Ответы на билеты (9-16)
Билет 9
Закон всемирного тяготения. Сила тяжести; вес и невесомость.
ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ:
Все тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Между любыми телами в природе существует сила взаимного притяжения, называемая силой всемирного тяготения (или силами гравитации). Величина этой силы определяется законом всемирного тяготения, сформулированным Ньютоном.
где F — сила всемирного тяготения, m1 , m2 – массы тел, R – расстояние между телами. Коэффициент пропорциональности G одинаков для всех тел в природе. Его называют гравитационной постоянной.
Сила тяжести:
Силу, с которой тело притягивается к Земле по действием поля тяготения Земли, называют силой тяжести. По закону всемирного тяготения на поверхности Земли (или вблизи этой поверхности) на тело массой m действует сила тяжести.
Формула закона всемирного тяготения: F=GmM/R2
M – масса Земли; R – радиус Земли; G – гравитационная постоянная;
Если на тело действует только сила тяжести, а все другие силы взаимно уравновешены, тело совершает свободное падение.
Ускорение свободного падения в любом месте Земли одинаково и равно 9,8 м/с2.
ВЕС И НЕВЕСОМОСТЬ:
Наблюдения показывают, что вес тела Р, определяемый на пружинных весах, равен действующей на тело силе тяжести Fт только в том случае, если весы с телом относительно Земли покоятся или движутся равномерно и прямолинейно; В этом случае Р = Fт = m g
Невесомость – это явление исчезновения веса при движении опоры или подвеса с ускорением свободного падения, т.е. a = g
ЗАДАЧА
На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 40 см надо поместить предмет, чтобы получить действительное изображение на расстоянии 2 м от линзы?
БИЛЕТ 10
Вынужденные электромагнитные колебания. Переменный ток: генератор переменного тока.
Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Внешним источником ЭДС в электрических цепях являются генераторы переменного тока, работающие на электростанциях.
Переме́нный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным.
Как работает генератор переменного тока: Генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. ... Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.
ЗАДАЧА
Период полураспада радия Т=1600 лет. Через какое время число атомов уменьшится в 4 раза?
(РЕШЕНИЕ НА СЛЕД. СТРАНИЦЕ)
Билет 11
Трение покоя
Сила трения покоя – сила, возникающая на границе соприкасающихся тел при отсутствии их относительного движения.
Сила трения покоя направлена по касательной к поверхности соприкасающихся тел (рис. 10) в сторону, противоположную силе F, и равна ей по величине: Fтр = - F.
При увеличении модуля силы F изгиб зацепившихся зазубрин будет возрастать и, в конце концов, они начнут ломаться и тело придёт в движение.
Сила трения в быту
Роль силы трения в быту сводится к тому, что мы можем ходить и ездить, что предметы не выскальзывают у нас из рук, что полки и картины висят на стенах, а не падают, даже одежду мы носим благодаря трению, которое удерживает волокна в составе нитей, а нити в структуре тканей.
Но трение может играть и отрицательную роль. Именно из-за него нагреваются и изнашиваются движущиеся части различных механизмов. В таких случаях его стараются уменьшить. Существует несколько способов уменьшения трения. Смазка уменьшает соприкосновение тел, и трутся не тела, а слои жидкости. А трение в жидкости намного меньше, чем сухое трение.
Еще примеры силы трения в быту:
мы можем писать на бумаге; вещи, стоящие на вашем столе; не улетают от малейшего сквозняка одежда, которая висит на вашем стуле или плечиках в шкафу; вы можете водите компьютерной мышкой по коврику; вы с трудом двигаете шкаф, т.к. есть сила трения но если случайно разлить подсолнечное масло на кухне, любой входящий будет скользить, т.к. уменьшится сила трения об пол; ковер сильно уменьшает силу трения; смазывание петлей дверей; музыкальные инструменты
Сила трения в технике
Еще одним способом уменьшить трение является применение шариковых и роликовых подшипников. Внутреннее кольцо подшипника одевается на вал какого-либо механизма, а наружное кольцо закрепляют в корпусе машины или станка. И когда вал начинает вращаться, то он не скользит, а катится на шариках или роликах между кольцами подшипника. А мы знаем, что сила трения качения значительно меньше трения скольжения. Поэтому вращающиеся части изнашиваются гораздо медленнее. Применяют также воздушную подушку, уменьшение площади соприкасающихся тел, а также шлифовку. Например, чтобы уменьшить силу трения между льдом и коньками, коньки точат, делая поверхность соприкосновения меньше, а лед шлифуют, делая его максимально гладким. Так же уменьшают трение при резке чего-либо в быту и на производстве, затачивая ножи как можно острее.
Еще примеры силы трения в технике:
автомобиль может тормозить; на севере люди передвигаются на санках и лыжах - так быстрее, т.к. меньше сила трения; езда на велосипеде; любые смазанные детали работают лучше; в шарикоподшипниках возникает сила трения качения; колеса с шипами или даже с цепями
Устройство трансформатора
Магнитопровод трансформатора представляет собой закрытый сердечник собранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35мм. Перед сборкой листы с обеих сторон изолируют лаком.
По типу конструкции различают стержневой (Г-образный) и броневой (Ш-образный) магнитопроводы. Рассмотрим их структуру.
Стержневой трансформатор состоит из двух стержней, на которых находятся обмотки и ярма, которое соединяет стержни, собственно, поэтому он и получил свое название. Трансформаторы этого типа применяются значительно чаще, чем броневые трансформаторы.
Броневой трансформатор представляет собой ярмо внутри которого заключается стержень с обмоткой. Ярмо как бы защищает стержень, поэтому трансформатор называется броневым.
Обмотка. Конструкция обмоток, их изоляция и способы крепления на стержнях зависят от мощности трансформатора. Для их изготовления применяют медные провода круглого и прямоугольного сечения, изолированные хлопчатобумажной пряжей или кабельной бумагой. Обмотки должны быть прочными, эластичными, иметь малые потери энергии и быть простыми и недорогими в изготовлении.
Охлаждение. В обмотке и сердечнике трансформатора наблюдаются потери энергии, в результате которых выделяется тепло. В связи с этим трансформатору требуется охлаждение. Некоторые маломощные трансформаторы отдают свое тепло в окружающую среду, при этом температура установившегося режима не влияет на работу трансформатора. Такие трансформаторы называют “сухими”, т.е. с естественным воздушным охлаждением. Но при средних и больших мощностях, воздушное охлаждение не справляется, вместо него применяют жидкостное, а точнее масляное. В таких трансформаторах обмотка и магнитопровод помещены в бак с трансформаторным маслом, которое усиливает электрическую изоляцию обмоток от магнитопровода и одновременно служит для их охлаждения. Масло принимает теплоту от обмоток и магнитопровода и отдает ее стенкам бака, с которых тепло рассеивается в окружающую среду. При этом слои масла имеющие разницу в температуре циркулируют, что улучшает теплообмен. Трансформаторам с мощностью до 20-30 кВА хватает охлаждения бака с гладкими стенками, но при больших мощностях устанавливаются баки с гофрированными стенками. Также нужно учитывать что при нагреве масло имеет свойство увеличиваться в объеме, поэтому в высокомощных трансформаторах устанавливают резервные баки и выхлопные трубы (в случае если масло закипит, появятся пары которым нужен выход). В трансформаторах меньшей мощности ограничиваются тем, что масло не заливают до самой крышки.
Коэф. Трансформации
Коэффициент трансформации трансформатора — это величина, выражающая масштабирующую (преобразовательную) характеристику трансформатора относительно какого-нибудь параметра электрической цепи (напряжения, силы тока, сопротивления и т. д.).
3.БЕЗ ПОНЯТИЯ КАК ПРОВЕСТИ ЭКСПЕРЕМЕНТ Т_Т
Билет 12
Электромагнитное поле. Открытие электромагнитных волн: гипотеза Максвелла; экспериментальное подтверждение; опыты Герца
Электромагнитное поле – это силовое поле, образованное вокруг электрического тока, эквивалентное электрическому полю и магнитному полю, расположенным под прямыми углами друг к другу. Основными источниками электромагнитных полей являются линии электропередач, домашняя электропроводка, инструменты с приводом от двигателя, экраны компьютеров, телекоммуникации и устройства для вещания, а также мобильные телефоны.
Английский учёный Максвелл, на основе явления эл/м индукции, открытого Фарадеем (~магнитное поле порождает ~электрическое поле), предположил, что в свою очередь переменное электрическое поле должно порождать переменное магнитное поле. Совокупность переменного электрического и неразрывно связанного с ним переменного магнитного поля и наоборот называется эл/м полем. Свойства эл/м поля: 1. Существует вокруг заряда, движущегося с ускорением.2. Обладает силой, энергией. 3. Со скоростью света (3*108м/с) распространяется и в вакууме.4. Непрерывно, безгранично. Все свойства наблюдаются на связи космического корабля с Землёй. Вывод: эл/м поле – особый вид материи. Докажем, что электрическое или магнитное поле – частный случай проявления эл/м поля; всё зависит от системы отсчёта СО.
Первое экспериментальное подтверждение электромагнитной теории Максвелла было дано в опытах Г. Герца в 1887 г., через восемь лет после смерти Максвелла. Для получения электромагнитных волн Герц применил прибор, состоящий из двух стержней, разделенных искровым промежутком (вибратор Герца). При определенной разности потенциалов в промежутке между ними возникала искра – высокочастотный разряд, возбуждались колебания тока и излучалась электромагнитная волна. Для приема волн Герц применил резонатор – прямоугольный контур с промежутком, на концах которого укреплены небольшие медные шарики.
В своих опытах Герц не только экспериментально доказал существование электромагнитных волн, но и изучил все явления, типичные для любых волн: отражение от металлических поверхностей, преломление в большой призме из диэлектрика, интерференцию бегущей волны с отраженной от металлического зеркала и т.п. На опыте удалось также измерить скорость электромагнитных волн, которая оказалась равной скорости света в вакууме. Эти результаты являются одним из веских доказательств правильности электромагнитной теории Максвелла, согласно которой свет представляет собой электромагнитную волну.
Вибратор Герца имел длину от 2,5 м до 1 м, что соответствовало волнам длиной от 5 до 2 м, то есть полученные Герцем волны в миллион раз превосходили по длине световые волны. В 1895 г. П.Н. Лебедев, пользуясь миниатюрными вибраторами, получил электромагнитные волны длиной около 2–6 мм. Опыты Герца сыграли решающую роль для доказательства и признания электромагнитной теории Максвелла. Через семь лет после Герца электромагнитные волны нашли применение в беспроволочной связи. Показательно, что русский изобретатель радио Александр Степанович Попов в своей первой радиограмме в 1896 г. передал два слова: «Генрих Герц».
3.Опять же опыт….
Билет 13
(пока пропускаю)
Билет 14
Условие плавания тел:
1) если сила тяжести больше архимедовой силы, то тело будет опускаться на дно, тонуть;
2) если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости, то есть тело плавает внутри жидкости;
3) если сила тяжести меньше архимедовой силы, то тело будет подниматься из жидкости, то есть всплывать.
Билет 15
Билет 16
Длина волны
Длина волны это такое расстояние, на которое распространяется волна за один период колебательных движений. Легче понять это графически. Если зарисовать волну в виде рисунка или графика, то длиной волны будет являться расстояние между любыми ближайшими гребнями либо впадинами волны, либо между любыми другими ближайшими точками волны, находящимися в одинаковой фазе. Так как длина волны это расстояние, пройденное ею, то и найти эту величину можно, как и любое другое расстояние, умножив скорость прохождения на единицу времени. Таким образом, длина волны связана со скоростью распространения волны прямо пропорционально. Найти длину волны можно по формуле: λ=vT где λ длина волны, v скорость волны, T период колебаний. А учитывая, что период колебаний обратно пропорционален частоте этих же колебаний: T=1⁄υ, можно вывести связь скорости распространения волны с частотой колебаний: v=λυ .
Эксперимент
Ответы на билеты (9-16)
Билет 9
Закон всемирного тяготения. Сила тяжести; вес и невесомость.
ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ:
Все тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Между любыми телами в природе существует сила взаимного притяжения, называемая силой всемирного тяготения (или силами гравитации). Величина этой силы определяется законом всемирного тяготения, сформулированным Ньютоном.
где F — сила всемирного тяготения, m1 , m2 – массы тел, R – расстояние между телами. Коэффициент пропорциональности G одинаков для всех тел в природе. Его называют гравитационной постоянной.
Сила тяжести:
Силу, с которой тело притягивается к Земле по действием поля тяготения Земли, называют силой тяжести. По закону всемирного тяготения на поверхности Земли (или вблизи этой поверхности) на тело массой m действует сила тяжести.
Формула закона всемирного тяготения: F=GmM/R2
M – масса Земли; R – радиус Земли; G – гравитационная постоянная;
Если на тело действует только сила тяжести, а все другие силы взаимно уравновешены, тело совершает свободное падение.
Ускорение свободного падения в любом месте Земли одинаково и равно 9,8 м/с2.
ВЕС И НЕВЕСОМОСТЬ:
Наблюдения показывают, что вес тела Р, определяемый на пружинных весах, равен действующей на тело силе тяжести Fт только в том случае, если весы с телом относительно Земли покоятся или движутся равномерно и прямолинейно; В этом случае Р = Fт = m g
Невесомость – это явление исчезновения веса при движении опоры или подвеса с ускорением свободного падения, т.е. a = g
Дата: 2019-03-05, просмотров: 225.
