Lov om bevarelse af momentum for definitioner af jetbevægelser. Emne

Kropsimpuls er en mængde svarende til produktet af en krops masse og dens hastighed.

Impulsen er angivet med et bogstav og har samme retning som hastigheden.

Pulsenhed:

Kroppens momentum beregnes ved formlen: , hvor

Ændringen i kroppens momentum er lig med impulsen af ​​kraften, der virker på den:

For et lukket system af kroppe er det sandt loven om bevarelse af momentum:

i et lukket system er vektorsummen af ​​legemers momenta før interaktion lig med vektorsummen af ​​momenta af legemer efter interaktion.

Loven om bevarelse af momentum ligger til grund for jetfremdrift.

Jet fremdrift- dette er den bevægelse af kroppen, der opstår efter adskillelse af dens del fra kroppen.

For at beregne hastigheden af ​​en raket, skriv ned loven om bevarelse af momentum

og få formlen for rakethastighed: =, hvor M er rakettens masse,

10. Rutherfords eksperimenter med spredning af α-partikler. Nuklear model af atomet. Bohrs kvantepostulater.

Den første model af atomet blev foreslået af den engelske fysiker Thomson. Ifølge Thomson er et atom en positivt ladet kugle, inden i hvilken der er negativt ladede elektroner.

Thomsons model af atomet var forkert, hvilket blev bekræftet af den engelske fysiker Rutherfords eksperimenter i 1906.

I disse eksperimenter blev en smal stråle af α-partikler udsendt af et radioaktivt stof rettet mod tynd guldfolie. En skærm blev placeret bag folien, der var i stand til at gløde under påvirkningen af ​​hurtige partikler.

Det viste sig, at de fleste α-partikler afviger fra lineær udbredelse efter passage gennem folien, dvs. forsvinde. Og nogle alfapartikler bliver generelt kastet tilbage.

Rutherford forklarede spredningen af ​​α-partikler ved, at den positive ladning ikke er fordelt jævnt over bolden, som Thomson antog, men er koncentreret i den centrale del af atomet - atomkerne. Når den passerer nær kernen, afstødes en alfapartikel med en positiv ladning fra den, og når den rammer kernen, kastes den tilbage.

Rutherford foreslog, at atomet var opbygget som et planetsystem.

Men Rutherford kunne ikke forklare stabilitet (hvorfor elektroner ikke udsender bølger og falder mod en positivt ladet kerne).

Nye ideer om atomets særlige egenskaber blev formuleret af den danske fysiker Bohr i to postulater.

1. postulat. Et atomsystem kan kun være i særlige stationære eller kvantetilstande, som hver har en tilsvarende energi; I en stationær tilstand udstråler atomet ikke.

2. postulat. Når et atom går fra en stationær tilstand til en anden, udsendes eller absorberes et kvantum af elektromagnetisk stråling.

Energien af ​​den udsendte foton er lig med forskellen i atomets energier i to tilstande:


Plancks konstant.


Lektion nr. 14

Emne. Kropsimpuls. Loven om bevarelse af momentum. Jet fremdrift.

Mål: at danne elevernes viden om fysiske størrelser - kropsimpuls og kraftimpuls, og sammenhængen mellem dem; hjælpe med at forstå loven om bevarelse af momentum; udvikle viden om jetfremdrift.

Lektionstype: lektion i at lære ny viden.

Udstyr: en stålkugle, en magnet, et glas vand, et ark papir, identiske kugler (2 eller 4) på ​​snore, en ballon, en palle, en børnebil, et glas vand og en vandhane.

^ Lektionsplan


Lektionens trin

Tid, min

Metoder og former for arbejde med klassen

I. Organisationsstadie

2

II. Opdatering af referenceviden

5
Frontal undersøgelse

III. Formidling af emnet, formålet og målene for lektionen
2

Bestemmelse af formålet med lektionen i henhold til emnestudieplanen

IV. Motivation til læringsaktiviteter
2

Begrundet forklaring

V. Opfattelse og indledende forståelse af nyt materiale
20

Lærerens forklaring med elementer af heuristisk samtale

VI. Konsolidering af nyt materiale
10

Selvtest

VII. Opsummering af lektionen og indberetning af lektier
4

Lærerens forklaring, instruktion

^ Lektionens fremskridt

  1. Organisationsstadie

  2. Opdatering og rettelse af grundlæggende viden
Læreren lægger vægt på, at de begreber og fysiske størrelser, som eleverne vil blive fortrolige med i lektionen, er nye for dem. For at skabe et bestemt grundlag for at studere emnet, bør du bede eleverne om at gennemgå tidligere materiale.

Spørgsmål til klassen


  1. Angiv Newtons første lov om dynamik.

  2. Angiv Newtons anden lov om dynamik.

  3. Formuler Newtons tredje lov om dynamik.

  4. Hvilket system af kroppe kaldes isoleret eller lukket?

  1. Formidling af emnet, formålet og målene for lektionen
Læreren annoncerer emnet for lektionen og opfordrer eleverne til at gøre sig bekendt med planen for at studere den, skrevet på tavlen. Derefter beder han eleverne om selvstændigt at formulere formålet med lektionen og foretager om nødvendigt justeringer af deres svar.

