Mexanik ishning fizik miqdori. mexanik ish

IN Kundalik hayot Ish tushunchasiga tez-tez duch kelamiz. Bu so'z fizikada nimani anglatadi va elastik kuchning ishini qanday aniqlash mumkin? Ushbu savollarga javoblarni maqolada topasiz.

mexanik ish

Ish - kuch va siljish o'rtasidagi munosabatni tavsiflovchi skalyar algebraik miqdor. Agar bu ikki o'zgaruvchining yo'nalishi mos kelsa, u quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

• F- ishni bajaradigan kuch vektorining moduli;
• S- siljish vektor moduli.

Tanaga ta'sir qiluvchi kuch har doim ham ishlamaydi. Masalan, tortishish kuchining ishi, agar uning yo'nalishi tananing harakatiga perpendikulyar bo'lsa, nolga teng.

Agar kuch vektori siljish vektori bilan nolga teng bo'lmagan burchak hosil qilsa, ishni aniqlash uchun boshqa formuladan foydalanish kerak:

A=FSkosa

α - kuch va siljish vektorlari orasidagi burchak.

Ma'nosi, mexanik ish kuchning siljish yo‘nalishiga proyeksiyasining ko‘paytmasi va siljish moduli yoki kuch yo‘nalishi bo‘yicha siljish proyeksiyasining ko‘paytmasi va bu kuch moduli.

mexanik ish belgisi

Kuchning tananing siljishiga nisbatan yo'nalishiga qarab, ish A bo'lishi mumkin:

• ijobiy (0°≤ α<90°);
• salbiy (90°<α≤180°);
• nol (a=90°).

Agar A>0 bo'lsa, u holda tananing tezligi ortadi. Masalan, olma daraxtdan erga tushdi. A uchun<0 сила препятствует ускорению тела. Например, действие силы трения скольжения.

SI (Xalqaro birliklar tizimi) da ish uchun oʻlchov birligi Joul (1N*1m=J) hisoblanadi. Joule - kuchning ishi bo'lib, uning qiymati 1 Nyuton bo'lib, jism kuch yo'nalishi bo'yicha 1 metr harakat qilganda.

Elastik kuchning ishi

Kuchning ishini grafik jihatdan ham aniqlash mumkin. Buning uchun F s (x) grafigi ostidagi egri chiziqli figuraning maydoni hisoblanadi.

Demak, elastik kuchning prujinaning cho’zilishiga bog’liqligi grafigiga ko’ra elastik kuchning ish formulasini chiqarish mumkin.

U quyidagilarga teng:

A=kx 2 /2

• k- qattiqlik;
• x- mutlaq cho'zilish.

Biz nimani o'rgandik?

Mexanik ish tanaga kuch ta'sir qilganda amalga oshiriladi, bu esa tananing harakatiga olib keladi. Quvvat va siljish o'rtasida yuzaga keladigan burchakka qarab, ish nolga teng bo'lishi yoki salbiy yoki ijobiy belgiga ega bo'lishi mumkin. Misol sifatida elastik kuchdan foydalanib, siz ishni aniqlashning grafik usulini bilib oldingiz.

Tarkib:

Elektr toki undan keyin ma'lum maqsadlarda foydalanish, har qanday ishni bajarish uchun hosil bo'ladi. Elektr energiyasi tufayli barcha qurilmalar, qurilmalar va jihozlar ishlaydi. Ishning o'zi elektr zaryadini ma'lum masofaga ko'chirish uchun qo'llaniladigan ma'lum bir harakatdir. An'anaviy ravishda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismidagi bunday ish ushbu qismdagi kuchlanishning raqamli qiymatiga teng bo'ladi.

Kerakli hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun oqimning ishi qanday o'lchanganligini bilish kerak. Barcha hisob-kitoblar o'lchov asboblari yordamida olingan dastlabki ma'lumotlar asosida amalga oshiriladi. Zaryad qanchalik katta bo'lsa, uni ko'chirish uchun ko'proq harakat talab etiladi, shunchalik ko'p ish bajariladi.

