Kinetik energiya. Jismning ishi va uning kinetik energiyasining o'zgarishi o'rtasidagi bog'liqlik

Ishning maqsadi: Cho‘zilgan prujinaning potentsial energiyasining kamayishini ortish bilan solishtiring kinetik energiya tanasi bahorga ulangan.

Uskunalar: frontal ish uchun ikkita tripod; mashq dinamometri; to'p; iplar; oq va uglerod qog'oz varaqlari; o'lchov o'lchagich; tripod bilan mashq tarozilari; og'irliklar.

Nazariy asoslar ish

Jismlarning elastik kuchlar bilan o'zaro ta'sirida energiyaning saqlanish va o'zgarishi qonuniga asoslanib, cho'zilgan prujinaning potentsial energiyasining o'zgarishi, u bilan bog'liq bo'lgan tananing kinetik energiyasining o'zgarishiga teng bo'lishi kerak. belgisi:

Ushbu bayonotni eksperimental tekshirish uchun siz 1-rasmda ko'rsatilgan o'rnatishdan foydalanishingiz mumkin. Tripod oyog'iga dinamometr o'rnatilgan. To'p o'z ilgagiga 60-80 sm uzunlikdagi ipga bog'langan, boshqa tripodda, dinamometr bilan bir xil balandlikda, oyog'iga truba o'rnatilgan. To'pni trubaning chetiga qo'yib, uni ushlab turgandan so'ng, ikkinchi tripodni ipning uzunligi bo'yicha birinchisidan uzoqlashtiring. Agar siz to'pni truba chetidan uzoqlashtirsangiz X, keyin deformatsiya natijasida prujinali potensial energiya zahirasini oladi

Qayerda k- bahorning qattiqligi.

Keyin to'p qo'yib yuboriladi. Elastik kuch ta'sirida to'p tezlikka ega bo'ladi V. Ishqalanish ta'siridan kelib chiqadigan yo'qotishlarni e'tiborsiz qoldirib, cho'zilgan bahorning potentsial energiyasi to'liq to'pning kinetik energiyasiga aylanadi deb taxmin qilishimiz mumkin:

To'pning tezligini uning parvoz masofasini o'lchash orqali aniqlash mumkin S balandlikdan erkin qulashda h. Bu iboralardan kelib chiqadiki. Keyin

Ishning maqsadi tenglikni tekshirish:

Tenglikni hisobga olgan holda biz quyidagilarni olamiz:

Ish tartibi

1. Dinamometr va nayzani bir vaqtning o'zida shtatlarga o'rnating
balandligi h= stol yuzasidan 40 sm. Ipni dinamometrning kancasiga ulang, boshqa uchini to'pga bog'lang. To'p tushadigan joyga bir varaq oq qog'oz va nusxa ko'chirish qog'ozini joylashtiring.

Shtativlar orasidagi masofa shunday bo'lishi kerakki, to'p yivning chetida tortilgan ip bilan va dinamometr prujinasining deformatsiyasi bo'lmaydi.

2. To'pni o'qishga qadar truba chetidan uzoqlashtiring
dinamometr teng bo'lmaydi F y = 2N. To'pni qo'yib yuboring va qog'oz varag'idagi belgidan foydalanib, stolga tushgan joyni belgilang.

Tajribani kamida 10 marta takrorlang. O'rtacha parvoz masofasini aniqlang S cp.

3. Deformatsiyani o'lchash X elastik kuchga ega dinamometr prujinalari F y = 2 N. Cho'zilgan prujinaning potensial energiyasini hisoblang.

4. To'pning massasini muvozanat yordamida o'lchang va uning kinetik energiyasining o'sishini hisoblang.

5. O'lchov va hisob-kitoblar natijalarini hisobot jadvaliga kiriting.

Hisobot jadvali

Chunki , u holda nisbiy xato chegarasi:

Mutlaq xato chegarasi:

Chunki nisbiy xato chegarasi quyidagilarga teng:

Xatolar im, e g Va e h, xato bilan solishtirganda ε larni e'tiborsiz qoldirish mumkin.

Ushbu holatda

Parvoz masofasini o'lchash uchun eksperimental shartlar shundan iboratki, individual o'lchovlar natijalarining o'rtacha qiymatdan og'ishi tizimli xato chegarasidan sezilarli darajada yuqori ( ), shuning uchun biz () deb taxmin qilishimiz mumkin.

