ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Инерция моменті. Штейнер теоремасы.

Есеп

Массасы 12 г оттегі изотермдік түрде 20 л -ден 50 л-ге дейін ұлғайса, онда энтропияның өсімшесі неге тең ?

4. Карно циклін жасайтын газ, суытқышқа Q₂=14 кДж жылу береді. Цикл кезінде А=6 кДж. жұмыс істейді. Суытқыштың темпратурасын Т₂=280 К деп альп, Т₁ қыздырғыштың температурасын анықтаңыз.

№ 2 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1. Қатты дененің айналмалы қозғалысының кинематикасы. Бұрыштық жылдамдық. Бұрыштық үдеу. Қозғалыстың бұрыштық және сызықтық сипаттамаларының арасындағы байланыс.

Қатты дененің айналмалы қозғалысының кинематикасы. Бұрыштық жылдамдық. Бұрыштық үдеу.Қозғалыстың бұрыштық және сызықтық сипаттамаларының арасындығы байланыс.

Айналмалы қозғалысты сипаттау үшін R және φ полярлық координаттарын қолдану қолайлы, мұндағы R - радиус–полюстан (айналу центрінен) материялық нүктеге дейінгі қашықтық , ал φ – полярлық бұрыш (немесе бұрылу бұрышы).

Бұрыштық жылдамдық . Бұрыштық үдеу .

Бұрыштық жылдамдық ω векторы dφ векторы сияқты айналу осі бойымен, демек оң бұранда ережесі бойынша бағытталады. Бұрыштық үдеу ε векторы айналу осі бойымен бұрыштық жылдамдық векторының өсім-шесі жағына қарай (үдемелі айналғанда векторының бағыты векторымен бағыттас, ал баяу айналғанда - оған қарама-қарсы) бағытталады.

Бұрыштық жылдамдық пен бұрыштық үдеудің өлшеу бірліктері -рад/с және рад/ с².

Нүктенің сызықтық жылдамдығының бұрыштық жылдамдық пен траектория радиусымен байланысы: . Бірқалыпты айналуда: , демек.

2. Вакуумдегі электростатикалық өріс үшін Остроградский-Гаусс теоремасы

Вакуумдегі электростатикалық S өрісті есептеуге Остроградский-Гаусс теоремасын қолдану

Электр өрісінің бет арқылы өтетін кернеулік векторының ағыны

, (10.1)

мұндағы – - Eвекторының элементар бетке түсірілген нормал

бағытындағы проекциясы.Бұл шама өрістің конфигурациясына ғана емес, S бетке түсірілген n нормаль бағытын таңдауына да байланысты. Тұйықталған бет үшін нормальдың оң бағыты ретінде осы бетпен қамтылған сыртқы аймаққа қарайғы бағыт алынған. Тұйықталған бет арқылы өтетін векторының ағыны осы бет ішіндегі зарядтардың алгебралық қосындысына ғана тәуелді

. (10.2)

Бұл формула вакуумдегі электростатикалық өріс үшін Гаусс теоремасын өрнектейді. Гаусс теоремасы былай тұжырымдалады: тұйықталған бет арқылы өтетін векторының ағыны осы бетпен қамтылған көлем ішіндегі зарядтардың алгебралық қосындысын электр тұрақтысына бөлгенге тең.

Есепті шығару кезінде S тұйықталған бетті көбінесе Гаусстық бет деп атайды.

Симметриялы зарядтар жүйесінің электростатикалық өрісін есептеуде Остроградский-Гаусс теоремасын қолдану ыңғайлы. Ол үшін өріс сипатын анықтап, берілген нүкте арқылы өтетін тұйықталған гаусстық бетті таңдау қажет. Остроградский-Гаусс теоремасын біркелкі зарядталған шексіз сымның, екі параллель шексіз жазықтықтың, зарядталған сфералық және цилиндрлік беттердің электростатикалық өрістерін есептеуге қолдануға болады.

Мысал ретінде көлемдік зарядпен біркелкі зарядталған, радиусы R дөңгелек цилиндрдің өрісін есептейміз. Гаусстық бет ретінде радиусы r және биіктігі болатын, осі берілген цилиндрдің осімен сәйкес келетін дөңгелек цилиндрдің бетін алу ыңғайлы.

. (10.3)

Өрістің аймағы үшін екенін ескеріп алатынымыз

(10.4)

Ал жағдай үшін

. (10.4)’

Өрістің аймағында және . (10.5)

Өріс потенциалы . (10.6)

http://studopedia.ru/1_110038_fizika-.html

Есеп.

Темір өзекше кернеулігі 1,3 кА/м біртекті магнит өрісіне орналасқан. Осы жағдай үшін темірдің магнит өтімділігін тап.

4. Қандай да бір газдың қалыпты жағдайдағы орташа квадраттық жылдамдығы 461 м/с. Осы газдың 1 грамындағы молекулалар саны неге тең?

№ 3 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1.Материялық нүктенің қисық сызықты қозғалысы. Қисық сызықты қозғалыс кезіндегі жылдамдық пен үдеу. Тангенциал және нормаль үдеу.

Материялық нүктенің қисық сызықты қозғалысы.Қисық сызықты қозғалыс кезіндегі жылдамдық пен үдеу. Тангенциал және нормаль үдеу.

Жазық қисық сызықты қозғалыстың жалпы жағдайы үшін үдеу векторын екі құраушы үдеулердің векторлық қосын-дысы арқылы беру қолайлы:

Мұндағы - тангенциал ( немесе жанамалық ) үдеу, ол жылдамдықтың модулі бойынша өзгеріс тездігін сипаттайды) , яғни: .

