Dacă merită să cunoașteți cel puțin o teorie științifică, atunci lăsați-o să explice cum universul a atins starea actuală (sau nu a ajuns la ea). Pe baza studiilor lui Edwin Hubble, Georges Lemaitre și Albert Einstein, teoria Big Bang-ului postulează că universul a început acum 14 miliarde de ani, cu o expansiune masivă. La un moment dat, universul a fost închis într-un singur punct și a cuprins toată materia universului actual. Această mișcare continuă până în zilele noastre, iar universul însuși se extinde constant.

Teoria Big Bang a câștigat un sprijin larg în cercurile științifice după ce Arno Penzias și Robert Wilson au descoperit fundalul cosmic cu microunde în 1965. Folosind radiotelescoape, doi astronomi au detectat zgomot cosmic, sau static, care nu se disipă în timp. În colaborare cu cercetătorul de la Princeton Robert Dicke, cei doi oameni de știință au confirmat ipoteza lui Dicke că Big Bang-ul original a lăsat în urmă radiații de nivel scăzut care pot fi găsite în tot universul.

Legea expansiunii cosmice a lui Hubble

Să-l ținem pe Edwin Hubble pentru o secundă. În timp ce Marea Depresiune făcea furori în anii 1920, Hubble efectua cercetări astronomice inovatoare. Nu numai că a demonstrat că mai există și alte galaxii în afară de Calea Lactee, dar a descoperit și că aceste galaxii se îndepărtează de ale noastre, o mișcare pe care a numit-o retragere.

Pentru a cuantifica viteza acestei mișcări galactice, Hubble a propus legea expansiunii cosmice, alias legea lui Hubble. Ecuația arată astfel: viteză = H0 x distanță. Viteza este viteza de recesiune a galaxiilor; H0 este constanta Hubble sau un parametru care indică rata de expansiune a universului; distanta este distanta dintre o galaxie fata de cea cu care se face comparatia.

Constanta Hubble a fost calculată la valori diferite de ceva timp, dar în prezent este blocată la 70 km/s per megaparsec. Pentru noi nu este atât de important. Important este că legea este o modalitate convenabilă de a măsura viteza unei galaxii în raport cu a noastră. Și mai important, legea a stabilit că Universul este format din multe galaxii, a căror mișcare poate fi urmărită până la Big Bang.

Legile lui Kepler ale mișcării planetare

Timp de secole, oamenii de știință s-au luptat între ei și liderii religioși pe orbitele planetelor, mai ales dacă acestea se învârt în jurul soarelui. În secolul al XVI-lea, Copernic a prezentat conceptul său controversat al unui sistem solar heliocentric, în care planetele se învârt în jurul Soarelui, mai degrabă decât în ​​jurul Pământului. Cu toate acestea, abia după Johannes Kepler, care s-a bazat pe lucrările lui Tycho Brahe și a altor astronomi, a apărut o bază științifică clară pentru mișcarea planetară.

Cele trei legi ale mișcării planetare ale lui Kepler, dezvoltate la începutul secolului al XVII-lea, descriu mișcarea planetelor în jurul Soarelui. Prima lege, numită uneori legea orbitelor, afirmă că planetele se învârt în jurul Soarelui pe o orbită eliptică. A doua lege, legea zonelor, spune că linia care leagă planeta de soare formează zone egale la intervale regulate. Cu alte cuvinte, dacă măsurați aria creată de o linie trasată de la Pământ la Soare și urmăriți mișcarea Pământului timp de 30 de zile, aria va fi aceeași, indiferent de poziția Pământului față de origine.

A treia lege, legea perioadelor, vă permite să stabiliți o relație clară între perioada orbitală a planetei și distanța până la Soare. Datorită acestei legi, știm că o planetă care este relativ aproape de Soare, precum Venus, are o perioadă orbitală mult mai scurtă decât planetele îndepărtate precum Neptun.

Legea universală a gravitației

Acest lucru poate fi egal pentru cursul de astăzi, dar în urmă cu mai bine de 300 de ani, Sir Isaac Newton a propus o idee revoluționară: oricare două obiecte, indiferent de masa lor, exercită o atracție gravitațională unul asupra celuilalt. Această lege este reprezentată de o ecuație pe care mulți școlari o întâlnesc în clasele superioare de fizică și matematică.

F = G × [(m1m2)/r²]

F este forța gravitațională dintre două obiecte, măsurată în newtoni. M1 și M2 sunt masele celor două obiecte, în timp ce r este distanța dintre ele. G este constanta gravitațională, calculată în prezent ca 6,67384(80) 10 −11 sau N m² kg −2 .

Avantajul legii universale a gravitației este că vă permite să calculați atracția gravitațională dintre oricare două obiecte. Această abilitate este extrem de utilă atunci când oamenii de știință, de exemplu, lansează un satelit pe orbită sau determină cursul lunii.

legile lui Newton

În timp ce vorbim despre unul dintre cei mai mari oameni de știință care au trăit vreodată pe Pământ, haideți să vorbim despre celelalte legi celebre ale lui Newton. Cele trei legi ale mișcării ale sale formează o parte esențială a fizicii moderne. Și ca multe alte legi ale fizicii, ele sunt elegante în simplitatea lor.

Prima dintre cele trei legi afirmă că un obiect în mișcare rămâne în mișcare dacă nu este acționat de o forță externă. Pentru o minge care se rostogolește pe podea, forța externă ar putea fi frecarea dintre minge și podea, sau un băiat care lovește mingea în cealaltă direcție.

A doua lege stabilește o relație între masa unui obiect (m) și accelerația acestuia (a) sub forma ecuației F = m x a. F este o forță măsurată în newtoni. Este, de asemenea, un vector, adică are o componentă direcțională. Din cauza accelerației, mingea care se rostogolește pe podea are un vector special în direcția mișcării sale, iar acest lucru este luat în considerare la calcularea forței.

A treia lege este destul de semnificativă și ar trebui să vă fie familiară: pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă. Adică, pentru fiecare forță aplicată unui obiect de pe suprafață, obiectul este respins cu aceeași forță.

Legile termodinamicii

Fizicianul și scriitorul britanic C.P. Snow a spus odată că un om de știință care nu cunoștea a doua lege a termodinamicii era ca un om de știință care nu citise niciodată Shakespeare. Declarația de acum faimoasă a lui Snow a subliniat importanța termodinamicii și nevoia chiar și ca oamenii departe de știință să o cunoască.

Termodinamica este știința modului în care funcționează energia într-un sistem, fie că este un motor sau nucleul Pământului. Poate fi redus la câteva legi de bază, pe care Snow le-a subliniat după cum urmează:

• Nu poți câștiga.
• Nu vei evita pierderile.
• Nu poți ieși din joc.

Să ne uităm puțin la asta. Ceea ce Snow a vrut să spună că nu poți câștiga este că, deoarece materia și energia sunt conservate, nu poți câștiga una fără să o pierzi pe cealaltă (adică E=mc²). De asemenea, înseamnă că trebuie să furnizați căldură pentru a porni motorul, dar în absența unui sistem perfect închis, o parte de căldură va scăpa inevitabil în lumea deschisă, ceea ce duce la a doua lege.

A doua lege - pierderile sunt inevitabile - înseamnă că, din cauza entropiei în creștere, nu puteți reveni la starea energetică anterioară. Energia concentrată într-un singur loc va tinde întotdeauna către locuri cu concentrație mai mică.

În cele din urmă, a treia lege - nu poți ieși din joc - se referă la cea mai scăzută temperatură posibilă teoretic - minus 273,15 grade Celsius. Când sistemul ajunge la zero absolut, mișcarea moleculelor se oprește, ceea ce înseamnă că entropia va atinge cea mai mică valoare și nici măcar nu va exista energie cinetică. Dar în lumea reală este imposibil să ajungi la zero absolut - doar foarte aproape de acesta.

Puterea lui Arhimede

După ce vechiul grec Arhimede și-a descoperit principiul de flotabilitate, el ar fi strigat „Eureka!” (Găsit!) și a fugit gol prin Syracuse. Așa spune legenda. Descoperirea a fost atât de importantă. Legenda mai spune că Arhimede a descoperit principiul când a observat că apa din cadă se ridică atunci când un corp este scufundat în ea.

Conform principiului de flotabilitate al lui Arhimede, forța care acționează asupra unui obiect scufundat sau parțial scufundat este egală cu masa de fluid pe care o deplasează obiectul. Acest principiu este de o importanță capitală în calculele densității, precum și în proiectarea submarinelor și a altor nave oceanice.

Evoluție și selecție naturală

Acum că am stabilit câteva dintre conceptele de bază despre cum a început universul și cum legile fizice ne afectează viața de zi cu zi, să ne îndreptăm atenția către forma umană și să aflăm cum am ajuns în acest punct. Potrivit majorității oamenilor de știință, toată viața de pe Pământ are un strămoș comun. Dar pentru a forma o diferență atât de uriașă între toate organismele vii, unele dintre ele au trebuit să se transforme într-o specie separată.

În sens general, această diferențiere s-a produs în procesul de evoluție. Populațiile de organisme și trăsăturile lor au trecut prin mecanisme precum mutațiile. Cei cu mai multe trăsături de supraviețuire, cum ar fi broaștele maro care se camuflează în mlaștini, au fost selectați în mod natural pentru supraviețuire. De aici provine termenul de selecție naturală.

