Na ciało poruszające się w czieczy działają 3 siły A)siła ciężkości Q=p*v*g (p-gestośc ciała, v-obiętośc, g-przyspieszenie ziemskie) siła ta działa zgodnie z kierunkiem przyspieszenia ziemskiego B)siła wyporu-zgodnie z prawem Archimedesa równa cięzarowi wypartej przez to ciało cieczy o gestości Pc(Fwyp=Pc*Vg) C)Siła oporu, której wartośc zalezy od wielkości i kształtu poruszająceg się ciała, wartości prędkości ciała oraz od rodzaju cieczy w której ciało się porusza. Dla kulki o promieniu r, całkowicie zanurzonej w cieczy o wspłczyniku lepkości n i poruszającej się z pewną prędkością siła oporu jest okreslona prawem Stokesa (Foporu=6pi* r*n*prędkość)prawo to jest słuszne gdy siła Reynoldsa Re=(Pc*Predkość*r)/n jest mniejsza od 0,4. Gdy kulka zaczyna opadać w cieczy jej prędkość jest początkowo niewielka 2Ruchem drgającym - nazywamy ruch , np. punktu poruszającego się tam i z powrotem po tym samym torze; ruch wówczas jest cykliczny oraz zachodzi w różnych odstępach czasu. Drgania gasnące – ruch punktu również zachodzi tam i z powrotem, natomiast ustaje on po pewnym czasie. (sytuacja ta występuje, np. w związku z pojawiającym się oporem powietrza). Drgania wymuszone –jest to dopełnienie energii, którą stracił punkt w związku z ruchem tam i z powrotem popychając ją. Położenie równowagi (x0) – jest to położenie punktu na początku oraz na końcu ruchu Amplituda (A) - maksymalne wychylenie ciała z położenia równowagi. Częstotliwość (f) – informuje nas, do ilu drgań doszło w ciągu jednej sekundy. Okres drgań (T) – jest to czas, podczas którego ciało dokonało jednego pełnego drgania. Poniżej przedstawiony jest wzór na okres drgań wahadła matematycznego co reprezentuje zależność między częstotliwością a okresem drgań: f= 1/T Jednostką okresu jest jeden Hertz. f = 1/s = 1Hz Fala - jest to zaburzenie, które rozchodzi się w danym ośrodku. Wyróżnia się fale: poprzeczne (woda); podłużne(dźwiękowa) Oznaczenia we 3. nCiężar ciała jest to siła z jaką Ziemia przyciąga ciało, a więc wyrażony jest w Newtonach (1N), natomiast masa jest miarą ilości substancji i wyrażona jest w kilogramach (1kg) Zjawisko odrzutu to nic innego jak 3 zasada dynamiki NewtonamZjawisko odrzutu ma zastosowanie na przykład przy napędzie odrzutowców i rakiet.mOpiszmy sytuację, gdy na stole leży ciężarek. Z powodu przyciągania przez grawitację, na ciężarek działa siła ciężkości, ciągnąca go w dół. Powoduje to nacisk na stół - mówimy, że ciężarek działa siłą nacisku na stół. Z III zasada dynamiki wiemy, że działanie to jest wzajemne, więc stół również działa siłą na ciężarek - jest to siła reakcji. -siedząc na krześle działasz na nie pewną siłą, ale ono również działa na ciebie, z czasem zaczyna boleć nas siedzenie. 4.Pasmowa teoria przewodnictwa Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego – kwantowomechaniczna teoria opisująca przewodnictwo elektryczne. W przeciwieństwie do teorii klasycznej punktem wyjścia w tej teorii jeststatystyka Fermiego-Diraca i falowa natura elektronów. Najważniejszym pojęciem tej teorii jest pasmo energetyczne - jest to przedział energii, jaką mogą posiadać elektrony w przewodniku. Istnienie ciągłego widma energetycznego jest związane z oddziaływaniem na siebie poszczególnych atomów (jest to zbiór bardzo blisko położonych widm liniowych), natomiast występowanie obszarów zabronionych wynika z warunków nakładanych na periodyczność funkcji falowej elektronów.
