Šta to znači?

U fizici, "mehanički rad" je rad neke sile (gravitacije, elastičnosti, trenja, itd.) na tijelo, uslijed čega se tijelo kreće.

Često se riječ "mehanička" jednostavno ne piše.
Ponekad možete pronaći izraz "telo je obavilo posao", što u osnovi znači "sila koja deluje na telo obavila je posao".

Mislim - radim.

Idem - i ja radim.

Gdje je ovdje mehanički posao?

Ako se tijelo kreće pod djelovanjem sile, tada se vrši mehanički rad.

Za tijelo se kaže da radi.
Tačnije, to će biti ovako: rad vrši sila koja djeluje na tijelo.

Rad karakterizira rezultat djelovanja sile.

Sile koje djeluju na osobu vrše mehanički rad na njemu, a kao rezultat djelovanja tih sila, osoba se kreće.

Rad je fizička veličina jednaka umnošku sile koja djeluje na tijelo i putanje koju tijelo prođe pod djelovanjem sile u smjeru te sile.

A - mašinski rad,
F - snaga,
S - pređena udaljenost.

Posao je obavljen, ako su istovremeno ispunjena 2 uslova: sila djeluje na tijelo i na njega
kreće se u pravcu sile.

Posao nije obavljen(tj. jednako 0) ako:
1. Sila djeluje, ali se tijelo ne kreće.

Na primjer: djelujemo silom na kamen, ali ga ne možemo pomjeriti.

2. Tijelo se kreće, a sila je jednaka nuli, ili su sve sile kompenzirane (tj. rezultanta ovih sila je jednaka 0).
Na primjer: kada se krećete po inerciji, rad se ne obavlja.
3. Smjer sile i smjer kretanja tijela su međusobno okomiti.

Na primjer: kada se voz kreće horizontalno, gravitacija ne radi.

Rad može biti pozitivan ili negativan.

1. Ako su smjer sile i smjer kretanja tijela isti, obavlja se pozitivan rad.

Na primjer: gravitacija, djelujući na kap vode koja pada dolje, čini pozitivan rad.

2. Ako su smjer sile i kretanja tijela suprotni, vrši se negativan rad.

Na primjer: sila gravitacije koja djeluje na balon koji se diže radi negativan rad.

Ako na tijelo djeluje više sila, onda pun rad svih sila jednak je radu rezultantne sile.

Jedinice rada

U čast engleskog naučnika D. Joulea, jedinica rada je nazvana 1 Joule.

IN međunarodni sistem jedinice (SI):
[A] = J = N m
1J = 1N 1m

Mehanički rad je jednak 1 J ako se tijelo pod utjecajem sile od 1 N pomjeri 1 m u smjeru ove sile.

Kada leti od palca osobe do indeksa
komarac radi - 0,000,000,000,000,000,000,000,000,001 J.

Ljudsko srce izvrši približno 1 J rada u jednoj kontrakciji, što odgovara radu pri podizanju tereta od 10 kg na visinu od 1 cm.

NA RAD, PRIJATELJI!

Osnovne teorijske informacije

mehanički rad

Na osnovu koncepta predstavljene su energetske karakteristike kretanja mehanički rad ili rad sile. Rad koji obavlja stalna sila F, je fizička veličina jednaka proizvodu modula sile i pomaka, pomnoženog kosinusom ugla između vektora sila F i raseljavanje S:

Rad je skalarna veličina. Može biti pozitivno (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). At α = 90° rad sile je nula. U SI sistemu rad se mjeri u džulima (J). Joule jednako radu izvodi sila od 1 njutna po pomaku od 1 metra u smjeru sile.

Ako se sila mijenja s vremenom, onda da bi pronašli rad, grade graf ovisnosti sile o pomaku i pronalaze površinu figure ispod grafa - ovo je rad:

Primjer sile čiji modul zavisi od koordinata (pomaka) je elastična sila opruge, koja se pokorava Hookeovom zakonu ( F extr = kx).

Snaga

Rad koji izvrši sila u jedinici vremena se naziva moć. Snaga P(ponekad se naziva i kao N) je fizička veličina jednaka omjeru rada A na vremenski raspon t tokom kojeg je ovaj posao završen:

Ova formula izračunava prosečna snaga , tj. snaga koja generalno karakteriše proces. Dakle, rad se takođe može izraziti u vidu moći: A = Pt(osim ako se, naravno, zna snaga i vrijeme obavljanja posla). Jedinica snage naziva se vat (W) ili 1 džul po sekundi. Ako je kretanje ravnomjerno, tada:

Sa ovom formulom možemo izračunati trenutna snaga(napajanje ovog trenutka vrijeme) ako umjesto brzine u formulu zamijenimo vrijednost trenutne brzine. Kako znati koju snagu treba računati? Ako zadatak traži snagu u trenutku ili u nekoj tački u prostoru, onda se smatra trenutnim. Ako pitate o snazi ​​u određenom vremenskom periodu ili dijelu puta, onda potražite prosječnu snagu.

