VI. Bewegung starrer Körper Kraftmoment Versuchen Sie, ein schweres Schwungrad mit der Hand zu drehen. Ziehen Sie an der Speiche. Es wird für Sie schwierig, wenn Sie Ihre Hand zu nahe an der Achse fassen. Bewegen Sie Ihre Hand zum Rand und es wird einfacher. Was hat sich geändert? Immerhin Stärke in beiden Fällen

Wie thermische Bewegung aussieht Wechselwirkungen zwischen Molekülen können für das „Leben“ von Molekülen mehr oder weniger wichtig sein. Die drei Zustände der Materie – gasförmig, flüssig und fest – unterscheiden sich darin, welche Rolle die Wechselwirkung in ihnen spielt

ELEKTRIZITÄT IN BEWEGUNG VERWANDELN Faraday bemerkte in Oersteds Experimenten ein kleines Detail, das den Schlüssel zum Verständnis des Problems zu enthalten schien: Er vermutete den Magnetismus elektrischer Strom Neigt die Kompassnadel immer in eine Richtung. Zum Beispiel, wenn

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Physik und die Geheimnisse der Künstler

Die Geheimnisse der Mumien der Pharaonen und die Erfindungen von Rebrandt, Fälschungen von Meisterwerken und die Geheimnisse der Papyri Antikes Ägypten- Kunst birgt viele Geheimnisse, aber moderne Physiker finden mit Hilfe neuer Methoden und Instrumente Erklärungen für immer mehr erstaunliche Geheimnisse der Vergangenheit......... lesen

ABC der Physik

Allmächtige Reibung

Es ist überall, aber wohin kann man ohne es gehen?
Aber hier sind drei Heldenassistenten: Graphit, Molybdänit und Teflon. Diese erstaunlichen Substanzen, die über eine sehr hohe Partikelmobilität verfügen, werden derzeit als hervorragende Festschmierstoffe verwendet....... lesen

Luftfahrt

„So steigen sie zu den Sternen auf!“ - auf dem Wappen der Begründer der Luftfahrt, der Gebrüder Montgolfier, eingraviert.
Berühmter Autor Jules Verne flog Heißluftballon nur 24 Minuten, aber es hat ihm geholfen, das Faszinierendste zu schaffen Kunstwerke......... lesen

Dampfmaschinen

„Dieser mächtige Riese war drei Meter groß: Der Riese zog problemlos einen Lieferwagen mit fünf Passagieren. Auf dem Kopf des Dampfmanns befand sich ein Schornsteinrohr, aus dem dicker schwarzer Rauch strömte … alles, sogar sein Gesicht, war gemacht.“ aus Eisen, und alles knirschte und rumpelte ständig ...“ Um wen geht es hier? Für wen gelten diese Lobpreisungen? ......... lesen

Geheimnisse des Magneten

Thales von Milet schenkte ihm eine Seele, Platon verglich ihn mit einem Dichter, Orpheus fand ihn wie einen Stallknecht ... Während der Renaissance galt ein Magnet als Spiegelbild des Himmels und ihm wurde die Fähigkeit zugeschrieben, den Raum zu krümmen. Die Japaner glaubten, dass ein Magnet eine Kraft ist, die dabei hilft, das Glück zu Ihnen zu lenken....... lesen

Auf der anderen Seite des Spiegels

Weißt du wie viel interessante Entdeckungen kann man ein „durch den Spiegel“ geben? Die rechte und linke Hälfte des Bildes Ihres Gesichts im Spiegel sind vertauscht. Aber Gesichter sind selten völlig symmetrisch, sodass andere einen ganz anders sehen. Haben Sie darüber nachgedacht? ......... lesen

Geheimnisse der gemeinsamen Spitze

„Die Erkenntnis, dass das Wunderbare in unserer Nähe war, kommt zu spät.“ - A. Blok.
Wussten Sie, dass die Malaien dem Kreisel stundenlang fasziniert zusehen können? Um ihn richtig zu drehen, bedarf es allerdings einiger Geschicklichkeit, denn das Gewicht eines malaysischen Kreisels kann mehrere Kilogramm erreichen...... lesen

Erfindungen von Leonardo da Vinci

„Ich möchte Wunder schaffen!“, sagte er und fragte sich: „Aber sagen Sie mir, haben Sie etwas getan?“ Leonardo da Vinci schrieb seine Abhandlungen in geheimer Schrift mit einem gewöhnlichen Spiegel, sodass seine verschlüsselten Manuskripte erst drei Jahrhunderte später zum ersten Mal gelesen werden konnten.......

ABSTRAKT

Vorlesungen über Physik

MECHANIK

Kinematik

Kinematik ist ein Zweig der Mechanik, der studiert mechanisches Uhrwerk ohne die Gründe dafür zu analysieren.