Нормаль үдеу траекторияға оның қисықтық центріне қарай жүргізілген нормаль бойымен бағытталып, жылдамдық векторының бағыты өзгерісінің тездігін сипаттайды. Нормаль а_n үдеудің шамасы шеңбер бойы- мен болатын қозғалыс жылдамдығы мен радиус шамасымен өрнектеледі .

2..Әр түрлі процестердегі идеал газдың атқарған жұмысын есептеу.

Денені тұрақты көлемде қыздырғанда барлық жылу ішкі энергияны арттыруға жұмсалады, бір кило моль үшін . P=const жылу мөлшері ішкі энергияны арттыруымен қатар дененің көлемін ұлғайтуға қажетті жұмысқа жұмсалады ,

Изохора A=0. Изобара Изотерма

Адиабаталық , , . Политропты ,

Есеп.

Көлденең қимасының ауданы 0,17 мм² мыс сыммен 0,15 А ток жүреді. Электр өрісі тарапынан әр еркін электронға әсер ететін Ғ күшті тап.

4. Жағалау бойымен массасы 200 кг, жылдамдығы 2 м/с жүзіп келе жатқан қайық массасы 50 кг жүкті тастайды. Жүк тастағаннан кейін қайық қандай жылдамдықпен қозғалады?

№ 4 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1. Электростатикалық өріс. Нүктелік зарядтың өрісінің кернеулігі және потенциалы. Электр өрістерінің суперпозиция принципі.

Электростатикалық өріс электр зарядтардан пайда болып уақыт бойынша өзгермейтін өріс. Қозғалмайтын электр зарядтарының тудыратын өрісі уақыт бойынша өзгермейді және электрстатикалық өріс деп аталады.

Электр өрісінің кернеулігівекторлық шама берілген нүктедегі бірлік сыншы q сын зарядқа әсер ететін күш

Нүтелі заряд үшін өріс кернеулігі

Суперпозиция принципы:Зарядтар жүйесінің өріс кернеулігі жүйенің әрбір зарядтары жеке жеке туғызатын өріс кернеуліктерінің векторлық қосындысына тең. . Супепозиция принципі зарядтардың кез келген жүйесінің өріс кернеулігін есептеуге мүмкіндік береді.

2. Термодинамикалық параметрлер. Тепе-теңдік күй және процестер. Идеал газдың күй теңдеуі. Тепе-тең термодинамикалық процестердегі термодинамикалық диаграммалар. Идеал газдың изопроцестері. Термодинамикалық параметрлер.Тепе-теңдік күй және процестер.Идеал газдың күй теңдеуі.Идеал газдың изопроцестері.Терм. диаграммалар.(31 процестер)

Термодинамиканың параметрлерідеп физикалық күйін сипаттайтын физикалық шамаларды айтады.

Денелер жүйесі немесе жай жүйе деп біз қарастырып отырған денелердің жиынтығын айтамыз. Кез келген жүйе температура, қысым, көлем және т.с.с. мәндері арқылы айырылатын әр түрлі күйде бола алады. Жүйенің күйін сипаттайтын осындай шамалар күй параметрлері деп аталады.

Жүйенің тепе-тең күйі деп жүйенің барлық параметрлері, сыртқы жағдайлар өзгермей қалған кезде жеткілікті уақыт бойы тұрақты болып қалатын белгілі мәндерін сақтайтын күйін айтамыз. Тепе-тең күйлердің үздіксіз тізбегінен құралған процесс тепе-тең процесс деп аталады. Тепе-тең күй ұғымы мен қайтымды процесс ұғымы термодинамикада үлкен рөл атқарады.

Изопроцестер: 3: Изотермиялық:Бойль Мариотт заңы T=const идеал газдың берілген массасының қысымының көлеміне көбейтіндісі PV=const T=const m=const тұрақты болып қалады.

тұрақты температурада өтетін процесс (изо-равный, термо-теплый) T=const (тұрақты темпераурада) жұйенің параметрлерінің арасындағы тәуелділікті өрнектейтін графикті айтады.

Изобаралық:Гей Люссак (изобаралық процесс үшін) P=const да идеал газ берілген массасының көлем температурада сызықты өзгереді. p=const m=const ші цельсий бойыншы газдың көлемі t шкаласы бойынша температура Тұрақты қысымда өтетін процесті изобаралық процесс деп атайды.

Изохоралық:Шарль заңы Түрақты V=const Идеал газдың берілген массасының қысымы температурадан сызықты өзгереді. Тұрақты көлем кезінде өтетін процесс.

Есеп.

Вертикаль бағытта түсіп келе жатқан массасы г шарик еденге м/с жылдамдықпен келіп соғылып, см биіктікке қайта көтерілді. Соқтығысу кезіндегі импульс өзгерісі неге тең?

4. Орам саны 50 радиусы 50 см катушка жазықтығы индукциясы 2 Тл магнит өрісімен 30⁰ бұрыш жасайды . Катушканы қиятын магнит ағынын тап.

№ 5 ЕМТИХАН БИЛЕТІ 1. Механикалық жүйенің массалық центрі және оның қозғалыс заңы. Қатты дененің ілгерілемелі қозғалысының теңдеуі.

Механикалық жүйенің масса центрі және оның қозғалыс заңы. . Қатты дененің ілгерілмелі қозғалысының теңдеуі.

