basıncından daha hızlı artar, çünkü Sıcaklığın etkisi altında molekül sayısı artar. Belirli bir sıcaklıktaki su buharı basıncının, aynı sıcaklıktaki doymuş buharın basıncına yüzde olarak ifade edilen oranına bağıl nem denir. Sıcaklık ne kadar düşük olursa doymuş buhar basıncı da o kadar düşük olur, dolayısıyla belirli bir sıcaklığa soğutulduğunda buhar doymuş hale gelir. Bu sıcaklığa çiğ noktası denir t p.
32. Kristal ve amorf cisimler. Katıların mekanik özellikleri. Elastik deformasyonlar.
Amorf cisimler, fiziksel özellikleri her yönde aynı olan cisimlerdir (izotropik cisimler). Fiziksel özelliklerin izotropisi, moleküllerin rastgele düzenlenmesiyle açıklanır. Moleküllerin sıralandığı katılara kristal denir. Kristalin cisimlerin fiziksel özellikleri farklı yönlerde (anizotropik cisimler) aynı değildir. Kristallerin özelliklerinin anizotropisi, düzenli bir yapıda etkileşim kuvvetlerinin farklı yönlerde eşit olmamasıyla açıklanır. Bir gövde üzerindeki harici bir mekanik etki, atomların denge konumundan yer değiştirmesine neden olur, bu da vücudun şekli ve hacminde bir değişikliğe - deformasyona yol açar. Deformasyon, deformasyondan önceki ve sonraki uzunluk farkına eşit olan mutlak uzama veya göreceli uzama ile karakterize edilebilir. Bir cisim deforme olduğunda elastik kuvvetler ortaya çıkar. Elastik kuvvet modülünün bir cismin kesit alanına oranına eşit bir fiziksel miktara mekanik stres denir. Küçük deformasyonlarda gerilim uzamayla doğru orantılıdır. Orantılılık faktörü e denklemde elastiklik modülü (Young modülü) olarak adlandırılır. Belirli bir malzeme için esneklik modülü sabittir 
, Neresi . Deforme olmuş bir cismin potansiyel enerjisi, çekme veya sıkıştırma sırasında harcanan işe eşittir. Buradan 
.
Hooke yasası yalnızca küçük deformasyonlar için geçerlidir. Hala karşılandığı maksimum voltaja oransal limit denir. Bu sınırın ötesinde voltajın orantılı olarak büyümesi durur. Belirli bir gerilme seviyesine kadar, deforme olan gövde, yük kaldırıldıktan sonra boyutlarına geri dönecektir. Bu noktaya cismin elastik sınırı denir. Elastiklik sınırı aşıldığında, gövdenin eski şeklini geri almadığı plastik deformasyon başlar. Plastik deformasyon bölgesinde gerilme neredeyse hiç artmaz. Bu olaya malzeme akışı denir. Akma noktasının ötesinde, stres nihai güç adı verilen bir noktaya kadar artar ve bu noktadan sonra vücut başarısız olana kadar stres azalır.
33. Sıvıların özellikleri. Yüzey gerilimi. Kılcal fenomen.
Bir sıvı içindeki moleküllerin serbest hareket etme olasılığı, sıvının akışkanlığını belirler. Sıvı haldeki bir cismin sabit bir şekli yoktur. Sıvının şekli kabın şekline ve yüzey gerilim kuvvetlerine göre belirlenir. Sıvının içinde moleküllerin çekici kuvvetleri telafi edilir, ancak yüzeyde telafi edilmez. Yüzeye yakın bulunan herhangi bir molekül, sıvının içindeki moleküller tarafından çekilir. Bu kuvvetlerin etkisi altında yüzeydeki moleküller, serbest yüzey mümkün olan en küçük hale gelinceye kadar içe doğru çekilir. Çünkü Bir küre belirli bir hacim için minimum yüzeye sahipse, diğer kuvvetlerin çok az etkisi ile yüzey küresel bir parça şeklini alır. Damarın kenarındaki sıvının yüzeyine menisküs denir. Islanma olgusu, yüzey ile kesişme noktasında menisküs arasındaki temas açısı ile karakterize edilir. D uzunluğundaki bir kesite etki eden yüzey gerilim kuvvetinin büyüklüğü ben eşittir . Yüzeyin eğriliği, bilinen bir temas açısı ve yarıçap için sıvı üzerinde eşit miktarda aşırı basınç oluşturur 
. s katsayısına yüzey gerilim katsayısı denir. Kılcal, iç çapı küçük olan bir tüptür. Tam ıslanma ile yüzey gerilim kuvveti gövdenin yüzeyi boyunca yönlendirilir. Bu durumda sıvının kılcal damardan yükselişi, yer çekimi kuvveti yüzey gerilimi kuvvetini dengeleyene kadar bu kuvvetin etkisi altında devam eder, çünkü , O .
34. Elektrik yükü. Yüklü cisimlerin etkileşimi. Coulomb yasası. Elektrik yükünün korunumu kanunu.
Ne mekanik ne de MCT atomları bağlayan kuvvetlerin doğasını açıklayabilmektedir. Atomların ve moleküllerin etkileşim yasaları, elektrik yükleri kavramı temelinde açıklanabilir.<Опыт с натиранием ручки и притяжением бумажки>Bu deneyde tespit edilen cisimlerin etkileşimine elektromanyetik denir ve elektrik yükleriyle belirlenir. Yüklerin çekme ve itme yeteneği, pozitif ve negatif olmak üzere iki tür yükün olduğu varsayımıyla açıklanmaktadır. Aynı yüke sahip cisimler birbirini iter, ancak farklı yüklere sahip cisimler çeker. Yükün birimi coulomb'dur - bir iletkenin kesitinden 1 amperlik bir akımla 1 saniyede geçen yük. Elektrik yüklerinin dışarıdan girmediği ve herhangi bir etkileşim sırasında elektrik yüklerinin ayrılmadığı kapalı bir sistemde, tüm cisimlerin yüklerinin cebirsel toplamı sabittir. Coulomb yasası olarak da bilinen elektrostatik temel yasası, iki yük arasındaki etkileşim kuvvetinin modülünün, yüklerin modüllerinin çarpımı ile doğru orantılı olduğunu ve aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılı olduğunu belirtir. Kuvvet, yüklü cisimleri birbirine bağlayan düz çizgi boyunca yönlendirilir. Yüklerin işaretine bağlı olarak itici veya çekici bir güçtür. Devamlı k Coulomb yasasının ifadesinde eşittir 
. Bu katsayı yerine sözde katsayı ile ilişkili elektrik sabiti k ifade , itibaren. Sabit elektrik yüklerinin etkileşimine elektrostatik denir.
35. Elektrik alanı. Elektrik alan kuvveti. Elektrik alanlarının süperpozisyonu ilkesi.
Kısa mesafe etki teorisine göre her yükün etrafında bir elektrik alanı vardır. Elektrik alanı maddi bir nesnedir, uzayda sürekli bulunur ve diğer yükler üzerinde etkili olabilir. Bir elektrik alanı uzayda ışık hızında yayılır. Elektrik alanının bir test yüküne (alan konfigürasyonunu etkilemeyen nokta pozitif küçük yük) etki ettiği kuvvetin bu yükün değerine oranına eşit bir fiziksel niceliğe elektrik alan kuvveti denir. Coulomb yasasını kullanarak yükün yarattığı alan kuvveti için bir formül elde etmek mümkündür. Q mesafeli Rücretli 
. Alanın gücü, etki ettiği yüke bağlı değildir. Eğer şarjlıysa Q Birkaç yükün elektrik alanları aynı anda etki eder, daha sonra ortaya çıkan kuvvet, her alandan ayrı ayrı etki eden kuvvetlerin geometrik toplamına eşit olur. Buna elektrik alanlarının süperpozisyonu ilkesi denir. Elektrik alan yoğunluk çizgisi, her noktada teğeti yoğunluk vektörüne denk gelen bir çizgidir. Gerilme çizgileri pozitif yüklerde başlar ve negatif yüklerde biter veya sonsuza kadar gider. Uzayın herhangi bir noktasında gücü herkes için aynı olan elektrik alanına düzgün elektrik alanı denir. Zıt yüklü iki paralel metal plaka arasındaki alanın yaklaşık olarak tek biçimli olduğu düşünülebilir. Eşit yük dağılımı ile Q alanın yüzeyi üzerinde S yüzey yük yoğunluğudur. Yüzey yük yoğunluğu s olan sonsuz bir düzlem için alan kuvveti uzayın her noktasında aynıdır ve şuna eşittir: 
.
36. Bir yükü hareket ettirirken elektrostatik alanın çalışması. Potansiyel fark.
Bir yük bir elektrik alanı tarafından belirli bir mesafe boyunca hareket ettirildiğinde yapılan iş şuna eşittir: 
. Yerçekimi işinde olduğu gibi Coulomb kuvvetinin işi de yükün yörüngesine bağlı değildir. Yer değiştirme vektörünün yönü 180 0 değiştiğinde, alan kuvvetlerinin işi ters yönde işaret değiştirir. Bu nedenle, bir yükü kapalı bir döngü boyunca hareket ettirirken elektrostatik alan kuvvetlerinin yaptığı iş sıfırdır. Kapalı bir yol boyunca kuvvetlerin işi sıfır olan alana potansiyel alan adı verilir.
Tıpkı bir kütle gövdesi gibi M yerçekimi alanında vücudun kütlesiyle orantılı potansiyel enerjiye sahiptir, elektrostatik alandaki bir elektrik yükünün potansiyel enerjisi vardır W p, ücretle orantılıdır. Elektrostatik alan kuvvetlerinin yaptığı iş, yükün potansiyel enerjisindeki zıt işaretli değişime eşittir. Elektrostatik alanın bir noktasında farklı yükler farklı potansiyel enerjilere sahip olabilir. Ancak belirli bir nokta için potansiyel enerjinin yüke oranı sabit bir değerdir. Bu fiziksel niceliğe, bir yükün potansiyel enerjisinin, belirli bir noktadaki potansiyelin ve yükün çarpımına eşit olduğu elektrik alan potansiyeli denir. Potansiyel skaler bir niceliktir; birkaç alanın potansiyeli bu alanların potansiyellerinin toplamına eşittir. Vücutların etkileşimi sırasında enerjideki değişimin ölçüsü iştir. Dolayısıyla bir yükü hareket ettirirken elektrostatik alan kuvvetlerinin yaptığı iş, ters işaretli enerji değişimine eşittir. Çünkü iş potansiyel farka bağlıdır ve aralarındaki yörüngeye bağlı değildir, bu durumda potansiyel fark elektrostatik alanın enerji özelliği olarak düşünülebilir. Yükten sonsuz uzaklıktaki potansiyel sıfıra eşit alınırsa, o zaman yükten Rücretten formülle belirlenir .
Pozitif bir yükü alanın bir noktasından diğer noktasına hareket ettirirken herhangi bir elektrik alanın yaptığı işin, yükün değerine oranına işin geldiği bu noktalar arasındaki voltaj denir. Elektrostatik bir alanda herhangi iki nokta arasındaki voltaj, bu noktalar arasındaki potansiyel farka eşittir. Gerilim birimine (ve potansiyel farka) volt denir. 1 volt, alanın 1 coulomb yükü hareket ettirmek için 1 joule iş yaptığı voltaja eşittir. Bir yandan, bir yükü hareket ettirmek için yapılan iş, kuvvet ile yer değiştirmenin çarpımına eşittir. Öte yandan yolun bölümleri arasındaki bilinen voltajdan da bulunabilir. Buradan. Elektrik alan kuvvetinin birimi metre başına volttur ( Ben).
