fizyka – opracowanie pytań do egzaminu.

1.

metr - m	długość
kilogram - kg	masa
sekunda - s	czas
amper - A	natężenie prądu elektrycznego
kelwin - K	temperatura
kandela -cd	światłość
mol - mol	liczność materii

2. Radian, rad, w układzie SI uzupełniająca jednostka kąta płaskiego. Jest to kąt płaski zawarty pomiędzy promieniami koła, wycinający z okręgu tego koła łuk o długości równej promieniowi.
1 rad (z definicji) = 360°/2π ≈≈57,29578°, a 1° ≈ 0,017453 rad.
Radian i jednostki pochodne od niego (rad/s, rad/s²) stosuje się do opisu ruchu obrotowego.

3. Steradian, sr, jednostka kąta bryłowego. 1 steradian to kąt bryłowy o wierzchołku w środku kuli, wycinający z tej kuli powierzchnię równą kwadratowi jej promienia. Steradian jest jednostką uzupełniającą układu SI.

jotta	Y	10^24
zetta	Z	10^21
eksa	E	10^18
peta	P	10^15
tera	T	10^12
giga	G	10^9
mega	M	10^6
kilo	k	10^3
hekto	h	10^2
deka	da	10^1
		10^0
decy	d	10^-1
centy	c	10^-2
mili	m	10^-3
mikro	µ	10^-6
nano	n	10^-9
piko	p	10^-12
femto	f	10^-15
atto	a	10^-18
zepto	z	10^-21
jokto	y	10^-24

4.

5.

6. Ruch ciała jest to zmiana położenia tego ciała względem innych ciał, które uważamy za nieruchome. Ciała te nazywamy układem odniesienia.

Tak więc, np. ruch samochodu możemy rozpatrywać względem pasażera w nim siedzącego - wtedy samochód jest nieruchomy, względem przydrożnych drzew, względem samochodu jadącego z przeciwka lub jeśli ktoś chce względem Marsa, Jowisza, Słońca, Syriusza, względem wszystkiego. Pamiętajmy jednak, że opis ruchu zależy od wybranego układu. Takim książkowym przykładem tej zależności jest ruch Ziemi. Względem Słońca Ziemia porusza się po elipsie, jednak ruch Ziemi względem np. Marsa jest już bardziej skomplikowany, pojawiają się różne pętle, zawijasy itp.
W kinematyce, jak i w całej fizyce, ważnym pojęciem jest tzw. punkt materialny.

Tor ruchu jest to zbiór wszystkich punktów przestrzeni, do których przesuwa się dany punkt materialny. Torem może być prosta lub krzywa, a w zależności od jego kształtu wyróżniamy ruch prostoliniowy lub krzywoliniowy.

Prędkość ciała jest to iloraz drogi jaką przebyło to ciało przez czas w jakim się to odbyło. Dla kogoś znającego trochę więcej matematyki można podać dokładniejszą definicję, że prędkość jest to pierwsza pochodna drogi od czasu. Jednostką prędkości w układzie SI jest metr na sekundę - [m/s]

Przyspieszenie jest to zmiana prędkości w czasie. Bardziej matematycznie - jest to druga pochodna drogi od czasu (albo pierwsza pochodna prędkości od czasu). Jednostką przyspieszenia w układzie SI jest metr na sekundę kwadrat - [m/s²]

Przyspieszenie to wielkość fizyczna, której miarą jest iloraz przyrostu prędkości do czasu, w którym ten przyrost nastąpił.

Rodzaje ruchów: harmoniczny, jednostajnie przyspieszony, jednostajny, jednostajny krzywoliniowy, jednostajny po okręgu, jednostajny prostoliniowy, krzywoliniowy, liniowy, obrotowy, obrotowo-zwrotny, postępowy, posuwisto-zwrotny, prostoliniowy, opóźniony, po elipsie, po okręgu, po paraboli, precesyjny, przyspieszony, zmienny.

11. Zasada niezależności ruchów.

Jeśli punkt materialny uczestniczy równocześnie w kilku ruchach (ruch złożony), to każdy z tych składowych ruchów odbywa się bez zakłóceń w ten sposób, jakby pozostałych ruchów nie było.

