Formula ugualmente accelerata. Moto uniformemente accelerato

movimento meccanico

movimento meccanico è il processo di modifica della posizione di un corpo nello spazio nel tempo rispetto a un altro corpo, che consideriamo immobile.

Il corpo, convenzionalmente considerato immobile, è il corpo di riferimento.

Ente di riferimentoè un corpo rispetto al quale viene determinata la posizione di un altro corpo.

Sistema di riferimento- questo è un corpo di riferimento, un sistema di coordinate rigidamente connesso ad esso e un dispositivo per misurare il tempo del movimento.

Traiettoria

traiettoria del corpo -questo è linea continua, che è descritto da un corpo in movimento (considerato un punto materiale) rispetto al sistema di riferimento prescelto.

Distanza percorsa

Distanza percorsa è un valore scalare uguale alla lunghezza dell'arco della traiettoria percorsa dal corpo in un certo tempo.

in movimento

Muovendo il corpo chiamato segmento diretto di una retta che collega la posizione iniziale del corpo con la sua posizione successiva, una quantità vettoriale.

Velocità media e istantanea di movimento Direzione e modulo di velocità.

Velocità - quantità fisica, che caratterizza la velocità di variazione della coordinata.

Velocità media di movimento- questa è una quantità fisica uguale al rapporto tra il vettore di spostamento del punto e l'intervallo di tempo durante il quale si è verificato questo spostamento. direzione del vettore la velocità media coincide con la direzione del vettore spostamento ∆S

Velocità istantanea è una grandezza fisica pari al limite a cui tende la velocità media con una diminuzione infinita dell'intervallo di tempo ∆t. Vettore la velocità istantanea è diretta tangenzialmente alla traiettoria. Modulo è uguale alla derivata prima del cammino rispetto al tempo.

Formula del percorso per un movimento uniformemente accelerato.

Moto uniformemente accelerato - questo è un movimento in cui l'accelerazione è costante in grandezza e direzione.

Accelerazione del movimento

Accelerazione del movimento - una grandezza fisica vettoriale che determina la velocità di variazione della velocità del corpo, cioè la derivata prima della velocità rispetto al tempo.

Accelerazioni tangenziali e normali.

Accelerazione tangenziale (tangenziale). è la componente del vettore di accelerazione diretto lungo la tangente alla traiettoria in un dato punto della traiettoria. L'accelerazione tangenziale caratterizza la variazione del modulo di velocità durante il movimento curvilineo.

Direzione vettori di accelerazione tangenziale un giace sullo stesso asse della circonferenza tangente, che è la traiettoria del corpo.

Accelerazione normale- è una componente del vettore di accelerazione diretto lungo la normale alla traiettoria di movimento in un dato punto della traiettoria del corpo.

Vettore perpendicolare alla velocità lineare di movimento, diretta lungo il raggio di curvatura della traiettoria.

Formula di velocità per un movimento uniformemente accelerato

La prima legge di Newton (o legge di inerzia)

Esistono tali quadri di riferimento, rispetto ai quali corpi isolati in progressivo movimento mantengono la loro velocità invariata in valore assoluto e direzione.

sistema di riferimento inerziale è un tale sistema di riferimento, rispetto al quale un punto materiale, libero da influenze esterne, riposa o si muove in linea retta e uniforme (cioè a velocità costante).

In natura ce ne sono quattro tipo di interazione

1. Gravitazionale (forza gravitazionale) è l'interazione tra corpi che hanno massa.

2. Elettromagnetico - valido per corpi con carica elettrica, responsabili di forze meccaniche come la forza di attrito e la forza elastica.

3. Forte: l'interazione è a corto raggio, cioè agisce a una distanza dell'ordine della dimensione del nucleo.

4. Debole. Tale interazione è responsabile di alcuni tipi di interazione tra particelle elementari, di alcuni tipi di β-decadimento e di altri processi che avvengono all'interno di un atomo, un nucleo atomico.

Il peso - è una caratteristica quantitativa delle proprietà inerti del corpo. Mostra come il corpo reagisce alle influenze esterne.

Forza - è una misura quantitativa dell'azione di un corpo sull'altro.

La seconda legge di Newton.

La forza che agisce sul corpo è uguale al prodotto della massa corporea per l'accelerazione impartita da questa forza: F=ma

misurato in

Si chiama la quantità fisica uguale al prodotto della massa del corpo per la velocità del suo movimento slancio corporeo (o quantità di movimento). La quantità di moto del corpo è una grandezza vettoriale. L'unità SI della quantità di moto è chilogrammo metro al secondo (kg m/s).

Espressione della seconda legge di Newton in termini di variazione della quantità di moto del corpo

Movimento uniforme - questo è un movimento a velocità costante, ovvero quando la velocità non cambia (v \u003d const) e non c'è accelerazione o decelerazione (a \u003d 0).

Moto rettilineo - questo è un movimento in linea retta, cioè la traiettoria del movimento rettilineo è una linea retta.

Moto uniformemente accelerato - movimento in cui l'accelerazione è costante in grandezza e direzione.

La terza legge di Newton. Esempi.

Spalla di forza.

Spalla della Forzaè la lunghezza della perpendicolare da un punto fittizio O alla forza. Il centro fittizio, il punto O, sarà scelto arbitrariamente, i momenti di ciascuna forza sono determinati rispetto a questo punto. È impossibile scegliere un punto O per determinare i momenti di alcune forze, e sceglierlo altrove per trovare i momenti di altre forze!

Selezioniamo il punto O in un luogo arbitrario, non cambiamo più la sua posizione. Quindi il braccio di gravità è la lunghezza della perpendicolare (segmento d) nella figura

Momento d'inerzia tel.

Momento d'inerzia J(kgm 2) - un parametro simile a significato fisico massa in moto traslatorio. Caratterizza la misura dell'inerzia di corpi rotanti attorno ad un asse di rotazione fisso. Il momento d'inerzia di un punto materiale di massa m è uguale al prodotto della massa per il quadrato della distanza dal punto all'asse di rotazione: .

Il momento di inerzia di un corpo è la somma dei momenti di inerzia dei punti materiali che compongono questo corpo. Può essere espresso in termini di peso corporeo e dimensioni.

Il teorema di Steiner.

Momento d'inerzia J corpo rispetto a un asse fisso arbitrario è uguale alla somma del momento di inerzia di questo corpo Jc rispetto ad un asse ad esso parallelo, passante per il baricentro del corpo, e il prodotto della massa corporea m per quadrato di distanza d tra gli assi:

Jc- momento d'inerzia noto rispetto all'asse passante per il baricentro del corpo,

J- il momento d'inerzia desiderato attorno ad un asse parallelo,

m- massa corporea,

d- la distanza tra gli assi indicati.

Legge di conservazione del momento angolare. Esempi.

Se la somma dei momenti delle forze agenti su un corpo rotante attorno ad un asse fisso è uguale a zero, allora il momento angolare si conserva (legge di conservazione del momento angolare):
.

La legge di conservazione del momento angolare è molto chiara negli esperimenti con un giroscopio bilanciato, un corpo in rapida rotazione con tre gradi di libertà (Fig. 6.9).

È la legge di conservazione del momento angolare che viene utilizzata dai danzatori di ghiaccio per modificare la velocità di rotazione. O più famoso esempio- La panca di Zhukovsky (Fig. 6.11).

Forza lavoro.

Il lavoro della forza -una misura dell'azione di una forza nella trasformazione del movimento meccanico in un'altra forma di movimento.