Oqimning ishi deb ataladigan narsa

Elektr toki jismoniy miqdor sifatida o'z-o'zidan amaliy ahamiyatga ega emas. Eng muhim omil - bu oqimning harakati, u tomonidan bajarilgan ish bilan tavsiflanadi. Ishning o'zi ma'lum bir harakat bo'lib, uning jarayonida energiyaning bir turi boshqasiga aylanadi. Masalan, elektr energiyasi dvigatel milini aylantirish orqali mexanik energiyaga aylanadi. Elektr tokining o'zi ishi elektr maydonining ta'siri ostida o'tkazgichdagi zaryadlarning harakatlanishidan iborat. Aslida, harakatlanuvchi zaryadlangan zarralarning barcha ishlari elektr maydoni tomonidan amalga oshiriladi.

Hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun elektr tokining ishi uchun formulani olish kerak. Formulalarni tuzish uchun sizga oqim kuchi va kabi parametrlar kerak bo'ladi. Elektr tokining ishi va elektr maydonining ishi bir xil bo'lganligi sababli, u o'tkazgichda oqayotgan kuchlanish va zaryadning mahsuloti sifatida ifodalanadi. Ya'ni: A = Uq. Ushbu formula o'tkazgichdagi kuchlanishni aniqlaydigan nisbatdan olingan: U = A / q. Bundan kelib chiqadiki, kuchlanish A elektr maydonining zaryadlangan zarrachani o'tkazishdagi ishi q.

Zaryadlangan zarracha yoki zaryadning o'zi oqim kuchi va ushbu zaryadning o'tkazgich bo'ylab harakatlanishiga sarflangan vaqtning mahsuloti sifatida ko'rsatiladi: q \u003d U. Ushbu formulada o'tkazgichdagi oqim kuchiga nisbati ishlatilgan: I \u003d q / t. Ya'ni, zaryadning o'tkazgichning kesimidan o'tadigan vaqt oralig'iga nisbati. Yakuniy shaklda elektr tokining ishlash formulasi ma'lum miqdorlarning mahsulotiga o'xshaydi: A \u003d UIt.

Elektr tokining ishi qanday birliklarda o'lchanadi?

Elektr tokining ishi nima bilan o'lchanganligi haqidagi savolni to'g'ridan-to'g'ri hal qilishdan oldin, ushbu parametr hisoblangan barcha jismoniy miqdorlarning o'lchov birliklarini to'plash kerak. Har qanday ish, shuning uchun bu miqdorning o'lchov birligi 1 Joul (1 J) bo'ladi. Voltda o'lchanadi, oqim amperda va vaqt soniyalarda o'lchanadi. Shunday qilib, o'lchov birligi quyidagicha bo'ladi: 1 J = 1V x 1A x 1s.

Olingan o'lchov birliklariga asoslanib, elektr tokining ishi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismidagi oqim kuchi, uchastkaning uchlaridagi kuchlanish va oqim o'tkazgich orqali o'tadigan vaqt oralig'i mahsuloti sifatida aniqlanadi.

O'lchov voltmetr va soat yordamida amalga oshiriladi. Ushbu qurilmalar berilgan parametrning aniq qiymatini qanday topish masalasini samarali hal qilish imkonini beradi. Zanjirdagi ampermetr va voltmetrni yoqqaningizda, belgilangan vaqt davomida ularning o'qishlarini kuzatish kerak. Olingan ma'lumotlar formulaga kiritiladi, shundan so'ng yakuniy natija ko'rsatiladi.

Barcha uchta qurilmaning funktsiyalari iste'mol qilinadigan energiyani va aslida elektr toki bilan bajarilgan ishlarni hisobga oladigan elektr hisoblagichlarda birlashtirilgan. Bu erda boshqa birlik ishlatiladi - 1 kVt soat, bu ham vaqt birligida qancha ish bajarilganligini anglatadi.

Siz asosiy maktab fizikasi kursidan mexanik ish (kuch ishi) bilan allaqachon tanishsiz. Quyidagi holatlar uchun u erda berilgan mexanik ish ta'rifini eslang.