Jeżeli ciało bierze udział w kilku ruchach równocześnie, to każdy ruch odbywa się tak, jakby innych nie było. Prędkość ciała jest prędkością wypadkową poszczególnych ruchów składowych, a tor ruchu jest torem wypadkowym torów tychże ruchów.

12. Pierwsza zasada dynamiki głosi, że ciało nie poddane działaniu żadnej siły albo poddane

działaniu sił równoważących się pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym

prostoliniowym. Pierwsza zasada dynamiki nosi nazwę zasady bezwładności. Przez bezwładność rozumiemy właściwość ciała decydującą o tym, że ciało bez działania sił nie może zmienić ani wartości, ani kierunku swej prędkości. Czyli bez działania sił pozostaje w takim stanie jak było wcześniej: spoczywa jeśli spoczywało, lub porusza się ruchem jednostajnym jeśli było w jakimkolwiek ruchu.

Druga zasada dynamiki: jeżeli na ciało zadziała niezrównoważona stała siła to wymusi ona na tym ciele ruch jednostajnie zmienny z przyspieszeniem bądź opóźnieniem wprost proporcjonalnym do działającej siły, a odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.

Trzecia zasada dynamiki, zwana również zasadą akcji i reakcji, dotyczy wzajemnego oddziaływania dwóch ciał (względnie układów ciał). Jeżeli ciało A działa na ciało B z pewną siłą to ciało B działa na ciało A z siłą o tej samej wartości i kierunku lecz o przeciwnym zwrocie.

13. Tarcie kinetyczne (dynamiczne)

Podczas ruchu po powierzchni, która nie jest idealnie gładka, ciało doznaje siły, zwanej siłą tarcia. Wartość siły tarcia T jest proporcjonalna do wartości siły nacisku N ciała na podłoże. Współczynnik proporcjonalności, zwany współczynnikiem tarcia f, zależy od rodzaju i stanu powierzchni trących, natomiast nie zależy od ich wielkości. 
Na przykład w czasie deszczu lub na oblodzonej jezdni współczynnik tarcia jest mały. Dlatego zimą posypuje się jezdnię piaskiem, aby zwiększyć współczynnik tarcia. Zwrot siły tarcia jest zawsze przeciwny do zwrotu wektora prędkości v. 
Wartość siły tarcia wyznaczamy ze wzoru: 

Tarcie statyczne

Z tarciem statycznym mamy do czynienia wtedy, gdy mimo działającej na ciało siły, pozostaje ono w spoczynku względem podłoża. Ponieważ pod działaniem pojedynczej siły ciało nie może pozostawać w spoczynku, więc na ciało musi działać jeszcze druga siła, o tej samej wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie. Nazywamy ją właśnie siłą tarcia statycznego.
Na przykład próbujemy przesunąć szafę, działając na nią siłą, a szafa nadal pozostaje na swoim miejscu. Wnioskujemy, że oprócz nas na szafę działa inne ciało (podłoga) siłą równą co do wartości naszej sile, lecz o zwrocie przeciwnym i te dwie siły równoważą się. Jeżeli będziemy zwiększać wartość przyłożonej siły, to w końcu szafa ruszy z miejsca. Tak więc siła tarcia statycznego T_S nie może przekroczyć pewnej wartości maksymalnej T_Smax, która zależy od nacisku ciała na podłoże i od współczynnika tarcia statycznego f_S. Współczynnik tarcia statycznego jest zwykle większy od współczynnika tarcia kinetycznego (dynamicznego). Maksymalną wartość siły tarcia statycznego wyznaczamy ze wzoru: 
Tak więc siła tarcia statycznego może przyjmować wartości: 
Aby ciało ruszyć z miejsca, trzeba przyłożyć siłę F przekraczającą wartość maksymalną tarcia statycznego: 
Siła tarcia statycznego nie ma stałej wartości, którą można by obliczyć z gotowego wzoru. Jej wartość jest równa wartości siły, działającej na ciało, które mimo tego działania pozostaje w spoczynku. Ze wzoru możemy jedynie obliczyć jej wartość maksymalną.