Esempi di formule per il lavoro delle forze.

il lavoro di gravità; lavoro di gravità su una superficie inclinata

lavoro di forza elastica

Il lavoro della forza di attrito

energia meccanica del corpo.

energia meccanica è una grandezza fisica che è funzione dello stato del sistema e caratterizza la capacità del sistema di fare lavoro.

Caratteristica di oscillazione

Fase determina lo stato del sistema, ovvero la coordinata, la velocità, l'accelerazione, l'energia, ecc.

Frequenza ciclica caratterizza la velocità di variazione della fase di oscillazione.

Lo stato iniziale del sistema oscillatorio caratterizza fase iniziale

Ampiezza di oscillazione Aè il massimo spostamento dalla posizione di equilibrio

Periodo T- questo è il periodo di tempo durante il quale il punto compie un'oscillazione completa.

Frequenza di oscillazioneè il numero di oscillazioni complete per unità di tempo t.

La frequenza, la frequenza ciclica e il periodo di oscillazione sono correlati come

pendolo fisico.

pendolo fisico - un corpo rigido in grado di oscillare attorno ad un asse che non coincide con il baricentro.

Carica elettrica.

Carica elettricaè una quantità fisica che caratterizza la proprietà di particelle o corpi di entrare in interazioni di forza elettromagnetica.

La carica elettrica è solitamente indicata dalle lettere q o Q.

La totalità di tutti i fatti sperimentali conosciuti ci permette di trarre le seguenti conclusioni:

Ci sono due tipi cariche elettriche, convenzionalmente detti positivi e negativi.

· Gli addebiti possono essere trasferiti (ad esempio per contatto diretto) da un organismo all'altro. A differenza della massa corporea, la carica elettrica non è una caratteristica intrinseca di un dato corpo. Lo stesso corpo dentro condizioni diverse potrebbe avere addebiti diversi.

Le accuse con lo stesso nome si respingono, a differenza delle accuse si attraggono. Anche questo si manifesta differenza fondamentale forze elettromagnetiche da gravitazionali. Forze gravitazionali sono sempre forze di attrazione.

La legge di Coulomb.

Il modulo della forza di interazione di due cariche elettriche stazionarie nel vuoto è direttamente proporzionale al prodotto delle grandezze di queste cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.

à è la distanza tra loro, k è il coefficiente di proporzionalità, a seconda della scelta del sistema di unità, in SI

Il valore che mostra quante volte la forza di interazione delle cariche nel vuoto è maggiore che in un mezzo è chiamato permittività del mezzo E. Per un mezzo con permittività e, la legge di Coulomb è scritta come segue:

In SI, il coefficiente k è solitamente scritto come segue:

Costante elettrica, numericamente uguale a

Utilizzando la costante elettrica, la legge di Coulomb ha la forma:

campo elettrostatico.

campo elettrostatico - un campo creato da cariche elettriche immobili nello spazio e immutate nel tempo (in assenza di correnti elettriche). Il campo elettrico è tipo speciale materia, connessa con le cariche elettriche e trasferendo le azioni delle cariche l'una all'altra.

Le principali caratteristiche del campo elettrostatico:

tensione

potenziale

Esempi di formule per l'intensità di campo di corpi carichi.

1. L'intensità del campo elettrostatico creato da una superficie sferica caricata uniformemente.

Lascia che una superficie sferica di raggio R (Fig. 13.7) porti una carica uniformemente distribuita q, cioè la densità di carica superficiale in qualsiasi punto della sfera sarà la stessa.

Racchiudiamo la nostra superficie sferica in una superficie simmetrica S di raggio r>R. Il flusso del vettore di intensità attraverso la superficie S sarà uguale a

Secondo il teorema di Gauss

Di conseguenza

Confrontando questa relazione con la formula per l'intensità di campo di una carica puntiforme, si può concludere che l'intensità di campo al di fuori della sfera carica è la stessa come se l'intera carica della sfera fosse concentrata nel suo centro.

Per punti situati sulla superficie di una sfera carica di raggio R, per analogia con l'equazione sopra, possiamo scrivere

Tracciamo per il punto B, situato all'interno della superficie sferica carica, la sfera S di raggio r

2. Campo elettrostatico della palla.

Si abbia una palla di raggio R, uniformemente carica di densità apparente.

In qualsiasi punto A, che giace fuori dalla palla ad una distanza r dal suo centro (r>R), il suo campo è simile al campo di una carica puntiforme situata al centro della palla.

Poi fuori palla

e sulla sua superficie (r=R)

Nel punto B, che giace all'interno della palla a distanze r dal suo centro (r>R), il campo è determinato solo dalla carica racchiusa all'interno della sfera di raggio r. Il flusso del vettore di intensità attraverso questa sfera è uguale a

d'altra parte, secondo il teorema di Gauss

Da un confronto delle ultime espressioni ne consegue

dove è la permittività all'interno della sfera.

3. Intensità di campo di un filamento rettilineo infinito (o cilindro) uniformemente carico.

Assumiamo che una superficie cilindrica cava di raggio R sia caricata con una densità lineare costante.

Disegniamo una superficie cilindrica coassiale di raggio Il flusso del vettore di intensità di campo attraverso questa superficie

Secondo il teorema di Gauss

Dalle ultime due espressioni, determiniamo l'intensità di campo creata da un thread caricato uniformemente:

Sia il piano di estensione infinita e la carica per unità di area sia uguale a σ. Dalle leggi di simmetria segue che il campo è diretto ovunque perpendicolarmente al piano, e se non ci sono altre cariche esterne, allora i campi su entrambi i lati del piano devono essere gli stessi. Limitiamo una parte del piano carico ad una scatola cilindrica immaginaria, in modo che la scatola sia tagliata a metà ei suoi generatori siano perpendicolari, e due basi, ciascuna avente un'area S, siano parallele al piano carico (Figura 1.10).

flusso totale del vettore; la tensione è uguale al vettore moltiplicata per l'area S della prima base, più il flusso del vettore attraverso la base opposta. La tensione scorre superficie laterale cilindro è zero, perché le linee di tensione non le attraversano.

Quindi, d'altra parte, secondo il teorema di Gauss

Di conseguenza

Ma allora l'intensità di campo di un piano infinito di carica uniforme sarà uguale a

Questa espressione non include le coordinate, quindi il campo elettrostatico sarà uniforme e la sua forza in qualsiasi punto del campo sarà la stessa.

5. L'intensità del campo creato da due infiniti piani paralleli, carichi opposti della stessa densità.

Come si può vedere dalla Figura 13.13, l'intensità del campo tra due infiniti piani paralleli avente densità di superficie cariche e sono uguali alla somma delle intensità di campo create dalle piastre, cioè

In questo modo,

All'esterno del piatto, i vettori di ciascuno di essi sono diretti in direzioni opposte e si annullano a vicenda. Pertanto, l'intensità di campo nello spazio circostante le piastre sarà uguale a zero E=0.

Elettricità.

Elettricità - moto diretto (ordinato) di particelle cariche

Forze di terzi.

Forze di terzi- forze di natura non elettrica, che provocano il movimento di cariche elettriche all'interno di una sorgente di corrente continua. Tutte le forze diverse dalle forze di Coulomb sono considerate esterne.

fem Voltaggio.

Forza elettromotrice (EMF) - una grandezza fisica che caratterizza il lavoro di forze esterne (non potenziali) in sorgenti di corrente continua o alternata. In una direzione chiusa Circuito EMFè uguale al lavoro di queste forze nel muovere una carica positiva unitaria lungo il contorno.

I campi elettromagnetici possono essere espressi in termini di tensione campo elettrico forze esterne

Tensione (U) è uguale al rapporto tra il lavoro del campo elettrico sul movimento della carica
al valore della carica trasferita nella sezione del circuito.