Efikasnost - faktor efikasnosti, jednak je omjeru korisnog rada i utrošenog, ili korisne snage prema utrošenoj:

Koji je rad koristan, a šta utrošen određuje se iz stanja konkretan zadatak putem logičkog zaključivanja. Na primjer, ako dizalica radi na podizanju tereta na određenu visinu, tada će rad podizanja tereta biti koristan (budući da je dizalica stvorena za njega), a rad koji obavlja elektromotor dizalice će biti potrošen.

Dakle, korisna i potrošena snaga nemaju strogu definiciju i nalaze se logičkim rasuđivanjem. U svakom zadatku sami moramo odrediti koja je u ovom zadatku bila svrha obavljanja posla (korisni rad ili snaga), a koji je bio mehanizam ili način obavljanja cijelog posla (potrošena snaga ili rad).

U opštem slučaju, efikasnost pokazuje koliko efikasno mehanizam pretvara jednu vrstu energije u drugu. Ako se snaga mijenja tokom vremena, tada se rad nalazi kao površina figure ispod grafika ovisnosti snage u vremenu:

Kinetička energija

Fizička veličina jednaka polovini proizvoda mase tijela i kvadrata njegove brzine naziva se kinetička energija tijela (energija kretanja):

To jest, ako se automobil mase 2000 kg kreće brzinom od 10 m/s, tada ima kinetičku energiju jednaku E k \u003d 100 kJ i sposoban je za rad od 100 kJ. Ova energija se može pretvoriti u toplotu (kada se automobil koči, zagreju se gume na točkovima, put i kočioni diskovi) ili se može potrošiti na deformisanje automobila i tela sa kojim se automobil sudario (u nesreći). Prilikom izračunavanja kinetičke energije nije bitno kuda se automobil kreće, jer je energija, kao i rad, skalarna veličina.

Tijelo ima energiju ako može raditi. Na primjer, tijelo koje se kreće ima kinetičku energiju, tj. energija kretanja, i sposoban je da izvrši rad na deformisanju tela ili da prenese ubrzanje tijelima sa kojima se sudar.

Fizičko značenje kinetičke energije: kako bi tijelo u mirovanju s masom m počeo da se kreće brzinom v potrebno je izvršiti rad jednak dobijenoj vrijednosti kinetičke energije. Ako je tjelesna masa m krećući se brzinom v, onda je za zaustavljanje potrebno izvršiti rad jednak njegovoj početnoj kinetičkoj energiji. Prilikom kočenja, kinetička energija se uglavnom (osim u slučaju sudara, kada se energija koristi za deformaciju) „odnosi“ silom trenja.

Teorem kinetičke energije: rad rezultantne sile jednak je promjeni kinetičke energije tijela:

Teorema kinetičke energije vrijedi i u općem slučaju kada se tijelo kreće pod djelovanjem promjenjive sile čiji se smjer ne poklapa sa smjerom kretanja. Ovu teoremu je zgodno primijeniti u problemima ubrzanja i usporavanja tijela.

Potencijalna energija

Uz kinetičku energiju ili energiju kretanja u fizici, važnu ulogu igra koncept potencijalna energija ili energija interakcije tijela.

Potencijalna energija je određena međusobnim položajem tijela (na primjer, položaj tijela u odnosu na površinu Zemlje). Pojam potencijalne energije može se uvesti samo za sile čiji rad ne zavisi od putanje tela i određen je samo početnim i konačnim položajem (tzv. konzervativne snage). Rad takvih sila na zatvorenoj putanji je nula. Ovo svojstvo posjeduju sila gravitacije i sila elastičnosti. Za ove sile možemo uvesti koncept potencijalne energije.

Potencijalna energija tijela u Zemljinom gravitacijskom polju izračunato po formuli:

Fizičko značenje potencijalne energije tijela: potencijalna energija je jednaka radu koji izvrši sila gravitacije pri spuštanju tijela na nulti nivo ( h je rastojanje od centra gravitacije tela do nultog nivoa). Ako tijelo ima potencijalnu energiju, onda je sposobno za rad kada ovo tijelo padne s visine h do nule. Rad gravitacije jednak je promjeni potencijalne energije tijela, uzete sa suprotnim predznakom:

Često u zadacima za energiju morate pronaći posao da podignete (preokrenete, izađete iz jame) tijelo. U svim ovim slučajevima potrebno je uzeti u obzir kretanje ne samog tijela, već samo njegovog centra gravitacije.

Potencijalna energija Ep zavisi od izbora nultog nivoa, odnosno od izbora početka ose OY. U svakom problemu, nulti nivo se bira iz razloga pogodnosti. Nije sama potencijalna energija ono što ima fizičko značenje, već njena promjena kada se tijelo kreće iz jednog položaja u drugi. Ova promjena ne zavisi od izbora nultog nivoa.