Agar kuch tananing siljishi bilan bir xil yo'nalishda yo'naltirilgan bo'lsa, u holda kuch tomonidan bajarilgan ish

Bunday holda, kuch tomonidan bajarilgan ish ijobiydir.

Agar kuch tananing harakatiga qarama-qarshi yo'naltirilgan bo'lsa, u holda kuch bajargan ish bo'ladi

Bunday holda, kuch tomonidan bajarilgan ish salbiy hisoblanadi.

Agar f_vec kuchi jismning s_vec siljishiga perpendikulyar yo'naltirilgan bo'lsa, u holda kuchning ishi nolga teng bo'ladi:

Ish skalyar miqdordir. Ish birligi energiyaning saqlanish qonunini ochishda muhim rol oʻynagan ingliz olimi Jeyms Joul sharafiga joule (belgilangan: J) deb ataladi. (1) formuladan kelib chiqadi:

1 J = 1 N * m.

1. Og'irligi 0,5 kg bo'lgan bar stol bo'ylab 2 m ga harakatlantirilib, unga 4 N ga teng elastik kuch qo'llanildi (28.1-rasm). Bar va stol orasidagi ishqalanish koeffitsienti 0,2 ga teng. Barda qanday ish bajariladi:
a) tortishish kuchi m?
b) normal reaksiya kuchlari?
v) elastik kuch?
d) surilma ishqalanish kuchlari tr?

Jismga ta'sir qiluvchi bir nechta kuchlarning umumiy ishini ikki yo'l bilan topish mumkin:
1. Har bir kuchning ishini toping va belgilarni hisobga olgan holda ushbu ishlarni qo'shing.
2. Jismga taalluqli barcha kuchlarning natijasini toping va natijaning ishini hisoblang.

Ikkala usul ham bir xil natijaga olib keladi. Buni tekshirish uchun oldingi vazifaga qayting va 2-topshiriq savollariga javob bering.

2. Nimaga teng:
a) blokga ta'sir etuvchi barcha kuchlar ishining yig'indisi?
b) barga ta'sir etuvchi barcha kuchlarning natijasi?
c) natijaning ishi? Umumiy holatda (f_vec kuchi s_vec siljishiga ixtiyoriy burchakka yo'naltirilganda), kuch ishining ta'rifi quyidagicha bo'ladi.

Doimiy kuchning A ishi kuch modulining F ko'paytma moduli s va kuch yo'nalishi va siljish yo'nalishi orasidagi a burchak kosinusining ko'paytmasiga teng:

A = Fs cos a (4)

3. Ishning umumiy ta'rifi quyidagi diagrammada ko'rsatilgan xulosalarga olib kelishini ko'rsating. Ularni og'zaki shakllantiring va daftaringizga yozing.

4. Stol ustidagi shtrixga kuch qo‘llaniladi, uning moduli 10 N. Bu kuch bilan barning harakati o‘rtasidagi burchak qancha bo‘ladi, agar shtrix stol bo‘ylab 60 sm harakat qilganda, bu kuch ish: a) 3 J; b) –3 J; c) –3 J; d) -6 J? Tushuntirish chizmalarini tuzing.

2. Tortishish kuchining ishi

Massasi m bo‘lgan jism dastlabki h n balandlikdan oxirgi h k balandlikka vertikal harakatlansin.

Agar tana pastga harakat qilsa (h n > h k, 28.2-rasm, a), harakat yo'nalishi tortishish yo'nalishiga to'g'ri keladi, shuning uchun tortishish ishi ijobiy bo'ladi. Agar tana yuqoriga ko'tarilsa (h n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.

Ikkala holatda ham tortishish kuchi bilan bajarilgan ish

A \u003d mg (h n - h k). (besh)

Endi vertikalga burchak ostida harakat qilganda tortishish kuchi bajargan ishni topamiz.