Puteți înmulți aceste două teorii cu multe, de multe ori și, de fapt, Darwin a făcut asta în secolul al XIX-lea. Evoluția și selecția naturală explică diversitatea enormă a vieții de pe Pământ.

Teoria generală a relativității

Albert Einstein a fost și rămâne cea mai importantă descoperire care ne-a schimbat pentru totdeauna viziunea asupra universului. Principala descoperire a lui Einstein a fost afirmația că spațiul și timpul nu sunt absolute, iar gravitația nu este doar o forță aplicată unui obiect sau unei mase. Mai degrabă, gravitația are de-a face cu faptul că masa deformează spațiul și timpul însuși (spațiu-timp).

Pentru a înțelege acest lucru, imaginați-vă că traversați Pământul în linie dreaptă, în direcția estică, din emisfera nordică, de exemplu. După un timp, dacă cineva dorește să vă determine cu exactitate locația, veți fi mult la sud și la est de poziția inițială. Acest lucru se datorează faptului că pământul este curbat. Pentru a conduce direct spre est, trebuie să țineți cont de forma Pământului și să conduceți la un unghi ușor spre nord. Comparați o minge rotundă și o foaie de hârtie.

Spațiul este aproape același. De exemplu, va fi evident pentru pasagerii unei rachete care zboară în jurul Pământului că zboară în linie dreaptă în spațiu. Dar, în realitate, spațiul-timp din jurul lor se curbează sub forța gravitației Pământului, determinându-i atât să avanseze, cât și să rămână pe orbita Pământului.

Teoria lui Einstein a avut un impact uriaș asupra viitorului astrofizicii și cosmologiei. Ea a explicat o mică și neașteptată anomalie pe orbita lui Mercur, a arătat cum se îndoaie lumina stelelor și a pus bazele teoretice pentru găurile negre.

Principiul incertitudinii Heisenberg

Expansiunea relativității a lui Einstein ne-a învățat mai multe despre modul în care funcționează universul și a ajutat la stabilirea bazelor fizicii cuantice, ducând la o jenă complet neașteptată a științei teoretice. În 1927, realizarea că toate legile universului sunt flexibile într-un anumit context a condus la descoperirea uluitoare a savantului german Werner Heisenberg.

Postulând principiul său de incertitudine, Heisenberg și-a dat seama că era imposibil să cunoască două proprietăți ale unei particule simultan cu un nivel ridicat de precizie. Puteți cunoaște poziția unui electron cu un grad ridicat de precizie, dar nu și impulsul său și invers.

Mai târziu, Niels Bohr a făcut o descoperire care a ajutat la explicarea principiului Heisenberg. Bohr a descoperit că electronul are calitățile atât ale unei particule, cât și ale unei unde. Conceptul a devenit cunoscut sub numele de dualitate val-particulă și a stat la baza fizicii cuantice. Prin urmare, atunci când măsurăm poziția unui electron, îl definim ca o particulă într-un anumit punct din spațiu cu o lungime de undă nedefinită. Când măsurăm impulsul, considerăm electronul ca o undă, ceea ce înseamnă că putem cunoaște amplitudinea lungimii sale, dar nu și poziția.

Determinați, cunoscute de dvs. din cursul de fizică, caracteristicile mișcării utilizate în mecanica teoretică:

1. mișcare rectilinie

2. miscare curbilinie

3. trafic de mare viteză

4. mişcare relativă

5. propulsie cu reacție

6. trafic feroviar

Opțiunea 8.

Sarcina numărul 1. Extindeți următoarele concepte: 1. Tipuri de deformații ale corpului. Factorul de rigiditate 2. Determinarea lucrului mecanic. 3. Unde sonore. Condiții necesare pentru apariția și existența sunetului.

Sarcina numărul 2. Extindeți următorul concept: Cadrul de referință inerțial.

Sarcina numărul 3.

Determinați de ce proprietate specială a oricărui corp, în conformitate cu legile mecanicii clasice ale lui I. Newton, depinde accelerația pe care o primește acest corp atunci când interacționează cu un alt corp.

1. Din viteza lui

2. Din inerţia lui

3. Din temperatura lui

4. Din elasticitatea sa

Opțiunea 9.

Sarcina numărul 1. Extindeți următoarele concepte: 1. Conceptul de impuls. Legea conservării impulsului. 2. Putere. Definiție și formulă fizică. 3. Concepte de bază ale teoriei undelor mecanice: Lungimea de undă.

Sarcina numărul 2. Extindeți următorul concept: prima lege a lui Newton - legea sistemelor inerțiale.

Sarcina numărul 3.

Energia mecanică totală, adică suma energiei potențiale și cinetice a unui corp rămâne constantă în anumite condiții fizice. Sub ce?

1. Forța elasticității acționează asupra corpului

2. Forța gravitației acționează asupra corpului

3. Forța de frecare nu acționează asupra corpului (este absentă)

4. Forța gravitației nu acționează asupra corpului

5. Forța de alunecare acționează asupra corpului

6. Forța încăpățânării acționează asupra corpului.

Opțiunea 10.

Sarcina numărul 1. Extindeți următoarele concepte: 1. Propulsie cu reacție. Formula lui Ciolkovsky pentru determinarea vitezei maxime a unei rachete. 2. Energia cinetică. Formula fizică a energiei cinetice. 3. Concepte de bază ale teoriei undelor mecanice. Fascicul de undă.

Sarcina numărul 2. Extindeți următorul concept: Principiul suprapunerii forțelor în teoria lui I. Newton.

Sarcina numărul 3.

Această mărime fizică (sau unitate) măsoară potențialul electric, diferența de potențial, tensiunea electrică și forța electromotoare.

În acest caz, diferența de potențial dintre două puncte este egală cu 1 volt, dacă pentru a muta o sarcină de aceeași mărime dintr-un punct în altul, trebuie să se lucreze cu aceeași mărime (în valoare absolută) asupra acesteia.

Care este unitatea de măsură pentru energia eliberată în timpul acestei lucrări?

1. 1 Joule

5. 1 newton

6.1 Einstein

Temă scrisă nr. 4 (conform rezultatelor lunii decembrie)

Opțiunea 1.

Sarcina numărul 1. Extindeți următoarele concepte: 1. Descoperirile lui Coulomb și Galvani.

2. Inducția electromagnetică. 3. A doua lege a termodinamicii.

Sarcina numărul 2. Extindeți următorul concept: Trăsături distinctive ale solidelor, lichidelor și gazelor.

Fenomenul de difuzie constă în faptul că are loc pătrunderea și amestecarea spontană a particulelor a două gaze alăturate, lichide și chiar solide; difuzia se reduce la schimbul de mase ale particulelor acestor corpuri, apare si continua atata timp cat exista gradientul de densitate.

Amestecarea reciprocă a substanțelor este o consecință a mișcării continue și aleatorii a atomilor sau moleculelor (sau a altor particule) unei substanțe. De-a lungul timpului, adâncimea de pătrundere a moleculelor în spațiul „străin” crește, iar această adâncime depinde în mod semnificativ de temperatură: cu cât temperatura este mai mare, cu atât viteza de mișcare a particulelor substanței este mai mare și difuzia mai rapidă are loc.

Să ne imaginăm un experiment de gândire.

Pentru a observa fenomenul de difuzie, să aruncăm câteva boabe de vopsea într-un vas înalt cu apă. Se vor scufunda până la fund și în curând se va forma un nor de apă colorată în jurul lor. Lăsăm vasul în pace câteva săptămâni într-o cameră răcoroasă și întunecată. Privind vasul în tot acest timp, vom găsi o răspândire treptată a culorii pe toată înălțimea vasului. Ei spun ce se întâmplă difuziune vopsele în apă.

Cum se explică difuzia? Particulele de substanțe (de exemplu, vopsea și apă), care se mișcă aleatoriu, pătrund în golurile dintre ele. Și asta înseamnă amestecarea lucrurilor.

Cu toate acestea, difuzia este mai rapidă într-o cameră caldă. De exemplu, pe un pervaz însorit, difuzarea vopselei în apă este finalizată considerabil mai devreme (vezi imagini). Apropo, pe măsură ce temperatura crește, mișcarea browniană se accelerează și ea. Care este consecinta o creștere a temperaturii corpului și duce la o creștere a vitezei de mișcare a particulelor sale constitutive.

Fenomenul de difuzie pentru un gaz chimic omogen se supune legea lui Fick:

Unde j m - densitatea fluxului de masă - cantitate determinată de masa substanţei care difuzează pe unitatea de timp printr-un singur site, perpendicular pe ax X; D- difuzie (coeficient de difuzie); - gradient de densitate egal cu rata de modificare a densității pe unitatea de lungime Xîn direcția normală cu acest site. Semnul „-” arată că transferul de masă are loc în direcția de scădere a densității (prin urmare, semnele lui y j mși sunt opuse).

Difuzie D numeric egal cu densitatea fluxului de masă la un gradient de densitate egal cu unitatea.

Conform teoriei cinetice a gazelor,

Acest fenomen se observă în toate stările materiei: în gaze, lichide și solide. Fenomenul difuziei joacă un rol important în natură și tehnologie. Contribuie la menținerea uniformității compoziției aerului atmosferic în apropierea suprafeței Pământului. Proprietatea țesuturilor sistemului digestiv al animalelor și oamenilor de „alegere” și extragerea din alimente a substanțelor necesare organismului se bazează pe fenomenul de difuzie. În tehnologie, difuzia este folosită pentru a extrage diverse substanțe, de exemplu, zahărul din sfecla crudă etc. Fenomenul de difuzie are loc în timpul cimentării cu fier (cu carburarea la suprafață a produselor din fier).