Unità di misura della tensione nel sistema SI:

Forza attuale.

Attuale (I)- una quantità scalare uguale al rapporto della carica q che è passata sezione trasversale conduttore, all'intervallo di tempo t durante il quale scorre la corrente. La forza attuale mostra quanta carica passa attraverso la sezione trasversale del conduttore per unità di tempo.

densità corrente.

Densità di corrente j - un vettore il cui modulo è uguale al rapporto tra l'intensità della corrente che scorre attraverso una certa area, perpendicolare alla direzione della corrente, al valore di tale area.

L'unità SI per la densità di corrente è l'ampere per metro quadro(A/mq).

Legge di Ohm.

La corrente è direttamente proporzionale alla tensione e inversamente proporzionale alla resistenza.

Legge Joule-Lenz.

Quando passa corrente elettrica attraverso il conduttore, la quantità di calore rilasciata nel conduttore è direttamente proporzionale al quadrato della corrente, alla resistenza del conduttore e al tempo durante il quale la corrente elettrica è passata attraverso il conduttore.

Interazione magnetica.

Interazione magnetica- questa interazione è l'ordinamento delle cariche elettriche in movimento.

Un campo magnetico.

Un campo magnetico- questo è un tipo speciale di materia, attraverso la quale viene effettuata l'interazione tra particelle cariche elettricamente in movimento.

Forza di Lorentz e forza di Ampère.

forza di Lorentz- forza agente di lato campo magnetico su una carica positiva che si muove a una velocità (qui è la velocità del movimento ordinato dei portatori di carica positiva). Modulo di forza di Lorentz:

Potenza dell'amplificatoreè la forza con cui un campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente.

Il modulo di forza Ampere è uguale al prodotto della forza della corrente nel conduttore e il modulo del vettore di induzione magnetica, la lunghezza del conduttore e il seno dell'angolo tra il vettore di induzione magnetica e la direzione della corrente nel conduttore .

La forza Ampere è massima se il vettore di induzione magnetica è perpendicolare al conduttore.

Se il vettore di induzione magnetica è parallelo al conduttore, il campo magnetico non ha alcun effetto sul conduttore con la corrente, ad es. La forza di Ampere è zero.

La direzione della forza di Ampère è determinata dalla regola della mano sinistra.

Legge di Biot-Savart-Laplace.

Bio Legge di Savart Laplace- Il campo magnetico di qualsiasi corrente può essere calcolato come somma vettoriale dei campi creati dalle singole sezioni di corrente.

Formulazione

Permettere DC scorre lungo il contorno γ, che è nel vuoto, è il punto in cui si cerca il campo, quindi l'induzione del campo magnetico in questo punto è espressa dall'integrale (nel sistema SI)

La direzione è perpendicolare e, cioè perpendicolare al piano in cui giacciono, e coincide con la tangente alla linea di induzione magnetica. Questa direzione può essere trovata dalla regola per trovare linee di induzione magnetica (la regola della vite destra): il senso di rotazione della testa della vite dà la direzione se il movimento di traslazione del succhiello corrisponde alla direzione della corrente nell'elemento . Il modulo del vettore è determinato dall'espressione (nel sistema SI)

Il potenziale vettore è dato dall'integrale (nel sistema SI)

Induttanza ad anello.

Induttanza - fisico grandezza, numericamente uguale a EMF autoinduzione che si verifica nel circuito quando la corrente cambia di 1 ampere in 1 secondo.
Inoltre, l'induttanza può essere calcolata con la formula:

dove F è il flusso magnetico attraverso il circuito, I è l'intensità della corrente nel circuito.

Unità SI per induttanza:

L'energia del campo magnetico.

Il campo magnetico ha energia. Proprio come un condensatore carico ha una riserva energia elettrica, nella bobina, attraverso le spire di cui scorre la corrente, c'è una fornitura di energia magnetica.

Induzione elettromagnetica.

Induzione elettromagnetica - il fenomeno del verificarsi di corrente elettrica in un circuito chiuso durante il cambio flusso magnetico passando attraverso di essa.

La regola di Lenz.

La regola di Lenz

Avvenendo in un circuito chiuso corrente di induzione il suo campo magnetico contrasta la variazione del flusso magnetico da cui è causato.

La prima equazione di Maxwell

2. Qualsiasi campo magnetico spostato genera un campo elettrico a vortice (la legge fondamentale dell'induzione elettromagnetica).

Seconda equazione di Maxwell:

Radiazioni elettromagnetiche.

onde elettromagnetiche, radiazione elettromagnetica- perturbazione che si propaga nello spazio (cambiamento di stato) campo elettromagnetico.

3.1. Onda sono vibrazioni che si propagano nello spazio nel tempo.
onde meccaniche può propagarsi solo in qualche mezzo (sostanza): in un gas, in un liquido, in un solido. Le onde sono generate da corpi oscillanti che creano una deformazione del mezzo nello spazio circostante. Condizione necessaria poiché la comparsa delle onde elastiche è il verificarsi al momento della perturbazione del mezzo di forze che ne impediscono, in particolare, l'elasticità. Tendono ad avvicinare le particelle vicine quando si allontanano e le allontanano l'una dall'altra quando si avvicinano l'una all'altra. Le forze elastiche, agendo su particelle lontane dalla fonte di perturbazione, iniziano a sbilanciarle. Onde longitudinali caratteristico solo dei mezzi gassosi e liquidi, ma trasversale- anche ai solidi: il motivo è che le particelle che compongono questi mezzi possono muoversi liberamente, poiché non sono fissate rigidamente, contrariamente a solidi. Rispettivamente, vibrazioni trasversali fondamentalmente impossibile.

Le onde longitudinali sorgono quando le particelle del mezzo oscillano, orientandosi lungo il vettore di propagazione della perturbazione. Le onde trasversali si propagano in una direzione perpendicolare al vettore di impatto. In breve: se in un mezzo la deformazione causata da una perturbazione si manifesta sotto forma di taglio, trazione e compressione, allora noi stiamo parlando su un corpo solido, per il quale sono possibili sia onde longitudinali che trasversali. Se l'apparenza di un cambiamento è impossibile, il mezzo può essere qualsiasi.

Ogni onda si propaga ad una certa velocità. Sotto velocità delle onde capire la velocità di propagazione del disturbo. Poiché la velocità dell'onda è un valore costante (per un dato mezzo), la distanza percorsa dall'onda è uguale al prodotto della velocità per il tempo della sua propagazione. Pertanto, per trovare la lunghezza d'onda, è necessario moltiplicare la velocità dell'onda per il periodo di oscillazione in essa:

Lunghezza d'onda - la distanza tra due punti nello spazio più vicini tra loro in cui si verificano oscillazioni nella stessa fase. La lunghezza d'onda corrisponde al periodo spaziale dell'onda, cioè la distanza che un punto a fase costante "percorre" in un intervallo di tempo pari al periodo di oscillazione, quindi

numero d'onda(chiamato anche frequenza spaziale) è il rapporto 2 π radiante a lunghezza d'onda: analogo spaziale della frequenza circolare.

Definizione: il numero d'onda k è il tasso di crescita della fase dell'onda φ lungo la coordinata spaziale.

3.2. Onda piana - un'onda il cui fronte ha la forma di un piano.

Il fronte d'onda piana è di dimensioni illimitate, il vettore velocità di fase è perpendicolare al fronte. Un'onda piana è una soluzione particolare dell'equazione d'onda e un modello conveniente: tale onda non esiste in natura, poiché il fronte di un'onda piana inizia e finisce a , cosa che, ovviamente, non può essere.

