Legge di conservazione della quantità di moto per le definizioni di moto dei getti. Soggetto

Impulso del corpoè una quantità pari al prodotto della massa di un corpo per la sua velocità.

L'impulso è indicato da una lettera e ha la stessa direzione della velocità.

Unità di impulso:

La quantità di moto del corpo si calcola con la formula: , dove

La variazione della quantità di moto del corpo è uguale all'impulso della forza che agisce su di esso:

Per un sistema chiuso di corpi è vero legge di conservazione della quantità di moto:

in un sistema chiuso, la somma vettoriale delle quantità di moto dei corpi prima dell'interazione è uguale alla somma vettoriale delle quantità di moto dei corpi dopo l'interazione.

La legge di conservazione della quantità di moto è alla base della propulsione a reazione.

Propulsione a jet- questo è il movimento del corpo che avviene dopo la separazione di una sua parte dal corpo.

Per calcolare la velocità di un razzo, scrivi la legge di conservazione della quantità di moto

e ottieni la formula per la velocità del razzo: =, dove M è la massa del razzo,

10. Esperimenti di Rutherford sulla diffusione delle particelle α. Modello nucleare dell'atomo. I postulati quantistici di Bohr.

Il primo modello dell'atomo fu proposto dal fisico inglese Thomson. Secondo Thomson, un atomo è una palla carica positivamente contenente elettroni caricati negativamente.

Il modello dell'atomo di Thomson era errato, il che fu confermato dagli esperimenti del fisico inglese Rutherford nel 1906.

In questi esperimenti, uno stretto fascio di particelle α emesso da una sostanza radioattiva veniva diretto verso una sottile lamina d'oro. Dietro la lamina è stato posizionato uno schermo in grado di brillare sotto l'impatto di particelle veloci.

Si è scoperto che la maggior parte delle particelle α deviano dalla propagazione in linea retta dopo aver attraversato la lamina, cioè dissipare. E alcune particelle alfa vengono generalmente respinte indietro.

Rutherford ha spiegato la dispersione delle particelle α con il fatto che la carica positiva non è distribuita uniformemente sulla palla, come ipotizzava Thomson, ma è concentrata nella parte centrale dell'atomo - nucleo atomico. Quando passa vicino al nucleo, una particella alfa con carica positiva viene respinta da esso e quando colpisce il nucleo viene respinta indietro.

Rutherford suggerì che l'atomo fosse strutturato come un sistema planetario.

Ma Rutherford non riusciva a spiegare la stabilità (perché gli elettroni non emettono onde e cadono verso un nucleo carico positivamente).

Nuove idee sulle proprietà speciali dell'atomo furono formulate dal fisico danese Bohr in due postulati.

1° postulato. Un sistema atomico può trovarsi solo in particolari stati stazionari o quantistici, ciascuno dei quali ha un'energia corrispondente; In uno stato stazionario, l'atomo non irradia.

2° postulato. Quando un atomo passa da uno stato stazionario a un altro, viene emesso o assorbito un quanto di radiazione elettromagnetica.

L'energia del fotone emesso è uguale alla differenza delle energie dell'atomo in due stati:

Costante di Planck.

Lezione n. 14

Soggetto. Impulso del corpo. Legge di conservazione della quantità di moto. Propulsione a jet.

Bersaglio: formare la conoscenza degli studenti sulle quantità fisiche: impulso del corpo e impulso di forza e la connessione tra loro; aiutare a comprendere la legge di conservazione della quantità di moto; sviluppare conoscenze sulla propulsione a reazione.

Tipo di lezione: lezione per apprendere nuove conoscenze.

Attrezzatura: una pallina d'acciaio, una calamita, un bicchiere d'acqua, un foglio di carta, palline identiche (2 o 4) legate su fili, un palloncino, un pallet, una macchinina, un bicchiere d'acqua e un rubinetto.

^ Piano di lezione

Passi della lezione	Tempo, min	Metodi e forme di lavoro con la classe
I. Fase organizzativa	2
II. Aggiornamento delle conoscenze di riferimento	5	Rilievo frontale
III. Riportare l’argomento, lo scopo e gli obiettivi della lezione	2	Determinare lo scopo della lezione in base al piano di studio dell'argomento
IV. Motivazione per le attività di apprendimento	2	Spiegazione ragionata
V. Percezione e comprensione iniziale di nuovo materiale	20	Spiegazione dell'insegnante con elementi di conversazione euristica
VI. Consolidare nuovo materiale	10	Test di autoverifica
VII. Riassumendo la lezione e riportando i compiti	4	Spiegazione dell'insegnante, istruzioni

^ Avanzamento della lezione

Fase organizzativa
Aggiornamento e correzione delle conoscenze di base

L'insegnante sottolinea che i concetti e le grandezze fisiche con cui gli studenti acquisiranno familiarità durante la lezione sono per loro nuovi. Per creare una certa base per lo studio dell'argomento, dovresti chiedere agli studenti di rivedere il materiale precedente.

Domande per la classe

Enunciare la prima legge della dinamica di Newton.
Enunciare la seconda legge della dinamica di Newton.
Formulare la terza legge della dinamica di Newton.
Quale sistema di corpi si dice isolato o chiuso?

Riportare l’argomento, lo scopo e gli obiettivi della lezione

L'insegnante annuncia l'argomento della lezione e invita gli studenti a familiarizzare con il piano di studio, scritto alla lavagna. Quindi chiede agli studenti di formulare autonomamente lo scopo della lezione e, se necessario, apporta modifiche alle loro risposte.

Piano di studio dell'argomento

Impulso di forza.
Impulso del corpo.
Sistema telefonico isolato Legge di conservazione della quantità di moto.
Propulsione a jet. Il movimento di un razzo è come la propulsione a reazione.