Kichik miqdordagi o'lchovlar bilan o'rtacha arifmetik xatoning chegarasi N quyidagi formula bilan topiladi:

,

bu erda formula bo'yicha hisoblanadi

Shunday qilib,

To'pning kinetik energiyasini o'lchashda mutlaq xato chegarasi:

7. Nuqtalarning umumiy intervallari borligini tekshirib, energiyaning saqlanish qonuni qondiriladi, degan xulosaga keling.

Xavfsizlik masalalari

1. Energiyaga ta'rif bering.

2. Kinetik energiya deb nimaga aytiladi?

3. Jismning kinetik energiyasini jismning impulsi bilan ifodalang.

4. Qanday kuchlar konservativ deb ataladi?

5. Potensial energiya nima deyiladi?

6. Yer yuzasidan ko‘tarilgan jism va siqilgan prujinaning potentsial energiyasining ifodasini yozing.

7. Umumiy mexanik energiyaning saqlanish qonunini tuzing.

8. Mexanik energiyaning saqlanish qonuni qanday hollarda qanoatlantiriladi?

9. Faqat tortishish va elastik kuchlar harakat qiladigan yopiq sistemada umumiy mexanik energiyaning saqlanish qonuni bajariladimi?

10. Prujinaning potentsial energiyasi va sharning kinetik energiyasidagi o'zgarishlarning noaniq tengligini qanday izohlash mumkin?

Ijodiy ustaxona

Qattiqlik koeffitsientlari k 1 va k 2 bo'lgan ikkita buloq bir marta ketma-ket, ikkinchisi esa parallel ulanadi. Bu ikki prujinali tizim o'rnini bosa oladigan prujinaning qattiqligi k qanday bo'lishi kerak? Buloqlarning dastlabki uzunligi bir xil.

Laboratoriya ishi No 4

Laboratoriya ishi No3

Mavzu:"Og'irlik va elastiklik ta'sirida tana harakati paytida mexanik energiyani saqlash"

Maqsad: 1) potentsial energiyani o'lchashni o'rganingtanasi erdan yuqoriga ko'tarilgan va elastik deformatsiyalangan buloqlar;

2) ikki miqdorni solishtiring - buloq tushganda unga biriktirilgan jismning potensial energiyasining kamayishi va cho'zilgan prujinaning potensial energiyasining ortishi.

Uskunalar va materiallar: 1) prujinaning qattiqligi 40 N/m bo'lgan dinamometr; 2) o'lchov o'lchagich; 3) mexanika to'plamidan og'irlik; yukning massasi (0,100 ±0,002) kg; 4) ushlab turuvchi; 5) muftali va oyoqli uchburchak.

Asosiy ma'lumotlar.

Agar tana ishlashga qodir bo'lsa, unda energiya bor deb aytiladi.

Tananing mexanik energiyasi -u berilgan sharoitda bajarilishi mumkin bo'lgan maksimal ishga teng skalyar miqdordir.

Belgilangan E SI energiya birligi

Kinetik energiya - Bu harakat tufayli tananing energiyasi.

Jismning massasi va tezligi kvadratining yarmiga teng bo'lgan jismoniy miqdor deyiladi kinetik energiyatanasi:

Kinetik energiya - bu harakat energiyasi. Massali jismning kinetik energiyasi m, bu tezlikni berish uchun tinch holatda bo'lgan jismga qo'llaniladigan kuch tomonidan bajarilishi kerak bo'lgan ishga teng tezlik bilan harakat qilish:

Kinetik energiya yoki harakat energiyasi bilan bir qatorda kontseptsiya fizikada muhim rol o'ynaydi potentsial energiya yoki jismlar orasidagi o'zaro ta'sir energiyasi.

Potensial energiya– o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning yoki bir tananing qismlarining nisbiy holati bilan belgilanadigan tana energiyasi.

Potensial energiya tortishish maydonidagi jismlar(er ustida ko'tarilgan tananing potentsial energiyasi).

Ep = mgh

Bu tanani nol darajaga tushirishda tortishish bilan bajarilgan ish bilan teng.

Kengaytirilgan (yoki siqilgan) buloq unga biriktirilgan jismni harakatga keltirishi mumkin, ya'ni bu jismga kinetik energiya beradi. Binobarin, bunday buloq energiya zaxirasiga ega. Prujinaning (yoki har qanday elastik deformatsiyalangan jismning) potentsial energiyasi miqdordir

Bu erda k - prujinaning qattiqligi, x - tananing mutlaq cho'zilishi.

