Zasady dynamiki Newtona

I zasada dynamiki

Jeśli na ciało nie działają żadne siły zewnętrzne lub działające siły równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

II zasada dynamiki

Jeżeli siły działające na ciało się równoważą, to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej. Współczynnik proporcjonalności jest równy odwrotności masy ciała
, gdzie
- siła wypadkowa

Przyspieszenie z jakim porusza się ciało jest proporcjonalne do działającej siły, a odwrotność masy jest współczynnikiem proporcjonalności. Kierunek i zwrot przyspieszenia jest zgodny z kierunkiem i zwrotem siły.

III zasada dynamiki

Jeżeli ciało A działa na ciało B pewną siłą
, to ciało B oddziałuje na ciało A pewną siłą
o takiej samej wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie:

Siły wzajemnego oddziaływania są przyłożone do różnych ciał i nie mogą się równoważyć.

Kiedy żyroskop będzie wykonywał ruch precesyjny

Na żyroskop działa stały zewnętrzny moment siły M prostopadły do osi żyroskopu
. Zewnętrzny moment siły M powoduje zmianę wektora momentu pędu dl w czasie dt
Zmiana wektora momentu pędu dL jest prostopadła do momentu pędu. Wektor L w czasie dt zakreśla kąt
, jest to zjawisko precesji

Polega ono na obrocie osi żyroskopu w płaszczyźnie wyznaczonej przez wektory M i L z prędkością kątową precesji

Moment bezwładności żyroskopu

Żyroskop będzie wykonywał precesję z prędkością kątową

Ponieważ
i
to

stąd moment bezwładności żyroskopu

Od czego zależy przyspieszenie ziemskie

Przyspieszenie ziemskie w dużym stopniu zależy od odległości środków mas, toteż stosunkowo niewielka różnica długości między promieniem równikowymi biegunowym Ziemi, wynosząca 21,385 km, daję różnicę przyspieszeń ziemskich od około 9,78 na równiku do ok. 9,83 na biegunach.

Siła odśrodkowa bezwładności jest wprost proporcjonalna do promienia r okręgu, po którym ciało wiruje jest wiec największa na równiku ziemskim, a wraz ze wzrostem szerokości geograficznej maleje do zera na biegunach Ziemi.

PRZEMIANY

Procesy adiabatyczne są to takie przemiany gazowe, które zachodzą bez wymiany ciepła z otoczeniem. I zasada dynamiki przyjmuje postać

W szklanym naczyniu jest gaz pod ciśnieniem nieco wyższym od atmosferycznego równym
. Otworzyliśmy korek i po chwili zamkniemy to ciśnienie gazu w naczyniu zrówna się z atmosferycznym. Proces ten zachodzi bardzo szybko więc przy przejściu ze stanu I do II nastąpiło adiabatyczne rozprężenie gazu. Przy adiabatycznym rozprężeniu gaz ulega oziębieniu. Po pewnym czasie na skutek wymiany ciepła z otoczeniem temperatura gazu w naczyniu zrówna się z temperatura otoczenia i wytworzy się nadwyżka ciśnienia p2. Objętość nie ulega zmianie, a więc przy przejściu ze stanu II do stanu III mamy przemianę izochoryczną. Rozpatrując stan początkowy i końcowy gazu który poddajemy przemianom, a więc przejście ze stanu I do III widzimy ze jest to proces izotermiczny, ponieważ w obu stanach temperatura gazu równa się temperaturze otoczenia.

Dlaczego Cp>Cv

Cp- molowe ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu gazu

Cv molowe ciepło właściwe przy stałej objętości

S- powierzchnia tłoka

V'
-objętość gazu po rozprężeniu

Fale podłużne to fale , w których kierunek drgań cząsteczek ośrodka jest zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali. Przykładem tych fal są fale głosowe w powietrzu. Fale podłużne mogą się rozchodzić w ośrodkach mających sprężystość objętości, a taką mają wszystkie ośrodki tj. stałe ciekłe, gazowe

Fale poprzeczne to fale w których kierunek drgań cząsteczek ośrodka jest prostopadły (poprzeczny) do kierunku rozchodzenia się fali. Mogą się one rozchodzić tylko w ośrodkach mających sprężystość postaci, a więc w ciałach stałych