Motivazione per le attività di apprendimento

Le leggi di Newton, in linea di principio, ci consentono di risolvere tutti i problemi legati all'interazione dei corpi. Ma trovare le forze di interazione è spesso piuttosto difficile, e senza di essa è impossibile trovare l'accelerazione acquisita dal corpo e, di conseguenza, la sua velocità e il suo spostamento. Per risolvere tali problemi, sono stati introdotti nella meccanica concetti e quantità speciali e con il loro aiuto è stata stabilita la relazione tra loro. Si è scoperto che i valori numerici delle quantità introdotte non cambiano durante l'interazione dei corpi, quindi le relazioni più importanti tra le quantità che si conservano sono chiamate leggi di conservazione. La legge di conservazione dell'energia in diverse interpretazioni è già stata discussa in precedenza. Ora è il momento di familiarizzare con la legge di conservazione della quantità di moto.

Come le leggi di Newton, le leggi di conservazione sono il risultato di una generalizzazione teorica dei fatti della ricerca. Queste sono le leggi fondamentali della fisica, che sono estremamente importanti perché si applicano non solo alla meccanica,MaE Valtri rami della fisica.

Percezione e comprensione iniziale di nuovo materiale

1. Impulso di forza

Sotto il termine "impulso" (dal latino "impulso " - spinta) in meccanica comprende l'impulso della forza e l'impulso di un corpo.

Domanda per la classe. Pensi che il risultato dell'interazione dipenda dal tempo o sia determinato solo dalla forza dell'interazione?

Dimostrazione 1. Posiziona una sfera d'acciaio su una superficie orizzontale e passa rapidamente sopra un magnete. La pallina si sposterà appena (Fig. 1,UN). Ripeti l'esperimento, facendo passare lentamente il magnete. La pallina si sposterà dietro il magnete (Fig. 1, b).

Dimostrazione 2. Appoggiate un foglio di carta sul bordo del tavolo e metteteci sopra un bicchiere d'acqua. Se la lastra viene tirata lentamente il vetro si muove con essa (Fig. 2,UN), e se tiri la foglia, verrà tirata fuori da sotto il vetro, ma il vetro rimarrà al suo posto (Fig. 2, b).

^ Domanda per la classe. Cosa indicano questi esperimenti?

L'interazione dei corpi dipende non solo dalla forza, ma anche dal tempo della sua azione, quindi per caratterizzare l'azione della forza è stata introdotta una caratteristica speciale: l'impulso della forza.

^ Impulso di forza - una quantità fisica che è una misura dell'azione di una forza in un certo intervallo di tempo e numericamente uguale al prodotto della forza per il tempo eeAzioni:
.

L'unità SI è il newton secondo (N∙ s). L'impulso di forza è una grandezza vettoriale: la direzione dell'impulso di forza coincide con la direzione della forza che agisce sul corpo.

^2. Impulso del corpo

Immaginiamo che una palla di 40 g venga lanciata alla velocità di 5 m/s. Una palla del genere può essere fermata sostituendo un foglio di cartone spesso o tessuto spesso. Ma se la palla viene sparata con un fucile ad una velocità di 800 m/s, allora anche con l'aiuto diex tavole spesse è quasi impossibile fermarlo.

^ Domanda per la classe. Quale conclusione si può trarre da questo esempio?

Per caratterizzare il movimento non è sufficiente conoscere solo la massa corporea e la velocità. Pertanto, l'impulso corporeo (o quantità di moto) è stato introdotto come una delle misure del movimento meccanico.

^ Impulso del corpo - una quantità fisica che è una misura del movimento meccanico ed è determinata numericamente dal prodotto della massa di un corpo per la velocità del suo movimento:
.

L'unità SI è chilogrammo metro al secondo (kg∙m/s). La quantità di moto di un corpo è una quantità vettoriale, la sua direzione coincide con la direzione della velocità di movimento del corpo.

Se il corpo ha una massaMsi muove con velocità v, e poi nel tempo interagisce con un altro corpo con forza F , quindi durante questa interazione il corpo si muoverà con accelerazione a:

,
.

L'ultima formula dimostra la connessione tra l'impulso della forza e la variazione della quantità di moto del corpo.

Pertanto, la variazione della quantità di moto del corpo è uguale all'impulso della forza di interazione.

^ 3. Sistema telefonico isolato. Legge di conservazione della quantità di moto

Isolato (Ochiuso) sistema di corpi - questo è un sistema di corpi che interagiscono solo tra loro e non interagiscono con corpi che non fanno parte di questo sistema.

Non esistono sistemi isolati di corpi nel pieno senso della parola; questa è un'idealizzazione. Tutti i corpi del mondo interagiscono. Ma in molti casi i sistemi reali possono essere considerati isolati, escludendo dalla considerazione quelle interazioni che in questo caso non sono importanti.

Dimostrazione 3. Impatto elastico di due sfere di uguale massa sospese su fili (Fig. 3).

Pertanto, quando si studia l'impatto elastico di due sfere identiche, il sistema di sfere può essere considerato isolato, poiché al momento dell'impatto le forze di gravità delle sfere sono bilanciate dalle forze di reazione dei fili, dalle forze di resistenza dell'aria delle palline sono piccole e possono essere trascurate.

Fornisci esempi di altri sistemi che possono essere considerati isolati.

Se torniamo ancora al sistema delle palle con masseT 1 ET 2 , che nell'istante iniziale del sistema di riferimento inerziale prescelto hanno velocità E , poi dopo un attimo di tempo T puoi vedere che le loro velocità come risultato dell'interazione sono cambiate in E .

