Sciaga - Fizyka Kompletne Wzory 2, KINEMATYKA


KINEMATYKA

0x01 graphic

Ruch jednostajny: v=vśr ; s=s0+vt ;

Przyspieszenie (przyrost prędkości w jednostce czasu)

0x01 graphic
; v = v0 + (-)at ; 0x01 graphic

0x01 graphic

Rzut pionowy do góry:

0x01 graphic
0x01 graphic
- całkowity czas rzutu

0x01 graphic
- prędkość w rzucie pionowym

Stosunek dróg przebytych bez w jednakowych, kolejnych odstępach czasu równa się stosunkowi kolejnych liczb nieparzystych: S1:S2:S3 = 1:3:5..., gdzie V0 = 0 i a=const

Ruch jednostajny po okręgu:

0x01 graphic
- prędkość liniowa, T - okres

0x01 graphic
[ 0x01 graphic
], 0x01 graphic
- prędkość kątowa

0x01 graphic
- częstość obrotów [0x01 graphic
] = 1 Hz ; 0x01 graphic

Przyspieszenie dośrodkowe: 0x01 graphic
- ma taki sam kierunek jak 0x01 graphic
, czyli ma kierunek zgodny z promieniem i zwrot do środka koła; 0x01 graphic
; z okresem - 0x01 graphic

0x01 graphic
[ 0x01 graphic
] - moment pędu

Cztery palce składamy w kierunku ruchu ciała, to wyciągnięty kciuk określa zwrot momentu pędu; Jest on prostopadły do okręgu.

DYNAMIKA

I zas. dyn: Jeżeli na układ działają siły wzajemnie równoważące się.

II zas. dyn: Na układ działają siły wzajemnie nie równoważące się, tzn. istnieje siła wypadkowa tych sił, to ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym. F=a*m [ 0x01 graphic
]

II zas. dyn. W ruchu po okręgu: 0x01 graphic
- przyspieszenie dośrodkowe, czyli siła dośrodkowa;

III zas. dyn. Jeżeli ciało A działa na ciało B siłą F to ciało B działa na ciało A z siłą F' = - F (akcja-reakcja);

Zasada zachowania pędu

p=m*v - pęd ciała; Pęd układu , na który nie działają siły zewnętrzne nie ulega zmianie. Siły wewnętrzne mogą zmieniać jedynie pędy poszczególnych składników układu, lecz pęd układu jako całości nie ulega zmianie p = p'

Praca mechaniczna: W = F * S * cos α [ 0x01 graphic
] ;

ΔEmechanicznej=Emech. końcowa - E mech. początkowa

Energia mechaniczna: Epotencjalna = m * g * h (wysokośc) ;

0x01 graphic
- k - współczynnik sprężystości, z - odkształcenie sprężyny;

0x01 graphic
;

Epoczątkowa = Ekońcowej - Gdy na ciała działa siła grawitacyjna oraz może działać inna siła prostopadle do przesunięcia np. w spadku ciał, rzutach bez oporów oraz dla ruchu kulki zawieszonej do końca nitki, ruch ciała po równi pochyłej bez tarcia;

Moc: 0x01 graphic

Rzut poziomy: Prędkość ciała w każdym punkcie toru jest wypadkową prędkości stałej V0 w kierunku poziomym i prędkości pionowej Vy= g * t. Prędkość wypadkowa jest styczna do toru.

Równanie toru: poziomo - x = V0 * t;

pionowo - 0x01 graphic
,

cały tor - 0x01 graphic

Zasięg poziomy rzutu: 0x01 graphic

Rzut ukośny: Ruch ciała, któremu nadano prędkość początkową V0 skierowaną pod kątem α do poziomu.

W kierunku poziomym ruch jest jednostajny ze stała prędkością: równanie poziome x = V0x * t; pionowe: 0x01 graphic
- w kierunku poziomym występuje stałe przyspieszenie ziemskie g skierowane w dół w kierunku ujemnym osi y oraz prędkość początkowa V0y w kierunku dodatnim osi y.

Współrzędne dowolnego punktu na krzywej toru w dowolnym czasie t: 0x01 graphic

Równanie toru: 0x01 graphic

Zasięg rzutu: 0x01 graphic
;

maksymalna wysokość: 0x01 graphic
; gdy α = 45 to zasięg będzie największy; dla kątów α i 90 - α zasięg jest taki sam;

całkowity czas: 0x01 graphic

TARCIE: 0x01 graphic
, N- współczynnik tarcia;

ZDERZENIA

Zderzenia doskonałe niesprężyste - jeżeli ciała po zderzeniu poruszają się z jednakową prędkością: Emech. pocz.> Emech. konc Emech.pocz=Emech.konc + Q [W]

Z zasady zachowania pędu: 0x01 graphic

Zderzenia doskonałe sprężyste - oprócz całkowitego zachowania pędu zachowuje się suma energii kinetycznych zderzających się ciał:

0x01 graphic
, czyli

0x01 graphic

0x01 graphic

Jeżeli obie zderzające się kule mają jednakowe masy to V1'=0 i V2' = V, kula pierwsza przekazuje prędkość kuli drugiej., czyli m1 = m2 = m, to V1'= V2 i V2' = V1

Jeżeli bardzo lekka kula zderza się czołowo z kulą o masie m2 >> m1 to stosunek mas 0x01 graphic
jest bliska zeru. V1'= - V1

GRAWITACJA

Wszystkie ciała przyciągają się wzajemnie siłami grawitacji. 0x01 graphic
, G- stała grawitacji.

