1. |
Prędkość i przyspieszenie ruchu. Ruch prostoliniowy.
Ruch jednostajny prostoliniowy - ruch jednostajny po torze prostoliniowym, czyli ruch odbywający się wzdłuż prostej ze stałą prędkością. Zgodnie z I zasadą dynamiki Newtona ciało porusza się po torze prostoliniowym (lub pozostaje w spoczynku), jeżeli siły działające na ciało znoszą się. W ruchu jednostajnym prostoliniowym wektor prędkości jest stały, co oznacza, że jego kierunek (i zwrot) nie zależą od czasu; w związku z tym szybkość, czyli wartość bezwzględna prędkości, również jest stała. Oznacza to, że przyspieszenie jest równe zeru, a prędkość średnia równa jest prędkości chwilowej. Ponadto wartość bezwzględna przemieszczenia (zmiany położenia) jest równa drodze pokonanej przez ciało. |
2. |
Prędkość i droga w ruchu jednostajnie zmiennym.
Ruch jednostajnie zmienny jest szczególnym przypadkiem ruchu zmiennego. W ruchu tym zmiany prędkości ciała są proporcjonalne do czasu., w którym te zmiany nastąpiły. Jeżeli prędkość ciała wzrasta, ruch taki nazywamy ruchem jednostajnie przyspieszonym, zaś jeśli prędkość maleje, ruch nazywamy ruchem jednostajnie opóźnionym.
|
3. |
Pojęcie siły.
Siła jest miarą wzajemnych oddziaływań między ciałami. Jednostką siły jest 1 N - niuton. Wszystkie siły są wielkościami wektorowymi. Każda siła ma więc wartość, kierunek i zwrot. Jeśli na ciało działa kilka sił, to zachowuje się ono tak, jakby działała na nie jedna siła, która jest sumą tych wszystkich sił. Nazywamy ją siłą wypadkową. Dodawanie sił odbywa się zgodnie z obowiązującymi w matematyce metodami dodawania wektorów. Symbolem siły jest duża litera ze strzałką u góry, np. F , R |
4. |
Zasady dynamiki (I, II, III).
I zasada dynamiki Newtona Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub suma działających sił równa się zero, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym II zasada dynamiki Newtona Jeżeli na ciało działa stała siła to ciało porusza się ruchem jednostajnym przyspieszonym, które jest wprost proporcjonalne do wielkości siły i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała III zasada dynamiki Newtona Jeżeli dwa ciała znajdują się w jakiejś odległości od siebie, to te dwa ciała działają na siebie siłą przeciwną
|
5. |
Siła ciężkości.
Siła ciężkości, pot. ciężar - siła z jaką Ziemia lub inne ciało niebieskie przyciąga dane ciało, w układzie odniesienia związanym z powierzchnią ciała niebieskiego. Ciężar jest wypadkową sił przyciągania grawitacyjnego i siły odśrodkowej wynikającej z ruchu obrotowego określonego ciała niebieskiego. Jakkolwiek teoretycznie pole grawitacyjne każdego ciała niebieskiego rozciąga się na cały Wszechświat, zazwyczaj mówiąc o ciężarze ma się na myśli układ planety i ciała znajdującego się stosunkowo blisko jej powierzchni. W przypadku Ziemi ciężar ciała zależy od położenia ciała względem Ziemi, zależny jest między innymi od szerokości geograficznej, wysokości nad poziomem morza i budowy podłoża. Jednostką ciężaru w układzie SI jest niuton Ciężar, jako siła, jest wielkością wektorową - wektor ciężaru skierowany jest w każdym miejscu do środka ciężkości układu planeta-ciało, co w praktyce oznacza środek ciężkości planety.
|
6. |
Ruch jednostajny po okręgu.
Jeżeli prędkość kątowa punktu poruszającego się po okręgu nie zmienia się, to ruch nazywamy ruchem jednostajnym po okręgu.W takim ruchu prędkość liniowa oczywiście też się nie zmienia. Przykładem ruchu jednostajnego po okręgu może być ruch poproszka leżącego na obracającej się płycie gramofonowej, lub ruch obiektu leżącego na powierzchni obserwowany z bieguna ziemskiego w układzie nie obracającym się wraz z Ziemią (np. wtedy, gdy jedna oś układu odniesienia cały czas jest zwrócona na Słońce lub odległą gwiazdę).
w ruchu jednostajnym po okręgu
|
7. |
Przyspieszenie w ruchu po okręgu.