Secondo la seconda legge di Newton:

Perché secondo la terza legge di Newton

Dall'espressione risultante risulta chiaro che la somma vettoriale delle quantità di moto dei corpi compresi nel sistema chiuso rimane costante. Questa è la legge di conservazione della quantità di moto.

^ 4. Propulsione a reazione. Movimento del razzo come la propulsione a reazione

La legge di conservazione della quantità di moto spiega il moto reattivo.

^ Propulsione a jet - questo è il movimento di un corpo risultante dalla separazione di una parte da esso o dal rilascio di una sostanza da parte sua ad una certa velocità rispetto al corpo.

Dimostrazione 4 . Gonfiare il palloncino e poi rilasciarlo. La palla si muoverà a causa dei gas che “scorrono” da essa.

Dimostrazione 5. Metti un'auto per bambini nel vassoio e mettici sopra un bicchiere d'acqua con un rubinetto. Se apri il rubinetto, l'acqua inizierà a fuoriuscire dal bicchiere e la macchina inizierà a muoversi.

^ Compito in classe. Fornisci esempi di propulsione a reazione. (La propulsione a reazione viene effettuata da aeroplani che volano a velocità di diverse migliaia di chilometri all'ora, dai gusci dei famosi razzi Katyusha e da razzi spaziali. La propulsione a reazione è inerente, ad esempio, ai calamari, alle seppie e ai polpi.)

Diamo un'occhiata alla Fig. 4. Qualsiasi razzo è costituito da un corpo tubolare 1, chiuso ad un'estremità. C'è un ugello alla seconda estremità 2. Ogni razzo ha carburante 3. Quando un razzo è fermo, la sua quantità di moto totale è zero: il carburante e il corpo sono immobili. Supponiamo che il carburante per missili bruci all'istante. RACongas caldi 4 sotto grande pressione scoppiarono.

In questo caso, il corpo del razzo si muove nella direzione opposta al movimento dei gas caldi.

Permettere MG υ G - proiezione dell'impulso del gas sull'asseUO, UN M Aυ A- proiezione della quantità di moto del corpo del razzo. Secondo la legge di conservazione della quantità di moto, la somma degli impulsi del corpo del razzo e dei gas in fuga è uguale all'impulso totale del razzo al momento del lancio, che, come è noto, è zero. Di conseguenza 0 = M R υ R + M A υ A

M A υ A = - M Gυ G

Ne consegue che il corpo del razzo riceve un impulso della stessa entità dei gas emessi dall'ugello. Quindi,

Qui il segno “-” indica che la direzione della velocità del corpo del razzo è opposta alla direzione della velocità dei gas in uscita. Pertanto, per muovere un razzo in una data direzione, il flusso di gas emesso dal razzo deve essere diretto in direzione opposta alla direzione di movimento data. Come possiamo vedere, il razzo si muove senza interagire con altri corpi, e quindi può muoversi nello spazio.

^ Compito in classe. Dopo aver analizzato l'ultima formula, rispondi alla domanda: come puoi aumentare la velocità di un razzo?

La velocità di un razzo può essere aumentata in due modi:

aumentare la velocità dei gas che fluiscono dall'ugello del razzo;
aumentare la massa di carburante bruciato.

Il secondo metodo porta ad una diminuzione della massa utile del razzo: la massa del corpo e la massa del carico che trasporta.

VI. Consolidare nuovo materiale

^ Test di autoverifica

Segna la risposta corretta secondo te.

L'impulso del corpo si chiama:

^A prodotto della massa di un corpo e della sua accelerazione

B prodotto tra la massa di un corpo e la sua velocità

IN prodotto della forza che agisce sul corpo per la velocità del corpo

G prodotto della forza che agisce sul corpo per il tempo della sua azione

Specificare l'unità di misura della quantità di moto del corpo.

Specificare l'unità di forza dell'impulso.

La variazione della quantità di moto del corpo è pari a:

UN il prodotto della massa di un corpo per la sua velocità

B differenza tra la velocità iniziale e finale di un corpo

IN impulso di forza

G variazione del peso corporeo per unità di tempo

Il movimento del getto si verifica:

^A quando si respingono i corpi

B movimento delle varie parti del corpo rispetto al centro di massa del corpo

^B dividere il corpo in parti

G separazione da un corpo di parte della sua massa con una certa velocità di movimento rispetto al resto

Determinare in quali sistemi di riferimento è soddisfatta la legge di conservazione della quantità di moto.

A Inerziale B Chiuso

B Non inerziale D Qualunque

Seleziona un esempio che dimostri la propulsione a reazione.

^A Movimento dei calamari

B Oscillazione del pendolo

IN Il volo della falena

G Foglie che cadono dagli alberi

Il razzo sale uniformemente verticalmente verso l'alto. Determinare come e perchélo slancio del razzo cambia.

UN Diminuisce al diminuire della massa del razzo

B Non cambia perché la massa diminuisce e la velocità il movimento aumenta

IN Aumentando man mano che il razzo si solleva dal suolo

G Non cambia perché la velocità è costante

Specificarecorretta registrazione della legge di conservazione della quantità di moto.

1	2	3	4	5	6	7	8	9
B	IN	G	IN	G	IN	UN	UN	UN

VII. Riassumendo la lezione e riportando i compiti

L'insegnante riassume la lezione e valuta le attività degli studenti.

Compiti a casa

Impara il materiale teorico dal libro di testo.
Caratterizzare il movimento reattivo come fenomeno fisico secondo un piano generalizzatoazione di un fenomeno fisico.
Pensa a una dimostrazione della propulsione a reazione, descrivila e spiegala.

Quando i corpi interagiscono, l'impulso di un corpo può essere parzialmente o completamente trasferito a un altro corpo. Se un sistema di corpi non è influenzato da forze esterne di altri corpi, allora viene chiamato tale sistema Chiuso.

