- •Передмова
- •МЕХАНІКА
- •1. КІНЕМАТИКА МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ
- •1.1. Основні поняття
- •1.4. Прямолінійний рух
- •1.5. Криволінійний рух. Рівномірний рух по колу
- •2. ДИНАМІКА МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ
- •2.1. Основні закони динаміки. Сила. Рівнодійна сила
- •2.2. Сили в механіці
- •2.4. Алгоритм розв’язання кількісних задач із фізики
- •2.5. Методичні рекомендації щодо розв’язання задач з динаміки
- •2.6. Приклади розв’язання задач
- •3. ЗАКОНИ ЗБЕРЕЖЕННЯ В МЕХАНІЦІ
- •3.1. Імпульс тіла. Імпульс сили
- •3.2. Закон збереження імпульсу
- •3.3. Реактивний рух
- •3.4. Енергія. Закон збереження енергії. Види енергії
- •3.5. Види механічної енергії та їх зв’язок з роботою
- •3.6. Механічна робота і потужність
- •3.7. Механічний удар
- •3.8. Прості механізми
- •4. МЕХАНІКА ТВЕРДОГО ТІЛА
- •4.1. Основні поняття
- •4.2. Умови і види рівноваги твердого тіла
- •4.3. Момент імпульсу. Закон збереження моменту імпульсу
- •4.4. Зіставлення рівнянь механіки поступального й обертального рухів (табл. 2)
- •4.5. Приклади розв’язання задач
- •5. ГІДРОСТАТИКА І АЕРОСТАТИКА
- •5.1. Тиск
- •5.2. Закон Паскаля
- •5.3. Гідростатичний тиск
- •5.4. Сполучені посудини
- •5.5. Гідростатичний парадокс
- •5.6. Гідравлічна машина
- •5.7. Закон Архімеда
- •5.8. Умови плавання тіл (табл. 3)
- •5.9. Атмосферний тиск, його вимірювання
- •5.10. Приклади розв’язання задач
- •6. ГІДРОДИНАМІКА І АЕРОДИНАМІКА
- •6.1. Струминна течія рідин і газів
- •6.2. Рівняння Бернуллі
- •6.3. Підйомна сила крила літака
- •6.4. Коефіцієнт лобового опору для тіл різної форми (табл. 4)
- •1. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНО-КІНЕТИЧНОЇ ТЕОРІЇ БУДОВИ РЕЧОВИНИ
- •1.1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії та їх дослідне обґрунтування
- •2. ВЛАСТИВОСТІ ГАЗІВ (ГАЗОВІ ЗАКОНИ)
- •2.2. Газові закони
- •2.3. Закон Дальтона
- •2.5. Середня довжина вільного пробігу молекул
- •2.6. Приклади розв’язання задач
- •3. ВЛАСТИВОСТІ ПАРИ
- •3.1. Пара. Випаровування і конденсація
- •3.2. Насичена і ненасичена пара
- •3.3. Вологість повітря (відносна й абсолютна). Точка роси
- •3.4. Кипіння. Перегріта рідина
- •3.5. Приклади розв’язання задач
- •4.2. Поверхнева енергія. Поверхневий натяг
- •4.3. Явище змочування. Капілярні явища
- •4.4. Формула Лапласа
- •4.5. Приклади розв’язання задач
- •5. ВЛАСТИВОСТІ ТВЕРДИХ ТІЛ
- •5.1. Кристалічні та аморфні тіла. Їхні властивості
- •5.2. Типи твердих кристалів
- •5.3. Рідкі кристали
- •5.4. Дефекти кристалічних ґраток
- •5.5. Механічні властивості твердих тіл
- •5.6. Приклади розв’язання задач
- •6. ТЕПЛОВЕ РОЗШИРЕННЯ ТВЕРДИХ І РІДКИХ ТІЛ
- •6.1. Графік залежності потенціальної енергії взаємодії найпростіших молекул від відстані між ними (потенціальна яма)
- •6.2. Лінійне й об’ємне розширення твердих і рідких тіл
- •6.3. Особливості теплового розширення води
- •6.4. Приклади розв’язання задач
- •1.1. Внутрішня енергія ідеального газу
- •1.2. Робота ідеального газу. Її геометричне тлумачення
- •1.5. Питома теплоємність речовини
- •1.6. Питома теплота згоряння палива. ККД нагрівача