L'equazione di qualsiasi onda è una soluzione di un'equazione differenziale chiamata equazione d'onda. L'equazione d'onda per la funzione è scritta come:

dove

· - Operatore Laplace;

· - funzione desiderata;

· - raggio del vettore del punto desiderato;

- velocità dell'onda;

· - volta.

superficie dell'onda è il luogo dei punti che sono perturbati dalla coordinata generalizzata nella stessa fase. caso speciale superficie d'onda - fronte d'onda.

MA) Onda piana - questa è un'onda, le cui superfici d'onda sono un insieme di piani paralleli tra loro.

B) onda sferica è un'onda le cui superfici d'onda sono un insieme di sfere concentriche.

Ray- superficie lineare, normale e d'onda. Sotto la direzione di propagazione delle onde capire la direzione dei raggi. Se il mezzo di propagazione dell'onda è omogeneo ed isotropo, i raggi sono rette (inoltre, se l'onda è piana - rette parallele).

Il concetto di raggio in fisica viene solitamente utilizzato solo nell'ottica geometrica e nell'acustica, poiché la manifestazione di effetti che non vengono studiati in queste aree, si perde il significato del concetto di raggio.

3.3. Caratteristiche energetiche dell'onda

Il mezzo in cui si propaga l'onda ha energia meccanica, che consiste nelle energie moto oscillatorio tutte le sue particelle. L'energia di una particella con massa m 0 si trova con la formula: E 0 = m 0 Α 2 w 2/2. L'unità di volume del mezzo contiene n = p/m 0 particelle (ρ è la densità del mezzo). Pertanto, un'unità di volume del mezzo ha l'energia w р = nЕ 0 = ρ Α 2 w 2 /2.

Densità di energia di massa(W p) è l'energia del moto oscillatorio delle particelle del mezzo contenute in un'unità del suo volume:

Flusso di energia(Ф) - un valore pari all'energia trasportata dall'onda attraverso una data superficie per unità di tempo:

Intensità delle onde o densità del flusso di energia(I) - valore, uguale al flusso energia trasportata da un'onda attraverso un'area unitaria perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda:

3.4. Onda elettromagnetica

Onda elettromagnetica- il processo di propagazione del campo elettromagnetico nello spazio.

Condizione di occorrenza onde elettromagnetiche. I cambiamenti nel campo magnetico si verificano quando cambia la forza della corrente nel conduttore e la forza della corrente nel conduttore cambia quando cambia la velocità delle cariche elettriche al suo interno, cioè quando le cariche si muovono con accelerazione. Pertanto, le onde elettromagnetiche dovrebbero sorgere durante il movimento accelerato delle cariche elettriche. Alla velocità di ricarica, zero, c'è solo un campo elettrico. A una velocità di carica costante, viene generato un campo elettromagnetico. Con il movimento accelerato della carica viene emessa un'onda elettromagnetica, che si propaga nello spazio a velocità finita.

Le onde elettromagnetiche si propagano nella materia con una velocità finita. Qui ε e μ sono la permeabilità dielettrica e magnetica della sostanza, ε 0 e μ 0 sono le costanti elettriche e magnetiche: ε 0 \u003d 8.85419 10 -12 F / m, μ 0 \u003d 1.25664 10 -6 Gn / m.

Velocità delle onde elettromagnetiche nel vuoto (ε = μ = 1):

Caratteristiche principali la radiazione elettromagnetica è considerata la frequenza, la lunghezza d'onda e la polarizzazione. La lunghezza d'onda dipende dalla velocità di propagazione della radiazione. La velocità di gruppo di propagazione della radiazione elettromagnetica nel vuoto è uguale alla velocità della luce, in altri mezzi questa velocità è inferiore.

La radiazione elettromagnetica è solitamente suddivisa in intervalli di frequenza (vedi tabella). Non ci sono transizioni brusche tra gli intervalli, a volte si sovrappongono e i confini tra di loro sono condizionali. Poiché la velocità di propagazione della radiazione è costante, la frequenza delle sue oscillazioni è strettamente correlata alla lunghezza d'onda nel vuoto.

Interferenza delle onde. onde coerenti. Condizioni di coerenza d'onda.

Lunghezza del percorso ottico (OPL) della luce. Relazione tra la differenza del p.r.d. onde con una differenza di fase delle oscillazioni causate dalle onde.

L'ampiezza dell'oscillazione risultante nell'interferenza di due onde. Condizioni per massimi e minimi dell'ampiezza durante l'interferenza di due onde.

Frange di interferenza e pattern di interferenza su uno schermo piatto illuminato da due strette e lunghe fessure parallele: a) luce rossa, b) luce bianca.

Moto uniformemente accelerato chiamato tale movimento in cui il vettore di accelerazione rimane invariato in grandezza e direzione. Un esempio di tale movimento è il movimento di una pietra lanciata ad un certo angolo rispetto all'orizzonte (ignorando la resistenza dell'aria). In qualsiasi punto della traiettoria, l'accelerazione della pietra è uguale all'accelerazione caduta libera. Pertanto, lo studio del moto uniformemente accelerato si riduce allo studio del moto rettilineo uniformemente accelerato. Nel caso di moto rettilineo, i vettori velocità e accelerazione sono diretti lungo la retta di moto. Pertanto, la velocità e l'accelerazione nelle proiezioni sulla direzione del moto possono essere considerate come grandezze algebriche. Con moto rettilineo uniformemente accelerato, la velocità del corpo è determinata dalla formula (1)

In questa formula, la velocità del corpo a t = 0 (velocità di partenza ), = cost – accelerazione. Nella proiezione sull'asse x selezionato, l'equazione (1) sarà scritta nella forma: (2). Sul grafico di proiezione della velocità υ x ( t), questa dipendenza ha la forma di una retta.

La pendenza del grafico della velocità può essere utilizzata per determinare l'accelerazione un corpo. Le costruzioni corrispondenti sono realizzate nelle Figg. per il grafico I L'accelerazione è numericamente uguale al rapporto tra i lati del triangolo ABC: .

Maggiore è l'angolo β che forma il grafico della velocità con l'asse del tempo, ovvero maggiore è la pendenza del grafico ( pendenza), maggiore è l'accelerazione del corpo.

Per il grafico I: υ 0 \u003d -2 m / s, un\u003d 1/2 m / s 2. Per il grafico II: υ 0 \u003d 3 m / s, un\u003d -1/3 m / s 2.

Il grafico della velocità permette inoltre di determinare la proiezione dello spostamento s del corpo per un certo tempo t. Assegniamo un piccolo intervallo di tempo Δt sull'asse del tempo. Se questo periodo di tempo è sufficientemente piccolo, allora la variazione di velocità in questo periodo è piccola, cioè il movimento durante questo periodo di tempo può essere considerato uniforme con una certa velocità media, che è uguale alla velocità istantanea υ del corpo nel mezzo dell'intervallo Δt. Pertanto, lo spostamento Δs durante il tempo Δt sarà uguale a Δs = υΔt. Questo spostamento è uguale all'area ombreggiata in Fig. strisce. Dividendo l'intervallo di tempo da 0 a un certo momento t in piccoli intervalli Δt, possiamo ottenere che lo spostamento s per un dato tempo t durante un moto rettilineo uniformemente accelerato è uguale all'area del trapezio ODEF. Le costruzioni corrispondenti sono realizzate nelle Figg. per il programma II. Il tempo t è preso pari a 5,5 s.

(3) - la formula risultante consente di determinare lo spostamento con moto uniformemente accelerato se l'accelerazione non è nota.

Se sostituiamo l'espressione per la velocità (2) nell'equazione (3), otteniamo (4) - questa formula viene utilizzata per scrivere l'equazione del movimento del corpo: (5).