Tarcie jest to zjawisko fizyczne występujące na styku dwóch ciał materialnych. (Należy też pamiętać, że

tarcie jest obecne wszędzie, nawet w powietrzu. Wiemy przecież jak promy kosmiczne rozgrzewają się

podczas przejścia przez atmosferę ziemi, co jest właśnie działaniem cząsteczek gazów na powierzchnię

statku.) Jeżeli na któreś z ciał kontaktujących się podziałamy siłą to pojawia się siła tarcia.

Tarciem nazywa się zjawisko powstawania i działania siły mechanicznej rozpraszającej energię ( tzw. siła dyssypatywna).Siła tarcia działa stycznie do powierzchni styku dwóch ciał. Przeciwstawia się ona ruchowi.

Jeżeli mówi się o sile tarcia w przypadku nieruchomych przedmiotów, wtedy jest to tarcie statyczne. Tarcie to jest proporcjonalne do siły nacisku jednego ciała na drugie, natomiast nie zależy od rozmiarów powierzchni styku.

Z poruszającymi się ciałami związane jest natomiast tarcie kinetyczne, które będzie przeciwstawiało się ruchowi.

14. Zasada zachowania energii: W układzie odosobnionym od zewnętrznego otoczenia w ten sposób, że energia w żadnej postaci nie przenika do niego z zewnątrz ani nie uchodzi z niego na zewnątrz, całkowita wartość energii pozostaje niezmienna: mogą w nim tylko zachodzić przemiany energetyczne jednej postaci energii w inną.

Szczególnym przypadkiem powyższej zasady jest zasada zachowania energii mechanicznej. Rozważmy przykład piłki o masie m zawieszonej na wysokości h. Posiada ona energię potencjalną E_p = mgh, jednak kiedy zacznie spadać nabiera z każdą sekundą prędkości, przez co zwiększa się jej energia kinetyczna, natomiast ponieważ zmniejsza się wysokość, zminiejsza się energia potencjalna. Wszelkie opory ruchu pomijamy. Jasno widać z tego przykładu, że energia potencjalna przechodzi w energię kinetyczną. Dzięki zasadzie zachowania energii wiemy, że w dowolnym momencie ruchu tej piłki energia całkowita jest równa sumie energii potencjalnej i kinetycznej:

E_c = E_p + E_k

Zasada zachowania energii mówi, że w układzie zamkniętym (odizolowanym od otoczenia) energia może ulegać przemianom z jednej postaci w inną (np. energia kinetyczna może przekształcić się w energię potencjalną grawitacji), ale całkowita ilość energii pozostaje stała. Zasada zachowania energii jest słuszna dla wszystkich rodzajów energii, nie tylko dla energii mechanicznej.

Zasada zachowania pędu: Jeżeli na jakiś układ ciał nie działają siły (oddziaływania) zewnętrzne, wtedy układ ten ma stały pęd. Czyli, zapisując to wzorami: jeżeli F = 0, to p = const.

Lub jeszcze inaczej: zmienić pęd układu może tylko siła działająca z zewnątrz układu. Zasada zachowania pędu może być traktowana jako alternatywna postać (sformułowanie) pierwszej zasady dynamiki Newtona, jako że omawiany przypadek braku siły zewnętrznej rozpatrywany jest w układzie inercjalnym. O tym czym są siły więcej można się dowiedzieć z rozdziału siła.

Najpierw musimy się dowiedzieć, co to jest układ odosobniony (zamknięty). Aby dokładnie opisać ruch określonego ciała, należy uwzględnić wszystkie siły działające na to ciało. Jednakże takie zadanie jest w praktyce niewykonalne ze względu na olbrzymią ilość tych sił. Na szczęście zwykle jednak tylko skończona niewielka liczba ciał oddziałuje znacząco na rozpatrywane ciało, tworząc układ. Wszystkie inne oddziaływania w praktyce można pominąć, jako że są one bardzo małe, znajdują się one więc poza naszym układem. 
Siły, którymi działają na siebie części składowe układu, nazywamy siłami wewnętrznymi. Siły oddziaływania z ciałami spoza układu nazywamy siłami zewnętrznymi. Układ nazywa się odosobnionym, jeżeli można zaniedbać siły zewnętrzne.
W przypadku układów odosobnionych obowiązuje prawo zachowania pędu, które można sformułować w następujący sposób:

Całkowity pęd układu odosobnionego jest stały i nie ulega zmianie podczas dowolnych procesów zachodzących w układzie.

