От занятия к экзамену

Билет № 1.

1. Механическое движение. Путь. Скорость, Ускорение. Виды движения.

Механическое движение — изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Механическое движение относительно: тело может покоиться относительно одних тел, и двигаться относительно других. Пример: водитель автобуса покоится относительно самого автобуса, но находится в движении вместе с автобусом относительно земли.

Для описания механического движения выбирают систему отсчёта.

Системой отсчёта называется тело отсчёта, связанная с ним система координат и прибор для измерения времени (напр. часы).

По характеру изменения положений точек тела, механическое движение делится на поступательное и вращательное. К поступательному движению относятся движения, при которых все точки тела движутся одинаково.

По виду траектории, механическое движение делится на прямолинейное и криволинейное.

По характеру изменения скорости: на равномерное, равноускоренное и ускоренное. Равномерным называется движение, при котором скорость тела остается постоянной и по направлению, и по модулю во все время движения. Равноускоренным называется движение, при котором скорость тела изменяется одинаково за единицу времени.

Для описания механического движения используются различные характеристики.

1. Материальная точка – это тело, имеющее массу, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи. Например, автомобиль, движущийся по трассе можно считать материальной точкой. Тот же автомобиль, въезжающий в гараж материальной точкой считать нельзя.

2. Траектория - это линия, вдоль которой движется тело.

3. Путь — это длина участка траектории, пройденного телом за данный промежуток времени.
4. Перемещение — направленный отрезок прямой, соединяющий начальное и конечное положение тела. (s), Перемещение — величина векторная. Единица перемещения — метр.

5. Скорость — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения тела, численно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка. Промежуток времени считается достаточно малым, если скорость при неравномерном движении в течение этого промежутка не менялась. Определяющая формула скорости имеет вид v = s/t.

Скорость обозначается буквой υ и измеряется в метрах в секунду (м/с). На практике используют единицу измерения скорости км/ч (36 км/ч = 10 м/с). Измеряют скорость спидометром.

Если в процессе движения меняется скорость, для характеристики движения используется физическая величина – ускорение.

6. Ускорение — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло. Если скорость изменяется одинаково в течение всего времени движения, то ускорение можно рассчитать по формуле :

Единица измерения- м\с2

Характеристики механического движения связаны между собой основными кинематическими уравнениями:

2. Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление.

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц. Сами эти частицы называются носителями тока.

Носители тока электроны в проводниках, ионы в электролитах, электроны и дырки в полупроводниках, ионы и электроны в газах.

За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов ( от + к - ).

В металлах носителями зарядов являются электроны - отрицательно заряженные частицы, поэтому электрический ток в металлах всегда направлен против движения электронов.

Действия эл. Тока на проводник или явлениям, которые его сопровождают.
Во-первых, проводник, по которому течет ток, нагревается.
Во- вторых, электрический ток может изменять химический состав проводника, например, выделять его химические составные части (медь из раствора медного купороса и т.д.).
В-третьих, ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I.

Сила тока – скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени:

Сила тока численно равна количеству зарядов, прошедших через поперечное сечение проводника за 1 секунду.

Единица измерения силы тока в Международной системе единиц СИ ампер [А].

Прибор для измерения силы тока называется амперметр.

Амперметр включается последовательно.

На схемах электрических цепей амперметр обозначается  .

Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным.

Для существования электрического тока в проводнике необходимо создать в нем и длительное время поддерживать электрическое поле.

Условия существования электрического тока:

1.Наличие свободных зарядов внутри проводника,

2. Наличие разности потенциалов на концах проводника (создание электрического поля внутри проводника)

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц, которое создается электрическим полём, а оно при этом совершает работу. Работа тока – это работа сил электрического поля, создающего электрический ток.

Постоянный электрический ток может быть создан только в замкнутой цепи, в которой свободные носители заряда циркулируют по замкнутым траекториям. При перемещении электрического заряда в электростатическом поле по замкнутой траектории, работа электрических сил равна нулю. Поэтому для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения. При перемещении единичного положительного заряда по некоторому участку цепи работу совершают как электростатические (кулоновские), так и сторонние силы.

Работа электростатических сил при перемещении единичного заряда равна разности потенциалов Δφ₁₂ = φ₁ – φ₂ между начальной (1) и конечной (2) точками неоднородного участка. Величину U₁₂ принято называть напряжением на участке цепи 1–2.

Напряжение – это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы, численно равно работе электрического поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ₁ в точку с потенциалом φ₂.

Единица измерения напряжения в Международной системе единиц СИ вольт [В].

Прибор для измерения напряжения называется вольтметр.

  Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов.

На схемах электрических цепей вольтметр обозначается  . При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо соблюдать два правила. 
1. Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение. 
2. Соблюдать полярность: "+" вольтметра подключается к "+" источника тока,
а "минус" вольтметра - к "минусу" источника тока. 
Для измерения напряжения источника питания вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам. 
Аналогично тому, как трение в механике препятствует движению, сопротивление проводника создает противодействие направленному движению зарядов и определяет превращение электрической энергии во внутреннюю энергию проводника. Причина сопротивления: столкновение свободно движущихся зарядов с ионами кристаллической решетки.

Меру противодействия проводника установлению в нем электрического тока называют сопротивлением.

Сопротивление зависит от материала проводника длиной (эль)   с постоянной площадью поперечного сечения (эс) S , где (ро) p - удельное сопротивление проводника – величина, зависящая от рода вещества и его состояния (от температуры в первую очередь). При нагревании чистых металлов их сопротивление увеличивается, а при охлаждении – уменьшается.

S – площадь поперечного сечения проводника
l – длина проводника
ρ – удельное сопротивление проводника- численно равно сопротивлению проводника длиной 1 м и площадью сечения 1 мм² , изготовленного из данного вещества. Единица удельного сопротивления в СИ [1 Ом*м = 1 Ом*мм²/м]

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит ом [Ом]. Сопротивлением в 1 Ом обладает такой участок цепи, в котором при напряжении 1 В возникает ток силой 1 А.

Закон Ома для участка цепи.

Немецкий физик Г. Ом в 1826 году экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (то есть проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорциональна напряжению U на концах проводника:

Это соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Графическая зависимость силы тока I от напряжения U называется вольт-амперная характеристика (сокращенно ВАХ). Она изображается прямой линией, проходящей через начало координат.

По вольт-амперной характеристике проводника можно судить о его сопротивлении: чем больше угол наклона графика к оси напряжения, тем меньше сопротивление проводника.