Механикада массаның жылдамдыққа тәуелді еместігіне байланысты жүйенің импульсын оның масса центрі импульсымен өрнектеуге болады. Материялық нүктелер жүйесінің масса центрі (немесе инерция центрі) дегеніміз орны осы жүйенің бүкіл массасы орналасқан ойша алынған С нүктесі болып табылады. Оның радиус-векторы (немесе координаттары):

мұндағы m_і және r_і - сәйкес і-інші материялық нүктенің мас-сасы мен радиус-векторы; n - жүйе ішіндегі материялық нүктелер-дің саны; m=∑m_{і -} жүйенің массасы. Бұл жағдайда жүйенің импульсы: .

Масса центрінің қозғалыс заңы: жүйенің масса центрі жүйенің массасы түгелдей жинақталған материялық нүктенің қозғалысы сияқты, ал оған әсер ететін күш жүйеге әсер ететін барлық сыртқы күштердің геометриялық қосындсына тең болады. .

Қатты дененің ілгерілемелі қозғалыс–ілгерілемелі қозғалыс кезінде дененің барлық нүктелерінің жылдамдықтары және сәйкес удеулері бірдей болады. Сондықтан бүкіл дененің қозғалысын бір нүктенің қозғалысымен сипаттауға болады.

2. Қайтымды және қайтымсыз термодинамикалық процестер. Термодинамиканың екінші заңы.

Қайтымды ж/е қайтымсыз терм-қ процестер. Клаузиус ж/е Томсон түжырымдамаларындағы терм-ң екінші заңы.

Қайтымды процесскері бағытта өткізуге болатын процесті тура бағытта өткізгенде жүйе қандай күйлерден өтсе, кері бағытта сондай тізбегінен өтетін процесті айтады. Қайтымды процеске тек тепе тең процестер жатады. Қайтымды процесте жүйені қоршаған денелерде ешқандай өзгеріс болмайды.

Қайтымсыз процестерөздігінен бір бағытта өтетін процес. Нақты процестер қайтымсыз процестер болады. Олар мейлінше баяу өте отырып, қайтымды процестерге тек жуықтай алады. Қайтымды процеске мысал ретінде вакумдегі абсолют серпімді серіппеге ілінген дененің өлшейтің тербелісің алуға болады. Кедергісі бар ортада өтетін процестердің барлығы қайтымды процестер. Қайтымсыз процестерге температуралары әр түрлі денелердің бір біріне жылу алмасу салдарынан температуралары тенелу процесі жатады, себебі жылу ыссы денеден салқынға беріледі, керісінше болу мүмкін емес.

Термодинамиканың ІІ бастамасытермодинамикалық процестердің қайтымсыздығын тұжырымдайды.

-тек қана жұмыс өндіретін немесе бір жылулық резервуармен энергия алмасуын жасайтын циклдік процесс болуы мұмкін емес (У.Томсон);

- салқын денеден ыстық денеге жылу берілуі мүмкін болатын циклдік процесс болуы мүмкін емес (Р.Клаузиус).

Есеп.

Газдың тығыздығы 0,03 кг/ м³ . Осы газдың орташа квадраттық жылдамдығы 500 м/с болса, онда оның ыдыс қабырғаларына түсіретін қысымын тап.

4. ЭҚК-і 1,5 В ток көзіне кедергісі 0,1 Ом катушка қосылғанда амперметр 0,5 А ток көрсетті. Ток көзіне параллель етіп дәл сондай екінші ток көзі қосылғанда ток күші 0,4 А болды. Бірінші және екінші ток көздерінің r₁ және r ₂ ішкі кедергілерін тап..

№6 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

Инерция моменті. Штейнер теоремасы.

Дененің кез келген өске қатысты инерция моменті өске параллель болатын, масса центрі арқылы өтетін өске қатысты инерция моменті мен дененің массасының өстерінің арақашықтығының квадратына көбейтіндісінің қосындысына тең болады.

(1.5.3.1)

мұнда - дененің масса центрі арқылы өтетін өске қатысты инерция моменті, - остердің арақашықтығы.

Мысал ретінде айналыс өсі бір ұшы арқылы ететін өзектің инерция моментін есептейік. Штейнер теоремасын қолданып төмендегідей өрнек жазуға болады.

мүндағы - айналыс өсі масса центрі аркылы өтетін өзектің инерция моменті.

http://studopedia.net/11_10437_shteyner-teoremasi.html

2.Әр түрлі процестердегі идеал газдың атқарған жұмысын есептеу.

Изохора A=0. Изобара . Изотерма

Адиабаталық , , . Политропты ,

Есеп.

Дөңгелек орамның магнит моменті 0,2 Дж/Тл. Орамның диаметрі 10 см болса, онда орамдағы ток күші неге тең ?

4. Q₁=Q₂=8 нКл зарядтардың арақашықтығы d= 40 см. Осы зарядтардың ортасындағы нүктедегі өріс кернеулігін табыңыз.

№7 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1. Консервативті және консервативті емес күштер. Сыртқы күш өрісіндегі бөлшектің потенциалдық энергиясы және оның консервативті күшпен байланысы. Бөлшектер жүйесінің потенциалдық энергиясы..

Барлық күштерді физикалық табиғатына тәуелсіз консервативті және консервативті емес күштер деп екі топқа бөледі. Егер күштің жұмысы бөлшектің бастапқы нүктеден соңғы нүктеге қандай траекториямен орын ауыстырғанына байланысты болмаса, ондай күштер консервативті күштер деп аталады . Егер орын ауыстыру тұйықталған жолмен өтсе, консервативті күштің жұмысы нөлге тең болады .