Emne studieplan


    1. Kraftimpuls.

    2. Kropsimpuls.

    3. Isoleret telefonsystem Loven om bevarelse af momentum.

    4. Jet fremdrift. Bevægelsen af ​​en raket er som jetfremdrift.

  1. Motivation til læringsaktiviteter
Newtons love giver os i princippet mulighed for at løse alle problemer relateret til kroppens interaktion. Men at finde vekselvirkningskræfterne er ofte ret vanskeligt, og uden dette er det umuligt at finde den acceleration, kroppen erhverver, og følgelig dens hastighed og forskydning. For at løse sådanne problemer blev specielle begreber og mængder introduceret i mekanik, og med deres hjælp blev forholdet mellem dem etableret. Det viste sig, at de numeriske værdier af de indførte mængder ikke ændres under vekselvirkningen mellem kroppe, derfor kaldes de vigtigste forhold mellem mængder, der er bevaret, bevaringslove. Loven om bevarelse af energi i forskellige fortolkninger er allerede blevet diskuteret tidligere. Nu er det tid til at stifte bekendtskab med loven om bevarelse af momentum.

Ligesom Newtons love er bevaringslove resultatet af en teoretisk generalisering af forskningsfakta. Dette er fysikkens grundlæggende love, som er ekstremt vigtige, fordi de ikke kun gælder i mekanik,MenOg Vandre grene af fysikken.


  1. Opfattelse og indledende forståelse af nyt materiale
1. Tving impuls

Under udtrykket "impuls" (fra latin "impuls " - push) i mekanik forstå kraftimpulsen og en krops impuls.

Spørgsmål til klassen. Tror du, at resultatet af interaktion afhænger af tid, eller er det kun bestemt af styrken af ​​interaktion?

Demonstration 1. Placer en stålkugle på en vandret overflade og før hurtigt en magnet hen over den. Bolden vil næsten ikke rykke (fig. 1,EN). Gentag eksperimentet, giv magneten langsomt forbi. Bolden vil bevæge sig bag magneten (fig. 1, b).

Demonstration 2. Læg et ark papir på kanten af ​​bordet og læg et glas vand på det. Hvis arket trækkes langsomt, bevæger glasset sig med det (fig. 2,EN), og hvis du trækker bladet, vil det blive trukket ud under glasset, men glasset bliver på plads (fig. 2, b).

^ Spørgsmål til klassen. Hvad indikerer disse eksperimenter?

Interaktionen mellem kroppe afhænger ikke kun af kraften, men også af tidspunktet for dens handling, derfor for at karakterisere kraftens handling blev der introduceret en særlig karakteristik - kraftens impuls.

^ Tving impuls - en fysisk størrelse, der er et mål for virkningen af ​​en kraft over et bestemt tidsinterval og numerisk lig med produktet af kraft og tid eehandlinger:
.

SI-enheden er newtonsekundet (N∙ s). Kraftimpuls er en vektorstørrelse: retningen af ​​kraftimpulsen falder sammen med retningen af ​​kraften, der virker på kroppen.

^2. Kropsimpuls

Lad os forestille os, at en bold, der vejer 40 g, kastes med en hastighed på 5 m/s. En sådan bold kan stoppes ved at erstatte et ark tykt pap eller tykt stof. Men hvis bolden skydes fra en riffel med en hastighed på 800 m/s, så selv ved hjælp afex tykke brædder er det næsten umuligt at stoppe det.

^ Spørgsmål til klassen. Hvilken konklusion kan man drage af dette eksempel?

For at karakterisere bevægelse er det ikke nok kun at kende kropsmasse og hastighed. Derfor blev kropsimpuls (eller momentum) introduceret som et af målene for mekanisk bevægelse.

^ Kropsimpuls - en fysisk størrelse, der er et mål for mekanisk bevægelse og er numerisk bestemt af produktet af et legemes masse og hastigheden af ​​dets bevægelse:
.

SI-enheden er kilogram meter per sekund (kg∙m/s). Et legemes momentum er en vektormængde, dets retning falder sammen med retningen af ​​kroppens bevægelseshastighed.

Hvis kroppen har en massembevæger sig med hastighed v, og interagerer derefter over tid med en anden krop med kraft F , så under denne interaktion vil kroppen bevæge sig med acceleration a:

,
.

Den sidste formel demonstrerer sammenhængen mellem kraftimpulsen og ændringen i kroppens momentum.

Ændringen i kroppens momentum er således lig med impulsen fra interaktionskraften.

^ 3. Isoleret telefonsystem. Loven om bevarelse af momentum

Isoleret (ellerlukket) system af kroppe - dette er et system af kroppe, der kun interagerer med hinanden og ikke interagerer med kroppe, der ikke er en del af dette system.

Isolerede systemer af kroppe i ordets fulde betydning eksisterer ikke, dette er en idealisering. Alle kroppe i verden interagerer. Men i en række tilfælde kan virkelige systemer betragtes som isolerede, med undtagelse af de interaktioner, som i dette tilfælde er ligegyldige.

Demonstration 3. Elastisk stød af to kugler af samme masse ophængt på gevind (fig. 3).

Når man studerer den elastiske påvirkning af to identiske bolde, kan kuglesystemet betragtes som isoleret, da kuglernes tyngdekraft i anslagsøjeblikket balanceres af trådenes reaktionskræfter, luftens modstandskræfter af kuglerne er små og kan negligeres.

Giv eksempler på andre systemer, der kan betragtes som isolerede.

Hvis vi igen vender os til systemet med bolde med masserT 1 OgT 2 , som i det indledende tidspunkt i den valgte inertiereferenceramme har hastigheder Og , så efter et øjeblik t du kan se, at deres hastigheder som følge af interaktion er ændret til Og .

Ifølge Newtons anden lov:

Fordi ifølge Newtons tredje lov

Fra det resulterende udtryk er det klart, at vektorsummen af ​​momenta af de legemer, der er inkluderet i det lukkede system, forbliver konstant. Dette er loven om bevarelse af momentum.