Potencijalna energija istegnute opruge izračunato po formuli:

gdje: k- krutost opruge. Istegnuta (ili stisnuta) opruga je sposobna pokrenuti tijelo koje je pričvršćeno za nju, odnosno prenijeti kinetičku energiju ovom tijelu. Dakle, takav izvor ima rezervu energije. Istezanje ili kompresija X mora se računati na osnovu nedeformisanog stanja tela.

Potencijalna energija elastično deformiranog tijela jednaka je radu elastične sile pri prelasku iz datog stanja u stanje sa nultom deformacijom. Ako je u početnom stanju opruga već bila deformirana, a njeno izduženje je bilo jednako x 1 , zatim po prelasku u novo stanje s elongacijom x 2, elastična sila će obaviti rad jednak promjeni potencijalne energije, uzete sa suprotnim predznakom (pošto je elastična sila uvijek usmjerena protiv deformacije tijela):

Potencijalna energija prilikom elastične deformacije je energija interakcije pojedinih dijelova tijela međusobno elastičnim silama.

Rad sile trenja zavisi od pređenog puta (ova vrsta sile čiji rad zavisi od putanje i pređenog puta naziva se: disipativne sile). Koncept potencijalne energije za silu trenja se ne može uvesti.

Efikasnost

Faktor efikasnosti (COP)- karakteristika efikasnosti sistema (uređaja, mašine) u odnosu na konverziju ili prenos energije. Određuje se omjerom korištene korisne energije i ukupne količine energije koju sustav primi (formula je već data gore).

Efikasnost se može izračunati i u smislu rada i u smislu snage. Korisni i utrošeni rad (snaga) uvijek se određuje jednostavnim logičkim rasuđivanjem.

U elektromotorima efikasnost je odnos izvršenog (korisnog) mehaničkog rada prema električna energija primljeno od izvora. Kod toplotnih motora, odnos korisnog mehaničkog rada i količine utrošene toplote. IN električni transformatori- omjer elektromagnetne energije primljene u sekundarnom namotu i energije koju troši primarni namotaj.

Zbog svoje opštosti, koncept efikasnosti omogućava upoređivanje i evaluaciju sa jedinstvene tačke gledišta različitih sistema kao što su nuklearni reaktori, električni generatori i motori, termoelektrane, poluprovodnički uređaji, biološki objekti itd.

Zbog neizbježnih gubitaka energije zbog trenja, zagrijavanja okolnih tijela itd. Efikasnost je uvijek manja od jedinice. U skladu s tim, efikasnost se izražava kao dio potrošene energije, odnosno kao pravi dio ili kao postotak, i predstavlja bezdimenzionalnu veličinu. Efikasnost karakteriše koliko efikasno mašina ili mehanizam radi. Efikasnost termoelektrana dostiže 35-40%, motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa pritiskom i predhlađenjem - 40-50%, dinamo i generatori velike snage- 95%, transformatori - 98%.

Zadatak u kojem trebate pronaći efikasnost ili je poznat, morate započeti logičnim rasuđivanjem – koji rad je koristan, a šta utrošen.

Zakon održanja mehaničke energije

puna mehanička energija zbir kinetičke energije (tj. energije kretanja) i potencijala (tj. energije interakcije tijela silama gravitacije i elastičnosti) naziva se:

Ako mehanička energija ne prelazi u druge oblike, na primjer, u unutrašnju (toplinsku) energiju, tada zbroj kinetičke i potencijalne energije ostaje nepromijenjen. Ako se mehanička energija pretvori u toplotnu, tada je promjena mehaničke energije jednaka radu sile trenja ili gubitaka energije, odnosno količini oslobođene topline, i tako dalje, drugim riječima, promjena ukupne mehaničke energije je jednak radu vanjskih sila:

Zbir kinetičke i potencijalne energije tijela koja čine zatvoreni sistem (tj. onaj u kojem ne djeluju vanjske sile, a njihov rad je jednak nuli, respektivno) i koja međusobno djeluju gravitacijskim silama i silama elastičnosti, ostaje nepromijenjen:

Ova izjava izražava zakon održanja energije (LSE) u mehaničkim procesima. To je posljedica Newtonovih zakona. Zakon održanja mehaničke energije je ispunjen samo kada tijela u zatvorenom sistemu međusobno djeluju silama elastičnosti i gravitacije. U svim problemima o zakonu održanja energije uvijek će postojati najmanje dva stanja sistema tijela. Zakon kaže da će ukupna energija prvog stanja biti jednaka ukupnoj energiji drugog stanja.

Algoritam za rješavanje zadataka o zakonu održanja energije:

1. Pronađite tačke početnog i konačnog položaja tijela.
2. Zapišite koju ili koju energiju tijelo ima u tim tačkama.
3. Izjednačite početnu i konačnu energiju tijela.
4. Dodajte ostale potrebne jednačine iz prethodnih tema iz fizike.
5. Riješi rezultirajuću jednačinu ili sistem jednačina koristeći matematičke metode.

Važno je napomenuti da je zakon održanja mehaničke energije omogućio da se dobije veza između koordinata i brzina tijela u dva različite tačke trajektorije bez analiziranja zakona kretanja tijela u svim međutačkama. Primjena zakona održanja mehaničke energije može uvelike pojednostaviti rješavanje mnogih problema.