Se esprimiamo dall'equazione (2) il tempo del moto (6) e lo sostituiamo nell'uguaglianza (3), allora

Questa formula consente di determinare il movimento in un momento sconosciuto del movimento.

E il tempo di spostamento, puoi trovare la distanza percorsa:

Sostituendo in questa formula l'espressione V cfr = V/2, troveremo la traiettoria percorsa durante il moto uniformemente accelerato da fermo:

Se, invece, sostituiamo nella formula (4.1) l'espressione V cfr = V 0/2, quindi otteniamo la traiettoria percorsa in frenata:

Le ultime due formule includono le velocità V 0 e V. Sostituendo l'espressione V=at nella formula (4.2) e l'espressione V 0 =at - nella formula (4.3), otteniamo

La formula risultante è valida sia per il moto uniformemente accelerato da uno stato di riposo, sia per il moto a velocità decrescente, quando il corpo si ferma alla fine del percorso. In entrambi i casi la distanza percorsa è proporzionale al quadrato del tempo del moto (e non solo del tempo, come nel caso del moto uniforme). Il primo a stabilire questo schema fu G. Galileo.

La tabella 2 fornisce le formule di base che descrivono l'accelerazione uniforme moto rettilineo.

Galileo non ha mai visto il suo libro, che delineava la teoria del moto uniformemente accelerato (insieme a molte altre sue scoperte). quando è stato pubblicato. Lo scienziato 74enne era già cieco. Galileo ha preso molto duramente la perdita della vista. "Puoi immaginare", scrisse, "come mi addoloro quando mi rendo conto che questo è il paradiso, questo mondo e l'Universo, che, dalle mie osservazioni e prove evidenti, sono stati ampliati cento e mille volte rispetto a ciò che pensava la gente lo erano.” le scienze in tutti i secoli passati, ora per me sono state così sminuite e ridotte.

Cinque anni prima Galileo era stato processato dall'Inquisizione. Le sue opinioni sulla struttura del mondo (e aderì al sistema copernicano, in cui il Sole, non la Terra, occupava un posto centrale) erano state a lungo detestate dai ministri della chiesa. Già nel 1614 il sacerdote domenicano Caccini dichiarò Galileo eretico e la matematica un'invenzione del diavolo. E nel 1616 l'Inquisizione dichiarò ufficialmente che «la dottrina attribuita a Copernico secondo cui la Terra si muove attorno al Sole, mentre il Sole sta al centro dell'Universo, fermo da est a ovest, è contraria alla Sacra Scrittura, e quindi non può essere né difeso né accettato per la verità". Il libro di Copernico, che delineava il suo sistema del mondo, fu bandito e Galileo fu avvertito che se "non si calmerà, sarà imprigionato".

Ma Galileo «non si è calmato». "Non c'è odio più grande nel mondo", ha scritto lo scienziato, "che l'ignoranza per la conoscenza". E nel 1632 fu pubblicato il suo famoso libro "Dialogo sui due principali sistemi del mondo - Tolemaico e Copernicano", in cui forniva numerosi argomenti a favore del sistema copernicano. Tuttavia, solo 500 copie di quest'opera furono vendute, poiché pochi mesi dopo, per ordine del Papa
L'editore romano del libro ha ricevuto l'ordine di sospendere la vendita di quest'opera.

Nell'autunno dello stesso anno Galileo riceve dall'Inquisizione l'ordine di recarsi a Roma e, dopo qualche tempo, uno scienziato malato di 69 anni viene portato in barella nella capitale, qui nel carcere dell'Inquisizione , Galileo è costretto a rinunciare alle sue opinioni sulla struttura del mondo, e il 22 giugno 1633 in un monastero romano Minerva Galileo legge e firma il testo preparato della rinuncia

"Io, Galileo Galilei, figlio del defunto Vincenzo Galilei di Firenze, 70 anni, condotto personalmente in giudizio e inginocchiato davanti a Vostre Eminenze, reverendi signori cardinali, inquisitori generali contro l'eresia in tutto il mondo cristiano, avendo davanti a me il sacro Vangelo e ponendogli le mani giuro che ho sempre creduto, credo ora e con l'aiuto di Dio continuerò a credere in tutto ciò che la santa Chiesa cattolica e apostolica romana riconosce, definisce e predica"

Secondo la decisione del tribunale, il libro di Galileo fu bandito, e lui stesso fu condannato alla reclusione a tempo indeterminato.Tuttavia il Papa perdonò Galileo e sostituì la sua reclusione con l'esilio. Galileo si trasferì ad Arcetri e qui, agli arresti domiciliari, scrisse il libro "Conversazioni e prove matematiche concernenti due nuove branche della scienza relative alla Meccanica e al Moto Locale" Nel 1636 il manoscritto del libro fu inviato in Olanda, dove fu pubblicato nel 1638. Con questo libro Galileo riassunse i suoi molti anni ricerca fisica Nello stesso anno Galileo divenne completamente cieco e, parlando della disgrazia che toccò al grande scienziato, Viviani (allievo di Galileo) scrisse: "Aveva gravi perdite oculari, tanto che dopo pochi mesi rimase completamente senza occhi - sì, Dico, senza i suoi occhi, che per poco tempo hanno visto di più in questo mondo di quanto tutti gli occhi umani in tutti i secoli passati siano stati in grado di vedere e osservare"

L'inquisitore fiorentino che visitò Galileo nella sua lettera a Roma disse di averlo trovato in condizioni molto gravi. Sulla base di questa lettera, il Papa permise a Galileo di tornare nella sua casa di Firenze. Qui gli fu subito consegnato l'ordine "Sotto dolore dell'ergastolo in vero carcere e della scomunica di non uscire in città e a nessuno, chiunque esso sia, di non parlare della maledetta opinione sul duplice movimento della Terra"

Galileo non rimase a lungo in casa, qualche mese dopo gli fu ordinato di tornare ad Arcetri, gli restavano circa quattro anni da vivere.L'8 gennaio 1642, alle quattro del mattino, Galileo morì.

1. Qual è la differenza tra moto uniformemente accelerato e moto uniforme? 2. Qual è la differenza tra la formula del percorso per il moto uniformemente accelerato e la formula del percorso moto uniforme? 3. Cosa sai della vita e dell'opera di G. Galileo? In che anno è nato?

Inserito da lettori da siti Internet

Materiali di fisica di grado 8, compiti e risposte di fisica per grado, appunti per la preparazione delle lezioni di fisica, piani per riassunti di lezioni di fisica di grado 8

Contenuto della lezione riassunto della lezione supporto cornice lezione presentazione metodi accelerativi tecnologie interattive Pratica compiti ed esercizi autoesame workshop, corsi di formazione, casi, missioni compiti a casa discussione domande domande retoriche degli studenti Illustrazioni audio, video clip e multimediali fotografie, immagini grafiche, tavole, schemi umorismo, aneddoti, barzellette, parabole a fumetti, proverbi, cruciverba, citazioni Componenti aggiuntivi riassunti articoli chip per curiosi cheat sheet libri di testo glossario di base e aggiuntivo di termini altro Miglioramento di libri di testo e lezionicorreggere gli errori nel libro di testo aggiornare un frammento nel libro di testo elementi di innovazione nella lezione sostituendo conoscenze obsolete con nuove Solo per insegnanti lezioni perfette piano del calendario per un anno linee guida programmi di discussione Lezioni integrate

grafico delle dipendenze V(t) per questo caso è mostrato in Fig.1.2.1. Intervallo di tempo Δt nella formula (1.4) si può prendere qualsiasi. Atteggiamento ∆V/∆t non dipende da questo. Quindi ΔV=Δt. Applicando questa formula all'intervallo da t circa= 0 fino a un certo punto t, puoi scrivere un'espressione per la velocità:

V(t)=V0 + a. (1.5)

Qui V0– valore di velocità a t circa= 0. Se le direzioni di velocità e accelerazione sono opposte, allora parlano di moto lento uniforme (Fig. 1.2.2).