^ 4. Jet fremdrift. Raketbevægelse som jetfremdrift

Loven om bevarelse af momentum forklarer reaktiv bevægelse.

^ Jet fremdrift - dette er bevægelsen af ​​en krop som følge af adskillelsen af ​​en del fra den eller frigivelsen af ​​et stof med en bestemt hastighed i forhold til kroppen.

Demo 4 . Pust ballonen op og slip den derefter. Bolden vil bevæge sig på grund af de gasser, der "strømmer" fra den.

Demonstration 5. Læg en børnebil i bakken og læg et glas vand på den med en vandhane. Hvis du åbner for hanen, vil der begynde at løbe vand ud af glasset, og maskinen begynder at bevæge sig.

^ Klasseopgave. Giv eksempler på jetfremdrift. (Jetfremdrift udføres af flyvemaskiner, der flyver med hastigheder på flere tusinde kilometer i timen, projektiler fra de velkendte Katyusha-raketter og rumraketter. Jetfremdrift er f.eks. iboende hos blæksprutter, blæksprutter og blæksprutter.)

Lad os se på fig. 4. Enhver raket består af et rørformet legeme 1, lukket i den ene ende. Der er en dyse i den anden ende 2. Hver raket har brændstof 3. Når en raket er stationær, er dens samlede momentum nul: Brændstoffet og kroppen er ubevægelige. Vi vil antage, at raketbrændstoffet brænder øjeblikkeligt. RaMedvarme gasser 4 under stort pres brast de ud.

I dette tilfælde bevæger raketlegemet sig i den modsatte retning af bevægelsen af ​​varme gasser.

Lade mG υ G - projektion af gasimpulsen på aksenÅh, EN m Tilυ Til- projektion af raketlegemets momentum. Ifølge loven om bevarelse af momentum er summen af ​​impulserne fra raketlegemet og de undslippende gasser lig med rakettens samlede impuls ved opsendelsen, der som bekendt er nul. Derfor 0 = m r υ r + m Til υ Til

m Til υ Til = - m Gυ G

Det følger heraf, at raketlegemet modtager en impuls af samme størrelsesorden som de gasser, der udsendes fra dysen. Derfor,

Her indikerer "-" tegnet, at retningen af ​​hastigheden af ​​raketlegemet er modsat retningen af ​​hastigheden af ​​de udgående gasser. For at bevæge en raket i en given retning skal strømmen af ​​gasser, som raketten udsendes, derfor rettes modsat den givne bevægelsesretning. Som vi kan se, bevæger raketten sig uden at interagere med andre kroppe, og kan derfor bevæge sig i rummet.

^ Klasseopgave. Efter at have analyseret den sidste formel, svar på spørgsmålet: hvordan kan du øge hastigheden på en raket?

En rakets hastighed kan øges på to måder:


  1. øge hastigheden af ​​gasser, der strømmer fra raketdysen;

  2. øge massen af ​​brændt brændstof.
Den anden metode fører til et fald i rakettens nyttige masse - kroppens masse og massen af ​​den last, den transporterer.

VI. Konsolidering af nyt materiale

^ Selvtest

Marker det rigtige svar efter din mening.


    1. Kroppens impuls kaldes:
^A produkt af en krops masse og dens acceleration

B produkt af en krops masse og dens hastighed

I produkt af kraften, der virker på kroppen og kroppens hastighed

G produkt af kraften, der virker på kroppen og tidspunktet for dens virkning


    1. Angiv kroppens momentumenhed.

  1. Angiv enheden for kraftimpuls.

  1. Ændringen i kroppens momentum er lig med:
EN produktet af en krops masse og dens hastighed

B forskellen mellem start- og sluthastigheden af ​​en krop

I kraftimpuls

G ændring i kropsvægt pr. tidsenhed


  1. Jetbevægelse forekommer:
^A når man afviser kroppe

B bevægelse af forskellige dele af kroppen i forhold til kroppens massecenter

^B at dele kroppen op i dele

G adskillelse fra et legeme af en del af dets masse med en vis bevægelseshastighed i forhold til resten


  1. Bestem i hvilke referencesystemer loven om bevarelse af momentum er opfyldt.
A Inerti B Lukket

B Ikke-inerti D Enhver


  1. Vælg et eksempel, der demonstrerer jetfremdrift.
^A Blækspruttebevægelse

B Pendul sving

I Mølens flugt

G Faldende blade fra træer


  1. Raketten stiger ensartet lodret opad. Bestem hvordan og hvorforrakettens momentum ændrer sig.
EN Aftager, når rakettens masse aftager

B Ændrer sig ikke, fordi massen falder og hastigheden bevægelsen øges

I Stigende i takt med at raketten stiger højere over jorden

G Ændrer sig ikke, fordi hastigheden er konstant


  1. Angivkorrekt registrering af loven om bevarelse af momentum.


1

2

3

4

5

6
7

8

9

B
I
G
I
G
I
EN
EN
EN

VII. Opsummering af lektionen og indberetning af lektier

Læreren opsummerer lektionen og evaluerer elevernes aktiviteter.

Lektier


  1. Lær teoretisk materiale fra lærebogen.

  2. Karakteriser reaktiv bevægelse som et fysisk fænomen efter en generaliseret planhandling af et fysisk fænomen.

  3. Tænk en demonstration af jetfremdrift igennem, beskriv og forklar den.

Når kroppe interagerer, kan en krops impuls delvist eller fuldstændigt overføres til en anden krop. Hvis et system af legemer ikke påvirkes af eksterne kræfter fra andre legemer, så kaldes et sådant system lukket.