Kondansatör, kalınlığı iletkenlerin boyutuna göre küçük olan bir dielektrik katmanla ayrılmış iki iletkenden oluşan bir sistemdir. Plakalar arasında alan kuvveti, plakaların her birinin gücünün iki katına eşittir; plakaların dışında ise sıfırdır. Plakalardan birinin yükünün plakalar arasındaki gerilime oranına eşit bir fiziksel miktara kapasitörün elektrik kapasitesi denir. Elektrik kapasitesinin birimi faraddır; bir kapasitörün kapasitesi 1 farad olup, plakalara 1 coulomb'luk bir yük uygulandığında plakalar arasındaki voltaj 1 volt'a eşittir. Katı bir kapasitörün plakaları arasındaki alan kuvveti, plakaların kuvvetlerinin toplamına eşittir. 
, ve çünkü homojen bir alan sağlandığı için, o zaman 
yani elektrik kapasitesi plakaların alanıyla doğru orantılı, aralarındaki mesafeyle ters orantılıdır. Plakalar arasına bir dielektrik eklendiğinde, elektrik kapasitesi e kat artar; burada e, eklenen malzemenin dielektrik sabitidir.
38. Dielektrik sabiti. Elektrik alan enerjisi.
Dielektrik sabiti, vakumdaki elektrik alan kuvveti modülünün homojen bir dielektrikteki elektrik alan modülüne oranını karakterize eden fiziksel bir niceliktir. Elektrik alanın yaptığı iş eşittir ancak kondansatör şarj edildiğinde gerilimi artar. 0
önce sen, Bu yüzden 
. Bu nedenle kapasitörün potansiyel enerjisi eşittir.
39. Elektrik akımı. Mevcut güç. Elektrik akımının varlığı için koşullar.
Elektrik akımı, elektrik yüklerinin düzenli hareketidir. Akımın yönü pozitif yüklerin hareketi olarak alınır. Elektrik yükleri, bir elektrik alanının etkisi altında düzenli bir şekilde hareket edebilir. Dolayısıyla bir akımın varlığı için yeterli koşul, bir alanın ve serbest yük taşıyıcılarının varlığıdır. Farklı yüklü iki cismin birbirine bağlanmasıyla bir elektrik alanı oluşturulabilir. Şarj oranı D Q D zaman aralığı boyunca iletkenin kesiti boyunca aktarılır T bu aralığa akım gücü denir. Akımın gücü zamanla değişmiyorsa akıma sabit denir. Bir iletkende akımın uzun süre devam edebilmesi için akımı doğuran koşulların değişmeden kalması gerekir.<схема с один резистором и батареей>. Yükün bir akım kaynağı içinde hareket etmesine neden olan kuvvetlere dış kuvvetler denir. Galvanik bir hücrede (ve herhangi bir pil - örneğin???) bunlar bir DC makinesindeki kimyasal reaksiyonun kuvvetleridir - Lorentz kuvveti.
40. Devrenin bir bölümü için Ohm yasası. İletken direnci. İletken direncinin sıcaklığa bağlılığı. Süperiletkenlik. İletkenlerin seri ve paralel bağlanması.
Bir elektrik devresinin bir bölümünün uçları arasındaki voltajın akıma oranı sabit bir değerdir ve direnç olarak adlandırılır. Direnç birimi 0 ohm'dur; 1 ohm'luk direnç, devrenin 1 amperlik bir akımda voltajın 1 volta eşit olduğu bölümüdür. Direnç uzunlukla doğru orantılıdır ve kesit alanıyla ters orantılıdır; burada r, belirli koşullar altında belirli bir madde için sabit bir değer olan elektriksel dirençtir. Isıtıldığında metallerin direnci doğrusal bir yasaya göre artar; burada r 0, 0 0 C'deki dirençtir, a, her metale özgü direnç sıcaklık katsayısıdır. Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda maddelerin direnci keskin bir şekilde sıfıra düşer. Bu olaya süperiletkenlik denir. Süper iletken malzemelerde akımın geçişi, iletkenin ısınması kaybı olmadan gerçekleşir.
Bir devrenin bir bölümü için Ohm yasasına denklem denir. İletkenler seri bağlandığında akım tüm iletkenlerde aynıdır ve devrenin uçlarındaki gerilim seri bağlı tüm iletkenlerdeki gerilimlerin toplamına eşittir. . İletkenler seri olarak bağlandığında toplam direnç, bileşenlerin dirençlerinin toplamına eşittir. Paralel bağlantıda devrenin her bölümünün uçlarındaki voltaj aynıdır ve akım gücü ayrı parçalara ayrılmıştır. Buradan. İletkenleri paralel bağlarken, toplam direncin karşılığı, paralel bağlı tüm iletkenlerin dirençlerinin tersinin toplamına eşittir.
41. İş ve mevcut güç. Elektrik hareket gücü. Tam bir devre için Ohm kanunu.
Elektrik akımı oluşturan elektrik alan kuvvetlerinin yaptığı işe akımın işi denir. İş A dirençli bölgedeki akım R D zamanında T eşittir . Elektrik akımının gücü, işin tamamlanma zamanına oranına eşittir; 
. İş, her zamanki gibi joule cinsinden, güç ise watt cinsinden ifade edilir. Elektrik alanının etkisi altında devrenin bir bölümünde iş yapılmazsa ve kimyasal reaksiyonlar meydana gelmezse, iş iletkenin ısınmasına yol açar. Bu durumda yapılan iş, akım taşıyan iletkenin açığa çıkardığı ısı miktarına eşittir (Joule-Lenz Yasası).
Elektrik devresinde iş sadece dış kısımda değil aynı zamanda aküde de gerçekleştirilir. Bir akım kaynağının elektriksel direncine iç direnç denir R. Devrenin iç kısmında eşit miktarda ısı vardır. Kapalı bir döngü boyunca hareket ederken elektrostatik alan kuvvetlerinin yaptığı toplam iş sıfırdır, dolayısıyla tüm iş sabit voltajı koruyan dış kuvvetler nedeniyle yapılır. Dış kuvvetlerin yaptığı işin aktarılan yüke oranına kaynağın elektromotor kuvveti denir; burada D Q– transfer edilen ücret. Doğru akımın geçişi sonucunda yalnızca iletkenlerin ısınması meydana gelirse, o zaman enerjinin korunumu yasasına göre 
yani . Bir elektrik devresindeki akım akışı emk ile doğru orantılı, devrenin toplam direnciyle ters orantılıdır.
42. Yarı iletkenler. Yarı iletkenlerin elektriksel iletkenliği ve sıcaklığa bağımlılığı. Yarıiletkenlerin içsel ve safsızlık iletkenliği.
Birçok madde, metaller kadar iyi akım iletmez ancak aynı zamanda dielektrik de değildir. Yarı iletkenler arasındaki farklardan biri ısıtıldığında veya aydınlatıldığında dirençlerinin artmaması, azalmasıdır. Ancak pratikte uygulanabilir ana özelliklerinin tek yönlü iletkenlik olduğu ortaya çıktı. Yarı iletken bir kristalde termal hareket enerjisinin eşit olmayan dağılımı nedeniyle bazı atomlar iyonize olur. Serbest kalan elektronlar çevredeki atomlar tarafından yakalanamaz çünkü değerlik bağları doymuştur. Bu serbest elektronlar metalin içinde hareket ederek elektronik bir iletim akımı oluşturabilir. Aynı zamanda kabuğundan bir elektron kaçan atom da iyon haline gelir. Bu iyon komşu bir atomu yakalayarak nötralize edilir. Bu kaotik hareketin sonucunda, pozitif yükün hareketi olarak dışarıdan görülebilen, eksik iyonun bulunduğu yerde bir hareket meydana gelir. Buna delik iletim akımı denir. İdeal bir yarı iletken kristalde, eşit sayıda serbest elektron ve deliğin hareketi ile akım yaratılır. Bu tip iletkenliğe içsel iletkenlik denir. Sıcaklık düştükçe atomların ortalama enerjisiyle orantılı olan serbest elektron sayısı azalır ve yarı iletken dielektrik benzeri hale gelir. İletkenliği geliştirmek için bazen bir yarı iletkene yabancı maddeler eklenir; bu yarı iletken donör (delik sayısını artırmadan elektron sayısını artırın) ve alıcı (elektron sayısını artırmadan delik sayısını artırın) olabilir. Elektron sayısının delik sayısından fazla olduğu yarı iletkenlere elektronik yarı iletkenler veya n tipi yarı iletkenler denir. Delik sayısının elektron sayısını aştığı yarı iletkenlere delik yarı iletkenleri veya p tipi yarı iletkenler denir.
43. Yarı iletken diyot. Transistör.
Yarı iletken bir diyot aşağıdakilerden oluşur: p-n geçiş, yani farklı iletkenlik türlerine sahip iki bağlı yarı iletkenden oluşur. Bağlanırken elektronlar dağılır R-yarı iletken. Bu, elektronik yarı iletkende donör safsızlığının telafi edilmemiş pozitif iyonlarının ve delik yarı iletkeninde - dağınık elektronları yakalayan alıcı safsızlığının negatif iyonlarının ortaya çıkmasına yol açar. İki katman arasında bir elektrik alanı ortaya çıkar. Elektronik iletkenliğe sahip bölgeye pozitif yük, delik iletkenliğine sahip alana ise negatif yük uygulanırsa engelleme alanı artacak, akım gücü keskin bir şekilde azalacak ve neredeyse voltajdan bağımsız olacaktır. Bu açma yöntemine engelleme denir ve diyotta akan akıma ters denir. Delik iletkenliği olan bölgeye pozitif yük ve elektron iletkenliği olan alana negatif yük uygulanırsa, engelleme alanı zayıflayacaktır; bu durumda diyottan geçen akımın gücü yalnızca dış devrenin direncine bağlıdır. Bu anahtarlama yöntemine bypass denir ve diyotta akan akıma doğrudan denir.
Yarı iletken triyot olarak da bilinen bir transistör iki parçadan oluşur. p-n(veya hayır) geçişler. Kristalin orta kısmına taban, dış kısmına ise emitör ve toplayıcı denir. Tabanı delik iletkenliğine sahip olan transistörlere transistör denir p-n-p geçiş. Bir transistörü sürmek için p-n-p Kollektöre emitöre göre negatif polarite tipi voltaj uygulanır. Tabandaki voltaj pozitif veya negatif olabilir. Çünkü daha fazla delik varsa, bağlantı noktasından geçen ana akım, deliklerin difüzyon akışı olacaktır. R-bölgeler Vericiye küçük bir ileri voltaj uygulanırsa, içinden yayılan bir delik akımı akacaktır. R-bölgeler N-alan (taban). Ama çünkü Taban darsa, delikler alan tarafından hızlandırılarak toplayıcıya doğru uçar. (???, burada bir şey anlamadım...). Transistör akımı dağıtabilir, böylece onu yükseltebilir. Kollektör devresindeki akım değişiminin baz devresindeki akım değişimine oranı, diğer koşullar eşit olmak üzere, baz akımının integral transfer katsayısı adı verilen sabit bir değerdir. Bu nedenle baz devresindeki akımı değiştirerek kollektör devre akımında değişiklik elde etmek mümkündür. (???)