Mechanisches Uhrwerk- Einfachste Form Bewegung von Körpern, die darin besteht, im Laufe der Zeit die Position einiger Körper relativ zu anderen oder die Position von Körperteilen relativ zueinander zu ändern. In diesem Fall interagieren die Körper nach den Gesetzen der Mechanik.

Grundlegendes Konzept:

Materieller Punkt- ein Körper, dessen Größe und Form vernachlässigt werden kann.

Referenzkörper– der Körper, relativ zu dem die Bewegung des untersuchten Körpers (anderer Körper) betrachtet wird.

Bezugsrahmen– eine Menge aus einem Referenzkörper, einem damit verbundenen Koordinatensystem und einer relativ zum Referenzkörper stationären Uhr.

Radius Vect op – Vektor, der den Koordinatenursprung mit dem Standort des Körpers verbindet dieser Moment Zeit.

Flugbahn– die Linie, die der Körper beschreibt ( Massezentrum) während seiner Bewegung,

Weg – Skalar physikalische Größe, gleich der Länge der vom Körper während des betrachteten Zeitraums beschriebenen Flugbahn. ( , M)

Geschwindigkeit– vektorielle physikalische Größe, die die Bewegungsgeschwindigkeit eines Teilchens entlang einer Flugbahn und die Richtung charakterisiert, in die sich das Teilchen zu jedem Zeitpunkt bewegt, d. h. zeitliche Positionsänderungen (υ, m/s).

Beschleunigung – vektorphysikalische Größe gleich dem Verhältnis der Zunahme der Körpergeschwindigkeit pro einige Zeit auf die Größe dieser Lücke, d.h. Geschwindigkeit (Rate) der Geschwindigkeitsänderung ( A, m/s 2).

Der Beschleunigungsvektor kann sich ändern, indem er seine Richtung, seinen Betrag oder beides ändert. Nimmt die Geschwindigkeit ab, spricht man von „Verzögerung“.

Punktgeschwindigkeit

Bewegungsarten:

Gleichmäßige Bewegung –

Bewegung eines Körpers, bei der er in gleichen Zeitabständen identische Bahnen zurücklegt.

1 – Koordinaten des Punktes zum aktuellen Zeitpunkt T.

2 – Koordinaten des Punktes zum Anfangszeitpunkt T= 0

3 – Projektion des Geschwindigkeitsvektors auf die Koordinatenachse

Bewegung mit konstanter Beschleunigung

A= = S = υ 0 t ± υ = υ 0 ± A T

Gleichmäßige Bewegung um einen Kreis -

Dynamik

Dynamik - ein Zweig der Mechanik, der Ursachen untersucht Entstehung mechanisches Uhrwerk.

Gewicht– skalare physikalische Größe, die ein quantitatives Maß für die Trägheit eines Körpers ist und auch die Stoffmenge (m, kg) charakterisiert,

Gewalt– eine vektorielle physikalische Größe, die ein Maß für die Wechselwirkung von Körpern ist und zum Auftreten einer Beschleunigung im Körper oder zu einer Verformung des Körpers führt. Kraft wird durch Größe, Richtung und Angriffspunkt (F, N) charakterisiert.

KRÄFTE

Newtons Gesetze:

Newtons erstes Gesetz:

In Trägheitsbezugssystemen bleibt das geschlossene System weiterhin in einem Ruhezustand oder einer geradlinigen gleichförmigen Bewegung.

Die klassische Newtonsche Mechanik ist in einer Sonderklasse anwendbar Inertialreferenzsysteme.

Alle Inertialbezugssysteme bewegen sich relativ zueinander geradlinig und gleichmäßig.

Newtons zweites Gesetz:

Eine von außen auf ein System einwirkende Kraft führt zu einer Beschleunigung des Systems.

Newtons drittes Gesetz:

Die Aktionskraft ist gleich groß und hat die entgegengesetzte Richtung wie die Reaktionskraft. Kräfte haben die gleiche Natur, werden aber auf sie angewendet verschiedene Körper und werden nicht entschädigt.

Erdanziehungskraft

Kräfte in der Natur:

Gesetz der Impulserhaltung

Der Impuls ist eine vektorielle physikalische Größe, die dem Produkt aus der Masse eines Körpers und seiner Geschwindigkeit entspricht: ,

Impulserhaltungssatz:

Gesetz der Energieeinsparung

Energie– Merkmale der Bewegung und Interaktion von Körpern, ihre Fähigkeit, Veränderungen vorzunehmen Außenwelt(E, J).