Орталық (гравитациялық, кулондық) күштер, ауырлық күші, серпімділік күші консервативті күштерге жатады.

Консервативті емес күштің жұмысы орын ауыстыру өтетін жолға тәуелді болады. Консервативті емес күштерге үйкеліс күштері, ортаның кедергі күші жатады. Үйкеліс күшінің жұмысы әрқашан теріс болады. Мұндай күштер диссипативті деп аталады.

Кеңістіктің әрбір нүктесінде бөлшекке бір нүктеден екінші нүктеге заңдылығымен өзгеретін күш әсер ететін кеңістіктің аймағын күш өрісі деп атайды. Күш өрістері векторлық болып табылады. Күш өрісі біртекті (ауырлық күшінің өрісі) және орталық (гравитациялық өріс) болып бөлінеді. Консервативті күштер өрісі ерекше қасиеттерге ие, олар потенциалды өрістер класын құрайды. Әр нүктедегі өрісті кеңістіктегі нүктенің орнына және күштің сипатына тәуелді болатын қандай да бір W_p( ) функциясымен сипаттауға болады. Олай болса, бөлшек 1 нүктеден 2 нүктеге орын ауыстырғанда консервативті күштің жұмысы W_p функциясының кемуіне тең болады

A₁₂ =W_p1 –W_p2 =-∆W_p . (4.14)

W_p функциясы сыртқы консервативті өрістегі бөлшектің потенциалдық энергиясы деп аталады. Мұндай өрісте жұмыс потенциалдық энергия есебінен жасалатынын (4.14) теңдеуінен көруге болады.

Бөлшектің потенциалдық энергиясы W_p( ) өрісті тудыратын объектілермен өзара әсерлесу энергиясы болып табылады. (4.14) формуласы әрбір нақты жағдайда W_p үшін (кез-келген тұрақтыға дейінгі дәлдікпен) өрнегін алуға мүмкіндік береді.

Потенциалды өрісте орналасқан бөлшектің энергиясы мен күштің арасындағы байланысты анықтайық. Ол үшін элементар жұмыстың формуласын жазамыз .

күштің кез келген l бағытқа проекциясы .

Орын ауыстыру бағыты ретінде x, y, z координат осьтері бойындағы бағыттарды аламыз

, немесе .

2. Токтың жұмысы мен қуаты. Дифференциалды және интегралды түрдегі Джоуль-Ленц заңы. Ток көзінің ПӘК-і

Закон Джоуля-Ленца и тепловые потери

Теоретическая электротехника

Ток, протекающий в любом проводнике, вызывает его нагрев. Собственно, это и есть основное воздействие тока на проводящую среду. Двигаясь между узлами кристаллической решетки, электроны беспрестанно испытывают столкновения.

Из-за этого амплитуда тепловых колебаний атомов металла увеличивается, а скорость движения электронов и величина электрического тока не такая большая, как это могло бы быть теоретически.

Электроны «толкают» атомы – атомы колеблются сильнее. Раз увеличивается интенсивность колебаний, то столкновения происходят еще. Это приводит к еще большему нагреву. Интенсивность и частота столкновений электронов с атомами определяет электрическое сопротивление проводника, а следовательно, и величину тепловых потерь.

Можно предположить, что тепловые потери – явление однозначно отрицательное. Выделяемое тепло снижает коэффициент полезного действия сети, может повредить провода и изоляцию, вызвать возгорание и пожар.

Но на самом деле «электрическое тепло» может быть и очень полезным. Так, в традиционной электрической лампе накаливания именно перегрев спиральной нити вызывает свечение. Поэтому нить выбирается настолько тонкого сечения, чтобы оказывать достаточное сопротивление току, греться, но не перегорать.

При этом, правда, используются и некоторые технологические хитрости, такие как, например, специальный материал нити – тугоплавкий вольфрам, но сути дела это не меняет.

Условно полезным можно считать и выделение тепла при прохождении тока через проводник предохранителя или плавкой ставки. Если бы не это тепло – вставка или предохранитель не могли бы сработать и защитить цепь.

И, уж конечно, никому не нужно долго объяснять, насколько полезным является тепло, выделяемое проводниками в нагревательных элементах электрических плит и электрообогревателей.

Итак, очевидно, что тепловые потери во многих случаях можно было бы назвать и «тепловыми приобретениями». Есть и физический закон, позволяющий теоретически обосновать и рассчитать, на какие же именно «приобретения» мы можем рассчитывать в данной конкретной сети.

Закон этот открыли и исследовали независимо друг от друга два ученых в конце XIX века – Джеймс Джоуль и Эмиль Ленц. Они выяснили, что мощность тепловых потерь в проводнике прямо пропорциональна напряженности электрического поля и плотности электрического тока:

w=j*E

Здесь можно вспомнить закон Ома в дифференциальной форме и записать:

w=σ*E2

Это дифференциальная форма записи закона Джоуля-Ленца для тепловых потерь. Интереснее, конечно, интегральная форма, позволяющая рассчитать точное количество тепла, выделяемого проводником с током. После интегрирования по времени получаем закон Джоуля-Ленца в такой форме:

Q=I²*R*t

То есть, тепла выделится тем больше, чем больше в цепи электрический ток и выше сопротивление проводника. Ну и, разумеется, имеет значение время, в течение которого в этом проводнике протекает ток.

Очень важно то, что зависимость количества теплоты от тока – квадратичная, а от других параметров – прямо пропорциональная. Это означает, что даже при небольшом увеличении тока в цепи нагрев проводников существенно возрастает.