5. Massasi m boʻlgan kichik blok uzunligi s va balandligi h boʻlgan qiya tekislik boʻylab sirgʻalib ketdi (28.3-rasm). Qiya tekislik vertikal bilan a burchak hosil qiladi.

a) Og'irlik yo'nalishi bilan barning harakat yo'nalishi o'rtasidagi burchak qanday? Tushuntiruvchi chizma tuzing.
b) Gravitatsiya ishini m, g, s, a bilan ifodalang.
v) s ni h va a bilan ifodalang.
d) Gravitatsiya ishini m, g, h bilan ifodalang.
e) Shtrix butun bir tekislik bo'ylab yuqoriga ko'tarilganda tortishish kuchi qanday ish bo'ladi?

Ushbu vazifani bajarib, siz tortishish ishi, hatto tana vertikalga burchak ostida - yuqoriga ham, pastga ham harakat qilganda ham (5) formula bilan ifodalanganligiga ishonch hosil qildingiz.

Ammo keyin tortishish ishi uchun formula (5) jism har qanday traektoriya bo'ylab harakat qilganda o'rinli bo'ladi, chunki har qanday traektoriya (28.4-rasm, a) kichik "qiya tekisliklar" to'plami sifatida ifodalanishi mumkin (28.4-rasm, b). .

Shunday qilib,
harakat paytida tortishish ishi, lekin har qanday traektoriya formula bilan ifodalanadi

A t \u003d mg (h n - h k),

Bu erda h n - tananing boshlang'ich balandligi, h to - uning yakuniy balandligi.
Gravitatsiya ishi traektoriyaning shakliga bog'liq emas.

Masalan, jismni A nuqtadan B nuqtaga (28.5-rasm) 1, 2 yoki 3-traektoriya bo'ylab ko'chirishda tortishish kuchi bir xil bo'ladi. Bu erdan, xususan, yopiq traektoriya bo'ylab harakatlanayotganda (tana boshlang'ich nuqtasiga qaytganda) tortishish ishi nolga teng ekanligi kelib chiqadi.

6. Uzunligi l bo‘lgan ipga osilgan massasi m bo‘lgan to‘p ipni tarang tutgan holda 90º ga burildi va surishsiz qo‘yib yuborildi.
a) To'p muvozanat holatiga o'tish vaqtidagi tortishish kuchi qanday ish bo'ladi (28.6-rasm)?
b) Ipning elastik kuchi bir vaqtning o'zida qanday ishlaydi?
v) to'pga bir vaqtning o'zida tatbiq etilgan natijaviy kuchlarning ishi qanday?

3. Elastiklik kuchining ishi

Prujinaning deformatsiyalanmagan holatiga qaytganida, elastik quvvat har doim ijobiy ish qiladi: uning yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri keladi (28.7-rasm).

Elastik kuchning ishini toping.
Ushbu kuchning moduli deformatsiya moduli x bilan bog'liqdir (15-§ ga qarang)

Bunday kuchning ishini grafik tarzda topish mumkin.

Avval e'tibor bering, doimiy kuchning ishi kuch va siljish grafigi ostidagi to'rtburchakning maydoniga son jihatdan teng (28.8-rasm).

28.9-rasmda elastik kuch uchun F(x) ning grafigi berilgan. Keling, tananing butun siljishini shunday kichik intervallarga ajratamizki, ularning har biriga ta'sir qiladigan kuch doimiy deb hisoblanishi mumkin.

Keyin bu oraliqlarning har biridagi ish son jihatdan grafikning tegishli qismi ostidagi rasmning maydoniga teng bo'ladi. Barcha ishlar ushbu sohalardagi ishlarning yig'indisiga teng.

Demak, bu holda ish ham son jihatdan F(x) qaramlik grafigi ostidagi rasmning maydoniga teng.

7. 28.10-rasmdan foydalanib, buni isbotlang

prujina deformatsiyalanmagan holatga qaytganda elastik kuchning ishi formula bilan ifodalanadi

A = (kx 2)/2. (7)

8. 28.11-rasmdagi grafikdan foydalanib, prujinaning deformatsiyasi x n dan x k gacha o‘zgarganda elastik kuchning ishi formula bilan ifodalanishini isbotlang.