Unter der gesamten mechanischen Energie versteht man die Summe aus kinetischer und potentieller Energie:

Gesamte mechanische Energie

Potenzielle Energie

Kinetische Energie

Potenzielle Energie des Körpers- eine skalare physikalische Größe, die die Fähigkeit eines Körpers (oder eines materiellen Punktes) charakterisiert, aufgrund seiner Anwesenheit im Wirkungsfeld von Kräften Arbeit zu verrichten.

Kinetische Energie des Körpers- Energie Mechanisches System, abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit seiner Punkte.

Gesetz zur Erhaltung der mechanischen Energie:

Absolute Temperaturskala

Englisch eingeführt Physiker W. Kelvin
- keine Minustemperaturen
SI-Einheit der absoluten Temperatur: [T] = 1K (Kelvin)
Die Nulltemperatur auf der absoluten Skala beträgt Absoluter Nullpunkt(0K = -273 C), am meisten niedrige Temperatur in der Natur. Derzeit wurde die niedrigste Temperatur erreicht – 0,0001 K.
Von der Größe her entspricht 1K 1 Grad auf der Celsius-Skala.

Zusammenhang zwischen der absoluten Skala und der Celsius-Skala: in Formeln Absolute Temperatur wird mit dem Buchstaben „T“ und die Temperatur auf der Celsius-Skala mit dem Buchstaben „t“ bezeichnet.

Grundgleichung von MKT-Gas

Die grundlegende MKT-Gleichung verbindet die Mikroparameter von Teilchen (die Masse eines Moleküls, die durchschnittliche kinetische Energie von Molekülen, das durchschnittliche Quadrat der Geschwindigkeit von Molekülen) mit den Makroparametern eines Gases (p – Druck, V – Volumen, T – Temperatur). ).

Durchschnittliche kinetische Energie der translatorischen Bewegung von Molekülen, quadratische Mittelgeschwindigkeit

durchschnittliche kinetische Energie der translatorischen Bewegung von Molekülen

RMS-Geschwindigkeit: =

Innere Energie eines einatomigen idealen Gases: U = = pV

Gase zeichnen sich durch eine völlige Unordnung in der Anordnung und Bewegung der Moleküle aus.
Der Abstand zwischen Gasmolekülen ist um ein Vielfaches größer als die Größe der Moleküle. Kleine Anziehungskräfte können Moleküle nicht nahe beieinander halten, sodass sich Gase unbegrenzt ausdehnen können.
Der Gasdruck an den Wänden des Behälters entsteht durch den Aufprall bewegter Gasmoleküle.

Flüssig

Die thermische Bewegung von Molekülen in einer Flüssigkeit wird durch Schwingungen um eine stabile Gleichgewichtsposition innerhalb des Volumens ausgedrückt, das dem Molekül von seinen Nachbarn bereitgestellt wird.
Moleküle können sich nicht im gesamten Volumen eines Stoffes frei bewegen, aber Übergänge von Molekülen zu benachbarten Orten sind möglich. Dies erklärt die Fließfähigkeit der Flüssigkeit und die Fähigkeit, ihre Form zu ändern.

In einer Flüssigkeit entspricht der Abstand zwischen den Molekülen ungefähr dem Durchmesser des Moleküls. Wenn der Abstand zwischen den Molekülen kleiner wird (Kompression der Flüssigkeit), nehmen die Abstoßungskräfte stark zu, Flüssigkeiten sind also inkompressibel.

Solide

Die thermische Bewegung von Molekülen in einem Festkörper wird nur durch Schwingungen von Teilchen (Atome, Moleküle) um eine stabile Gleichgewichtslage ausgedrückt.

Die meisten Festkörper weisen eine räumlich geordnete Anordnung von Partikeln auf, die ein regelmäßiges Kristallgitter bilden. Materieteilchen (Atome, Moleküle, Ionen) befinden sich an Scheitelpunkten – Knoten Kristallgitter. Die Knoten des Kristallgitters fallen mit der Position des stabilen Gleichgewichts der Teilchen zusammen.

Luftfeuchtigkeit:

Taupunkt– Temperatur, bei der Dampf gesättigt wird

Solide

Grundlagen der Thermodynamik

Grundlegendes Konzept:

Thermodynamik- eine Theorie der Physik, die die thermischen Eigenschaften makroskopischer Systeme untersucht, ohne sich auf die mikroskopische Struktur der Körper zu beziehen, aus denen das System besteht.

Thermodynamisches System– physikalisches System, bestehend aus große Zahl Teilchen (Atome und Moleküle), die sich einer thermischen Bewegung unterziehen, miteinander interagieren und Energien austauschen.

Die Thermodynamik berücksichtigt nur Gleichgewichtszustände.

Gleichgewichtszustände– Staaten, in denen die Parameter thermodynamisches System sich im Laufe der Zeit nicht ändern.