Elastik deformatsiyalangan jismning potentsial energiyasi berilgan holatdan nol deformatsiyali holatga o'tishda elastik kuchning bajargan ishiga teng.

Elastik deformatsiya paytida potentsial energiya - bu tananing alohida qismlarini elastik kuchlar bilan bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilish energiyasi.

Agar tashkil etuvchi jismlar yopiq mexanik tizim, bir-biri bilan faqat tortishish va elastiklik kuchlari bilan o'zaro ta'sir qiladi, keyin bu kuchlarning ishi qarama-qarshi belgi bilan olingan jismlarning potentsial energiyasining o'zgarishiga teng bo'ladi:

A = – (Ep2 – Ep1).

Kinetik energiya teoremasiga ko'ra, bu ish jismlarning kinetik energiyasining o'zgarishiga teng:

Shuning uchun Ek2 – Ek1 = –(Ep2 – Ep1) yoki Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.

Yopiq tizimni tashkil etuvchi va bir-biri bilan tortishish va elastik kuchlar bilan o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning kinetik va potentsial energiyasining yig'indisi o'zgarishsiz qoladi.

Ushbu bayonot ifodalanadi energiyaning saqlanish qonuni mexanik jarayonlarda. Bu Nyuton qonunlarining natijasidir.

E = Ek + Ep yig'indisi deyiladi umumiy mexanik energiya.

Toʻliq mexanik energiya Bir-biri bilan faqat konservativ kuchlar bilan o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning yopiq tizimi, bu jismlarning hech qanday harakati bilan o'zgarmaydi. Faqat jismlarning potentsial energiyasini ularning kinetik energiyasiga o'zaro o'zgarishi va aksincha, yoki energiyaning bir jismdan ikkinchisiga o'tishi mavjud.

E = Ek + Ep = const

Mexanik energiyaning saqlanish qonuni faqat yopiq sistemadagi jismlar bir-biri bilan konservativ kuchlar, ya'ni potensial energiya tushunchasini kiritish mumkin bo'lgan kuchlar orqali o'zaro ta'sir qilganda qondiriladi.

Haqiqiy sharoitda harakatlanuvchi jismlarga deyarli har doim tortishish kuchlari, elastik kuchlar va boshqa konservativ kuchlar bilan birga ishqalanish kuchlari yoki atrof-muhitga qarshilik kuchlari ta'sir qiladi.

Ishqalanish kuchi konservativ emas. Ishqalanish kuchi bajargan ish yo'lning uzunligiga bog'liq.

Yopiq tizimni tashkil etuvchi jismlar o'rtasida ishqalanish kuchlari ta'sir etsa, mexanik energiya saqlanmaydi. Mexanik energiyaning bir qismi jismlarning ichki energiyasiga aylanadi (isitish).

O'rnatish tavsifi.

Rasmda ko'rsatilgan o'rnatish operatsiya uchun ishlatiladi. Bu qulf 1 bo'lgan shtativga o'rnatilgan dinamometrdir.

Dinamometr prujinasi kancali simli sim bilan tugaydi. Mandal (u kattalashtirilgan shkalada alohida ko'rsatilgan - 2 raqami bilan belgilangan) o'rtasiga pichoq bilan kesilgan engil mantar plitasi (o'lchamlari 5 X 7 X 1,5 mm). U dinamometrning sim novdasiga o'rnatiladi. Tutqich novda bo'ylab ozgina ishqalanish bilan harakatlanishi kerak, lekin ushlagichning o'z-o'zidan tushib ketishining oldini olish uchun hali ham etarli ishqalanish bo'lishi kerak. Ishni boshlashdan oldin bunga ishonch hosil qilishingiz kerak. Buni amalga oshirish uchun, mandal chegara ushlagichidagi o'lchovning pastki chetiga o'rnatiladi. Keyin cho'zing va bo'shating.

Mandal sim bilan birga yuqoriga ko'tarilishi kerak, bu esa kamonning maksimal cho'zilishi, to'xtash joyidan mandalgacha bo'lgan masofaga teng bo'lishi kerak.