I et lukket system forbliver vektorsummen af ​​impulserne fra alle legemer, der er inkluderet i systemet, konstant for enhver interaktion mellem organerne i dette system med hinanden.

Denne grundlæggende naturlov kaldes loven om bevarelse af momentum . Det er en konsekvens af Newtons anden og tredje lov.

Lad os overveje hvilke som helst to interagerende organer, der er en del af et lukket system. Vi betegner interaktionskræfterne mellem disse kroppe ved og ifølge Newtons tredje lov

Hvis disse kroppe interagerer over tid t, så er impulserne af interaktionskræfterne lige store og rettet i modsatte retninger:

Lad os anvende Newtons anden lov på disse kroppe:

Hvor og er kroppens impulser i det indledende tidspunkt, og er kroppens impulser i slutningen af ​​interaktionen. Af disse relationer følger det, at som et resultat af samspillet mellem to kroppe har deres samlede momentum ikke ændret sig:

Lov om bevarelse af momentum:

I betragtning af nu alle mulige par-interaktioner af legemer, der er inkluderet i et lukket system, kan vi konkludere, at de indre kræfter i et lukket system ikke kan ændre dets totale impuls, det vil sige vektorsummen af ​​impulsen af ​​alle legemer, der er inkluderet i dette system.

Ris. 1.17.1 illustrerer loven om bevarelse af momentum ved hjælp af eksemplet off-central påvirkning to bolde af forskellig masse, hvoraf den ene var i hvile før sammenstødet.

Vist i fig. 1.17.1 kuglernes momentvektorer før og efter kollisionen kan projiceres på koordinatakserne OKSE Og OY. Loven om bevarelse af momentum gælder også for projektioner af vektorer på hver akse. Især følger det af momentumdiagrammet (fig. 1.17.1), at projektionerne af vektorerne og momentum af begge kugler efter kollisionen på aksen OY skal være identiske i størrelse og have forskellige fortegn, så deres sum er lig med nul.

Loven om bevarelse af momentum i mange tilfælde giver det mulighed for at finde hastighederne af interagerende legemer, selv når værdierne af de virkende kræfter er ukendte. Et eksempel ville være jet fremdrift .

Ved affyring af en pistol, en rekyl– projektilet bevæger sig fremad, og pistolen ruller tilbage. Projektilet og pistolen er to interagerende kroppe. Den hastighed, som en pistol opnår under rekyl, afhænger kun af projektilets hastighed og masseforholdet (fig. 1.17.2). Hvis kanonens og projektilets hastigheder er angivet med og og deres masser med M Og m, så kan vi, baseret på loven om bevarelse af momentum, skrive i projektioner på aksen OKSE

Baseret på princippet om at give jet fremdrift. I raket Når brændstof brænder, udstødes gasser opvarmet til en høj temperatur fra dysen med høj hastighed i forhold til raketten. Lad os betegne massen af ​​udsendte gasser med m, og rakettens masse efter udstødningen af ​​gasser igennem M. Så for det lukkede system "raket + gasser", baseret på loven om bevarelse af momentum (i analogi med problemet med at affyre en pistol), kan vi skrive:

Hvor V– rakettens hastighed efter udstødningen af ​​gasser. I dette tilfælde antages det, at rakettens begyndelseshastighed var nul.

Den resulterende formel for rakethastigheden er kun gyldig under den betingelse, at hele massen af ​​brændt brændstof bliver kastet ud af raketten samtidigt. Faktisk sker udstrømningen gradvist gennem hele perioden med accelereret bevægelse af raketten. Hver efterfølgende portion gas kastes ud fra raketten, som allerede har opnået en vis hastighed.

For at opnå en nøjagtig formel skal processen med gasudstrømning fra en raketdyse overvejes mere detaljeret. Lad raketten i tide t har masse M og bevæger sig med hastighed (Fig. 1.17.3 (1)). Over en kort periode Δ t en vis del af gas vil blive kastet ud af raketten med en relativ hastighed Rocket i øjeblikket t + Δ t vil have en hastighed og dens masse vil være ens M + Δ M, hvor Δ M < 0 (рис. 1.17.3 (2)). Масса выброшенных газов будет, очевидно, равна –ΔM> 0. Hastighed af gasser i inertierammen OKSE vil være lig med Anvend loven om bevarelse af momentum. På et tidspunkt t + Δ t rakettens momentum er lig med , og momentum af de udsendte gasser er lig med . På et tidspunkt t momentum af hele systemet var lig med Hvis vi antager, at "raket + gasser"-systemet er lukket, kan vi skrive:

Værdien kan negligeres, da |Δ M| << M. At dividere begge sider af den sidste relation med Δ t og passerer til grænsen ved Δ t→0, vi får:

Figur 1.17.3.

En raket, der bevæger sig i frit rum (uden tyngdekraft). 1 – på tidspunktet t. Raketmasse M, dens hastighed

2 – Raket på et tidspunkt t + Δ t. Raketmasse M + Δ M, hvor Δ M < 0, ее скорость масса выброшенных газов –ΔM> 0, relativ gashastighed, gashastighed i inertierammen

Størrelse er brændstofforbruget pr. tidsenhed. Mængden kaldes trykkraft Den reaktive trykkraft virker på raketten fra siden af ​​de udstrømmende gasser, den er rettet i modsat retning af den relative hastighed. Forhold
udtrykker Newtons anden lov for et legeme med variabel masse. Hvis gasser udstødes fra raketdysen strengt baglæns (fig. 1.17.3), så har dette forhold i skalarform formen:

Hvor u– relativ hastighedsmodul. Ved hjælp af den matematiske operation af integration, fra denne relation kan vi opnå formelTsiolkovskyfor rakettens endelige hastighed υ:

hvor er forholdet mellem rakettens begyndelses- og slutmasse.