44. Gazlarda elektrik akımı. Gaz deşarjı türleri ve bunların uygulanması. Plazma kavramı.
Gaz, ışığa veya ısıya maruz kaldığında akımın iletkeni haline gelebilir. Dış etki altında bir gazdan geçen akım olgusuna kendi kendine yetmeyen elektrik deşarjı denir. Sıcaklığın etkisi altında gaz iyonlarının oluşma sürecine termal iyonizasyon denir. Işık radyasyonunun etkisi altında iyonların ortaya çıkması fotoiyonizasyondur. Moleküllerinin önemli bir kısmının iyonize olduğu gaza plazma denir. Plazma sıcaklığı birkaç bin dereceye ulaşır. Plazma elektronları ve iyonları bir elektrik alanının etkisi altında hareket edebilir. Alan kuvveti arttıkça gazın basıncına ve niteliğine bağlı olarak harici iyonlaştırıcıların etkisi olmadan içinde bir boşalma meydana gelir. Bu olaya kendi kendine yeten elektrik deşarjı denir. Bir elektronun atoma çarptığında iyonlaşabilmesi için, iyonlaşma işinden daha az olmayan bir enerjiye sahip olması gerekir. Bir elektron bu enerjiyi, serbest yolu boyunca bir gazdaki harici bir elektrik alan kuvvetlerinin etkisi altında elde edebilir; 
. Çünkü Ortalama serbest yol küçüktür, bağımsız deşarj yalnızca yüksek alan kuvvetinde mümkündür. Düşük gaz basıncında, seyrekleşme sırasında gazın iletkenliğindeki artışla açıklanan (serbest yol artar) bir kızdırma deşarjı oluşur. Kendi kendine deşarjdaki akım çok yüksekse, elektron darbeleri katot ve anodun ısınmasına neden olabilir. Yüksek sıcaklıklarda katot yüzeyinden elektronlar yayılarak gazın boşalması sağlanır. Bu tip boşalmaya ark denir.
45. Boşlukta elektrik akımı. Termiyonik emisyon. Katot ışın tüpü.
Boşlukta serbest yük taşıyıcıları yoktur, bu nedenle dış etki olmadan boşlukta akım yoktur. Elektrotlardan birinin yüksek sıcaklığa ısıtılması durumunda meydana gelebilir. Isıtılan katot yüzeyinden elektronlar yayar. Isıtılmış cisimlerin yüzeyinden serbest elektronların yayılması olgusuna termiyonik emisyon denir. Termiyonik emisyonu kullanan en basit cihaz bir vakum diyotudur. Anot metal bir plakadan, katot ise ince sarmal bir telden oluşur. Katot ısıtıldığında etrafında bir elektron bulutu oluşur. Katodu pilin pozitif terminaline ve anotu negatif terminale bağlarsanız, diyotun içindeki alan elektronları katoda yönlendirecek ve hiçbir akım akmayacaktır. Ters yönde bağlarsanız (anot artıya ve katot eksiye), o zaman elektrik alanı elektronları anoda doğru hareket ettirecektir. Bu diyotun tek yönlü iletkenlik özelliğini açıklar. Katottan anoda doğru hareket eden elektronların akışı bir elektromanyetik alan kullanılarak kontrol edilebilir. Bunu yapmak için diyot değiştirilir ve anot ile katot arasına bir ızgara eklenir. Ortaya çıkan cihaza triyot denir. Izgaraya negatif bir potansiyel uygulanırsa ızgara ile katot arasındaki alan elektronun hareketini engelleyecektir. Pozitif bir alan uygularsanız alan elektronların hareketini engelleyecektir. Katot tarafından yayılan elektronlar, elektrik alanları kullanılarak yüksek hızlara hızlandırılabilir. CRT'lerde elektron ışınlarının elektromanyetik alanlar tarafından saptırılma yeteneği kullanılmaktadır.
46. Akımların manyetik etkileşimi. Bir manyetik alan. Manyetik alanda akım taşıyan bir iletkene etki eden kuvvet. Manyetik alan indüksiyonu.
İletkenlerden aynı yönde bir akım geçerse çekerler, eşitse iterler. Sonuç olarak iletkenler arasında elektrik alanının varlığıyla açıklanamayacak bir etkileşim vardır, çünkü Genel olarak iletkenler elektriksel olarak nötrdür. Manyetik alan, hareket eden elektrik yükleri tarafından oluşturulur ve yalnızca hareketli yükleri etkiler. Manyetik alan özel bir madde türüdür ve uzayda süreklidir. Elektrik akımının bir iletkenden geçişine, ortamdan bağımsız olarak bir manyetik alan oluşumu eşlik eder. İletkenlerin manyetik etkileşimi akımın büyüklüğünü belirlemek için kullanılır. 1 amper, manyetik akının aşağıya doğru her metre uzunluğa eşit bir etkileşim kuvvetine neden olduğu, birbirinden 1 metre uzaklıkta bulunan ¥ uzunluğunda ve küçük kesitli iki paralel iletkenden geçen akım gücüdür. Manyetik alanın akım taşıyan bir iletkene etki ettiği kuvvete Amper kuvveti denir. Manyetik alanın akım taşıyan bir iletkeni etkileme yeteneğini karakterize etmek için manyetik indüksiyon adı verilen bir miktar vardır. Manyetik indüksiyon modülü, akım taşıyan bir iletkene etki eden Amper kuvvetinin maksimum değerinin, iletkendeki akım gücüne ve uzunluğuna oranına eşittir. İndüksiyon vektörünün yönü sol el kuralı (eldeki iletken, başparmaktaki kuvvet, avuç içi indüksiyon) ile belirlenir. Manyetik indüksiyonun birimi Tesla'dır ve bu, 1 amperlik bir akımda 1 metrelik iletkene maksimum 1 Newton'luk bir Amper kuvvetinin etki ettiği böyle bir manyetik akının indüksiyonuna eşittir. Manyetik indüksiyon vektörünün teğetsel olarak yönlendirildiği herhangi bir noktada bir çizgiye manyetik indüksiyon çizgisi denir. Bir uzayın tüm noktalarında indüksiyon vektörü aynı mutlak değere ve aynı yöne sahipse, bu kısımdaki alana homojen denir. Akım taşıyan iletkenin Amper kuvvetlerinin manyetik indüksiyon vektörüne göre eğim açısına bağlı olarak açının sinüsü ile orantılı olarak değişir.
47. Ampere yasası. Manyetik alanın hareketli yük üzerindeki etkisi. Lorentz kuvveti.
Manyetik alanın bir iletkendeki akım üzerindeki etkisi, onun hareketli yüklere etki ettiğini gösterir. Mevcut güç BEN bir iletkendeki konsantrasyonla ilgilidir N serbest yüklü parçacıklar, hız v onların düzenli hareketi ve alanı S ifadesine göre iletkenin kesiti, burada Q– bir parçacığın yükü. Bu ifadeyi Amper kuvvet formülünde yerine koyarsak, şunu elde ederiz: 
. Çünkü nSL uzunluğundaki bir iletkendeki serbest parçacıkların sayısına eşittir ben, daha sonra hızla hareket eden yüklü bir parçacığa alandan etki eden kuvvet v manyetik indüksiyon vektörüne bir açıyla B eşittir 
. Bu kuvvete Lorentz kuvveti denir. Pozitif bir yük için Lorentz kuvvetinin yönü sol el kuralıyla belirlenir. Düzgün bir manyetik alanda, manyetik alan indüksiyon çizgilerine dik olarak hareket eden bir parçacık, Lorentz kuvvetinin etkisi altında merkezcil ivme kazanır. 
ve bir daire içinde hareket eder. Çemberin yarıçapı ve devrim periyodu ifadelerle belirlenir. 
. Yörünge periyodunun yarıçap ve hızdan bağımsızlığı, yüklü bir parçacık hızlandırıcısında (bir siklotron) kullanılır.
48. Maddenin manyetik özellikleri. Ferromıknatıslar.
Elektromanyetik etkileşim, yüklerin bulunduğu ortama bağlıdır. Küçük olanı büyük bir bobinin yakınına asarsanız sapacaktır. Daha büyük olanın içine demir çekirdek yerleştirilirse sapma artacaktır. Bu değişiklik çekirdek eklendiğinde indüksiyonun değiştiğini göstermektedir. Dış manyetik alanı önemli ölçüde artıran maddelere ferromıknatıs denir. Bir ortamdaki manyetik alanın endüktansının boşluktaki bir alanın endüktansından ne kadar farklı olduğunu gösteren fiziksel bir miktara manyetik geçirgenlik denir. Tüm maddeler manyetik alanı güçlendirmez. Paramıknatıslar, dış alanla çakışan zayıf bir alan yaratır. Diamagnet'ler kendi alanlarıyla dış alanı zayıflatır. Ferromanyetizma elektronun manyetik özellikleriyle açıklanmaktadır. Elektron hareketli bir yüktür ve bu nedenle kendi manyetik alanına sahiptir. Bazı kristallerde elektronların manyetik alanlarının paralel yönelimi için koşullar mevcuttur. Sonuç olarak ferromanyetik kristalin içinde domain adı verilen mıknatıslanmış alanlar belirir. Dış manyetik alan arttıkça alanlar yönelimlerini sıralar. Belirli bir indüksiyon değerinde, alanların yöneliminde tam bir sıralama meydana gelir ve manyetik doygunluk meydana gelir. Bir ferromıknatıs harici bir manyetik alandan çıkarıldığında, tüm alanlar yönelimlerini kaybetmez ve vücut kalıcı bir mıknatıs haline gelir. Alanların düzenli yönelimi atomların termal titreşimleri tarafından bozulabilir. Bir maddenin ferromanyetik özelliğinin sona erdiği sıcaklığa Curie sıcaklığı denir.