Oczywiście pędy poszczególnych ciał, wchodzących w skład danego układu mogą się zmieniać, ale całkowity pęd układu, to znaczy wektorowa suma wszystkich pędów składowych, nie ulega zmianie.

Udowodnijmy więc nasze prawo. Powyżej wyprowadziliśmy wzór (uogólniona postać II zasady dynamiki): 
Z definicji układu odosobnionego (zamkniętego)... 
...zatem: 

Dla dowolnego izolowanego układu punktów materialnych całkowita suma ich momentów pędu jest stała. W przypadku bryły sztywnej zasadę tę można sformułować następująco:

Moment pędu bryły pozostaje stały, gdy nie działa na nią żaden moment siły zewnętrznej. Co można zapisać wzorem lub

przy czym wzór ten można traktować jako szczególny przypadek równania wyrażającego zależność momentu pędu od momentu siły M

Na układ mogą oddziaływać siły zewnętrzne, które oddziałują na układ jako całość, a także siły wewnętrzne oddziałujące pomiędzy poszczególnymi elementami układu. Według zasady zachowania pędu siły wewnętrzne nie mogą zmienić pędu układu, natomiast całkowity pęd układu może ulec zmianie pod wpływem działania sił zewnętrznych. W związku z tym w układzie odizolowanym (czyli w takim na który nie działają żadne siły zewnętrzne) całkowity pęd układu jest zachowany i nie ulega zmianie.

15. rozdział 3.7 zadania + t.1 strona 145,157 (książka)

16. zadania rozdział 3 (pdf)

17.

18.

Siła bezwładności nie jest zwykłą siłą. Właściwie można by nawet powiedzieć, że w ogóle nie jest siłą. Bo  nie wynika ona z żadnego oddziaływania między ciałami (a przecież definiowaliśmy siłę jako miarę oddziaływania). Jeszcze inaczej można by powiedzieć, że jest ona siłą pozorną.

Siła bezwładności jest efektem wynikającym z samego przyspieszenia układu odniesienia. Jeżeli układ odniesienia porusza się ruchem przyspieszonym względem otoczenia, wtedy z jego poziomu ciała w tym otoczeniu też poruszają się ruchem przyspieszonym (tylko skierowanym przeciwnie). Wygląda to tak samo jakby działała na nie jakaś siła. I właśnie sztucznie przypisana temu ruchowi siła jest siłą bezwładności.

Siła bezwładności pojawia się tylko w nieinercjalnych układach odniesienia.

Siły bezwładności pojawiają się w różnych sytuacjach. Oto przykłady:

	Siła bezwładności podczas ruszania pojazdu - gdy samochód rusza do przodu siła bezwładności wciska pasażerów w fotel
	Siła bezwładności podczas hamowania pojazdu - gdy samochód (lub inny pojazd) nagle hamuje, wtedy siła bezwładności rzuca pasażerem do przodu
	Siła odśrodkowa - gdy siedzimy na wirującej karuzeli siła bezwładności (nazywana w tym przypadku "siłą odśrodkową") wypycha nas i przedmioty przez nas trzymane na zewnątrz okręgu.
	Siła Coriolisa - siła ta jest nieco podobna do siły odśrodkowej i pojawia się, gdy opisujemy ruch ciała z poziomu obracającego się układu odniesienia Siła bezwładności jest równa: Minus we wzorze bierze się z faktu, że siła bezwładności działa przeciwnie do przyspieszenia układu nieinercjalnego.

http://www.fizykon.org/dynamika/dyn_sila_bezwladnosci.htm#Przykłady siły bezwładności

19.

To zależy od półkuli. Na naszej akurat prawy brzeg, na południowej - lewy. Ma to związek z efektem Coriolisa, który z kolei jest spowodowany ruchem obrotowym Ziemi.

20. Wg definicji bryła sztywna to układ punktów materialnych, które zajmują zawsze te same położenia względem siebie. Tak więc w ruchu postępowym takiego ciała, wszystkie punkty materialne będą poruszać się z taką samą prędkością liniową, a jeśli będzie to ruch jednostajnie zmienny to będą miały takie same przyspieszenie.

