1.Механічна енергія.Кінетична і потенціальна енергія.Закон збереження енергії в механчних приладах.

2.Магнітне поле.Індукція магнітного поля.Потік магнітної індукції.

3.Задача:Поверхнею води в озері хвиля поширюється зі швидкість 6м/с.Який період і частота коливань бакета ,якщо довжина хвилі 3м.?№ 435.

1...............

Механічна енергія Е---це фізична величина,яка є функцією швидкостей і взаємного розташування тіл.(Дж).

Кінетична енергія при поступальному русі тіла дорівнює половині добутку маси тіла на квадрат його швидкості.

E _k=mv²/2

Кінетична енергія тіла дорівнює квадрату імпульсу тіла розділеного на подвоєну масу тіла.

Ek=p2/2m

Зміна кінетичної енергії тіла при переході з одного положення в інше дорівнює роботі всіх сил що діють на нього.

Розрізняють два види механічної енергії - потенційна та кінетична.

Потенційною енергією називають енергію взаємодії тіл або частин тіла, що залежить від їх взаємного положення.

Потенційною енергією володіють всі взаємодіючі тіла. Так, будь-яке тіло взаємодіє із Землею, отже, тіло і Земля володіють потенційною енергією. Частинки, з яких складаються тіла, теж взаємодіють між собою, і вони також мають потенційну енергією.

Ep = mgh,

де Ep - потенційна енергія тіла, m - маса тіла, g - прискорення вільного падіння, h - висота положення центру мас тіла над довільно обраним нульовим рівнем.

Закон збереження механічної енергії:

У механіці закон збереження енергії стверджує, що в замкненій системі частинок, повна енергія, що є сумою кінетичної і потенціальної енергії не залежить від часу, тобто є інтегралом руху. Закон збереження енергії справедливий тільки для замкнених систем, тобто за умови відсутності зовнішніх полів чи взаємодій.

Сили взаємодії між тілами, для яких виконується закон збереження механічної енергії називаються консервативними силами. Закон збереження механічної енергії не виконується для сил тертя, оскільки за наявності сил тертя відбувається перетворення механічної енергії в теплову.

2..............

Магнітне поле - складова електромагнітного поля, яка створюється змінним у часі електричним полем, рухомими електричними зарядами або спінами заряджених частинок. Магнітне поле спричиняє силову дію на рухомі електричні заряди. Нерухомі електричні заряди з магнітним полем не взаємодіють, але елементарні частинки з ненульовим спіном, які мають власний магнітний момент, є джерелом магнітного поля і магнітне поле спричиняє на них силову дію, навіть якщо вони перебувають у стані спокою.Постійні магніти мають 2 полюси:пн. і пд..

Відношення максимального обертального моменту,який діє на контур із струмом у магнітному полі.до магнітного моменту цього контуру не залежить від властивостей пробного контуру і тому може бути характеристикою досліджуваного магнітного поля.Його наз.магн. індікцією:В=Ммах/p _c

Магнітна індукція це силова характеристика магн поля в даній точці простору.(Тл --тесла)

Лінії магн. індукції --це лінії ,дотичні до яких у даній точці збінаються за напрямом з векторм В у цій точці.

Магнітним потоком крізь поверхню дельтаS наз. фіз. величину,яка = добутку Вn(Проекції вектора магн. індукцію на нормаль до поверхні)на площу цієї поверхні:дельтаФ=Вn*дельтаS.

Магнітний потік Ф характеризує кількість ліній магн. індукції,що проходять крізь дану поверхню.

білет № 16

1.Енергія електричного поля

2.Поділ ядер урану. Ланцюгова реакція.

3.частотний діапазон поля від 90 до 9000 Гц. Знайти діапазон довжини звукових хвиль у повітрі?

1. Енергія електричного поля розподілена в просторі , зайнятому полем, так, щ її густина дорівнює половині добутку електричного зміщення на напруженість поля. Електричне поле викликає переміщення вільних зарядів і може виконувати роботу, а це значить, що воно має енергію. Енергія електричного поля W задається формулою , де інтегрування проводиться по всьому простору [1]. Відповідно, густина енергії електричного поля задається формулою . Енергія електричного поля системи заряджених провідників із зарядами qi дорівнює , де φi — потенціали провідників.

2. Реакція ділення ядер урану була відкрита в 1939 році. При діленні ядер урану вивільнюється 2–3 нейтрони, які можуть викликати ділення наступних ядер.

Ланцюговою ядерною реакцією назива. реакцію, в якій частинки, що її викликали, утворюються як продукти цієї реакції. Ланцюгова реакція можлива, якщо кількість звільнених нейтронів у даній масі урану не зменшується з часом.

Для характеристики цієї умови використовують коефіцієнт розмноження – це відношення числа нейтронів, які поглинаються речовиною, що ділиться в даному і попередньому етапах реакції. Коефіцієнт розмноження позначається літерою к.

Якщо к розмноження > одиниці, — некерована ланцюгова реакція;

Якщо к розмноження = одиниці, — керована реакція;

Якщо к розмноження <одиниці, — ланцюгова реакція неможлива.

3. Дано: v₁ = 90 Гц, v₂ = 9000 Гц, c = 340 м/с.

Найти: λ₁, λ₂.

Решение.

Ответ:

Білет№17

1.Електричне поле. Напруженість електричного поля. Потенціал.

2.елементарні частини та їхні властивості; частинки і античастинки. Взаємоперетворюваність елементарних частинок.???

3. у провіднику опором 2 ом, увімкнутий до елемента з ЕРС 1,1 В, сила струму дорівнює 0,5 А. Яка сила струму під час короткого замикання елемента?

1. Електри́чне по́ле — одна зі складових електромагнітного поля, що існує навколо тіл або частинок, що мають електричний заряд, а також у вільному вигляді при зміні магнітного поля (наприклад, в електромагнітних хвилях). Електричне поле може спостерігатися завдяки силовому впливу на заряджені тіла.Напруженістю електричного поля називають фізичну векторну величину , що є силовою характеристикою електричного поля в кожній його точці і чисельно дорівнює відношенню сили, з якою поле діє на точковий заряд, поміщений у цю точку, до значення цього заряду. Напрям напруженості збігається з напрямом електричної сили, що діє на пробний позитивний заряд в цій точці:

.

Вектор напруженості в будь-якій точці (А, В) електричного поля напрямлений вздовж прямої, що сполучає цю точку і заряд, від заряду, якщо q > 0, і до заряду, якщо q < 0 (рис. 4.1.6).

Одиницю напруженості електричного поля визначаємо із формули. У СІ:

.

У всіх точках, що знаходяться на однаковій відстані від точкового заряду, потенціал однаковий. В будь-якій точці поля потенціальна енергія 2 заряду чисельно дорівнює роботі, яку треба затратити для переміщення заряду в цю точку.Він визначається величиною і розташуванням зарядів, що створюють поле, а також навколишнім середовищем. Зважаючи на складність таких розрахунків тут ми їх приводити не будемо. Запишемо лише формулу для потенціалу поля точкового заряду q, отриману в результаті такого розрахунку. Якщо відстань від заряду q до точки 1, в якій обчислюється потенціал, позначити через r ₁ (рис. 3), то можна показати, що потенціал у цій точці φ ₁ = q / 4πε _c r _1.

2. Усі елементарні частинки характеризуються малими розмірами (у більшості з них порядку 10^-15 м) і незначними масами. Це зумовлює квантову специфіку їхньої поведінки — вони підлягають квантовим закономірностям і властивостям утворюватися (випромінюватися) або зникати (поглинатися) внаслідок взаємодії. Нині відомо понад 350 елементарних частинок і відкриття їх триває

Загальними характеристиками елементарних частинок є їхня маса т, електричний заряд q, спін s і час життя т. Окремі з них характеризуються також особливими величинами — лептонним зарядом, баріонним зарядом тощо. Як правило, всі вони визначаються у відносних одиницях, кратних певним значенням, наприклад, масі чи електричному заряду електрона, сталій Планка тощо.

У фізиці існують й інші класифікації елементарних частинок. Зокрема, їх можна поділити на частинки й античастинки (електрон— позитрон, нейтрино—антинейтрино);

3. Дано: R=2 Ом, ε=1,1 В, I = 0,5A Найти I₃.

Решение.

Ответ: I₃ = 5,5 А.

Білет№18

1.прискрення. рівноприскорений прямолінійний рух.

2.ядерна модель атома. Квантові постулати бора.

3.які сили треба прикласти до кінця дроту, жорсткість якого 100кН\м. щоб розтягнути його на 1 мм?

1. Рух тіла, при якому його швидкість за будь-які рівні проміжки часу змінюється однаково, називається рівноприскореним рухом. Основною величиною, яка характеризує такий рух, є прискорення.

Прискоренням тіла при його рівноприскореному русі називають величину, яка дорівнює відношенню зміни швидкості тіла до часу, протягом якого ця зміна відбулася. Прискорення тіла позначається літерою а та вимірюється в метрах, поділених на секунду в квадраті. Прискорення показує швидкість зміни швидкості тіла.

Знаючи прискорення тіла, можна знайти його миттєву швидкість. Миттєва швидкість буде дорівнювати сумі початкової швидкості тіла та добутку прискорення тіла на час руху.

Для розв’язання основного завдання механіки при рівноприскореному прямолінійному русі необхідно знати початкову координату тіла, проекцію вектора початкової швидкості та проекцію прискорення на вісь, уздовж якої рухається тіло. Координата тіла в будь-який момент часу дорівнює сумі початкової координати тіла, добутку проекції вектора початкової швидкості на час та добутку проекції прискорення тіла на квадрат часу, поділеного на два.

Для визначення переміщення при рівноприскореному русі існує три основні формули:

1.Переміщення тіла дорівнює сумі добутку початкової швидкості на час та половині добутку прискорення тіла на квадрат часу.

2.Переміщення тіла дорівнює відношенню зміни квадратів кінцевої і початкової швидкостей на подвійне прискорення.

3.Переміщення дорівнює сумі початкової і кінцевої швидкості тіла, помноженій на половину часу.

2. Датський фізик Нільс Бор перетворив ядерну модель атома на планетарну, розглядаючи рух електронів в атомах, складніших за атом Гідрогену, по багатьох кругових орбітах навколо ядра (подібно до руху планет навколо Сонця). Моделі і Нагаоки, і Бора мали принциповий недолік: якби атоми дійсно були такими, як у цих моделях, то не могли б бути стійкими, не могли б існувати. Адже заряджена частинка, яка рухається по колу (тобто має прискорення), згідно із законами електродинаміки повинна випромінювати, втрачаючи внаслідок цього енергію. Тож, траєкторією електрона була б спіраль, а не коло (електрон «давно упав би на ядро»). Першим виявив цей недолік Нагаока. Бор сформулював такі твердження (постулати Бора). 1) В атомі існує набір стаціонарних (цілком певних радіусів для кожного атома) орбіт, по яких рух електронів не супроводжується зміною їх енергії; 2) При переході електрона із однієї такої орбіти на іншу його енергія змінюється стрибкоподібно.

Хоча постулати Бора і не пояснили, чому електрони мають здатність до стаціонарного руху по кругових орбітах, все ж вони відіграли велику роль у подальшому розвитку теорії атома. 

3. Дано:

Найти: F.

Решение

Ответ: F = 100 Н.

Білет№19

1.рух тіла під дією кількох сил. Рівновага тіл.

2. сила Лоренца. магнітний запис інформації.

3. амплітуда напруги в контурі 100В, частота коливань 5 мг\ц? Через який час напруга буде 71 в.

1. Рівнодійну силу визначають залежно від напрямів і значень окремих складових сил.

Якщо до тіла F₁ та F₂, які напрямлені вздовж однієї прямої в один бік, то їх рівнодійна F_рівн. Дорівнює сумі цих сил: F_рівн.= F₁+ F₂

Напрям рівнодійної сили в цьому разі збігається з напрямом прикладених сил.

Якщо до тіла прикладено дві сили F₁ та F₂, які напрямлені вздовж днієї прямої, але в різні боки, то коли F₁ більша за F₂ , то їх рівнодійна F_рівн.= дорівнює різниці цих сил, а її напрям збігається з напрямом більшої за значенням прикладеної сили F₁

F_рівн.= F₁-F₂

2. Си́ла Ло́ренца — сила, що діє на електричний заряд, який перебуває у електромагнітному полі.

.

Тут  — сила,  — величина заряду,  — напруженість електричного поля,  — швидкість руху заряду,  — вектор магнітної індукції^. Іноді силою Лоренца називають лише другу складову цього виразу — силу, яка діє на заряд, що рухається, з боку магнітного поля ( ).

Електричне поле діє на заряд із силою, направленою вздовж силових ліній поля. Магнітне поле діє лише на рухомі заряди. Сила дії магнітного поля перпендикулярна до силових ліній поля й до швидкості руху заряду.

\наверно так\Магнітний запис електричних сигналів заснована на здатності деяких феромагнітних матеріалів намагнічуватися під дією зовнішнього магнітного поля і зберігати набуту намагніченість практично нескінченно довго. Матеріали, що володіють такою властивістю, називають магнітно-жорсткими.

Процес запису здійснюється наступним чином. Намагнічує поле створюється електромагнітом, по обмотці якого протікає струм, що змінюється в часі за законом записуваного сигналу. Цей електромагніт є пишучим елементом, його називають записуючої голівкою.

Конструкція головки така, що її магнітне поле має мінімальну протяжність у просторі при необхідній величині напруженості магнітного поля Н.

У магнітному полі головки рівномірно рухається носій - магнітна стрічка, диск або дріт. У кожен момент часу на ділянку носія, що знаходиться в магнітному полі головки, діє магнітне поле, напруженість якого пропорційна миттєвому значенню струму в обмотці голівки.

Після виходу цієї ділянки носія з магнітного поля головки, ділянку зберігає намагніченість, пропорційну величиною миттєвого значення струму. Так утворюється магнітна сигналограмма.

При відтворенні магнітна сигналограмма рівномірно простягається повз електромагніту, який називають відтворюючої голівкою. Кожна ділянка намагніченого носія створює в осерді відтворюючої голівки магнітний потік.

При русі носія магнітний потік змінюється і його зміни створюють в обмотці е.р.с., яка відтворює закон зміни записаного на носій сигналу.

3. Дано:

U_m = 100 B, V = 5 МГц, U = 71 B.

Найти t.

Решение.

Ответ: 25 нс.

Білет №20

1.маса. сили в природі.

2.Поглинена доза випромінювання та її біологічна дія. Захист від опромінення. Дозиметрія.

3.Потяг масою 2000 т, рухаючись прямолінійно, збільшив швидкість від 36 до 72 км/год. Знайти зміну імпульсу.

1. Пояснити характер руху будь-якого тіла можна за допомогою законів Ньютона. Обернена задача механіки полягає в тому, що знаючи, як рухається тіло, треба визначити невідомі сили, що діють на нього. Саме шляхом розв’язання оберненої задачі механіки встановлено багато фундаментальних законів природи, відкриті сили, що діють у природі.

Яскравішим прикладом розв’язання оберненої задачі механіки є відкриття закону всесвітнього тяжіння.

Закон всесвітнього тяжіння: всі тіла притягуються одне до одного з силами, прямо пропорційними їх масам і обернено пропорційними квадрату відстані між ними.

Закон всесвітнього тяжіння пояснює стійкість Сонячної системи, припливи і відливи на Землі, дає можливість обчислити масу, густину планет і Сонця, визначити час і місце сонячних і місячних затемнень, на його основі відкрито планети Уран і Нептун.

Сила тяжіння, яка діє на тіло, дорівнює добутку маси тіла на прискорення вільного падіння. Прискорення вільного падіння не є константою. Воно залежить від:

1.висоти тіла над поверхнею Землі (чим вище тіло знаходиться над землею, тим прискорення вільного падіння буде меншим);

2.географічної широти місцевості (на полюсах прискорення вільного падіння буде найбільшим, на екваторі — найменшим);

3.твердості порід, які залягають у землі.

Величину, яка кількісно характеризує інертність тіла, називають масою тіла. Чим більша маса тіла, тим воно інертніше. Маса тіла позначається літерою m та вимірюється в кілограмах у Системі Інтернаціональній. Приблизно можна вважати, що 1 кілограм дорівнює масі 1 літру чистої води за кімнатної температури.

2. Дія випромінювань на живі організми характеризується дозою випромінювання. Поглиненою дозою випромінювання D називається відношення поглиненої енергії іонізуючого випромінювання до маси опромінюваної речовини: , . Іонізуюче випромінювання шкідливо впливає на біологічні об’єкти: порушуються процеси клітинного поділу, дуплікації генетичного матеріалу, що призводить до серйозних захворювань. Природний фон радіації для людини складає Гр на рік. Доза понад 3 Гр, одержана за короткий термін, смертельна. Найпростіший захист людей від випромінювання — це віддаленість від його джерела. Якщо цього досягти не вдається, необхідно використовувати екрани із свинцю, оточувати потужні джерела стінами з бетону (завтовшки декілька метрів).

дозиметри - для вимірів доз, потужності доз у прямому струмені і за екраном (розсіяне випромінювання)

3. Дано:

Найти Δр

Решение.

Ответ:

Білет №21

1. дослід Штерна. Броунівський рух.

2. спектральний аналіз та його застосування.

3. знайти кінетичну енергію тіло масою 400 г, вже упало з висоти 2 м ….

1. Для визначення часу руху атомів О.Штерн скористався способом, аналогічним тому, який застосується при визначенні швидкості куль. Нагадаємо його суть. На спільну вісь насаджують два тонкі диски і закріплюють їх на відстані L один від одного. При нерухомій осі куля пробиває обидва диски так, що отвори лежать один проти одного. Якщо ж вісь обертається з постійною кутовою швидкість , то за час, поки куля рухатиметься від першого диска до другого, диски повернуться на певний кут і куля проб’є другий диск у точці, повернутій по відношенню до місця влучення в перший диск, на тук . Тоді час повороту дисків, а отже, і час польоту кулі між дисками дорівнюватиме (це випливає з означення кутової швидкості ), а швидкість польоту кулі становитиме . Усі величини у правій частині формули легко можна виміряти і, отже, обчислити швидкість.

Бро́унівський рух — невпорядкований, хаотичний рух дрібних частинок речовини в розчинах. Це явище можна спостерігати, помістивши на предметне скло мікроскопа зі збільшенням в 500-600 разів краплю дуже розведеної у воді туші(або молока). Рідина, яка здавалася суцільною і однорідною, в полі зору мікроскопа виглядатиме зовсім інакше - чорні неправильної форми шматочки різних розмірів плавають у безбарвній рідині. Зрозуміло, що це не молекули, а шматочки сажі, що рухаються хаотично, переміщуючись то в один, то в інший бік. Якщо положення будь-якої частинки фіксувати послідовно через рівні інтервали часу (наприклад, через кожні 30 с), то одержимо «заплутану» ламану, яка характеризує траєкторію, котра насправді значно складніша.

У броунівському русі вражає одна незвична для нас особливість – рух частинок не припиняється за будь-яких обставин, хоча під час дослідження його причин вживалися запобіжні заходи, які виключали можливість зовнішніх впливів на броунівські частинки. Характер їх руху не змінювався. Отже, причину руху броунівських частинок слід шукати в самій рідині.

2. Спектральний аналіз — сукупність методів визначення складу (наприклад, хімічного) об'єкта, заснований на вивченні спектрів взаємодії матерії з випромінюванням: спектри електромагнітного випромінювання, радіації, акустичних хвиль, розподілу за масою та енергією елементарних частинок та інше. Спектральний аналіз ґрунтується на явищі дис­персії світла. За допомогою цього методу можна встановити якісний і кількісний хіміч­ний склад світила, його температуру, наявність магнітного поля, швидкість руху та багато іншого. Вивчення спектрів дає змогу аналізувати хімічний склад га­зів, що випромінюють або поглинають світло. Кількість атомів або молекул, які випромінюють чи поглинають енергію, визначає­ться інтенсивністю ліній. Чим помітніша лінія певного елемента у спектрі випромінювання або поглинання, тим більше таких ато­мів (молекул) на шляху променя світла

3. Дано:

h = 2 м,

m = 400 г = 0,4 кг.

Найти: Е_К

Решение.

Ответ: E _К = 8 Дж.

Білет 22