49. Elektromanyetik indüksiyon. Manyetik akı. Elektromanyetik indüksiyon kanunu. Lenz'in kuralı.
Kapalı bir devrede manyetik alan değiştiğinde bir elektrik akımı ortaya çıkar. Bu akıma indüklenmiş akım denir. Devreye giren manyetik alandaki değişiklikler nedeniyle kapalı bir devrede akım oluşması olgusuna elektromanyetik indüksiyon denir. Kapalı bir devrede akımın ortaya çıkması, elektrostatik olmayan nitelikteki dış kuvvetlerin varlığını veya indüklenen emf'nin oluşumunu gösterir. Elektromanyetik indüksiyon olgusunun niceliksel bir açıklaması, indüklenen emk ile manyetik akı arasındaki bağlantının kurulması temelinde verilmiştir. Manyetik akı F yüzey boyunca yüzey alanının çarpımına eşit bir fiziksel miktardır S manyetik indüksiyon vektörünün modülü başına B ve kendisi ile yüzeye normal arasındaki açının kosinüsü ile. Manyetik akı birimi, 1 saniyede düzgün bir şekilde sıfıra düştüğünde 1 voltluk bir emk'ye neden olan akıya eşit olan weber'dir. İndüksiyon akımının yönü, devreden geçen akının artmasına veya azalmasına ve ayrıca alanın devreye göre yönüne bağlıdır. Lenz kuralının genel formülasyonu: Kapalı bir devrede ortaya çıkan indüklenen akım, devre tarafından sınırlanan alan boyunca yarattığı manyetik akı, bu akıma neden olan manyetik akıdaki değişikliği telafi etme eğiliminde olacak şekilde bir yöne sahiptir. Elektromanyetik indüksiyon yasası: Kapalı bir devrede indüklenen emk, bu devre tarafından sınırlanan yüzey boyunca manyetik akının değişim hızıyla doğru orantılıdır ve Lenz kuralı dikkate alındığında bu akının değişim hızına eşittir. EMF aşağıdakilerden oluşan bir bobinde değiştiğinde N aynı dönüşler, toplam emk N tek bir turda emk'nin çarpımı. Düzgün bir manyetik alan için, manyetik akının tanımına dayanarak, 1 metrekarelik bir devreden geçen akı 1 Weber'e eşitse indüksiyonun 1 Tesla'ya eşit olduğu sonucu çıkar. Sabit bir iletkende elektrik akımının oluşması manyetik etkileşimle açıklanamaz çünkü Manyetik alan yalnızca hareketli yüklere etki eder. Manyetik alan değiştiğinde ortaya çıkan elektrik alanına girdap elektrik alanı denir. Girdap alanı kuvvetlerinin yükleri hareket ettirmeye yönelik çalışması indüklenen emk'dir. Girdap alanı yüklerle ilişkili değildir ve kapalı çizgileri temsil eder. Bu alanın kuvvetlerinin kapalı bir döngü boyunca yaptığı iş sıfırdan farklı olabilir. Elektromanyetik indüksiyon olgusu, manyetik akı kaynağı hareketsizken ve iletken hareket ederken de meydana gelir. Bu durumda, indüklenen bir emf'nin ortaya çıkmasının nedeni, 
Lorentz kuvvetidir.
50. Kendi kendine indüksiyon olgusu. İndüktans. Manyetik alan enerjisi.
Bir iletkenin içinden geçen elektrik akımı çevresinde manyetik bir alan oluşturur. Manyetik akı F devre boyunca manyetik indüksiyon vektörüyle orantılıdır İÇİNDE ve indüksiyon da iletkendeki akım gücüdür. Bu nedenle manyetik akı için şunu yazabiliriz. Orantı katsayısına endüktans denir ve iletkenin özelliklerine, boyutuna ve bulunduğu ortama bağlıdır. Endüktansın birimi Henry'dir; 1 amperlik bir akım gücünde manyetik akı 1 weber'e eşitse endüktans 1 Henry'ye eşittir. Bobindeki akım değiştiğinde bu akımın oluşturduğu manyetik akı da değişir. Manyetik akıdaki bir değişiklik, bobinde indüklenen bir emk'nin ortaya çıkmasına neden olur. Bu devredeki akım gücündeki bir değişikliğin bir sonucu olarak bir bobinde indüklenen emf'nin ortaya çıkması olgusuna kendi kendine indüksiyon denir. Lenz kuralına uygun olarak, kendi kendine endüktif emk, devre açıldığında bir artışı ve devreyi kapatırken bir azalmayı önler. Endüktif bir bobinde ortaya çıkan kendi kendine indüklenen emk L, elektromanyetik indüksiyon yasasına göre eşittir 
. Ağın kaynakla bağlantısı kesildiğinde akımın doğrusal bir yasaya göre azaldığını varsayalım. Daha sonra kendi kendine indüksiyon emf'si şuna eşit sabit bir değere sahiptir: 
. Sırasında T doğrusal bir azalmayla devreden bir yük geçecektir. Bu durumda elektrik akımının yaptığı iş eşittir. 
. Bu iş enerjinin ışığı için yapılır Wm Bobinin manyetik alanı.
51. Harmonik titreşimler. Salınımların genliği, periyodu, frekansı ve fazı.
Mekanik titreşimler, düzenli aralıklarla tam olarak veya yaklaşık olarak aynı şekilde tekrarlanan cisimlerin hareketleridir. Söz konusu cisimler sistemi içindeki cisimler arasında etkili olan kuvvetlere iç kuvvetler denir. Sistemin cisimlerine diğer cisimlerden etki eden kuvvetlere dış kuvvetler denir. Serbest titreşimler, örneğin bir ip üzerindeki sarkaç gibi iç kuvvetlerin etkisi altında ortaya çıkan titreşimlerdir. Dış kuvvetlerin etkisi altındaki titreşimler, örneğin motordaki bir piston gibi zorunlu salınımlardır. Tüm titreşim türlerinin ortak özelliği, hareket sürecinin belirli bir zaman aralığından sonra tekrarlanabilir olmasıdır. Harmonik titreşimler denklemle açıklananlardır 
. Özellikle deformasyonla orantılı bir geri getirme kuvvetine sahip bir sistemde meydana gelen salınımlar harmoniktir. Bir cismin hareketinin tekrarlandığı minimum aralığa salınım periyodu denir. T. Salınım periyodunun tersi olan ve birim zamandaki salınım sayısını karakterize eden fiziksel bir miktara frekans denir. Frekans hertz cinsinden ölçülür, 1 Hz = 1 s -1. 2p saniyedeki salınım sayısını belirleyen döngüsel frekans kavramı da kullanılır. Denge konumundan maksimum yer değiştirmenin büyüklüğüne genlik denir. Kosinüs işaretinin altındaki değer salınımın fazını, j 0 ise salınımın başlangıç fazını gösterir. Türevler de harmonik olarak değişir ve keyfi bir sapma için toplam mekanik enerji X(açı, koordinat vb.) eşittir 
, Nerede A Ve İÇİNDE– sistem parametreleri tarafından belirlenen sabitler. Bu ifadeyi farklılaştırarak ve dış kuvvetlerin yokluğunu dikkate alarak, bunu nereden yazabiliriz.
52. Matematiksel sarkaç. Bir yay üzerindeki yükün salınımları. Matematiksel bir sarkacın salınım periyodu ve yay üzerindeki yük.
Uzatılamaz bir ip üzerinde asılı duran ve kütlesi vücudun kütlesine kıyasla ihmal edilebilecek kadar küçük olan küçük bir cisme matematiksel sarkaç denir. Dikey konum, yerçekimi kuvvetinin esneklik kuvvetiyle dengelendiği bir denge konumudur. Sarkacın denge konumundan küçük sapmaları için, denge konumuna doğru yönlendirilmiş bir bileşke kuvvet ortaya çıkar ve salınımları harmoniktir. Küçük bir salınım açısına sahip bir matematiksel sarkacın harmonik salınımlarının periyodu eşittir. Bu formülü elde etmek için Newton'un sarkaç için ikinci yasasını yazalım. Sarkaç yerçekimi ve ipin gerilimi tarafından etkilenmektedir. Küçük bir sapma açısındaki sonuçları eşittir. Buradan, 
, Neresi 
.
Bir yay üzerinde asılı duran bir cismin harmonik titreşimleri sırasında elastik kuvvet Hooke kanununa göre eşittir. Newton'un ikinci yasasına göre.
53. Harmonik titreşimler sırasında enerji dönüşümü. Zorlanmış titreşimler. Rezonans.
Matematiksel bir sarkaç denge konumundan saptığında potansiyel enerjisi artar, çünkü Dünyaya olan mesafe artar. Denge konumuna doğru hareket ederken sarkacın hızı artar ve potansiyel rezervin azalması nedeniyle kinetik enerji artar. Denge konumunda kinetik enerji maksimum, potansiyel enerji minimumdur. Maksimum sapma konumunda ise durum tam tersidir. Yay için de durum aynıdır, ancak alınan Dünya'nın çekim alanındaki potansiyel enerji değil, yayın potansiyel enerjisidir. Serbest salınımlar her zaman sönümlenir; azalan genlikle, çünkü enerji çevredeki cisimlerle etkileşime harcanır. Bu durumda enerji kayıpları aynı anda dış kuvvetlerin çalışmasına eşittir. Genlik, kuvvet değişiminin frekansına bağlıdır. Dış kuvvetin salınım frekansı sistemin doğal salınım frekansı ile çakıştığında maksimum genliğine ulaşır. Tanımlanan koşullar altında zorlanmış salınımların genliğini arttırma olgusuna rezonans denir. Rezonans sırasında dış kuvvet belirli bir süre boyunca maksimum pozitif iş yaptığından, rezonans koşulu sisteme maksimum enerji aktarımının koşulu olarak tanımlanabilir.
54. Elastik ortamlarda titreşimlerin yayılması. Enine ve boyuna dalgalar. Dalga boyu. Dalgaboyu ile yayılma hızı arasındaki ilişki. Ses dalgaları. Ses hızı. ultrason
Ortamın bir yerindeki salınımların uyarılması, komşu parçacıkların zorlanmış salınımlarına neden olur. Titreşimlerin uzayda yayılma sürecine dalga denir. Titreşimlerin yayılma yönüne dik olarak meydana geldiği dalgalara enine dalgalar denir. Dalganın yayılma yönü boyunca salınımların meydana geldiği dalgalara boyuna dalgalar denir. Boyuna dalgalar tüm ortamlarda, enine dalgalarda - deformasyon sırasında elastik kuvvetlerin veya yüzey gerilimi kuvvetlerinin ve yerçekiminin etkisi altındaki katılarda ortaya çıkabilir. Salınımların v uzayda yayılma hızına dalga hızı denir. Aynı fazda salınan birbirine en yakın noktalar arasındaki l mesafesine dalga boyu denir. Dalga boyunun hıza ve periyoda bağımlılığı, veya olarak ifade edilir. Dalgalar ortaya çıktığında, frekansları kaynağın salınım frekansı tarafından belirlenir ve hızları yayıldıkları ortam tarafından belirlenir, dolayısıyla aynı frekanstaki dalgalar farklı ortamlarda farklı uzunluklara sahip olabilir. Havadaki sıkışma ve seyrelme süreçleri her yöne yayılır ve ses dalgaları olarak adlandırılır. Ses dalgaları uzunlamasınadır. Sesin hızı, herhangi bir dalganın hızı gibi ortama bağlıdır. Sesin hızı havada 331 m/s, suda 1500 m/s, çelikte 6000 m/s'dir. Ses basıncı ayrıca bir ses dalgasının bir gaz veya sıvıda neden olduğu basınçtır. Ses şiddeti, ses dalgalarının, dalgaların yayılma yönüne dik birim kesit alanından birim zamanda aktardığı enerji ile ölçülür ve metrekare başına watt cinsinden ölçülür. Bir sesin şiddeti onun ses düzeyini belirler. Sesin perdesi titreşimin frekansına göre belirlenir. Ultrason ve infrason, sırasıyla 20 kilohertz ve 20 hertz frekanslarıyla işitilebilirlik sınırlarının ötesinde yer alan ses titreşimleridir.
55.Devrede serbest elektromanyetik salınımlar. Salınım devresinde enerjinin dönüşümü. Devredeki salınımların doğal frekansı.