U realnim uslovima, na gotovo uvek pokretna tela, zajedno sa gravitacionim silama, silama elastičnosti i drugim silama, deluju sile trenja ili sile otpora sredine. Rad sile trenja zavisi od dužine puta.

Ako sile trenja djeluju između tijela koja čine zatvoreni sistem, tada se mehanička energija ne čuva. Dio mehaničke energije pretvara se u unutrašnju energiju tijela (zagrijavanje). Dakle, energija u cjelini (tj. ne samo mehanička energija) je u svakom slučaju očuvana.

U bilo kojoj fizičkoj interakciji energija ne nastaje i ne nestaje. Samo se mijenja iz jednog oblika u drugi. Ova eksperimentalno utvrđena činjenica izražava osnovni zakon prirode - zakon održanja i transformacije energije.

Jedna od posljedica zakona održanja i transformacije energije je tvrdnja da je nemoguće stvoriti "perpetuum mobile" - mašinu koja bi mogla raditi neograničeno vrijeme bez trošenja energije.

Razni radni zadaci

Ako u problemu trebate pronaći mehanički rad, tada prvo odaberite metodu za njegovo pronalaženje:

1. Poslove možete pronaći pomoću formule: A = FS cos α . Odrediti silu koja vrši rad i količinu pomaka tijela pod djelovanjem te sile u odabranom referentnom okviru. Imajte na umu da se ugao mora izabrati između vektora sile i pomaka.
2. Rad vanjske sile može se naći kao razlika između mehaničke energije u konačnoj i početnoj situaciji. Mehanička energija jednaka je zbiru kinetičke i potencijalne energije tijela.
3. Rad obavljen da se tijelo podigne konstantnom brzinom može se naći po formuli: A = mgh, gdje h- visina do koje se penje težište tela.
4. Rad se može naći kao proizvod snage i vremena, tj. prema formuli: A = Pt.
5. Rad se može naći kao površina figure ispod grafika sile u odnosu na pomak ili snage u odnosu na vrijeme.

Zakon održanja energije i dinamika rotacionog kretanja

Zadaci ove teme su matematički prilično složeni, ali se uz poznavanje pristupa rješavaju po potpuno standardnom algoritmu. U svim problemima morat ćete uzeti u obzir rotaciju tijela u vertikalnoj ravni. Rješenje će se svesti na sljedeći slijed radnji:

1. Potrebno je odrediti tačku koja vas zanima (tačka u kojoj je potrebno odrediti brzinu tijela, silu zatezanja niti, težinu i tako dalje).
2. Zapišite drugi Newtonov zakon u ovoj tački, s obzirom da tijelo rotira, odnosno da ima centripetalno ubrzanje.
3. Zapišite zakon održanja mehaničke energije tako da sadrži brzinu tijela u toj vrlo zanimljivoj tački, kao i karakteristike stanja tijela u nekom stanju o kojem se nešto zna.
4. U zavisnosti od uslova, izrazite brzinu na kvadrat iz jedne jednačine i zamenite je drugom.
5. Izvršite ostale potrebne matematičke operacije da biste dobili konačni rezultat.

Prilikom rješavanja problema zapamtite sljedeće:

• Uslov za prolazak gornje tačke tokom rotacije na navojima minimalnom brzinom je sila reakcije oslonca N in gornja tačka je jednako 0. Isti uslov je zadovoljen kada se prođe gornja tačka mrtve petlje.
• Prilikom rotacije na štapu, uvjet za prolazak cijelog kruga je: minimalna brzina u gornjoj tački je 0.
• Uslov za odvajanje tijela od površine kugle je da je sila reakcije oslonca u tački razdvajanja nula.

Neelastični sudari

Zakon održanja mehaničke energije i zakon održanja količine gibanja omogućavaju pronalaženje rješenja za mehaničke probleme u slučajevima kada su djelujuće sile nepoznate. Primjer takvih problema je utjecajna interakcija tijela.

Udar (ili sudar) Uobičajeno je da se zove kratkotrajna interakcija tijela, zbog čega njihove brzine doživljavaju značajne promjene. Prilikom sudara tijela između njih djeluju kratkotrajne udarne sile čija je veličina po pravilu nepoznata. Stoga je nemoguće razmotriti interakciju udara direktno uz pomoć Newtonovih zakona. Primjena zakona održanja energije i impulsa u mnogim slučajevima omogućava da se proces sudara isključi iz razmatranja i dobije odnos između brzina tijela prije i nakon sudara, zaobilazeći sve međuvrijednosti ovih veličina.

Često se u svakodnevnom životu, tehnologiji i fizici (posebno u fizici atoma i elementarnih čestica) suočavamo sa udarnom interakcijom tijela. U mehanici se često koriste dva modela interakcije udarca - apsolutno elastični i apsolutno neelastični udari.