Jeżeli połączy się jakiekolwiek dwa punkty ciała sztywnego to okaże się, że odcinek, który je łączy biegnie równolegle do odcinka łączącego te same dwa punkty, ale w poprzednim położeniu.

Można również rozważać ruch obrotowy ciała sztywnego. Szczególny przypadek stanowi sytuacja, gdy oś obrotu jest nieruchoma. Każdy punkt takiego ciała, o masie m za wyjątkiem tych leżących na osi obrotu, będzie poruszał się po okręgu o promieniu r, równym odległości tego punktu od osi obrotu. Jego prędkość kątowa  będzie wynosiła :, gdzie v to prędkość liniowa. Zatem jego energię kinetyczną można obliczyć z zależności: . Całkowita energia kinetyczna bryły sztywnej w tym ruchu jest równa sumie energii kinetycznych poszczególnych punktów materialnych.

Środek ciężkości ciała, to taki szczególny punkt (czasami może on nawet nie zawierać się w obrębie ciała), że po podparciu w tym punkcie za pomocą siły przeciwnej do siły grawitacji (równoważącej tę grawitację), grawitacja nie spowoduje obrotu tego ciała. I to bez względu na początkowe ustawienie - nachylenie.

Środek masy lub inaczej środek bezwładności, jest to punkt, który charakteryzuje rozmieszczenie mas w ciele lub układzie ciał. Środek masy ma taką właściwość, że w czasie ruchu ciała porusza się tak, jakby masa całego ciała była skupiona w tym jednym punkcie, i poruszała się pod wpływem wszystkich sił działających na to ciało.

Niemal zawsze środek ciężkości pokrywa się ze środkiem masy (wyjątek zdarzyłby się dopiero w niejednorodnym - czyli prawie niemożliwym do zaobserwowania "normalnie" - polu grawitacyjnym). 

Pojęcie środka masy jest nieco ogólniejsze od pojęcia środka ciężkości, bo ciało ma środek masy zawsze - bez względu na to, czy działa na nie siła grawitacji. Np. w stanie nieważkości trudno jest mówić o środku ciężkości, bo ciężkości ciała nie mają, natomiast środek masy jest niezmieniony. 

Moment bezwładności - miara bezwładności ciała w ruchu obrotowym względem określonej, ustalonej osi obrotu. Im większy moment, tym trudniej zmienić ruch obrotowy ciała, np. rozkręcić dane ciało lub zmniejszyć jego prędkość kątową. Moment bezwładności odgrywa prawie taką samą rolę w dynamice ruchu obrotowego jak masa w dynamice ruchu postępowego, opisując relacje między momentem pędu, energią kinetyczną a prędkością kątową jak masa między pędem, energią kinetyczną a prędkością. Moment bezwładności zależy od osi obrotu ciała, a w ogólnym przypadku jest tensorem.

Ruch obrotowy to ruch, w którym wszystkie punkty bryły zataczają współśrodkowe okręgi wokół osi obrotu. Oś obrotu to linia, na której leżą punkty bryły pozostające w spoczynku podczas obrotu.

















W ruchu obrotowym wszystkie punkty bryły mają taką samą szybkość kątową u i różne szybkości liniowe v (styczne do toru), ponieważ v = r·ω Jeśli szybkość kątowa rośnie lub maleje, to ruch obrotowy jest odpowiednio przyspieszony lub opóźniony i dla takich ruchów istnieje przyspieszenie lub opóźnienie kątowe, które jest zdefiniowane tak jak w ruchu po okręgu.
Aby wprawić bryłę w ruch obrotowy wokół osi albo zwiększyć lub zmniejszyć prędkość kątową, to musimy zadziałać na nią siłą. Wpływ tej siły na ruch obrotowy wynika z II zasady dynamiki dla bryły sztywne.