Per un movimento lento uniforme, otteniamo in modo simile

V(t) = V0 – a.

Analizziamo la derivazione della formula per lo spostamento di un corpo durante un moto uniformemente accelerato. Si noti che in questo caso lo spostamento e la distanza percorsa sono lo stesso numero.

Considera un breve periodo di tempo Δt. Dalla definizione di velocità media Vcp = ∆S/∆t puoi trovare il percorso ∆S = V cp ∆t. La figura mostra che il percorso ∆S numericamente uguale ad area rettangolo con larghezza Δt e altezza Vcp. Se l'intervallo di tempo Δt scegli abbastanza piccolo, la velocità media sull'intervallo Δt coincide con la velocità istantanea in punto medio. ∆S ≈ V∆t. Questo rapporto è più accurato, minore è Δt. Abbattimento tempo pieno movimenti per intervalli così piccoli e dato che l'intero percorso Sè la somma delle traiettorie percorse durante questi intervalli, puoi assicurarti che sul grafico della velocità sia numericamente uguale all'area del trapezio:

S= ½ (V 0 + V)t,

sostituendo la (1.5), otteniamo per moto uniformemente accelerato:

S \u003d V 0 t + (a 2 / 2)(1.6)

Per un movimento lento uniforme l calcolato in questo modo:

L= V 0 t–(a 2 /2).

Analizziamo compito 1.3.

Lascia che il grafico della velocità abbia la forma mostrata in Fig. 1.2.4. Disegna grafici qualitativamente sincroni del percorso e dell'accelerazione rispetto al tempo.

Alunno:- Non mi sono mai imbattuto nel concetto di "grafica sincrona", inoltre non capisco davvero cosa significhi "disegnare con alta qualità".

– I grafici sincroni hanno le stesse scale lungo l'asse delle ascisse, su cui è tracciato il tempo. I grafici sono disposti uno sotto l'altro. I grafici sincroni sono utili per confrontare più parametri contemporaneamente in un determinato momento. In questo problema, rappresenteremo il movimento qualitativamente, cioè senza tenere conto di valori numerici specifici. Per noi è abbastanza per stabilire se la funzione diminuisce o aumenta, che forma ha, se ha interruzioni o nodi, ecc. Penso che per cominciare dovremmo ragionare insieme.

Dividi l'intero tempo del movimento in tre intervalli OV, BD, DE. Dimmi, qual è la natura del movimento su ciascuno di essi e con quale formula calcoleremo la distanza percorsa?

Alunno:- Posizione attiva OV il corpo si muoveva uniformemente con velocità iniziale zero, quindi la formula per il percorso è:

S 1 (t) = at2/2.

L'accelerazione può essere trovata dividendo la variazione di velocità, ad es. lunghezza AB, per un periodo di tempo OV.

Alunno:- Posizione attiva BD il corpo si muove uniformemente con una velocità V 0 acquisita alla fine della sezione OV. Formula del percorso - S=Vt. Non c'è accelerazione.

S 2 (t) = a 1 2 /2 + V 0 (t–t1).

Data questa spiegazione, scrivi una formula per il percorso sul sito DE.

Alunno:- Nell'ultima sezione, il movimento è uniformemente lento. Discuterò così. Fino al momento giusto t 2 il corpo ha già percorso una distanza S 2 \u003d a 1 2 / 2 + V (t 2 - t 1).

Ad esso va aggiunta un'espressione per il caso altrettanto lento, dato che il tempo viene contato dal valore t2 otteniamo la distanza percorsa, nel tempo t - t 2:

S 3 \u003d V 0 (t–t 2)–/2.

Prevedo la domanda su come trovare l'accelerazione un uno . È uguale CD/DE. Di conseguenza, otteniamo il percorso percorso nel tempo t>t 2

S (t)= a 1 2 /2+V 0 (t–t 1)– /2.

Alunno:- Nella prima sezione abbiamo una parabola con i rami rivolti verso l'alto. Sulla seconda - una linea retta, sull'ultima - anche una parabola, ma con rami in basso.

Il tuo disegno è impreciso. Il grafico del percorso non ha nodi, ovvero le parabole dovrebbero essere accoppiate uniformemente con una linea retta. Abbiamo già detto che la velocità è determinata dalla tangente della pendenza della tangente. Secondo il tuo disegno, risulta che al momento t 1 la velocità ha due valori contemporaneamente. Se costruisci una tangente a sinistra, la velocità sarà numericamente uguale a tgα, e se ti avvicini al punto a destra, la velocità è uguale a tg beta. Ma nel nostro caso, la velocità è una funzione continua. La contraddizione viene rimossa se il grafico è costruito in questo modo.

C'è un'altra utile relazione tra S, a, V e V 0. Assumiamo che il movimento avvenga in una direzione. In questo caso il movimento del corpo dal punto di partenza coincide con il percorso percorso. Usando (1.5), esprimere il tempo t ed escluderlo dall'uguaglianza (1.6). Ecco come si ottiene questa formula.

Alunno:– V(t) = V0 + a, significa,

t = (V–V 0)/a,

S = V 0 t + a 2 /2 = V 0 (V– V 0)/a + a[(V– V 0)/a] 2 = .

Infine abbiamo:

S= . (1.6 bis)

Storia.

Una volta, mentre studiava a Gottinga, Niels Bohr era scarsamente preparato per un colloquio e la sua performance si rivelò debole. Bor, però, non si perse d'animo e concluse con un sorriso:

“Ho sentito così tanti brutti discorsi qui che ti chiedo di considerare il mio come una vendetta.

Si chiama la parte della meccanica in cui si studia il movimento senza considerare le cause che causano l'uno o l'altro carattere del movimento cinematica.
Movimento meccanico chiamato cambiamento nella posizione di un corpo rispetto ad altri corpi
Sistema di riferimento chiamare il corpo di riferimento, il sistema di coordinate ad esso associato e l'orologio.
Ente di riferimento detto corpo, rispetto al quale si considera la posizione degli altri corpi.
punto materialeè chiamato un corpo le cui dimensioni in questo problema possono essere trascurate.
traiettoria chiamata linea mentale, che, durante il suo movimento, descrive un punto materiale.

In base alla forma della traiettoria, il movimento è suddiviso in:
un) rettilineo- la traiettoria è un segmento di retta;
b) curvilineo- la traiettoria è un segmento della curva.

Sentiero- questa è la lunghezza della traiettoria che il punto materiale descrive per un dato periodo di tempo. Questo è un valore scalare.
in movimentoè un vettore che collega la posizione iniziale di un punto materiale con la sua posizione finale (vedi Fig.).

È molto importante capire in che modo il percorso differisce dal movimento. La differenza più importante è che il movimento è un vettore con l'inizio nel punto di partenza e con la fine nella destinazione (non importa quale percorso abbia preso questo movimento). E il percorso è, al contrario, un valore scalare che riflette la lunghezza della traiettoria percorsa.