Elektrikli salınım devresi, kapalı bir devreye bağlı bir kapasitör ve bir bobinden oluşan bir sistemdir. Bir bobin bir kondansatöre bağlandığında bobinde bir akım oluşur ve elektrik alanın enerjisi manyetik alan enerjisine dönüşür. Kondansatör anında deşarj olmuyor çünkü... bu, bobindeki kendiliğinden indüklenen emk tarafından önlenir. Kapasitör tamamen boşaldığında, kendinden endüktif emk akımın azalmasını engelleyecek ve manyetik alanın enerjisi elektrik enerjisine dönüşecektir. Bu durumda ortaya çıkan akım kapasitörü şarj edecek ve plakalardaki yükün işareti orijinalinin tersi olacaktır. Bundan sonra tüm enerji devre elemanlarının ısıtılmasına harcanana kadar işlem tekrarlanır. Böylece salınım devresindeki manyetik alanın enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür ve bunun tersi de geçerlidir. Sistemin toplam enerjisi için aşağıdaki bağıntıları yazmak mümkündür: 
, nereden, keyfi bir an için 
. Bilindiği üzere tam bir zincir için 
. İdeal bir durumda buna inanmak R»0, sonunda , veya'yı elde ettik. Bu diferansiyel denklemin çözümü fonksiyondur 
, Nerede . W değerine devredeki salınımların doğal dairesel (döngüsel) frekansı denir.
56. Zorlanmış elektriksel salınımlar. Alternatif elektrik akımı. Alternatör. Alternatif akım gücü.
Elektrik devrelerindeki alternatif akım, içlerindeki zorla elektromanyetik salınımların uyarılmasının sonucudur. Düz bir bobinin alanı olsun S ve indüksiyon vektörü B bobin düzlemine dik olan bir j açısı yapar. Manyetik akı F bu durumda dönüş alanı ifadesine göre belirlenir. Bobin n frekansıyla döndüğünde j açısı kanuna göre değişir ve akışa ilişkin ifade şu şekli alır. Manyetik akıdaki değişiklikler, eksi akı değişim hızına eşit bir indüklenmiş emk yaratır. Sonuç olarak, indüklenen emk'deki değişiklik harmonik yasasına göre gerçekleşecektir. Jeneratörün çıkışından çıkarılan voltaj, sargının dönüş sayısıyla orantılıdır. Harmonik kanuna göre gerilim değiştiğinde 
İletkendeki alan kuvveti de aynı yasaya göre değişir. Alanın etkisi altında, frekansı ve fazı, voltaj salınımlarının frekansı ve fazıyla çakışan bir şey ortaya çıkar. Devredeki akım gücündeki dalgalanmalar, uygulanan alternatif voltajın etkisi altında meydana gelir. Akım ve gerilimin fazları çakıştığında, alternatif akımın gücü eşittir veya 
. Bu nedenle kare kosinüsün dönem boyunca ortalama değeri 0,5'tir. Akımın etkin değeri, iletkende alternatif akımla aynı miktarda ısı açığa çıkaran doğru akımdır. genlikte Imaks Akımın harmonik salınımları, etkin gerilime eşittir. Etkin gerilim değeri de genlik değerinden birkaç kat daha azdır. Salınım fazları çakıştığında ortalama akım gücü, etkin gerilim ve akım gücü aracılığıyla belirlenir.
5 7. Aktif, endüktif ve kapasitif reaktans.
Aktif direnç R güç ifadesinden elde edilen, gücün akımın karesine oranına eşit fiziksel bir niceliktir. Düşük frekanslarda pratik olarak frekanstan bağımsızdır ve iletkenin elektrik direnciyle örtüşür.
Bir bobinin alternatif akım devresine bağlanmasına izin verin. Daha sonra yasaya göre akım değiştiğinde bobinde kendi kendine endüktif bir emk belirir. Çünkü bobinin elektrik direnci sıfırsa, emk eksi harici bir jeneratör tarafından bobinin uçlarında oluşturulan voltajın değerine eşittir. (??? Başka hangi jeneratör???). Bu nedenle akımdaki bir değişiklik voltajda bir değişikliğe neden olur, ancak faz kayması ile 
. Ürün, voltaj salınımlarının genliğidir, yani. 
. Bobin boyunca voltaj salınımlarının genliğinin akım salınımlarının genliğine oranına endüktif reaktans denir. 
.
Devrede bir kondansatör olsun. Açıldığında, dönemin dörtte biri kadar şarj olur, sonra aynı miktarda deşarj olur, sonra aynı şey olur, ancak polaritede bir değişiklik olur. Kapasitör üzerindeki voltaj harmonik yasasına göre değiştiğinde Plakalarındaki yük eşittir. Devredeki akım, yük değiştiğinde meydana gelir: bobinde olduğu gibi, akım dalgalanmalarının genliği şuna eşittir: 
. Genliğin akım gücüne oranına eşit olan değere kapasitif reaktans denir. 
.
58. Alternatif akım için Ohm kanunu.
Seri bağlı bir direnç, bir bobin ve bir kapasitörden oluşan bir devre düşünün. Herhangi bir zamanda uygulanan voltaj, her bir eleman üzerindeki voltajların toplamına eşittir. Kanuna göre tüm elementlerde akım kuvvetinde dalgalanmalar meydana gelir. Direnç üzerindeki voltaj dalgalanmaları, fazdaki akım dalgalanmalarıyla çakışır, kapasitördeki voltaj dalgalanmaları, fazdaki akım dalgalanmalarının gerisinde kalır, bobindeki voltaj dalgalanmaları, fazdaki akım dalgalanmaları (neden geride kalıyorlar???). Bu nedenle gerilmelerin toplamının toplama eşit olması koşulu şu şekilde yazılabilir: Bir vektör diyagramı kullanarak devredeki voltaj genliğinin , veya , yani'ye eşit olduğunu görebilirsiniz. 
. Devrenin toplam direnci şu şekilde gösterilir: 
. Diyagramdan voltajın harmonik yasasına göre de dalgalandığı açıktır. . Başlangıç fazı j aşağıdaki formül kullanılarak bulunabilir: 
. Alternatif akım devresindeki anlık güç eşittir. Kare kosinüsün dönem boyunca ortalama değeri 0,5 olduğundan. Devrede bir bobin ve bir kapasitör varsa, o zaman Ohm'un alternatif akım yasasına göre. Değere güç faktörü denir.
59. Bir elektrik devresinde rezonans.
Kapasitif ve endüktif reaktans uygulanan voltajın frekansına bağlıdır. Bu nedenle sabit bir voltaj genliğinde akımın genliği frekansa bağlıdır. Bobin ve kondansatör üzerindeki gerilimlerin toplamının sıfıra eşit olacağı bir frekans değerinde, çünkü salınımları zıt fazdadır. Sonuç olarak, rezonansta aktif direnç üzerindeki voltaj tam voltaja eşit olur ve akım maksimum değerine ulaşır. Rezonansta endüktif ve kapasitif reaktansı ifade edelim: 
, buradan 
. Bu ifade, rezonansta bobin ve kapasitör üzerindeki voltaj salınımlarının genliğinin, uygulanan voltajın salınımlarının genliğini aşabileceğini göstermektedir.
60. Trafo.
Bir transformatör farklı sarım sayılarına sahip iki bobinden oluşur. Bobinlerden birine voltaj uygulandığında içinde bir akım belirir. Gerilim harmonik kanuna göre değişiyorsa akım da aynı kanuna göre değişecektir. Bobinden geçen manyetik akı eşittir 
. Manyetik akı değiştiğinde, ilk bobinin her dönüşünde kendi kendine endüktif bir emk meydana gelir. Ürün, bir dönüşteki emf'nin genliği, birincil bobindeki toplam emk'dir. Bu nedenle ikincil bobine aynı manyetik akı nüfuz eder. Çünkü O zaman manyetik akı aynıdır. Sargının aktif direnci endüktif dirence kıyasla küçüktür, dolayısıyla voltaj yaklaşık olarak emk'ye eşittir. Buradan. Katsayı İLE dönüşüm oranı denir. Tellerin ve damarların ısıtma kayıpları küçüktür, bu nedenle F1" Ç 2. Manyetik akı, sarımdaki akım ve sarım sayısı ile orantılıdır. Dolayısıyla, yani. . Onlar. transformatör voltajı artırır İLE kez, mevcut gücü aynı miktarda azaltır. Her iki devredeki mevcut güç, kayıpları ihmal ederek aynıdır.
61. Elektromanyetik dalgalar. Yayılma hızı. Elektromanyetik dalgaların özellikleri.
Devredeki manyetik akıdaki herhangi bir değişiklik, devrede bir endüksiyon akımının ortaya çıkmasına neden olur. Görünüşü, manyetik alandaki herhangi bir değişiklikle birlikte bir girdap elektrik alanının ortaya çıkmasıyla açıklanmaktadır. Bir girdaplı elektrikli ocak, manyetik bir alan oluşturmak için sıradan bir ocakla aynı özelliğe sahiptir. Böylece manyetik ve elektrik alanların karşılıklı olarak üretilmesi süreci bir kez başladıktan sonra sürekli olarak devam eder. Elektromanyetik dalgaları oluşturan elektrik ve manyetik alanlar, diğer dalga süreçlerinden farklı olarak boşlukta var olabilir. Girişim deneylerinden elektromanyetik dalgaların yayılma hızının yaklaşık olarak olduğu belirlendi. Genel durumda, elektromanyetik dalganın keyfi bir ortamdaki hızı formülle hesaplanır. Elektrik ve manyetik bileşenlerin enerji yoğunlukları birbirine eşittir: 
, Neresi . Elektromanyetik dalgaların özellikleri diğer dalga süreçlerinin özelliklerine benzer. İki ortam arasındaki arayüzden geçerken kısmen yansıtılır ve kısmen kırılırlar. Dielektrik yüzeyden yansımazlar; metallerden neredeyse tamamen yansıtılırlar. Elektromanyetik dalgalar girişim (Hertz deneyi), kırınım (alüminyum plaka), polarizasyon (ağ) özelliklerine sahiptir.
62. Radyo iletişiminin ilkeleri. En basit radyo alıcısı.
Radyo iletişimini gerçekleştirmek için elektromanyetik dalga yayma olasılığını sağlamak gerekir. Kapasitör plakaları arasındaki açı ne kadar büyük olursa, EM dalgaları uzayda o kadar serbestçe yayılır. Gerçekte, açık devre bir bobin ve uzun bir telden (anten) oluşur. Antenin bir ucu topraklanmış, diğer ucu ise Dünya yüzeyinin üzerine kaldırılmıştır. Çünkü Elektromanyetik dalgaların enerjisi frekansın dördüncü kuvvetiyle orantılı olduğundan, alternatif akım ses frekanslarında salındığında pratik olarak EM dalgaları ortaya çıkmaz. Bu nedenle modülasyon prensibi kullanılır - frekans, genlik veya faz. Modüle edilmiş salınımların en basit jeneratörü şekilde gösterilmiştir. Devrenin salınım frekansı kanuna göre değişsin. Modüle edilmiş ses titreşimlerinin frekansının da şu şekilde değişmesine izin verin: 
ve W<
.
