MECHANIKA 1.Wektor wodzący – skierowany od początku układu współrzędnych do danego punktu. Długość wektora wodzącego jest odległością punktu od początku układu współrzędnych. ${\overset{\overline{}}{r}}_{A} = \overset{\overline{}}{\text{OA}}$ Prędkość – (v) – pierwsza pochodna drogi s względem czasu t v = ds/dt [m/s] Wektorowa wielkość fizyczna określająca zmianę położenia w jednostce czasu Przyspieszenie – (a) wektorowa wielkość fiz. opisująca zmianę wektora prędkości ciała v – pierwsza pochodna prędkości względem czasu, lub drugą pochodną drogi względem czasu $\overrightarrow{\mathbf{a}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{d}\overrightarrow{\mathbf{v}}}{\mathbf{\text{dt}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{d}^{\mathbf{2}}\overrightarrow{\mathbf{r}}}{\mathbf{\text{dt}}^{\mathbf{2}}}\mathbf{\ }\left\lbrack \overrightarrow{\mathbf{a}} \right\rbrack\mathbf{=}\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{s}^{\mathbf{2}}}$ Pęd – pęd ciała (pkt. Materialnego) p – wielkość wektora charakteryzująca ruch ciała, równa iloczynowi jego masy i prędkości. Całkowity pęd układu ciał jest równy sumie wektorowej pędów poszczególnych ciał. $\overrightarrow{p} = m\overrightarrow{v}$ [N∙s] Moment pędu – (L) punktu materialnego nazywamy wielkość fizyczną wektorową zdefiniowaną jako iloczyn wektorowy wektora wiodącego tego punktu r i pędu p. L = r × p L-moment pędu punktu materialnego; r-wektor łączący punkt, względem którego określa się moment pędu i punkt ciała; p-pęd punktu materialnego 2.Ruch jednostajny – jeśli wartość wektora v prędkości nie zmienia się przez cały okres trwania ruchu, a przebyta droga równa się iloczynowi czasu trwania ruchu i prędkości.$\mathbf{\ v =}\frac{\mathbf{\text{ds}}}{\mathbf{\text{dt}}}\mathbf{= const.}$ Rzut poziomy – ciało zostaje wyrzucone z prędkością Vo w kierunku poziomym. Ruch ciała jest złożeniem dwóch ruchów: jednostajnego wzdłuż osi x z prędkością Vo oraz jednostajnie przyspieszonego w kierunku osi z. Położenie ciała w każdej chwili char. dwie współrzędne (ruch płaski). |
Rzut ukośny – ciało zostaje wyrzucone pod pewnym kątem φ do poziomu z prędkością początkową Vo. Ruch ciała jest złożeniem dwóch ruchów: w kierunku osi x (ruch jednostajny z prędkością Vx = Vo cosφ) oraz w kierunku osi z (ruch jednostajnie przyspieszony z przyspieszeniem –g i prędkością początkową Vz = Vo sinφ). 3.Zasasy dynamiki Newtona. I zasada Newtona – (zasada bezwładności) – jeśli na ciało nie działają żadne siły lub siły równoważą się wzajemnie to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnie prostoliniowym. Zasada układu inercjalnego – każdy układ, który porusza się ze stałą v II zasada Newtona – Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli siła wypadkowa $\overrightarrow{F_{w}}$ jest różna od zera), to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej Współczynnik proporcjonalności jest równy odwrotności masy ciała. (w układzie inercjalnym) $\overrightarrow{a} = \frac{1}{m}\overrightarrow{F_{w}} = \ \frac{\overrightarrow{F_{w}}}{m}$ III zasada Newtona – (zasada równej akcji i reakcji) – jeśli ciało B działa na ciało A siłą $\overrightarrow{F_{\text{ba}}}$ to ciało A oddziałuje na ciało B siłą $\overrightarrow{F_{\text{ab}}}$ taką samą co do kierunku i wartości lecz o przeciwnym zwrocie $\overrightarrow{F_{\text{ba}}} = - \overrightarrow{F_{\text{ab}}}$. Siły te przyłożone są do różnych ciał. 4.Inercjalny układ odniesienia – to taki układ odniesienia, który porusza się ze stałą prędkością po linii prostej. Innymi słowy, jego wektor prędkości nie zmienia się. Stałe pozostają jego kierunek, zwrot i wartość. W każdym układzie inercjalnym prawa fizyki są takie same i zjawiska fizyczne przebiegają w identyczny sposób. |
Nieinercjalny układ odniesienia – każdy układ odniesienia, który porusza się względem układu inercjalnego ruchem prostoliniowym zmiennym lub ruchem krzywoliniowym. Np. układ związany z rozpędzającym się, hamującym lub skręcającym pojazdem. 5.Siła bezwładności – pozorne siły działające na ciało fizyczne w nieinercjalnych ukł odn (styczna siła bezwładności, siła odśrodkowa, siła Coriolisa). Liczbowo siły te są iloczynowi masy i odpowiedniego przyspieszenia a skierowane przeciwnie niż wymuszająca ruch siła F = -ma a – przyspieszenie ruchu układu nieinercjalnego. Siła odśrodkowa bezwładności – występuje zawsze w opisie ruchu, gdy układ odniesienia obraca się. Siła Coriolisa – efekt występujący w obracających się układach odniesienia. Objawia się zakrzywieniem toru ciał poruszających się w takim układzie. Zakrzywienie to zdaje się być wywołane jakąś siłą (dlatego efekt Coriolisa nazywany jest najczęściej siłą Coriolisa), w rzeczywistości jest jednak spowodowany ruchem układu odniesienia. Wartość tej pozornej siły wynosi: $\overrightarrow{F_{C}} = - 2m(\overrightarrow{\omega} \times \overrightarrow{v})$; lub przyspieszenia: $\overrightarrow{a_{C}} = 2(\overrightarrow{\omega} \times \overrightarrow{v})$ Oznaczenia: m – masa ciała, v – jego prędkość, ω – prędkość kątowa układu, – iloczyn wektorowy. Siła Coriolisa powoduje odchylenie toru ruchu ciała w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu układu odniesienia (np. Ziemi lub płaskiej tarczy). |
6.Praca – skalarna wielkość fizyczna, miara ilości energii przekazywanej między układami fizycznymi w procesach mechanicznych, elektrycznych, termodynamicznych i innych[1]; oznacza formę zmian energii, nie zaś jedną z form energii. Jeżeli ruch ciała jest prostoliniowy, a wektor siły jest stały, to pracę tej siły określa wzór: $W = \overrightarrow{F} \bullet s \bullet cos\measuredangle\left( \overrightarrow{F},\overrightarrow{s} \right)$ [J]; W - praca,$\overrightarrow{F}$ - siła, $\overrightarrow{s}$- przemieszczenie Moc – stosunek wykonanej pracy do czasu, w którym ta praca została wykonana P= W/t [J/s=W] Siła zachowawcza – wtedy gdy praca wykonana przez nią na drodze między 2 punktami przestrzeni nie zależy od kształtu wybranego toru. Praca wykonana przez siłę zachowawczą na drodze zamkniętej jest równa zeru. Np. siły grawitacyjne i elektrostatyczne. Siły niezachowawcze – (nie spełniające powyższych warunków) – najczęściej działają ze strony ośrodka na poruszające się w układzie ciało (opory ruchu) i zależą na ogół od prędkości ciała. Np. siły tarcia, zew. Siły lepkości. 