- •1.7. Змінювання агрегатного стану речовини
- •2. ПЕРШИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ. АДІАБАТИЧНИЙ ПРОЦЕС
- •3. ДРУГИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ. ЕНТРОПІЯ
- •4. ТЕПЛОВІ ДВИГУНИ
- •ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
- •1. ЕЛЕКТРОСТАТИКА
- •1.1. Електричний заряд. Закон збереження заряду
- •1.7. Електризація тіл
- •2. ПОСТІЙНИЙ СТРУМ
- •2.1. Електричний струм. Сила струму. Густина струму
- •2.3. Послідовне і паралельне з’єднання провідників
- •2.4. ЕРС. Закон Ома для повного кола. З’єднання елементів
- •2.6. Приклади розв’язання задач
- •3. СТРУМИ ПРОВІДНОСТІ
- •3.2. Струм в електролітах
- •3.4. Струм у напівпровідниках
- •3.5. Струм у вакуумі (струм переносу)
- •3.6. Приклади розв’язання задач
- •4. МАГНЕТИЗМ
- •4.1. Магнітне поле. Магнітна індукція поля
- •4.2. Магнітне поле струму
- •4.3. Дія магнітного поля на рухомий заряд (сила Лоренца) і провідник зі струмом (сила Ампера). Правило лівої руки
- •4.4. Дія магнітного поля на рамку зі струмом. Магнітний потік
- •4.5. Закон взаємодії паралельних струмів
- •4.6. Магнітне поле у речовині
- •4.7. Приклади розв’язання задач
- •5. ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ
- •5.1. Явище електромагнітної індукції. Вихрове електричне поле
- •5.3. Індукційні струми в суцільних провідниках
- •5.4. Самоіндукція. Індуктивність. Енергія магнітного поля
- •5.5. Електромагнітне поле. Теорія Максвелла в якісному вигляді
- •5.6. Приклади розв’язання задач
- •ФІЗИКА КОЛИВАНЬ
- •1. КОЛИВАЛЬНИЙ РУХ
- •1.1. Основні поняття
- •1.2. Гармонічні коливання
- •2. ЗМІННИЙ СТРУМ
- •2.1. Одержання змінного синусоїдного струму. Закономірності змінного струму
- •2.2. Діюче значення змінного струму
- •2.3. Опір змінному струму. Закон Ома для змінного струму
- •2.4. Електричний резонанс. Резонанс напруг. Резонанс струмів
- •2.5. Випрямлення змінного струму
- •2.6. Трансформація змінного струму
- •2.7. Змінний струм високої частоти
- •2.8. Приклади розв’язання задач
- •3. ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ КОЛИВАННЯ
- •3.2. Закономірності вільних електромагнітних коливань. Згасаючі коливання
- •3.3. Отримання незгасаючих електромагнітних коливань
- •3.4. Приклади розв’язання задач
- •4. МЕХАНІЧНІ ХВИЛІ. ЗВУК
- •4.1. Поздовжні і поперечні хвилі. Промінь. Довжина хвилі. Фронт хвилі
- •4.2. Принцип Гюйгенса
- •4.3. Інтерференція хвиль
- •4.4. Дифракція хвиль
- •4.5. Звук. Звукові хвилі. Інтенсивність, висота і тембр звуку
- •4.6. Луна. Звуковий резонанс
- •4.7. Приклади розв’язання задач
- •5. ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ХВИЛІ
- •5.1. Випромінювання електромагнітних хвиль відкритим коливальним контуром
- •5.3. Принцип радіозв’язку. Модуляція і детектування (демодуляція)
- •5.4. Класифікація радіохвиль і особливості їх поширення
- •5.5. Приклади розв’язання задач
- •ОПТИКА
- •1. ХВИЛЬОВА ОПТИКА
- •1.1. Монохроматичне світло. Заломлення світла
- •1.2. Дисперсія світла
- •1.4. Інтерференція білого світла за Френелем
- •1.5. Інтерференція білого світла за Ньютоном. Кільця Ньютона
- •1.6. Дифракція білого світла
- •1.7. Поляризація світла
- •2. ГЕОМЕТРИЧНА ОПТИКА
- •2.2. Закони відбивання світла
- •2.3. Закони заломлення світла. Повне відбивання світла
- •2.4. Хід променів через плоскопаралельну пластинку, призму
- •2.5. Сферичні лінзи
- •2.6. Око як оптична система
- •2.8. Сферичні дзеркала
- •2.9. Приклади розв’язання задач
- •3. ВИПРОМІНЮВАННЯ ТА СПЕКТРИ
- •3.1. Люмінесценція
- •3.2. Інфрачервоні та ультрафіолетові промені
- •3.3. Рентгенівські промені
- •3.4. Спектри випромінювання. Спектри поглинання
- •3.5. Спектральний аналіз
- •1.1. Поняття про простір і час
- •1.2. Постулати СТВ. Перетворення Лоренца
- •1.4. Приклади розв’язання задач
- •2. КВАНТОВА ОПТИКА
- •2.1. Теорія Планка. Імпульс фотона
- •2.2. Фотоефект
- •2.3. Фотоелементи та їх застосування
- •2.4. Світловий тиск
- •2.5. Корпускулярно-хвильовий дуалізм
- •2.6. Хімічний вплив світла. Чорно-біла фотографія. Фотосинтез. Ланцюгові реакції
- •2.7. Приклади розв’язання задач
- •3. ФІЗИКА АТОМА
- •3.1. Планетарна модель атома Резерфорда
- •3.2. Постулати Бора. Борівські орбіти
- •3.3. Атом Гідрогену за Н. Бором
- •3.4. Приклади розв’язання задач
- •4. ФІЗИКА АТОМНОГО ЯДРА
- •4.1. Відкриття протона і нейтрона
- •4.2. Теорія будови ядра
- •4.3. Енергія зв’язку ядра. Дефект маси
- •4.4. Природна радіоактивність
- •4.6. Часткове звільнення внутрішньоядерної енергії при екзотермічних ядерних реакціях
- •4.7. Закон радіоактивного розпаду
- •4.8. Приклади розв’язання задач
- •5. ЕЛЕМЕНТАРНІ ЧАСТИНКИ
- •5.1. Фізика елементарних частинок
- •5.2. Приклади розв’язання задач
- •Предметний покажчик
Електродинаміка
Дано: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розв’язання: |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
m =10 кг |
|
|
|
|
|
|
|
Рафінована мідь отримується при |
|||||||||||||||||||
U =10 В |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
к |
|
електролізі CuSO4, тобто мідь двова- |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
B = 11 |
|
|
|
лентна. Для неї k = |
3,3 10 |
−7 |
кг |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
(кВт |
год) |
|
. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Кл |
|||||||||||||||||||||||
η=0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S — ? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тариф |
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|||||||
B = 11 |
|
|
|
= 11 |
|
|
|
|
|
|
|
≈ 3 10−6 |
. |
||||||||||||||
|
|
|
|
кВт год |
3,6 |
106 Дж |
|
|
|
|
Дж |
|
|
||||||||||||||
Вартість S = BWзатр = |
BWкор |
, |
Wкор = I U t . |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За законом Фарадея I t = |
m |
|
, |
S = |
|
|
B U m |
. |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
η k |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обчислення: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
= |
к В кг Кл |
= |
к , |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
Дж кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
{S} = |
|
3 10−6 10 10 |
|
|
≈ 1224 . |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
3,3 10−7 0,75 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Відповідь: S = 12,24 грн.
4.Магнетизм
4.1.Магнітне поле. Магнітна індукція поля
Магнітне поле — це вид матерії (вид електромагнітного поля), основною особливістю якої є дія на рухомі тіла або частинки, які мають електричний заряд, та на частинки, які мають магнітний момент.
Силова характеристика магнітного поля — магнітна індукція (B) .
254
4. Магнетизм
Лінії магнітної індукції — неперервні лінії, дотичні до яких у кожній точці збігаються за напрямком із вектором магнітної індукції. Ці лінії завжди замкнені, оскільки маг-
нітне поле вихрове (рис. 224).
Модуль магнітної індукції дорівнює відношенню мак-
симальної сили, з якою магнітне поле діє на рухомий позитивний заряд (сила Лоренца), до величини цього заряду та швидкості його руху (рис. 225):
B = FЛ max .
qv
B
Рис. 224 |
Рис. 225 |
Або:
Модуль магнітної індукції дорівнює відношенню макси-
мальної сили, з якою магнітне поле діє на провідник з постійним струмом (сила Ампера), до величини сили струму та довжини провідника (рис. 226):
B = |
FА max |
. |
|
Il |
|
Або:
Модуль магнітної індукції дорівнює відношенню макси-
мального моменту сил, якими магнітне поле обертає рамку з постійним струмом, до сили струму в рамці й площі, обмеженої рамкою (рис. 227):
|
|
B = |
Mmax |
. |
|
|
|
||||
|
|
IS |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Одиниця магнітної |
індукції |
|
в |
СІ — тесла (Тл): |
|||||||
|
= |
|
= |
|
|
Н с |
|
= |
|
Н |
|
1 Тл |
1 |
|
Кл м |
|
1 |
А м . |
|||||
B |
|
|
|
|
|
||||||
255
Електродинаміка
I
B
FA.max
Рис. 226 |
Рис. 227 |
4.2. Магнітне поле струму
4.2.1. Магнітна індукція прямого колового струму і соленоїда
Магнітна індукція прямолінійного провідника нескінченної довжини зі струмом (рис. 228):
B =µµ0 2πIr .
Лінії магнітної індукції замкнені в площині, перпенди-
кулярній до струму.
Напрям ліній визначається за правилом гвинта (правої руки): якщо відігнутий великий палець правої руки напрямлений за струмом, то зігнуті чотири пальці вказують напрям ліній магнітної індукції.
|
|
|
|
I |
r |
|
|
r |
|
|
||||
I |
B |
B |
|
B |
|
|
|
- |
|
|
|
|
+ |
|
Рис. 228 |
|
|
Рис. 229 |
|
256
4. Магнетизм
Магнітне поле колового струму (рис. 229):
B = |
|
I |
(у центрі витка). |
|
0 |
2r |
|||
|
|
Магнітний момент ( pмаг ) колового струму — це вектор, модуль якого pмаг = I S напрямлений перпендикулярно до
площини колового струму за правилом гвинта (рис. 230). Магнітне поле соленоїда (котушки провідника з постій-
ним струмом) (рис. 231).
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 230 |
|
Рис. 231 |
|
|
|
Якщо довжина соленоїда значно перевищує його діаметр, магнітне поле у його середній частині практично однорідне і його модуль дорівнює
B = |
|
IN |
(N — кількість витків). |
|
0 |
l |
|||
|
|
Ділянку, де лінії B напрямлені із соленоїда, прийма-
ють за північний полюс соленоїда (N), ділянку, де лінії вхо-
дять у соленоїд,— за південний полюс (S).
Магнітні полюси — площини поділу однорідної і неоднорідної ділянок магнітного поля соленоїда (рис. 232).
B
N
Рис. 232
257