Movimento rettilineo uniforme detto movimento in cui un punto materiale compie gli stessi movimenti per intervalli di tempo uguali
La velocità del moto rettilineo uniforme chiamato il rapporto tra il movimento e il tempo per il quale si è verificato questo movimento:

Per movimento irregolare usa la nozione velocità media. Spesso iniettato velocità media come valore scalare. Questa è la velocità di tale movimento uniforme, in cui il corpo percorre lo stesso percorso nello stesso tempo del movimento irregolare:

velocità istantanea chiamata velocità del corpo in un dato punto della traiettoria o in questo momento volta.
Moto rettilineo uniformemente accelerato- questo è un movimento rettilineo in cui la velocità istantanea per intervalli di tempo uguali varia della stessa quantità

accelerazione chiamato il rapporto tra la variazione della velocità istantanea del corpo e il tempo durante il quale si è verificato questo cambiamento:

La dipendenza della coordinata corporea dal tempo in moto rettilineo uniforme ha la forma: x = x 0 + V x t, dove x 0 è la coordinata iniziale del corpo, V x è la velocità di movimento.
caduta libera detto moto uniformemente accelerato con accelerazione costante g \u003d 9,8 m / s 2 indipendente dalla massa del corpo in caduta. Si verifica solo sotto l'influenza della gravità.

La velocità in caduta libera si calcola con la formula:

Lo spostamento verticale si calcola con la formula:

Uno dei tipi di movimento di un punto materiale è il movimento in un cerchio. Con un tale movimento, la velocità del corpo è diretta lungo una tangente tracciata al cerchio nel punto in cui si trova il corpo (velocità lineare). La posizione di un corpo su un cerchio può essere descritta utilizzando un raggio disegnato dal centro del cerchio al corpo. Il movimento di un corpo quando si muove lungo un cerchio è descritto ruotando il raggio del cerchio che collega il centro del cerchio con il corpo. Il rapporto tra l'angolo di rotazione del raggio e l'intervallo di tempo durante il quale si è verificata questa rotazione caratterizza la velocità di movimento del corpo attorno al cerchio ed è chiamato velocità angolare ω:

La velocità angolare è correlata alla velocità lineare dalla relazione

dove r è il raggio della circonferenza.
Viene chiamato il tempo impiegato da un corpo per completare una rivoluzione periodo di circolazione. Il reciproco del periodo - la frequenza di circolazione - ν

Poiché con un moto uniforme lungo una circonferenza, il modulo di velocità non cambia, ma cambia la direzione della velocità, con tale moto si ha un'accelerazione. Egli è chiamato accelerazione centripeta , è diretto lungo il raggio al centro del cerchio:

Concetti di base e leggi della dinamica

Si chiama la parte della meccanica che studia le cause che hanno causato l'accelerazione dei corpi dinamica

Prima legge di Newton:
Esistono tali quadri di riferimento rispetto ai quali il corpo mantiene costante la sua velocità o è fermo se nessun altro corpo agisce su di esso o viene compensata l'azione di altri corpi.
Si chiama la proprietà di un corpo di mantenere uno stato di quiete o moto rettilineo uniforme con forze esterne equilibrate che agiscono su di esso inerzia. Il fenomeno del mantenimento della velocità di un corpo con forze esterne equilibrate è chiamato inerzia. sistemi di riferimento inerziali detti sistemi in cui è soddisfatta la prima legge di Newton.

Il principio di relatività di Galileo:
in tutto sistemi inerziali riferimento alle stesse condizioni iniziali, tutti i fenomeni meccanici procedono allo stesso modo, cioè obbedire alle stesse leggi
Il pesoè una misura dell'inerzia del corpo
Forzaè una misura quantitativa dell'interazione dei corpi.

Seconda legge di Newton:
La forza che agisce su un corpo è uguale al prodotto della massa del corpo per l'accelerazione impartita da questa forza:
$F↖(→) = m⋅a↖(→)$

L'aggiunta di forze consiste nel trovare la risultante di più forze, che produce lo stesso effetto di più forze che agiscono simultaneamente.

Terza legge di Newton:
Le forze con cui due corpi agiscono l'uno sull'altro si trovano sulla stessa retta, sono uguali in grandezza e opposte in direzione:
$F_1↖(→) = -F_2↖(→) $

La III legge di Newton sottolinea che l'azione dei corpi l'uno sull'altro ha carattere di interazione. Se il corpo A agisce sul corpo B, allora anche il corpo B agisce sul corpo A (vedi figura).

O in breve, la forza d'azione è uguale alla forza di reazione. Sorge spesso la domanda: perché un cavallo tira una slitta se questi corpi interagiscono forze uguali? Questo è possibile solo attraverso l'interazione con il terzo corpo: la Terra. La forza con cui gli zoccoli poggiano a terra deve essere maggiore della forza di attrito della slitta a terra. Altrimenti, gli zoccoli scivoleranno e il cavallo non si muoverà.
Se il corpo è soggetto a deformazione, sorgono forze che impediscono questa deformazione. Tali forze sono chiamate forze elastiche.

La legge di Hooke scritto nella forma

dove k è la rigidità della molla, x è la deformazione del corpo. Il segno "-" indica che la forza e la deformazione sono dirette in direzioni diverse.

Quando i corpi si muovono l'uno rispetto all'altro, sorgono forze che impediscono il movimento. Queste forze sono chiamate forze di attrito. Distinguere tra attrito statico e attrito radente. forza di attrito radente calcolato secondo la formula

dove N è la forza di reazione del supporto, µ è il coefficiente di attrito.
Questa forza non dipende dall'area dei corpi di sfregamento. Il coefficiente di attrito dipende dal materiale di cui sono fatti i corpi e dalla qualità del loro trattamento superficiale.

Attrito di riposo si verifica quando i corpi non si muovono l'uno rispetto all'altro. La forza di attrito statico può variare da zero a un valore massimo

Forze gravitazionali chiamate le forze con cui due corpi qualsiasi sono attratti l'uno dall'altro.

Legge gravità:
due corpi qualsiasi sono attratti l'uno dall'altro con una forza che è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro.

Qui R è la distanza tra i corpi. La legge di gravitazione universale in questa forma è valida sia per i punti materiali che per i corpi sferici.

peso corporeo chiamata la forza con cui il corpo preme su un supporto orizzontale o allunga la sospensione.

Gravitàè la forza con cui tutti i corpi sono attratti dalla Terra:

Con un supporto fisso, il peso del corpo è uguale in valore assoluto alla forza di gravità:

Se un corpo si muove verticalmente con accelerazione, il suo peso cambierà.
Quando un corpo si muove con un'accelerazione verso l'alto, il suo peso

Si può vedere che il peso del corpo è maggiore del peso del corpo a riposo.

Quando un corpo si muove con accelerazione verso il basso, il suo peso

In questo caso, il peso corporeo meno peso corpo a riposo.

assenza di gravitàè chiamato un tale movimento del corpo, in cui la sua accelerazione è uguale all'accelerazione della caduta libera, cioè a = g. Ciò è possibile se una sola forza agisce sul corpo: la forza di gravità.
satellite terrestre artificialeè un corpo con una velocità V1 sufficiente per muoversi in un cerchio attorno alla Terra
Solo una forza agisce sul satellite terrestre: la gravità, diretta verso il centro della Terra
prima velocità cosmica- questa è la velocità che deve essere riferita al corpo affinché ruoti attorno al pianeta in un'orbita circolare.

dove R è la distanza dal centro del pianeta al satellite.
Per la Terra, vicino alla sua superficie, la prima velocità di fuga è

1.3. Concetti di base e leggi della statica e dell'idrostatica

Un corpo (punto materiale) è in uno stato di equilibrio se la somma vettoriale delle forze che agiscono su di esso è uguale a zero. Esistono 3 tipi di equilibrio: stabile, instabile e indifferente. Se, quando un corpo viene portato fuori equilibrio, sorgono forze che tendono a riportarlo indietro, questo equilibrio stabile. Se sorgono forze che tendono ad allontanare ancora di più il corpo dalla posizione di equilibrio, questo posizione precaria; se non sorgono forze - indifferente(Vedi Fig. 3).