Изменение электрического сопротивления в большую сторону такого эффекта не дает, потому что при этом снижается электрический ток. Именно поэтому мгновенный перегрев проводов возникает при коротком замыкании и стремительном снижении сопротивления, а не при обрыве и устремлении сопротивления к бесконечности.

Дифференциал түріндегі Джоуль Ленц заңы

Еркін жолының соныңда электрон жылдамдықпен қозғалып, кинетикалық энергияға ие болады, соқтығысқан кезде энергиясын толығымен кристалдық торға береді. Бұл энергия мметалдың ішкі энергиясың арттырып, метал қызып жылу шығарады.

Бірлік көлемде өткізгіштін электроны болсын, әр электрон бір секунд ішінде орта есеппен жиілікпен соқтығысады. Сондықтан бірлік көлемде бір секунд ішінде бөлініп шығатын жылу

Кедергі арқылы жазсақ

3. Дифференциал түрдегі Ом және Джоуль-Ленц заңдары. Интеграл түрдегі Ом заңы.1827 жылы неміс ғалымы Ом көптеген тәжірибелердің нәтижесінде мынадай қорытынды шығарды: тұрақты температурадаөткізгіш ұштарындағы кернеудің ток шамасына қатынасы әр уақытта тұрақты болады: I=U/R, мұндағы R- өткізгіштің кедергісі деп аталады. Өткізгіш кедергісі оның пішініне және мөлшеріне, сол сияқты табиғаты мен температурасына тәуелді, өлшем бірлігі-Ом. Бір текті цилиндр тәрізді өткізгіштердің кедергісі оның ұзындығына тура пропорционал да, көлденең қимасына кері пропорционал болады: R=r(l/S) (10.11), мұндағы пропорционалдық коэффициент r-өткізгіштің меншікті кедергісі, ол өткізгіштің қандай заттан жасалғанын көрсетеді, өлшем бірлігі-Ом*м, r=1/g (10.12), осы өрнектегі g-өткізгіштің меншікті өткізгіштігі, өлшем бірлігі-сименс/метр. Осы айтылғандар бойынша Ом заңын жазатын болсақ, бір текті металл өткізгіш арқылы өтетін ток күші өткізгіштегі кернеудің түсуіне тура пропорционал кедергіге кері пропорционал I=U/R немесе I=(φ1–φ2)/R (10.13). Осы теңдік-тізбектің бөлігі үшін жалпы түрдегі Ом заңы, немесе тізбектің бір текті емес бөлігі үшін Ом заңы деп аталады. Егер тізбек тұйықталған болса, онда ток көзінің э.қ.к.-і ішкі бөлігіндегі кернеу мен сыртқы кернеудің қосындысына тең: e=Ir+U. Тізбек бөлігі үшін Ом заңын ескеріп, тізбектегі ток күшін тапсақ:

I=e/(R+r) (10.14)

Осы формула тұйық тізбек үшін Ом заңы деп аталады.

Токтың тығыздығы j=I/Sекенін ескерсек және g=1/r меншікті электр өтімділігі десек, онда соңғы өрнек мына түрде жазылады: j=gЕ(10.15)

Осы формула ток тығыздығы үшін Ом заңының дифференциалдық түрі деп аталады.

Көптеген тәжірибелер металдар кедергісі температураға тура пропорцио -

нал болатынын, яғни температура артқан сайын кедергі артатындығын көрсетті: Rt=R0(1+at0) (10.16)

Кернеуі U болатын өткізгіштің бөлігі арқылы ток өткенде, өткізгіш қызып, бойынан жылу бөлініп шығады. Осы жылудың бөлініп шығуы зарядтарды тасымалдаушы электр күштерінің жұмысына байланысты: A=qU. Тұрақты ток үшін жазсақ, A=IUt (10.17)

Токтың қуаты келесі өрнекпен есептеледі: N=dA/dt=(IUdt)/dt=IU (10.18)

Егер ток қозғалмайтын металл өткізгіш арқылы жүрсе, онда біршама жылу бөлініп шығады, осы кезде ток жұмысы энергияның сақталу заңына байланысты жылуға айналады: dA=dQ. (9.19). Сөйтіп, бұл жылу мөлшерін (10.17) және (10.13) өрнектерінің мәндерін еске ала отырып былайша жазамыз: Q=IUt=I2Rt (10.20).

Осы өрнек Джоуль-Ленц заңы деп аталады да былай оқылады: өткізгіштен бөлініп шығатын жылу мөлшері уақытқа, өткізгіштің кедергісіне және ток күшінің екі дәрежесіне пропорционал болады. Енді Джоуль-Ленц заңының дифференциалдық түрін жазатын болсақ, w=gE2 (10.21), бұл өрнек тұрақты және айнымалы токтар үшін орындала береді.

Есеп.

1,6 мм² өткізгіш қимасынан 3 с ішінде 2^.10¹⁹ электрон жүріп өтеді. Ток тығыздығын табыңыз (е=1,6^.10^-19 Кл).

4. Электронның жылдамдығы V=8 Мм/с болу үшін, қандай потенциал айырымы болуға тиіс? (m_е=9,1^.10^{-31 кг, е=1,6.}10^-19 Дж)

№ 8 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1. Механикалық жүйе. Сыртқы және ішкі күштер. Ньютон-ның үшінші заңы . Денелердің тұйық жүйесі. Импульстің сақталу заңы.

Біртұтас ретінде қарастырылатын материялық нүктелер (денелер) жиынын механикалық жүйе дейді.