21. tom 1, strona 312, 314

22. pdf 4.5

23. + rozdział 4.10

Jeśli bryła sztywna obraca się wokół nieruchomej osi, wtedy jej energia kinetyczna jest równa sumie energii kinetycznych wszystkich n punktów materialnych, na jakie można ją podzielić, czyli:

Mamy więc:

Porównując powyższy wzór ze wzorem na energię kinetyczną ciała znajdującego się w ruchu postępowym, uzyskujemy jeszcze raz potwierdzenie tego, że miarą bezwładności ciała w ruchu obrotowym jest moment bezwładności tego ciała. Gdy bryła sztywna porusza się z prędkością liniową o wartości v (tzn., gdy znajduje się w ruchu postępowym), a jednocześnie obraca się z prędkością kątową , to jej całkowita energia kinetyczna jest równa sumie energii kinetycznych jej ruchu postępowego i obrotowego:

24. tom 1, strona 297

25. tom 2, strona 3 i zadania na 18, 19, 20.

26. Naprężenie, miara sił wewnętrznych powstających w ciele pod wpływem zewnętrznej, odkształcającej siły. W danym punkcie naprężanie określone jest wektorem P=dF/dS, gdzie dF/dS oznacza siłę działającą na nieskończenie mały element powierzchni przekroju ciała.
Naprężenie dzieli się na: działające w kierunku prostopadłym do powierzchni przekroju S, nazywane naprężeniem normalnym σ, oraz na działające w kierunku stycznym do powierzchni (naprężenie styczne τ), przy czym zachodzi równość P²=σ²+τ².
Stan naprężenia w danym punkcie wynikający z wszystkich wektorów naprężenia określa tensor naprężeń.

Odkształcenie, zmiana wzajemnych odległości pomiędzy punktami ciała, powstająca w wyniku naprężeń spowodowanych przez rozciąganie,ściskanie, zginanie lub skręcanie ciał. Wyróżnia się: odkształcenie sprężyste, gdy odkształcenie zanika po ustaniu naprężenia, odkształcenie plastyczne.

27. tom 2, strona 61

28. tom 2, strona 63

Ciśnienie hydrostatyczne nie zależy od wielkości i kształtu zbiornika, a zależy wyłącznie od głębokości. Ciśnienie to określa wzór: , gdzie

 – gęstość cieczy – w układzie SI: w kg/m³,

 – przyspieszenie ziemskie (grawitacyjne) – w układzie SI: w m/s²,

 – wysokość słupa cieczy odpowiadająca np. głębokości zanurzenia – w układzie SI: w metrach (m).

29. Prawo Archimedesa formułuje się słownie w następujący sposób:

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

Mówiąc inaczej, gdybyśmy dokładnie takie samo ciało "wyrzeźbili" z wody (ale nie z lodu, bo lód jest lżejszy niż woda!), to ciężar tej "rzeźby" dałby nam wartość siły wyporu w wodzie. Oczywiście nie musimy dokładnie rzeźbić ciała - wystarczy, że po prostu weźmiemy tylko tę ilość "materiału" na naszą rzeźbę - czyli wodę mającą tyle samo objętości co ciało.

Jakie wnioski wyciągamy z tego prawa:

	że siła wyporu jest tym większa, im cięższy jest płyn - większa siła wyporu jest w wodzie, niż w powietrzu i większa w rtęci, niż w wodzie.
	siła wyporu jest tym większa, im większe (rozmiarami, objętością) jest ciało (a przynajmniej jego zanurzona część)

 Siłę wyporu da się zapisać wzorem:

F_wyporu = ρ_płynu ∙g ∙V_zanurzona

ρ_płynu - gęstość płynu (cieczy, gazu) w którym zanurzone jest ciało -  [w układzie SI w kg/m³]
V_zanurzona – objętość tej części ciała, która jest zanurzona w płynie (w układzie SI w m³)
g – przyspieszenie ziemskie  [w układzie SI w m/s²]

Środek wyporu, środek ciężkości wody wypartej przez kadłub statku wodnego, czyli punkt, w którym zaczepiona jest (skierowana do góry) siła wyporu. W prawidłowo wyważonym statku środek wyporu leży w płaszczyźnie symetrii i na jednej linii pionowej ze środkiem ciężkości.