7.Energia kinetyczna – część energii ciała (układu ciał) związana z ruchem ciała. Posiadają ją ciała poruszające się z v. Dla punktu materialnego o masie m i prędkości v Ek = ½ mv². Energia kinetyczna układu n punktów materialnych jest równa sumie energii kinetycznej poszczególnych punktów a jej wartość można przedstawić w postaci sumy energii kinetycznej środka masy oraz energii kinetycznej wszystkich punktów względem układu środka masy Eks. Energia potencjalna – jest to praca jaką musiałyby wykonać siły zew aby ciało o masie m podnieść na pewną wysokość h względem wcześniej obranego układu odniesienia. Ep = mgh |
8. Zasada zachowania energii (mechanicznej) –Jeżeli na ciała poruszające się w p graw nie działają żadne siły zew inne niż siła graw to ciało zachowuje swoją E mechaniczną, np. kamień o masie m rzucony do góry z prędkością początkową Vo ma na początku energię kinetyczną Eko = ½ mVo². Oraz energię potencjalną Epo = 0. Gdy osiągnie wartość h to Ek=0 a Ep= mgh. W każdej chwili jego ruchu Ek + Ep = const = ½ mVo². 9.Zasada zachowania pędu – Jeżeli w inercjalnym ukł odniesienia na ukł nie działają siły zew lub działają siły równoważące się to całkowity pęd układu nie ulega zmianie F= ma = m F=0, dp=0 p=constans Zasada zachowania momentu pędu – Jeżeli całkowity moment siły działającej na układ jest równy zero to całkowity moment pędu układu nie ulegnie zmianie (jest zachowany). $\overrightarrow{M} = 0$ $= > \ \overrightarrow{L} = const$ $\frac{d\overrightarrow{L}}{\text{dt}} = 0$, 10.Pole grawitacyjne – jest to obszar działania sił grawitacyjnych. Źródłem pola jest każde ciało mające masę-wytwarza wokół siebie pole grawitacyjne które działa na wszystkie ciała znajdujące się w jego otoczeniu. Natężenie pola grawitacyjnego danym punkcie przestrzeni jest to wielkość wektorowa γ określona jako iloczyn odwrotności masy grawitacyjnej mg punktu materialnego umieszczonego w tym punkcie i wektora siły grawitacyjnej Fg która działa na ten punkt γ= 1/mg Fg. Punkt materialny o masie M wytwarza wokół siebie pole grawitacyjne o wartości γr = Gm/r². Prawo powszechnego ciążenia – Każde 2 ciała obdarzone masą przyciągają się siłą wprost prop do iloczynu ich mas i odwrotnie prop do kwadratu odległości między nimi. $\overrightarrow{F} = G \bullet \frac{\text{Mm}}{r^{2}} \bullet \frac{\overrightarrow{r}}{r}$ |
Prawa Keplera: I prawo Keplera: Planety krążą wokół Słońca po elipsie, w której jednym z ognisk jest Słońce. o parametrach $p = \frac{L^{2}}{\text{GMm}}$ i mimośrodzie $\varepsilon = {(\frac{1 + 2Ep}{\text{GMm}})}^{2}$. II prawo Keplera: Prędkość polowa ruchu planet jest stała. Promień wodzący łączący Słońce umieszczone w jednym z ognisk elipsy, z planetą, w jednakowych odstępach czasu zakreśla jednakowe pola. Prędkość polowa jest ściśle związana z momentem pędu planety $\frac{s}{t} = \frac{1}{2}\frac{K}{m}$ gdzie K to moment pędu planety, zaś m jest jej masą. III prawo Keplera: Stosunek kwadratu okresu obiegu planety wokół Słońca do sześcianu średniej arytmetycznej największego i najmniejszego oddalenia od Słońca jest stały dla wszystkich planet w Układzie Słonecznym.