Przewodniki W przewodnikach poziom Fermiego znajduje się w obszarze poziomu rzewodnictwa, dzięki czemu elektrony przewodnictwa mogą swobodnie poruszać się w obrębie materiału (ponieważ łatwo mogą przechodzić do wyższego poziomu energetycznego)
Izolatory (dielektryki)
Poziom Fermiego w izolatorach znajduje się w okolicy granicy pasma walencyjnego, a pasmo wzbronione jest szerokie. Powoduje to, że elektrony nie mogą łatwo zwiększać swojej energii (ponieważ najpierw muszą przeskoczyć do pasma przewodnictwa).
Półprzewodniki samoistne
W półprzewodniku poziom Fermiego położony jest podobnie jak w przypadku izolatorów, jednak przerwa energetyczna (szerokość pasma wzbronionego) jest niewielka (umownie za półprzewodnik przyjmuje się ciało, w którym szerokość pasma wzbronionego jest mniejsza niż 2 eV). W półprzewodnikach samoistnych część elektronów przechodzi do pasma przewodnictwa dzięki energii termicznej lub np. wzbudzeń fotonowych. Przewodnictwo w półprzewodnikach samoistnych ma charakter pół na pół elektronowo-dziurowy.
Półprzewodniki typu n
Jeżeli do półprzewodnika (będącego pierwiastkiem grupy 14) wprowadzimy pierwiastek z grupy 15 nadmiarowe elektrony w strukturze krystalicznej utworzą nowy poziom - poziom donorowy, który znajduje się tuż poniżej pasma przewodnictwa. Elektrony z poziomu donorowego niewielkim kosztem energetycznym mogą przenosić się do pasma przewodnictwa. W półprzewodnikach typu n główny wkład do przewodnictwa pochodzi od elektronów (ale efekty opisane dla spontanicznych też grają role).
Półprzewodniki typu p
Analogicznie w półprzewodnikach typu n, jeżeli wprowadzimy pierwiastek grupy 13 to tuż powyżej pasma walencyjnego pojawia się wolny poziom, zwany akceptorowym. Spontaniczne przejście elektronów na ten poziom powoduje powstawanie dziur, które są nośnikiem dominującym.
5.
Wzbudzanie prądu indukcyjnego
Zmienne pole magnetyczne może wytworzyć w przewodniku prąd. Taki prąd nazywamy prądem indukcyjnym. Natomiast zjawisko wzbudzania prądu indukcyjnego nazywamy indukcją elektromagnetyczną.
Prąd indukcyjny możemy wzbudzić poprzez:
wsuwanie i wysuwanie magnesu (ruch magnesu względem zwojnicy)
wsuwanie i wysuwanie elektromagnesu do zwojnicy
włączanie i wyłączanie prądu w zwojnicy
zmianę natężenia prądu w elektromagnesie przy pomocy opornicy suwakowej
STRUMIEŃ WEKTORA INDUKCJI MAGNETYCZNEJ
|
|---|
Całkowity strumień magnetyczny przechodzący przez dowolną powierzchnię zamkniętą równy jest zero. Linie pola są zawsze krzywymi zamkniętymi, tyle samo linii pola wchodzi do danej powierzchni jak i z niej wychodzi.
ZJAWISKO INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
|
|---|
PRAWO FARADAYA
|
|---|
Między biegunami elektromagnesu waha się aluminiowa płytka. Gdy prąd w uzwojeniach nie płynie, płytka waha się bez większych oporów. Po włączeniu prądu płytka jest silnie hamowana. W płytce powstaje prąd indukcyjny.
Prądy indukcyjne mogą powstawać w dowolnych bryłach metalu. Takie prądy nazywamy prądami wirowymi.
Gdy płytka opada (zbliża się do biegunów elektromagnesu) prądy wirowe powstające w płytce płyną w takim kierunku, aby pole magnetyczne tych prądów odpychało się z polem magnetycznym elektromagnesu. Gdy płytka mija bieguny, prądy wirowe zmieniają kierunek i zgodnie z regułą Lenza dalej przeszkadzają ruchowi płytki.
Powstawanie prądów indukcyjnych jest w wielu przypadkach szkodliwe, gdyż wydzielane przez nie ciepło jest przyczyną strat energii, a nawet uszkodzeń urządzeń elektrycznych. Aby zmniejszyć ich działanie, części metalowe znajdujące się w zmiennym polu magnetycznym wykonuje się z cienkich i wzajemnie odizolowanych blach (najczęściej z stali krzemowej), których płaszczyzny są równoległe do linii pola magnetycznego.