Frecare internă (vâscozitate)

Mecanismul de apariție a frecării interne între straturi paralele de gaz (lichid) care se mișcă cu viteze diferite este acela că, din cauza mișcării termice haotice, moleculele sunt schimbate între straturi, în urma căruia impulsul stratului care se mișcă mai rapid scade, mișcându-se. mai lent - crește, ceea ce duce la decelerația stratului care se mișcă mai rapid și accelerarea stratului care se mișcă mai încet.

Forța de frecare internă între două straturi de gaz (lichid) se supune legea lui Newton:

unde η - vâscozitatea dinamică (vâscozitatea); - gradient de viteză, care arată rata de schimbare a vitezei în direcție X, perpendicular pe direcția de mișcare a straturilor; S- zona peste care actioneaza forta F. Interacțiunea a două straturi, conform celei de-a doua legi a lui Newton, poate fi considerată ca un proces în care un impuls este transferat de la un strat la altul pe unitatea de timp, modulul este egal cu forța care acționează. Atunci expresia (5) poate fi reprezentată ca

Unde j p - densitatea fluxului de impuls - cantitate determinată de impulsul total transportat unitate de timpîn direcția axei pozitive x printr-un singur site, perpendicular pe ax X; este gradientul de viteză. Semnul „-” indică faptul că impulsul este transferat în direcția de scădere a vitezei (prin urmare, semnele lui y jpși sunt opuse).

Vâscozitatea dinamică η este numeric egală cu densitatea fluxului de impuls la un gradient de viteză egal cu unitatea; se calculează prin formula

Din compararea formulelor (1), (3) și (6), care descriu fenomenele de transport, rezultă că regularitățile tuturor fenomenelor de transport sunt similare între ele. Aceste legi au fost stabilite cu mult înainte de a fi fundamentate și derivate din teoria molecular-cinetică, ceea ce a făcut posibil să se stabilească că similitudinea exterioară a expresiilor lor matematice se datorează generalității mecanismului molecular de amestecare a moleculelor în procesul lor. mișcarea haotică care stă la baza fenomenelor de conducere a căldurii, difuzie și frecare internă și ciocniri între ele.

Formulele (2), (4) și (7) raportează coeficienții de transfer și caracteristicile mișcării termice a moleculelor. Aceste formule implică relații simple între λ, Dși η :

Folosind aceste formule, este posibil să se determine altele dintr-o cantitate găsită din experiență.

Bilete de examen la fizica 2006-2007 ac. an

Clasa a 9-a

Biletul numărul 1. Mișcare mecanicăion. Cale. Viteză, Accelerație

mișcare mecanică- modificarea pozitiei corpului in spatiu fata de alte corpuri in timp.

Cale- lungimea traiectoriei de-a lungul căreia corpul se mișcă de ceva timp. Notat cu litera s și măsurat în metri (m). Calculat conform formulei

Viteză este o valoare vectorială egală cu raportul dintre drum și timpul pentru care a fost parcursă această cale. Determină atât viteza de mișcare, cât și direcția acesteia la un moment dat. Notat cu o literă și măsurat în metri pe secundă (). Calculat conform formulei

Accelerare în mișcare uniformă este o mărime vectorială egală cu raportul dintre modificarea vitezei și intervalul de timp în care a avut loc această modificare. Determină rata de schimbare a vitezei în mărime și direcție. Notat prin literă A sau și se măsoară în metri pe secundă pătrat (). Se calculează după formula

Biletul numărul 2. Fenomenul de inerție. Prima lege a lui Newton. Forță și încetinirefluxul de putere. A doua lege a lui Newton

Fenomenul de menținere a vitezei unui corp în absența acțiunii altor corpuri se numește inerție.

Prima lege a lui Newton: există cadre de referință cu privire la care corpurile își păstrează viteza neschimbată dacă nu sunt acționate de către alte organisme.

Se numesc cadre de referință în care legea inerției este îndeplinită inert.

Cadre de referință în care legea inerției nu este îndeplinită - neinert.

Forta este o mărime vectorială. Și este o măsură a interacțiunii corpurilor. Notat prin literă F sau și se măsoară în newtoni (N)

Se numește o forță care produce asupra unui corp același efect ca mai multe forțe care acționează simultan rezultanta acestor forte.

Rezultanta forțelor direcționate de-a lungul unei drepte într-o direcție este îndreptată în aceeași direcție, iar modulul său este egal cu suma modulelor forțelor componente.

Rezultanta forțelor direcționate de-a lungul unei linii drepte în direcții opuse este îndreptată către forța mai mare în valoare absolută, iar modulul său este egal cu diferența dintre modulele forțelor componente.

Cu cât rezultanta forțelor aplicate corpului este mai mare, cu atât accelerația corpului este mai mare.

Când forța este înjumătățită, accelerația este și ea înjumătățită, adică.

Mijloace, accelerația cu care se mișcă un corp de masă constantă este direct proporțională cu forța aplicată acestui corp, în urma căreia are loc accelerația.

Când greutatea corporală este dublată, accelerația este înjumătățită, adică.

Mijloace, accelerația cu care se mișcă un corp cu o forță constantă este invers proporțională cu masa acelui corp.

Se numește relația cantitativă dintre masa corporală, accelerație și rezultanta forțelor aplicate corpului A doua lege a lui Newton.

A doua lege a lui Newton: accelerația corpului este direct proporțională cu rezultatul forțe aplicate corpului și invers proporționale cu masa acestuia.

Matematic, a doua lege a lui Newton este exprimată prin formula:

Biletul numărul 3. a treia lege a lui Newton. Puls. Legea conservării impulsului. Explicația reactivului mișcări penoua lege a conservării impulsului

A treia lege a lui Newton: forțele cu care două corpuri acționează unul asupra celuilalt sunt egale ca mărime și opuse ca direcție.

Matematic, a treia lege a lui Newton se exprimă după cum urmează:

impulsul corpului-- o mărime vectorială egală cu produsul dintre masa corpului și viteza acestuia. Se notează printr-o literă și se măsoară în kilograme pe metru pe secundă (). Se calculează după formula

legea conservării impulsului: suma impulsurilor corpurilor înainte de interacțiune este egală cu suma de după interacțiune. Să luăm în considerare propulsia cu reacție bazată pe mișcarea unui balon cu un jet de aer care iese din el. Conform legii conservării impulsului, impulsul total al unui sistem format din două corpuri trebuie să rămână același ca înainte de începerea curgerii de aer, adică. egal cu zero. Prin urmare, mingea începe să se miște în direcția opusă jetului de aer cu aceeași viteză în care impulsul său este egal cu modulul impulsului jetului de aer.

Biletul numărul 4. Gravitatie. Cădere liberă. Accelerația gravitației. legea lumiiwow povaraumbră

Gravitatie Forța cu care Pământul trage un corp spre sine. Notat sau

Cădere liberă- mişcarea corpurilor sub influenţa gravitaţiei.

Într-un anumit loc de pe Pământ, toate corpurile, indiferent de masele lor și de alte caracteristici fizice, cad libere cu aceeași accelerație. Această accelerație se numește accelerație în cădere liberăși se notează prin litera sau. Aceasta

Legea gravitației universale: oricare două corpuri sunt atrase unul de celălalt cu o forță direct proporțională cu masa fiecăruia dintre ele și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.

G \u003d 6,67? 10 -11 N? m 2 / kg 2

G - constantă gravitațională

Biletul numărul 5. Forță elastică. Explicația dispozitivului și principiul de funcționare a dinamometrului. Forța de frecare. Frecare în natură și tehnologie

Forța care apare în corp ca urmare a deformării acestuia și tinde să readucă corpul în poziția inițială se numește forță elastică. Desemnat. Se gaseste dupa formula

Dinamometru- un dispozitiv pentru măsurarea forței.

Partea principală a dinamometrului este un arc din oțel, căruia i se dă o formă diferită în funcție de scopul dispozitivului. Dispozitivul celui mai simplu dinamometru se bazează pe compararea oricărei forțe cu forța elastică a arcului.

Când un corp intră în contact cu altul, are loc o interacțiune care împiedică mișcarea lor relativă, care se numește frecare.Și forța care caracterizează această interacțiune se numește forța de frecare. Există frecare statică, frecare de alunecare și frecare de rulare.

Fără frecarea odihnei, nici oamenii, nici animalele nu ar putea merge pe pământ, pentru că. Când mergem, împingem de pe pământ cu picioarele. Dacă nu ar exista frecare, obiectele ar aluneca din mâini. Forța de frecare oprește mașina la frânare, dar fără frecare statică, aceasta nu ar putea începe să se miște. În multe cazuri, frecarea este dăunătoare și trebuie tratată. Pentru a reduce frecarea, suprafețele de contact sunt netede, iar între ele se introduce un lubrifiant. Pentru a reduce frecarea arborilor rotativi ai mașinilor și mașinilor-unelte, aceștia sunt sprijiniți pe rulmenți.

Biletul numărul 6. Presiune. Presiunea atmosferică. legea lui Pascal. Legea lui Arhimede

Valoarea egală cu raportul forței care acționează perpendicular pe suprafață pe aria acestei suprafețe se numește presiune. Se notează cu litera sau și se măsoară în pascali (Pa). Se calculează după formula

Presiunea atmosferică- aceasta este presiunea întregii grosimi a aerului de pe suprafața pământului și a corpurilor situate pe acesta.