Қарастырылып отырған механикалық жүйеге кірмейтін денелерді сыртқы денелер дейді. Жүйеге сыртқы денелер тарапынан әсер ететін күштер сыртқы күштер деп аталады. Ал ішкі күштер дегеніміз қарастырылып отырған жүйеге кіретін бөлшектердің өзара әсерлесу күштері.

Механикалық жүйе сыртқы депнелермен өзара әсерлеспесе (немесе оған сыртқы күштер әсер етпесе) , онда ол тұйықталған немесе оқшауланған жүйе деп аталады

Материялық нүктелердің (денелердің) бір –біріне әсері өзара әсерлесу сипатта болады.

Ньютонның үшінші заңы: Материялық нүктелердің бір-біріне әсер ету күштері модулі бойынша әрқашан тең, бағыты жағынан қарама-қарсы және осы нүктелерді қосатын түзу бойымен әсер етеді : Ғ_1,2 = - F_2,1.

Бұл күштер әр материялық нүктеге түсірілгені, әрқашан жұбымен әсерлеседі және табиғаты бір болып табылады. Ньютонның үшінші заңы жеке материялық нүктелер динамикасынан кезкелген материялық нүктелер жүйесі динамикасына өтуге мүмкіндік береді, үйткені кезкелген өзара әсерлесуді материялық нүктелердің жұпталып өзара әсерлесуі ретінде қарастыруға болады.

Импульстің сақталу заңы - кеңістіктің біртектілігін көрсететін табиғаттың жалпы заңы. Кеңістіктің біртектілігі дегенімізкеңістіктің барлық нүктелерінде оның қасиеттерінің бірдей болуы.

Импульстің сақталу заңы тұйықталған жүйелерде орындалады. Егер жүйе сыртқы күш өрісінде болса, онда ол үшін кеңістіктің әртүрлі аймақтары эквивалентті болмайды.

Материялық нүктелердің (денелердің) тұйықталған жүйесінің толық импульсі уақыт бойынша өзгермейді .

2. Электр заряды және оның қасиеттері. Электр зарядының сақталу заңы. Электр зарядтарының өзара әсерлесуі. Электр өрісі. Электр өрісінің кернеулігі.

Электр заряды және оның қасиеттері. Электр зарядының сақталу заңы. Электр зарядтарының өзара әсерлесуі. Электр өрісі.

Электрдинамиканың негізі электр заряды мен электр өрісі болып табылады. Яғни кез келген зарядталған дененің айналасында электр өрісі болады. Зарядталған денелер немесе бөлшектер бір-бірімен осы өріс арқылы әсерлеседі. Электр заряды денелердің электрлік әсерлесуін сипаттайды. Электр зарядтарының қасиеттері:

- электр зарядтары оң және теріс болады, аттас зарядтар бір-бірінен тебіледі, ал әр аттас зарядтар бір-біріне тартылады;

- электр заряды релятивтік - инвариантты: ол қозғалыс кезінде мәнін

өзгертпейді, яғни оның шамасы санақ жүйесіне тәуелсіз;

- электр заряды аддитивті, яғни кез-келген жүйенің заряды жүйені

құрайтын бөлшектердің зарядтарының алгебралық қосындысына тең;

- электр заряды дискретті, яғни кез келген бөлшек е элементар зарядтан тұрады, яғни : q= eN.

Элементар заряды бар бөлшектер электрон ( теріс ) және протон (оң),

Элементар заряд /е/ = 1,6 10^-19 Кл.

Электр зарядының сақталу заңы - тұйықталған жүйенің электр заряды осы жүйеде өтетін кез келген процесс кезінде өзгермейді. q₁ + q₂ + q₃+ ….+ q_n = const

Нүктелік заряд деген өлшемі мен пішінін ескермеуге болатын электр заряды бар дене.

Электр өрісікез келген заряд өзінің айналасындағы кеңістікте электр өрісін туғызады. Зарядтардаң арасындағы өзара әсері осы электр өрісі арқылы жүзеге асады. Зарядтардың арақышықтығы артқан сайын электр өрісі азаяды. Электр өрісінің негізгі қасиеті оның бір нүктесіне орналақан зарядқа бір күшпен әсер етуі. Зарядтардың өзара әсерлесуі Кулон заңыменсипатталады. Ол екі нүктелік зарядталған дененің вакуумдегі өзара әсерлесу күшінің осы денелердің және зарядтарына және олардың ара қашықтығына тәуелділігін тағайындайды. Халықаралық бірліктер жүйесінде заң былай жазылады: , мұндағы = 8,85*10^-12Кл²/Н*м² - электр тұрақтысы.

Электрстатикалық өрістің күштік сипаттамасы өрістің кернеулігі болып табылады, ол бірлік оң зарядқа әсер ететін күшпен анықталады: ,

3. Есеп. Карно циклін жасайтын газ, суытқышқа Q₂=14 кДж жылу береді. Цикл кезінде А=6 кДж. жұмыс істейді. Суытқыштың темпратурасын Т₂=280 К деп альп, Т₁ қыздырғыштың температурасын анықтаңыз

4. Индукциясы 0,01 Тл магнит өрісінде протон радиусы 140 см шеңбер бойымен қозғалады. Протонның жылдамдығын тап.

№ 9 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1. Айналу осіне қатысты дененің импульс моменті. Импульс моментінің сақталу заңы. Мысалдар.

Айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі заңын қорытқан кезде, біз қатты денені материялық нүктелер жиынтығы деп қарастырып, мынадай қорытындыға келдік

, (5.2)

мұндағы –жүйенің импульс моменті;

– жүйеге әсер ететін сыртқы күштердің қорытқы моменті.

Ішкі күштердің моменттерінің қосындысы кез келген жүйе үшін нөлге тең.

Егер сыртқы күштер болмаса (тұйықталған жүйеде), онда , сондықтан, .

(5.3)

Тұйықталған жүйенің материялық нүктелерінің (денелер) толық импульс моменті тұрақты болып қалады.

Егер дене қозғалмайтын осьті айналып қозғалса , , онда . екенін ескерсек ,

. (5.4)

Импульс моментінің сақталу заңы да импульстің сақталу заңы сияқты табиғаттың негізгі заңы болып табылады. Оның негізінде кеңістіктің изотроптылығы қасиеті жатыр, яғни тұйық жүйенің бұрылуы оның механикалық қасиеттеріне әсер етпейді.

Егер дененің инерция моменті өзгермесе (абсолют қатты денелер үшін орынды), онда (3.32) теңдеуден бұрыштық жылдамдықтың тұрақтылығы шығады. Егер дене абсолют қатты болмаса немесе ол ішкі күштердің әсерінен бір – біріне қатысты орын ауыстыру мүмкіншілігі бар жеке бөліктерінен тұрса, онда дененің инерция моментінің өзгереді және бұрыштық жылдамдық тұрақты болмайды. (3.32) өрнек дененің инерция моментінің бірнеше есе кемуі оның бұрыштық жылдамдығының сонша есе артуын көрсетеді. Бұл заңдылықты, тік ось айналасында еркін айналатын Жуковский орындығы көмегімен көрсетуге болады. Қолында гирлері бар адам, қолдары созылған күйінде орындықпен бірге белгілі бір жылдамдықпен айналады. Адам мен орындықтың инерция моменті J1–ге тең болсын. Адам гирлерді айналу осіне жақындатқанда, инерция моменті J2 -ге дейін азаяды. Бұл бұрыштық жылдамдықтың ω2>ω1 -гедейін артуына алып келеді, импульс моментінің сақталу заңына сәйкес:

J1ω1=J2ω2

2. Термодинамиканың бірінші бастамасы және оны идеал газдың изопроцестеріне қолдану.

Термодинамиканың параметрлерідеп физикалық күйін сипаттайтын физикалық шамаларды айтады.

Жүйенің ішкі энергиясы молекулалардың ретсіз қозғалысының кинетикалық энергиясы, молекулалардың өзара әсерлесуінші потенциялық энергиясы және ішкі молекулалық энергиясы кіреді. Ішкі энергия жүйе күйінің функциясы болып табылады.

Жүйеге істелген жұмыс (А)сыртқы денелердің жұйеге берген энергиясы.

Жылу мөлшері (Q)жылу алмасу процесінде сыртқы денелердіжүйеге беретін энергиясы.

Ішкі энергиянегізінен екі түрлі процесте өзгереді: дененің немесе денеге қарсы сыртқы күштің А жұмыс істеуімен және денеге беретін немесе алынатын Q жылу мөлшері есебінен.

Тепе теңдік күйлерсыртқы орта өзгермеген жағдайда жүйенің параметрлік мәндері қанша қажет болса, сонша тұрақты болып қалатын күйді айтады.

Изопроцестер: 3

Изотермиялық:Бойль Мариотт заңы T=const идеал газдың берілген массасының қысымының көлеміне көбейтіндісі PV=const T=const m=const тұрақты болып қалады.

Термодинамиканың бірінші бастамасыжүйеге берілген жылу мөлшері жүйенің ішкі энергиясының өсімшесіне және жүйенің сыртқы денелерде атқаратың жұмысына тең.Егер Q>0 жылу беріледі,Q<0 жүйеден жылу алынады,Q=0 адибаталық процесс.

Жүйе параметрлерінің аз ғана өзгерісіне сәйкес келетін термодинамиканың І бастамасы мынадай түрде жазылады. .

Мұндағы элементар жылу мен жұмысы.dU жүйенің ішкі энергиясының өсімшесі.

Идеал газдың изопроцестеріне қолдану

Изохора ,

Изобара

Изотерма

http://5fan.info/meryfsujgyfsjgeyfs.html

Термодинамикның бірінші бастамасы Термодинамикада макраскопиялық денелердің жылулық қасиеттері олардың микроскопиялық табиғатымен байланыстырылмай, көптеген тәжірибелер арқылы анықталған, бастамалар деп аталтын негізгі үш заңға сүйеніп зерттеледі. Термодинамиканың бірінші бастамасы энергияның сақталу және түрлену заңдарын сипаттайды.

3. Есеп.

Қандай да бір газдың қалыпты жағдайдағы орташа квадраттық жылдамдығы 461 м/с. Осы газдың 1 грамындағы молекулалар саны неге тең?

№ 10 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1 Классикалық механикадағы күй ұғымы. Масса және импульс. Күш. Ньютонның ІІ заңы. Материялық нүктенің қозғалыс теңдеуі.

Классикалық механикадағы күй туралы ұғым Масса және импульс. Күш. Ньютонның екінші заңы. Материялық нүкте динамикасының теңдеуі

Классикалық механикада бөлшектің күйі оның орнымен (үш координатымен) және осы осьтердегі импульс проекцияларымен сипатталады.

Масса – материяның инерттілік және гравитациялық қасиеттерін анықтайтын сипаттамаларынң бірі болып табылатын физикалық шама. Масса- дененің инерттілігін өлшеуіші. Оның өлшеу бірлігі - кг.

