Werken in de mechanica definitie. Mechanisch werk

Mechanisch werk is een fysieke hoeveelheid - een scalaire kwantitatieve maat voor de werking van een kracht (resulterende krachten) op een lichaam of krachten op een systeem van lichamen. Hangt af van de numerieke waarde en richting van de kracht (krachten) en van de beweging van het lichaam (stelsel van lichamen).

Gebruikte notatie

Werk wordt meestal aangegeven met de letter EEN(van hem. EEN rbeit- werk, arbeid) of brief W(uit het Engels. met wie ork- werk werk).

Definitie

Het werk van een kracht uitgeoefend op een materieel punt

De totale arbeid van het verplaatsen van één materieel punt, uitgevoerd door verschillende krachten die op dit punt worden uitgeoefend, wordt gedefinieerd als de arbeid van de resultante van deze krachten (hun vectorsom). Daarom zullen we het verder hebben over één kracht die op een materieel punt wordt uitgeoefend.

Met een rechtlijnige beweging van een materieel punt en een constante waarde van de kracht die erop wordt uitgeoefend, is de arbeid (van deze kracht) gelijk aan het product van de projectie van de krachtvector door de bewegingsrichting en de lengte van de verplaatsingsvector gemaakt door het punt:

A = F ss = F scos (F, s) = F → ⋅ s → (\ displaystyle A = F_ (s) s = Fs \ \ mathrm (cos) (F, s) = (\ vec (F)) \ cdot (\ vec (s))) A = ∫ F → ⋅ d s →. (\ displaystyle A = \ int (\ vec (F)) \ cdot (\ vec (ds)).)

(het betekent sommatie langs een curve, wat de limiet is van een polylijn die bestaat uit opeenvolgende verplaatsingen d s →, (\ displaystyle (\ vec (ds)),) als ze eerst als eindig worden beschouwd, en dan wordt de lengte van elk op nul gezet).

Als er een afhankelijkheid van de kracht op coördinaten is, wordt de integraal als volgt gedefinieerd:

A = ∫ r → 0 r → 1 F → (r →) ⋅ dr → (\ displaystyle A = \ int \ limieten _ ((\ vec (r)) _ (0)) ^ ((\ vec (r)) _ (1)) (\ vec (F)) \ links ((\ vec (r)) \ rechts) \ cdot (\ vec (dr))),

waar r → 0 (\ displaystyle (\ vec (r)) _ (0)) en r → 1 (\ displaystyle (\ vec (r)) _ (1))- straalvectoren van respectievelijk de begin- en eindpositie van het lichaam.

• Gevolg. Als de richting van de uitgeoefende kracht loodrecht staat op de verplaatsing van het lichaam of de verplaatsing nul is, dan is de arbeid (van deze kracht) nul.

Het werk van krachten uitgeoefend op het systeem van materiële punten

De arbeid van de krachten om een ​​systeem van materiële punten te verplaatsen wordt gedefinieerd als de som van de arbeid van deze krachten om elk punt te verplaatsen (de arbeid verricht op elk punt van het systeem wordt samengevat in de arbeid van deze krachten op het systeem) .

Zelfs als het lichaam geen systeem van discrete punten is, kan het (mentaal) worden opgesplitst in vele oneindig kleine elementen (stukjes), die elk als een materieel punt kunnen worden beschouwd, en het werk kan worden berekend in overeenstemming met de bovenstaande definitie. In dit geval wordt de discrete som vervangen door een integraal.

• Deze definities kunnen zowel worden gebruikt om de arbeid van een bepaalde kracht of klasse van krachten te berekenen als om de totale arbeid te berekenen die wordt uitgevoerd door alle krachten die op het systeem inwerken.

Kinetische energie

Ek = 1 2 m v 2. (\ displaystyle E_ (k) = (\ frac (1) (2)) mv ^ (2).)

Voor complexe objecten die uit veel deeltjes bestaan, is de kinetische energie van het lichaam gelijk aan de som van de kinetische energieën van de deeltjes.

Potentiële energie

Werk in de thermodynamica

In de thermodynamica wordt het werk van een gas tijdens expansie berekend als de integraal van druk over volume:

A 1 → 2 = ∫ V 1 V 2 P d V. (\ displaystyle A_ (1 \ rechterpijl 2) = \ int \ limieten _ (V_ (1)) ^ (V_ (2)) PdV.)

Het werk aan het gas valt samen met deze uitdrukking in absolute waarde, maar is tegengesteld in teken.