Presiunea atmosferică egală cu presiunea unei coloane de mercur de 760 mm înălțime la temperatură se numește presiune atmosferică normală.

Presiunea atmosferică normală este 101300Pa = 1013hPa.

La fiecare 12 m presiunea scade cu 1 mm. rt. Artă. (sau cu 1,33 hPa)

legea lui Pascal: presiunea exercitată asupra unui lichid sau gaz se transmite oricărui punctul este același în toate direcțiile.

Legea lui Arhimede: un corp scufundat într-un lichid (sau gaz sau plasmă) este supus unei forțe de plutire (numită forță Arhimede)

unde c este densitatea lichidului (gazului), este accelerația căderii libere și V este volumul corpului scufundat (sau partea de volum a corpului sub suprafață). Forța de plutire (numită și forța arhimediană) este egală în valoare absolută (și opusă ca direcție) cu forța gravitațională care acționează asupra volumului de lichid (gaz) deplasat de corp și se aplică centrului de greutate al acestuia. volum.

Trebuie remarcat faptul că corpul trebuie să fie complet înconjurat de lichid (sau intersectat de suprafața lichidului). Deci, de exemplu, legea lui Arhimede nu poate fi aplicată unui cub care se află pe fundul rezervorului, atingând ermetic fundul.

Biletul numărul 7. Munca de forță. Energia cinetică și potențială. Legea conservării mecanice energie

Lucrul mecanic se realizează numai atunci când o forță acționează asupra corpului și acesta se mișcă.

munca mecanica direct proportional cu forta aplicata si direct proportional cu distanta parcursa. Este notat cu litera sau și se măsoară în jouli (J). Se calculează după formula

energie -- o cantitate fizică care arată cât de multă muncă poate face un corp. Energia se măsoară în jouli (J).

Energie potențială numită energie, care este determinată de poziția reciprocă a corpurilor sau părților aceluiași corp care interacționează. Indicat prin litera sau. Se calculează după formula

Energia deținută de un corp ca urmare a mișcării sale se numește energie kinetică. Indicat prin litera sau. Se calculează după formula

Legea conservării energiei mecanice:

În absența unor forțe precum frecarea, energia mecanică nu ia naștere din nimic și nu poate dispărea nicăieri.

Biletul numărul 8. Vibrații mecanice. unde mecanice. Sunet. Fluctuații în natură și tehnologie

Se numește o mișcare care se repetă după o anumită perioadă de timp oscilatoare.

Se numesc oscilații care apar numai datorită alimentării inițiale de energie vibratii libere.

Se numește un sistem de corpuri care sunt capabile de oscilații libere sisteme oscilatorii.

Proprietăți generale ale tuturor sistemelor oscilatorii:

1. Prezența unei poziții de echilibru stabil.

2. Prezența unei forțe care readuce sistemul într-o poziție de echilibru.

Caracteristicile mișcării oscilatorii:

1. Amplitudine - cea mai mare abatere (modulo) a corpului de la poziția de echilibru.

2. Perioada - o perioadă de timp în care corpul face o oscilație completă.

3. Frecvență -- numărul de oscilații pe unitatea de timp.

4. Fază (diferența de fază)

Se numesc tulburări care se propagă în spațiu, îndepărtându-se de locul lor de origine valuri.

O condiție necesară pentru apariția unei unde este apariția în momentul apariției unei perturbări a forțelor care o împiedică, de exemplu, forțele elastice.

Tipuri de unde:

1. Longitudinal - undă în care apar oscilații de-a lungul direcției de propagare a undei

2. Transversal – undă în care se produc oscilații perpendicular pe direcția de propagare a acestora.

Caracteristicile undei:

1. Lungimea de unda - distanta dintre punctele cele mai apropiate unele de altele, osciland in aceleasi faze.

2. Viteza undei - o valoare egală numeric cu distanța pe care o parcurge orice punct al undei pe unitatea de timp.

Unde sonore -- Acestea sunt unde elastice longitudinale. Urechea umană percepe sub formă de vibrații sonore cu o frecvență de la 20 Hz la 20.000 Hz.

Sursa sunetului este un corp care vibrează la o frecvență a sunetului.

Un receptor de sunet este un corp capabil să primească vibrații sonore.

Viteza sunetului este distanța pe care o parcurge o undă sonoră în 1 secundă.

Viteza sunetului depinde de:

2. Temperaturi.

Caracteristicile sunetului:

1. Frecvență

2. Pitch

3. Amplitudine

4. Volumul. Depinde de amplitudinea oscilațiilor: cu cât amplitudinea oscilațiilor este mai mare, cu atât sunetul este mai puternic.

Biletul numărul 9. Modele ale structurii gazelor, lichidelor și solidelor. Mișcarea termică a atomilor și moleculelor. Mișcarea și difuzia browniană. Interacțiunea particulelor de materie

Moleculele de gaz, care se mișcă în toate direcțiile, aproape că nu sunt atrase unele de altele și umplu întregul vas. În gaze, distanța dintre molecule este mult mai mare decât dimensiunea moleculelor în sine. Deoarece, în medie, distanțele dintre molecule sunt de zeci de ori mai mari decât dimensiunea moleculelor, acestea sunt puțin atrase unele de altele. Prin urmare, gazele nu au propria lor formă și volum constant.

Moleculele unui lichid nu diverg pe distanțe lungi, iar lichidul în condiții normale își păstrează volumul. Moleculele lichide sunt situate aproape una de alta. Distanțele dintre fiecare două molecule sunt mai mici decât dimensiunea moleculelor, astfel încât atracția dintre ele devine semnificativă.

În solide, atracția dintre molecule (atomi) este chiar mai mare decât în ​​lichide. Prin urmare, în condiții normale, solidele își păstrează forma și volumul. În solide, moleculele (atomii) sunt aranjați într-o anumită ordine. Acestea sunt gheață, sare, metale etc. Astfel de corpuri sunt numite cristale. Moleculele sau atomii de solide oscilează în jurul unui anumit punct și nu se pot deplasa departe de acesta. Prin urmare, un corp solid păstrează nu numai volumul, ci și forma.

pentru că t-ul său este asociat cu viteza de mișcare a moleculelor, atunci mișcarea haotică a moleculelor care alcătuiesc corpul se numește mișcarea termică. Mișcarea termică diferă de mișcarea mecanică prin faptul că multe molecule participă la ea și fiecare se mișcă aleatoriu.

Mișcarea browniană- aceasta este o mișcare aleatorie a particulelor mici suspendate într-un lichid sau gaz, care se produce sub influența impactului moleculelor de mediu. A fost descoperit și studiat pentru prima dată în 1827 de botanistul englez R. Brown ca mișcare a polenului în apă, vizibilă la mărire mare. Mișcarea browniană nu se oprește.

Fenomenul în care există o pătrundere reciprocă a moleculelor unei substanțe între moleculele alteia se numește difuziune.

Există atracție reciprocă între moleculele unei substanțe. În același timp, între moleculele unei substanțe există repulsie.

La distanțe comparabile cu dimensiunea moleculelor în sine, atracția este mai vizibilă, iar cu o abordare ulterioară, repulsia.

Bilet № 10 . Echilibrul termic. Temperatura. Măsurarea temperaturii. Relația dintre temperatură și vitezăyu mișcarea haotică a particulelor

Două sisteme sunt într-o stare de echilibru termic dacă, la contactul printr-o partiție diatermică, parametrii de stare ai ambelor sisteme nu se modifică. Compartimentul diatermic nu interferează deloc cu interacțiunea termică a sistemelor. În timpul contactului termic, cele două sisteme ajung într-o stare de echilibru termic.

Temperatura este o mărime fizică care caracterizează aproximativ energia cinetică medie a particulelor unui sistem macroscopic pe un grad de libertate, care se află într-o stare de echilibru termodinamic.

Temperatura este o mărime fizică care caracterizează gradul de încălzire al unui corp.

Temperatura se măsoară cu termometre. Principalele unități de temperatură sunt Celsius, Fahrenheit și Kelvin.

Termometru - un dispozitiv folosit pentru a măsura temperatura unui anumit corp prin comparație cu valorile de referință, selectate condiționat ca puncte de referință și care vă permite să setați scara de măsurare. În același timp, diferite termometre utilizează relații diferite între temperatură și unele proprietăți observabile ale dispozitivului, care pot fi considerate dependente liniar de temperatură.

Pe măsură ce temperatura crește, viteza medie a particulelor crește.

Pe măsură ce temperatura scade, viteza medie a particulelor scade.

Biletul numărul 11. Energie interna. Munca și transferul de căldură ca modalități de schimbare a energiei interne corp. Legea salvatăenergie în procesele termice

Se numește energia de mișcare și interacțiunea particulelor care alcătuiesc corpul energia internă a corpului.

Energia internă a unui corp nu depinde de mișcarea mecanică a corpului și nici de poziția acestui corp față de alte corpuri.

Energia internă a unui corp poate fi modificată în două moduri: prin lucru mecanic sau prin transfer de căldură.

transfer de căldură.

Pe măsură ce temperatura crește, energia internă a corpului crește. Pe măsură ce temperatura scade, energia internă a corpului scade. Energia internă a unui corp crește atunci când se lucrează la el.

Energia mecanică și internă poate trece de la un corp la altul.

Această concluzie este valabilă pentru toate procesele termice. În transferul de căldură, de exemplu, un corp mai fierbinte emite energie, iar un corp mai puțin încălzit primește energie.