Agar siz dinamometrning ilgagiga osilgan yukni prujina cho'zilmasligi uchun ko'tarsangiz, u holda yukning, masalan, stol yuzasiga nisbatan potentsial energiyasi teng bo'ladi. mgh. Yuk tushganda (masofani pasaytirish x = h) yukning potentsial energiyasi ga kamayadi

E 1 = mg

prujinaning deformatsiyasi paytidagi energiyasi esa ga ortadi

E 2 =kx 2 /2

Ish tartibi

1. Mexanika to'plamidagi og'irlikni dinamometrning ilgagiga mahkam joylashtiring.

2. Og'irlikni qo'l bilan ko'taring, kamonni tushiring va qavsning pastki qismidagi qulfni o'rnating.

3. Yukni bo'shating. Og'irlik tushganda, u bahorni cho'zadi. Og'irlikni olib tashlang va qisqichning holatiga qarab maksimal cho'zilishni o'lchash uchun o'lchagichdan foydalaning. X buloqlar.

4. Tajribani besh marta takrorlang. h va x ning o'rtachasini toping

5. Matematikani bajaring E 1sr = mg Va E 2sr =kx 2 /2

6. Natijalarni jadvalga kiriting:

2. Biz qo'llanmaga muvofiq hisob-kitoblarni amalga oshiramiz.

Energiya skalyar miqdordir. SI energiya birligi Joule hisoblanadi.

Kinetik va potentsial energiya

Ikki turdagi energiya mavjud - kinetik va potentsial.

TA'RIF

Kinetik energiya- bu tananing harakati tufayli ega bo'lgan energiya:

TA'RIF

Potensial energiya jismlarning nisbiy holati, shuningdek, bu jismlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarining tabiati bilan belgilanadigan energiya.

Yerning tortishish maydonidagi potentsial energiya - bu jismning Yer bilan tortishish o'zaro ta'siridan kelib chiqadigan energiya. U tananing Yerga nisbatan pozitsiyasi bilan belgilanadi va tanani ma'lum bir pozitsiyadan nol darajaga o'tkazish ishiga teng:

Potensial energiya - bu tana qismlarining bir-biri bilan o'zaro ta'siridan kelib chiqadigan energiya. Bu deformatsiyalanmagan prujinaning kuchlanishidagi (siqilishidagi) tashqi kuchlarning ishiga teng:

Tana bir vaqtning o'zida ham kinetik, ham potentsial energiyaga ega bo'lishi mumkin.

Tananing yoki jismlar tizimining umumiy mexanik energiyasi tananing (jismlar tizimining) kinetik va potentsial energiyalarining yig'indisiga teng:

Energiyaning saqlanish qonuni

Jismlarning yopiq tizimi uchun energiyaning saqlanish qonuni amal qiladi:

Jismga (yoki jismlar tizimiga) tashqi kuchlar ta'sir qilganda, masalan, mexanik energiyaning saqlanish qonuni bajarilmaydi. Bunda tananing (jismlar tizimining) umumiy mexanik energiyasining o'zgarishi tashqi kuchlarga teng bo'ladi:

Energiyaning saqlanish qonuni o'rtasidagi miqdoriy munosabatni o'rnatishga imkon beradi turli shakllar materiya harakati. Xuddi shunday, u nafaqat, balki barcha tabiat hodisalari uchun ham amal qiladi. Energiyaning saqlanish qonuni tabiatdagi energiyani yo'qdan yaratib bo'lmagani kabi yo'q qilish mumkin emasligini aytadi.

Eng umumiy shaklda energiyaning saqlanish qonuni quyidagicha ifodalanishi mumkin:

• Tabiatdagi energiya yo'qolmaydi va qayta yaratilmaydi, faqat bir turdan ikkinchisiga aylanadi.

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

2-MISA

Kinetik energiya - bu mexanik tizimning energiyasi, tanlangan mos yozuvlar tizimidagi nuqtalarining harakat tezligiga bog'liq. Tarjima va aylanish harakatining kinetik energiyasi ko'pincha chiqariladi. Oddiy so'zlar bilan aytganda, kinetik energiya - bu jism faqat harakatlanayotganda ega bo'lgan energiya. Jism harakat qilmasa, kinetik energiya nolga teng. Ishlash va tana tezligini o'zgartirish. Keling, doimiy kuchning ishi va jism tezligining o'zgarishi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatamiz. Bunday holda, kuch tomonidan bajarilgan ishni quyidagicha aniqlash mumkin. Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra kuch moduli ga teng va bir tekis tezlashtirilgan to'g'ri chiziqli harakat uchun siljish moduli.

. (19.3) Jismga qo'llaniladigan natijaviy kuchlar tomonidan bajarilgan ish tananing kinetik energiyasining o'zgarishiga teng. Ushbu bayonot kinetik energiya teoremasi deb ataladi.