• Een natuurlijke veralgemening van deze formule is niet alleen van toepassing op processen waarbij druk een functie van volume met één waarde is, maar ook op elk proces (weergegeven door een curve in het vlak PV), in het bijzonder tot cyclische processen.
• In principe is de formule niet alleen van toepassing op gas, maar ook op alles dat druk kan uitoefenen (het is alleen nodig dat de druk in het vat overal hetzelfde is, wat impliciet in de formule wordt geïmpliceerd).

Deze formule is direct gerelateerd aan mechanisch werk. Laten we inderdaad proberen een mechanisch werk te schrijven wanneer het vat uitzet, rekening houdend met het feit dat de gasdrukkracht loodrecht op elk elementair gebied zal worden gericht, gelijk aan het product van druk P naar het plein dS platforms, en dan het werk van het gas om te verplaatsen H een dergelijke elementaire site zal zijn

dA = PdSh. (\ weergavestijl dA = PdSh.)

Men kan zien dat dit het product is van druk en de toename in volume nabij het gegeven elementaire gebied. En alles op een rijtje dS, krijgen we het eindresultaat, waar er al een volledige toename van het volume zal zijn, zoals in de hoofdformule van de sectie.

Het werk van kracht in de theoretische mechanica

Laten we in iets meer detail dan hierboven werd gedaan, de constructie van de definitie van energie als een Riemann-integraal bekijken.

Laat het materiële punt M (\ weergavestijl M) beweegt langs een continu differentieerbare curve G = (r = r (s)) (\ displaystyle G = \ (r = r (s) \)), waarbij s de variabele booglengte is, 0 ≤ s ≤ S (\ displaystyle 0 \ leq s \ leq S), en een kracht die tangentieel op het traject in de bewegingsrichting is gericht, werkt erop (als de kracht niet tangentieel is gericht, bedoelen we F (s) (\ displaystyle F (s)) de projectie van de kracht op de positieve raaklijn van de curve, waardoor dit geval wordt teruggebracht tot het onderstaande). De magnitude F (ξ i) △ s ik, △ s ik = s ik - s ik - 1, ik = 1, 2,. ... ... , ik τ (\ displaystyle F (\ xi _ (i)) \ driehoek s_ (i), \ driehoek s_ (i) = s_ (i) -s_ (i-1), i = 1,2, ... , ik _ (\ tau)) wordt genoemd elementair werk kracht F (\ weergavestijl F) op de site en wordt genomen als een geschatte waarde van de arbeid die de kracht produceert F (\ weergavestijl F) handelend op een materieel punt wanneer dit laatste de curve passeert G ik (\ displaystyle G_ (i))... De som van alle elementaire werken is de integrale Riemann-som van de functie F (s) (\ displaystyle F (s)).

In overeenstemming met de definitie van de Riemann-integraal, kunnen we werk definiëren:

De limiet waartoe het bedrag neigt ∑ ik = 1 ik τ F (ξ i) △ s ik (\ displaystyle \ sum _ (i = 1) ^ (i _ (\ tau)) F (\ xi _ (i)) \ driehoek s_ (i)) alle elementaire werk wanneer de fijnheid | | (\ weergavestijl | \ tau |) splitsen τ (\ weergavestijl \ tau) neigt naar nul, het werk van kracht genoemd F (\ weergavestijl F) langs de bocht G (\ weergavestijl G).

Dus, als we dit werk aanduiden met de letter W (\ weergavestijl W) dan, op grond van deze definitie,

W = lim | | → 0 ∑ i = 1 ik τ F (ξ i) △ si (\ displaystyle W = \ lim _ (| \ tau | \ rechterpijl 0) \ sum _ (i = 1) ^ (i _ (\ tau)) F ( \ xi _ (i)) \ driehoek s_ (i)),

Vandaar,

W = ∫ 0 s F (s) d s (\ displaystyle W = \ int \ limieten _ (0) ^ (s) F (s) ds) (1).

Als de positie van een punt op het traject van zijn beweging wordt beschreven met behulp van een andere parameter t (\ weergavestijl t)(bijvoorbeeld tijd) en of de afgelegde afstand s = s (t) (\ displaystyle s = s (t)), a ≤ t ≤ b (\ displaystyle a \ leq t \ leq b) is een continu differentieerbare functie, dan verkrijgen we uit formule (1)

W = ∫ a b F [s (t)] s (t) d t. (\ displaystyle W = \ int \ limieten _ (a) ^ (b) Fs "(t) dt.)

Afmetingen en eenheden

De maateenheid van werk in

Iedereen weet. Zelfs kinderen werken als baby's op de kleuterschool. Het algemeen aanvaarde, alledaagse concept is echter verre van hetzelfde als het concept van mechanische arbeid in de natuurkunde. Een man staat bijvoorbeeld en houdt een tas in zijn handen. In de gebruikelijke zin doet hij het werk door de last vast te houden. Vanuit het oogpunt van natuurkunde doet hij echter niets van dien aard. Wat is hier aan de hand?