In un sistema chiuso, la somma vettoriale degli impulsi di tutti i corpi inclusi nel sistema rimane costante per qualsiasi interazione dei corpi di questo sistema tra loro.

Questa legge fondamentale della natura si chiama legge di conservazione della quantità di moto . È una conseguenza della seconda e della terza legge di Newton.

Consideriamo due corpi interagenti che fanno parte di un sistema chiuso. Indichiamo le forze di interazione tra questi corpi con e Secondo la terza legge di Newton

Se questi corpi interagiscono nel tempo T, quindi gli impulsi delle forze di interazione sono uguali in grandezza e diretti in direzioni opposte:

Applichiamo la seconda legge di Newton a questi corpi:

Dove e sono gli impulsi dei corpi nel momento iniziale e sono gli impulsi dei corpi alla fine dell'interazione. Da queste relazioni segue che come risultato dell'interazione di due corpi, la loro quantità di moto totale non è cambiata:

Legge di conservazione della quantità di moto:

Considerando ora tutte le possibili interazioni di coppia di corpi inclusi in un sistema chiuso, possiamo concludere che le forze interne di un sistema chiuso non possono modificare la sua quantità di moto totale, cioè la somma vettoriale della quantità di moto di tutti i corpi inclusi in questo sistema.

Riso. 1.17.1 illustra la legge di conservazione della quantità di moto utilizzando l'esempio impatto decentrato due sfere di massa diversa, una delle quali era ferma prima dell'urto.

Mostrato nella fig. 1.17.1 i vettori momento delle palline prima e dopo la collisione possono essere proiettati sugli assi coordinati BUE E OH. La legge di conservazione della quantità di moto è vera anche per le proiezioni dei vettori su ciascun asse. In particolare, dal diagramma della quantità di moto (Fig. 1.17.1) segue che le proiezioni dei vettori e della quantità di moto di entrambe le sfere dopo l'urto sull'asse OH devono essere identici in grandezza e avere segni diversi in modo che la loro somma sia uguale a zero.

Legge di conservazione della quantità di moto in molti casi permette di trovare le velocità dei corpi interagenti anche quando non sono noti i valori delle forze agenti. Un esempio potrebbe essere propulsione a jet .

Quando si spara con una pistola, a rinculo– il proiettile avanza e la pistola rotola indietro. Il proiettile e la pistola sono due corpi interagenti. La velocità acquisita da un'arma durante il rinculo dipende solo dalla velocità del proiettile e dal rapporto di massa (Fig. 1.17.2). Se le velocità del cannone e del proiettile sono indicate con e e le loro masse con M E M, quindi, in base alla legge di conservazione della quantità di moto, possiamo scrivere in proiezioni sull'asse BUE

Basato sul principio del dare propulsione a jet. IN razzo Quando il carburante brucia, i gas riscaldati ad alta temperatura vengono espulsi dall'ugello ad alta velocità rispetto al razzo. Indichiamo la massa dei gas emessi con M e la massa del razzo dopo lo scarico dei gas M. Quindi per il sistema chiuso “razzo + gas”, basato sulla legge di conservazione della quantità di moto (per analogia con il problema dello sparo con una pistola), possiamo scrivere:

Dove V– la velocità del razzo dopo lo scarico dei gas. In questo caso si presuppone che la velocità iniziale del razzo fosse zero.

La formula risultante per la velocità del razzo è valida solo a condizione che l'intera massa di carburante bruciato venga espulsa dal razzo contemporaneamente. Infatti, il deflusso avviene gradualmente durante tutto il periodo di movimento accelerato del razzo. Ogni successiva porzione di gas viene espulsa dal razzo, che ha già acquisito una certa velocità.

Per ottenere una formula accurata, è necessario considerare più in dettaglio il processo di deflusso del gas dall'ugello di un razzo. Lascia che il razzo arrivi in tempo T ha massa M e si muove velocemente (Fig. 1.17.3 (1)). In un breve periodo di tempo Δ T una certa porzione di gas verrà espulsa dal razzo con la velocità relativa del razzo in quel momento T + Δ T avrà una velocità e la sua massa sarà uguale M + Δ M, dove Δ M < 0 (рис. 1.17.3 (2)). Масса выброшенных газов будет, очевидно, равна –ΔM> 0. Velocità dei gas nel sistema inerziale BUE sarà uguale a Applicare la legge di conservazione della quantità di moto. In un momento preciso T + Δ T la quantità di moto del razzo è pari a e la quantità di moto dei gas emessi è pari a . In un momento preciso T la quantità di moto dell’intero sistema era pari a Supponendo che il sistema “razzo + gas” sia chiuso, possiamo scrivere:

Il valore può essere trascurato, poiché |Δ M| << M. Dividendo entrambi i membri dell'ultima relazione per Δ T e passando al limite in Δ T→0, otteniamo:

Figura 1.17.3.

Un razzo che si muove nello spazio libero (senza gravità). 1 – al momento T. Massa del razzo M, sua velocità

2 – Razzo in un momento nel tempo T + Δ T. Massa del razzo M + Δ M, dove Δ M < 0, ее скорость масса выброшенных газов –ΔM> 0, velocità relativa del gas, velocità del gas nel sistema inerziale

Grandezza è il consumo di carburante per unità di tempo. La quantità si chiama forza di spinta La forza di spinta reattiva agisce sul razzo dal lato dei gas in uscita ed è diretta in senso opposto alla velocità relativa; Rapporto
esprime la seconda legge di Newton per un corpo di massa variabile. Se i gas vengono espulsi dall'ugello del razzo rigorosamente all'indietro (Fig. 1.17.3), allora in forma scalare questa relazione assume la forma:

Dove tu– modulo di velocità relativa. Utilizzando l'operazione matematica di integrazione, da questa relazione possiamo ottenere formulaCiolkovskijper la velocità finale υ del razzo:

dove è il rapporto tra la massa iniziale e quella finale del razzo.

