Электр өрісінің энергиясы

 

Зарядталған оқшау өткізгіштердің электр өрісінің энергиясы келесі формуламен анықталады:

.

Зарядталған конденсатордың энергиясы

.

Зарядталған конденсатордың энергиясын астарлар арасындағы электр өрісін сипаттайтын шамалар арқылы өрнектеуге болады. Жазық конденсатордың электр сыйымдылығы   екенін ескерсек

 көбейтіндісі көлемді,   қатынасы электр өрісінің кернеулігін береді.

Сондықтан электр өрісінің энергиясын келесі түрде өрнектеуге болады:

Бірлік көлемдегі электр энергиясын өріс энергиясының тығыздығы деп атайды.

Өлшем бірлігі  .

38. Материалдық нүктенің динамикалық сипаттамасы. Динамиканың негізгі заңдары.

Ньютон заңдары. Динамика негізінде, аксиомалар ретінде қабылданатын, бірінші қағидалар жатады. Бұл қағидалар табиғатты құбылыстарға  жасалынған көптеген жылғы  бақылаулар мен тәжірибелерді және қоғамдық практика нәтижелерін жалпылап қорытындылаудан алынған. Механика аксиомаларын ең толық және ақырғы түрінде тағайындаған И. Ньютон еді. Сондықтан да оларды Ньютон заңдары деп атайды.

Ньютонның бірінші заңы (инерция заңы) . Егер материалық нүкте ешбір күш әсер етпесе, онда ол  өзінің қозғалысын сақтайды. Бұл инерция заңы және де Ньютон басқа да заңдары қандай да бір қозғалмайды деп саналатын координаталар осьтеріне қатысты  айтылады. Ньютон заңдары орындалатын бұл координаталар  осьтерінің системасын негізгі, болмаса абсолюттік системе дейді. Ал абсолют қозғалмайтын денелер табиғатта кездеспейді. Сондықтан да абсолют немесе негізгі системаны  тек жуықтап қана тағайындай аламыз.

 Ньютонның екінші заңы ( Негізгі заң) Материалық нүктеге әсер етуші күш осы нүкте үдеуімен бағытталады және шамасы үдеуге пропорционал болады.    Материалық нүкте түсірілген күшті Ғ деп, ал осыдан пайда болған нүкте үдеуін а деп белгілейік.

Ньютонның үшінші заңы (әсер және кері әсер заңы) Материалдық екі нүкте біріне –бірі бұл нүктелерді қосатын түзу бойымен қарама –қарсы бағытталған, модульдері тең күштермен әсер етеді.

Мысалы; стол үстіндегі өзінің салмағындағы күшпен столға қысым түсірсе, онда стол денеге сондай күшпен кері әсер етеді.

Динамика деп материялық денелердің, олардың инерциясын есепке алуымен күштер әсерінен пайда болатын қозғалысын қарастыратын теориялық механиканың бөлімін атайды. Инерция деп материялық дененің өзінің қозғалыс немесе тыныштық қалпын күштер түспеген кезде сақтап қалу қасиетін айтады. Ілгерілемелі қозғалыстағы дененің инерциясының өлшемі болып табылатын зат мөлшеріне тәуелді физикалық шама дененің массасы m деп аталады.

Нүкте динамикасы 4 аксиомаға негізделеді.

1-аксиома (инерция заңы): күштер түспейтін материялық нүкте (МН), оған күштер түсіп, қалпын өзгерткенге дейін тыныштықта немесе бірқалыпты түзу сызықты қозғалыста болады. Күштер болмағандағы нүктенің қозғалысы инерциялық қозғалыс деп аталады. Инерция заңы орындалатын санақ жүйесі (СЖ) инерциялық СЖ деп аталады. Көптеген есептерде Жермен байланысқан СЖ инерциялық деп алынады.

2-аксиома (динамиканың негізгі заңы): МН-нің үдеуі оған түсетін күшке пропорционал және сол күшпен бағыттас. Динамиканың негізгі теңдеуі

 . (5.1)

3-аксиома (әсер мен кері әсер заңы): екі МН бір-біріне модульдері тең және нүктелерді қосатын түзу бойымен қарама-қарсы бағытталған күштермен әсер етеді.

4-аксиома (күштер әсерінің тәуелсіздік заңы): әр күш бөлек түскенде МН алатын үдеулердің векторлық қосындысы барлық күштер біржолы түскенде алатын үдеуіне тең

 (5.2)

(5.2) теңдеуінің орнына (5.1) теңдеуін,   күші ретінде тең әсерлі күшті алып, қолдануға болады.

Ауырлық күш әсерінен денелер бірдей   үдеуіне ие болады, ол ауырлық күш үдеуі немесе еркін түсу үдеуі деп аталады. Егер МН-ге тек қана   ауырлық күші түсетін болса, онда (5.1) бойынша

 . (5.2)

Дененің массасы оның орналасуына және оған түсетін күштерге тәуелсіз, ал дененің салмағы дене орнының географикалық еніне және оның Жер орталығына дейінгі қашықтығына тәуелді еркін түсу үдеуінің өзгеруімен өзгеріп тұрады.