W ruchu jednostajnym po okręgu przyspieszenie (jako wektor) nie jest równe zero, mimo że wartość prędkości nie zmienia się. Z dwóch składowych przyspieszenia: stycznej i normalnej tylko jedna ma wartość zero.
składowa styczna (zmieniająca wartość prędkośc) ma wartość zeo
składowa normalna (zmieniająca kierunek prędkości) jest niezerowa
Jest tak, ponieważ kierunek prędkości ulega ciągłej zmianie - prędkość musi być ciągle zakrzywiana do środka okręgu. Dlatego z ruchem jednostajnym po okręgu związana jest stała wartość przyspieszenia nazywanego przyspieszeniem dośrodkowym. |
8. |
Ruch punktu materialnego po okręgu.
ruch po torze o kształcie okręgu z prędkością o stałej wartości, tzn.
Ruch jednostajny po okręgu może być także definiowany jako ruch po okręgu ze stałą prędkością
|
9. |
Siła dośrodkowa.
Z przyspieszeniem dośrodkowym możemy oczywiście związać siłę dośrodkową. W tym celu trzeba wartość przyspieszenia podstawić do wzoru na siłę wynikającego z II zasady dynamiki (F = m ∙a), czyli: Fdośr = m ∙adośr
Stąd:
lub zamieniając prędkość liniową na kątową: Fdosr = m ∙ω 2 ∙ R
v - prędkość w ruchu po okręgu (w układzie SI w m/s)
Siła dośrodkowa jest siłą wypadkową działającą na ciało poruszające się ruchem jednostajnym po okręgu. |
10. |
Praca.
Praca - definicja |
11. |
Moc.
została wykonana.
|
12. |
Energia kinetyczna.
Ciało w spoczynku nie posiada energii kinetycznej. równą uzyskiwanej przez nie energii kinetycznej.
|
13. |
Energia potencjalna.
Energia potencjalna ciała to energia, która zależy od jego położenia w stosunku do innych ciał. . Ciało to ma energię, bo jeżeli pozwolimy mu spadać swobodnie z tej wysokości, to wykona ono pracę za pomocą siły ciężkości Q = mg na drodze h. Zatem nasz wzór na pracę:
|
14. |
Zasada zachowania energii.
Zasada zachowania energii - empiryczne prawo fizyki, stwierdzające, że w układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała (nie zmienia się w czasie). W konsekwencji, energia w układzie izolowanym nie może być ani utworzona, ani zniszczona, może jedynie zmienić się forma energii. Tak np. podczas spalania wodoru w tlenie energia chemiczna zmienia się w energię cieplną. |
15. |
Zasada zachowania pędu. Jeżeli na pkt materialny działa samorównoważący się układ sił to pęd jest wektorem stałym mV=const Moment pędu pkt materialnego względem dowolnego bieguna pkt (pkt 0) jest wektorem Ko prostopadłym do płaszczyzny wyznaczonej przez promień wektora r i wektor pędu Mv oraz biegun zero. Pochodna wzgl czasu pkt materialnego wzgl nieruchomego bieguna 0 jest równa momentowi wzgl tego bieguna wypadkowej sił działającej na dany pkt materialny W przypadku gdy moment sił działający na pkt materialny wzgl dowolnego będzie równy zero to pęd jest wektorem stałym Vo=const Powyższe równanie nosi nazwę zasady zachowania pędu pkt materialnego. |
16. |
Zderzenia centralne niesprężyste.
Ciała po zderzeniu poruszają się razem („sklejają się”) - nie jest spełniona zasada zachowania energii. Jest spełniona zasada zachowania pędu. |
17. |
Zderzenia centralne sprężyste.