Det følger af det, at rakettens endelige hastighed kan overstige den relative hastighed af udstrømningen af ​​gasser. Som følge heraf kan raketten accelereres til de høje hastigheder, der kræves til rumflyvninger. Men dette kan kun opnås ved at forbruge en betydelig masse brændstof, der udgør en stor del af rakettens begyndelsesmasse. For eksempel for at opnå den første flugthastighed υ = υ 1 = 7,9·10 3 m/s ved u= 3·10 3 m/s (gasstrømningshastigheder under brændstofforbrænding er i størrelsesordenen 2-4 km/s) startmasse enkelttrins raket skal være cirka 14 gange den endelige masse. For at opnå sluthastighed υ = 4 u forholdet skal være 50.

En betydelig reduktion i raketopsendelsesmasse kan opnås ved at bruge flertrins raketter, når rakettrinene adskilles, efterhånden som brændstoffet brænder ud. Masserne af containere, der indeholdt brændstof, brugte motorer, kontrolsystemer osv. er udelukket fra processen med efterfølgende raketacceleration. Det er på vejen til at skabe økonomiske flertrinsraketter, at moderne raketvidenskab udvikler sig.

rumforskning. Halvlederdiode, pn junction og dens egenskaber. Anvendelse af halvlederenheder. Problem med at anvende termodynamikkens 1. lov.

Kropsimpuls– dette er produktet af kroppens masse og dens hastighed p = mv (kg * m/s) Kroppens momentum er mængden af ​​bevægelse. Ændringen i kroppens momentum er lig med ændringen i kraftens impuls. ∆p = F∆t
Summen af ​​momenta af legemer før interaktion er lig med summen af ​​impulser efter interaktion ELLER: Den geometriske sum af momenta af legemer i et lukket system forbliver konstant. m1v1 + m2v2 = konst

Loven om bevarelse af momentum ligger til grund for jetbevægelse - dette er en bevægelse, hvor en del af kroppen er adskilt, og den anden modtager yderligere acceleration.
Jetfremdrift i teknologi: FOR EKSEMPEL (i fly og raketter)
Jetfremdrift i naturen: FOR EKSEMPEL (bløddyr, blæksprutter). Ruminformation er af stor betydning for den videre udvikling af videnskab og teknologi. Rumforskning vil tilsyneladende i den nærmeste fremtid føre til revolutionerende forandringer inden for mange områder inden for teknik og teknologi såvel som inden for medicin. Resultaterne af udviklingen inden for rumteknologi vil finde anvendelse i industri- og landbrugsarbejde, i udforskning af verdenshavets dybder og i polarforskning, i sportskonkurrencer, i fremstilling af geologisk udstyr og i andre områder. En halvlederdiode er en halvlederenhed med en elektrisk forbindelse og to ledninger (elektroder) En elektron-hul-forbindelse er et område af en halvleder, hvor der finder en rumlig ændring i ledningsevnen sted (fra den elektroniske n-region til). hul p-region). Halvlederenheder bruges: i motortransportkomplekset. elektronisk tænding. elektronisk styreenhed. LED'er: sensorer, forlygter, trafiklys mv. globalt positioneringssystem. mobiltelefoner

6 Loven om universel gravitation. Alvor. Liges frie fald. Kropsvægt. Vægtløshed. Magnetisk felt. Magnetisk induktion, magnetiske induktionslinjer. Amperekraft og dens anvendelse. Opgaven er at anvende formler for arbejde eller effekt af jævnstrøm.

Tyngdeloven Newtons lov, der beskriver gravitationsinteraktion inden for rammerne af klassisk mekanik. Denne lov blev opdaget af Newton omkring 1666. Den siger, at tyngdekraftens tiltrækningskraft mellem to materielle massepunkter og adskilt af en afstand er proportional med begge masser og omvendt proportional med kvadratet af afstanden mellem dem. Alvor- en kraft, der virker på ethvert materielt legeme, der befinder sig nær Jordens overflade eller et andet astronomisk legeme. Frit fald- ensartet variabel bevægelse under påvirkning af tyngdekraften, når andre kræfter, der virker på kroppen, er fraværende eller ubetydeligt små. Vægt- kroppens kraft på støtten (eller ophænget eller anden form for fastgørelse), der forhindrer et fald, der opstår i tyngdefeltet P=mg. Vægtløshed- en tilstand, hvor kraften af ​​et legemes vekselvirkning med en støtte (kropsvægt), der opstår i forbindelse med tyngdekraftens tiltrækning, virkningen af ​​andre massekræfter, især den inertikraft, der opstår under den accelererede bevægelse af et legeme, er fraværende. Magnetisk felt- et kraftfelt, der virker på elektriske ladninger i bevægelse og på legemer med et magnetisk moment, uanset tilstanden af ​​deres bevægelse. Magnetisk induktion- en vektorstørrelse, der er en kraft, der er karakteristisk for magnetfeltet (dets virkning på ladede partikler) på et givet punkt i rummet. Bestemmer den kraft, hvormed et magnetfelt virker på en ladning, der bevæger sig med hastighed.
Magnetiske induktionslinjer- linjer, hvortil tangenterne er rettet på samme måde som den magnetiske induktionsvektor i et givet punkt i feltet.