Zodra dergelijke vragen rijzen, is het tijd om de definitie te onthouden. Wanneer een kracht op een object inwerkt en onder zijn actie het lichaam beweegt, wordt mechanisch werk verricht. Deze waarde is evenredig met de door het lichaam afgelegde weg en de uitgeoefende kracht. Er is ook een extra afhankelijkheid van de richting waarin de kracht wordt uitgeoefend en de bewegingsrichting van het lichaam.

Zo hebben we een concept als mechanisch werk geïntroduceerd. De natuurkunde definieert het als het product van de grootte van kracht en verplaatsing, vermenigvuldigd met de waarde van de cosinus van de hoek die in het meest algemene geval tussen beide bestaat. Als voorbeeld kunnen we verschillende gevallen beschouwen waardoor u beter begrijpt wat hiermee wordt bedoeld.

Wanneer wordt mechanisch werk niet gedaan? Er is een vrachtwagen, we duwen hem, maar hij beweegt niet. Er wordt kracht uitgeoefend, maar er is geen beweging. Het werk dat gedaan wordt is nul. En hier is nog een voorbeeld - een moeder draagt ​​een kind in een kinderwagen, in dit geval is het werk gedaan, wordt er kracht uitgeoefend, de kinderwagen beweegt. Het verschil in de twee beschreven gevallen is de aanwezigheid van verplaatsing. En dus wordt er gewerkt (bijvoorbeeld met een zijspan) of niet gedaan (bijvoorbeeld met een vrachtwagen).

Een ander geval - een jongen op een fiets versnelde en rolt rustig over het pad, trapt niet. Het werk wordt gedaan? Nee, hoewel er beweging is, maar er geen kracht wordt uitgeoefend, wordt de beweging uitgevoerd door traagheid.

Een ander voorbeeld - een paard draagt ​​een kar, een chauffeur zit erop. Doet hij het werk? De beweging is er, de uitgeoefende kracht is (het gewicht van de bestuurder werkt op de kar), maar het werk wordt niet gedaan. De hoek tussen de bewegingsrichting en de richting van de kracht is 90 graden en de cosinus van de hoek van 90 ° is nul.

Deze voorbeelden maken het mogelijk om te begrijpen dat mechanisch werk niet alleen het product is van twee grootheden. Het moet ook overwegen hoe deze hoeveelheden worden gestuurd. Als de bewegingsrichting en de werkingsrichting van de kracht samenvallen, dan is het resultaat positief, als de bewegingsrichting tegengesteld is aan de richting van het uitoefenen van de kracht, dan is het resultaat negatief (bijvoorbeeld de arbeid gedaan door de wrijvingskracht bij het verplaatsen van de last).

Bovendien moet er rekening mee worden gehouden dat de kracht die op het lichaam inwerkt, het gevolg kan zijn van meerdere krachten. Als dat zo is, dan is de arbeid van alle op het lichaam uitgeoefende krachten gelijk aan de arbeid die door de resulterende kracht wordt verricht. Arbeid wordt gemeten in joule. Eén joule is gelijk aan de arbeid die een kracht van één newton verricht wanneer het lichaam één meter beweegt.

Uit de beschouwde voorbeelden kan een uiterst merkwaardige conclusie worden getrokken. Toen we de chauffeur op de kar onderzochten, stelden we vast dat hij het werk niet deed. Het werk wordt gedaan in het horizontale vlak, want daar wordt de beweging gedaan. Maar de situatie zal een beetje veranderen als we naar de voetganger kijken.

Tijdens het lopen blijft het zwaartepunt van een persoon niet onbeweeglijk, hij beweegt in een verticaal vlak en verricht daarom werk. En omdat de beweging tegen is gericht, zal het werk tegen de richting van de actie in plaatsvinden.Ook als de beweging klein is, maar bij een lange wandeling, zal het lichaam extra werk moeten doen. Dus lopen met de juiste gang vermindert dit extra werk en vermindert vermoeidheid.

Na het analyseren van een paar eenvoudige levenssituaties, geselecteerd als voorbeelden, en gebruikmakend van de kennis van wat mechanisch werk is, onderzochten we de belangrijkste situaties waarin het zich manifesteert, evenals wanneer en wat voor soort werk wordt gedaan. Ze stelden vast dat een concept als werk in het dagelijks leven en in de natuurkunde van een andere aard is. En door de toepassing van natuurkundige wetten werd vastgesteld dat een verkeerde manier van lopen extra vermoeidheid veroorzaakt.