Kinetik energiyaning o'zgarishi kuch (19.3) tomonidan bajarilgan ishga teng bo'lganligi sababli, kinetik energiya ish bilan bir xil birliklarda ifodalanadi, ya'ni. joulda.

Agar massaga ega bo'lgan jismning dastlabki harakat tezligi nolga teng bo'lsa va tana o'z tezligini qiymatga oshirsa, u holda kuch tomonidan bajarilgan ish tananing kinetik energiyasining yakuniy qiymatiga teng bo'ladi:

. (19.4) Yer siljishi tortishish vektori yo‘nalishi bo‘yicha to‘g‘ri kelganligi uchun tortishish kuchi ishi ga teng bo‘ladi.

. (20.1) bu tortishish ishi tananing traektoriyasiga bog'liq emas va har doim tortishish modulining mahsulotiga va boshlang'ich va oxirgi pozitsiyalardagi balandliklar farqiga teng. Pastga qarab harakat qilganda tortishish ishi ijobiy, yuqoriga ko'tarilganda esa salbiy. Yopiq traektoriyada tortishish kuchi bajargan ish nolga teng. Yerdan yuqoriga ko'tarilgan tananing potentsial energiyasining qiymati nol darajani tanlashga bog'liq, ya'ni. potentsial energiya nolga teng deb qabul qilinadigan balandlik. Odatda, jismning Yer yuzasidagi potentsial energiyasi nolga teng deb taxmin qilinadi.

Eritmalar, osmotik bosim. Namlik: nisbiy va mutlaq namlik, shudring nuqtasi. Osmotik bosim(p bilan belgilanadi) - yarim o'tkazuvchan membrana bilan toza erituvchidan ajratilgan eritma ustidagi ortiqcha gidrostatik bosim, bunda erituvchining membrana orqali tarqalishi (osmos) to'xtaydi. Bu bosim erigan va erituvchi molekulalarining qarshi diffuziyasi tufayli ikkala eritmaning konsentratsiyasini tenglashtirishga intiladi. Eritma tomonidan yaratilgan osmotik bosim miqdori unda erigan moddalarning kimyoviy tabiatiga emas, balki miqdoriga bog'liq (yoki moddaning molekulalari dissotsilangan bo'lsa, ionlar), shuning uchun osmotik bosim eritmaning kolligativ xususiyatidir. .

Eritmadagi moddaning konsentratsiyasi qanchalik ko'p bo'lsa, u yaratadigan osmotik bosim shunchalik yuqori bo'ladi. Osmotik bosim qonuni deb ataladigan bu qoida ma'lum bir ideal gaz qonuniga juda o'xshash oddiy formula bilan ifodalanadi: , bu erda i - eritmaning izotonik koeffitsienti; C - eritmaning molyar konsentratsiyasi, asosiy SI birliklari kombinatsiyasi orqali ifodalangan, ya'ni mol/m 3 da, odatdagi mol/l da emas; R - universal gaz doimiysi; T - eritmaning termodinamik harorati.

Havoning mutlaq namligi (f) - aslida 1 m 3 havoda mavjud bo'lgan suv bug'ining miqdori: f = m (havodagi suv bug'ining massasi) / V (nam havo hajmi). Odatda ishlatiladigan mutlaq namlik birligi: (f) = g / nisbiy namlik: ph = (mutlaq namlik) / (maksimal namlik). Nisbiy namlik odatda foiz sifatida ifodalanadi. Bu miqdorlar bir-biri bilan quyidagi nisbat bilan bog'langan: ph = (f × 100) / fmax. Shudring nuqtasi - bu havo tarkibidagi bug 'to'yinganlik holatiga etib, shudringga kondensatsiyalana boshlagunga qadar sovishi kerak bo'lgan haroratdir.

Kristalli va amorf qattiq moddalar. Suyuq kristallar. Qattiq jismlarning deformatsiyasi. Deformatsiya turlari.

Qattiq- muvozanat pozitsiyalari atrofida kichik tebranishlarni amalga oshiradigan atomlar harakatining tabiati va shaklining doimiyligi bilan tavsiflangan moddaning yig'ilish holati. Kristal jismlar. Qattiq normal sharoitlar siqish yoki cho'zish qiyin. Zavod va fabrikalarda qattiq moddalarga kerakli shakl yoki hajmni berish uchun ular yordamida qayta ishlanadi maxsus mashinalar: burish, planyalash, silliqlash. Amorf jismlar. Kristal jismlardan tashqari amorf jismlar ham qattiq jismlarga kiradi.