11.Bryła sztywna – abstrakcyjne ciało fizyczne, które pod działaniem dowolnie wielkich sił nie ulega ani odkształceniom postaci (kształtu) ani odkształceniom objętości. Odległość 2 dowolnych punktów bryły sztywnej pozostaje niezmienna. Moment bezwładności – to miara bezwładności ciała w ruchu obrotowym. Im większy moment, tym trudniej zmienić ruch obrotowy ciała, np. rozkręcić dane ciało lub zmniejszyć jego prędkość obrotową. gdzie: $I = \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}r_{i}^{2}}$; m - masa fragmentów ciała oddalonych od osi obrotu o długość r; r - odległość fragmentów ciała od jego osi obrotu |
---|---|---|---|---|---|
Iloczyn miri2 jest momentem bezwładności elementu ciała. Moment bezwładności ciała zależy od wyboru osi obrotu, od kształtu ciała i od rozmieszczenia masy w ciele. Moment bezwładności ma wymiar ML2. Zwykle mierzy się go w kgm2 12. Energia kinetyczna bryły sztywnej – jest równa sumie energii kinetycznej ruchu postępowego środka masy Ekp i obrotowego Ekob względem osi przechodzącej przez środek masy Ek = Ekp + Ekob przy czym Ekp = ½Mv3² , Ekob = ½ Is ω². I – moment bezwładności względem osi obrotu przechodzącej przez środek masy ω – prędkość kątowa ruchu obrotowego. Energia nie zależy tylko od masy ciała lecz także od sposobu jej rozmieszczenia. 13.Moment siły – M – wielkość fizyczna wektorowa równa iloczynowi wektorowemu promienia wiodącego r zaczepionego w pewnym pkt oraz wektora działającej siły F. $\overrightarrow{\mathbf{M}}$= $\overrightarrow{\mathbf{r}}$ x $\overrightarrow{\mathbf{F}}$. M=0 dla każdej siły centralnej. Równanie ruchu obrotowego – dJ/dt = Mz. Jeżeli oś obrotu pokrywa się z osią symetrii bryły sztywnej to dω/dt = M/J. Eulera równania ruchu obrotowego, różniczkowe równania ruchu ciała sztywnego mającego jeden punkt nieruchomy: $I_{x}\frac{d\omega_{x}}{\text{dt}} + \left( I_{z} - I_{y} \right)\omega_{y}\omega_{z} = M_{x}$; $I_{y}\frac{d\omega_{y}}{\text{dt}} + \left( I_{x} - I_{z} \right)\omega_{z}\omega_{x} = M_{y}$; $I_{z}\frac{d\omega_{z}}{\text{dt}} + \left( I_{y} - I_{x} \right)\omega_{x}\omega_{y} = M_{z}$; |
gdzie ωx, ωy, ωz — rzuty chwilowej prędkości kątowej ω na osie gł. wyprowadzone z punktu nieruchomego, Ix, Iy, Iz — momenty bezwładności ciała względem tych osi, Mx, My, Mz — momenty sił względem tych osi. 14.Oscylator harmoniczny – wyidealizowany układ fizyczny - punkt materialny o masie m wykonujący ruch pod wpływem siły sprężystej proporcjonalnej do chwilowego wychylenia x od pewnego pkt równowagi. $m\frac{d^{2}x}{dt^{2}} = - kx$; x – wychylenie od położenia równowagi, k>0 – stała sprężystości. Równanie ruchu oscylatora harmonicznego –
KINEMATYKA I DYNAMIKA RELATYWISTYCZNA 1. Zasady względności Einsteina. We wszystkich układach inercjalnych prawa fizyki mają taką samą postać i zjawiska fizyczne przebiegają jednakowo. Nie ma zjawiska fizycznego, za pomocą którego można by odróżnić jeden układ od drugiego. Wszystkie układy inercjalne są fizycznie równoważne i prędkość światła jest stała dla wszystkich tych układów. 2. Transformacja Lorentza Transformacja współrzędnych, która uwzględnia niezależność prędkości światła od układu odniesienia ma postać: $x^{'} = \frac{x - Vt}{\sqrt{1 - \frac{V^{2}}{c^{2}}}} = \frac{x - Vt}{\sqrt{1 - \beta^{2}}}$; y′ = y; z′ = z; $t^{'} = \frac{t - \frac{V}{c^{2}}x}{\sqrt{1 - \frac{V^{2}}{c^{2}}}} = \frac{t - \frac{V}{c^{2}}x}{\sqrt{1 - \beta^{2}}}$ gdzie $= \frac{V}{c}$. Te równania noszą nazwę transformacji Lorentza. |