7 Fænomenet elektromagnetisk induktion, brugen af ​​dette fænomen. Loven om elektromagnetisk induktion. Lenz' regel. Job. Pels. energi. Kinetisk og potentiel energi. Loven om bevaring af pels. energi. E.Z: Måling af den samlede modstand af et elektrisk kredsløb i serieforbindelse. Elektromagnetisk induktion er fænomenet af udseendet af en elektrisk torus i et lukket kredsløb, når den magnetiske flux, der passerer gennem den, ændres. Det blev opdaget af Michael Faradel. Fænomenet elektrisk Valmue. induktion bruges i elektriske og radiotekniske enheder: generatorer, transformatorer, drosler osv. Faradays lov om elektromagnetisk induktion er elektrodynamikkens grundlæggende lov om principperne for drift af transformere, drosler, mange typer elektriske motorer og generatorer. Loven siger: for enhver lukket sløjfe er den inducerede elektromotoriske kraft (EMF) lig med ændringshastigheden af ​​den magnetiske flux, der passerer gennem denne sløjfe, taget med et minustegn. Lenz' regel bestemmer retningen af ​​induktionsstrømmen og siger: induktionsstrømmen har altid en sådan retning, at den svækker virkningen af ​​årsagen, der exciterer strømmen. Pels. Job- er en fysisk størrelse, der er et skalært kvantitativt mål for virkningen af ​​en kraft eller kræfter på et legeme eller system, afhængig af den numeriske værdi, retningen af ​​kraften (kræfterne) og af bevægelsen af ​​et punkt (punkter), krop eller system i fysik pels. energi beskriver summen af ​​potentielle og kinetiske energier, der er tilgængelige i komponenterne i et mekanisk system. Pels. energi- dette er energien forbundet med bevægelsen af ​​et objekt eller dets position, evnen til at udføre mekanisk arbejde. Lov om bevaring af pels. energi siger, at hvis et legeme eller system kun udsættes for konservative kræfter (både ydre og indre), så forbliver den totale mekaniske energi i det legeme eller system konstant. I et isoleret system, hvor kun konservative kræfter virker, bevares den samlede mekaniske energi. Potentiale er kroppens potentiale, det personificerer hvilken slags arbejde kroppen KAN udføre! Og kinetisk er den kraft, der allerede gør arbejde. Loven om energibevarelse- en naturlov, etableret empirisk og bestående i, at der for et isoleret fysisk system kan indføres en skalær fysisk størrelse, som er en funktion af systemets parametre og kaldes energi, som bevares over tid. Da loven om energibevarelse ikke gælder for specifikke mængder og fænomener, men afspejler et generelt mønster, der er gældende overalt og altid, kan det kaldes ikke en lov, men princippet om energibevarelse. Potentiel energi- energi, der er bestemt af den relative position af interagerende legemer eller dele af samme krop. Kinetisk energi- det tilfælde, hvor en krop bevæger sig under påvirkning af kraft, kan den ikke kun, men udfører også noget arbejde



8 Mekaniske vibrationer, mekaniske egenskaber. vibrationer: amplitude, periode, frekvens. Frie og forcerede vibrationer. Resonans. Selvinduktion. Induktans. Energien af ​​spolens magnetfelt. Opgaven med at anvende loven om bevarelse af momentum Mekanisk svingning er en præcis eller tilnærmelsesvis gentagen bevægelse, hvor kroppen forskydes i den ene eller den anden retning fra ligevægtspositionen. Hvis et system er i stand til at oscillere bevægelser, så kaldes det oscillerende. Egenskaber ved et oscillerende system: Systemet har en stabil ligevægtsposition. Når et system fjernes fra en ligevægtsposition, opstår der en intern genopretningskraft i det. Systemet er inert. Derfor stopper den ikke ved ligevægtspositionen, men passerer gennem den. Oscillationer, der opstår i et system under påvirkning af indre kræfter, kaldes frie. Alle frie vibrationer dæmpes (f.eks.: strengvibration efter stød) Vibrationer udført af kroppe under påvirkning af ydre periodisk skiftende kræfter kaldes forcerede (for eksempel: vibration af et metalemne, når en smed arbejder med en hammer). Resonans- et fænomen, hvor amplituden af ​​tvangssvingninger har et maksimum ved en vis værdi af drivkraftens frekvens. Ofte er denne værdi tæt på frekvensen af ​​naturlige oscillationer, faktisk kan den falde sammen, men dette er ikke altid tilfældet og er ikke årsagen til resonans. Selvinduktion- dette er fænomenet med forekomsten af ​​induceret emk i et ledende kredsløb, når strømmen, der løber gennem kredsløbet, ændres. Når strømmen i et kredsløb ændres, ændres den magnetiske flux gennem overfladen afgrænset af dette kredsløb også proportionalt. En ændring i denne magnetiske flux, på grund af loven om elektromagnetisk induktion, fører til exciteringen af ​​en induktiv EMF (selv-induktion) i dette kredsløb. Induktans- proportionalitetskoefficienten mellem den elektriske strøm, der flyder i ethvert lukket kredsløb, og den magnetiske flux, der skabes af denne strøm gennem overfladen, hvis kant er dette kredsløb. Omkring den strømførende leder er der et magnetfelt, der har energi.