Thermodynamischer Prozess– Übergang eines Systems vom Anfangszustand zum Endzustand durch eine Folge von Zwischenzuständen (jede Änderung im thermodynamischen System).

Thermodynamische Prozesse

Innere Energie– Energie, bestehend aus der Summe der Energien molekularer Wechselwirkungen und der Energie der thermischen Bewegung von Molekülen, abhängig nur vom thermodynamischen Zustand des Systems.

Möglichkeiten, die innere Energie zu verändern:

1. Engagement mechanische Arbeit.
2. Wärmeaustausch (Wärmeübertragung)

Wärmeaustausch– Übertragung innerer Energien von einem Körper auf einen anderen.

Wärmeaustausch

Desublimation

Sublimation

Verdampfung

Kondensation

Kristallisation

schmelzen

Wärmemenge (Q, J)– Maß für Energie

Wärmemenge:

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Aussage zum ersten Hauptsatz der Thermodynamik:

Die Arbeit fertigstellen

Q 2 – übertragene Energie (der „Rest“ der Energie wird übertragen)

Wärmekraftmaschine sollte zyklisch arbeiten. Am Ende des Zyklus kehrt der Körper in seinen ursprünglichen Zustand zurück und die innere Energie nimmt ihren ursprünglichen Wert an. Die Arbeit des Kreislaufs kann nur dadurch bewerkstelligt werden, dass externe Quellen dem Arbeitsmedium Wärme zuführen.

Echte Wärmekraftmaschinen arbeiten in einem offenen Kreislauf, d. h. Nach der Expansion wird das Gas freigesetzt und eine neue Gasmenge in die Maschine eingeleitet.

Koeffizient nützliche Aktion

Effizienz ( η ) – Arbeitsverhältnis A Die vom Arbeitsmedium pro Zyklus geleistete Wärmemenge ergibt sich aus der Wärmemenge Q das resultierende Arbeitsmedium für denselben Zyklus.

η = · 100 % = · 100 % = · 100 %

Effizienz charakterisiert den Grad der Effizienz Wärmekraftmaschine, hängt nur von der Temperatur der Heizung und des Kühlschranks ab.

ü Zu erhöhen Thermischen Wirkungsgrad die Maschine kann die Temperatur der Heizung erhöhen und die Temperatur des Kühlschranks senken;

ü Effizienz ist immer< 1

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik bestimmt die Richtung der in der Natur ablaufenden Prozesse, die mit der Energieumwandlung verbunden sind.

Aussagen des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik:

1. Ein thermodynamischer Prozess, bei dem Wärme von einem kalten Körper auf einen heißeren übertragen würde, ist ohne weitere Naturveränderungen nicht möglich.
2. In der Natur ist kein Prozess möglich, dessen einziges Ergebnis die Umwandlung der gesamten von einem bestimmten Körper aufgenommenen Wärme in Arbeit ist.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik bestreitet die Möglichkeit, die inneren Energiereserven einer beliebigen Quelle zu nutzen, ohne sie auf eine niedrigere Ebene zu übertragen, d.h. kein Kühlschrank.

GRUNDLAGEN DER ELEKTRODYNAMIK

Elektrodynamik- Wissenschaft der Eigenschaften elektromagnetisches Feld.

1. ELEKTROSTATIK
- ein Zweig der Elektrodynamik, der elektrisch geladene Körper im Ruhezustand untersucht.
Elementarteilchen Möglicherweise habe ich eine E-Mail aufladen, dann heißen sie aufgeladen; interagieren miteinander mit Kräften, die vom Abstand zwischen den Teilchen abhängen, aber die Kräfte der gegenseitigen Schwerkraft um ein Vielfaches übersteigen (diese Wechselwirkung wird elektromagnetisch genannt).
Elektrische Ladung – die wichtigste skalare physikalische Größe, die die Intensität elektromagnetischer Wechselwirkungen (q, C) bestimmt.

1 C – Ladung geht in 1 Sekunde durch Querschnitt Leiter bei einem Strom von 1 A.
Es gibt zwei Anzeichen für elektrische Ladungen: positiv und negativ.
Teilchen mit gleicher Ladung stoßen sich ab, Teilchen mit ungleicher Ladung ziehen sich an.
Ein Proton hat eine positive Ladung, ein Elektron eine negative Ladung und ein Neutron ist elektrisch neutral.
Grundgebühr- eine Mindestgebühr, die nicht geteilt werden kann.
Körper ist aufgeladen, wenn es einen Ladungsüberschuss irgendeines Zeichens gibt:
negativ geladen – wenn ein Elektronenüberschuss vorhanden ist;
positiv geladen – wenn Elektronen fehlen.
Elektrifizierung von Körpern - eine der Möglichkeiten, aufgeladene Körper zu erhalten.