Przykładem zastosowania prądów wirowych są piece indukcyjne. Wanna pieca indukcyjnego, w której umieszcza się ogrzewane części metalowe, jest otoczona zwojami, przez które przepływa szybkozmienny prąd elektryczny. Zmiany pola magnetycznego indukują prądy wirowe, w umieszczonych w wannie częściach metalowych, które ogrzewają je do wysokiej temperatury powodując stopienie metalu.
Drganie harmoniczne proste :
1. definicja geometryczna, matematyczna i fizyczna – pojęcie siły sprężystej: Ruch harmoniczny odbywa się pod wpływem siły, którą nazywa się sprężystą. Z ostatniego związku wynika (po pomnożeniu jego obu stron przez masę ciała drgającego m), że
F = - mω2 x = - kx.
k = mω2 = m 
Siła sprężysta jest to taka siła, która jest proporcjonalna do wychylenia z położenia równowagi i skierowana przeciwnie (znak "minus") do wychylenia. Jej wykresem jest linia prosta. Znajomość stałej sprężystej pozwala obliczyć okres drgań. 
2. całkowita energia w ruchu drgającym: Energia całkowita ciała drgającego wynosi:
Energia całkowita jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy.
3. składanie drgań równoległych i prostopadłych:
Ruch drgający tłumiony
Ruch harmoniczny tłumiony występuje wtedy, gdy na ciało działa dodatkowo siła oporu ośrodka proporcjonalna do prędkości:
Równanie ruchu ma wtedy postać:
Ruch falowy :1. jak powstaje fala: Falę stanowi rozchodzące się w ośrodku zaburzenie, zmiany jakiejś wielkości (powtarzające się wielokrotnie i cyklicznie zmieniające swoje wychylenie).
Fala pojawia się w ośrodkach, których punkty są ze sobą powiązane. To powiązanie punktów ośrodka (lub przestrzeni) może być bardzo różne - za pomocą sił mechanicznych, pól, a także innych parametrów. Dzięki owemu powiązaniu zmiany w jednym miejscu przechodzą (propagują się) na kolejne punkty (czyli najczęściej całe obszary) ośrodka.
Fala mechaniczna rozchodząca się na duże odległości nie przesuwa w istotny sposób punktów ośrodka - tym co się przemieszcza w fali jest nie materia, ale energia - różne obszary ośrodka cyklicznie "zamieniają się rolami" - stając się raz podlegającymi większemu zaburzeniu/wychyleniu, raz mniejszemu. Falę elektromagnetyczną stanowią zmienne w czasie i powiązane ze sobą pola elektryczne i magnetyczne. 2. fala podłużna i fala poprzeczna: Fala poprzeczna jest to fala, w której kierunek drgań cząstek ośrodka jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali.Fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi.Fale mechaniczne poprzeczne nie mogą rozchodzić się w objętości ośrodków płynnych, gdyż te nie przenoszą sił ścinających, a mogą rozchodzić się tylko w ciałach stałych. Na tej podstawie stwierdzono, że jądro Ziemi jest płynne. Fale na granicy ośrodków (np. fale na wodzie) są z natury falami poprzecznymi.Przeciwieństwem fal poprzecznych są fale podłużne. W ciałach stałych, w których mogą rozchodzić się oba rodzaje fal, fale poprzeczne rozchodzą się wolniej.Fala podłużna to fala, której drgania odbywają się w kierunku równoległym do kierunku jej rozchodzenia się. Przykładem fali podłużnej jest fala dźwiękowa.Fale ciśnienia W ośrodku sprężystym podłużna harmoniczna fala płaska, biegnąca w kierunku dodatnim wzdłuż osi x (rys.1), opisana jest zależnością:3. fala harmoniczna płaska: Najprostszym rodzajem fali jest fala harmoniczna biegnąca, zwana też falą sinusoidalną, rozchodząca się w ośrodku jednowymiarowym (np. lince).Falę taką opisuje równanie fali biegnącej, które jest rozwiązaniem równania falowego w jednym wymiarze (wzdłuż np. osi z). Wielkością drgającą jest pewna wielkość fizyczna y (np. wysokość nad poziomem morza, gęstość, natężenie pola elektrycznego). Dla fali o okresie T i długości λ rozwiązanie równania falowego można przedstawić w postaci[1]:.
Wyszukiwarka