Apsolutno neelastičan udar Takva interakcija šoka se naziva, u kojoj su tijela povezana (lijepe zajedno) jedno s drugim i kreću dalje kao jedno tijelo.

U savršeno neelastičnom udaru mehanička energija se ne čuva. Djelomično ili potpuno prelazi u unutrašnju energiju tijela (zagrijavanje). Da biste opisali bilo kakve udare, potrebno je zapisati i zakon održanja količine gibanja i zakon održanja mehaničke energije, uzimajući u obzir oslobođenu toplinu (vrlo je poželjno prethodno nacrtati crtež).

Apsolutno elastičan udar

Apsolutno elastičan udar naziva se sudar u kojem je mehanička energija sistema tijela očuvana. U mnogim slučajevima, sudari atoma, molekula i elementarnih čestica pokoravaju se zakonima apsolutno elastičnog udara. Sa apsolutno elastičnim udarom, uz zakon održanja količine kretanja, ispunjen je i zakon održanja mehaničke energije. Jednostavan primjer Apsolutno elastičan sudar može biti centralni udar dvije bilijarske lopte, od kojih je jedna prije sudara mirovala.

centralni udarac loptice se naziva kolizija, u kojoj su brzine loptica prije i nakon udara usmjerene duž linije centara. Dakle, koristeći zakone održanja mehaničke energije i količine gibanja, moguće je odrediti brzine kuglica nakon sudara, ako su poznate njihove brzine prije sudara. Centralni udar se vrlo rijetko ostvaruje u praksi, posebno kada su u pitanju sudari atoma ili molekula. Kod necentralnog elastičnog sudara, brzine čestica (loptica) prije i poslije sudara nisu usmjerene duž iste prave linije.

Poseban slučaj necentralnog elastičnog udara je sudar dvije bilijarske kugle iste mase, od kojih je jedna prije sudara bila nepomična, a brzina druge nije bila usmjerena duž linije centara kugli. U ovom slučaju, vektori brzina kuglica nakon elastičnog sudara uvijek su usmjereni okomito jedan na drugi.

Zakoni o očuvanju. Teški zadaci

Više tijela

U nekim zadacima o zakonu održanja energije kablovi uz pomoć kojih se neki objekti kreću mogu imati masu (odnosno ne biti bestežinski, kao što ste možda već navikli). U ovom slučaju se mora uzeti u obzir i rad pomicanja takvih kablova (odnosno, njihov centar gravitacije).

Ako se dva tijela povezana bestežinskim štapom rotiraju u okomitoj ravni, tada:

1. odaberite nulti nivo za izračunavanje potencijalne energije, na primjer, na nivou ose rotacije ili na nivou najniže tačke u kojoj se nalazi jedno od opterećenja i napravite crtež;
2. napisan je zakon održanja mehaničke energije u kojem je na lijevoj strani napisan zbir kinetičke i potencijalne energije oba tijela u početnoj situaciji, a zbir kinetičke i potencijalne energije oba tijela u konačnoj situaciji napisano je na desnoj strani;
3. uzeti u obzir da su ugaone brzine tijela iste, tada su linearne brzine tijela proporcionalne polumjerima rotacije;
4. ako je potrebno, zapišite drugi Newtonov zakon za svako od tijela posebno.

Eksplozija projektila

U slučaju pucanja projektila oslobađa se eksplozivna energija. Da bismo pronašli ovu energiju, potrebno je od zbira mehaničke energije fragmenata nakon eksplozije oduzeti mehaničku energiju projektila prije eksplozije. Koristićemo i zakon održanja momenta zapisan u obliku kosinusne teoreme (vektorska metoda) ili u obliku projekcija na odabrane ose.

Sudari sa teškom pločom

Pustite prema teškoj ploči koja se kreće brzinom v, kreće se lagana lopta mase m brzinom u n. Budući da je impuls lopte mnogo manji od momenta gibanja ploče, brzina ploče se neće promijeniti nakon udara, i nastavit će se kretati istom brzinom i u istom smjeru. Kao rezultat elastičnog udara, lopta će odletjeti s ploče. Ovdje je važno to razumjeti brzina lopte u odnosu na ploču se neće promijeniti. U ovom slučaju, za konačnu brzinu lopte dobijamo:

Tako se brzina lopte nakon udara povećava za dvostruku brzinu zida. Slično razmišljanje za slučaj kada su se lopta i ploča kretale u istom smjeru prije udara dovodi do rezultata da se brzina lopte smanjuje za dvostruku brzinu zida:

U fizici i matematici, između ostalog, moraju biti ispunjena tri bitna uslova:

1. Proučite sve teme i ispunite sve testove i zadatke date u materijalima za učenje na ovoj stranici. Da biste to učinili, ne trebate baš ništa, naime: svaki dan posvetiti tri do četiri sata pripremama za CT iz fizike i matematike, proučavanju teorije i rješavanju problema. Činjenica je da je CT ispit na kojem nije dovoljno samo znati fiziku ili matematiku, potrebno je i znati brzo i bez grešaka rješavati veliki broj zadaci na različite teme i različite složenosti. Ovo poslednje se može naučiti samo rešavanjem hiljada problema.
2. Naučite sve formule i zakone u fizici, te formule i metode u matematici. U stvari, i to je vrlo jednostavno učiniti, postoji samo oko 200 potrebnih formula u fizici, a još nešto manje u matematici. U svakom od ovih predmeta postoji desetak standardnih metoda za rješavanje problema osnovnog nivoa složenosti, koje se također mogu naučiti, te tako potpuno automatski i bez poteškoća riješiti veći dio digitalne transformacije u pravo vrijeme. Nakon toga ćete morati razmišljati samo o najtežim zadacima.
3. Pohađati sve tri faze probnog testiranja iz fizike i matematike. Svaki RT se može posjetiti dva puta kako bi se riješile obje opcije. Opet, na DT-u, osim sposobnosti brzog i efikasnog rješavanja problema, te poznavanja formula i metoda, potrebno je i znati pravilno planirati vrijeme, rasporediti snage i što je najvažnije ispravno popuniti formular za odgovore. , ne brkajući ni brojeve odgovora i zadataka, ni vlastito prezime. Takođe, tokom RT-a je važno da se naviknete na stil postavljanja pitanja u zadacima, što može izgledati vrlo neobično nespremnoj osobi na DT-u.

Uspješna, marljiva i odgovorna implementacija ove tri tačke omogućit će vam da na CT-u pokažete odličan rezultat, maksimum onoga za što ste sposobni.

Pronašli ste grešku?

Ako mislite da ste pronašli grešku u materijali za obuku, onda pišite, molim vas, o tome poštom. Takođe možete prijaviti grešku socijalna mreža(). U pismu navedite predmet (fizika ili matematika), naziv ili broj teme ili testa, broj zadatka ili mjesto u tekstu (stranici) na kojem je, po vašem mišljenju, došlo do greške. Također opišite koja je navodna greška. Vaše pismo neće proći nezapaženo, greška će biti ili ispravljena, ili će Vam biti objašnjeno zašto nije greška.

Gotovo svi će bez oklijevanja odgovoriti: u drugom. I oni će pogriješiti. Slučaj je upravo suprotan. U fizici se opisuje mehanički rad sljedeće definicije: mehanički rad se vrši kada na tijelo djeluje sila i ono se kreće. Mehanički rad je direktno proporcionalan primijenjenoj sili i prijeđenoj udaljenosti.

Formula mehaničkog rada

Mehanički rad je određen formulom:

gdje je A rad, F sila, s prijeđeni put.

POTENCIJAL(potencijalna funkcija), koncept koji karakterizira široku klasu polja fizičke sile (električna, gravitacijska, itd.) i polja općenito fizičke veličine, predstavljen vektorima (polje brzine fluida, itd.). U opštem slučaju, potencijal vektorskog polja a( x,y,z) je takva skalarna funkcija u(x,y,z) da je a=grad

35. Provodniki u električnom polju. Električni kapacitet.provodnici u električnom polju. Provodniki su tvari koje karakterizira prisutnost u njima velikog broja slobodnih nosača naboja koji se mogu kretati pod utjecajem električnog polja. Provodniki uključuju metale, elektrolite, ugalj. U metalima, nosioci slobodnih naboja su elektroni vanjskih omotača atoma, koji, kada atomi interaguju, potpuno gube vezu sa "svojim" atomima i postaju vlasništvo cijelog vodiča u cjelini. Slobodni elektroni sudjeluju u toplinskom kretanju poput molekula plina i mogu se kretati kroz metal u bilo kojem smjeru. Električni kapacitet- karakteristika provodnika, mjera njegove sposobnosti da akumulira električni naboj. U teoriji električna kola kapacitivnost je međusobna kapacitivnost između dva provodnika; parametar kapacitivnog elementa električnog kola, predstavljen u obliku mreže sa dva terminala. Takav kapacitet je definiran kao omjer veličine električnog naboja i potencijalne razlike između ovih vodiča

36. Kapacitet ravnog kondenzatora.

Kapacitet ravnog kondenzatora.

To. Kapacitet ravnog kondenzatora zavisi samo od njegove veličine, oblika i dielektrične konstante. Za stvaranje kondenzatora velikog kapaciteta potrebno je povećati površinu ploča i smanjiti debljinu dielektričnog sloja.

37. Magnetna interakcija struja u vakuumu. Amperov zakon.Amperov zakon. Godine 1820, Ampere (francuski naučnik (1775-1836)) je eksperimentalno ustanovio zakon po kojem se može izračunati sila koja djeluje na element provodnika dužine sa strujom.

gdje je vektor magnetske indukcije, je vektor dužine elementa provodnika povučen u smjeru struje.