(8) formuladan biz elastik kuchning ishi faqat prujinaning dastlabki va oxirgi deformatsiyasiga bog'liqligini ko'ramiz, Demak, agar jism avval deformatsiyalansa, so'ngra dastlabki holatiga qaytsa, elastik kuchning ishi. kuch nolga teng. Eslatib o'tamiz, tortishish ishi bir xil xususiyatga ega.

9. Dastlabki momentda qattiqligi 400 N / m bo'lgan prujinaning tarangligi 3 sm ga teng.Buloq yana 2 sm ga cho'zilgan.
a) Prujinaning yakuniy deformatsiyasi qanday?
b) Prujinaning elastik kuchi qanday ish bajaradi?

10. Qattiqligi 200 N/m bo`lgan prujinani dastlabki momentda 2 sm ga cho`zilgan va oxirgi momentda u 1 sm ga siqilgan.Prujinaning elastik kuchi qanday ishi?

4. Ishqalanish kuchining ishi

Tananing mustahkam tayanchda siljishiga ruxsat bering. Jismga ta'sir etuvchi surma ishqalanish kuchi har doim harakatga qarama-qarshi yo'naltiriladi va shuning uchun toymasin ishqalanish kuchining ishi harakatning har qanday yo'nalishi uchun manfiy bo'ladi (28.12-rasm).

Shuning uchun, agar bar o'ngga o'tkazilsa va qoziq bilan chapga bir xil masofada bo'lsa, u o'zining dastlabki holatiga qaytsa ham, sirpanish ishqalanish kuchining umumiy ishi nolga teng bo'lmaydi. Bu surma ishqalanish kuchining ishi bilan tortishish kuchi va elastiklik kuchining ishi o'rtasidagi eng muhim farqdir. Eslatib o'tamiz, tanani yopiq traektoriya bo'ylab harakatlantirganda bu kuchlarning ishi nolga teng.

11. Massasi 1 kg bo'lgan shtrix stol bo'ylab shunday harakatlantirildiki, uning traektoriyasi tomoni 50 sm bo'lgan kvadrat bo'lib chiqdi.
a) Blok o'zining boshlang'ich nuqtasiga qaytdimi?
b) Shtrixga ta'sir etuvchi ishqalanish kuchining umumiy ishi nimaga teng? Bar va stol orasidagi ishqalanish koeffitsienti 0,3 ga teng.

5. Quvvat

Ko'pincha, nafaqat bajarilgan ish, balki ishning tezligi ham muhimdir. U kuch bilan ajralib turadi.

P quvvati A bajarilgan ishning ushbu ish bajariladigan t vaqt oralig'iga nisbati:

(Ba'zan mexanikada quvvat N harfi bilan, elektrodinamikada esa P harfi bilan belgilanadi. Bizga quvvat uchun bir xil belgidan foydalanish qulayroqdir.)

Quvvat birligi vatt (belgilangan: Vt), ingliz ixtirochisi Jeyms Vatt nomi bilan atalgan. (9) formuladan shunday xulosa kelib chiqadi

1 Vt = 1 J/s.

12. Og'irligi 10 kg bo'lgan chelak suvni 1 m balandlikka 2 s davomida bir xilda ko'targanda odam qanday kuchni rivojlantiradi?

Ko'pincha kuchni ish va vaqt nuqtai nazaridan emas, balki kuch va tezlik bilan ifodalash qulay.

Kuch siljish bo'ylab yo'naltirilgan holatni ko'rib chiqing. U holda kuchning ishi A = Fs. Ushbu ifodani (9) formulaga kuch uchun almashtirib, biz quyidagilarni olamiz:

P = (Fs)/t = F(s/t) = Fv. (10)

13. Avtomobil gorizontal yo'l bo'ylab 72 km/soat tezlikda ketmoqda. Shu bilan birga, uning dvigateli 20 kVt quvvatga ega. Mashinaning harakatiga qarshilik kuchi qanday?