Când energia este transferată de la un corp la altul sau când o formă de energie este transformată în alta, energia este conservată .

Dacă are loc schimbul de căldură între corpuri, atunci energia internă a tuturor corpurilor de încălzire crește cu cât scade energia internă a corpurilor de răcire.

Bilet № 12 . Tipuri de transfer de căldură: conducție, convecție, radiație. Exemple de transfer de căldură în natură și tehnologie

Se numește procesul de schimbare a energiei interne fără a lucra asupra corpului sau asupra corpului însuși transfer de căldură.

Transferul de energie din părțile mai încălzite ale corpului către părțile mai puțin încălzite ca urmare a mișcării termice și a interacțiunii particulelor se numește conductivitate termică.

La convecție energia este transportată chiar de jeturile de gaz sau lichid.

radiatii -- proces de transfer de căldură prin radiație.

Transferul de energie prin radiație diferă de alte tipuri de transfer de căldură prin faptul că poate fi realizat într-un vid complet.

Exemple de transfer de căldură în natură și tehnologie:

1. vânturi. Toate vânturile din atmosferă sunt curenți de convecție la scară mare.

Convecția explică, de exemplu, vânturile și brizele care apar pe țărmurile mărilor. În zilele de vară, pământul se încălzește de către soare mai repede decât apa, așa că aerul de deasupra pământului se încălzește mai mult decât peste apă, densitatea lui scade și presiunea devine mai mică decât presiunea aerului mai rece deasupra mării. Drept urmare, ca și în cazul vaselor comunicante, aerul rece se deplasează de pe fundul mării către țărm - bate vântul. Aceasta este briza zilei. Noaptea, apa se răcește mai încet decât pământul, iar deasupra pământului aerul devine mai rece decât peste apă. Se formează o adiere de noapte - mișcarea aerului rece de la uscat la mare.

2. Împingere.Știm că fără un aflux de aer proaspăt, arderea combustibilului este imposibilă. Dacă aerul nu intră în cuptor, cuptor sau conductă samovar, arderea combustibilului se va opri. Utilizați de obicei un flux natural de aer - curent. Pentru a crea tracțiune deasupra cuptorului, de exemplu, în centralele de cazane ale fabricilor, fabricilor, centralelor electrice, este instalată o conductă. Când combustibilul arde, aerul din el se încălzește. Aceasta înseamnă că presiunea aerului din cuptor și din conductă devine mai mică decât presiunea aerului exterior. Din cauza diferenței de presiune, aerul rece intră în cuptor și aerul cald se ridică - se formează curent.

Cu cât conducta construită deasupra cuptorului este mai mare, cu atât diferența de presiune dintre aerul exterior și aerul din conductă este mai mare. Prin urmare, forța crește odată cu creșterea înălțimii țevii.

3. Incalzire si racire spatii rezidentiale. Locuitorii țărilor situate în zonele temperate și reci ale Pământului sunt nevoiți să-și încălzească casele. În țările situate în zone tropicale și subtropicale, temperatura aerului chiar și în ianuarie atinge + 20 și + 30 ° C. Aici sunt utilizate dispozitive care răcesc aerul din incintă. Atât încălzirea, cât și răcirea aerului din interior se bazează pe convecție.

Este indicat să amplasați dispozitivele de răcire în partea de sus, mai aproape de tavan, astfel încât să apară convecția naturală. La urma urmei, aerul rece are o densitate mai mare decât aerul cald și, prin urmare, se va scufunda.

Dispozitivele de încălzire sunt situate mai jos. Multe case mari moderne sunt dotate cu incalzire cu apa. Circulația apei în ea și încălzirea aerului din cameră au loc datorită convecției.

Dacă instalația de încălzire a clădirii este amplasată în ea, atunci la subsol este instalat un cazan, în care este încălzită apa. Apa caldă se ridică printr-o conductă verticală de la cazan într-un rezervor, care este de obicei plasat în podul casei. Din rezervor se realizează un sistem de conducte de distribuție, prin care apa trece la caloriferele instalate pe toate etajele, le dă căldura și revine în cazan, unde este încălzită din nou. Așa are loc circulația naturală a apei - convecția.

În clădirile mai mari se folosesc instalații mai complexe. Apa caldă este furnizată în mai multe clădiri simultan de la un cazan instalat într-o încăpere specială. Apa este introdusă în clădirile cu ajutorul pompelor, adică creează convecție artificială.

4. Transfer de căldură și floră. Temperatura stratului inferior de aer și a stratului de suprafață al solului este de mare importanță pentru dezvoltarea plantelor.

În stratul de aer adiacent Pământului și stratul superior al solului au loc schimbări de temperatură. În timpul zilei, solul absoarbe energie și se încălzește; noaptea, dimpotrivă, se răcește. Încălzirea și răcirea acestuia este influențată de prezența vegetației. Astfel, solul întunecat, arat este încălzit mai puternic de radiații, dar se răcește mai repede decât solul acoperit cu vegetație.

Vremea afectează și schimbul de căldură dintre sol și aer. În nopțile senine, fără nori, solul se răcește puternic - radiația din sol scapă liber în spațiu. În astfel de nopți de primăvară devreme, sunt posibile înghețuri la sol. Dacă vremea este tulbure, atunci norii acoperă Pământul și joacă rolul unui fel de ecrane care protejează solul de pierderile de energie prin radiații.

Unul dintre mijloacele de creștere a temperaturii suprafeței solului și a aerului din sol sunt serele, care fac posibilă o utilizare mai largă a radiației solare. Zona de sol este acoperită cu rame de sticlă sau folii transparente. Sticla transmite bine radiația solară vizibilă, care, căzând pe pământul întunecat, o încălzește, dar și mai rău transmite radiația invizibilă emisă de suprafața încălzită a Pământului. În plus, sticla (sau filmul) împiedică mișcarea aerului cald în sus, adică implementarea convecției. În acest fel, sticla de seră acționează ca o „capcană” pentru energie. În interiorul sere, temperatura este mai mare decât pe terenul neprotejat, cu aproximativ 10 °C.

5. Termos. Transferul de căldură de la un corp mai fierbinte la unul mai rece duce la egalizarea temperaturilor acestora. Prin urmare, dacă aduceți, de exemplu, un fierbător fierbinte în cameră, acesta se va răci. O parte din energia sa internă va trece către corpurile din jur. Pentru a preveni răcirea sau încălzirea corpului, transferul de căldură trebuie redus. În același timp, ei se străduiesc să se asigure că energia nu este transferată de niciunul dintre cele trei tipuri de transfer de căldură: convecție, conducție de căldură și radiație.

Este format dintr-un vas de sticlă cu pereți dubli. Suprafața interioară a pereților este acoperită cu un strat de metal lucios, iar aerul este pompat din spațiul dintre pereții vasului. Spațiul fără aer dintre pereți nu conduce căldura, stratul strălucitor, datorită reflexiei, împiedică transferul de energie prin radiație. Pentru a proteja sticla de deteriorare, termosul este plasat într-o carcasă din carton sau metal. Vasul este sigilat cu un dop, iar un capac este înșurubat deasupra carcasei.

Biletul numărul 13. Cantitatea de căldură. Capacitate termică specificămustaţă. Topire. Cristalizare

Energia pe care un corp o câștigă sau o pierde în timpul transferului de căldură se numește cantitatea de căldură. Notat cu litera Q și măsurat în jouli (J). Se calculează după formula

Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea unui corp (sau eliberată de acesta atunci când se răcește) depinde de tipul de substanță din care este compus, de masa acestui corp și de modificările temperaturii acestuia.

Pentru a calcula cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea corpului sau eliberată de acesta în timpul răcirii, trebuie să înmulțiți capacitatea termică specifică a substanței cu masa corpului și diferența dintre temperaturile sale mai ridicate și cele mai scăzute.

Mărimea fizică care arată câtă căldură este necesară pentru a modifica temperatura unei substanțe care cântărește 1 kg cu 1 ° C se numește căldura specifică. Notat printr-o literă și măsurat în. Se calculează după formula

Capacitatea termică specifică a unor substanțe,

Tranziția unei substanțe de la starea solidă la starea lichidă se numește topire.

Temperatura la care se topește o substanță se numește punctul de topire al substanței.

Trecerea unei substanțe de la starea lichidă la starea solidă se numește solidificare sau cristalizare.

Temperatura la care o substanță se solidifică (cristalizează) se numește temperatură de solidificare sau de cristalizare.

Substanțele se solidifică la aceeași temperatură la care se topesc.

Punctul de topire al unor substanțe, °С

O mărime fizică care arată cât de multă căldură trebuie transmisă unui corp cristalin cu o masă de 1 kg pentru a-l transfera complet într-o stare lichidă la punctul de topire se numește căldură specifică de fuziune. Notat printr-o literă și măsurat în. Se calculează după formula

Căldura specifică de fuziune a anumitor substanțe (la punctul de topire)

Număr de bilet 14 . Evaporare. condensție. Fierbere. Umiditatea aerului

Fenomenul de transformare a lichidului în vapori se numește vaporizare.

Există două moduri de a schimba un lichid în stare gazoasă. evaporareși fierbere.

Vaporizarea de la suprafața unui lichid se numește evaporare.

Viteza de evaporare depinde de tipul de lichid. Evaporarea trebuie să aibă loc la orice temperatură. Evaporarea are loc cu cât mai repede, cu atât temperatura lichidului este mai mare. Viteza de evaporare a unui lichid depinde de suprafața acestuia. Cu vânt, evaporarea lichidului are loc mai rapid.