Stateczność kształtu zapewniona jest zazwyczaj dla jachtów mieczowych. Środek ciężkości SC znajduje się powyżej środka wyporu SW. Do punktu S.C. przyłożona jest siła ciężkości FC, a do SW siła wyporu FW. Gdy jacht się przechyla położenie środka ciężkości nie ulega zmianie, zmienia się natomiast położenie środka wyporu. Powstaje moment prostujący. Powstanie tego momentu i jego zależność od kąta pochylenia pokazują kolejne rysunki. Stateczność ciężaru zapewniona jest głównie dla jachtów balastowych. W tym przypadku SW znajduje się nad S.C. Moment prostujący jest stale dodatni.

30. Prawo Pascala wiąże się z faktem, że ciśnienie / parcie w płynach "rozchodzi się błyskawicznie w całej objętości płynu".

Prawo Pascala sformułować można na kilka podobnych sposobów – np.:

Ciśnienie działające z zewnątrz na płyn (gaz, ciecz) jest przenoszone we wszystkich kierunkach jednakowo.

Standardowa prasa hydrauliczna składa się z dwóch, połączonych ze sobą cylindrów różnej wielkości, wypełnionych olejem hydraulicznym i zamkniętych przy pomocy szczelnych tłoków. 
Cylinder o mniejszej średnicy nazywany jest tłokiem roboczym. Drugi, większy cylinder, pełni funkcję pompy. Jeśli będziemy działać na niego z odpowiednią siłą, zwiększy się siła działająca na tłok roboczy. To spowoduje powstanie ciśnienia w całym układzie. Zgodnie z prawami fizyki (p. Pascala) ciśnienie „rozejdzie się” we wszystkich kierunkach i zadziała z powrotem na nasz większy cylinder, wywołując siłę. Zwielokrotnienie siły będzie równe stosunkowi powierzchni tłoka roboczego do powierzchni tłoka pompy.

W prasie hydraulicznej jest spełniona zasada zachowania energii. Praca wykonana przez tłok pompy jest równa sile F1 pomnożonej przez przesunięcie, które z kolei jest tyle razy większe od przesunięcia tłoka roboczego, ile razy przekrój tłoka roboczego jest większy od przekroju tłoka pompy. Energia wykonana przez tłok roboczy jest więc taka sama jak energia tłoka pompy.

31. tom 2, strona 79 - 82

32. Wartość siły wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

W układzie jednostek SI stałą k można zapisać jako:

gdzie  jest przenikalnością elektryczną próżni.

Stała  jest względną przenikalnością ośrodka i dla próżni .

 

Prawo to stosuje się jedynie do ładunków punktowych, czyli takich naładowanych ciał, których wymiary są bardzo małe w porównaniu do odległości między nimi lub też do ciał jednorodnych w kształcie kuli.

Zasada zachowania ładunku elektrycznego - różnica liczby ładunków elektrycznych dodatnich i ujemnych danego układu jest stała, bez względu na rodzaj oddziaływań zachodzących w układzie. 

Zasada superpozycji mówi, że pole (siła) pochodzące od kilku źródeł jest wektorową sumą pól (sił), jakie wytwarza każde z tych źródeł. Spełniają ją pole elektromagnetyczne i pole grawitacyjne, a w konsekwencji siły pochodzące od nich, m.in. siła Coulomba.

Zasada superpozycji w obwodach elektrycznych[edytuj]

Zasada superpozycji w obwodach elektrycznych wyraża ich cechę addytywności:

Odpowiedź obwodu elektrycznego lub jego gałęzi na kilka wymuszeń (pobudzeń) równa się sumie odpowiedzi (reakcji) na każde wymuszenie z osobna.

Obwód elektryczny pracujący w stanie ustalonym zgodnie z zasadą superpozycji nazywamy liniowym.

Metoda superpozycji polega na wyznaczeniu w obwodzie prądów wywołanych przez poszczególne źródła energii działające pojedynczo. Prąd w dowolnej gałęzi obwodu przy działaniu wszystkich źródeł energii jest sumą algebraiczną wszystkich prądów, które płyną na skutek działania każdego źródła energii z osobna.