3. Dylatacja czasu, w teorii względności jest to efekt polegający bądź na opóźnianiu się zegara będącego w ruchu w stosunku do zegara spoczywającego w pewnym inercjalnym układzie odniesienia (kinematyczna dylatacja czasu), bądź na opóźnianiu się zegara znajdującego się w silnym polu grawitacyjnym (grawitacyjna dylatacja czasu); oba te efekty zostały zaobserwowane: poruszające się z dużymi prędkościami nietrwałe cząstki elementarne (np. w promieniowaniu kosm.) żyją dłużej niż cząstki spoczywające, natomiast czułe zegary znajdujące się w górach spieszą się w stosunku do zegarów pozostawionych na poziomie morza (będących w silniejszym polu grawitacyjnym — bliżej środka Ziemi). $t = \gamma(t^{'} - \frac{\beta}{c}x^{'})$; x = γ(x′ + vt′) Skrócenie dł.- Skrócenie długości obiektu, czyli mierzonego odstępu pomiędzy jego początkiem i końcem, poruszającego się relatywistycznie w kierunku skrócenia np. pręta. Wynika to z zastosowania Transformacji Lorentza do pomiaru. Długość pręta poruszającego sie z prędkością v w układzie laboratoryjnym jest równa $\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}}\ $długości pręta w jego układzie własnym. Składanie prędkości- prędkość v’ obiektu (cząstki, ciała) zmierzona przez obserwatora poruszającego się wraz z ukł (x’, y’, z’, t’) z prędkością u wzg. Nieruchomego układu (x, y, z, t) jest związana z prędkością v w układzie spoczywającym wzorem (gdy v II u) |
4. Masa wielkość fiz. charakteryzująca obiekty fiz., służąca do ilościowego opisu ich bezwładności i oddziaływania grawitacyjnego. W mechanice relatywistycznej masa ciała zależy od układu odniesienia, w którym się ją mierzy; między masą mr, tzw. masą relatywistyczną ciała, mierzoną w układzie odniesienia, względem którego porusza się ono z prędkością v, a masą m0 — tzw. masą spoczynkową ciała mierzoną w układzie odniesienia, w którym ono spoczywa, występuje zależność: $m_{r} = \frac{m_{0}}{\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}}}$ różnica mr i m0 stanowi tzw. relatywistyczny przyrost masy Pęd relatywistyczny – rośnie wraz ze wzrostem prędkości znacznie silniej niż wynikałoby to ze wzoru p=mv $\overrightarrow{P} = \frac{m\overrightarrow{v}}{\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}}} = m\left( v \right)\overrightarrow{v}$ Pędem nazywamy iloczyn relatywistycznej masy i prędkości. Obserwowany w doświadczeniach wzrost masy szybkich cząstek jest w istocie wzrostem pędu. 5. Energia relatywistyczna Energia całkowita cząstki swobodnej $E = mc^{2} + E_{k} = \frac{mc^{2}}{\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}}}$ Relatywistyczny wzór na energię kinetyczną: $E_{k} = \frac{mc^{2}}{\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}}} - mc^{2}$; mc2 - energia spoczynkowa |
6. Synteza jądrowa, fuzja jądrowa. Proces łączenia się jąder lekkich pierwiastków w jądra cięższych pierwiastków, jądra posiadają dodatni ładunek elektryczny i wzajemnie się odpychają, ich zbliżenie się do siebie na odległości, przy których przyciąganie powodowane przez oddziaływanie silne przezwycięży to odpychanie najłatwiej osiąga się w wysokich temperaturach, stąd reakcje syntezy jądrowej nazywane są reakcjami termojądrowymi. ELEKTRYCZNOŚĆ I MAGNETYZM 1. Elektrostatyka – część elektrodynamiki dot zagadnień zw z statycznymi polami magnetycznymi spoczywającymi ładunkami elektrycznymi. Prawo Coulomba – siła wzajemnego oddziaływania dwóch punktowych ładunków elektrycznych jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami. Jest to podstawowe prawo elektrostatyki. Prawo to można przedstawić za pomocą wzoru: $F = k \bullet \frac{q_{1} \bullet q_{2}}{r^{2}}$ w którym: F - siła wzajemnego oddziaływania dwóch punktowych ładunków elektrycznych, q1 , q2 - punktowe ładunki elektryczne, r - odległość między ładunkami, k - współczynnik proporcjonalności: $k = \frac{1}{4\pi\varepsilon}$; ε - przenikalność elektryczna ośrodka 2. Pole elektryczne – jest to obszar działania sił elektrostatycznych. Źródłem jest każde ciało obdarzone ładunkiem elektrycznym Natężenie – natężenie pola elektrycznego — wielkość charakteryzująca pole elektr. równa stosunkowi siły działającej na punktowy ładunek elektr. umieszczony w tym polu do wartości tego ładunku $\overrightarrow{E} = \overrightarrow{F}/q$ |