Tezkor. Avtomobil gorizontal yo'l bo'ylab doimiy tezlikda harakatlanayotganda tortish kuchi mutlaq qiymatda avtomobilning qarshilik kuchiga teng bo'ladi.

14. Og'irligi 4 t bo'lgan beton blokni 30 m balandlikka teng ko'tarish uchun qancha vaqt kerak bo'ladi, agar kran dvigatelining kuchi 20 kVt, kran dvigatelining samaradorligi 75% bo'lsa?

Tezkor. Elektr dvigatelining samaradorligi yukni ko'tarish ishining dvigatel ishiga nisbatiga teng.

Qo'shimcha savollar va topshiriqlar

15. Massasi 200 g bo'lgan shar 10 balandlikdagi balkondan gorizontga 45º burchak ostida uloqtirildi. Parvozda maksimal 15 m balandlikka erishgandan so'ng, to'p erga tushdi.
a) To'pni ko'tarishda tortishish kuchi qanday ish qiladi?
b) To'p tushirilganda tortishish kuchi qanday ish qiladi?
v) To'pning butun parvozi davomida tortishish kuchi qanday ish qiladi?
d) Shartda qo'shimcha ma'lumotlar bormi?

16. Og'irligi 0,5 kg bo'lgan shar qattiqligi 250 N/m bo'lgan prujinaga osilgan va muvozanat holatidadir. To'p ko'tariladi, shunda prujina deformatsiyalanmaydi va surishsiz qo'yib yuboriladi.
a) To'p qanday balandlikka ko'tarilgan?
b) To‘p muvozanat holatiga o‘tish vaqtidagi tortishish kuchi qanday ish bo‘ladi?
v) To'p muvozanat holatiga o'tish vaqtida elastik kuchning ishi qanday?
d) To'p muvozanat holatiga o'tish vaqtida to'pga qo'llaniladigan barcha kuchlarning natijasi qanday ishi?

17. Og'irligi 10 kg bo'lgan chana qorli tog'dan qiyalik burchagi a = 30º bo'lgan boshlang'ich tezliksiz sirg'anadi va gorizontal sirt bo'ylab ma'lum masofani bosib o'tadi (28.13-rasm). Chana va qor orasidagi ishqalanish koeffitsienti 0,1 ga teng. Tog' poydevorining uzunligi l = 15 m.

a) Chana gorizontal yuzada harakat qilganda ishqalanish kuchining moduli nimaga teng?
b) Chana 20 m yo‘lda gorizontal sirt bo‘ylab harakat qilganda ishqalanish kuchi qanday ish bo‘ladi?
v) Chana tog'ga ko'tarilganda ishqalanish kuchining moduli qanday bo'ladi?
d) chananing tushishi vaqtida ishqalanish kuchi qanday ish bajaradi?
e) Chananing tushishi paytida tortishish kuchi qanday ish qiladi?
f) chana tog'dan tushayotganda unga ta'sir etuvchi natijaviy kuchlarning ishi qanday?

18. Og'irligi 1 tonna bo'lgan avtomobil 50 km/soat tezlikda harakatlanadi. Dvigatel 10 kVt quvvatga ega. Benzin sarfi 100 km uchun 8 litr. Benzinning zichligi 750 kg/m3, solishtirma yonish issiqligi esa 45 MJ/kg. Dvigatel samaradorligi qanday? Vaziyatda qo'shimcha ma'lumotlar bormi?
Tezkor. Issiqlik dvigatelining samaradorligi dvigatel tomonidan bajarilgan ishning yoqilg'i yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdoriga nisbatiga tengdir.

Deyarli har bir kishi, ikkilanmasdan, javob beradi: ikkinchisida. Va ular xato qiladilar. Vaziyat aksincha. Fizikada mexanik ish tasvirlangan quyidagi ta'riflar: mexanik ish jismga kuch ta'sir qilganda va u harakat qilganda bajariladi. Mexanik ish qo'llaniladigan kuchga va bosib o'tgan masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Mexanik ish formulasi

Mexanik ish quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:

Bu erda A - ish, F - kuch, s - bosib o'tgan masofa.