Ne consegue che la velocità finale del razzo può superare la velocità relativa del deflusso dei gas. Di conseguenza, il razzo può essere accelerato alle alte velocità richieste per i voli spaziali. Ma ciò può essere ottenuto solo consumando una massa significativa di carburante, che costituisca gran parte della massa iniziale del razzo. Ad esempio, per ottenere la prima velocità di fuga υ = υ 1 = 7,9·10 3 m/s a tu= 3·10 3 m/s (le velocità del flusso del gas durante la combustione del carburante sono dell'ordine di 2–4 km/s) massa iniziale razzo monostadio dovrebbe essere circa 14 volte la massa finale. Per raggiungere la velocità finale υ = 4 tu il rapporto dovrebbe essere 50.

Una riduzione significativa della massa di lancio del razzo può essere ottenuta utilizzando razzi multistadio, quando gli stadi del razzo si separano mentre il carburante si esaurisce. Le masse di contenitori che contenevano carburante, motori esauriti, sistemi di controllo, ecc. sono escluse dal processo di successiva accelerazione dei razzi. È lungo il percorso della creazione di razzi multistadio economici che la moderna scienza missilistica si sta sviluppando.

ricerca spaziale. Diodo semiconduttore, giunzione pn e sue proprietà. Applicazione di dispositivi a semiconduttore. Problema sull'applicazione del 1° principio della termodinamica.

Impulso del corpo– è il prodotto della massa di un corpo e della sua velocità p = mv (kg * m/s) La quantità di moto di un corpo è la quantità di movimento. La variazione della quantità di moto del corpo è uguale alla variazione dell'impulso della forza. ∆p = F∆t
La somma delle quantità di moto dei corpi prima dell'interazione è uguale alla somma degli impulsi dopo l'interazione OPPURE: La somma geometrica delle quantità di moto dei corpi in un sistema chiuso rimane costante. m1v1 + m2v2 = cost

La legge di conservazione della quantità di moto è alla base del movimento del getto: questo è un movimento in cui una parte del corpo viene separata e l'altra riceve un'ulteriore accelerazione.
Propulsione a reazione nella tecnologia: PER ESEMPIO (negli aerei e nei razzi)
Propulsione a reazione in natura: PER ESEMPIO (molluschi, polpi). Le informazioni spaziali sono di grande importanza per l’ulteriore sviluppo della scienza e della tecnologia. A quanto pare, la ricerca spaziale porterà nel prossimo futuro a cambiamenti rivoluzionari in molti settori dell'ingegneria e della tecnologia, nonché in medicina. I risultati degli sviluppi nel campo della tecnologia spaziale troveranno applicazione nel lavoro industriale e agricolo, nell'esplorazione delle profondità dell'Oceano Mondiale e nella ricerca polare, nelle competizioni sportive, nella produzione di attrezzature geologiche e in altri settori. Un diodo a semiconduttore è un dispositivo a semiconduttore con una giunzione elettrica e due conduttori (elettrodi). Una giunzione elettrone-lacuna è una regione di un semiconduttore in cui si verifica un cambiamento spaziale nel tipo di conduttività (dalla regione elettronica n a quella elettronica). regione p del foro). I dispositivi a semiconduttore vengono utilizzati: nel complesso del trasporto automobilistico. accensione elettronica. centralina elettronica. LED: sensori, fari, semafori, ecc. sistema di posizionamento globale. Telefono cellulare

6 La legge di gravitazione universale. Gravità. Caduta libera dei corpi. Peso corporeo. Assenza di peso. Un campo magnetico. Induzione magnetica, linee di induzione magnetica. Forza amperometrica e sua applicazione. Il compito è applicare le formule per il lavoro o la potenza della corrente continua.

Legge di gravità Legge di Newton che descrive l'interazione gravitazionale nel quadro della meccanica classica. Questa legge fu scoperta da Newton intorno al 1666. Afferma che la forza di attrazione gravitazionale tra due punti materiali di massa e separati da una distanza è proporzionale ad entrambe le masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro. Gravità- una forza che agisce su qualsiasi corpo materiale situato vicino alla superficie della Terra o ad un altro corpo astronomico. Caduta libera- movimento uniformemente variabile sotto l'influenza della gravità, quando le altre forze agenti sul corpo sono assenti o trascurabilmente piccole. Peso- la forza del corpo sul supporto (o sospensione o altro tipo di fissaggio), che impedisce la caduta, avvenuta nel campo di gravità P=mg. Assenza di gravità- uno stato in cui la forza di interazione tra un corpo e un supporto (peso corporeo), derivante dall'attrazione gravitazionale, dall'azione di altre forze di massa, in particolare dalla forza inerziale che si verifica durante il movimento accelerato di un corpo, è assente. Un campo magnetico- un campo di forza che agisce sulle cariche elettriche in movimento e sui corpi dotati di momento magnetico, indipendentemente dallo stato del loro movimento. Induzione magnetica- una quantità vettoriale che è una forza caratteristica del campo magnetico (la sua azione sulle particelle cariche) in un dato punto dello spazio. Determina la forza con cui un campo magnetico agisce su una carica che si muove velocemente.
Linee di induzione magnetica- linee, le cui tangenti sono dirette allo stesso modo del vettore di induzione magnetica in un dato punto del campo.