Termodynamika

Schemat poziomów energetycznych cząsteczki

Poziomy E₀, E₁, E₂ … są poziomami elektronowymi i są związane z energią elektronów w cząsteczce. E₀ - poziom podstawowy, E₁ - poziom wzbudzony pierwszy, E₂ - poziom wzbudzony drugi. nad tymi poziomami znajdują się poziomy oscylacyjne. Powstają one w wyniku ruchu oscylacyjnego atomu w cząsteczce (tych drgań jest wiele i odbywają się w różne strony). Energia związana z tymi drganiami musi być niższa niż energia elektronu ( bo ma cięższą masę). Dlatego znajdują się one między poziomami elektronowymi i istnieją bez względu na to, czy światło pada czy nie. Tylko kiedy światło nie pada, to większość cząsteczek znajduje się na poziomie podstawowym - zerowym oscylacyjnym, a energia związana z odległościami między poziomami oscylacyjnymi jest mniejsza od odległości między poziomami elektronowymi. Tak jak energia elektronowa, energia oscylacyjna jest skwantowana, czyli może zmieniać się tylko w sposób skokowy, a nie w sposób ciągły. Atomy w cząsteczce mogą wykonywać obroty, czyli cała cząsteczka może się obracać.

R-nie rozniczkowe ruchu harm tlumionego:

Korpuskularna natura swiatla:

Absorpcja - proces pochłaniania energii fali przez światło. W tym czasie światło zachowuje się jak cząstka elementarna i może być pochłaniane tylko w porcjach zależnych od częstotliwości światła. Zjawisko to opisuje poprawnie mechanika kwantowa.

Luminescencja jest zjawiskiem emisji promieniowania elektromagnetycznego przez atomy i cząsteczki podczas przechodzenia ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego lub stanu wzbudzonego o niższej energii. Promieniowanie to stanowi nadwyżkę na promieniowaniem cieplnym. Wyróżnia się wiele rodzajów luminescencji w zależności o czynnika, który powoduje zmianę stanu substancji.
Zjawisko fotoelektryczne występuje w ciałach pod wpływem światła i jest związane z przekazaniem energii fotonu do wolnych elektronów w substancji, powoduje to w zależności od materiału zwiększenie przewodnictwa dialektyka, lub powstanie siły elektromotorycznej. Zjawisko jest wykorzystywane przy budowie ogniw fotoelektrycznych, popularnych baterii słonecznych.
Jonizacja a właściwie fotojonizacja, jest to oderwanie elektronu od obojętnego atomu lub cząsteczki. Aby nastąpiło atomowi musi być dostarczona energia, której ilość zależy od atomu i stanu elektronu w atomie. W wypadku fotojonizacji energia ta jest dostarczana przez promieniowanie elektromagnetyczne a w naszym przypadku światło. Umożliwia to między innymi ogrzanie gazów do bardzo wysokich temperatur.
prad zmienny - prad, ktorego natezenie I oraz sila elektromotoryczna E lub napiecie U sa kresowymi f-cjami czasu; wartosc natezenia zmeinia sie w czasie w dowolny sposob

prad staly - ma stala wartosc natezenia i kierunek przeplywu

I prawo Kirchoffa - dla wezla obwodu elektrycznego suma algebraiczna natezen pradow wplywajacych rowna sie sumie natezen pradow wyplywajacych z tego wezla.

II prawo Kirchoffa - suma wartosci chwilowych sil elektromotorycznych wystepujacych w obwodzie zamknietym rowna sie sumie wartosci chwilowych napiec elektrycznych na elementach pasywnych tego obwodu.

e-wartosc chwilowa SEM k-tego zrodla

U-napiecie na i-tym elemencie oczka

Prawo Ohma - natezenie pradu stalego I jest proporcjonalne do calkowitej sile elektromotorycznek w obwodzie zamknietym lub do roznicy potencjalow (napiecia elektrycznego U) miedzy koncami czesci obwodu nie zawierajacej zrodel sile elektromotorycznej.

I=U/R

Prawo Faradaya - w zamknietym obwodzie znajdujacym sie w zmiennym polu magnetycznym, pojawia sie sila elektromotoryczna indukcji rowna predkosci zmian strumienia indukcji pola magnetycznego przechodzacego przez powierzchnie rozpieta na tym ukladzie.

powstawanie pradu indukcyjnego - na ladunki (elektrony) zawarte w ruchomym przewodniku dziala sila lenza. Ladunki przemieszczaja sie i na koncach przewodnika powstaje napiecie U. Zjawisko ruchu ladunkow ustaje, gdy sila Lenza zostaje zrownowazona przez sile pola elektrycznego. Wytworzone w ten sposob napiecie moze wywolac przeplyw pradu zwanego indukcyjnym.

1

---