Quando si tratta non di un punto materiale, ma di un corpo che può avere un asse di rotazione, allora per raggiungere una posizione di equilibrio, oltre all'uguaglianza a zero della somma delle forze agenti sul corpo, è necessario che la somma algebrica dei momenti di tutte le forze agenti sul corpo sia uguale a zero.

Qui d è il braccio della forza. Spalla di forza d è la distanza dall'asse di rotazione alla linea d'azione della forza.

Condizione di bilanciamento della leva:
la somma algebrica dei momenti di tutte le forze che ruotano il corpo è uguale a zero.
Per pressione chiamano una quantità fisica uguale al rapporto tra la forza agente sul sito perpendicolare a questa forza all'area del sito:

Per liquidi e gas è valido Legge di Pascal:
la pressione è distribuita in tutte le direzioni senza variazioni.
Se un liquido o un gas si trova nel campo di gravità, ogni strato più alto preme su quelli inferiori e quando il liquido o il gas è immerso all'interno, la pressione aumenta. Per liquidi

dove ρ è la densità del liquido, h è la profondità di penetrazione nel liquido.

Il liquido omogeneo nei vasi comunicanti è impostato allo stesso livello. Se il liquido con densità diverse viene versato nelle ginocchia dei vasi comunicanti, il liquido con una densità maggiore viene installato a un'altezza inferiore. In questo caso

Le altezze delle colonne di liquido sono inversamente proporzionali alle densità:

Pressa idraulicaè un recipiente pieno di olio o altro liquido, in cui sono praticati due fori, chiusi da pistoni. I pistoni hanno zona diversa. Se una certa forza viene applicata a un pistone, la forza applicata al secondo pistone risulta essere diversa.
In questo modo, Pressa idraulica serve a convertire la grandezza della forza. Poiché la pressione sotto i pistoni deve essere la stessa, quindi

Quindi A1 = A2.
Un corpo immerso in un liquido o gas è soggetto a una forza di galleggiamento verso l'alto dal lato di questo liquido o gas, che è chiamato il potere di Archimede
Il valore della forza di galleggiamento è impostato legge di Archimede: una forza di galleggiamento agisce su un corpo immerso in un liquido o gas, diretta verticalmente verso l'alto e pari al peso del liquido o gas spostato dal corpo:

dove ρ liquido è la densità del liquido in cui è immerso il corpo; V sommerso - il volume della parte sommersa del corpo.

Condizione di galleggiamento del corpo- un corpo galleggia in un liquido o in un gas quando la forza di galleggiamento che agisce sul corpo è uguale alla forza di gravità che agisce sul corpo.

1.4. Leggi di conservazione

slancio corporeo detta grandezza fisica uguale al prodotto della massa del corpo per la sua velocità:

La quantità di moto è una quantità vettoriale. [p] = kg m/s. Insieme allo slancio del corpo, usano spesso impulso di forza.È il prodotto della forza per la sua durata.
La variazione della quantità di moto di un corpo è uguale alla quantità di moto della forza che agisce su quel corpo. Per un sistema di corpi isolato (un sistema i cui corpi interagiscono solo tra loro), legge di conservazione della quantità di moto: la somma degli impulsi dei corpi di un sistema isolato prima dell'interazione è uguale alla somma degli impulsi degli stessi corpi dopo l'interazione.
lavoro meccanico chiamano una quantità fisica uguale al prodotto della forza agente sul corpo, lo spostamento del corpo e il coseno dell'angolo tra la direzione della forza e lo spostamento:

Potenzaè il lavoro svolto per unità di tempo.

La capacità di un organismo di svolgere un lavoro è caratterizzata da una quantità chiamata energia. L'energia meccanica è suddivisa in cinetica e potenziale. Se un corpo può lavorare grazie al suo movimento, si dice che lo abbia fatto energia cinetica. L'energia cinetica del moto traslatorio di un punto materiale è calcolata dalla formula

Se un corpo può fare un lavoro cambiando la sua posizione rispetto ad altri corpi o cambiando la posizione di parti del corpo, lo ha fatto energia potenziale. Un esempio di energia potenziale: un corpo sollevato dal suolo, la sua energia è calcolata dalla formula

dove h è l'altezza dell'ascensore

Energia della molla compressa:

dove k è la costante della molla, x è la deformazione assoluta della molla.

La somma dell'energia potenziale e cinetica è energia meccanica. Per un sistema isolato di corpi in meccanica, legge di conservazione dell'energia meccanica: se le forze di attrito (o altre forze che portano alla dissipazione di energia) non agiscono tra i corpi di un sistema isolato, allora la somma delle energie meccaniche dei corpi di questo sistema non cambia (legge di conservazione dell'energia in meccanica) . Se ci sono forze di attrito tra i corpi di un sistema isolato, durante l'interazione parte dell'energia meccanica dei corpi viene trasferita in energia interna.

1.5. Vibrazioni meccaniche e onde

fluttuazioni sono chiamati movimenti che hanno uno o un altro grado di ripetizione nel tempo. Le oscillazioni sono dette periodiche se i valori delle grandezze fisiche che cambiano nel processo di oscillazione vengono ripetuti a intervalli regolari.
Vibrazioni armoniche si chiamano tali oscillazioni in cui la grandezza fisica oscillante x cambia secondo la legge del seno o del coseno, cioè

Viene chiamato il valore A, pari al massimo valore assoluto della grandezza fisica oscillante x ampiezza di oscillazione. L'espressione α = ωt + ϕ determina il valore di x in un dato momento ed è chiamata fase di oscillazione. Periodo T Viene chiamato il tempo impiegato da un corpo oscillante per compiere un'oscillazione completa. La frequenza delle oscillazioni periodiche chiamato il numero di oscillazioni complete per unità di tempo:

La frequenza è misurata in s -1. Questa unità è chiamata hertz (Hz).

Pendolo matematicoè un punto materiale di massa m sospeso su un filo inestensibile senza peso e oscillante su un piano verticale.
Se un'estremità della molla è fissata immobile e un corpo di massa m è attaccato all'altra estremità, quando il corpo è fuori equilibrio, la molla si allungherà e il corpo oscillerà sulla molla in senso orizzontale o verticale aereo. Tale pendolo è chiamato pendolo a molla.

Il periodo di oscillazione di un pendolo matematicoè determinato dalla formula

dove l è la lunghezza del pendolo.

Il periodo di oscillazione del carico sulla mollaè determinato dalla formula

dove k è la rigidità della molla, m è la massa del carico.

Propagazione delle oscillazioni nei mezzi elastici.
Un mezzo si dice elastico se ci sono forze di interazione tra le sue particelle. Le onde sono il processo di propagazione delle oscillazioni nei mezzi elastici.
L'onda si chiama trasversale, se le particelle del mezzo oscillano in direzioni perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda. L'onda si chiama longitudinale, se le oscillazioni delle particelle del mezzo avvengono nella direzione di propagazione dell'onda.
Lunghezza d'onda la distanza tra due punti più vicini oscillanti nella stessa fase si chiama:

dove v è la velocità di propagazione dell'onda.

onde sonore dette onde, oscillazioni in cui si verificano con frequenze da 20 a 20.000 Hz.
La velocità del suono è diversa nei diversi ambienti. La velocità del suono nell'aria è di 340 m/s.
onde ultrasoniche chiamate onde, la cui frequenza di oscillazione supera i 20.000 Hz. Le onde ultrasoniche non sono percepite dall'orecchio umano.