Fenomenul de transformare a vaporilor in lichid se numeste condensare.

Fierbere- aceasta este o tranziție intensivă a lichidului în vapori datorită formării și creșterii bulelor de vapori, care, la o anumită temperatură pentru fiecare lichid, plutesc la suprafața sa și izbucnesc.

Temperatura la care fierbe un lichid se numește punct de fierbere. În timpul fierberii, temperatura lichidului nu se modifică.

Punctul de fierbere al unor substanțe °C

Mărimea fizică care arată câtă căldură este necesară pentru a transforma un lichid cu masa de 1 kg în vapori fără a modifica temperatura se numește căldură specifică de vaporizare. Notat printr-o literă și măsurat în. Se calculează după formula

Căldura specifică de vaporizare a anumitor substanțe (la punctul de fierbere)

amoniac (lichid)		Aer (lichid)

Biletul numărul 15. Electrificarea tel. Două tipuri de sarcini electrice. Interacțiunea taxelor. Legea este păstratăincarcare electrica

Despre un corp care, după ce se frecă, atrage alte corpuri spre sine, ei spun că acesta electrificată sau ce la el sarcina electrica raportata.

Corpurile formate din diferite substanțe pot fi electrificate. Electrificarea corpurilor are loc atunci când corpurile vin în contact și apoi se separă.

Două corpuri sunt implicate în electrificare. În acest caz, ambele corpuri sunt electrificate.

Există două tipuri de sarcini electrice.

Incarcatura obtinuta pe sticla frecata pe matase se numeste pozitiv acestea. a adăugat semnul „+”. Și s-a numit încărcătura obținută pe chihlimbar, purtată pe lână negativ acestea. atribuit semnul „-”.

Corpuri cu sarcini electrice de același semn respinge, și corpuri cu sarcini electrice de semn opus, reciproc sunt atrași.

Legea conservării sarcinii electrice: suma algebrică a sarcinilor electrice într-un sistem închis rămâne constantă.

Biletul numărul 16. Curent electric constant. Circuit electric. Rezistență electrică. Lege Ohma pentru o secțiune a circuitului electric

soc electric numită mișcare ordonată a particulelor încărcate. Curentul electric are o anumită direcție. Direcția de mișcare a particulelor încărcate pozitiv este luată ca direcție a curentului.

Un circuit electric este o colecție de diferite dispozitive și conductori (sau elemente ale unui mediu conductiv electric) care le conectează, prin care poate circula curentul electric.

Rezistența electrică este inversul conductivității electrice. Măsurat în ohmi.

1 ohm - rezistența unui astfel de conductor în care, la o tensiune la capetele de 1 volt, puterea curentului este de 1 amper.

Legea lui Ohm pentru o secțiune de circuit: puterea curentului într-o secțiune a circuitului este direct proporțională cu tensiunea de la capetele acestei secțiuni și invers proporțională cu rezistența acesteia.

Bilet № 17 . Munca și puterea curentului electric. Lege Joule- Lenz. Utilizarea termică acţiunea curentului în tehnologie

Lucrul unui curent electric într-o secțiune de circuit este egal cu produsul tensiunii de la capetele acestei secțiuni, puterea curentului și timpul în care a fost efectuată lucrarea.

Lucrul este măsurat în jouli (J) sau wați pe secundă (W?s).

Puterea unui curent electric este egală cu produsul dintre tensiune și curent.

Puterea se măsoară în wați (W).

Legea Joule-Lenz: cantitatea de căldură degajată de un conductor cu curent este egală cu produsul dintre pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul.

Folosind efectul termic al curentului în tehnologie:

Partea principală a unei lămpi moderne cu incandescență este o spirală de sârmă subțire de tungsten. Tungstenul este un metal refractar, punctul său de topire este de 3387 °C. Într-o lampă cu incandescență, filamentul de wolfram se încălzește până la 3.000°C, temperatură la care atinge o căldură albă și strălucește cu o lumină puternică. Spirala este plasată într-un balon de sticlă, din care aerul este pompat de o pompă, astfel încât spirala să nu se ardă. Dar în vid, wolframul se evaporă rapid, spirala devine mai subțire și, de asemenea, se arde relativ repede. Pentru a preveni evaporarea rapidă a wolframului, lămpile moderne sunt umplute cu azot, uneori cu gaze inerte - cripton sau argon. Moleculele de gaz împiedică ieșirea particulelor de tungsten din filament, adică împiedică distrugerea filamentului încălzit.

Efectul termic al curentului este utilizat în diferite încălzitoare și instalații electrice. La domiciliu, sobele electrice, fiarele de călcat, ibricurile și cazanele sunt utilizate pe scară largă. În industrie, efectul termic al curentului este utilizat pentru topirea calităților speciale de oțel și a multor alte metale, pentru sudarea electrică. În agricultură, curentul electric este folosit pentru a încălzi sere, aburi pentru furaje, incubatoare, uscarea cerealelor și pregătirea silozului.

Partea principală a oricărui aparat electric de încălzire este un element de încălzire. Elementul de încălzire este un conductor cu o rezistivitate ridicată, care este, de asemenea, capabil să reziste, fără a fi distrus, la încălzirea la o temperatură ridicată. Cel mai adesea, un aliaj de nichel, fier, crom și mangan, cunoscut sub numele de nicrom, este folosit pentru a face elementul de încălzire.

În elementul de încălzire, un conductor sub formă de sârmă sau bandă este înfășurat pe o placă din material rezistent la căldură: mică, ceramică. Deci, de exemplu, o bandă de nicrom servește ca element de încălzire într-un fier de călcat electric, din care se încălzește partea inferioară a fierului de călcat.

Bilet № 18 . Câmp electric. Acțiunile unui câmp electric asupra sarcinilor electrice. Condensator. Energie ecâmpul electric al condensatorului

Câmpul electric este o formă specială de materie care există independent de ideile noastre despre el.

Proprietatea principală a unui câmp electric este acțiunea sa asupra sarcinilor electrice cu o anumită forță.

Câmpul electric al sarcinilor staționare se numește electrostatic. Nu se schimba cu timpul. Un câmp electrostatic este creat numai de sarcini electrice. Ea există în spațiul din jurul acestor încărcături și este indisolubil legată de ele.

Condensator este format din doi conductori despărțiți de un strat dielectric, a cărui grosime este mică în comparație cu dimensiunile conductorilor.

Conductoarele în acest caz se numesc plăci de condensatoare. .

Energia unui condensator este proporțională cu capacitatea sa și cu pătratul tensiunii dintre plăci. Toată această energie este concentrată într-un câmp electric. Densitatea energiei câmpului este proporțională cu pătratul intensității câmpului.

Biletul numărul 19. Experiența lui Oersted. Câmpul magnetic al curentului. Interacțiunea magneților. Acțiunea magneticuluila pe conductor cu curent

Experiența lui Oersted:

Să plasăm conductorul inclus în circuitul sursei de curent deasupra acului magnetic paralel cu axa acestuia. Când circuitul este închis, acul magnetic se abate de la poziția inițială. Când circuitul este deschis, acul magnetic revine în poziția inițială. Aceasta înseamnă că conductorul cu curent și acul magnetic interacționează unul cu celălalt.

Experimentul efectuat sugerează existența unui conductor cu curent electric în jur camp magnetic. Acționează asupra acului magnetic, deviând-l.

Un câmp magnetic există în jurul oricărui conductor cu curent, adică în jurul sarcinilor electrice în mișcare. Curentul electric și câmpul magnetic sunt inseparabile unul de celălalt.

Liniile de-a lungul cărora se află axele săgeților mici magnetice într-un câmp magnetic se numesc linii magnetice ale unui câmp magnetic. Direcția care indică polul nord al acului magnetic în fiecare punct al câmpului este luată drept direcția liniei magnetice a câmpului magnetic.

Liniile magnetice ale câmpului magnetic curent sunt curbe închise care acoperă conductorul.

Se numesc corpurile care rămân magnetizate mult timp magneți permanenți sau pur și simplu magneti.

Se numesc acele locuri ale magnetului unde se gasesc cele mai puternice actiuni magnetice poli magnetici. Fiecare magnet, ca și acul magnetic pe care îl cunoaștem, trebuie să aibă doi poli: de Nord (N) și sudic (S).

Aducând un magnet la polii unui ac magnetic, vei observa că polul nord al săgeții este respins de polul nord al magnetului și este atras de polul sud. Polul sudic al săgeții este respins de polul sud al magnetului și atras de polul nord.

Pe baza experimentelor descrise se pot trage următoarele concluzii: Polii magnetici opuși se atrag, așa cum polii resping. Această regulă se aplică și electromagneților.

Interacțiunea magneților se explică prin faptul că în jurul oricărui magnet există un câmp magnetic. Câmpul magnetic al unui magnet acționează asupra altui magnet și, invers, câmpul magnetic al celui de-al doilea magnet acționează asupra primului.

Un câmp magnetic acționează cu o anumită forță asupra oricărui conductor care poartă curent situat în acest câmp.

Biletul numărul 20. Fenomenul inducției electromagnetice. curent de inducție. Experimentele lui Faraday. Variabil actual

Fenomenul inducției electromagnetice constă în apariţia unui curent electric într-un circuit închis când fluxul magnetic se modifică prin suprafaţa delimitată de acest circuit.

Curentul electric care apare în timpul fenomenului de inducție electromagnetică se numește inducţie.