Pole grawitacyjne to obszar wokół każdego ciała materialnego. Natężenie pola grawitacyjnego: 0x01 graphic

Potencjał pola grawitacyjnego: 0x01 graphic

Potencjał pola grawitacyjnego czyli na dużych wysokościach h > Rz

0x01 graphic
; Energia potencjalna ciała w polu graw. centralnym gdzie poziom odniesienia znajduje się w nieskończoności 0x01 graphic

Jednorodne pole graw - gdy wewnątrz ciała natężenie pola graw jest jednakowe w każdym punkcie. Linie siły pola grawitacyjnego są to linie wzdłuż których działają siły grawitacyjne, pokazują w każdym punkcie kierunek i zwrot wektora pola. Powierzchnią ekwipotencjalną nazywamy powierzchnią w której wszystkie punkty mają ten sam potencjał, linie siły pola grawitacyjnego są w każdym punkcie prostopadłe do powierzchni ekipotencj.

Pierwsza prędkość kosmiczna - ciało krązy po orbicie kołowej 0x01 graphic
; Druga prędkość kosmiczna - ciało może opuścić obszar Ziemi i wejść na orbitę wokółsłoneczną 0x01 graphic
Jeżeli ciało ma prędkość wiekszą od VI ale mniejszą od VII to zacznie krążyć po wysokiej orbicie kołowej, lub po orbicie eliptycznej.

I prawo Keplera: Orbita każdej planety jest elipsą, przy czym Słońce znajduje się w jednym z ognisk O1 i O2 (aphelium - najdalej Słońca, peryhelium - najbliżej Słońca)

II prawo Keplera: Promień wodzący ciała poruszającego się po orbicie w jednakowych odstępach czasu zakreśla jednakowe pola 0x01 graphic
- prędkość polowa planety. Jest największa w peryhelium a najmniejsza w aphelium.

III prawo Keplera: T1, T2 okresy obiegu planet wokół Słońca, r1 i r2 promienie ich orbit to: 0x01 graphic

Ciężar ciała w różnych szerokościach geograficznych: Na biegunach ciężar ciała jest równy sile przyciągania grawitacyjnego i jest największy, a na równiku najmniejszy0x01 graphic

Ponieważ ziemia się obraca można pominąć siłę odsr bezwł i ciężar ciała jest równy sile przyciągania grawitacyjnego Q = m * g

Natężenie wypadkowe i potencjał dodaje się (Vwyp=V1+V2...)

TERMODYNAMIKA

Prawo Pascala: Ciśnienie wywierane na ciecz przez siłę zewnętrzną, rozchodzi się w cieczy we wszystkich kierunkach bez zmiany wartości. 0x01 graphic
Ciśnienie hydrostatyczne powstaje w cieczy w wyniku siły grawitacji działającej na ciesz: 0x01 graphic
; 0x01 graphic
- ciężar cieczy; 0x01 graphic
-gęstość; 0x01 graphic
-objętość;

Prawo Archimedesa - Suma sił parcia działających na ciało zanurzone w cieczy jest skierowane ku górze i równa co do wartości ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało. Tę wypadkową siłę parcia nazywa się siłą wyporu.

0x01 graphic
- siła wyporu 0x01 graphic
- ciężar właściwy;0x01 graphic
- gęstość; Fwyp=0x01 graphic
cieczy * Vciała zanużonego ;

PRAWO HOOKE'A: wydłużenie sprężyste ciał. k' - stała rozciągliwości spręzyny; 0x01 graphic
- wydłużenie sprężyny; 0x01 graphic
- moduł Younga; 0x01 graphic
- prawo Hooke'a - naprężenie wewnętrzne pojawiające się w rozciąganej lub ściskanej sprężynie; 0x01 graphic
- siła rozciągająca;

MODEL GAZU DOSKONAŁEGO: cząstki gazu mają masę „m”, zderzają się doskonale sprężyście, nie można go skroplić, najlepiej do niego zbliża się hel i wodór w wysokiej temp i pod małym ciśnieniem.

0x01 graphic
, N - ilość cząstek gazu, V - objętość gazu, Ekśr - energia kinetyczna średnia cząstek gazu; 0x01 graphic
; Równanie Clapeyrona: 0x01 graphic
n - ilość moli (masa), Na - liczba Avogadro, k - stała Boltzmana, p - ciśnienie gazu; 0x01 graphic
, 0x01 graphic
- liczba 1 mola, m - cała masa;

I zasada Termodynamiki: 0x01 graphic
Przyrost energii wewnętrznej równa się sumie ciepła pobranego przez ciało i pracy wykonanej nad nim przez siłę zewnętrzną

PRZEMIANY GAZOWE

1. Izotermiczna - T = const. ; p * V = const. p1*V1 = p2*V2; 0x01 graphic
z tego wynika że W=Q - rozprężanie (sprężanie) izotermiczne gazu wykonuje pracę równą ciepłu pobranemu.