Modul sile, gdje je ugao između smjera struje u vodiču i smjera magnetskog polja. Za ravan vodič sa strujom u jednoličnom polju

Smjer djelovanja sile može se odrediti pomoću pravila lijeve ruke:

Ako je dlan lijeve ruke postavljen tako da je normalna (na trenutnu) komponenta magnetsko polje ušao u dlan, a četiri ispružena prsta su usmjerena duž struje, tada će palac pokazati smjer u kojem djeluje Amperova sila.

38. Jačina magnetnog polja. Biot-Savart-Laplaceov zakonJačina magnetnog polja(standardna oznaka H ) - vektor fizička količina, jednako razlici vektora magnetna indukcija B I vektor magnetizacije J .

IN Međunarodni sistem jedinica (SI): gdje- magnetna konstanta.

BSL zakon. Zakon koji određuje magnetsko polje pojedinog strujnog elementa

39. Primjena Biot-Savart-Laplaceovog zakona. Za polje jednosmerne struje

Za kružnu petlju.

I za solenoid

40. Indukcija magnetnog polja Magnetno polje karakterizira vektorska veličina, koja se naziva indukcija magnetskog polja (vektorska veličina, koja je sila karakteristična za magnetsko polje u datoj tački u prostoru). MI. (B) ovo nije sila koja djeluje na provodnike, to je veličina koja se nalazi kroz datu silu prema sljedećoj formuli: B = F / (I * l) (Verbalno: MI vektorski modul. (B) jednak je omjeru modula sile F, kojom magnetsko polje djeluje na strujni vodič koji se nalazi okomito na magnetske linije, prema jakosti struje u vodiču I i dužini vodiča l. Magnetna indukcija zavisi samo od magnetnog polja. U tom smislu, indukcija se može smatrati kvantitativnom karakteristikom magnetnog polja. Određuje kojom silom (Lorentzova sila) magnetsko polje djeluje na naboj koji se kreće brzinom. MI se mjeri u Tesli (1 T). U ovom slučaju, 1 Tl \u003d 1 N / (A * m). MI ima pravac. Grafički se može nacrtati kao linije. U uniformnom magnetnom polju, MI su paralelni, a MI vektor će biti usmjeren na isti način u svim tačkama. U slučaju neujednačenog magnetskog polja, na primjer, polja oko vodiča sa strujom, vektor magnetske indukcije će se promijeniti u svakoj tački u prostoru oko vodiča, a tangente na ovaj vektor će stvoriti koncentrične krugove oko vodiča.

41. Kretanje čestice u magnetskom polju. Lorentzova sila. a) - Ako čestica leti u područje jednolikog magnetskog polja, a vektor V je okomit na vektor B, tada se kreće duž kružnice poluprečnika R=mV/qB, budući da je Lorentzova sila Fl=mV^2 /R igra ulogu centripetalne sile. Period okretanja je T=2piR/V=2pim/qB i ne zavisi od brzine čestice (Ovo važi samo za V<<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. sila je određena relacijom: Fl = q VB sina (q je vrijednost pokretnog naboja; V je modul njegove brzine; B je modul vektora indukcije magnetskog polja; alfa je ugao između vektor V i vektor B) Lorentzova sila je okomita na brzinu i stoga ne radi, ne mijenja modul brzine naboja i njegovu kinetičku energiju. Ali smjer brzine se kontinuirano mijenja. Lorentzova sila je okomita na vektore B i v, a njen smjer se određuje korištenjem istog pravila lijeve ruke kao i smjer Amperove sile: ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta magnetske indukcije B, okomita na brzina naboja, ulazi u dlan, a četiri prsta su usmjerena duž kretanja pozitivnog naboja (protiv kretanja negativnog), tada će palac savijen za 90 stepeni pokazati smjer Lorentzove sile koja djeluje na naboj F l .

U svakodnevnom životu često nailazimo na takav koncept kao što je posao. Šta ova riječ znači u fizici i kako odrediti rad elastične sile? Odgovore na ova pitanja naći ćete u članku.

mehanički rad

Rad je skalarna algebarska veličina koja karakterizira odnos između sile i pomaka. Ako se smjer ove dvije varijable poklapa, izračunava se po sljedećoj formuli:

• F- modul vektora sile koji obavlja rad;
• S- modul vektora pomaka.

Sila koja deluje na telo ne radi uvek. Na primjer, rad gravitacije je nula ako je njegov smjer okomit na kretanje tijela.

Ako vektor sile formira ugao različit od nule s vektorom pomaka, tada treba koristiti drugu formulu za određivanje rada:

A=FScosα

α - ugao između vektora sile i pomaka.

znači, mehanički rad je proizvod projekcije sile na smjer pomaka i modula pomaka, odnosno proizvod projekcije pomaka na smjer sile i modula ove sile.

znak mehaničkog rada

U zavisnosti od smera sile u odnosu na pomeranje tela, rad A može biti:

• pozitivno (0°≤ α<90°);
• negativan (90°<α≤180°);
• nula (α=90°).

Ako je A>0, tada se brzina tijela povećava. Primjer je jabuka koja pada sa drveta na zemlju. Za<0 сила препятствует ускорению тела. Например, действие силы трения скольжения.