7 Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, l'utilizzo di questo fenomeno. Legge dell'induzione elettromagnetica. Regola di Lenz. Lavoro. Pelliccia. energia. Energia cinetica e potenziale. Legge di conservazione della pelliccia. energia. E.Z: Misurazione della resistenza totale di un circuito elettrico collegato in serie. L'induzione elettromagnetica è il fenomeno della comparsa di un toro elettrico in un circuito chiuso quando cambia il flusso magnetico che lo attraversa. È stato scoperto da Michael Faradel. Il fenomeno elettrico Papavero. induzione utilizzato in dispositivi di ingegneria elettrica e radio: generatori, trasformatori, induttanze, ecc. Legge di Faraday sull'induzione elettromagneticaè la legge fondamentale dell'elettrodinamica relativa ai principi di funzionamento di trasformatori, induttanze, molti tipi di motori elettrici e generatori. Lo dice la legge: per qualsiasi circuito chiuso, la forza elettromotrice indotta (EMF) è uguale alla velocità di variazione del flusso magnetico che passa attraverso questo circuito, presa con un segno meno. Regola di Lenz determina la direzione della corrente di induzione e afferma: la corrente di induzione ha sempre una direzione tale da indebolire l'effetto della causa che eccita la corrente. Pelliccia. Lavoro- è una grandezza fisica che è una misura quantitativa scalare dell'azione di una o più forze su un corpo o sistema, in funzione del valore numerico, della direzione della forza (forze) e del movimento di un punto (punti), corpo o sistema in fisica pelliccia. energia descrive la somma delle energie potenziali e cinetiche disponibili nei componenti di un sistema meccanico. Pelliccia. energia- questa è l'energia associata al movimento di un oggetto o alla sua posizione, la capacità di eseguire un lavoro meccanico. Legge di conservazione della pelliccia. energia afferma che se un corpo o sistema è soggetto solo a forze conservative (sia esterne che interne), allora l'energia meccanica totale di quel corpo o sistema rimane costante. In un sistema isolato, dove agiscono solo forze conservative, l’energia meccanica totale si conserva. Il potenziale è il potenziale del corpo, personifica il tipo di lavoro che il corpo PUÒ fare! E la cinetica è la forza che sta già facendo lavoro. Legge di conservazione dell'energia- una legge di natura, stabilita empiricamente e consistente nel fatto che per un sistema fisico isolato si può introdurre una grandezza fisica scalare, che è funzione dei parametri del sistema e si chiama energia, che si conserva nel tempo. Poiché la legge di conservazione dell'energia non si applica a quantità e fenomeni specifici, ma riflette un modello generale applicabile ovunque e sempre, può essere definita non una legge, ma il principio di conservazione dell'energia. Energia potenziale- energia determinata dalla posizione relativa di corpi interagenti o parti dello stesso corpo. Energia cinetica- nel caso in cui un corpo si muove sotto l'influenza della forza, non solo può, ma fa anche del lavoro

8 Vibrazioni meccaniche, caratteristiche meccaniche. vibrazioni: ampiezza, periodo, frequenza. Vibrazioni libere e forzate. Risonanza. Autoinduzione. Induttanza. L'energia del campo magnetico della bobina. Il compito di applicare la legge di conservazione della quantità di moto L'oscillazione meccanica è un movimento ripetuto in modo preciso o approssimativo in cui il corpo viene spostato in una direzione o nell'altra dalla posizione di equilibrio. Se un sistema è capace di movimenti oscillatori, allora viene chiamato oscillatorio. Proprietà di un sistema oscillatorio: Il sistema ha una posizione di equilibrio stabile. Quando un sistema viene rimosso da una posizione di equilibrio, in esso si verifica una forza interna di ripristino. Il sistema è inerte. Pertanto non si ferma nella posizione di equilibrio, ma la attraversa. Le oscillazioni che si verificano in un sistema sotto l'influenza di forze interne sono chiamate libere. Tutte le vibrazioni libere si smorzano (ad esempio: vibrazione della corda dopo l'impatto) Le vibrazioni eseguite da corpi sotto l'influenza di forze esterne che cambiano periodicamente sono chiamate forzate (ad esempio: vibrazione di un pezzo di metallo quando un fabbro lavora con un martello). Risonanza- un fenomeno in cui l'ampiezza delle oscillazioni forzate ha un massimo ad un certo valore della frequenza della forza motrice. Spesso questo valore è vicino alla frequenza delle oscillazioni naturali, infatti può coincidere, ma non sempre è così e non è causa di risonanza. Autoinduzione- questo è il fenomeno della comparsa di fem indotta in un circuito conduttore quando cambia la corrente che scorre attraverso il circuito. Quando la corrente in un circuito cambia, anche il flusso magnetico attraverso la superficie delimitata da questo circuito cambia proporzionalmente. Un cambiamento in questo flusso magnetico, dovuto alla legge dell'induzione elettromagnetica, porta all'eccitazione di un campo elettromagnetico induttivo (autoinduzione) in questo circuito. Induttanza- il coefficiente di proporzionalità tra la corrente elettrica che scorre in qualsiasi circuito chiuso e il flusso magnetico creato da questa corrente attraverso la cui superficie questo circuito è il bordo Intorno al conduttore percorso da corrente si trova un campo magnetico dotato di energia.

9 Pelliccia. onde. Lunghezza d'onda, velocità delle onde e relazioni tra loro. Reazione termonucleare. Applicazione dell'energia atomica. Prospettive e problemi dello sviluppo dell'energia nucleare. E.Z: determinazione dell'indice di rifrazione di una lastra di vetro. Pelliccia. le onde sono disturbi che si propagano in un mezzo elastico (deviazioni delle particelle del mezzo dalla posizione di equilibrio). Se le oscillazioni delle particelle e la propagazione delle onde avvengono in una direzione, l'onda è detta longitudinale, mentre se questi movimenti avvengono in direzioni perpendicolari, è detta trasversale. Le onde longitudinali, accompagnate da deformazioni di trazione e compressione, possono propagarsi in qualsiasi mezzo elastico: gas, liquidi e solidi. Le onde trasversali si propagano in quei mezzi in cui compaiono forze elastiche durante la deformazione di taglio, cioè nei solidi. Quando un'onda si propaga, l'energia viene trasferita senza che venga trasferita la materia. La velocità con cui si propaga un disturbo in un mezzo elastico è detta velocità dell’onda. È determinato dalle proprietà elastiche del mezzo. La distanza percorsa da un'onda in un tempo pari al periodo di oscillazione in essa è detta lunghezza d'onda (lambda). Lunghezza d'onda- la distanza che un'onda riesce a percorrere spostandosi nello spazio alla velocità della luce in un periodo, che a sua volta è il reciproco della frequenza. Più alta è la frequenza, più corta è la lunghezza d'onda. Reazione termonucleare- un tipo di reazione nucleare in cui i nuclei atomici leggeri si combinano in nuclei più pesanti a causa dell'energia cinetica del loro movimento termico. Lo sviluppo di una società industriale si basa su un livello sempre crescente di produzione e consumo di vari tipi di energia (riduce drasticamente l’uso delle risorse naturali

10 L'emergere dell'ipotesi atomistica della struttura della materia e la sua evidenza sperimentale: diffusione, moto browniano. Disposizioni fondamentali dell'ICT. Massa, dimensione delle molecole. Forza elettromotiva. Legge di Ohm per un circuito completo. Il compito è applicare la formula della pelliccia. lavoro

Diffusione- questo è il fenomeno della distribuzione delle particelle di una sostanza tra le particelle di un'altra

Moto browniano- questo è il movimento di particelle insolubili in un liquido sotto l'azione di molecole liquide. La teoria cinetica molecolare è la dottrina della struttura e delle proprietà della materia basata sull'idea dell'esistenza di atomi e molecole come le particelle più piccole. di sostanze chimiche Basato sulla teoria della cinetica molecolare Ci sono tre disposizioni principali: tutte le sostanze - liquide, solide e gassose - sono formate dalle particelle più piccole - molecole, che a loro volta sono costituite da atomi. .Gli atomi e le molecole sono in continuo movimento caotico. Le particelle interagiscono tra loro mediante forze di natura elettrica. L'interazione gravitazionale tra le particelle è trascurabile. m 0 - massa della molecola (kg). La dimensione della molecola è molto piccola. Forza elettromotiva forza, cioè qualsiasi forza origine non elettrica, operanti in circuiti quasi stazionari di corrente continua o alternata.

Legge di Ohm per un circuito completo- L'intensità della corrente nel circuito è proporzionale alla FEM agente nel circuito e inversamente proporzionale alla somma della resistenza del circuito e della resistenza interna della sorgente.

11 Onde elettromagnetiche e loro proprietà. Il principio della comunicazione radio. Invenzione della radio, moderno mezzo di comunicazione. La temperatura e la sua misura Temperatura assoluta. La temperatura è una misura dell'energia cinetica media del movimento molecolare. E.Z: Misurare la potenza ottica di una lente collettrice.

Forza elettromotiva- grandezza fisica scalare caratterizzante il lavoro di terzi forza, cioè qualsiasi forza origine non elettrica, operanti in circuiti quasi stazionari di corrente continua o alternata. Progettazione di circuiti generali per l'organizzazione delle comunicazioni radio. Caratteristiche di un sistema di trasmissione di informazioni radio in cui i segnali di telecomunicazione vengono trasmessi tramite onde radio nello spazio aperto. Radio- un tipo di trasmissione di informazioni senza fili in cui le onde radio, che si propagano liberamente nello spazio, vengono utilizzate come vettore di informazioni. Il 7 maggio 1895, il fisico russo Alexander Stepanovich Popov (1859 - 1905/06) dimostrò il primo ricevitore radio al mondo. Mezzi di comunicazione moderni- questo è un telefono, un walkie-talkie, ecc. Temperatura- una grandezza fisica che caratterizza lo stato termico dei corpi. La temperatura si misura in gradi.

La temperatura assoluta è una misura incondizionata della temperatura e una delle caratteristiche principali

termodinamica. Temperatura- una misura dell'energia cinetica media delle molecole, energia

proporzionale alla temperatura.

12 Lavoro in termodinamica. Energia interna. Il primo e il secondo principio della termodinamica. Alternatore. Trasformatore. Produzione e trasmissione dell'energia elettrica, risparmio energetico nella vita quotidiana e nel lavoro. E.Z: Misurare l'accelerazione di gravità in un dato punto della terra.

Nella termodinamica il movimento del corpo nel suo insieme non viene considerato, si tratta del movimento di parti di un corpo macroscopico l'una rispetto all'altra. Di conseguenza, il volume del corpo può cambiare, ma la sua velocità rimane pari a zero . Lavori in termodinamicaè definito allo stesso modo della meccanica, ma non è uguale a

un cambiamento nell'energia cinetica di un corpo, ma un cambiamento nella sua energia interna. Energia interna corpo (indicato come E o U) - l'energia totale di questo corpo meno l'energia cinetica del corpo nel suo insieme e l'energia potenziale del corpo nel campo di forze esterno. Di conseguenza, l'energia interna è costituita dall'energia cinetica del movimento caotico delle molecole, dall'energia potenziale di interazione tra loro e dall'energia intramolecolare. Prima legge della termodinamica La variazione ΔU dell'energia interna di un sistema termodinamico non isolato è pari alla differenza tra la quantità di calore Q ceduta al sistema e il lavoro A compiuto dal sistema sui corpi esterni.

Seconda legge della termodinamica. È impossibile trasferire calore da un sistema più freddo a uno più caldo in assenza di altri cambiamenti simultanei in entrambi i sistemi o nei corpi circostanti. un alternatore è un dispositivo che produce corrente alternata

Un trasformatore è un dispositivo utilizzato per abbassare o aumentare la corrente o la tensione. Risparmio energetico: la creazione di nuove tecnologie che consumano meno energia (nuove lampade, ecc.)

Motori termici. Efficienza dei motori termici. Motori termici ed ecologia. Radar, applicazione del radar. Compito sperimentale: misurare la lunghezza d'onda della luce utilizzando un reticolo di diffrazione.

Motore termico- un dispositivo che esegue lavoro utilizzando energia interna, un motore termico che converte il calore in energia meccanica, sfrutta la dipendenza dell'espansione termica di una sostanza dalla temperatura.

Coefficiente di prestazione (efficienza) di un motore termicoè il rapporto tra il lavoro A´ svolto dal motore e la quantità di calore ricevuta dal riscaldatore:

Il continuo sviluppo dell'energia, dell'automobile e di altri tipi di trasporto, l'aumento del consumo di carbone, petrolio e gas nell'industria e per i bisogni domestici aumentano le possibilità di soddisfare i bisogni vitali dell'uomo. Tuttavia, attualmente, la quantità di combustibile chimico bruciato ogni anno in vari motori termici è così grande che proteggere la natura dagli effetti dannosi dei prodotti della combustione sta diventando un problema sempre più difficile. L'impatto negativo dei motori termici sull'ambiente è associato all'azione di vari fattori.

Radar- un campo della scienza e della tecnologia che combina metodi e mezzi di localizzazione (rilevamento e misurazione delle coordinate) e determinazione delle proprietà di vari oggetti utilizzando le onde radio.

I missili a guida radar sono dotati di speciali dispositivi autonomi per eseguire missioni di combattimento. Le navi d'alto mare utilizzano sistemi radar per la navigazione. Sugli aerei, i radar vengono utilizzati per risolvere una serie di problemi, inclusa la determinazione dell'altitudine di volo rispetto al suolo.

LA MOMENTO DI UN CORPO È una grandezza vettoriale pari al prodotto della massa di un corpo per la sua velocità:

L'unità di misura dell'impulso nel sistema SI è l'impulso prodotto da un corpo di 1 kg che si muove alla velocità di 1 m/s. Questa unità si chiama CHILOGRAMMETRO AL SECONDO (kg . SM).

UN SISTEMA DI CORPI CHE NON INTERAGONO CON ALTRI CORPI NON PARTE DI QUESTO SISTEMA SI CHIAMA CHIUSO.

In un sistema chiuso di corpi, la legge di conservazione è soddisfatta per la quantità di moto.

IN UN SISTEMA CHIUSO DI CORPI, LA SOMMA GEOMETRICA DEL MOMENTO DEL CORPO RIMANE COSTANTE PER QUALSIASI INTERAZIONE DEI CORPI DI QUESTO SISTEMA TRA LORO.

Il moto reattivo si basa sulla legge di conservazione della quantità di moto. Quando il carburante brucia, i gas riscaldati ad alta temperatura vengono espulsi dall'ugello del razzo ad una certa velocità. Allo stesso tempo, interagiscono con il razzo. Se, prima che il motore inizi a funzionare, la somma degli impulsi

il razzo e il carburante erano pari a zero, dopo il rilascio dei gas dovrebbero rimanere gli stessi:

dove M è la massa del razzo; V - velocità del razzo;

m è la massa dei gas emessi; v - portata del gas.

Da qui otteniamo l'espressione per la velocità del razzo:

La caratteristica principale di un motore a reazione è che per muoversi non ha bisogno di un mezzo con cui interagire. Pertanto, un razzo è l'unico veicolo in grado di muoversi nello spazio senz'aria.

Il grande scienziato e inventore russo Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ha dimostrato la possibilità di utilizzare i razzi per l'esplorazione spaziale. Ha sviluppato un diagramma di progettazione per il razzo e ha trovato i componenti necessari del carburante. Le opere di Tsiolkovsky servirono come base per la creazione delle prime astronavi.

Il primo satellite terrestre artificiale al mondo fu lanciato nel nostro paese il 4 ottobre 1957 e il 12 aprile 1961 Yuri Alekseevich Gagarin divenne il primo cosmonauta della Terra. Attualmente, i veicoli spaziali stanno esplorando altri pianeti del sistema solare, comete e asteroidi. Gli astronauti americani sono sbarcati sulla Luna e si sta preparando un volo con equipaggio su Marte. Le spedizioni scientifiche operano in orbita da molto tempo. Sono stati sviluppati veicoli spaziali riutilizzabili "Shuttle" e "Challenger" (USA), "Buran" (Russia), sono in corso i lavori per creare una stazione scientifica "Alpha" nell'orbita terrestre, dove scienziati di diversi paesi lavoreranno insieme.

La propulsione a reazione viene utilizzata anche da alcuni organismi viventi. Ad esempio, i calamari e i polpi si muovono lanciando un getto d'acqua nella direzione opposta al loro movimento.

4/2. Compito sperimentale sul tema “Fisica Molecolare”: osservare i cambiamenti nella pressione dell'aria con cambiamenti di temperatura e volume.

Collegare la bombola corrugata ad un manometro e misurare la pressione all'interno della bombola.

Metti il cilindro in un recipiente con acqua calda. Cosa sta succedendo?

Comprimere il cilindro. Cosa sta succedendo?