2. Izochoryczna - V = const. 0x01 graphic
; W=0 0x01 graphic
; 0x01 graphic
- ciepło pobrane przez gaz; CV - ciepło mola gazu w stałej objętości, T- przyrost objętości; n - ilość moli ; 0x01 graphic
, m - masa gazu, reszta to samo; CV - ciepło właściwe;

3. Izobaryczna - p = copnst. 0x01 graphic
; 0x01 graphic
;

0x01 graphic
- rozpręzanie izobaryczna; 0x01 graphic
; 0x01 graphic
- Cp - ciepło molowe gazu pod stałym ciśnieniem; 0x01 graphic
[ J ]Cp - ciepło właściwe; Cp > Cv; Cp - Cv = R; 0x01 graphic

4. Adiabatyczna: gdy gaz nie pobiera ani nie oddaje ciepła jest to proces bardzo szybki (gaz jest izolowany cieplnie od otoczenia) 0x01 graphic
; 0x01 graphic

PRZEMIANY STANU SKUPIENIA

Ciepło topnienia = ciepłu krzepnięcia - 0x01 graphic

Ciepło parowania = ciepłu skraplania = 0x01 graphic

Bilans cieplny (energetyczny): Q pobrane = Q oddanemu; - układ izolowany

Silnik Carnota - ciepło pobierane ze zbiornika o wyższej temp, część zamieniana jest na pracę a część oddana do zbiornika o niższej temp. Sprawność 0x01 graphic
- stosunek pracy wykonanej do ilości ciepła pobranego w tym czasie; 0x01 graphic
; 0x01 graphic
, W silniku Carno 0x01 graphic
; Q1, T1 - źródło ciepła, Q2, T2 - chłodnica; Skala Kelwina 273 + C, ale 0x01 graphic
taka sama;

ELEKTROSTATYKA

Całkowity ładunek przechodzący z jednego na drugi jest zachowany.

Prawo Coulomba stosuje się tylko dla ładunków kulistych lub punktowych w polu centralnym. Wypadkowa siła działająca na dwa ładunki: 0x01 graphic
; Natężenie pola elektrostatycznego centralnego: 0x01 graphic
; Pole elektrostatyczne jednorodne (kondensator płaski) : 0x01 graphic
; d - odległość między okładkami kondensatora, U - napięcie, czyli różnica potencjałów między dwoma płaszczyznami; Potencjał pola elektrostatycznego: 0x01 graphic
; W = U * q - praca siły pola elektr pod napięciem U, nad ładunkiem q przesuwanym lub siły zewnętrznej równoważącej siłę pola.

Pojemność elektryczna przewodnika: 0x01 graphic
[ F ] -farad; Pojemność kondensatora: 0x01 graphic
, U - napięcie między okładkami kondensatora, Q - ładunek na okładce. 0x01 graphic
, 0x01 graphic
- przenikalnosc elektr powietrza, W - powierzchnia okładki. Energia kondensatora naładowanego równa się pracy wykonanej przez źródło napięcia przesuwające elektrony. 0x01 graphic
Połączenie szeregowe kondensatorów: 0x01 graphic
Połączenie równoległe: C = C 1 + C 2 + ...

PRĄD ELEKTRYCZNY

I = n e v S - natężenie prądu w ujęciu mikroskopowym (molekularnym) n - koncentracja elektronów, czyli ilość elektronów, e - ładunek elementarny elektronu, V - prędkość dryfu elektronów, S - pole poprzecznego przekroju przewodnika; 0x01 graphic
natężenie pola elektrostatycznego wewnątrz przewodnika pod napięciem U, l - długość przewodnika; 0x01 graphic
- natężenie prądu, N - ilośc elektronów przepływających przez poprzeczny przekrój przewodnika w czasie t;

Prawo Ohma dla odcinka obwodu: 0x01 graphic
, U - napięcie, R - opór

Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego: 0x01 graphic
0x01 graphic
- siła elektromotoryczna (SEM), rw - opór wewnętrzny; 0x01 graphic
Siłą elektromotoryczną źródła jest stosunek energii W do ładunku przepływającego przez źródło; Siła elektromotoryczna źródła 0x01 graphic
jest to napięcie między biegunami źródła z którego nie czerpiemy prądu (źródło jest otwarte). Jeżeli rw = 0 to U =0x01 graphic
; Opór przewodników zalezy od temp, rodz materiału i rozm przewodnika: 0x01 graphic
[ Ω] ; l - długość przewod, S - pole poprzecz przekroju; 0x01 graphic
- opór właściwy. 0x01 graphic
- przewodnictwo elektryczne właściwe; 0x01 graphic
- opór właściwy ot temperatury. 0x01 graphic
;

α - współczynnik temperaturowy danego przewodnika zależny od rodzaju materiału; Opór przewodników rośnie wraz ze wzrostem temp.

Praca i moc prądu stałego: W = q * U ; W =Q= U * I * t ; P= U * I ; P = I 2 * R [W]; Łączenie oporników. Szeregowe: R = R1 + R2 + R3 ...; U = U1+U2+U3 ;

Równoległe: 0x01 graphic
;

I prawo Kirchoffa: I = I1 + I2 + I3 - suma natężeń prądów wpływających do węzła równa się sumie natężeń wypływających z węzła. II prawo Kirchoffa: W obiegu zamkniętym suma sił elektromotorycznych i suma napięć na oporach równa się 0.