9 Pels. bølger. Bølgelængde, bølgehastighed og sammenhænge mellem dem. Termonukleær reaktion. Anvendelse af atomenergi. Udsigter og problemer med udvikling af kerneenergi. E.Z: bestemmelse af brydningsindekset for en glasplade. Pels. bølger er forstyrrelser, der forplanter sig i et elastisk medium (afvigelser af partikler i mediet fra ligevægtspositionen). Hvis partikeloscillationer og bølgeudbredelse sker i én retning, kaldes bølgen longitudinal, og hvis disse bevægelser sker i vinkelrette retninger, kaldes den tværgående. Langsgående bølger, ledsaget af træk- og trykdeformationer, kan forplante sig i alle elastiske medier: gasser, væsker og faste stoffer. Tværbølger udbreder sig i de medier, hvor der opstår elastiske kræfter under forskydningsdeformation, dvs. i faste stoffer. Når en bølge forplanter sig, overføres energi, uden at stof overføres. Den hastighed, hvormed en forstyrrelse forplanter sig i et elastisk medium, kaldes bølgehastighed. Det bestemmes af mediets elastiske egenskaber. Den afstand, som en bølge forplanter sig over i en tid svarende til svingningsperioden i den, kaldes bølgelængden (lambda). Bølgelængde- den afstand, som en bølge formår at tilbagelægge, når den bevæger sig i rummet med lysets hastighed i en periode, hvilket igen er den gensidige af frekvensen. Jo højere frekvens, jo kortere bølgelængde. Termonukleær reaktion- en type kernereaktion, hvor lette atomkerner kombineres til tungere på grund af den kinetiske energi af deres termiske bevægelse. Udviklingen af ​​et industrisamfund er baseret på et stadigt stigende niveau af produktion og forbrug af forskellige typer energi (reducerer kraftigt brugen af ​​naturressourcer

10 Fremkomsten af ​​den atomistiske hypotese om stoffets struktur og dets eksperimentelle beviser: diffusion, Brownsk bevægelse. Grundlæggende bestemmelser i IKT. Masse, størrelse af molekyler. Elektromotorisk kraft. Ohms lov for et komplet kredsløb. Opgaven er at anvende pelsformlen. arbejde

Diffusion- dette er fænomenet med fordelingen af ​​partikler af et stof mellem partikler af et andet

Brownsk bevægelse- dette er bevægelsen af ​​partikler, der er uopløselige i en væske under påvirkning af flydende molekyler. Molekylær kinetisk teori er læren om stoffets struktur og egenskaber baseret på ideen om eksistensen af ​​atomer og molekyler som de mindste partikler. af kemiske stoffer Baseret på molekylær kinetisk teori Der er tre hovedbestemmelser: Alle stoffer - flydende, faste og gasformige - er dannet af de mindste partikler - molekyler, som selv består af atomer. .Atomer og molekyler er i kontinuerlig kaotisk bevægelse. Partikler interagerer med hinanden af ​​kræfter, der er elektriske i naturen. Gravitationsinteraktionen mellem partikler er ubetydelig. m 0 - molekylemasse (kg). Molekylestørrelsen er meget lille. Elektromotorisk kraft styrke, altså enhver styrke ikke-elektrisk oprindelse, der fungerer i kvasi-stationære kredsløb med jævn- eller vekselstrøm.

Ohms lov for et komplet kredsløb- strømstyrken i kredsløbet er proportional med den EMF, der virker i kredsløbet og omvendt proportional med summen af ​​kredsløbsmodstanden og kildens indre modstand.

11 Elektromagnetiske bølger og deres egenskaber. Princippet om radiokommunikation. Opfindelse af radio, moderne kommunikationsmidler. Temperatur og dens måling Absolut temperatur. Temperatur er et mål for den gennemsnitlige kinetiske energi af molekylær bevægelse. E.Z: Måling af den optiske kraft af en opsamlingslinse.

Elektromotorisk kraft- skalær fysisk mængde, der karakteriserer tredjemands arbejde styrke, altså enhver styrke ikke-elektrisk oprindelse, der fungerer i kvasi-stationære kredsløb med jævn- eller vekselstrøm. Design af generelle kredsløb til organisering af radiokommunikation. Karakteristika for etstem, hvor telekommunikationssignaler transmitteres via radiobølger i åbent rum. Radio- en type trådløs informationstransmission, hvor radiobølger, der frit udbreder sig i rummet, bruges som informationsbærer. Den 7. maj 1895 demonstrerede den russiske fysiker Alexander Stepanovich Popov (1859 - 1905/06) verdens første radiomodtager. Moderne kommunikationsmidler- dette er en telefon, walkie-talkie osv. Temperatur- en fysisk størrelse, der karakteriserer kroppens termiske tilstand. Temperaturen måles i grader.

Absolut temperatur er et ubetinget mål for temperatur og en af ​​hovedegenskaberne

termodynamik. Temperatur- et mål for den gennemsnitlige kinetiske energi af molekyler, energi

proportional med temperaturen.

12 Arbejde i termodynamik. Intern energi. Termodynamikkens første og anden lov. Generator. Transformer. Produktion og transmission af el, energibesparelse i hverdagen og på arbejdet. E.Z: Måling af tyngdeaccelerationen på et givet punkt på jorden.

I termodynamik bevægelsen af ​​kroppen som helhed betragtes ikke, vi taler om bevægelsen af ​​dele af en makroskopisk krop i forhold til hinanden. Som et resultat kan kroppens volumen ændre sig, men dens hastighed forbliver lig med nul . Arbejde med termodynamik er defineret på samme måde som i mekanik, men det er ikke lig med

en ændring i en krops kinetiske energi, men en ændring i dens indre energi. Intern energi krop (benævnt E eller U) - den samlede energi af denne krop minus den kinetiske energi af kroppen som helhed og den potentielle energi af kroppen i det ydre felt af kræfter. Som følge heraf består intern energi af den kinetiske energi af den kaotiske bevægelse af molekyler, den potentielle energi af interaktion mellem dem og intramolekylær energi. Termodynamikkens første lovÆndringen ΔU af den interne energi i et ikke-isoleret termodynamisk system er lig med forskellen mellem mængden af ​​varme Q, der overføres til systemet, og det arbejde A, som systemet udfører på eksterne legemer.