In diesem Fall sind beide Körper geladen, und die Ladungen haben entgegengesetztes Vorzeichen, sind aber gleich groß.

MAGNETE

Magnete haben zwei Pole: S (südlich) und N (nördlich), die haben größte Stärke Attraktion.

Gleiche Pole eines Magneten stoßen sich gegenseitig ab und entgegengesetzte Pole ziehen sich an.

Magnetfeldeigenschaften:

Magnetischer Fluss(F, Wb) – die Anzahl der magnetischen Induktionslinien, die den Standort durchdringen.

Magnetische Feldstärke(N, A/m) – eine Größe, die das Magnetfeld an jedem Punkt im Raum charakterisiert, das durch Makroströme (Ströme, die in den Drähten eines Stromkreises fließen) in Leitern unabhängig von der Umgebung erzeugt wird.

B = μ s N

Für geradlinigen Strom: N = ;

im Zentrum des Kreisstroms: H = ;

in der Mitte des Magneten: H = .

Magnetische Permeabilität eines Stoffes

Der Wert der magnetischen Induktion hängt von der Umgebung ab, in der das Magnetfeld vorhanden ist. Das Verhältnis der magnetischen Induktion B in einem Feld in einer bestimmten Umgebung zur magnetischen Induktion B o im Vakuum charakterisiert magnetische Eigenschaften gegebene Umgebung und wird als relative magnetische Permeabilität der Substanz bezeichnet - µ.

ELEKTROMAGNETISCHE INDUKTION

Methoden zur Gewinnung von Induktionsstrom:

Phänomen Elektromagnetische Induktion – das Auftreten eines elektrischen Stroms in einem geschlossenen Stromkreis, der entweder in einem zeitlich veränderlichen Magnetfeld ruht oder sich in einem konstanten Magnetfeld bewegt, so dass sich die Anzahl der den Stromkreis durchdringenden magnetischen Induktionslinien ändert. Je schneller sich die Anzahl der magnetischen Induktionslinien ändert, desto größer ist der induzierte Strom.

GESETZ DER ELEKTROMAGNETISCHEN INDUKTION:

Elektrischer Strom in einem Stromkreis ist möglich, wenn äußere Kräfte auf die freien Ladungen des Leiters einwirken. Die Arbeit, die diese Kräfte leisten, um eine einzelne positive Ladung entlang eines geschlossenen Kreislaufs zu bewegen, wird EMK genannt. Wenn sich der magnetische Fluss durch die durch die Kontur begrenzte Oberfläche ändert, treten im Stromkreis Fremdkräfte auf, deren Wirkung durch die induzierte EMK gekennzeichnet ist.
Unter Berücksichtigung der Richtung des Induktionsstroms gilt nach der Lenzschen Regel:

Die induzierte EMK in einer geschlossenen Schleife ist gleich der Änderungsrate des magnetischen Flusses durch die von der Schleife begrenzte Oberfläche, gemessen mit umgekehrtem Vorzeichen.

WIRBEL ELEKTRISCHES FELD

Der Grund für das Auftreten von elektrischem Strom in einem stationären Leiter ist elektrisches Feld.
Jede Änderung des Magnetfelds erzeugt ein induktives elektrisches Feld, unabhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit eines geschlossenen Stromkreises, und wenn der Leiter offen ist, entsteht an seinen Enden eine Potentialdifferenz; Wenn der Leiter geschlossen ist, wird darin ein induzierter Strom beobachtet.

Wirbelströme:

Induktionsströme in massiven Leitern werden Foucault-Ströme genannt. Foucaultsche Strömungen können sehr weit reichen große Werte, Weil Der Widerstand massiver Leiter ist gering. Daher bestehen Transformatorkerne aus isolierten Platten.
In Ferriten – magnetischen Isolatoren – treten praktisch keine Wirbelströme auf.

Nutzung von Wirbelströmen

Erhitzen und Schmelzen von Metallen im Vakuum, Dämpfer in elektrischen Messgeräten.

Schädliche Auswirkungen von Wirbelströmen

Dabei handelt es sich um freisetzungsbedingte Energieverluste in den Kernen von Transformatoren und Generatoren große Menge Hitze.

SELBSTINDUKTION

Selbstinduktionsphänomen– das Auftreten einer induzierten EMK in einem Stromkreis, die durch eine Änderung des Magnetfelds des im selben Stromkreis fließenden Stroms verursacht wird.

Das Eigenmagnetfeld in einem Gleichstromkreis ändert sich in den Momenten des Schließens und Öffnens des Stromkreises und wenn sich die Stromstärke ändert.

Induktivität (Selbstinduktionskoeffizient) – eine physikalische Größe, die die Abhängigkeit der Selbstinduktions-EMK von der Größe und Form des Leiters und von der Umgebung, in der sich der Leiter befindet, angibt.
Die Induktivität der Spule hängt ab von:
die Anzahl der Windungen, die Größe und Form der Spule und die relative magnetische Permeabilität des Mediums (möglicherweise eines Kerns).

ENERGIE DES MAGNETISCHEN STROMFELDES

Um einen stromdurchflossenen Leiter herum herrscht ein magnetisches Feld, das Energie besitzt.
Die Energie des Magnetfelds ist gleich der Eigenenergie des Stroms.
Die Eigenenergie des Stroms ist numerisch gleich der Arbeit, die die Stromquelle leisten muss, um die Selbstinduktions-EMK zu überwinden und einen Strom im Stromkreis zu erzeugen.

Wechselstrom

Wechselstrom– Strom, der sich nach einem harmonischen Gesetz in Richtung und Größe ändert.

Aktueller Effektivwert- die Stärke eines Gleichstroms, der in einem Leiter in der gleichen Zeit die gleiche Wärmemenge freisetzt wie ein Wechselstrom. Ich =

Der Momentanwert des Stroms ist proportional zum Momentanwert der Spannung und in Phase: i = = I m cos ωt

Der Effektivwert der Wechselspannung wird ähnlich wie der Effektivwert des Stroms bestimmt U =

Der momentane Spannungswert ändert sich nach dem harmonischen Gesetz: u = U m cos ωt

Aktive Widerstände – elektronische Geräte, Umwandlung elektrischer Energie in innere Energie (hochohmige Drähte, Heizspiralen, Widerstände).

Wechselstrom.

Wenn die Phasen der Strom- und Spannungsschwingungen zusammenfallen, ist die Momentanleistung des Wechselstroms gleich:

p = iu = i 2 R= I m U m cos 2ωt

Der durchschnittliche Leistungswert über eine Wechselstromperiode beträgt: p =

Induktivität und Kapazität in einem Wechselstromkreis:

1. Induktivität

In einer Spule, die an einen Wechselspannungskreis angeschlossen ist, ist die Stromstärke geringer als die Stromstärke in einem Konstantspannungskreis für dieselbe Spule. Folglich erzeugt die Spule in einem Wechselspannungskreis mehr Widerstand als in einem Gleichspannungskreis.

Die Spannung eilt dem Strom in Phase voraus π/2

Die induktive Reaktanz beträgt : X L = ωL = 2πνL

Ohm'sches Gesetz: I m = , wobei Lω die induktive Reaktanz ist.

2. Kapazität

Wenn ein Kondensator an einen Gleichspannungskreis angeschlossen ist, ist der Strom Null, und wenn ein Kondensator an einen Wechselspannungskreis angeschlossen ist, ist der Strom nicht Null. Daher erzeugt ein Kondensator in einem Wechselspannungskreis einen geringeren Widerstand als in einem Gleichstromkreis.

Die Kapazität ist gleich: X C = =

Resonanz in einem Stromkreis.

Resonanz in einem Stromkreis - das Phänomen eines starken Anstiegs der Amplitude erzwungener Stromschwingungen bei Übereinstimmung der Frequenzen ω 0 = ω, wobei ω 0 die Eigenfrequenz des Schwingkreises ist, ω die Frequenz der Versorgungsspannung.

Das Funktionsprinzip basiert auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion.

Das Funktionsprinzip im Leerlauf, d.h. ohne R n:

ε ind1/ε ind2= ω 1 /ω 2 = k, wobei ε ind1 Und ε ind2– induzierte EMK in den Wicklungen, ω 1 und ω 2 – die Anzahl der Windungen in den Wicklungen,

k – Transformationskoeffizient.

Wenn k > 1 , dann reduziert der Transformator die Spannung; Wenn k< 1 , dann erhöht der Transformator die Spannung. Im Leerlauf verbraucht der Transformator eine kleine Menge Energie aus dem Netzwerk, die für die Umkehrung der Magnetisierung seines Kerns aufgewendet wird.

Transformatoren zur Umwandlung von Wechselströmen hoher Leistung haben einen hohen Wirkungsgrad.

Elektrische Energieübertragung:

5. Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Schwingkreis- ein Stromkreis, in dem die Energie eines elektrischen Feldes in die Energie eines magnetischen Feldes umgewandelt werden kann und umgekehrt.

Elektrischer Schwingkreis- ein System bestehend aus einem Kondensator und einer Spule, die in einem geschlossenen Stromkreis miteinander verbunden sind

Freie elektromagnetische Schwingungen– sich periodisch wiederholende Änderungen des Stroms in der Spule und der Spannung zwischen den Platten des Kondensators, ohne Energie aus externen Quellen zu verbrauchen.

Ist die Kontur „ideal“, d.h. Der elektrische Widerstand beträgt 0 X L = X C ω =

T = 2π – Thomson-Formel (Periode freier elektromagnetischer Schwingungen in einem Stromkreis)

Elektromagnetisches Feld– eine besondere Form der Materie, eine Kombination aus elektrischen und magnetischen Feldern.

Variable elektrische und Magnetfelder existieren gleichzeitig und bilden ein einziges elektromagnetisches Feld.

ü Wenn die Ladegeschwindigkeit Null ist, gibt es nur ein elektrisches Feld.

ü Bei konstanter Ladegeschwindigkeit entsteht ein elektromagnetisches Feld.

ü Bei der beschleunigten Bewegung einer Ladung wird eine elektromagnetische Welle ausgesendet, die sich mit endlicher Geschwindigkeit im Raum ausbreitet.

Materialität des elektromagnetischen Feldes:

ü Sie können sich registrieren

ü existiert unabhängig von unserem Willen und unseren Wünschen

ü hat eine hohe, aber endliche Geschwindigkeit

Elektromagnetische Wellen

Ein zeitlich variierendes elektromagnetisches Feld, das sich im Raum (Vakuum) mit einer Geschwindigkeit von 3 × 10 8 m/s ausbreitet, bildet eine elektromagnetische Welle. Die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des elektromagnetischen Feldes führt dazu, dass sich elektromagnetische Schwingungen im Raum in Form von Wellen ausbreiten.

Weit entfernt von der Antenne sind die Werte der Vektoren E und B in Phase.

Die Hauptbedingung für die Entstehung einer elektromagnetischen Welle ist die beschleunigte Bewegung elektrischer Ladungen.

Geschwindigkeit der elektromagnetischen Welle: υ = νλ λ = = υ2π

Welleneigenschaften:

Ø Reflexion, Brechung, Interferenz, Beugung, Polarisation;

Ø Druck auf die Substanz;

Ø Aufnahme durch die Umwelt;

Ø Endausbreitungsgeschwindigkeit im Vakuum Mit;

Ø verursacht das Phänomen des photoelektrischen Effekts;

Ø die Geschwindigkeit im Medium nimmt ab.

6. WELLENOPTIK

Optik- ein Zweig der Physik, der Lichtphänomene untersucht.
Nach modernen Vorstellungen hat Licht eine duale Natur (Teilchen-Wellen-Dualismus): Licht hat Welleneigenschaften und vertritt Elektromagnetische Wellen, aber gleichzeitig ist es auch ein Fluss von Teilchen – Photonen. Je nach Lichtbereich kommen bestimmte Eigenschaften stärker zum Vorschein.

Lichtgeschwindigkeit im Vakuum:

Bei der Lösung von Problemen wird üblicherweise mit dem Wert c = 3 × 10 8 km/s gerechnet.

REFLEXION DES LICHTS

Eine Wellenoberfläche ist eine Ansammlung von Punkten, die in derselben Phase schwingen.
Huygens‘ Prinzip: Jeder Punkt, den die Störung erreicht hat, wird zur Quelle sekundärer Kugelwellen.
Gesetze der Lichtreflexion
MN – reflektierende Oberfläche
AA 1 und BB 1 – Strahlen einer einfallenden ebenen Welle
AA 2 und BB 2 – reflektierte ebene Wellenstrahlen
AC – die Wellenoberfläche der einfallenden ebenen Welle steht senkrecht zu den einfallenden Strahlen
DB – Wellenoberfläche der reflektierten ebenen Welle senkrecht zu den reflektierten Strahlen
α – Einfallswinkel (zwischen dem einfallenden Strahl und senkrecht zur reflektierenden Oberfläche)
β – Reflexionswinkel (zwischen dem reflektierten Strahl und senkrecht zur reflektierenden Oberfläche)
Reflexionsgesetze:
1. Der einfallende Strahl, der reflektierte Strahl und die am Einfallspunkt des Strahls rekonstruierte Senkrechte liegen in derselben Ebene.
2. Einfallswinkel gleich Winkel Reflexionen.

LICHTBRECHUNG

Unter Lichtbrechung versteht man eine Änderung der Ausbreitungsrichtung des Lichts beim Durchgang durch die Grenzfläche zwischen zwei Medien.
Gesetze der Lichtbrechung:

1. Der einfallende Strahl und der gebrochene Strahl liegen in derselben Ebene mit einer Senkrechten zur Grenzfläche zwischen den beiden Medien, wiederhergestellt am Einfallspunkt des Strahls.
2. Das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinus des Brechungswinkels für zwei gegebene Medien ist ein konstanter Wert

wobei n der relative Brechungsindex ist (ansonsten der Brechungsindex des zweiten Mediums relativ zum ersten)
Brechungsindex

Physikalische Bedeutung: Sie zeigt an, um wie viel Mal die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium, aus dem der Strahl austritt, größer ist als die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium, in das er eintritt.