AT- bu qattiq jismlar bo'lib, ular kosmosda zarrachalarning tartibsiz joylashishi bilan tavsiflanadi. Amorf jismlarga shisha, amber, boshqa har xil smolalar va plastmassalar kiradi. Xona haroratida bu jismlar o'z shakllarini saqlab qolsa-da, lekin harorat ko'tarilgach, ular asta-sekin yumshab, suyuqliklar kabi oqishni boshlaydilar: amorf jismlar ma'lum bir erish haroratiga ega emas. Suyuq kristallar - Bu ba'zi moddalar ma'lum sharoitlarda (harorat, bosim, eritmadagi konsentratsiya) o'tadigan faza holatidir.

LCD Bir vaqtning o'zida suyuqlik (suyuqlik) va kristallarning (anizotropiya) xususiyatlariga ega. Qattiq tananing deformatsiyasi- tashqi kuchlar ta'sirida qattiq jismning chiziqli o'lchamlari yoki shakllarining o'zgarishi. Deformatsiyalar turlari : Deformatsiya bukilishlar yoki siqilish- tananing har qanday chiziqli o'lchamini o'zgartirish (uzunlik, kenglik yoki balandlik). Deformatsiya siljish- qattiq jismning barcha qatlamlarining ma'lum bir siljish tekisligiga parallel ravishda bir yo'nalishda harakatlanishi. Deformatsiya egilish- tananing ba'zi qismlarini siqish, boshqalarni cho'zish. Deformatsiya buralish- tashqi kuch ta'sirida namunaning parallel qismlarini ma'lum bir o'q atrofida aylantirish.

Qattiq jismlarning mexanik xossalari. Guk qonuni. Kuchlanish egri chizig'i. Elastiklik va kuch chegaralari. Plastik deformatsiya.

Qo'llaniladigan tashqi kuchlar ta'sirida qattiq jismlar shakli va hajmini o'zgartiradi - ular deformatsiyalanadi. Agar kuch to'xtatilgandan keyin tananing shakli va hajmi to'liq tiklansa, deformatsiya deyiladi. elastik, va tanasi mutlaqo elastik. Kuchlar ta'sirini to'xtatgandan keyin yo'qolmaydigan deformatsiyalar deyiladi plastik, tanasi esa plastikdir. Deformatsiyalarning quyidagi turlari ajratiladi: kuchlanish, siqish, kesish, buralish va egilish. Uzilish deformatsiyasi mutlaq cho'zilish deltasi bilan tavsiflanadi l va nisbiy cho'zilish e: Qayerda l 0- boshlang'ich uzunligi; l- tayoqning oxirgi uzunligi. Mexanik kuchlanish - elastik kuch modulining F ning tananing ko'ndalang kesimi maydoniga nisbati. S: b = F/S.

SIda mexanik kuchlanish birligi 1Pa = 1N/m2 sifatida qabul qilinadi. Guk qonuni: kichik deformatsiyalarda kuchlanish nisbiy cho'zilish bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir (b= E. e). Elastik deformatsiya kuch to'xtatilgandan so'ng, tananing asl shakli va hajmini tiklaydigan biri deyiladi. Plastik deformatsiya nomi biri, yuk olib tashlangandan so'ng, tanasi asl shakli va hajmini tiklamaydi. Plastik deformatsiya har doim elastik deformatsiyadan oldin sodir bo'ladi.

Gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasining asosiy tenglamasi.

Gaz holatidagi moddalarning xossalarini tushuntirish uchun ideal gaz modelidan foydalaniladi. Ideal gaz modeli quyidagilarni nazarda tutadi: molekulalar idish hajmiga nisbatan arzimas darajada kichik hajmga ega, molekulalar o'rtasida hech qanday tortishish kuchlari mavjud emas, molekulalar bir-biri bilan va idish devorlari bilan to'qnashganda, itaruvchi kuchlar ta'sir qiladi. Ideal gaz bosimi. Birinchilardan biri va muhim muvaffaqiyatlar Molekulyar kinetik nazariya idish devorlariga gaz bosimi hodisasining sifat va miqdoriy izohi edi. Idishning devorlari bilan bosimni sifatli tushuntirish ular bilan mexanika qonunlariga muvofiq elastik jismlar sifatida o'zaro ta'sir qiladi. Molekula tomir devori bilan to‘qnashganda tezlik vektorining devorga perpendikulyar bo‘lgan OX o‘qiga proyeksiyasi o‘z belgisini teskari tomonga o‘zgartiradi, lekin kattaligi bo‘yicha doimiy bo‘lib qoladi.

Shuning uchun molekulaning devor bilan to'qnashuvi natijasida uning impulsining OX o'qidagi proyeksiyasi dan ga o'zgaradi. Molekula impulsining o'zgarishi to'qnashuv vaqtida unga devordan yo'naltirilgan kuch ta'sir qilishini ko'rsatadi. Molekula impulsining o'zgarishi kuch impulsiga teng: To'qnashuv vaqtida molekula devorga Nyutonning uchinchi qonuniga ko'ra, kattaligi bo'yicha va teskari yo'nalishda yo'naltirilgan kuchga teng kuch bilan ta'sir qiladi. Gaz molekulalari juda ko'p va ularning devorga ta'siri juda yuqori chastotada birin-ketin sodir bo'ladi. Ayrim molekulalarning idish devori bilan to'qnashuvi paytida ularga ta'sir qiluvchi kuchlarning geometrik yig'indisining o'rtacha qiymati gaz bosimi kuchidir. Gaz bosimi bosim kuchi modulining S devor maydoniga nisbatiga teng: Molekulyar kinetik nazariyaning asosiy tamoyillaridan foydalanishga asoslanib, agar massa bo'lsa, gaz bosimini hisoblash imkonini beradigan tenglama olindi. m0 gaz molekulasi, molekulalar tezligi kvadratining o'rtacha qiymati va molekulalarning konsentratsiyasi n ma'lum: - bu tenglama molekulyar kinetik nazariyaning asosiy tenglamasi deyiladi. Ideal gaz molekulalarining translatsiya harakatining kinetik energiyasining o'rtacha qiymatini belgilab: biz olamiz. Ideal gazning bosimi birlik hajmdagi molekulalarning translatsiya harakatining o'rtacha kinetik energiyasining uchdan ikki qismiga teng.

Tizimning ichki energiyasi holat funksiyasi sifatida. Issiqlik va ishning tengligi. Termodinamikaning birinchi qonuni.

Ichki energiya- tizim holatining termodinamik funktsiyasi, uning energiyasi ichki holat bilan belgilanadi. U asosan zarrachalar (atomlar, molekulalar, ionlar) harakatining kinetik energiyasidan iborat. , elektronlar) va ular orasidagi o'zaro ta'sir energiyasi (molekulyar va ichki). Ichki energiyaga tashqi maydon ta'sirida tizimning ichki holatidagi o'zgarishlar ta'sir qiladi; Ichki energiya, xususan, tashqi elektr maydonida dielektrikning polarizatsiyasi va tashqi magnit maydonda paramagnitning magnitlanishi bilan bog'liq energiyani o'z ichiga oladi.

Butun tizimning kinetik energiyasi va tizimning fazoviy joylashuvidan kelib chiqadigan potentsial energiya ichki energiyaga kiritilmaydi. Termodinamikada faqat turli jarayonlarda ichki energiyaning o'zgarishi aniqlanadi. Shuning uchun ichki energiya mos yozuvlar nol sifatida qabul qilingan energiyaga qarab ma'lum bir doimiy muddatgacha belgilanadi. Ichki energiya U holat funktsiyasi sifatida termodinamikaning birinchi qonuni kiritiladi, unga ko'ra tizimga o'tkaziladigan Q issiqlik va ish o'rtasidagi farq V tizim tomonidan bajariladigan faqat tizimning boshlang'ich va yakuniy holatlariga bog'liq va o'tish yo'liga bog'liq emas, ya'ni. holat funksiyasining o'zgarishini ifodalaydi D U qaerda U 1 va U 2- mos ravishda boshlang'ich va oxirgi holatlardagi tizimning ichki energiyasi. Tenglama (1) termodinamik jarayonlarga qo'llaniladigan energiyaning saqlanish qonunini ifodalaydi, ya'ni. issiqlik almashinuvi sodir bo'ladigan jarayonlar. Tizimni dastlabki holatiga qaytaruvchi tsiklik jarayon uchun D U= 0. Izoxorik jarayonlarda, ya'ni. jarayonlar doimiy hajmda, tizim kengayish tufayli ishlamaydi, V= 0 va tizimga o'tkaziladigan issiqlik ichki energiyaning o'sishiga teng: Qv= Δ U. Adiabatik jarayonlar uchun, qachon Q= 0, Δ U= -V. Ichki energiya sistema uning entropiyasi S, hajmi V va mollar soni m i i-komponentning funksiyasi sifatida termodinamik potensial hisoblanadi. Bu termodinamikaning birinchi va ikkinchi qonunlarining natijasidir va quyidagi munosabatlar bilan ifodalanadi:

Nisbiy dielektrik doimiy. Elektr doimiysi. Elektr maydon kuchi.

O'tkazuvchanlik muhit - izolyatsion (dielektrik) muhitning xususiyatlarini tavsiflovchi va elektr induktsiyasining elektr maydon kuchiga bog'liqligini ko'rsatadigan fizik miqdor. Nisbiy dielektrik o'tkazuvchanlik e o'lchamsiz va ikkita o'zaro ta'sir kuchini necha marta ko'rsatadi elektr zaryadlari muhitda vakuumga qaraganda kamroq. Oddiy sharoitlarda havo va ko'pgina boshqa gazlar uchun bu qiymat birlikka yaqin (past zichligi tufayli).

Ko'pgina qattiq yoki suyuq dielektriklar uchun nisbiy o'tkazuvchanlik 2 dan 8 gacha (statik maydon uchun). Statik maydondagi suvning dielektrik o'tkazuvchanligi ancha yuqori - taxminan 80. Elektr doimiyligi (e 0) elektr qonunlari tenglamasiga kiritilgan fizik doimiydir. maydonlar (masalan, Coulomb qonuni) bu tenglamalarni ratsionallashtirilgan shaklda yozishda kesimga mos ravishda elektr chiziqlar hosil bo'ladi. va mag. birliklar Xalqaro birliklar tizimi; eski terminologiyaga ko'ra, elektr energiyasi dielektrik deb ataladi. vakuum o'tkazuvchanligi. qaerda m 0 - magnit doimiy. Dielektrikdan farqli o'laroq o'tkazuvchanlik e, moddaning turiga, haroratga, bosimga va boshqa parametrlarga qarab, E. p e 0 faqat birliklar tizimini tanlashga bog'liq.

Masalan, Gauss tilida GHS birliklari tizimi elektr maydon kuchi klassik elektrodinamikada ( E) - elektrning vektor xarakteristikasi. maydon, berilgan sanoq sistemasida tinch holatda bo'lgan birlik elektr zarrachaga ta'sir qiluvchi kuch. zaryad. Zaryadni (zaryadlangan sinov tanasi) tashqi tomonga kiritish deb taxmin qilinadi maydon E buni o'zgartirmaydi. Baʼzan H. oʻrniga e. Ular oddiygina "elektr maydoni" deyishadi. Hajmi N. e. p Gauss tizimida - L -1/2 M 1/2 T -1, SIda - LMT -3 I -1; birligi H. e. SIda p. metr uchun volt (1 SGSE = 3,10 4 V / m). H. e.ning tarqalishi. kosmosdagi narsalar odatda chiziqlar oilasi yordamida tavsiflanadi E(elektr maydon chiziqlari), har bir nuqtada chekka teglar vektor yo'nalishlariga to'g'ri keladi E.

Har qanday vektor maydoni kabi, maydon E ikki komponentga bo'linadi: potentsial ([ E n) = 0, E n = - j e) va girdob ( E B = 0, E B = [ A m ]). Xususan, elektr statsionar zaryadlar tizimi tomonidan yaratilgan maydon sof potentsialdir. Elektr radiatsiya maydoni, shu jumladan maydon E ko‘ndalang el.-magp da. to'lqinlar, sof girdobdir. Vektor magnit bilan birgalikda. induksiya IN H. e. p elektromagnit maydonning birlashgan 4-tensorini tashkil qiladi.

Shuning uchun, faqat elektr. berilgan zaryadlar tizimining maydoni faqat zaryadlar statsionar bo'lgan "tanlangan" ma'lumot tizimida mavjud. Boshqa inertial mos yozuvlar tizimlarida statsionar holatdan "tanlangan" ga nisbatan harakatlanadi. tezlik u, yana bir magnit maydon paydo bo'ladi IN" = = [uE]/ , konvektsiya paydo bo'lishidan kelib chiqadi. oqimlar j= r u/ (r - "tanlangan" tizimdagi zaryad zichligi).