Experimentele lui Faraday:

Se numește un curent electric care se modifică periodic în timp în mărime și direcție variabile.

Biletul numărul 21. Legea propagării rectilinie a luminii. Legea reflexiei luminii. Oglindă plată. Fenomenul de prelumina care sparge

Legea propagării rectilinie a luminii: Lumina se deplasează în linie dreaptă într-un mediu transparent.

Legile reflexiei luminii: 1. Razele, incidente și reflectate, se află în același plan cu o perpendiculară trasă pe interfața dintre două medii în punctul de incidență al fasciculului. 2. Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie.

O oglindă a cărei suprafață este plană se numește oglindă plată.

Imaginea unui obiect într-o oglindă plată are următoarele trăsături: această imagine este imaginară, directă, egală ca mărime cu obiectul, este situată la aceeași distanță în spatele oglinzii ca și obiectul în fața oglinzii.

Refracția luminii- fenomenul de schimbare a direcției de propagare a luminii atunci când aceasta trece prin interfața dintre două viteze.

Biletul numărul 22. Obiectiv. Distanța focală a lentilei. Construirea unei imagini într-o lentilă convergentă. Ochi ca sistem optic

Lentilele sunt fie convexe, fie concave.

Luați în considerare mai întâi proprietățile unei lentile convexe.

Fixăm lentila în discul optic și direcționăm spre ea un fascicul de raze paralel cu axa sa optică (Fig. 150). Vom vedea că razele sunt refractate de două ori - când trec din aer în lentilă și când ies din acesta în aer. Ca urmare a acestui fapt, ele își vor schimba direcția și se vor intersecta într-un punct situat pe axa optică a lentilei; acest punct se numește focalizarea obiectivului F. Se numește distanța de la centrul optic al lentilei până la acest punct distanța focală a lentilei; se noteaza si prin litera F.

O lentilă convexă se numește lentilă convergentă.

O lentilă concavă se numește lentila divergente. Dar o lentilă concavă (difuzătoare) are o focalizare, doar aceasta imaginar. Dacă fasciculul divergent de raze care iese dintr-o astfel de lentilă este continuat în direcția opusă direcției lor, atunci continuarea razelor se va intersecta în punctul F , culcat pe axa optică pe aceeași parte din care cade lumina pe lentilă. Acest punct se numește focalizarea imaginară a unei lentile divergente

Dacă un obiect se află între lentilă și focalizarea sa, atunci imaginea sa este mărită, imaginară, directă și este situată pe aceeași parte a lentilei cu obiectul și mai departe decât obiectul.

Dacă obiectul se află între focalizare și focalizarea dublă a lentilei, atunci obiectivul îi oferă o imagine mărită, inversată, reală; este situat pe cealaltă parte a obiectivului în raport cu subiectul, în spatele distanței focale duble.

Dacă obiectul se află în spatele focalizării duble a lentilei, atunci obiectivul oferă imaginea redusă, inversată, reală a obiectului, situată pe cealaltă parte a lentilei, între focalizarea sa și focalizarea dublă.

Ochiul uman este aproape sferic, este protejat de o înveliș dens numit sclera. Partea anterioară a sclerei cornee transparent. În spatele corneei se află Iris, care poate varia de la o persoană la alta. Între cornee și iris se află lichid apos.

Există o gaură în iris -- elev, al cărui diametru, în funcție de iluminare, poate varia de la aproximativ 2 până la 8 mm. Se schimbă deoarece irisul este capabil să se depărteze.

În spatele pupilei este un corp transparent, asemănător ca formă cu o lentilă convergentă - aceasta obiectiv, el este inconjurat muşchii atașându-l de sclera.

În spatele lentilei se află corpul vitros. Este transparent și umple restul ochiului. Spatele sclerei - fundul ochiului - este acoperit teaca din plasa. Retina este formată din cele mai fine fibre, care, la fel ca vilozitățile, acoperă fundul ochiului. Sunt terminații ramificate. nervul optic, sensibil la lumină.

Lumina care intră în ochi este refractată pe suprafața anterioară a ochiului, în cornee, cristalin și corpul vitros, datorită faptului că pe retină se formează o imagine reală, redusă, inversată a obiectelor luate în considerare.

Lumina care cade pe terminațiile nervului optic care alcătuiesc retina irită aceste terminații. Iritațiile sunt transmise de-a lungul fibrelor nervoase către creier, iar persoana primește o impresie vizuală, vede obiecte. Procesul de corectare a vederii ...........

În fiecare zi petrecem 1-2 ore în bucătărie. Unii mai puțin, alții mai mult. În același timp, rareori ne gândim la fenomene fizice atunci când pregătim micul dejun, prânzul sau cina. Dar nu poate exista o concentrare mai mare a acestora în condiții casnice decât în ​​bucătărie, în apartament.

Tim Skorenko

1. Difuzia. Acest fenomen întâlnim tot timpul în bucătărie. Numele său este derivat din latinescul diffusio - interacțiune, dispersie, distribuție. Acesta este procesul de penetrare reciprocă a moleculelor sau atomilor a două substanțe alăturate. Rata de difuzie este proporțională cu aria secțiunii transversale a corpului (volum) și diferența de concentrații, temperaturi ale substanțelor amestecate. Dacă există o diferență de temperatură, atunci stabilește direcția de propagare (gradient) - de la cald la rece. Ca urmare, are loc alinierea spontană a concentrațiilor de molecule sau atomi.

Acest fenomen în bucătărie poate fi observat cu răspândirea mirosurilor. Datorită difuziei gazelor, stând într-o altă cameră, puteți înțelege ce se gătește. După cum știți, gazul natural este inodor și i se adaugă un aditiv pentru a facilita detectarea unei scurgeri de gaz menajer. Un miros puternic neplăcut este adăugat de un odorant, de exemplu, etil mercaptan. Dacă arzătorul nu ia foc prima dată, atunci putem simți un miros specific, pe care îl cunoaștem din copilărie, precum mirosul de gaz de uz casnic.

Iar dacă arunci boabe de ceai sau o pliculețe de ceai în apă clocotită și nu amesteci, poți vedea cum se întinde infuzia de ceai într-un volum de apă pură. Aceasta este difuzia lichidelor. Un exemplu de difuzie într-un solid ar fi murarea roșiilor, castraveților, ciupercilor sau a varzei. Cristalele de sare din apă se descompun în ioni de Na și Cl, care, mișcându-se aleator, pătrund între moleculele de substanțe din compoziția legumelor sau ciupercilor.

2. Schimbarea stării de agregare. Puțini dintre noi am observat că într-un pahar cu apă lăsat în câteva zile, aceeași parte de apă se evaporă la temperatura camerei ca și când este fiert timp de 1-2 minute. Și congelarea alimentelor sau a apei pentru cuburi de gheață în frigider, nu ne gândim la cum se întâmplă acest lucru. Între timp, aceste fenomene de bucătărie cele mai obișnuite și frecvente sunt ușor de explicat. Lichidul are o stare intermediară între solide și gaze. La alte temperaturi decât cele de fierbere sau de îngheț, forțele atractive dintre moleculele din lichide nu sunt la fel de puternice sau slabe precum sunt în solide și gaze. Prin urmare, de exemplu, numai atunci când primesc energie (din lumina soarelui, molecule de aer la temperatura camerei), moleculele lichide de la suprafața deschisă trec treptat în faza gazoasă, creând presiunea de vapori deasupra suprafeței lichidului. Viteza de evaporare crește odată cu creșterea suprafeței lichidului, creșterea temperaturii și scăderea presiunii externe. Dacă temperatura crește, atunci presiunea de vapori a acestui lichid atinge presiunea exterioară. Temperatura la care se întâmplă acest lucru se numește punct de fierbere. Punctul de fierbere scade pe măsură ce presiunea externă scade. Prin urmare, în zonele muntoase, apa fierbe mai repede.

În schimb, când temperatura scade, moleculele de apă pierd energie cinetică până la nivelul forțelor atractive dintre ele. Ele nu se mai mișcă aleatoriu, ceea ce permite formarea unei rețele cristaline ca la solide. Temperatura de 0 °C la care se întâmplă acest lucru se numește punctul de îngheț al apei. Când este înghețată, apa se dilată. Mulți s-au putut familiariza cu un astfel de fenomen atunci când au pus o sticlă de plastic cu o băutură în congelator pentru răcire rapidă și au uitat de asta, iar apoi sticla a izbucnit. La răcirea la o temperatură de 4 °C, se observă mai întâi o creștere a densității apei, la care se atinge densitatea maximă și volumul minim. Apoi, la o temperatură de 4 până la 0 °C, legăturile din molecula de apă sunt rearanjate, iar structura acesteia devine mai puțin densă. La o temperatură de 0 °C, faza lichidă a apei se schimbă într-una solidă. După ce apa îngheață complet și se transformă în gheață, volumul acesteia crește cu 8,4%, ceea ce duce la spargerea sticlei de plastic. Conținutul de lichid din multe produse este scăzut, așa că atunci când sunt congelate, acestea nu cresc atât de vizibil în volum.

3. Absorbție și adsorbție. Aceste două fenomene aproape inseparabile, numite după latinescul sorbeo (a absorbi), se observă, de exemplu, atunci când apa este încălzită într-un ibric sau o cratiță. Un gaz care nu acționează chimic asupra unui lichid poate fi, totuși, absorbit de acesta la contactul cu acesta. Acest fenomen se numește absorbție. Atunci când gazele sunt absorbite de corpuri solide cu granulație fină sau poroase, cele mai multe dintre ele se acumulează dens și sunt reținute la suprafața porilor sau a boabelor și nu sunt distribuite în volum. În acest caz, procesul se numește adsorbție. Aceste fenomene pot fi observate la fierberea apei - bule se separă de pereții unei oale sau a unui ibric atunci când sunt încălzite. Aerul eliberat din apă conține 63% azot și 36% oxigen. În general, aerul atmosferic conține 78% azot și 21% oxigen.