33. Na pewno widziałeś kiedyś jak linijka, którą wcześniej pocierano o włosy przyciąga kawałki papieru. O linijce mówimy, że jest naelektryzowana. Ciało naelektryzowane ma więcej bądź mniej elektronów. Elektrony to cząsteczki elementarne, posiadają one najmniejszy ładunek, nazywany ładunkiem elementarnym - e, który wynosi 
e = 1,60210 ^. 10^-19C. Każdy ładunek występujący w przyrodzie jest wielokrotnością tego ładunku. Teraz mała ciekawostka: odkryto już cząsteczki, które posiadają np. ładunek 2/3 e.
Wokół ciała naelektryzowanego wytwarza pole elektrostatyczne (tak jak masa wytwarza pole grawitacyjne). Analogicznie do natężenia pola grawitacyjnego pole elektrostatyczne charakteryzuje natężenie pola elektrostatycznego:

Natężenie pola elektrostatycznego - definicja
Natężenie pola elektrostatycznego jest równe stosunkowi siły elektrostatycznej działającej na ładunek próbny do wartości tego ładunku:

E = F_el / q

Energia potencjalna

Ładunek q, znajdujący się w polu ładunku Q, ma energię potencjalną, zaś nie posiada takiej energii, gdy jest nieskończenie daleko od ładunku Q. Aby ładunkowi q nie posiadającemu energii nadać energię, należy przesunąć go z nieskończoności do danego punktu. Uzyskana energia potencjalna równa jest wykonanej pracy: 

Ponieważ jeden przez nieskończoność dąży do zera (jest to liczba zawsze bardzo bliska zeru), to możemy uznać, że wartość ta jest równa zeru, zatem: 

Energia potencjalna jest dodatnia przy ładunkach jednoimiennych, a ujemna przy ładunkach różnoimiennych (wykres przedstawiono poniżej przy omawianiu potencjału elektrostatycznego).

Potencjał elektryczny

Potencjał elektryczny jest wielkością skalarną dzięki której można opisywać pole elektryczne na przykład: wokół naładowanego pręta. Potencjał oznaczamy literą V. Potencjał elektryczny jest ściśle powiązany z wielkością wektorową - natężenie pola elektrycznego E. Aby wyznaczyć różnicę potencjałów elektrycznych między A i B, znajdującym się w polu elektrycznym, przesuwamy ładunek próbny q₀ z A do B mierząc jednocześnie pracę W_AB, którą należy wykonać aby przemieścić dany ładunek próbny. Różnica potencjałów elektrycznych jest to:

W układzie SI różnicę potencjałów określamy jako wolt [V]

1 V = 1 J/C

34. Pole elektryczne jest polem zachowawczym, czyli praca wykonana przy przesunięciu ładunku pomiędzy dwoma punktami nie zależy od tego po jakiej drodze przesuwamy ładunek.

36. Przewodnik elektryczny – substancja, która dobrze przewodzi prąd elektryczny, a przewodzenie prądu ma charakter elektronowy. Atomy przewodnika tworzą wiązania, w których elektrony walencyjne (jeden, lub więcej) pozostają swobodne (nie związane z żadnym z atomów), tworząc w ten sposób tzw. gaz elektronowy.

Dlaczego potencjał pola elektrycznego musi być stały na powierzchni naładowanego przewodnika? We wnętrzu przewodnika umieszczonego w zewnętrznym polu elektrycznym pole elektryczne zanika. Potencjał musi być więc stały. Mówimy, że przewodnik jest ekwipotencjalny. Podobne zjawisko zajdzie w przewodniku, na którym umieszczono ładunek. Na nośniki działają siły elektryczne, które powodują ich ruch tak długo, aż wewnątrz przewodnika zaniknie pole elektryczne znowu ustala się stały potencjał. Wszystkie ładunki muszą zgromadzić się na powierzchni przewodnika.

Jak skierowane jest pole elektryczne na powierzchni naładowanego przewodnika i od czego zależy jego wartość? Pole elektryczne skierowane jest prostopadle do przewodnika, jego wartość zależy wprost proporcjonalnie do ładunku na tym przewodniku a odwrotnie proporcjonalnie do pola powierzchni i przenikalności elektrycznej.

37. Pojemnością kondensatora C nazywamy stały dla danego kondensatora stosunek ładunku zgromadzonego na jego okładkach do napięcia panującego między okładkami: