Основные формулы электростатики

Вы будете перенаправлены на Автор24

Электростатика – обширный раздел электродинамики, исследующий и описывающий покоящиеся в определенной системе электрически заряженные тела.

На практике выделяют два вида электростатических зарядов: положительные (стекло о шелк) и отрицательные (эбонит о шерсть). Элементарный заряд является минимальным зарядом ($e = 1,6 ∙10^< -19>$ Кл). Заряд любого физического тела кратен целому количеству элементарных зарядов: $q = Ne$.

Электризация материальных тел – перераспределение заряда между телами. Способы электризации: касание, трение и влияние.

Закон сохранения электрического положительного заряда – в замкнутой концепции алгебраическая сумма зарядов всех элементарных частиц остается стабильной и неизменной. $q_1 + q _2 + q _3 + …..+ q_n = const$. Пробный заряд в данном случае представляет собой точечный положительный заряд.

Закон Кулона

Указанный закон был установлен экспериментальным путем в 1785 году. Согласно этой теории, сила взаимодействия двух покоящихся точечных зарядов в среде всегда прямо пропорциональна произведению положительных модулей и обратно пропорционально квадрату общего расстояния между ними.

Электрическое поле представляет собой уникальный вид материи, который осуществляет взаимодействие между стабильными электрическими зарядами, формируется вокруг зарядов, воздействует только на заряды.

Рисунок 1. Закон Кулона. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Такой процесс точечных неподвижных элементов полностью подчиняются третьему закону Ньютона, и считается результатом отталкивания друг от друга частиц при одинаковых силовых притяжениях друг к другу. Взаимосвязь стабильных электрических зарядов в электростатике называют кулоновским взаимодействием.

Готовые работы на аналогичную тему

Закон Кулона вполне справедлив и точен для заряженных материальных тел, равномерно заряженных шаров и сфер. В этом случае за расстояния в основном берут параметры центров пространств. На практике данный закон хорошо и быстро выполняется, если величины заряженных тел гораздо меньше расстояния между ними.

В электрическом поле также действуют проводники и диэлектрики.

Первые представляют содержащие свободные носители электромагнитного заряда вещества. Внутри проводника может возникнуть свободное движение электронов. К этим элементам относятся растворы, металлы и различные расплавы электролитов, идеальные газы и плазма.

Диэлектрики являются веществами, в которых не может быть свободных носителей электрического заряда. Свободное движение электронов внутри самих диэлектриков невозможно, так как по ним не протекает электрический ток. Именно эти физические частицы обладают не равной диэлектрической единице проницаемостью.

Силовые линии и электростатика

Силовые линии начальной напряженности электрического поля являются непрерывными линиями, касательные точки к которым в каждой среде, через которые они проходят, полностью совпадают с осью напряженности.

Основные характеристики силовых линий:

не пересекаются;
не замкнуты;
стабильны;
конечное направление совпадает с направлением вектора;
начало на $+ q$ или в бесконечности, конец на $– q$;
формируются вблизи зарядов (где больше напряжённость);
перпендикулярны поверхности основного проводника.

Разность электрических потенциалов или напряжение (Ф или $U$) — это величина потенциалов в начальной и конечной точках траектории положительного заряда. Чем меньше изменяется потенциал на отрезке пути, тем меньше в итоге напряженность поля.

Напряженность электрического поля всегда направлена в сторону уменьшения начального потенциала.

Рисунок 2. Потенциальная энергия системы электрических зарядов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Электроемкость характеризует способность любого проводника накапливать необходимый электрический заряд на собственной поверхности.

Данный параметр не зависит от электрического заряда, однако на него могут воздействовать геометрические размеры проводников, их формы, расположение и свойств среды между элементами.

Конденсатор является универсальным электротехническим устройством, которое помогает быстро накопить электрический заряд для отдачи его в цепь.

Электрическое поле и его напряженность

Рисунок 3. Электрическое поле. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

По современным представлениям ученых, электрические стабильные заряды не влияют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное физическое тело в электростатике создает в окружающей среде электрическое поле. Этот процесс оказывает силовое воздействие на другие заряженные вещества. Главное свойство электрического поля заключается в действии на точечные заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие положительно заряженных частиц осуществляется через поля, которые окружают заряженные элементы.

Это явление возможно исследовать посредством, так называемого, пробного заряда – небольшого по размеру электрического заряда, который не вносит существенное перераспределения изучаемого зарядов. Для количественного выявления поля вводится силовая особенность – напряженность электрического поля.

Напряженностью называют физический показатель, который равен отношению силы, с которой поле воздействует на пробный заряд, размещенный в данной точке поля, к величине самого заряда.

Напряженность электрического поля представляет собой векторную физическую величину. Направление вектора в этом случае совпадает в каждой материальной точке окружающего пространства с направлением действующей на положительный заряд силы. Электрическое поле не меняющихся со временем и неподвижных элементов считается электростатическим.

Для понимания электрического поля применяют силовые линии, которые проводятся таким образом, чтобы направление главной оси напряженности в каждой системе совпадало с направлением касательной к точке.

Разность потенциалов в электростатике

Электростатическое поле включает одно важное свойство: работа сил всех движущихся частиц при перемещении точечного заряда из одной точки поля в другую не зависит от направления траектории, а определяется исключительно положением начальной и конечной линий и параметром заряда.

Результатом независимости работы от формы движения зарядов является следующее утверждение: функционал сил электростатического поля при преобразовании заряда по любой замкнутой траектории всегда равен нулю.

Рисунок 4. Потенциальность электростатического поля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Свойство потенциальности электростатического поля помогает ввести понятие потенциальной и внутренней энергии заряда. А физический параметр, равный соотношению потенциальной энергии в поле к величине этого заряда, называют постоянным потенциалом электрического поля.

Во многих сложных задачах электростатики при определении потенциалов за опорную материальную точку, где величина потенциальной энергии и самого потенциала обращаются в ноль, удобно использовать бесконечно удаленную точку. В этом случае значимость потенциала определяется так: потенциал электрического поля в любой точке пространства равен работе, которую выполняют внутренние силы при удалении положительного единичного заряда из данной системы в бесконечность.

Электростатика. Теория и формулы + Шпаргалка

ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Теория и формулы (кратко и сжато)

Элементарный заряд – минимальный заряд (е = 1,6∙10 -19 Кл)

Заряд любого тела кратен целому числу элементарных зарядов: q = N∙е

Электризация тел – перераспределение заряда между телами. Способы электризации: трение, касание, влияние.

Закон сохранения электрического заряда – в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной. q_{1 +} q ₂ + q ₃ + …..+ q_n = const

Пробный заряд – точечный положительный заряд.

[hr height=»15″ style=»zigzag» line=»default» themecolor=»1″]

Закон Кулона

Закон Кулона (установлен опытным путем в 1785 году) Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

[hr height=»15″ style=»zigzag» line=»default» themecolor=»1″]

Электрическое поле

Электрическое поле – вид материи, осуществляющий взаимодействие между электрическими зарядами, возникает вокруг зарядов, действует только на заряды

Силовые линии напряженности электрического поля – непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке, через которые они проходят, совпадают с вектором напряженности.

Свойства силовых линий:

не замкнуты;
не пересекаются;
непрерывны;
направление совпадает с направлением вектора напряжённости;
начало на + q или в бесконечности, конец на – q или в бесконечности;
гуще вблизи зарядов (где больше напряжённость).
перпендикулярны поверхности проводника

Разность потенциалов или напряжение (Δφ или U) — это разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории заряда Δφ = φ₁ – φ₂

Чем меньше меняется потенциал на отрезке пути, тем меньше напряженность поля.
Напряженность электрического поля направлена в сторону уменьшения потенциала.

[hr height=»15″ style=»zigzag» line=»default» themecolor=»1″]

Электроемкость

Электроемкость С — характеризует способность проводника накапливать электрический заряд на своей поверхности.

— не зависит от электрического заряда и напряжения.
— зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками.

[hr height=»15″ style=»zigzag» line=»default» themecolor=»1″]

Проводники и диэлектрики

[hr height=»15″ style=»zigzag» line=»default» themecolor=»1″]

Конденсаторы

Конденсатор — электротехническое устройство, служащее для быстрого накопления электрического заряда и быстрой отдачи его в цепь (два проводника, разделенных слоем диэлектрика ).

[hr height=»15″ style=»zigzag» line=»default» themecolor=»1″]

Все определения по физике за 7 класс читать онлайн

Физика
Физика 7

Физика 7: все формулы и определения

«Физика 7: все формулы и определения» — это Справочник по физике в 7 классе, доступный для скачивания в 2-х форматах: КРУПНО (формат PDF, на 3-х страницах) и МЕЛКО (формат JPG, на 1-й странице).

Физика 7 класс: все формулы и определения КРУПНО на трех страницах

Физика 7 класс: все формулы и определения МЕЛКО на одной странице

В пособии «Физика 7: все формулы и определения» представлено 24 формулы
и определения за весь курс Физики 7 класса :

1. Измерение физических величин

Для определения цены деления (ЦД) шкалы прибора необходимо:
1) из значения верхней границы (ВГ) шкалы вычесть значение нижней границы (НГ) шкалы и результат разделить на количество делений (N);
2) найти разницу между значениями двух соседних числовых меток (А и Б) шкалы и разделить на количество делений между ними (n).

2. Механическое движение

Скорость (ʋ) — физическая величина, численно равна пути (S), пройденного телом за единицу времени (t).

Путь (S) — длина траектории, по которой двигалось тело, численно равен произведению скорости (ʋ) тела на время (t) движения.

Время движения (t) равно отношению пути (S), пройденного телом, к скорости (ʋ) движения.

Средняя скорость (ʋ_ср) равна отношению суммы участков пути (S₁, S₂, S₃, …), пройденного телом, к промежутку времени (t₁ + t₂+ t₃+ …), за который этот путь пройден.

3. Сила тяжести, вес, масса, плотность

Сила тяжести — сила (F_Т), с которой Земля притягивает к себе тело, равная произведению массы (т) тела на коэффициент пропорциональности (g) — постоянную величину для Земли. (g = 9,8 H/кг)

Вес (Р) — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес, равная произведению массы (т) тела на коэффициент (g).

Масса (т) — мера инертности тела, определяемая при его взвешивании как отношение силы тяжести (Р) к коэффициенту (g).

Плотность (ρ) — масса единицы объёма вещества, численно равная отношению массы (т) вещества к его объёму (V).

4. Механический рычаг, момент силы

Момент силы (М) равен произведению силы (F) на сё плечо (l)

Рычаг находится в равновесии, если плечи (l₁, l₂) действующих на него двух сил (F₁, F₂) обратно пропорциональны значениям сил.

5. Давление, сила давления

Давление (р) — величина, численно равная отношению силы (F), действующей перпендикулярно поверхности, к площади (S) этой поверхности

Сила давления (F) — сила, действующая перпендикулярно поверхности тела, равная произведению давления (р) на площадь этой поверхности (S)

6. Давление газов и жидкостей

Давление жидкости (р) на дно сосуда зависит только от её плотности (ρ) и высоты столба жидкости (h).

На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила — архимедова сила (F_В). равная весу жидкости (или газа), в объёме (V_Т) этого тела.

Если архимедова сила (F_В) больше силы тяжести (F_Т) тела, то тело всплывает.

Силы (F₁, F₂), действующие на уравновешенные поршни гидравлической машины, пропорциональны площадям (S₁, S₂) этих поршней.

Однородная жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне (h)

7. Работа, энергия, мощность

Работа (A) — величина, равная произведению перемещения тела (S) на силу (F), под действием которой это перемещение произошло.

Коэффициент полезного действия (КПД) механизма — число, показывающее, какую часть от всей выполненной работы (А_В) составляет полезная работа (А_П).

Потенциальная энергия (Е_П) тела, поднятого над Землей, пропорциональна его массе (т) и высоте (h) над Землей.

Кинетическая энергия (Е_К) движущегося тела пропорциональна его массе (m) и квадрату скорости (ʋ 2 ).

Сумма потенциальной (Е_П) и кинетической (Е_К) энергии в любой момент времени остается постоянной.

Мощность (N) — величина, показывающая скорость выполнения работы и равная:
а) отношению работы (А) ко времени (t), за которое она выполнена;
б) произведению силы (F), под действием которой перемещается тело, на среднюю скорость (ʋ) его перемещения.

Физика 7: все формулы. Дополнительные материалы:

12 (двенадцать) самых необходимых (самых востребованных) формул по физике в 7 классе:

Справочник «Физика 7: все формулы». Смотрите также другие Справочники по физике:

Все определения по физике за 7 класс (понятия, определения, формулы)

Термины по физике 7 класс

Физика. Наука, изучающая явления природы, свойства и строение материи.

Материя . Всё, что есть во Вселенной.

Молекула . Мельчайшая частица данного вещества.

Диффузия . Взаимное перемешивание молекул одного вещества с молекулами другого.

Механическое движение . Изменение положения тела относительно других тел с течением времени.

Путь . Длина траектории.

Траектория . Линия, по которой движется тело.

Равномерное движение. Движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути.

Скорость . Величина, равная отношению пути ко времени, за которое этот путь пройден.

Инерция . Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.

Тормозной путь . Путь, который проходит автомобиль после выключения двигателя до полной остановки.

Плотность . Физическая величина, равная отношению массы тела к его объёму.

Сила. Мера механического воздействия на тело со стороны других тел.

Масса. Мера инертности.

Вес. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на горизонтальную опору или подвес.

Равнодействующая сила . Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил.

Сила трения . Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная против движения.

Давление . Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

Атмосфера . Воздушная оболочка Земли.

Архимедова сила . Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа.

Работа. Величина, равная произведению приложенной силы на пройденный путь.

Мощность. Величина, равная отношению работы ко времени, за которое она была совершена.

Рычаг. Твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

КПД. Отношение полезной работы к полной работе.

Потенциальная энергия . Энергия взаимодействия.

Кинетическая энергия . Энергия движения.

Определения и формулы

Определения и формулы по физике за 7 класс, структурированные в порядке изучения тем

Измерение физических величин

Определения и формулы по теме »

Измерение физических величин

Цена деления шкалы прибора

Для определения цены деления (ЦД) шкалы прибора необходимо:

из значения верхней границы (ВГ) шкалы вычесть значение нижней границы (НГ) шкалы и результат разделить на количество делений (N);

найти разницу между значениями двух соседних числовых меток (А и Б) шкалы и разделить на количество делений между ними (n).

ЦД = (ВГ — НГ) / N

ЦД = (Б — А) / n

Механическое движение

Определения и формулы по теме «Механическое движение»

Скорость (ʋ) — физическая величина, численно равна пути (S), пройденного телом за единицу времени (t).

Время движения (t) — равно отношению пути (S), пройденного телом, к скорости (ʋ) движения.

Средняя скорость (ʋ ср ) — равна отношению суммы участков пути (S1, S2, S3, …), пройденного телом, к промежутку времени (t1 + t2+ t3+ …), за который этот путь пройден.

ʋср = (S1 + S2 + S3 + …) / (t1 + t2 + t3 + …)

Сила тяжести, вес, масса, плотность

Сила тяжести — сила (FТ), с которой Земля притягивает к себе тело, равная произведению массы (т) тела на коэффициент пропорциональности (g) — постоянную величину для Земли. (g = 9,8 H/кг)

FТ = m*g

Вес (Р) — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес, равная произведению массы (т) тела на коэффициент (g).

Масса (т) — мера инертности тела, определяемая при его взвешивании как отношение силы тяжести (Р) к коэффициенту (g).

т = Р / g

Плотность (ρ) — масса единицы объёма вещества, численно равная отношению массы (т) вещества к его объёму (V).

Механический рычаг, момент силы

Момент силы (М) равен произведению силы (F) на сё плечо (l)

М = F*l

Условие равновесия рычага — рычаг находится в равновесии, если плечи (l1, l2)действующих на него двух сил (F1, F2) обратно пропорциональны значениям сил.

a) F1 / F2 = l1 / l2

б) F1*l1 = F2*l2

Давление, сила давления

Давление (р) — величина, численно равная отношению силы (F), действующей перпендикулярно поверхности, к площади (S) этой поверхности

Сила давления (F) — сила, действующая перпендикулярно поверхности тела, равная произведению давления (р) на площадь этой поверхности (S)

Давление газов и жидкостей

Давление однородной жидкости (р) — на дно сосуда зависит только от её плотности (ρ) и высоты столба жидкости (h).

Закон Архимеда — на тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила — архимедова сила (FВ). равная весу жидкости (или газа), в объёме (VТ) этого тела.

FВ = ρ*g*Vт

Условие плавания тел — если архимедова сила (FВ) больше силы тяжести (FТ)тела, то тело всплывает.

FВ > FТ

Закон гидравлической машины — силы (F1, F2), действующие на уравновешенные поршни гидравлической машины, пропорциональны площадям (S1, S2) этих поршней.

F1 / F2 = S1 / S2

Закон сообщающихся сосудов — однородная жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне (h)

Работа, энергия, мощность

Механическая работа — Работа (A) — величина, равная произведению перемещения тела (S) на силу (F), под действием которой это перемещение произошло.

Формула:

А = F*S

Коэффициент полезного действия механизма (КПД) — коэффициент полезного действия (КПД) механизма — число, показывающее, какую часть от всей выполненной работы (АВ) составляет полезная работа (АП).

ɳ = АП / АВ *100%

Потенциальная энергия (Е П ) тела, поднятого над Землей, пропорциональна его массе (т) и высоте (h) над Землей.

Формула:

ЕП = m*g*h

Кинетическая энергия (Е К ) движущегося тела пропорциональна его массе (m) и квадрату скорости (ʋ 2 ).

ЕК = m*ʋ 2 / 2

Сохранение и превращение механической энергии — Сумма потенциальной (ЕП) и кинетической (ЕК) энергии в любой момент времени остается постоянной.

EП + EК = const

Словарь физических терминов за курс физики 7 класса. Кроссворд на эти термины.
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

Методическая разработка из серии повторительно – обобщающих уроков

Скачать:

Вложение	Размер
fiz_slovar_7_kl.docx	29.53 КБ

Предварительный просмотр:

Толковый физический словарь

Словарь является справочным пособием по терминологии в области физики 7 класса. Даются краткие определения терминов. Предназначается для учащихся 7 класса.

Предлагается кроссворд по данному словарю.

Физика. Наука, изучающая явления природы, свойства и строение материи.
Материя. Всё, что есть во Вселенной.
Молекула. Мельчайшая частица данного вещества.
Диффузия. Взаимное перемешивание молекул одного вещества с молекулами другого.
Механическое движение. Изменение положения тела относительно других тел с течением времени.
Путь. Длина траектории.
Траектория. Линия, по которой движется тело.
Равномерное движение. Движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути.
Скорость. Величина, равная отношению пути ко времени, за которое этот путь пройден.
Инерция. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.
Тормозной путь. Путь, который проходит автомобиль после выключения двигателя до полной остановки.
Плотность. Физическая величина, равная отношению массы тела к его объёму.
Сила. Мера механического воздействия на тело со стороны других тел.
Масса. Мера инертности.
Вес. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на горизонтальную опору или подвес.
Равнодействующая сил. Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил.
Сила трения. Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная против движения.
Давление. Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.
Атмосфера. Воздушная оболочка Земли.
Архимедова сила. Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа.
Работа. Величина, равная произведению приложенной силы на пройденный путь.
Мощность. Величина, равная отношению работы ко времени, за которое она была совершена.
Рычаг. Твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.
КПД. Отношение полезной работы к полной работе.
Потенциальная энергия. Энергия взаимодействия.
Кинетическая энергия. Энергия движения.

Кроссворд на тему “Термины. Физика 7 класс”

2. Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности

6. Всё, что есть во Вселенной

7. Мера механического воздействия на тело со стороны других тел

8. Величина, равная отношению пути ко времени, за которое этот путь пройден

10. Величина, равная произведению приложенной силы на пройденный путь

12. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел

14. Линия, по которой движется тело

1. Физическая величина, равная отношению массы тела к его объёму

3. Воздушная оболочка Земли

4. Мера инертности

5. Мельчайшая частица данного вещества

9. Величина, равная отношению работы ко времени, за которое она была совершена

11. Наука, изучающая явления природы, свойства и строение материи

13. Твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Кроссворд включает вопросы по теме “Явление радиоактивности”. Материал можно использовать при первичном закреплении материала по теме, при опросе на следующем уроке, а также использовать при пров.

Методическая разработка из серии повторительно – обобщающих уроков.

Материал, изучаемый на уроках истории в 5 классе, интересен и сложен одновременно. Обилие информации пугает учеников, чтобы не отбить интерес к нашему предмету, пятиклассников можно сделать действующи.

Данный материал рекомендуется использовать на уроках по закреплению лексики по теме “Животные” во 2 классе 3 четверти.

Методический материал к проведению открытых уроков.

Кроссворд содержит вопросы направленные на обобщение и закрепление знаний учащихся по теме “Почвы” в 8 классе.

кроссорд для обобщения темы “”Человек среди людей” по обществознанию для 6 класса.

Список формул по физике на 7 класс: понятия и пояснения

Формулы по физике 7 класс, все разделы
Измерение физических величин
Механическое движение
- Скорость, путь, время движения, средняя скорость
- Сила тяжести, вес, масса, плотность
Давление
- Сила давления
- Давление газов и жидкостей
- Давление однородной жидкости
- Закон сообщающихся сосудов
- Закон гидравлической машины
- Закон Архимеда
- Условие плавания тел
Работа, мощность
- Механический рычаг
- Условие равновесия рычага
- Момент силы
- Энергия
- Потенциальная энергия
- Кинетическая энергия
- Сохранение и превращение механической энергии
Формулы меры длины и веса
Примеры задач
- Задачи на нахождение скорости, пути или времени движения
- Задачи на вычисление силы тяжести, веса, массы, плотности
- Задачи на определение давления, силы Архимеда
- Задачи на вычисление работы, мощности, КПД

Формулы по физике 7 класс, все разделы

В 7 классе ученики, изучая физику, проходят следующий список разделов:

Введение, в котором знакомятся с наукой, историей ее возникновения, мерами физических величин.
Сведения о строении вещества. В этом разделе школьники узнают об атомах и молекулах.
Взаимодействие тел, в котором изучают взаимодействие тел друг с другом под влиянием различных физических сил.
Давление твердых тел, жидкостей и газов, в котором рассматриваются ключевые понятия и физические законы.
Работа и мощность, энергия. В данном разделе учащиеся узнают об основных видах и законах превращения энергии.

Измерение физических величин

Людям часто приходится производить измерения при работе с техникой, в быту и при изучении различных явлений, которые можно объяснить с помощью науки. Например, чтобы узнать, сколько времени понадобится на то, чтобы дойти от дома до школы, нужно знать скорость движения и расстояние до учебного заведения от того места, где вы живете. Скорость, время и расстояние — это физические величины. Физическую величину всегда можно измерить.

Для того, чтобы это сделать, необходимо сравнить физическую величину с однородной величиной, которую принято считать единицей. Каждая физическая величина имеет свои единицы. Во всем мире приняты одинаковые единицы измерения физических величин. Для этого создана интернациональная система единиц — СИ. В ней за основную единицу длины принято считать 1 метр, единицу времени — 1 секунду, единицу массы — 1 килограмм.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Для измерения физических величин применяют измерительные приборы. К ним относятся:

линейка;
рулетка;
секундомер;
шагомер;
термометр;
весы;
амперметр;
вольтметр и т. п.

Механическое движение

Механическим движением называется изменение положения тела относительно других тел с течением времени.

Траектория движения — эта линия, по которой тело совершает свое движение.

Рассмотрим основные физические величины, которые характеризуют механическое движение.

Скорость, путь, время движения, средняя скорость

Длина траектории, по которой тело двигалось в течение какого-то времени, называется путем. Обозначается символом S и измеряется в метрах.

Время движения — это физическая величина, которая показывает, сколько времени понадобилось телу, чтобы совершить свой путь. Обозначается t, измеряется в секундах.

Скорость — это величина, которая характеризует быстроту движения тел. При равномерном движении эта величина остается постоянной и показывает, какой путь тело прошло за единицу времени. Обозначается V. В интернациональной системе единицей измерения скорости принято считать м/с.

Рассчитывается скорость по формуле:

где S — путь, пройденный объектом за определенное время (t).

Скорость — векторная величина.

Физическая величина, которая помимо числового значения обладает направлением, называется векторной.

В физике существует понятие средней скорости, которая характеризует неравномерное движение.

Неравномерное движение — это движение тела, при котором его скорость меняется на отдельных участках пути.

Для того, чтобы определить среднюю скорость, нужно весь пройденный путь разделить на всё время движения.

Сила тяжести, вес, масса, плотность

В XVII веке Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения, согласно которому:

Силы притяжения между телами зависят от их массы. Чем больше массы тел, тем больше будут силы притяжения.
Силы притяжения тел зависят от расстояния между ними. Если расстояние между телами увеличивается, силы притяжения уменьшаются.

Силой тяжести называется сила, с которой планета Земля притягивает к себе все тела. Обозначается F_тяж, измеряется в ньютонах.

Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела и рассчитывается по формуле:

где m — масса объекта, а g — ускорение свободного падения, равный 9,8 м/с.

Массой тела называют физическую величину, которая является мерой инертности тела. Обозначается m, измеряется в килограммах.

Инертностью называют свойство тела, состоящее в том, что для изменения его скорости требуется некоторое время.

Плотностью вещества называется отношение массы вещества к его объему. Обозначается плотность p, измеряется (кг/м^3) .

Плотность определяется по формуле:

где m — масса, V — объем.

Весом называют силу, с которой тело действует на опору или растягивает подвес. Обозначается P, измеряется в ньютонах.

Рассчитать вес можно по той же формуле, что и силу тяжести.

Давление

Давлением называют физическую величину, которая равна отношению силы, перпендикулярно действующей на некоторую поверхность, к площади этой поверхности. Обозначается p, измеряется в паскалях.

Давление можно вычислить по формуле:

где F — сила, направленная перпендикулярно площади поверхности, S — площадь этой поверхности.

Сила давления

Силой давления называют силу, действующую перпендикулярно некоторой поверхности.

В качестве силы давления может выступать сила упругости или вес тела.

Давление газов и жидкостей

Давление в жидкости или газе зависит от 2-х факторов:

Уровня вещества в емкости. (Из-за того, что верхние слои « давят » на нижние слои жидкости).
Плотности жидкости или газа. Чем больше плотность, тем больше давление.

В виде уравнения зависимость выглядит так:

(P=ptimes gtimes h)

где P — давление в жидкости / газе, p — плотность вещества, g — коэффициент силы тяжести, равный 9,8 м/с, h — уровень жидкости в емкости.

Давление в жидкости и газе также измеряется в паскалях.

Согласно закону Паскаля, давление в жидкости и газах передается одинаково по всем направлениям.

Давление однородной жидкости

Закон сообщающихся сосудов

Сообщающиеся сосуды — это два или несколько сосудов, соединенных между собой в нижней части таким образом, что жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой.

Закон сообщающихся сосудов гласит: уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте.

Это правило верно для любого количества сообщающихся сосудов, независимо от их формы и расположения в пространстве. Главное условие — чтобы в сосудах находилась одна и та же жидкость.

Закон гидравлической машины

В основе закона гидравлической машины лежит закон Паскаля, согласно которому давление, производимое на жидкость, передается в любую точку без изменения.

Описание этого закона уравнением выглядит так:

где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.

Закон Архимеда

Архимедова сила — это сила выталкивания, которая воздействует на тело, погруженное в жидкость или газ. Она всегда направлена вверх и равна по модулю весу жидкости, которое вытеснило тело. Обозначается (F_a) , измеряется в ньютонах.

Сила Архимеда обладает следующими признаками:

Зависит от плотности жидкости и объема погруженной части тела.
Не зависит от плотности тела, его формы и высоты столба жидкости над телом.

Вычисляется по формуле:

(F_a=ptimes gtimes V)

где p — плотность жидкости или газа, g — коэффициент силы тяжести, V — объем погруженного в жидкость объекта.

Условие плавания тел

Тела, оказавшись в жидкости, ведут себя по-разному: одни тонут, другие плавают внутри жидкости, третьи всплывают на поверхность.

Такое поведение тел зависит:

от взаимодействия силы тяжести и силы выталкивания;
от плотности тела относительно плотности жидкости.

Если сила тяжести больше силы Архимеда, тело будет тонуть.

Если сила тяжести приблизительно равна Архимедовой силе, тело будет плавать внутри жидкости.

Если сила тяжести меньше силы Архимеда, тело будет плавать на поверхности жидкости.

Если плотность объекта больше плотности жидкости, он будет тонуть.

Если плотность объекта меньше плотности жидкости, он будет плавать на поверхности.

Если плотность объекта примерно равна плотности жидкости, он будет плавать внутри жидкости.

Работа, мощность

В физике термин «работа» употребляется в связи с действием силы и полученным в процессе этого действия перемещением тела.

Механическая работа силы — это физическая величина, которая прямо пропорциональна приложенной к телу силе и пройденному телом пути. Обозначается A, измеряется в джоулях.

Вычислить механическую работу можно по формуле:

где F — значение силы, S — путь.

Работа может быть отрицательной при условии перемещения тела против направления действия силы.

В некоторых случаях механическая работа может равняться 0:

На тело действует сила, но тело не перемещается. Например, сила тяжести на любой неподвижный объект.
Тело перемещается по инерции, без воздействия на него каких-либо сил.
На тело действует сила, направленная не по направлению движения тела, а перпендикулярно ему.

Мощность — это физическая величина, характеризующая быстроту работы и равная отношению работы ко времени ее выполнения. Обозначается N, выражается в ваттах.

Определить мощность можно двумя способами:

где A — работа, t — время ее выполнения.

где F — сила, приложенная к телу, v — скорость движения тела в направлении силы.

Механический рычаг

Механический рычаг — это простой механизм, с помощью которого можно совершать механическую работу. Рычаг представляет собой твердый предмет, у которого есть неподвижная ось вращения (точка опоры или подвеса) и на который действуют силы, стремящиеся повернуть его вокруг оси вращения.

Условие равновесия рычага

Момент силы

Отношение полезной работы к затраченной называют коэффициентом полезного действия (КПД). Обозначается eta и выражается в процентах.

Формула вычисления КПД выглядит так:

где (А_п) — полезная работа, (A_з) — затраченная работа.

Энергия

Механическая энергия — это способность тела или нескольких взаимодействующих тел совершать механическую работу. Обозначается Е, измеряется в джоулях.

Вычислить энергию можно по формуле:

где (A_) — максимальная работа.

Механическая энергия может быть 2-х видов:

Потенциальная.
Кинетическая.

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия — это энергия взаимодействия.

Она определяется по формулам:

(E=mtimes gtimes h)

где m — масса, g — коэффициент силы тяжести, h — высота, на которое поднято тело.

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия — это энергия движения.

Она определяется по формуле:

где m — масса, V — скорость движения.

Сохранение и превращение механической энергии

Закон сохранения энергии гласит, что энергия в природе существует всегда, ее значение при этом остается постоянным, просто она видоизменяется при передаче от одного тела к другому и превращается из одного вида в другой.

Формула закона сохранения энергии выглядит так:

Уравнение означает, что полная механическая энергия тела, состоящая из кинетической и потенциальной, остается постоянной.

В данной формуле (E_ и E_) — это кинетическая энергия тела, (E_ и E_) — потенциальная.

Полную механическую энергию (E) можно рассчитать по формуле:

где (E_k) — кинетическая энергия, (E_p) — потенциальная.

Формулы меры длины и веса

Примеры задач

Рассмотрим самые распространенные задачи из каждого раздела.

Задачи на нахождение скорости, пути или времени движения

Задача

Дано: Поезд « Москва-Сочи » движется со скоростью 72 км/ч. Какой путь поезд преодолеет за 20 минут?

Сначала необходимо известные в задаче величины привести к одинаковым единицам измерения. 20 мин=1200 с. 72 км/ч=20 м/с.

(S=Vtimes t=1200*20=24000м=24) км.

Задача

Дано: Самолет « Нью-Йорк-Лондон » летит со скоростью 850 км/ч. За какое время он преодолеет расстояние в 3400 км?

По формуле (t=frac SV) ищем время.

Задача

Дано: Поезд, двигаясь с постоянной скоростью, за 2 часа прошел 108 км. Определите скорость движения поезда.

По формуле ( V=frac St) находим скорость.

Задачи на вычисление силы тяжести, веса, массы, плотности

Задача

Дано: Льдина объемом 8 м^3 обладает массой в 7200 кг. Какова плотность льда?

По формуле вычисления плотности получается

(p=frac mV=7200/8=900 кг/м^3)

Задача

Дано: На столе стоит емкость с водой массой 1,5 кг. Определите силу тяжести и вес емкости.

Мы знаем, что сила тяжести и вес рассчитываются по одной формуле, поэтому:

(F=P=mtimes g=1,5*9,8=14,7) Н.

Задача

Дано: Известно, что вес тела составляет 5 Н. Найдите массу тела.

(m=frac Pg=5*9,8=0,5) кг (округлили).

Задачи на определение давления, силы Архимеда

Задача

Дано: Камень объемом (1,6м^3) находится в морской воде. Определите силу Архимеда, воздействующую на него.

Плотность морской воды равна (1030 кг/м^3) .

По формуле расчета силы выталкивания получаем:

(F_a=ptimes gtimes V=1030*1,6*9,8=16500Н=16,5) кН.

Задача

Дано: Известно, что на поверхность площадью 2 (м^2) действует сила в 500 Н. Рассчитайте давление, производимое силой на поверхность.

(P=frac FS=500/2=250) Па.

Задача

Дано: Подводная лодка находится в Баренцевом море на глубине 300 метров. Определите давление воды на судно.

(P=ptimes gtimes h=1030*9,8*300=3028200) Па.

Задачи на вычисление работы, мощности, КПД

Задача

Дано: Тело массой 5 кг свободно перемещается с высоты в 5 метров. Определите работу силы тяжести.

(A=mtimes gtimes S=5*5*9,8=245) Дж.

Задача

Дано: Какую мощность развивает объект при движении с постоянной скоростью 3,6 км/ч, если его сила тяги равна 1 кН.

(N=Ftimes V=1*1000=1000 Вт=1) кВт.

Задача

Дано: Машина мощностью 5 кВт поднимает 180 тонн песка на высоту 6 метров за один час. Определите КПД установки.

Физика

§ 4.1. Физические величины
§ 4.2. Измерительные приборы
Развитие темы
- § 4.3. Погрешности измерений
- § 4.4. Догадайся, как измерить!
- § 4.5. О разных единицах длины – малых и больших
- § 4.6. Можно ли расстояние измерять годами?
Подведение итогов к § 4

Глава 2. Строение вещества
§ 5. Атомы и молекулы

§ 5.1. Атомы
§ 5.2. Молекулы
§ 5.3. Размеры молекул и атомов
Развитие темы
- § 5.4. Действительно ли атом неделим?
- § 5.5. Какие атомы самые распространенные?
- § 5.6. «Живые» молекулы
Подведение итогов к § 5

§ 6. Движение и взаимодействие молекул

§ 6.1. Движение молекул
§ 6.2. Взаимодействие молекул
Развитие темы
- § 6.3. «Буря в стакане воды»
Подведение итогов к § 6

§ 7. Три состояния вещества

§ 7.1. Газы
§ 7.2. Жидкости
§ 7.3. Твердые тела
Развитие темы
- § 7.4. Кристаллические и аморфные тела
- § 7.5. Почему графит мягкий, а алмаз твердый?
- § 7.6. Почему воздух не покидает землю?
- § 7.7. Почему капли круглые?
Подведение итогов к § 7

Глава 3. Движение и взаимодействие тел
§ 8. Механическое движение

§ 8.1. Относительность движения
§ 8.2. Траектория и путь
Развитие темы
- § 8.3. От чего зависит вид траектории тела?
- § 8.4. Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира
Подведение итогов к § 8

§ 9. Прямолинейное равномерное движение

§ 9.1. Прямолинейное равномерное движение
§ 9.2. Скорость прямолинейного равномерного движения
Развитие темы
- § 9.3. Скорость относительного движения двух тел
- § 9.4. Рекорды скорости
Подведение итогов к § 9

§ 10. Графики прямолинейного равномерного движения

§ 10.1. График зависимости пути от времени
Развитие темы
- § 10.2. График зависимости скорости от времени
Подведение итогов к § 10

§ 11. Неравномерное движение

§ 11.1. Неравномерное движение
§ 11.2. Средняя скорость неравномерного движения
Развитие темы
- § 11.3. Задачи, которые могут показаться одинаковыми
Подведение итогов к § 11

§ 13. Закон инерции. Масса тела

§ 12.1. Как движется тело, если на него не действуют другие тела?
§ 12.2. Масса тела
§ 12.3. Как сравнить массы двух тел?
§ 12.4. Измерение массы взвешиванием
Подведение итогов к § 12

§ 13. Плотность вещества

§ 13.1. Плотность вещества
§ 13.2. Значения плотности некоторых веществ
§ 13.3. Примеры решения задач
§ 13.4. Почему разрушаются горы?
Развитие темы
- § 13.5. Более трудные задачи
Подведение итогов к § 13

§ 14. Силы. Сила тяжести

§ 14.1. Сила
§ 14.2. Сила тяжести
Развитие темы
- § 14.3. Сила тяжести и всемирное тяготение
Подведение итогов к § 14

§15. Сила упругости. Вес

§ 15.1. Сила упругости
§ 15.2. Вес
Развитие темы
- § 15.3. Чем отличается вес от силы тяжести?
- § 15.4. Вес тела на Луне, Юпитере и Солнце
- § 15.5. Состояние невесомости
Подведение итогов к § 15

§ 16. Закон Гука. Равнодействующая

§ 16.1. Закон Гука
§ 16.2. Равнодействующая
Развитие темы
- § 16.3. Более трудные задачи
Подведение итогов к § 16

§ 17. Силы трения

§ 17.1. Сила трения скольжения
§ 17.2. Сила трения покоя
§ 17.3. Сила трения качения
Развитие темы
- § 17.4. Почему поет скрипка и зачем смазывают дверные петли?
- § 17.5. Сила трения скольжения или сила трения покоя?
Подведение итогов к § 17

Глава 4. Давление. Закон Архимеда и плавание тел
§ 18. Давление твердых тел

§ 18.1. Давление
§ 18.2. Единица давления
Развитие темы
- § 18.3. Более трудные задачи
Подведение итогов к § 18

§ 19. Давление жидкостей и газов. Закон Паскаля

§ 19.1. Давление жидкости
§ 19.2. Давление газа
§ 19.3. Закон Паскаля
§ 19.4. Манометры
Развитие темы
- § 19.5. Как зависит давление газа от объема и температуры?
- § 19.6. Насосы
Подведение итогов к § 19

§ 20. Зависимость давления жидкости от глубины. Закон сообщающихся сосудов

§ 20.1. Зависимость давления жидкости от глубины
§ 20.2. Закон сообщающихся сосудов
§ 20.3. Шлюзы
Развитие темы
- § 20.4. Давление в океанских глубинах
- § 20.5. Удивительный опыт Паскаля
- § 20.6. Сообщающиеся сосуды с различными жидкостями
Подведение итогов к § 20

§ 21. Атмосферное давление

§ 21.1. Атмосферное давление
§ 21.2. Опыты по обнаружению и измерению атмосферного давления
§ 21.3. Барометры
Развитие темы
- § 21.4. Как зависит атмосферное давление от высоты?
- § 21.5. Мягкий и надежный щит
- § 21.6. Магдебургские полушария
- § 21.7. Почему барометр «падает»?
Подведение итогов к § 21

§ 22. Выталкивающая сила. Закон Архимеда

§ 22.1. Выталкивающая сила
§ 22.2. Закон Архимеда
Развитие темы
- § 22.3. Доказательство закона Архимеда для тела произвольной формы
- § 22.4. Легенда об Архимеде и гидростатическое взвешивание
Подведение итогов к § 22

§ 23. Плавание тел

§ 23.1. Условия плавания тел
§ 23.2. Воздухоплавание
Развитие темы
- § 23.3. Плавание судов
- § 23.4. Управляемые воздушные шары
Подведение итогов к § 23

Глава 5. Работа и энергия
§ 24. Простые механизмы

§ 24.1. Простые механизмы
§ 24.2. Блоки
§ 24.3. Наклонная плоскость
§ 24.4. «Золотое правило» механики
Развитие темы
- § 24.5. Почему подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза?
- § 24.6. Как с помощью неподвижного блока получить выигрыш в силе?
- § 24.7. «Золотое правило» механики для гидравлического пресса
Подведение итогов к § 24

§ 25. Рычаг

§ 25.1. Условие равновесия рычага
§ 25.2. Рычаг и «золотое правило» механики
§ 25.3. Как найти центр тяжести тела?
Развитие темы
- § 25.4. Правило моментов
- § 25.5. Мог ли Архимед сдвинуть Землю?
Подведение итогов к § 25

§ 26. Механическая работа. Мощность

§ 26.1. «Золотое правило» механики и механическая работа
§ 26.2. Мощность
Развитие темы
- § 26.3. Тяжело, но механическая работа равна нулю
Подведение итогов к § 26

§ 27. Коэффициент полезного действия механизма

§ 27.1. КПД простых механизмов
§ 27.2. Как рассчитать КПД?
Развитие темы
- § 27.3. Пример решения более трудной задачи
Подведение итогов к § 27

§ 28. Механическая энергия

§ 28.1. Энергия
§ 28.2. Механическая энергия
§ 28.3. Когда механическая энергия сохраняется?
§ 28.4. Закон сохранения энергии
Развитие темы
- § 28.5. От великого заблуждения к великому открытию
Подведение итогов к § 28

Один параграф учебника рассчитан в среднем на одну учебную неделю (2 урока). Параграфы разбиты на пункты (разделы), чтобы предоставить возможность различного подхода к изучению. Можно, например, на одном уроке рассмотреть содержание всего параграфа, а следующий урок посвятить обсуждению этого материала и решению задач. А можно на первом уроке изучить полностью некоторые разделы параграфа, а на следующем — остальные его разделы.