Sarea de masă dintr-un recipient descoperit se poate umezi datorită proprietăților sale higroscopice - absorbția vaporilor de apă din aer. Și soda acționează ca un adsorbant atunci când este introdus în frigider pentru a elimina mirosul.

4. Manifestarea legii lui Arhimede. Cand este gata sa fierbem puiul, umplem oala cu apa cam jumatate sau ¾, in functie de marimea puiului. Prin scufundarea carcasei într-o oală cu apă, observăm că greutatea puiului în apă scade considerabil, iar apa se ridică până la marginile tigaii.

Acest fenomen se explică prin forța de flotabilitate sau legea lui Arhimede. În acest caz, asupra unui corp scufundat într-un lichid acţionează o forţă de plutire, egală cu greutatea lichidului în volumul părţii scufundate a corpului. Această forță se numește forța lui Arhimede, ca și legea însăși care explică acest fenomen.

5. Tensiune superficială. Mulți oameni își amintesc experimentele cu filme cu lichide care au fost prezentate la lecțiile de fizică de la școală. Un mic cadru de sârmă cu o parte mobilă a fost coborât în ​​apă cu săpun și apoi scos. Forțele tensiunii superficiale din film formate de-a lungul perimetrului au ridicat partea inferioară mobilă a cadrului. Pentru a-l menține nemișcat, a fost atârnată de el o greutate când experimentul a fost repetat. Acest fenomen poate fi observat într-o strecurătoare - după utilizare, apa rămâne în găurile din fundul acestui vas de gătit. Același fenomen poate fi observat și după spălarea furcilor - există și fâșii de apă pe suprafața interioară între unii dintre dinți.

Fizica lichidelor explică acest fenomen astfel: moleculele unui lichid sunt atât de apropiate între ele încât forțele de atracție dintre ele creează o tensiune superficială în planul suprafeței libere. Dacă forța de atracție a moleculelor de apă ale filmului lichid este mai slabă decât forța de atracție pe suprafața strecurătoarei, atunci filmul de apă se rupe. De asemenea, forțele de tensiune superficială sunt vizibile atunci când turnăm cereale sau mazăre, fasole într-o tigaie cu apă sau adăugăm boabe rotunde de piper. Unele boabe vor rămâne la suprafața apei, în timp ce majoritatea, sub greutatea celorlalte, se vor scufunda în fund. Dacă apăsați ușor pe boabele plutitoare cu vârful degetului sau cu o lingură, acestea vor depăși tensiunea superficială a apei și se vor scufunda în fund.

6. Udare și împrăștiere. Pe un aragaz cu o peliculă grasă, lichidul vărsat poate forma pete mici, iar pe masă - o băltoacă. Chestia este că moleculele lichide din primul caz sunt atrase mai puternic unele de altele decât de suprafața plăcii, unde există o peliculă de grăsime care nu este umezită de apă, iar pe o masă curată, atracția moleculelor de apă. față de moleculele suprafeței mesei este mai mare decât atracția moleculelor de apă unele față de altele. Ca urmare, balta se răspândește.

Acest fenomen aparține și fizicii lichidelor și este legat de tensiunea superficială. După cum știți, un balon de săpun sau picăturile de lichid au o formă sferică din cauza forțelor de tensiune superficială. Într-o picătură, moleculele de lichid sunt atrase unele de altele mai puternic decât de moleculele de gaz și tind spre interiorul picăturii de lichid, reducându-i suprafața. Dar, dacă există o suprafață solidă umezită, atunci o parte din picătură, la contact, este întinsă de-a lungul ei, deoarece moleculele solidului atrag moleculele lichidului, iar această forță depășește forța de atracție dintre moleculele solidului. lichid. Gradul de umezire și răspândire pe o suprafață solidă va depinde de ce forță este mai mare - forța de atracție a moleculelor lichidului și a moleculelor solidului între ele sau forța de atracție a moleculelor din interiorul lichidului.

Din 1938, acest fenomen fizic a fost utilizat pe scară largă în industrie, în producția de bunuri de uz casnic, când teflonul (politetrafluoretilena) a fost sintetizat în laboratorul DuPont. Proprietățile sale sunt utilizate nu numai în fabricarea de vase de gătit antiaderente, ci și în producția de țesături impermeabile, hidrofuge și acoperiri pentru haine și încălțăminte. Teflonul este inclus în Cartea Recordurilor Guinness drept cea mai alunecoasă substanță din lume. Are tensiune superficială foarte scăzută și aderență (lipire), nu este umezită de apă, grăsimi sau mulți solvenți organici.

7. Conductivitate termică. Unul dintre cele mai frecvente fenomene din bucătărie pe care le putem observa este încălzirea unui ibric sau a apei într-o cratiță. Conductivitatea termică este transferul de căldură prin mișcarea particulelor atunci când există o diferență (gradient) de temperatură. Printre tipurile de conductivitate termică există și convecția. În cazul substanțelor identice, conductivitatea termică a lichidelor este mai mică decât cea a solidelor și mai mare decât cea a gazelor. Conductivitatea termică a gazelor și metalelor crește odată cu creșterea temperaturii, în timp ce cea a lichidelor scade. Întâmpinăm convecție tot timpul, fie că amestecăm supa sau ceaiul cu o lingură, fie că deschidem o fereastră, fie că pornim ventilația pentru a ventila bucătăria. Convecția - din latinescul convectiō (transfer) - un tip de transfer de căldură, atunci când energia internă a unui gaz sau lichid este transferată prin jeturi și fluxuri. Distingeți convecția naturală și forțată. În primul caz, straturile de lichid sau de aer se amestecă atunci când sunt încălzite sau răcite. Și în al doilea caz, are loc amestecarea mecanică a lichidului sau gazului - cu o lingură, ventilator sau în alt mod.

8. Radiația electromagnetică. Un cuptor cu microunde este uneori denumit cuptor cu microunde sau cuptor cu microunde. Elementul central al fiecărui cuptor cu microunde este magnetronul, care convertește energia electrică în radiații electromagnetice de microunde cu o frecvență de până la 2,45 gigaherți (GHz). Radiația încălzește alimentele interacționând cu moleculele sale. În produse există molecule dipol care conțin sarcini electrice pozitive și negative pe părțile opuse. Acestea sunt molecule de grăsimi, zahăr, dar cele mai multe molecule de dipol sunt în apă, care este conținută în aproape orice produs. Câmpul de microunde, schimbându-și în mod constant direcția, face ca moleculele să oscileze la o frecvență înaltă, care se aliniază de-a lungul liniilor de forță, astfel încât toate părțile încărcate pozitiv ale moleculelor „să privească” într-o direcție sau alta. Are loc frecarea moleculară, se eliberează energie, care încălzește alimentele.

9. Inductie.În bucătărie, găsești din ce în ce mai multe aragazuri cu inducție, care se bazează pe acest fenomen. Fizicianul englez Michael Faraday a descoperit inducția electromagnetică în 1831 și de atunci a fost imposibil să ne imaginăm viața fără ea. Faraday a descoperit apariția unui curent electric într-un circuit închis datorită unei modificări a fluxului magnetic care trece prin acest circuit. O experiență școlară este cunoscută atunci când un magnet plat se mișcă în interiorul unui circuit de sârmă în formă de spirală (solenoid) și în el apare un curent electric. Există, de asemenea, un proces invers - un curent electric alternativ într-un solenoid (bobină) creează un câmp magnetic alternativ.

Aragazul modern cu inducție funcționează pe același principiu. Sub panoul de încălzire vitroceramică (neutru la oscilațiile electromagnetice) al unei astfel de sobe se află o bobină de inducție, prin care trece un curent electric cu o frecvență de 20–60 kHz, creând un câmp magnetic alternativ care induce curenți turbionari într-o formă subțire. stratul (stratul de piele) al fundului unui vas de metal. Vasele de gătit se încălzesc din cauza rezistenței electrice. Acești curenți nu sunt mai periculoși decât mâncărurile încinse de pe sobele obișnuite. Vasele trebuie să fie din oțel sau fontă, care are proprietăți feromagnetice (pentru a atrage un magnet).

10. Refracția luminii. Unghiul de incidență al luminii este egal cu unghiul de reflexie, iar propagarea luminii naturale sau a luminii din lămpi se explică printr-o natură duală, corpusculară: pe de o parte, acestea sunt unde electromagnetice, iar pe de altă parte, particule-fotoni care se mișcă cu cea mai mare viteză posibilă în Univers. În bucătărie, puteți observa un astfel de fenomen optic precum refracția luminii. De exemplu, când există o vază transparentă cu flori pe masa de bucătărie, tulpinile din apă par să se deplaseze la limita suprafeței apei în raport cu continuarea lor în afara lichidului. Cert este că apa, ca o lentilă, refractă razele de lumină reflectate de tulpinile din vază. Un lucru similar se observă într-un pahar transparent cu ceai, în care se coboară o lingură. De asemenea, puteți vedea o imagine distorsionată și mărită a unei fasole sau a unei cereale pe fundul unui vas adânc cu apă limpede.