Szeregowe łączenie źródeł prądu: 0x01 graphic
0x01 graphic
dla jednakowych ogniw: 0x01 graphic
; Łączenie równoległe: 0x01 graphic
, n - ilość ogniw;

Sprawność źródła prądu: 0x01 graphic
;

Max Puzytecznej gdy R = rw

Prawo Elektrolizy Faradeya: przepływ prądu przez ciecze wraz z towarzyszącymi mu przemianami chem. Elektrolity (woda, wodne roztwory kwasów) I prawo elektorlizy: m = k * I * t = k * q ; m - masa wydzielonej substancji która osadzi się na anodzie lub katiodzie, k - elektrochemiczny równoważnik danej substancji (stała), I - natężenie prądu płynącego przez elektrolit, t - czas przepływu prądu, q - ładunek przenoszący prąd; II prawo - od czego zależ elektrochem równoważnik substancji wydzielonej: 0x01 graphic
; 0x01 graphic
- masa molowa atomów, 0x01 graphic
- wartościowość atomów, F - siła Faradaya (96500C); Stała Faradeya równa się ładunkowi jaki musi przepłynąć przez elektrolit aby na elektrodzie wydzielił się 1 mol substancji 1 wartościowej lub 0,5 mola 2 wartościowej

POLE MAGNETYCZNE

Reguła prawej dłoni opisuje kierunek wychylenia igiełki magnetycznej z położenia równowagi: Jeżeli prawą dłoń położymy na przewodniku tak aby 4 palce pokazały kierunek prądu to odchylony kciuk pokaże biegun N. Natężenie pola magnetycznego wokół nieskończenie długiego przewodnika: 0x01 graphic
; W przewodniku kołowym: 0x01 graphic
; W wewnątrz solenoidu, czyli w ZWOJNICY, CEWCE: 0x01 graphic
; l -długość zwojnicy, n - ilość zwojów, I - natężenie prądu; Pole magnetyczne jednorodne w zwojnicy posiada linie równoległe i natężenie w każdym punkcie pola jest jednakowe.

Indukcja magnetyczna pola :0x01 graphic
;0x01 graphic
- przenikalność magnetyczna próżni lub pow.0x01 graphic
- względna przenikalność innego ośrodka; Natężenie i indukcja są to wektory styczne do linii pola magnetycznego o zwrocie zgodnym z liniami pola

Siła elektrodynamiczna - siła która działa na przewodnik z prądem.

0x01 graphic
, α - kąt między liniami pola magnetycznego a przewodnikiem. Jeśli α = 90 to F = B I l; α = 0 to F=0. Siła elektrodynamiczna wykorzystywana jest w silniku elektrycznym na prąd stały. Moment pary siły obracający ramkę: M = Mm = B * sin α

α to kąt między Mm a B, Moment magnetyczny: Mm = I * S * n ; I - natężenie prądu w ramce, S - powierzchnia ramki, n - ilość zwojów. W silniku elektrycznym energia elektryczna zmienia się na energię mechaniczną. SILA LORENTZA: siła działająca na ładunek elektryczny poruszający się w polu magnetycznym. 0x01 graphic
; α - kąt pomiędzy prędkością ładunku a wektorem indukcji magnetycznej pola., gdy α = 0 to FL=0, gdy α=90 to FL = q v B = 0x01 graphic
- równa się sile dośrodkowej i krąży po kole; Kierunek i zwrot siły Lonentza i siły elektrodynamicznej określa reguła lewej dłonie: Jeżeli lewą dłoń ustawimy zgodnie z kierunkiem prądu równoważnego poruszającemu się ładunkowi i wektor indukcji B będzie wchodził w środek dłoni to odchylony kciuk pokaże kierunek i zwrot siły Lorentza lub siły elektrodynamicznej.

Oddziaływanie przewodników z prądem: 0x01 graphic
- siła jaką przewodniki się odpychają lub przyciągają. Paramagnetyki (aluminium, magnez) - magnesują się w zewnętrznym polu magnetycznym i zgodnie z liniami pola zewnętrznego, wzmacniają pole słabo; Diamagnetyki (cynk, miedź, woda, rtęć) - słabo, przeciwnie do linii pola, osłabiają pole; Ferromagnetyki (żelazo, stal, nikiel) - silnie, wzmacniają pole.

Strumień indukcji magnetycznej - 0x01 graphic
; α - kąt między powierzchnią S a B; jeśli α = 0 to strumień jest największy, a jeśli α=90 to strumień wynosi 0.

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA I PRĄD ZMIENNY

Gdy zbliżamy magnes do obwodu ze zwojnicą biegunem N to przez obwód przenika zmienny (rosnący) strumień magnetyczny Φ, gdy jest w środku to Φ = const. Gdy oddalamy to przenika strumień magnetyczny malejący. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej polega na powstaniu w obwodzie prądu elektrycznego (zwanego prądem indukcyjnym) gdzy przez obwód przenika zmienny strumień magnetyczny (Faradey). Kierunek prądu indukcyjnego określa „regóła przekory”: kierunek prądu indukcyjnego jest taki, że jego własny strumień magnetyczny przeszkadza (przeciwdziała) zmainom strumienia magnetycznego, dzięki którym prąd powstał.

Siła elektromotoryczna indukcji jest to napięcie jakie powstaje między końcówkami obwodu, przez który przenika zmienny strumień magnetyczny. SEM:0x01 graphic
n - między końcówkami zwojnicy czyli dla n zwojów.