Материялық нүктенің (дененің)mмассасы менvжылдамдығының көбейтіндісіне тең, бағыты жылдамдық бағытымен бағытталған векторлық шама материялық нүктенің импульсы деп аталады.

Күш – денеге басқа денелер тарапынан түсірілген механикалық әсердің нәтижесі. Егер күштің кеңістіктегі бағыты, модулі және түсу нүктесі берілген болса, онда күш туралы мағлұмат толық деп аталады. Механикалық әсерлесулер тікелей өзара тиіскен денелер арасында, сондай-ақ, бір-бірінен қандай да болмасын бір аралықтағы денелердің арасында да болады. Бір-бірінен қашықта орналасқан денелер физикалық (мысалы, гравитациялық, электр, магнит) өрістер арқылы әсерлеседі.

Ньютонның екінші заңы - ілгерілемелі қозғалыс динамикасының негізгі заңы. Ол материялық нүктенің (дененің) механикалық қозғалысы оған түсірілген күштердің әсерімен қалай өзгеретінін көрсетеді.

Материялық нүктенің (дененің) алатын үдеуі оны тудыратын күшке тура, ал оның массасына кері пропорционал болады, бағыты түсірілген осы күштің бағытымен бағытталады. .

Ньютонның екінші заңының жалпылама тұжырымдамасы: материялық нүктенің импульсының өзгеру жылдамдығы оған әсер ететін күшке (әсер ететін барлық күштердің тең әсерлісіне) тура пропорционал болады. .

Ньютонның екінші заңынан материялық нүктенің импульсының өзгерісі оған әсер етуші күш импульсына тең екендігі шығады: .

Материялық нүкте динамикасының негізгі заңы классикалық механикадағы себептілік принципін уағыздайды, яғни материялық нүктенің уақыт өтуіне байланысты қозғалыс күйі және кеңістіктегі орны өзгерісі мен оған әсер етуші күш арасындағы бір мәнді байланыс барын, яғни материялық нүктенің бастапқы күйін біле отырып оның кез келген келесі мезеттердегі қозғалыс күйін есептеп алуға мүмкін болатындығы шығады.

2.Еркіндік дәрежелері бойынша энергияның біркелкі бөліну заңы.Идеал газдың жылулық қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы. Идеал газдың ішкі энергиясы.

Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның біркелкі таралу заңы - классикалық жүйелерге қолданатын статистиканың негізгі заңдарының бірі. Механикалық жүйенің еркіндік дәрежелері саны деп жүйенің орнын анықтауда мүмкіндік беретін тәуелсіз координаталардың жиынтығын айтады. Материалдық нүктенің кеңістіктегі орны оның үш координаттарының мәндерімен анықталады. Газдардың жылу сыйымдылығын өлшегенде атомдарды материалдық нүктелер деп есептеуге болады. Олай болса, бір атомды молекулалар үш ілгерілемелі еркіндік дәрежеге, екі атомды молекулалар – үш ілгерілемелі, және екі айналмалы, көп атомды молекулалар және абсолютті қатты дене – үш ілгерілемелі және үш айналмалы еркіндік дәрежесіне ие болады. Жылулық тепе-теңдік жағдайында молекуланың әр еркіндік дәрежесіне тең орташа бірдей кинетикалық энергиядан келеді. Мұндағы, - Больцман тұрақтысы. Екі немесе көп атомды молекулалар айналмалы және тербелмелі қозғалыстар жасайды. Тербелмелі қозғалыстың болуы кинетикалық энергияның потенциалдық энергияға ауысуынан және керісінше болуымен байланысты. Молекуладағы атомның тербеліс энергиясын ескерсек, орташа кинетикалық және орташа потенциалдық энергиясын қарастыруымыз қажет. Молекуланың толық энергиясы , (8.11) мұндағы i – ілгерілемелі, айналмалы және екі еселенген тербелмелі еркіндік дәрежелері сандарының қосындысы: . (8.12)

Атомдардың арасында қатаң байланысы бар молекула үшін i молекуланың еркіндік дәрежелерінің санына тең болады.

Массасы m газдың ішкі энергиясы газдың бір молінің энергиясын m массадағы киломольдердің санына көбейткенге тең болады: . (8.14)

Сонымен (8.14) өрнектен берілген газдың массасы үшін ішкі энергия газ молекуласының еркіндік дәреже көрсеткіші өзгермейтін болса, оның абсолют температурасына тура пропорционал екендігі көрінеді.

Идеал газ молекулалары қашықтықтан әрекеттеспейтін болғандықтан, мұндай газдың ішкі энергиясы жеке молекулалардың энергияларының қосындысынан тұрады. Демек, идеал газдың бір киломолінің ішкі энергиясы Авагадро санын бір молекуланың орташа энергиясына көбейткенге тең болады: . (8.13)

3. Есеп.

Зарядтар жүйесінің тудыратын өрісінің потенциалының түрі: , мұндағы a, b, c – оң тұрақтылар. Өрістің Е (x,y,z) кернеулік векторын және оның модулін тап.

№ 11 ЕМТИХАН БИЛЕТІ

1. Молекулалардың ең ықтимал, орташа арифметикалық және орташа квадраттық жылдамдықтары.

Берілген температурада тепе-теңдік күйде тұрған газда, молекуланың жылдамдық бойынша таралуы уақыт бойынша өзгермейтін кейбір стационар күйі қалыптасқан.

Бұл таралу жылдамдығы -дан