POTENTIAL(potentsial funktsiya), jismoniy kuch maydonlarining keng sinfini (elektr, tortishish va boshqalar) va umuman, vektorlar (suyuqlik tezligi maydoni va boshqalar) bilan ifodalangan fizik miqdorlar sohalarini tavsiflovchi tushuncha. Umumiy holatda vektor maydonining potensiali a( x,y,z) shunday skalyar funksiyadir u(x,y,z) bu a=grad

35. Elektr maydonidagi o'tkazgichlar. Elektr quvvati.elektr maydonidagi o'tkazgichlar. Supero'tkazuvchilar - bu elektr maydonining ta'siri ostida harakatlanishi mumkin bo'lgan juda ko'p miqdordagi erkin zaryad tashuvchilarning mavjudligi bilan tavsiflangan moddalar. Supero'tkazuvchilarga metallar, elektrolitlar, ko'mir kiradi. Metalllarda erkin zaryad tashuvchilari atomlarning tashqi qobiqlarining elektronlari bo'lib, ular atomlar o'zaro ta'sirlashganda "o'z" atomlari bilan aloqasini butunlay yo'qotadi va butun o'tkazgichning mulkiga aylanadi. Erkin elektronlar gaz molekulalari kabi termal harakatda ishtirok etadi va metall bo'ylab istalgan yo'nalishda harakatlanishi mumkin. Elektr quvvati- o'tkazgichning xarakteristikasi, uning elektr zaryadini to'plash qobiliyatining o'lchovi. Elektr zanjirlari nazariyasida sig'im ikki o'tkazgich orasidagi o'zaro sig'imdir; ikki terminalli tarmoq shaklida taqdim etilgan elektr davrining sig'im elementining parametri. Bunday sig'im elektr zaryadining kattaligining ushbu o'tkazgichlar orasidagi potentsial farqga nisbati sifatida aniqlanadi.

36. Yassi kondensatorning sig'imi.

Yassi kondensatorning sig'imi.

Bu. tekis kondansatkichning sig'imi faqat uning o'lchamiga, shakliga va dielektrik o'tkazuvchanligiga bog'liq. Yuqori sig'imli kondansatör yaratish uchun plitalarning maydonini oshirish va dielektrik qatlam qalinligini kamaytirish kerak.

37. Vakuumdagi oqimlarning magnit o'zaro ta'siri. Amper qonuni.Amper qonuni. 1820 yilda Amper (frantsuz olimi (1775-1836)) eksperimental ravishda hisoblash mumkin bo'lgan qonunni o'rnatdi. oqim bilan uzunlikdagi o'tkazgich elementiga ta'sir qiluvchi kuch.

bu erda magnit induksiya vektori, oqim yo'nalishi bo'yicha chizilgan o'tkazgichning uzunlik elementi vektori.

Kuch moduli , bu erda o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi va magnit maydon yo'nalishi o'rtasidagi burchak. Bir xil maydondagi oqim bilan to'g'ri o'tkazgich uchun

Ta'sir etuvchi kuchning yo'nalishi yordamida aniqlanishi mumkin chap qo'l qoidalari:

Agar chap qo'lning kafti magnit maydonning normal (oqimga) komponenti kaftga kirsa va to'rtta cho'zilgan barmoq oqim bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, bosh barmog'i Amper kuchining harakat yo'nalishini ko'rsatadi. .

38. Magnit maydon kuchi. Bio-Savart-Laplas qonuniMagnit maydon kuchi(standart belgi H ) - vektor jismoniy miqdor, vektorning farqiga teng magnit induksiya B Va magnitlanish vektori J .

IN Xalqaro birliklar tizimi (SI): qayerda - magnit doimiy.

BSL qonuni. Ayrim oqim elementining magnit maydonini belgilaydigan qonun

39. Bio-Savart-Laplas qonunining qo'llanilishi. To'g'ridan-to'g'ri oqim maydoni uchun

Dumaloq halqa uchun.