Zjawisko indukcji własnej (samoindukcji) 0x01 graphic
L - współczynnik indukcji własnej zwojnicy, zależy od rozmiarów zwojnicy, rodzaju materiału zwojnicy: 0x01 graphic
; n - ilość zwojów, S - pole poprzecznego przekroju zwojnicy, l - długość; Zjawisko samoindukcji polega na powstaniu w obwodzie sile elektromotorycznej samoindukcji (napięcia), gdy przez obwód płynie prąd zmienny. Prądnica prądu przemiennego: 0x01 graphic
; 0x01 graphic
- prędkość kątowa obrotu ramki. SEM (napięcie) między szczoteczkami prądnicy zmienia się w czasie sinusoidalnie;

PRĄD SINUSOIDALNIE PRZEMIENNY (PRĄD ZMIENNY):

0x01 graphic
- natężenie chwilowe zmienia się w t sinusoidalnie; Praca prądu zmiennego: 0x01 graphic
; 0x01 graphic
; 0x01 graphic
; Moc średnia: 0x01 graphic
[W] ; TRANSFORMATOR: służy do podwyższania lub obniżania napięcia skutecznego prądu zmiennego. 0x01 graphic
; 1 - zwojnica pierwotna, 2 - zwojnica wtórna, n - ilość zwojów; Sprawność transformatora : 0x01 graphic

DRGANIA MECHANCZNE I ELEKTRYCZNE -

RUCH HARMONICZNY

Jest to ruch w który wychylenie ciała z punktu równowagi zmienia się w czasie według funkcji sinus. 0x01 graphic
x - wychylenie ciała z położenia równowagi, A - amplituda czyli największe wychylenie, ω - częstość kątowa drgań: 0x01 graphic
; Prędkość max jest w poziomie równowagi a v=0 w największym wychyleniu. Sprężyna i ciężarek: F = - k x siła wypadkowa powodująca ruch; zwrot tej siły musi być przeciwny do kierunku wychylenia. 0x01 graphic
- prędkość kątowa, 0x01 graphic
-faza ruchu harmonicznego, jak jest równa 0 to x jest słuszny , jak nie jest równa zero to 0x01 graphic
; Prędkość w ruchu harmonicznym: 0x01 graphic
; Przyspieszenie chwilowe: 0x01 graphic
, Siła w ruchu harmonicznym 0x01 graphic
; Ruch harmoniczny zachodzi wtedy, gdy siła wypadkowa ciała która działa na ciało jest wprost proporcjonalna do wychylenia ciała i ma zwrot przeciwny do wychylenia; Częstotliwość drgań: 0x01 graphic
[Hz] ;

Energia kinetyczna: 0x01 graphic

Energia potencjalna: 0x01 graphic
;

Energia całkowita ciała drgającego: 0x01 graphic
gdy pomijamy opory ruchu.

Wahadło matematyczne. - masa punktowa zawieszona na nieważkiej, nierozciągliwej nitce. Siła powodująca ruch wahadła: 0x01 graphic
; 0x01 graphic
, to 0x01 graphic
; Okres drgań wahadła matematycznego: 0x01 graphic
l - długość wahadła, Gdy wahadło wznosi się ruchem przyspieszonym to g + a , a jeśli opóźnionym to g - a; W samochodzie: 0x01 graphic
;

DRGANIA WYMUSZONE, REZONANS MECHANICZNY.

0x01 graphic
- amplituda drgań gasnących maleje w czasie, 0x01 graphic
- stała tłumienia, b- współczynnik oporności, m - masa;

Aby drgania rzeczywiste nie gasły trzeba działać siła zmieniającą się w czasie okresowo, tzw. wymuszoną : 0x01 graphic
; Fop= - b*v;

OBWÓD ELEKTRYCZNY DRGAJĄCY „LC”

0x01 graphic
- okres drgań, L - indukcyjność cewki, C - pojemność kondensatora;

FALE MECHANICZNE

Zaburzenie w ośrodku sprężystym rozchodzące się ze stałą prędkością, cząstki odbywają ruch drgający nie zmieniając swojego średniego położenia. Fala poprzeczna - kierunek rozchodzenia się jest prostopadły do kierunku drgań cząstek. Fala podłużna - kierunek fali jest równoległy do kierunku drgań cząstek ośrodka. Dł. fali 0x01 graphic
;0x01 graphic
;

ZJAWISKA FALOWE

Dyfragcja - ugięcie, fala napotyka na szczelinę lub przeszkodę i zmienia kierunek, rozmiar szczeliny, przeszk nie może być większy od długości fali;

2. Odbicie fali: α = β, kąt odbicia równa się kątowi padania;

3. Załamanie fali: polega na zmianie kierunku fali na granicy 2 ośrodków, zmienia prędkość, długość ale nie zmienia częstotliwości (okresu). 0x01 graphic
;

4. Interferencja - nakładanie się co najmniej 2 fal o takiej samej długości lub jednakowych fazach początkowych; Różnica dróg fal nakładających w kierunkach wzmocnień 0x01 graphic
, n=0,1,2... n - którego rzędu. Warunek na różnicę dróg fal w kierunku wygaszeń 0x01 graphic
; 0x01 graphic
; Warunek na wzmocnienie fali: 0x01 graphic
; Warunek na wygaszenie: 0x01 graphic
; 5. Polaryzacja - fala spolaryzowana, gdy kierunek drgań cząstek ośrodka (cząstek węża) jest ściśle określony;

Fala stojąca: powstaje w wyniku interferencji fal biegnących w przeciwnych kierunkach o jednakowej długości i amplitudzie. W - węzeł (miejsce nieruchomości), S - strzałka (cząstki drgające z największą amplitudą. Położenie W i S nie ulega zmianie. Odległość między sąsiednimi strzałkami i węzłami: 0x01 graphic
0x01 graphic
; Powstaje wzdłuż struny drgającej, wewnątrz piszczałek organowych.