Zderzenie sprężyste, zderzenie elastyczne, jest to zderzenie, w którym w stanie końcowym mamy te same cząstki (obiekty) co w stanie początkowym i zachowana jest energia kinetyczna. W fizyce zderzenia analizuje się opisując stan ciał przed i po zderzeniu nie wnikając w szczegóły oddziaływania w trakcie zderzenia. Zderzenie, w którym energia kinetyczna nie jest zachowana nazywa się zderzeniem niesprężystym. |
18. |
Moc promieniowania cieplnego. |
19. |
Prawo Stefana-Boltzmana.
Stefana-Boltzmanna prawo, prawo fizyczne określające zależność całkowitej zdolności emisyjnej ε ciała doskonale czarnego od jego temperatury bezwzględnej T: ε = σT4, gdzie σ = 5,675 × 10-8W/mK4 (tzw. Stefana-Boltzmanna stała).
|
20. |
Moc promieniowania kuli z ciała doskonale czarnego. |
21. |
Aproksymacja prawa Plancka. |
22. |
Prawo przesunięcia Wiena.
Prawo przesunięć Wiena orzeka, Ŝe maksymalna długość fali, odpowiadająca maksymalnej emisji promieniowania ciała doskonale czarnego, jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury bezwzględnej ciała T: lambda max =b/t gdzie b=0,29 10 do -2 mK jest stałą Wiena |
23. |
Teoria względności.
współczesna teoria grawitacji, tłumacząca zjawiska grawitacyjne geometrycznymi własnościami zakrzywionej czasoprzestrzeni. Jej podstawowe idee (wynikające z rozważań nad zasadą równoważności oraz z dążenia do uniezależnienia opisu zjawisk od układu odniesienia) sformułował A. Einstein (1916). |
24. |
Zjawisko fotoelektryczne.
ogół zjawisk spowodowanych oddziaływaniem substancji z promieniowaniem świetlnym. Związane jest z przekazywaniem energii fotonów pojedynczym elektronom. |
25. |
Zjawisko Comptona.
Zjawisko Comptona polega na zmianie długości fali promieniowania rentgenowskiego podczas rozpraszania tego promieniowania przez substancję zawierającą lekkie atomy. |
Zadania
26. |
Jakiej zmianie masy odpowiada zmiana energii Q=4,186 103 J? |
27. |
Elektrony emitowane przez pewien pierwiastek promieniotwórczy osiągają prędkość ν=0,99c. Jaki jest w tym przypadku stosunek masy poruszającego się elektronu do jego masy spoczynkowej? |
28. |
Jaką prędkość β= |
29. |
Obliczyć długość fali fotonu, którego energia równa się energii spoczynkowej elektronu. |
30. |
Jaka jest energia w eV kwantu o długości fali λ=550 nm? |
31. |
Z działka zawieszonego na dwóch równoległych pasach oddano jeden strzał, podczas którego działko wychyliło się w górę o 25 cm. Wyznacz prędkość pocisku w momencie wylotu z lufy działka. Masa działka wynosi 15 kg, a masa pocisku 35 g. |
32. |
Wyznaczyć najmniejszą możliwą wysokość jaka jest potrzebna do pokonania przez rowerzystę bez kręcenia pedałami pętli śmierci o średnicy 10 m. |
33. |
Jaką pracę należy wykonać oraz jaką wysokość h należy podnieść środek masy jednorodnego sześcianu z miedzi o masie 0,5 T aby przewrócić go z jednej strony na drugą. |
34. |
Lokomotywa o ciężarze 300 T przejeżdża ruchem jednostajnym drogę 5 km pod górę o wzniesieniu 5 m na 750 m drogi. Wyznaczyć pracę wykonaną przez lokomotywę oraz jej moc, jeśli 5 km drogi przebywa w czasie 7 min (moc oblicz w kilowatach i koniach mechanicznych). Współczynnik tarcia f = 0,0015. |
35. |
Piłka spadając swobodnie z pewnej wysokości przebyła w czasie ostatniej sekundy połowę swojej całkowitej drogi. Oblicz z jakiej wysokości spadła piłka i ile czasu trwał jej ruch. |
36. |
Kulę wystrzelono z działa z wysokości h = 2,1 m nad poziomem ziemi pod kątem α = 45° do poziomu. Kula spadła na ziemię w odległości z = 42 m od miejsca wystrzału. Z jaką prędkością została wystrzelona kula, jak długo była w ruchu i na jaką maksymalną wysokość się wzniosła? |