Va solenoid uchun

40. Magnit maydon induksiyasi Magnit maydon vektor kattalik bilan tavsiflanadi, bu magnit maydon induksiyasi deb ataladi (vektor miqdori, fazoning ma'lum bir nuqtasida magnit maydonning kuch xarakteristikasi). MI. (B) bu o'tkazgichlarga ta'sir qiluvchi kuch emas, bu quyidagi formula bo'yicha berilgan kuch orqali topiladigan miqdor: B \u003d F / (I * l) (Og'zaki: MI vektor moduli. (B) magnit maydon magnit chiziqlarga perpendikulyar joylashgan tok o‘tkazgichga ta’sir etuvchi F kuch modulining I o‘tkazgichdagi tok kuchiga va l o‘tkazgich uzunligiga nisbatiga teng. Magnit induktsiya faqat magnit maydonga bog'liq. Shu munosabat bilan induksiyani magnit maydonning miqdoriy xarakteristikasi deb hisoblash mumkin. Bu magnit maydon tezlik bilan harakatlanuvchi zaryadga qanday kuch bilan ta'sir qilishini (Lorentz kuchi) aniqlaydi. MI Tesla (1 T) da o'lchanadi. Bunday holda, 1 Tl \u003d 1 N / (A * m). MI yo'nalishi bor. Grafik jihatdan, uni chiziqlar sifatida chizish mumkin. Yagona magnit maydonda MIlar parallel bo'ladi va MI vektori barcha nuqtalarda bir xil tarzda yo'naltiriladi. Bir xil bo'lmagan magnit maydon, masalan, toki bo'lgan o'tkazgich atrofidagi maydonda magnit induksiya vektori o'tkazgich atrofidagi fazoning har bir nuqtasida o'zgaradi va bu vektorga tegishlar o'tkazgich atrofida konsentrik doiralarni hosil qiladi.

41. Zarrachaning magnit maydondagi harakati. Lorents kuchi. a) - Agar zarracha bir xil magnit maydon hududiga uchib kirsa va V vektor B vektorga perpendikulyar bo'lsa, u holda u radiusi R=mV/qB bo'lgan aylana bo'ylab harakatlanadi, chunki Lorents kuchi Fl=mV^2 /R markazga qo'zg'atuvchi kuch rolini o'ynaydi. Aylanish davri T=2piR/V=2pim/qB va u zarracha tezligiga bog'liq emas (Bu faqat V uchun to'g'ri keladi.<<скорости света) - Если угол между векторами V и B не равен 0 и 90 градусов, то частица в однородном магнитном поле движется по винтовой линии. - Если вектор V параллелен B, то частица движется по прямой линии (Fл=0). б) Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.

L.ning kuchi quyidagi munosabat bilan aniqlanadi: Fl = q VB sina (q - harakatlanuvchi zaryadning qiymati; V - uning tezligi moduli; B - magnit maydon induksiya vektorining moduli; alfa - orasidagi burchak. vektor V va vektor B) Lorents kuchi tezlikka perpendikulyar va shuning uchun u ish qilmaydi, zaryad tezligi modulini va uning kinetik energiyasini o'zgartirmaydi. Ammo tezlik yo'nalishi doimiy ravishda o'zgarib turadi. Lorentz kuchi B va v vektorlariga perpendikulyar bo'lib, uning yo'nalishi Amper kuchining yo'nalishi bilan chap qo'lning bir xil qoidasi yordamida aniqlanadi: agar chap qo'l magnit induksiya komponenti B ga perpendikulyar bo'ladigan tarzda joylashtirilgan bo'lsa. zaryad tezligi, kaftga kiradi va to'rt barmoq musbat zaryadning harakati bo'ylab (salbiyning harakatiga qarshi) yo'naltiriladi, keyin 90 gradus egilgan bosh barmog'i F l zaryadga ta'sir qiluvchi Lorentz kuchining yo'nalishini ko'rsatadi. .