FALA AKUSTYCZNA. REZONANS AKUSTYCZNY.

Dźwięk słyszalny dla ludzi wydawany jest przez ciała z częstotliwością od 16Hz do 20.000Hz. Fale dźwiękowej najszybciej rozchodzą się w ciałach najgęstszych a w próżni nie. Ulegają ugięciu (dyfragcji), odbiciu, załamaniu, interferencji. Prędkość ok. 330 m/s. Poziom natężenia jest tym większy im większa częstotliwość drgań źródła. Częstotliwość nie zmienia się gdy fala z danego źródła przechodzi przez różne ośrodki. Częstotliwość fali odbieranej przez obserwatora zmienia się gdy obserwator porusza się lub źródło dźwięku porusza się. Zjawisko Dopplera: 0x01 graphic
, V - prędkość fali dź w powietrzu. Gdy się zbliżają to + -, gdy się oddalają to - +; Natężenie dźwięku (cichy, głośny): 0x01 graphic
, E - energia niesiona przez falę dź. S - pole pow ustawionej prostopadle do kierunku fali, t - czas. 0x01 graphic
- natężenie progowe (minimalne), 0x01 graphic
- granica bólu; Poziom natężenia: 0x01 graphic
; Rezonans polega na pobudzeniu drgań drugiego kamertonu, przez drgania docierające do niego z częstotliwością równą częstotliwości drgań własnych drugiego kamertonu.

FALE ELEKTROMAGNETYCZNE

Jest to zaburzenie rozchodzące się w danym ośrodku w postaci zmiennego pola elektrycznego i w płaszczyźnie prostopadłej, zmiennego pola magnetycznego. Najszybciej rozchodzą się w próżni: 0x01 graphic
; przechodzą przez izolatory (woda, szkło), odbijają się od powierzchni przewodników, ulegają dyfragcji, odbiciu, załamaniu, interferencji, polaryzacji. Obwód drgający otwarty wysyła falę elektromagnetyczną (radiową) o długości: 0x01 graphic
;

WIDMO FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Długość: 10-14 - 10-10 promieniowanie gamma; 10-12 - 10-8 - promieniowanie rentgena; 10-8 - 4 * 10-7 - nadfiolet; 4*10-7 - 8 * 10-7 - ŚWIATŁO ; 8*10-7 - 10-3 - podczerwień; 10-3 - 1m - mikrofale; 1m - 10m - UKF i TV, 10m - 2000m - radiofonia;

ŚWIATŁO

Wzmocnienie interferencyjne, czyli jasne prążki na ekranie: 0x01 graphic
d-odległość między szczelinkami, 0x01 graphic
- długość fali, n - rząd prążka jasnego (n=0,1,2...), α - kąt ugięcia fal liczony od symetralnej układu szczelin; Stała siatki dyfragcyjnej: 0x01 graphic
; N - ilość rys na 1 mm, Długość fali za pomocą siatki dyfragcyjnej: 0x01 graphic
, l - odległość ekranu od siatki, y - odległość między prążkami 1 rzędu. Pod największym kątem ugina się fala najdłuższa o barwie czerwonej, a pod najmniejszym kątem fala najkrótsza o barwie fioletowej. Maksymalny rząd prążka: 0x01 graphic
;

OPTYKA

Prawo odbicia: α = α'; Przy przechodzeniu fali przez granicę ośrodków nie zmienia się jej częstotliwość (okres), zmienia się prędkość i długość fali, 0x01 graphic
; Bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 0x01 graphic
, Im gęstszy ośrodek tym współczynnik załamania tego ośrodka jest większy: 0x01 graphic
; Promień przechodząc przez płytkę równoległościenną (szkło) ulega przesunięciu równoległemu, tym mniejszemu im cieńsza płytka oraz im mniejszy kąt padania na nią α.

POWSTAWANIE OBRAZOW

W zwierciadle płaskim powstaje obraz pozorny, prosty, symetryczny do przedmiotu, tej samej wielkości co przedmiot.

Zwierciadła kuliste: wklęsłe - skupia promienie i ma dodatnią ogniskową 0x01 graphic
, r - promień zwierciadła, X - odległość przedmiotu od zwierciadła, Y - odległość obrazu od zwierciadła; 1. X > 2 f to f < Y < 2f - obraz rzeczywisty, pomniejszony, odwrócony; 2. X = 2f , Y = 2f - rzeczywisty, odwrócony, takich samych rozmiarów; 3. f < X < 2f to y > 2f - rzeczywisty, odwrócony, powiększony; 4. X = f - obraz nie powstaje; 5. 0 < X < f, Y < 0 - pozorny, prosty, powiększony; równanie zwierciadła: 0x01 graphic
; Powiększenie: 0x01 graphic
Zwierciadło wypukłe: Obraz pozorny, pomniejszony i prosty. 0x01 graphic
;

SOCZEWKA - bryłka przezroczysta dla światła, ograniczona dwiema powierzchniami kulistymi lub powierzchnią kulistą i płaską. Wypukła: r1>0, r2>0; Płasko-wypukłe: 0x01 graphic
; wklęsło wypukła r1>0 ; r2 < 0; Wklęsła: r1 < 0, r2<0; płasko wklęsła, r1 < 0, 0x01 graphic
; wypukło wklęsła r1 > 0, r2 < 0 ;