Basit bir radyo alıcısını düşünelim. Bir anten, değişken kapasitörlü bir salınım devresi, bir dedektör diyotu, bir direnç ve bir telefondan oluşur. Salınım devresinin frekansı, taşıyıcı frekansı ile çakışacak şekilde seçilir ve kapasitör üzerindeki salınımların genliği maksimum olur. Bu, alınan tüm frekanslar arasından istediğiniz frekansı seçmenizi sağlar. Devreden modüle edilmiş yüksek frekanslı salınımlar dedektöre girer. Dedektörden geçtikten sonra akım, her yarım döngüde kondansatörü şarj eder ve sonraki yarım döngüde, akım diyottan geçmediğinde, kondansatör direnç üzerinden boşaltılır. (Doğru anladım mı???).
64. Mekanik ve elektriksel titreşimler arasındaki analoji.
Mekanik ve elektriksel titreşimler arasındaki benzerlikler şuna benzer:
Koordinat | |||
Hız | Mevcut güç | ||
Hızlanma | Akımın değişim hızı | ||
İndüktans | |||
Sertlik | Karşılıklı değer elektrik kapasitesi | ||
Gerilim | |||
Viskozite | Rezistans | ||
Potansiyel enerji deforme olmuş yay | Elektrik alan enerjisi kapasitör | ||
Kinetik enerji, nerede. 65. Elektromanyetik radyasyon ölçeği. Elektromanyetik radyasyonun özelliklerinin frekansa bağımlılığı. Elektromanyetik radyasyonun uygulanması. Uzunluğu 10-6 m'den m'ye kadar olan elektromanyetik dalgaların aralığı radyo dalgalarıdır. Televizyon ve radyo iletişiminde kullanılır. 10 -6 m'den 780 nm'ye kadar uzunluklar - kızılötesi dalgalar. Görünür ışık – 780 nm'den 400 nm'ye. Ultraviyole radyasyon – 400 ila 10 nm arası. 10 nm ila 22 pm aralığındaki radyasyon X-ışını radyasyonudur. Gama radyasyonu daha kısa dalga boylarına karşılık gelir. (Başvuru???). Dalga boyu ne kadar kısa olursa (dolayısıyla frekans da o kadar yüksek olur), ortam tarafından o kadar az dalga emilir. 65. Işığın doğrusal yayılımı. Işık hızı. Işığın yansıma ve kırılma kanunları. Işığın yayılma yönünü gösteren doğruya ışık ışını denir. İki ortamın sınırında, ışık kısmen yansıtılabilir ve birinci ortamda yeni bir yönde yayılabilir ve ayrıca kısmen sınırdan geçerek ikinci ortamda yayılabilir. Gelen ışın, yansıyan ışın ve geliş noktasında yeniden oluşturulan iki ortamın sınırına dik olan ışın aynı düzlemde yer alır. Yansıma açısı gelme açısına eşittir. Bu yasa, her türlü dalganın yansıma yasasıyla örtüşür ve Huygens ilkesiyle kanıtlanır. Işık iki ortam arasındaki arayüzden geçtiğinde, gelme açısının sinüsünün kırılma açısının sinüsüne oranı, verilen iki ortam için sabit bir değerdir.<рисунок>. Büyüklük N kırılma indisi denir. Bir ortamın boşluğa göre kırılma indisine o ortamın mutlak kırılma indisi denir. Kırılma etkisini gözlemlerken, bir ortamın optik olarak daha yoğun bir ortamdan daha az yoğun bir ortama geçişi durumunda, geliş açısında kademeli bir artışla, öyle bir değere ulaşılabileceğini fark edebilirsiniz: kırılma açısı eşit olur. Bu durumda eşitlik sağlanır. Gelme açısı 0'a toplam yansımanın sınır açısı denir. 0'dan büyük açılarda toplam yansıma meydana gelir. 66. Mercek, görüntü yapımı. Objektif formülü. Mercek, iki küresel yüzeyle sınırlanan şeffaf bir gövdedir. Kenarları ortaya göre daha kalın olan merceğe içbükey, ortası daha kalın olan merceğe dışbükey denir. Merceğin her iki küresel yüzeyinin merkezlerinden geçen düz çizgiye merceğin ana optik ekseni denir. Merceğin kalınlığı küçükse, ana optik eksenin merceğin optik merkezi adı verilen bir noktada mercekle kesiştiği söylenebilir. Optik merkezden geçen düz çizgiye ikincil optik eksen adı verilir. Ana optik eksene paralel bir ışık demeti merceğe yönlendirilirse, dışbükey mercekte ışın bir noktada birleşecektir. F. Mercek formülünde mercekten sanal görüntüye olan mesafe negatif olarak kabul edilir. Bikonveks (ve aslında herhangi bir) merceğin optik gücü, eğriliğinin yarıçapından ve cam ve havanın kırılma indeksinden belirlenir. 66. Tutarlılık. Işığın girişimi ve teknolojideki uygulaması. Işığın kırınımı. Kırınım ızgarası. Işığın dalga özellikleri kırınım ve girişim olaylarında gözlenir. Faz farkı sıfır olan iki ışık frekansının birbiriyle uyumlu olduğu söylenir. Parazit sırasında (tutarlı dalgaların eklenmesi), zaman içinde sabit kalan aydınlatmanın maksimum ve minimumlarından oluşan bir girişim modeli ortaya çıkar. Yol farkıyla, bir maksimum girişim meydana gelir. 67. Işığın dağılımı. Elektromanyetik radyasyon spektrumu. Spektroskopi. Spektral analiz. Radyasyon kaynakları ve spektrum türleri. Dar bir paralel beyaz ışık huzmesi, bir prizmadan geçerken farklı renkteki ışık hüzmelerine ayrışır. Bu durumda görünen renk bandına sürekli spektrum denir. Işık hızının dalga boyuna (frekansa) bağımlılığı olgusuna ışık dağılımı denir. Bu etki, beyaz ışığın kırılma indisinin bağlı olduğu farklı dalga boylarındaki EM dalgalarından oluşmasıyla açıklanmaktadır. En kısa dalga (mor) için en büyük değere ve kırmızı için en az değere sahiptir. Boşlukta, frekansı ne olursa olsun ışığın hızı aynıdır. Spektrumun kaynağı seyreltilmiş bir gaz ise, spektrum siyah bir arka plan üzerinde dar çizgiler gibi görünür. Sıkıştırılmış gazlar, sıvılar ve katılar, renklerin birbirine düzgün bir şekilde karıştığı sürekli bir spektrum yayar. Spektrumun doğası, her elementin kendine özgü yayılan spektrum setine sahip olmasıyla açıklanmaktadır. Bu özellik, bir maddenin kimyasal bileşimini belirlemek için spektral analizin kullanılmasına olanak tanır. Spektroskop, belirli bir kaynaktan yayılan ışığın spektral bileşimini incelemek için kullanılan bir cihazdır. Ayrıştırma, bir kırınım ızgarası (daha iyi) veya bir prizma kullanılarak gerçekleştirilir; ultraviyole bölgeyi incelemek için kuvars optik kullanılır. 68. Fotoelektrik etki ve yasaları. Işık miktarı. Einstein'ın fotoelektrik etki denklemi. Fotoelektrik etkinin teknolojide uygulanması. Işığın etkisi altında katı ve sıvılardan elektronların fırlatılması olayına dış fotoelektrik etki, bu şekilde fırlatılan elektronlara ise fotoelektron adı verilir. Fotoelektrik etkinin yasaları deneysel olarak oluşturulmuştur - fotoelektronların maksimum hızı, ışığın frekansına göre belirlenir ve yoğunluğuna bağlı değildir; her madde için fotoelektrik etkinin kendi kırmızı sınırı vardır; fotoelektrik etkinin hala mümkün olduğu böyle bir frekans n min, saniyede fırlatılan fotoelektronların sayısı ışık yoğunluğuyla doğru orantılıdır. Ataletsiz fotoelektrik etki de oluşturulmuştur - kırmızı sınırın aşılması şartıyla aydınlatmanın başlamasından hemen sonra meydana gelir. Fotoelektrik etki, enerjinin ayrıklığını ileri süren kuantum teorisi kullanılarak açıklanabilir. Bu teoriye göre bir elektromanyetik dalga ayrı bölümlerden oluşur - kuantum (fotonlar). Bir miktar enerji emildiğinde, fotoelektron kinetik enerji elde eder ve bu, Einstein'ın fotoelektrik etki denkleminden bulunabilir. 69. Rutherford'un alfa parçacıklarının saçılması üzerine deneyleri. Atomun nükleer modeli. Bohr'un kuantum varsayımları. Atomun yapısına ilişkin ilk model Thomson'a aittir. Bir atomun, içinde negatif yüklü elektronların bulunduğu pozitif yüklü bir top olduğunu öne sürdü. Rutherford, hızlı alfa parçacıklarını metal bir plakaya yerleştirme konusunda bir deney yaptı. Aynı zamanda bazılarının doğrusal yayılımdan biraz saptığı, bazılarının ise 20'den büyük açılarda olduğu gözlendi. Bu, atomdaki pozitif yükün eşit şekilde değil, atomun boyutundan çok daha küçük olan belirli bir hacimde bulunmasıyla açıklandı. Pozitif yükün ve kütlenin neredeyse tamamının yoğunlaştığı bu merkezi kısma atomun çekirdeği adı verildi. Atom çekirdeğinin yarıçapı 10-15 m mertebesinde boyutlara sahiptir. Rutherford da sözde önerdi. Elektronların Güneş etrafındaki gezegenler gibi atomun etrafında döndüğü atomun gezegen modeli. En uzak yörüngenin yarıçapı = atomun yarıçapı. Ancak bu model elektrodinamikle çelişiyordu çünkü hızlandırılmış harekete (bir daire içindeki elektronlar dahil) EM dalgalarının emisyonu eşlik eder. Sonuç olarak elektron yavaş yavaş enerjisini kaybeder ve çekirdeğe düşmek zorunda kalır. Gerçekte elektronun ne radyasyonu ne de düşüşü meydana gelir. Bunun için bir açıklama N. Bohr tarafından iki varsayım öne sürerek yapıldı - bir atom sistemi yalnızca ışığın yayılmadığı belirli belirli durumlarda olabilir, hareket hızlanmasına rağmen ve bir durumdan diğerine geçerken ya absorpsiyon veya bir kuantum emisyonu Planck sabiti olan yasaya göre gerçekleşir. Çeşitli olası durağan durumlar ilişkiden belirlenir. 70. Işığın atomlar tarafından yayılması ve emilmesi. Lazer. Atomlar tutarsız bir şekilde geçerken (her atom diğerlerinden bağımsız olarak yayıldığı için) kendiliğinden ışık kuantumları yayabilir ve buna kendiliğinden denir. Bir elektronun üst seviyeden alt seviyeye geçişi, geçiş frekansına eşit frekansa sahip harici bir elektromanyetik alanın etkisi altında gerçekleşebilir. Bu tür radyasyona zorla (indüklenmiş) denir. Onlar. Uyarılmış bir atomun karşılık gelen frekanstaki bir fotonla etkileşimi sonucunda, aynı yön ve frekansta iki özdeş fotonun ortaya çıkma olasılığı yüksektir. Uyarılmış emisyonun özelliği, tek renkli ve tutarlı olmasıdır. Bu özellik lazerlerin (optik kuantum jeneratörleri) çalışmasının temelini oluşturur. Bir maddenin içinden geçen ışığı güçlendirebilmesi için elektronlarının yarısından fazlasının uyarılmış durumda olması gerekir. Bu duruma ters nüfus düzeylerine sahip bir durum denir. Bu durumda fotonların soğurulması emisyona göre daha az sıklıkla meydana gelecektir. Sözde yakut bir çubuk üzerinde lazeri çalıştırmak için. amacı popülasyonun tersine dönmesini sağlamak olan bir pompalama lambası. Dahası, eğer bir atom yarı kararlı durumdan temel duruma geçerse, foton emisyonunun zincirleme reaksiyonu meydana gelecektir. Yansıtıcı aynanın uygun (parabolik) şekli ile tek yönde bir ışın oluşturmak mümkündür. Uyarılmış tüm atomların tamamen aydınlatılması 10-10 saniye içinde gerçekleşir, böylece lazer gücü milyarlarca watt'a ulaşır. Avantajı radyasyonun sürekliliği olan gaz lambaları kullanan lazerler de vardır. 70. Bir atomun çekirdeğinin bileşimi. İzotoplar. Atom çekirdeğinin bağlanma enerjisi. Nükleer reaksiyonlar. Atom çekirdeğinin elektrik yükü Q temel elektrik yükünün çarpımına eşit e seri numarası başına Z periyodik tablodaki kimyasal element. Aynı yapıya sahip atomlar aynı elektron kabuğuna sahiptir ve kimyasal olarak ayırt edilemezler. Nükleer fizik kendi ölçü birimlerini kullanır. 1 Fermi – 1 femtometre, . 1 atomik kütle birimi, bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sidir. . Çekirdek yükü aynı fakat kütleleri farklı olan atomlara izotop denir. İzotopların spektrumları farklıdır. Bir atomun çekirdeği proton ve nötronlardan oluşur. Çekirdekteki proton sayısı yük sayısına eşittir Z, nötron sayısı – kütle eksi proton sayısı A–Z=N. Bir protonun pozitif yükü sayısal olarak bir elektronun yüküne eşittir, bir protonun kütlesi 1,007 amu'dur. Nötronun yükü yoktur ve kütlesi 1,009 amu'dur. (bir nötron, bir protondan ikiden fazla elektron kütlesinden daha ağırdır). Nötronlar yalnızca atom çekirdeği bileşiminde stabildir; serbest formdayken ~15 dakika yaşarlar ve bir proton, elektron ve antinötrinoya bozunurlar. Çekirdekteki nükleonlar arasındaki çekim kuvveti, elektrostatik itme kuvvetini 10 36 kat aşıyor. Çekirdeklerin kararlılığı özel nükleer kuvvetlerin varlığıyla açıklanmaktadır. Protondan 1 fm uzaklıkta nükleer kuvvetler Coulomb kuvvetlerinden 35 kat daha fazladır, ancak çok hızlı bir şekilde azalırlar ve yaklaşık 1,5 fm mesafede ihmal edilebilirler. Nükleer kuvvetler parçacığın yüklü olup olmamasına bağlı değildir. Atom çekirdeğinin kütlelerinin doğru ölçümleri, bir çekirdeğin kütlesi ile onu oluşturan nükleonların kütlelerinin cebirsel toplamı arasında bir farkın varlığını göstermiştir. Atom çekirdeğini bileşenlerine ayırmak için enerji harcanması gerekir. Bu miktara kütle kusuru denir. Bir çekirdeği kendisini oluşturan nükleonlara ayırmak için harcanması gereken minimum enerjiye, nükleer çekim kuvvetlerine karşı iş yapmak için harcanan çekirdeğin bağlanma enerjisi denir. Bağlanma enerjisinin kütle numarasına oranına spesifik bağlanma enerjisi denir. Nükleer reaksiyon, orijinal atom çekirdeğinin herhangi bir parçacıkla etkileşime girmesi üzerine orijinalinden farklı bir diğerine dönüşmesidir. Nükleer reaksiyonun sonucunda parçacıklar veya gama ışınları yayılabilir. İki tür nükleer reaksiyon vardır: Bazıları enerji harcamayı gerektirirken diğerleri enerji açığa çıkarır. Açığa çıkan enerjiye nükleer reaksiyonun çıktısı denir. Nükleer reaksiyonlarda tüm korunum yasaları sağlanır. Açısal momentumun korunumu yasası, spinin korunumu yasası biçimini alır. 71. Radyoaktivite. Radyoaktif radyasyon türleri ve özellikleri. Çekirdekler kendiliğinden bozunma yeteneğine sahiptir. Bu durumda, çekirdeğin kendiliğinden dönüşebileceği çekirdeklerle karşılaştırıldığında yalnızca minimum enerjiye sahip çekirdekler kararlıdır. Nötronlardan daha fazla protonun bulunduğu çekirdekler kararsızdır çünkü Coulomb itme kuvveti artar. Nötron sayısı fazla olan çekirdekler de kararsızdır çünkü Nötronun kütlesi protonun kütlesinden daha büyüktür ve kütledeki artış enerjide artışa yol açar. Çekirdekler ya daha kararlı parçalara bölünerek (alfa bozunması ve fisyon) ya da yüklerini değiştirerek (beta bozunması) fazla enerjiden salınabilir. Alfa bozunması, bir atom çekirdeğinin kendiliğinden bir alfa parçacığına ve bir ürün çekirdeğine bölünmesidir. Uranyumdan daha ağır olan tüm elementler alfa bozunmasına maruz kalır. Bir alfa parçacığının çekirdeğin çekiciliğini yenme yeteneği, tünel etkisi (Schrödinger denklemi) ile belirlenir. Alfa bozunması sırasında çekirdeğin enerjisinin tamamı, ürün çekirdeğinin ve alfa parçacığının kinetik hareket enerjisine dönüştürülmez. Enerjinin bir kısmı ürün çekirdeği atomunu uyarmak için kullanılabilir. Böylece, bozunumdan bir süre sonra ürünün çekirdeği birkaç gama kuantumu yayar ve normal durumuna döner. Başka bir bozunma türü daha var; kendiliğinden nükleer fisyon. Böyle bir bozunuma neden olabilecek en hafif element uranyumdur. Çürüme kanuna göre meydana gelir T– yarı ömür, belirli bir izotop için sabit. Beta bozunması, bir atom çekirdeğinin kendiliğinden dönüşümüdür ve bunun sonucunda, bir elektronun emisyonu nedeniyle yükü bir artar. Ancak bir nötronun kütlesi, bir proton ve bir elektronun kütlelerinin toplamını aşıyor. Bu, başka bir parçacığın (elektron antinötrino) salınmasıyla açıklanmaktadır. 72. İyonlaştırıcı radyasyonu kaydetme yöntemleri. Fotoemülsiyon yöntemi, bir numunenin bir fotoğraf plakasına uygulanmasını içerir ve bunu geliştirdikten sonra, üzerindeki parçacık izinin kalınlığına ve uzunluğuna bağlı olarak, numunedeki belirli bir radyoaktif maddenin miktarını ve dağılımını belirlemek mümkündür. Sintilasyon sayacı, hızlı bir parçacığın kinetik enerjisinin bir ışık flaşının enerjisine dönüşümünü gözlemleyebilen, bu da güçlendirilen ve kaydedilen bir fotoelektrik etkiyi (bir elektrik akımı darbesi) başlatan bir cihazdır. . Bulut odası, hava ve aşırı doymuş alkol buharıyla dolu bir cam odadır. Bir parçacık oda içerisinde hareket ettikçe molekülleri iyonize eder ve bu moleküllerin çevresinde yoğunlaşma hemen başlar. Sonuç olarak oluşan damlacık zinciri bir parçacık izi oluşturur. Kabarcık odası aynı prensiplerle çalışır, ancak kayıt cihazı kaynama noktasına yakın bir sıvıdır. Gaz deşarj sayacı (Geiger sayacı), seyreltilmiş gazla ve gerilmiş bir iletken iplikle doldurulmuş bir silindirdir. Parçacık, gazın iyonlaşmasına neden olur; iyonlar, bir elektrik alanının etkisi altında, katot ve anoda ayrılarak yol boyunca diğer atomları iyonlaştırır. Nabzı kaydedilen bir korona deşarjı meydana gelir. 73. Uranyum çekirdeğinin fisyonunun zincirleme reaksiyonu. 30'lu yıllarda uranyumun nötronlarla ışınlanması durumunda alfa veya beta bozunması sonucu oluşamayan lantan çekirdeklerinin oluştuğu deneysel olarak tespit edildi. Uranyum-238 çekirdeği 82 proton ve 146 nötrondan oluşur. Tam olarak ikiye bölündüğünde praseodim oluşmalıdır, ancak kararlı bir praseodimyum çekirdeğinde 9 daha az nötron vardır. Bu nedenle uranyum fisyonları sırasında diğer çekirdekler ve aşırı miktarda serbest nötron oluşur. 1939'da uranyum çekirdeğinin ilk yapay fisyonu gerçekleştirildi. Bu durumda 2-3 serbest nötron ve 200 MeV enerji açığa çıktı ve fragman çekirdeklerin veya veya veya kinetik enerjisi şeklinde yaklaşık 165 MeV salındı. Uygun koşullar altında açığa çıkan nötronlar diğer uranyum çekirdeklerinin bölünmesine neden olabilir. Nötron çarpım faktörü reaksiyonun nasıl ilerleyeceğini karakterize eder. Birden fazla ise. daha sonra her bölünmeyle birlikte nötronların sayısı artar, uranyum birkaç milyon dereceye kadar ısınır ve bir nükleer patlama meydana gelir. Fisyon katsayısı birden küçük olduğunda reaksiyon bozulur, bire eşit olduğunda nükleer reaktörlerde kullanıldığı gibi sabit bir seviyede tutulur. Uranyumun doğal izotoplarından yalnızca çekirdek fisyon yeteneğine sahiptir ve en yaygın izotop, bir nötronu emer ve şemaya göre plütonyuma dönüşür. Plütonyum-239, özellikleri bakımından uranyum-235'e benzer. 