Jedinica mjere za rad u SI (Međunarodni sistem jedinica) je džul (1N*1m=J). Joule je rad sile čija je vrijednost 1 Njutn, kada se tijelo pomjeri 1 metar u smjeru sile.

Rad elastične sile

Rad sile se može odrediti i grafički. Za to se izračunava površina krivolinijske figure ispod grafa F s (x).

Dakle, prema grafu zavisnosti elastične sile od istezanja opruge, moguće je izvesti formulu za rad elastične sile.

To je jednako:

A=kx 2 /2

• k- krutost;
• x- apsolutno izduženje.

Šta smo naučili?

Mehanički rad se izvodi kada na tijelo djeluje sila, što dovodi do kretanja tijela. Ovisno o kutu koji se javlja između sile i pomaka, rad može biti nula ili imati negativan ili pozitivan predznak. Koristeći elastičnu silu kao primjer, naučili ste o grafičkom načinu određivanja rada.

Prije otkrivanja teme „Kako se mjeri rad“, potrebno je napraviti malu digresiju. Sve na ovom svijetu pokorava se zakonima fizike. Svaki proces ili pojava može se objasniti na osnovu određenih zakona fizike. Za svaku mjerljivu veličinu postoji jedinica u kojoj je uobičajeno mjeriti. Jedinice mjerenja su fiksne i imaju isto značenje u cijelom svijetu.

Razlog za to je sljedeći. 1960. godine, na jedanaestoj generalnoj konferenciji o težinama i mjerama, usvojen je sistem mjerenja, koji je priznat u cijelom svijetu. Ovaj sistem je nazvan Le Système International d'Unités, SI (SI System International). Ovaj sistem je postao osnova za definicije mjernih jedinica prihvaćenih u cijelom svijetu i njihovog odnosa.

Fizički termini i terminologija

U fizici se jedinica za mjerenje rada sile naziva J (Joule), u čast engleskog fizičara Jamesa Joulea, koji je dao veliki doprinos razvoju odjeljka termodinamike u fizici. Jedan džul je jednak radu sile od jedan N (njutn) kada se njena primjena pomjeri za jedan M (metar) u smjeru sile. Jedan N (njutn) jednak je sili mase od jednog kg (kilograma) pri ubrzanju od jednog m/s2 (metar u sekundi) u smjeru sile.

Za tvoju informaciju. U fizici je sve međusobno povezano, izvođenje bilo kojeg rada povezano je s izvođenjem dodatnih radnji. Primjer je kućni ventilator. Kada se ventilator uključi, lopatice ventilatora počinju da se okreću. Rotirajuće lopatice djeluju na protok zraka, dajući mu usmjereno kretanje. Ovo je rezultat rada. Ali za obavljanje posla neophodan je utjecaj drugih vanjskih sila, bez kojih je izvođenje radnje nemoguće. To uključuje jačinu električne struje, snagu, napon i mnoge druge međusobno povezane vrijednosti.

Električna struja, u svojoj suštini, je uređeno kretanje elektrona u provodniku u jedinici vremena. Električna struja se zasniva na pozitivno ili negativno nabijenim česticama. Zovu se električni naboji. Označen slovima C, q, Kl (Privjesak), nazvan po francuskom naučniku i pronalazaču Charlesu Coulomb-u. U SI sistemu, to je jedinica mjere za broj naelektrisanih elektrona. 1 C je jednako zapremini naelektrisanih čestica koje prolaze kroz poprečni presek provodnika u jedinici vremena. Jedinica vremena je jedna sekunda. Formula za električni naboj je prikazana ispod na slici.

Jačina električne struje označena je slovom A (amper). Amper je jedinica u fizici koja karakterizira mjerenje rada sile koja se troši na pomicanje naboja duž provodnika. U svojoj srži, električna struja je uređeno kretanje elektrona u vodiču pod utjecajem elektromagnetnog polja. Pod vodičem se podrazumijeva materijal ili rastopljena sol (elektrolit) koji ima mali otpor prolazu elektrona. Dvije fizičke veličine utiču na jačinu električne struje: napon i otpor. O njima će biti riječi u nastavku. Struja je uvijek direktno proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu.

Kao što je gore spomenuto, električna struja je uređeno kretanje elektrona u vodiču. Ali postoji jedno upozorenje: za njihovo kretanje potreban je određeni utjecaj. Ovaj efekat se stvara stvaranjem potencijalne razlike. Električni naboj može biti pozitivan ili negativan. Pozitivni naboji uvijek teže negativnim nabojima. Ovo je neophodno za ravnotežu sistema. Razlika između broja pozitivno i negativno nabijenih čestica naziva se električni napon.

Snaga je količina energije koja se troši da se izvrši rad od jednog J (Joule) u vremenskom periodu od jedne sekunde. Jedinica mjerenja u fizici se označava kao W (Watt), u SI sistemu W (Watt). Pošto se smatra električnom snagom, ovdje je to vrijednost električne energije utrošene za obavljanje određene radnje u određenom vremenskom periodu.