Soczewka wypukła jest skupiająca o dodatniej ogniskowej w ośrodku rzadszym od jej materiału. Soczewka wklęsła w ośrodku rzadszym optycznie jest rozpraszająca o ujemnej ogniskowej. 0x01 graphic
r1 i r2 - promienie krzywizn ścian soczewki, n - współczynnik załamania soczewki i ośrodka. Npowietrza=1;

Obrazy w soczewce wypukłej (skupiającej) X - odległość przedmiotu od soczewki, Y - odległość obrazu od soczewki. 1. x > 2f to f < y < 2f - rzeczywisty, pomniejszony, odwrócony (obraz w oku i aparacie fotograficznym) 2. x = 2f to y = 2f - rzeczywisty, odwrócony, takich samych rozmiarów; 3. f < x < 2f to y > 2f - rzeczywisty, powiększony, odwrócony, (obraz w rzutnikach i aparacie projekcyjnym) 4. x = f - obraz nie powstaje. 0 < x < f to y < 0 - pozorny, prosty, powiększony (lupa, mikroskop optyczny). 0x01 graphic
;0x01 graphic
; f - ogniskowa soczewki.

Obraz w soczewce wklęsłej (rozpraszającej) - pozorny, pomniejszony, prosty. 0x01 graphic

Zdolność skupiająca soczewki: 0x01 graphic
[D] - dioptria.

Odległość dobrego widzenia dla oka to d = 25 cm; Powiększenie obrazu w lupie zależy od ogniskowej soczewki: 0x01 graphic
; Dla układu soczewek blisko położonych: Zukładu = Z1 + Z2 + Z3... ; 0x01 graphic
. Mikroskop optyczny: p = p1 * p2; = 0x01 graphic
; Pryzmat: rozszczepienie światła białego w pryzmacie (dyspersja) wywołana jest zależnością współczynnika załamania od prędkości fali. Najbardziej załamuje się barwa fioletowa, gdyż w danym materiale pryzmatu ma najmniejszą prędkość. nfiol > nczerw , v fiol < v czerw ;

DUALIZM KORPUSKULARNO - FALOWY

Zdolność emisyjna ciała jest to stosunek energii wysyłanej przez jednostkową powierzchnię ciała w jednostce czasu 0x01 graphic
; Zdolność absorbcji ciała jest to stosunek energii pochłanianej przez ciało z promieniowania padającego na ciał, do całkowitej energii promieniowania padającego. 0x01 graphic
; 0x01 graphic
Ciało doskonale czarne to ciało którego a = 1; 0x01 graphic
, T - temp w Kelwinach; δ - stała Boltzmana; 0x01 graphic
- długość fali odpowiadająca maks natężeniu promieniowania, T-bezwzględna temp ciała, C- stąła Wiena;

Kwant (foton) - najmniejsza porcja energii o wartości wprost proporcjonalnej do częstotliwości promieniowania. 0x01 graphic
- wzór na energię kwantu promieniowania. h - stała Plancka, 0x01 graphic
-częstotliwość promieniowania. Kwant nie posiada masy spoczynkowej

ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE

Polega na wybijaniu elektronów z powierzchni ciała (przewodnika) przez promieniowanie elektromagnetyczne (światło) padające na to ciało (fotokomórka). 0x01 graphic
; hv-energia kwantu padającego na katodę k, W - praca wyjścia elektronu z katody k, Ek maź - maksymalna energia kin elektronu po wyjściu z katody; 0x01 graphic
- graniczna częstotliwość promieniowania wywołującego zjawisko fotoelektr zewnętrzne; Prędkość wybitych elektronów nie zależy od natężenia promieniowania, zależy tylko od częstotliwości promieniowania (długości).

Praca napięcia hamującego gdy żaden elektron nie dolatuje do katody, amperomierz wskazuje I=0 0x01 graphic
. - napięcie hamujące

Zjawisko to zachodzi do pewnej najmniejszej częstotliwości, która zależy od rodzaju metalu. Nie ma żadnego opóźnienia. Po zderzeniu kwant przekazuje cała swoją energię elektronowi i przestaje istnieć, a elektron nabyta energię zurzywa na prace wyjścia z powierzchni ciała W oraz na Ek z jaką opuszcza katodę.

E= m c2 ; 0x01 graphic
- pęd kwantu promieniowania; Hipoteza de Broglie'a: nie tylko promieniowanie elektromagnetyczne wykazuje podwójną naturę ale również cząstki materialne (protony, neutrony, cząstki alfa, atomy, molekuły) 0x01 graphic
;

ATOM WODORU BOHRA, ENERGIA ELEKTRONU W ATOMIE. WIDMO PROMIENIOWANIA ATOMOW.

Na orbicie jądra może być max 2 n2 elektronów, Siła kulombowska przyciągania elektronu i protonu: 0x01 graphic
; Energia kinetyczna elektronu: 0x01 graphic
; Energia potencjalna elektronu: 0x01 graphic
; Całkowita energia elektronu: 0x01 graphic
; Moment pędu i dozwolona orbita: 0x01 graphic
; Jeżeli elektron przechodzi z orbity wyższej na niższą to wypromieniowuje energię w postaci kwantu o wartości 0x01 graphic
, gdzie n > k; jeżeli przechodzi z niższej na wyższą to pochłania taka samą energię.