74. Nükleer reaktör. Termonükleer reaksiyon. İki tür nükleer reaktör vardır: yavaş ve hızlı nötronlar. Fisyon sırasında salınan nötronların çoğunun enerjisi 1-2 MeV civarında ve hızı yaklaşık 107 m/s'dir. Bu tür nötronlara hızlı denir ve hem uranyum-235 hem de uranyum-238 tarafından eşit derecede etkili bir şekilde emilir. Daha ağır izotop var ama bölünmüyor, o zaman zincirleme reaksiyon gelişmiyor. Yaklaşık 2×10 3 m/s hızla hareket eden nötronlara termal denir. Bu tür nötronlar uranyum-235 tarafından hızlı olanlara göre daha aktif bir şekilde emilir. Bu nedenle kontrollü bir nükleer reaksiyon gerçekleştirmek için nötronları termal hızlara yavaşlatmak gerekir. Reaktörlerdeki en yaygın moderatörler grafit, sıradan ve ağır sudur. Bölme katsayısının birlik düzeyinde tutulmasını sağlamak için emiciler ve yansıtıcılar kullanılır. Emiciler, termal nötronları yakalayan kadmiyum ve bordan yapılmış çubuklardır ve reflektör ise berilyumdur. Yakıt olarak 235 kütleli bir izotopla zenginleştirilmiş uranyum kullanılırsa, reaktör hızlı nötronlar kullanan bir moderatör olmadan çalışabilir. Böyle bir reaktörde nötronların çoğu uranyum-238 tarafından emilir ve bu uranyum-238, iki beta bozunması yoluyla plütonyum-239'a dönüşür, aynı zamanda bir nükleer yakıt ve nükleer silahlar için başlangıç malzemesi olur. Dolayısıyla hızlı bir nötron reaktörü sadece bir enerji santrali değil, aynı zamanda reaktör için bir yakıt çarpanıdır. Dezavantajı ise uranyumun hafif bir izotopla zenginleştirilmesi ihtiyacıdır. Nükleer reaksiyonlarda enerji, yalnızca ağır çekirdeklerin bölünmesi nedeniyle değil, aynı zamanda hafif çekirdeklerin birleşimi nedeniyle de açığa çıkar. Çekirdekleri bağlamak için, yaklaşık 10 7 –10 8 K plazma sıcaklığında mümkün olan Coulomb itme kuvvetinin üstesinden gelmek gerekir. Termonükleer reaksiyonun bir örneği, döteryum ve trityumdan helyumun sentezidir veya 75. İyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik etkileri. Radyasyon koruması. Radyoaktif izotopların uygulanması. Herhangi bir radyasyon türünün bir madde üzerindeki etkisinin ölçüsü, absorbe edilen radyasyon dozudur. Doz birimi gri olup, 1 kg ağırlığındaki ışınlanmış bir maddeye 1 joule enerjinin aktarıldığı doza eşittir. Çünkü Herhangi bir radyasyonun bir madde üzerindeki fiziksel etkisi, ısıtmayla değil iyonizasyonla çok fazla ilişkili olduğundan, radyasyonun hava üzerindeki iyonizasyon etkisini karakterize eden bir birim maruz kalma dozu eklenmiştir. Sistemik olmayan maruz kalma dozu birimi 2,58x10-4 C/kg'a eşit olan röntgendir. 1 röntgen maruz kalma dozunda 1 cm3 hava 2 milyar iyon çifti içerir. Aynı soğurulan dozda farklı radyasyon türlerinin etkisi farklıdır. Parçacık ne kadar ağırsa etkisi de o kadar güçlü olur (ancak ne kadar ağır olursa tutulması da o kadar kolay olur). Radyasyonun biyolojik etkisindeki fark, gama ışınları için birliğe, termal nötronlar için 3'e, 0,5 MeV enerjili nötronlar için 10'a eşit bir biyolojik verimlilik katsayısı ile karakterize edilir. Dozun katsayı ile çarpımı, dozun biyolojik etkisini karakterize eder ve sievert cinsinden ölçülen eşdeğer doz olarak adlandırılır. Vücut üzerindeki ana etki mekanizması iyonizasyondur. İyonlar hücreyle kimyasal reaksiyona girerek onun aktivitesini bozar, bu da hücrenin ölümüne veya mutasyona yol açar. Doğal arka plan radyasyonu yılda ortalama 2 mSv, şehirler için ise yılda ilave +1 mSv'dir. 76. Işık hızının mutlaklığı. Servis istasyonu elemanları. Göreli dinamikler. Işık hızının gözlemcinin bulunduğu referans sistemine bağlı olmadığı deneysel olarak tespit edilmiştir. Elektron gibi herhangi bir temel parçacığı ışık hızına eşit bir hıza çıkarmak da imkansızdır. Bu gerçek ile Galileo'nun görelilik ilkesi arasındaki çelişki A. Einstein tarafından çözüldü. Onun [özel] görelilik teorisinin temeli iki önermeydi: herhangi bir fiziksel süreç, farklı eylemsiz referans çerçevelerinde aynı şekilde ilerler, bir boşluktaki ışığın hızı, ışık kaynağının ve gözlemcinin hızına bağlı değildir. Görelilik teorisinin tanımladığı olaylara görecelik denir. Görelilik teorisi iki parçacık sınıfını ortaya koyar: hızlardan daha düşük hızlarda hareket edenler. İle Referans sisteminin ilişkilendirilebileceği ve eşit hızlarda hareket eden İle Referans sistemlerinin ilişkilendirilemeyeceği. Bu eşitsizliği () ile çarparsak, şunu elde ederiz: Bu ifade, Newton'unkiyle örtüşen, hızların toplamına ilişkin göreceli yasayı temsil eder. v< Kendi zamanı, yani Parçacıkla ilişkili referans çerçevesinde hareket eden değişmezdir, yani. eylemsiz referans çerçevesinin seçimine bağlı değildir. Görelilik ilkesi, her eylemsiz referans çerçevesinde zamanın aynı şekilde aktığını ancak herkes için tek bir mutlak zaman olmadığını söyleyerek bu ifadeyi değiştirir. Koordinat zamanı yasa gereği uygun zamanla ilgilidir 77. Temel parçacıklar. Başlangıçta proton, nötron ve elektron temel parçacıklar olarak, daha sonra da foton olarak sınıflandırıldı. Nötronun bozunması keşfedildiğinde, temel parçacıkların sayısına müonlar ve pionlar eklendi. Kütleleri 200 ila 300 elektron kütlesi arasında değişiyordu. Nötronun bir kanala, bir elektrona ve bir nötrinoya bozunmasına rağmen, içinde bu parçacıklar yoktur ve temel bir parçacık olarak kabul edilir. Temel parçacıkların çoğu kararsızdır ve yarı ömürleri 10-6 –10-16 s civarındadır. Dirac tarafından geliştirilen bir atomdaki elektron hareketinin göreli teorisinde, bir elektronun zıt yüklü bir ikizi olabileceği sonucu çıkıyordu. Kozmik ışınlarda tespit edilen bu parçacığa pozitron adı veriliyor. Daha sonra, tüm parçacıkların, spinleri ve (varsa) yükleri farklı olan kendi antiparçacıklarına sahip oldukları kanıtlandı. Antipartikülleriyle tamamen örtüşen gerçek nötr parçacıklar da vardır (pi-null mezon ve eta-null mezon). Yok olma olgusu, iki antipartikülün enerjinin açığa çıkmasıyla karşılıklı olarak yok edilmesidir, örneğin Toplamda 4 tür temel (başkalarına indirgenemez) etkileşim vardır - yerçekimi, elektromanyetik, zayıf ve güçlü. Elektromanyetik etkileşim, sanal fotonların değişimiyle açıklanır (Heisenberg belirsizliğinden, bir elektronun, iç enerjisinden dolayı kısa sürede bir kuantumu serbest bırakabileceği ve aynısını yakalayarak enerji kaybını telafi edebileceği sonucu çıkar. kuantum bir başkası tarafından emilir, böylece etkileşim sağlanır.), güçlü - gluonların değişimi ile (spin 1, kütle 0, "renkli" kuark yükü taşır), zayıf - vektör bozonları. Yerçekimi etkileşimi açıklanmamıştır, ancak yerçekimi alanının kuantumunun teorik olarak kütlesi 0, dönüşü 2 olmalıdır. (???).
|
.
– minimum. Bir engelin kenarından geçerken ışığın doğrusal yayılımdan sapması olgusuna ışığın kırınımı denir. Bu olgu Huygens-Fresnel prensibi ile açıklanmaktadır: Herhangi bir noktadaki bozulma, dalga yüzeyinin her bir elemanı tarafından yayılan ikincil dalgaların girişiminin sonucudur. Kırınım spektral cihazlarda kullanılır. Bu cihazların elemanı, belirli bir mesafede bulunan opak paralel şeritlerden oluşan bir sistemle kaplanmış şeffaf bir plaka olan bir kırınım ızgarasıdır. D birbirinden. ızgaraya tek renkli bir dalganın düşmesine izin verin. Kırınım sonucunda, her yarıktan gelen ışık yalnızca orijinal yönde değil, aynı zamanda diğer tüm yönlerde de yayılır. Izgaranın arkasına bir mercek yerleştirirseniz, odak düzleminde tüm yarıklardan gelen paralel ışınlar tek bir şeritte toplanacaktır. Paralel ışınlar yol farkıyla hareket eder. Yol farkı tam sayıda dalgaya eşit olduğunda, ışığın girişim maksimumu gözlenir. Her dalga boyu için maksimum koşul kendi j açısında karşılanır, böylece ızgara beyaz ışığı bir spektruma ayrıştırır. Dalga boyu ne kadar uzun olursa açı da o kadar büyük olur.
burada A 0 iş fonksiyonudur, maddenin bir parametresidir. Metal yüzeyini terk eden fotoelektronların sayısı, elektronların sayısıyla orantılıdır ve bu da aydınlatmaya (ışık yoğunluğuna) bağlıdır.
, Nerede N- Bir tam sayı. Hidrojen atomundaki bir elektronun daire içindeki hareketi için şu ifade geçerlidir: Çekirdekle etkileşimin Coulomb kuvveti. Buradan. Onlar. Bohr'un enerjinin kuantizasyonu hakkındaki varsayımı göz önüne alındığında, hareket yalnızca yarıçapları olarak tanımlanan sabit dairesel yörüngelerde mümkündür. Biri hariç tüm durumlar koşullu olarak durağandır ve yalnızca birinde - elektronun minimum miktarda enerjiye sahip olduğu temel durumda - atom istenildiği kadar uzun süre kalabilir ve geri kalan durumlara uyarılmış denir.
. Yalnızca nötron bozunamaz. Serbest proton stabildir ancak parçacıklara maruz kaldığında nötron, pozitron ve nötrinoya bozunabilir. Yeni çekirdeğin enerjisi daha azsa pozitron beta bozunması meydana gelir. 
. Alfa bozunumu gibi beta bozunumuna da gama radyasyonu eşlik edebilir.
. 1 gram helyumun sentezi, 10 ton dizel yakıtın yanmasına eşdeğer enerji açığa çıkarır. İçinden bir elektrik akımı geçirilerek veya bir lazer kullanılarak uygun sıcaklığa ısıtılarak kontrollü bir termonükleer reaksiyon mümkündür.
. Bu ifadenin karesini alırsak, elde ederiz. Boyut S aralık denir. Hızların eklenmesine ilişkin göreceli yasanın bir sonucu, dalga kaynağının ve gözlemcinin hızlarına bağlı olarak salınım frekansındaki değişimi karakterize eden Doppler etkisidir. Gözlemci kaynağa Q açısıyla hareket ettiğinde frekans kanuna göre değişir. 
. Kaynaktan uzaklaştıkça spektrum daha uzun bir dalga boyuna karşılık gelen daha düşük frekanslara kayar; kırmızıya doğru, yaklaşırken mora doğru. Momentum aynı zamanda yakın hızlarda da değişir. İle:
.
. Enerjinin korunumu yasasına göre açığa çıkan enerji, yok olan parçacıkların kütlelerinin toplamı ile orantılıdır. Korunum yasalarına göre parçacıklar hiçbir zaman tek başına ortaya çıkmazlar. Parçacıklar artan kütleye göre foton, lepton, mezon, baryon gibi gruplara ayrılır.