natężenie pola grawitacyjnego — wielkość charakteryzująca pole grawitacyjne równa stosunkowi siły działającej na masę grawitacyjną umieszczoną w tym polu do wartości tej masy; 3. Prawo Gaussa –Strumień pola elektrycznego Φ przenikający przez zamkniętą powierzchnię S, ograniczającą obszar o objętości V, jest proporcjonalny do ładunku elektrycznego QS zawartego w tym obszarze (objętości) ε - względna przenikalność diaelektryczna:
4. Praca pola elektrycznego w obwodzie prądu stałego jest równa iloczynowi napięcia źródła energii elektrycznej, natężenia prądu przepływającego przez odbiornik oraz czasu przepływu prądu. W przypadku zmian natężenia prądu lub napięcia praca jest sumą prac elementarnych podobnie jak w przypadku zmian siły. W = U • I • t |
5. Dipol elektryczny, układ 2 jednakowych co do wartości, lecz przeciwnego znaku ładunków elektr. (+q i –q) znajdujących się w pewnej odległości l od siebie Polaryzacja magnetyczna - (namagnesowanie = magnetyzacja M) - zjawisko częściowego lub całkowitego uporządkowania momentów magnetycznych atomów ośrodka materialnego charakteryzującego się trwałym momentem magnetycznym atomów, na skutek umieszczenia tego ośrodka w polu magnetycznym. Polaryzacja kierunkowa (orientacyjna) - dipole ustawiają się równolegle do pola |
7. Pojemność elektryczna c - jedna z podstawowych wielkości charakteryzujących elektr. właściwości przewodnika; pojemność elektryczna przewodnika jest równa stosunkowi ładunku q zgromadzonego na przewodniku do potencjału V wywołanego obecnością tego ładunku: C = q/V; zależy od kształtu i rozmiarów przewodnika oraz przenikalności elektr otaczającego ośrodka. Całkowita pojemność elektryczna równolegle połączonych kondensatorów elektrycznych jest równa sumie ich pojemności elektrycznych: C = C1 + C2 +... + Cn; w przypadku kondensatorów połączonych szeregowo zachodzi związek 1/C = 1/C1 + 1/C2 +... + 1/Cn. Jednostką pojemności elektrycznej w układzie SI jest farad. Kondensator elektryczny, układ 2 przewodników rozdzielonych warstwą dielektryka, służący do gromadzenia ładunku elektr.; kondensator elektryczny ładuje się przez przyłączenie do źródła prądu stałego; na jego elektrodach gromadzi się wówczas ładunek elektr., a w dielektryku powstaje pole elektr. o energii $W\ = \ \frac{1}{2}CU^{2}\ $; C — pojemność, U — napięcie między elektrodami Pole magnetyczne w fizyce jest stanem (własnością) przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne jest polem wektorowym, wielkości fizyczne używane do opisu pola magnetycznego to indukcja magnetyczna B oraz natężenie pola magnetycznego H (te dwie wielkości są powiązane ze sobą poprzez przenikalność magnetyczną). |
Indukcja magnetyczna w fizyce wielkość wektorowa opisująca pole magnetyczne. Wektor ten określa siłę Lorentza, z jaką pole magnetyczne działa na poruszający się w nim ładunek elektryczny : $\overrightarrow{F} = q\overrightarrow{v} \times \overrightarrow{B}$; gdzie $\overrightarrow{F}$ jest siłą działającą na ładunek q, poruszający się z prędkością $\overrightarrow{v}$w polu o indukcji magnetycznej $\overrightarrow{B}$. Jednostką indukcji magnetycznej jest jedna Tesla 1T Siła Lorentza - siła jaka działa na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym znajdującą się w polu elektromagnetycznym. Wzór określa, jak na siłę działającą na ładunek wpływają pole elektryczne i pole magnetyczne jako składniki pola elektromagnetycznego: F = q(E + v × B) gdzie: F - siła (w niutonach); E – natężenie pola elektrycznego (w woltach / metr); B - indukcja magnetyczna (w teslach); q – ładunek elektryczny cząstki (w kulombach); v – prędkość cząstki (w metrach na sekundę) 10. Prawo Ampera – Krążenie wektora natężenia pola magnet po dowolnej krzywej zamkniętej jest równe algebraicznej sumie natężeń prądów przepływających przez powierzchnię napiętą na tej krzywej.