VOLLSTÄNDIGE INTERNE LICHTREFLEXION

Lassen absoluter Indikator Der Brechungsindex des ersten Mediums ist größer als der absolute Brechungsindex des zweiten Mediums
, das heißt, das erste Medium ist optisch dichter.
Dann, wenn er sendet

Und
2? Projektion von Verschiebung und Weg bei geradliniger Bewegung mit konstanter Beschleunigung. Die Projektion auf die X-Achse der Verschiebung, gleich Ax = x - x0, finden wir aus Gleichung (1.20.2):
M2
Ax = v0xt +(1.20.3)
Wenn die Geschwindigkeit des Körpers (Punkts) seine Richtung nicht ändert, ist der Weg gleich dem Modul der Verschiebungsprojektion
.2
s = |Ax| =
(1.20.4)
axt
VoJ + -o
Wenn die Geschwindigkeit ihre Richtung ändert, ist der Weg schwieriger zu berechnen. In diesem Fall besteht es aus dem Wegmodul bis zum Zeitpunkt der Geschwindigkeitsrichtungsänderung und dem Wegmodul nach diesem Moment.
Durchschnittliche Geschwindigkeit bei geradliniger Bewegung mit konstanter Beschleunigung
Aus Formel (1.19.1) folgt das
+ ^ = Axt 2 t "
Oh
Aber – – das ist eine Projektion Durchschnittsgeschwindigkeit zur X-Achse (siehe § 1.12),
d.h. ^ = v. Folglich mit geradliniger Bewegung von t
Bei konstanter Beschleunigung ist die Projektion der Durchschnittsgeschwindigkeit auf die X-Achse gleich:
!)ag + Vr
vx= 0x2 . (1.20.5)
Es kann bewiesen werden, dass, wenn eine andere physikalische Größe linear von der Zeit abhängt, der zeitliche Mittelwert dieser Größe gleich der Hälfte der Summe ihrer kleinsten und ist höchste Werte während eines bestimmten Zeitraums.
Ändert sich bei einer geradlinigen Bewegung mit konstanter Beschleunigung die Geschwindigkeitsrichtung nicht, dann ist das mittlere Geschwindigkeitsmodul gleich der Hälfte der Summe der Module der Anfangs- und Endgeschwindigkeit, d.h.
K* + vx\ v0 + v
Zusammenhang zwischen Projektionen von Anfangs- und Endgeschwindigkeit, Beschleunigung und Verschiebung
Nach Formel (1.19.1)
Lx = °*2 xt. (1.20.7)
Die Zeit t kann mit der Formel (1.20.1) ausgedrückt werden.
Vx~V0x ah
und in (1.20.7) einsetzen. Wir bekommen:
Vx + V0x Vx - v0x V2X - i>jj
= 2 ST" --257-
Von hier
v2x = v Іх+2а3Лх. (1.20.8)
Es ist nützlich, sich die Formel (1.20.8) und den Ausdruck (1.20.6) für die Durchschnittsgeschwindigkeit zu merken. Diese Formeln können zur Lösung vieler Probleme erforderlich sein.
? 1. Welche Richtung hat die Beschleunigung, wenn der Zug vom Bahnhof abfährt (Beschleunigung)? Beim Anfahren einer Station (Bremsen)?
Zeichnen Sie den Weg beim Beschleunigen und beim Bremsen grafisch.
Beweisen Sie, dass bei einer gleichmäßig beschleunigten geradlinigen Bewegung ohne Anfangsgeschwindigkeit vom Körper durchquerbar für gleiche aufeinanderfolgende Zeitintervalle, proportional zu aufeinanderfolgenden ungeraden Zahlen:
Sj: S2* Sg ... = 1: 3: 5: ... . Dies wurde erstmals von Galileo bewiesen.

Mehr zum Thema §1.20. GERADE LINEARE BEWEGUNG MIT KONSTANTER BESCHLEUNIGUNG:

1. § 4.3. NICHTTRÄGHEITLICHE REFERENZSYSTEME, DIE SICH RECHTS LINEAR MIT KONSTANTER BESCHLEUNIGUNG BEWEGEN
2. §1.18. Diagramme der Abhängigkeit des Moduls und der Projektion der Beschleunigung sowie des Moduls und der Projektion der Geschwindigkeit von der Zeit bei Bewegung mit konstanter Beschleunigung