Termodynamikkens anden lov. Det er umuligt at overføre varme fra et koldere system til et varmere i fravær af andre samtidige ændringer i begge systemer eller omgivende kroppe. en generator er en enhed, der producerer vekselstrøm

En transformer er en enhed, der bruges til at sænke eller øge strøm eller spænding. Energibesparelse - skabelsen af ​​nye teknologier, der forbruger mindre energi (nye lamper osv.)

Varme motorer. Effektivitet af varmemotorer. Varmemotorer og økologi. Radar, anvendelse af radar. Eksperimentel opgave: måling af lysets bølgelængde ved hjælp af et diffraktionsgitter.

Varme motor- en enhed, der udfører arbejde ved at bruge intern energi, en varmemotor, der omdanner varme til mekanisk energi, bruger afhængigheden af ​​den termiske udvidelse af et stof på temperaturen.

Ydelseskoefficient (effektivitet) for en varmemotor er forholdet mellem arbejdet A´ udført af motoren og mængden af ​​varme modtaget fra varmeren:

Den kontinuerlige udvikling af energi, biler og andre former for transport, stigningen i forbruget af kul, olie og gas i industrien og til husholdningsbehov øger mulighederne for at opfylde menneskets vitale behov. Men på nuværende tidspunkt er mængden af ​​kemisk brændsel, der årligt forbrændes i forskellige varmemotorer, så stor, at beskyttelse af naturen mod forbrændingsprodukters skadelige virkninger bliver et stadig sværere problem. Den negative påvirkning af varmemotorer på miljøet er forbundet med virkningen af ​​forskellige faktorer.

Radar- et område af videnskab og teknologi, der kombinerer metoder og midler til lokalisering (detektion og måling af koordinater) og bestemmelse af egenskaberne for forskellige objekter ved hjælp af radiobølger.

Radarstyrede missiler er udstyret med specielle autonome enheder til at udføre kampmissioner. Oceangående skibe bruger radarsystemer til navigation. På flyvemaskiner bruges radarer til at løse en række problemer, herunder bestemmelse af flyvehøjden i forhold til jorden.

KROPPENS MOMENTUM ER en vektormængde svarende til produktet af et legemes masse og dets hastighed:

Impulsenheden i SI-systemet anses for at være impulsen af ​​en krop, der vejer 1 kg, der bevæger sig med en hastighed på 1 m/s. Denne enhed kaldes KILOGRAM-METER PER SEKUND (kg . m/s).

ET SYSTEM AF ORGANER, DER IKKE INTERAGERER MED ANDRE ORGANER, DER IKKE ER EN DEL AF DETTE SYSTEM, KALDES LUKKET.

I et lukket system af organer er fredningsloven opfyldt for momentum.

I ET LUKKET SYSTEM AF KROPPER FORBLIR DEN GEOMETRISKE SUM AF KROPSMOMENTA KONSTANT FOR ENHVER INTERAKTION MELLEM DETTE SYSTEM MELLEM DETTE SYSTEM.

Reaktiv bevægelse er baseret på loven om bevarelse af momentum. Når brændstof brænder, udstødes gasser opvarmet til en høj temperatur fra raketdysen med en vis hastighed. Samtidig interagerer de med raketten. Hvis, før motoren starter, summen af ​​impulser

V
v
raket og brændstof var lig med nul, efter frigivelsen af ​​gasser skulle det forblive det samme:

hvor M er rakettens masse; V - rakethastighed;

m er massen af ​​udsendte gasser; v - gasstrømningshastighed.

Herfra får vi udtrykket for rakethastigheden:

Det vigtigste ved en jetmotor er, at for at kunne bevæge sig, behøver den ikke et medium, som den kan interagere med. Derfor er en raket det eneste køretøj, der er i stand til at bevæge sig i luftløst rum.

Den store russiske videnskabsmand og opfinder Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky beviste muligheden for at bruge raketter til udforskning af rummet. Han udviklede et designdiagram for raketten og fandt de nødvendige brændstofkomponenter. Tsiolkovskys værker tjente som grundlag for skabelsen af ​​de første rumskibe.

Verdens første kunstige jordsatellit blev opsendt i vores land den 4. oktober 1957, og den 12. april 1961 blev Yuri Alekseevich Gagarin Jordens første kosmonaut. I øjeblikket udforsker rumfartøjer andre planeter i solsystemet, kometer og asteroider. Amerikanske astronauter landede på Månen, og en bemandet flyvning til Mars er ved at blive forberedt. Videnskabelige ekspeditioner har opereret i kredsløb i lang tid. Genanvendelige rumfartøjer "Shuttle" og "Challenger" (USA), "Buran" (Rusland) er blevet udviklet, arbejdet er i gang med at skabe en videnskabelig station "Alpha" i kredsløb om Jorden, hvor forskere fra forskellige lande vil arbejde sammen.

Jetfremdrift bruges også af nogle levende organismer. For eksempel bevæger blæksprutter og blæksprutter sig ved at kaste en vandstrøm ud i den modsatte retning af deres bevægelse.

4/2. Eksperimentel opgave om emnet "Molekylær fysik": observation af ændringer i lufttryk med ændringer i temperatur og volumen.

Tilslut den korrugerede cylinder til en trykmåler og mål trykket inde i cylinderen.

Placer cylinderen i en beholder med varmt vand. Hvad sker der?

Komprimer cylinderen. Hvad sker der?




Relaterede artikler