11. Prawo Gaussa dla pola magnetycznego – Ponieważ linie wektora indukcji są zamknięte to zawsze tyle samo linii wpływa do obszaru objętego daną powierzchnią ile wypływa, więc strumień Q fi przechodzący przez tę powierzchnię jest równy 0
|
12.Indukcja elektromagnetyczna- powstawanie siły elektromotorycznej (SEM) E w obwodzie elektr. obejmującym zmienny strumień magnet.; indukcja elektromagnetyczna jest wynikiem działania siły Lorentza na elektrony przewodnika znajdującego się w zmiennym polu magnet.; wartość SEM zależy od szybkości zmian strumienia magnet. Φ: $E = - \frac{\text{dϕ}}{\text{dt}}$ kierunek prądu indukcyjnego określa reguła Lenza; rozróżnia się indukcję elektryczną wzajemną, gdy zmienne pole magnet., powstałe wokół obwodu 1 z prądem elektr. o zmiennym natężeniu, indukuje SEM w sąsiednim obwodzie 2, oraz indukcję elektryczną własną, tzw. samoindukcję, polegającą na powstawaniu SEM w tym obwodzie, który to zmienne pole magnet. wytworzył; siła elektromotoryczna samoindukcji $E = - \frac{\text{LdI}}{\text{dt}}$ gdzie L - indukcyjność, dI/dt — szybkość zmian natężenia prądu elektrycznego. 14. Równanie Maxwella - podstawowe równania klas. teorii pola elektromagnet.:
|
Równania Maxwella wyrażają ścisły związek między polem elektr. i magnet.: (1) pole magnet. zależy od wywołującego je prądu elektr., (2) pole elektr. może być bezźródłowe i wytworzone tylko przez zmienne w czasie pole magnet., (3) źródła pola elektr. znajdują się w punktach, w których są umieszczone ładunki elektr., (4) pole magnet. jest zawsze polem bezźródłowym. Pola elektr. i magnet. są 2 różnymi postaciami pola elektromagnetycznego. Podstawowym wnioskiem wynikającym z równań Maxwella jest istnienie fal elektromagnet. I prawo – zmienne pole mag wytwarza wirowe z reguły zmienne pole el II prawo – zmienne pole el wytwarza wirowe pole mag Fel = delta q E Fale elektromagnetyczne, rozchodzące się w przestrzeni zaburzenia pola elektromagnetycznego. Źródłem fale elektromagnetyczne są to ładunki elektryczne poruszające się z przyspieszeniem względem inercjalnego układu odniesienia i zmienne prądy elektryczne; zakres długości fal od ok. 10-14 m do tysięcy km (widmo fal elektromagnetycznych obejmuje: promieniowanie γ, promieniowanie rentgenowskie, nadfioletowe, światło widzialne, promieniowanie podczerwone, mikrofale, fale radiowe). |