Widmo liniowe atomu wodoru powstaje gdy elektron przechodzi z orbity wyższych na niższe. 0x01 graphic
; k- na którą orbitę elektron przechodzi n - z której orbity; Seria Lymana - k=1, n=2,3...; Seria Balemra k=2, n=3,4,...; Seria Paschena k=3, n=4,5...; Seria Bracketta k=4, n=5,6...; Seria Pfunetta k=5, n=6,7...; Seria Humphersa n=6, k=7,8... Wzór na energię elektronu w atomie wodoru: 0x01 graphic
0x01 graphic
- energia całkowita elektronu w atomie wodoru; 0x01 graphic
- energia kinetyczna; 0x01 graphic
- energia potencjalna; Długość fali de Broglie'a : 0x01 graphic
;

BUDOWA JĄDRA ATOMOWEGO, NIEDOBÓR MASY I ENERGIA WIĄZANIA.

Ładunek jądra: q= +Z * e; Jądro ma symbol 0x01 graphic
, A - liczba masowa, określa ilość nukleonów (protonów i neutronów) w jądrze Z - liczba porządkowa (atomowa) określa ilość protonów w jądrze i ilość elektronów na orbitach. A-Z - ilość neutronów; Promień jądra 0x01 graphic
; Gęstość jądra: 0x01 graphic
; - objętość

W czasie łączenia protonów z neutronami, gdy tworzy się jądro atomowe ubywa masy, na koszt wypromieniowanej energii. Ubytek (deficyt) masy jądra atomowego: 0x01 graphic

0x01 graphic
; Energia wiązania jądra atomowego 0x01 graphic
; 1 MeV = 1,5 * 10 - 13 J. Średnia energia wiązania która decyduje o trwałości jądra: 0x01 graphic
;

PROMIENIOWANIE.

Promieniowanie α: najsilniej jonizuje (wybija z atomów elektrony, powodując że atom staje się jonem dodatnim), cząstki α naładowane są dodatnio. Mechanizm powstawania: 0x01 graphic
większość jąder o Z > 83 i A > 209 ulega rozpadowi α;

Promieniowanie β+ i β- ; Bardziej przenikliwe jak alfa, ale słabiej jonizuje. β- są to elektrony a β+ pozytony; Elektron w jądrze powstaje z rozpadu neutronu: 0x01 graphic
, V-antyneutrino elektronowe, 0x01 graphic
- elektron czyli β- ; Pozyton powstaje w jądrze z rozpadu protonu: 0x01 graphic
, V-neutrino elektronowe, 0x01 graphic
pozyton, cząstka β+; Mechanizm powstawania w jądrze promieniowania β: 0x01 graphic
, gdy β+ to Z-1; Promieniowanie γ: najbardziej przenikliwe, ale najmniej jonizujące jest najkrótszą falą elektromagnetyczną; Promieniowanie γ emituje jądro przechodzące ze stanu wzbudzonego do podstawowego np. po wyrzuceniu cząstki alfa lub beta-; Natężenie promieniowania wychodzącego z płytki: 0x01 graphic
, d - grubość płytki, 0x01 graphic
- współczynnik absorbcji danego materiału, tym większy i atomy cięższe.

PRAWO ROZPADU PROMIENIOTWÓRCZEGO.

0x01 graphic
, 0x01 graphic
- masa 1 mola, N0 - ilość jąder, m0 - masa początkowa. 0x01 graphic
; 0x01 graphic
-stała rozpadu, t - czas trwania rozpadu, N0 - ilość jąder prom w chwili początkowej t=0, N - ilość jąder prom po czasie t.

Ilość produktów, czyli ilość wyrzuconych cząstek: 0x01 graphic
; Stała rozpadu (jaka część jąder rozpada się w jednostce czasu) 0x01 graphic
; Okres połowicznego rozpadu: 0x01 graphic
, ln2 = 0,693; Aktywność promieniotwórcza: 0x01 graphic
[Bq]-bekerel ; Średni czas życia atomów pierw promieniotwór: 0x01 graphic
; Jak zmienia się masa pierw promieniotwor: 0x01 graphic
;



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
sciaga fizyka kompletne wzory(1) 426ZRBEQYLB4R7PJBGFMHBA3OGFWHEUZQ3DO4YQ
Sciaga - Fizyka Kompletne Wzory, fizyka
sciaga fizyka kompletne wzorykk 5IOLHEBL3BFF24GKUGGHR7P6LRDQWDF55J3QUEQ
FIZYKA WZORY Kinematyka Dynamika
ściąga fizyka wzory
ściąga fizyka wzory
Fizyka 2 zadania, wzory
sciaga fizyka
wyznaczanie momentu bezwładności - ściąga, Fizyka
biofizyka ściaga, Fizyka Medyczna UŚ Katowice, Biofizyka
ściąga fizyka budowli
sciaga fizyka posegregowane
Cw88fiz, Politechnika Wrocławska, W-5 Wydział Elektryczny, Fizyka G2, fiza laborki, fiza kalit, fizy
CW84FIZ, Politechnika Wrocławska, W-5 Wydział Elektryczny, Fizyka G2, fiza laborki, fiza kalit, fizy
Fizyka jądrowa wzory
sciaga fizyka

więcej podobnych podstron