наталье. Поступательное движение. Основные величины кинематики поступательного движения. Поступательное движение
 Скачать 2.32 Mb.
|
|
Правила Кирхгофа. Первое правило Киргхофа: Сумма токов втекающих в узел равна сумме токов, вытекающих из узла: Iвх = Iвых Второе правило Кирхгофа: В произвольном замкнутом контуре алгебраическая сумма ЭДС, действующих в этом контуре, рана сумме падений напряжений на отдельных участках этого контура: ε i= IiRi 21.Магнитное поле, его источники и индикаторы. Характеристики магнитного поля: магнитная индукция, напряженность магнитного поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции. Магнитный поток. Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения. Источником магнитного поля является движущие заряженные частицы (положительные и отрицательные) , а постоянный магнит - это изделие различной формы из магнитотвёрдого материала с высокой остаточной магнитной индукцией, сохраняющее состояние намагниченности в течение длительного времени. Источниками магнитного поля явл: постоянные магниты и проводники с током, намагниченные тела, движущиеся заряженные частицы. В природе магнитных зарядов нет. Индикатор магнитного поля- Прибор, который реагирует при приближении к магнитному полю и информирует об этом световой или звуковой индикацией. Характеристики магнитного поля: 1. Магнитная индукция (обозначается символом В) – главная характеристика магнитного поля (векторная величина ), которая определяет силу воздействия на перемещающийся электрический заряд (ток) в магнитном поле, направленной в перпендикулярном направлении скорости движения. Формула магнитной индукции  где, В — вектор магнитной индукции, F — максимальная сила действующая на проводник с током, I — сила тока в проводнике, l — длина проводника. 2. Напряженность магнитного поля - векторная физическая величина, в общем случае равная разности векторов индукции магнитного поля B и намагниченности Pm.  Линии магнитного поля, или магнитные силовые линии— это направленные линии в пространстве, обладающие следующим свойством: маленькая стрелка компаса, помещенная в каждой точке такой линии, ориентируется по касательной к этой линии.  Принцип суперпозиции -Напряженность электрического поля, создаваемого всеми зарядами системы, в любой точке пространства определяется как векторная сумма напряженностей полей, создаваемых каждым отдельным зарядом:
 го заряда не изменяется в присутствии других зарядов: Магнитный поток - это характеристика магнитного поля, которая зависит от вектора магнитной индукции во всех точках поверхности, ограниченной плоским замкнутым контуром. Есть плоский замкнутый проводник (контур), ограничивающий поверхность площадью S и помещенный в однородное магнитное поле. Нормаль (вектор, модуль которого равен единице) к плоскости проводника составляет угол α с направлением вектора магнитной индукции . Магнитным потоком Ф (потоком вектора магнитной индукции) через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и косинус угла α между векторами и : Ф = BScos α ,где Вcos α = Вn - проекция вектора магнитной индукции на нормаль к плоскости контура. Поэтому Ф = BnS Магнитный поток тем больше, чем больше Вn и S. Единицей магнитного потока является вебер. 22.Закон Ампера. «Правило левой руки». Взаимодействие параллельных токов. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Формулировка закона: Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, называется силой Ампера. Сила Ампера вычисляется по формуле:  , где      .Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки. Правило левой руки : если расположить левую руку так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре пальца были вытянуты по направлению тока в проводнике, то отставленный на 90° большой палец, укажет направление силы Ампера. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с постоянными токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположном — отталкиваются. Сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся заряд, называется силой Лоренца. Сила Лоренца вычисляется по формуле:  , где      Также следует, что сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости частицы. Поэтому эта сила не совершает работу. Следовательно, при движении в стационарном магнитном поле не изменяется кинетическая энергия частицы, а ее скорость меняется только по направлению. Направление силы просто определяется по правилу буравчика или правилу левой руки. Движение заряженных частиц в магнитном поле.  23.Электромагнитная индукция. Опыты и закон Фарадея. Правило Ленца. Индуктивность контура. Самоиндукция и взаимная индукция. Энергия магнитного поля. Явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменениях магнитного поля, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией. Появление электрического тока в замкнутом контуре свидетельствует о появлении ЭДС индукции. ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:  закон электромагнитной индукции.    М. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает индукционный ток. (Индукция в данном случае – появление, возникновение.) 1) Опыт с двумя проволочными спиралями (катушками). Одна из таких спиралей присоединялась к гальванометру, который регистрировал слабые токи. Вторая спираль сообщалась с гальванической батареей. В момент замыкания и размыкания цепи второй катушки индикаторная стрелка гальванометра обязательно отклонялась. 2) Опыт по взаимодействию магнита и катушки с током: при внесении магнита в катушку в цепи возникает электрический ток, при вынесении также возникает ток, но другого направления. Сила тока зависит от скорости внесения (вынесения) магнита. Направление индукционного тока в проводящем контуре определяется по правилу Ленца: индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.  Индуктивность контура зависит от геометрической формы контура, его размеров и магнитных свойств среды, в которой он находится. В этом смысле индуктивность контура – аналог электроемкости уединенного проводника. Самоиндукция — возникновение ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре при изменении тока, протекающего по контуру. При изменении тока в контуре пропорционально меняется и магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС. Это явление и называется самоиндукцией. Взаимная индукция — возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников. Направление тока, возникшего при взаимоиндукции, определяется по правилу Ленца. Правило указывает на то, что изменение тока в одной цепи (катушке) встречает противодействие со стороны другой цепи (катушки). Энергия магнитного поля. Проводник, c протекающим по нему электрическим ток, всегда окружен магнитным полем, причем магнитное поле исчезает и появляется вместе с исчезновением и появлением тока. Магнитное поле, подобно электрическому, является носителем энергии. Логично предположить, что энергия магнитного поля совпадает с работой, затрачиваемой током на создание этого поля. Рассмотрим контур индуктивностью L, по которому протекает ток I. С этим контуром сцеплен магнитный поток Ф=LI, поскольку индуктивность контура неизменна, то при изменении тока на dI магнитный поток изменяется на dФ=LdI. Но для изменения магнитного потока на величину dФ следует совершить работу dА=IdФ=LIdI. Тогда работа по созданию магнитного потока Ф равна  Значит, энергия магнитного поля, которое связано с контуром, 24.Гармонические колебания и их характеристики. Возвращающая сила. Кинетическая и потенциальная энергии. Маятники, периоды их колебаний. Гармоническими колебаниями называются колебания, при которых колеблющаяся физическая величина изменяется по закону синуса (или косинуса). Различные периодические процессы (процессы, повторяющиеся через равные промежутки времени) могут быть представлены в виде суммы (суперпозиции) гармонических колебаний. Гармоническое колебание величины s описывается уравнением типа  где: А - амплитуда колебания - максимальное значение колеблющейся величины; ω - круговая (циклическая) частота; φ - начальная фаза колебания в момент времени t = 0; (ωt+φ) - фаза колебания в момент времени t. Фаза колебания определяет значение колеблющейся величины в данный момент времени. Так как косинус изменяется в пределах от +1 до -1, то s может принимать значения от +A до -A . Поскольку cos(a+2π)=cosa то при гармонических колебаниях увеличение (приращение) фазы колебания на 2π приводит к тому, что все величины, характеризующие колебание, принимают исходное значение. Периодом колебаний Т называется наименьший промежуток времени, по истечении которого повторяются состояния колеблющейся системы (совершается одно полное колебание) и фаза колебания получает приращение 2π.  Откуда  Частотой колебаний n называется величина обратная периоду колебаний- число полных колебаний, совершаемых в единицу времени  Единица частоты - герц (Гц) - частота периодического процесса, при котором за 1 секунду совершается один цикл колебаний. Возвращающая сила(сила упругости) – сила, вызываемая деформацией конструкции или несущих элементов, которая стремится возвратить конструкцию или несущие элементы в первоначальное положение.  Кинети́ческая эне́ргия — скалярная функция, являющаяся мерой движения материальных точек, образующих рассматриваемую механическую систему, и зависящая только от масс и модулей скоростей этих точек.  Потенциальная энергия. — скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил. Зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении.   Маятник — система, подвешенная в поле тяжести и совершающая механические колебания. Физический маятник — осциллятор, представляющий собой твёрдое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела, или неподвижной оси, перпендикулярной направлению действия сил и не проходящей через центр масс этого тела.  Математический маятник — осциллятор, представляющий собой механическую систему, состоящую из материальной точки, находящейся на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в однородном поле сил тяготения.  |