In onze dagelijkse ervaring komt het woord 'werk' heel vaak voor. Maar men moet onderscheid maken tussen fysiologisch werk en werk vanuit het gezichtspunt van de natuurkunde. Als je thuiskomt van de lessen, zeg je: "Oh, wat ben ik moe!" Dit is een fysiologische baan. Of bijvoorbeeld het werk van het collectief in het volksverhaal "The Turnip".

Fig 1. Werk in de alledaagse zin van het woord

We zullen hier praten over werk vanuit het oogpunt van natuurkunde.

Mechanisch werk wordt uitgevoerd als het lichaam onder invloed van kracht beweegt. Werk wordt aangeduid met de Latijnse letter A. Een striktere definitie van werk klinkt als volgt.

Het werk van kracht is een fysieke hoeveelheid die gelijk is aan het product van de grootte van de kracht door de afstand die het lichaam aflegt in de richting van de werking van de kracht.

Fig 2. Werk is een fysieke hoeveelheid

De formule is geldig wanneer een constante kracht op het lichaam inwerkt.

In SI-eenheden wordt arbeid gemeten in joule.

Dit betekent dat als het lichaam onder inwerking van een kracht van 1 Newton 1 meter is bewogen, deze kracht een arbeid heeft verricht van 1 joule.

De werkeenheid is vernoemd naar de Engelse wetenschapper James Prescott Joule.

Afb. 3. James Prescott Joule (1818 - 1889)

Uit de formule voor het berekenen van de arbeid volgt dat er drie mogelijke gevallen zijn waarin de arbeid nul is.

Het eerste geval is wanneer een kracht op het lichaam inwerkt, maar het lichaam niet beweegt. Een huis is bijvoorbeeld onderhevig aan enorme zwaartekracht. Maar zij doet het werk niet, want het huis staat stil.

Het tweede geval is wanneer het lichaam beweegt door traagheid, dat wil zeggen dat er geen krachten op inwerken. Een ruimteschip beweegt zich bijvoorbeeld in de intergalactische ruimte.

Het derde geval is wanneer een kracht op het lichaam inwerkt, loodrecht op de bewegingsrichting van het lichaam. In dit geval, hoewel het lichaam beweegt en de kracht erop werkt, is er geen beweging van het lichaam. in de richting van de kracht.

Fig 4. Drie gevallen waarin werk nul is

Er moet ook worden gezegd dat het werk van kracht negatief kan zijn. Dit zal het geval zijn als de beweging van het lichaam plaatsvindt tegen de richting van de kracht in... Wanneer een kraan bijvoorbeeld een last van de grond tilt met behulp van een touw, is de zwaartekracht negatief (en het werk van de elastische kracht van het touw, naar boven gericht, is juist positief).

Stel dat bij het uitvoeren van bouwwerkzaamheden de funderingsput bedekt moet zijn met zand. De graafmachine zou hiervoor enkele minuten nodig hebben en de arbeider zou enkele uren met een shovel moeten werken. Maar zowel de graafmachine als de arbeider zouden het gedaan hebben dezelfde baan.

Fig 5. Hetzelfde werk kan op verschillende tijdstippen worden gedaan

Om de snelheid van werken in de natuurkunde te karakteriseren, wordt een grootheid gebruikt die kracht wordt genoemd.

Macht is een fysieke hoeveelheid die gelijk is aan de verhouding van het werk tot de tijd van uitvoering.

Macht wordt aangegeven met een Latijnse letter N.

De eenheid voor het meten van het vermogen in het SI-systeem is watt.

Eén watt is het vermogen waarmee één joule in één seconde wordt gedaan.

De krachtbron is vernoemd naar de Engelse wetenschapper en uitvinder van de stoommachine, James Watt.

Afb. 6. James Watt (1736 - 1819)

Laten we de formule voor het berekenen van werk combineren met de formule voor het berekenen van het vermogen.

Laten we ons nu herinneren dat de verhouding van het pad dat het lichaam aflegt S, tegen de tijd van beweging t vertegenwoordigt de bewegingssnelheid van het lichaam v.

Op deze manier, vermogen is gelijk aan het product van de numerieke waarde van de kracht door de bewegingssnelheid van het lichaam in de richting van de werking van de kracht.

Deze formule is handig om te gebruiken bij het oplossen van problemen waarbij een kracht inwerkt op een lichaam dat met een bekende snelheid beweegt.

Bibliografie

1. Lukashik VI, Ivanova E.V. Het verzamelen van problemen in de natuurkunde voor de rangen 7-9 van onderwijsinstellingen. - 17e druk. - M.: Onderwijs, 2004.
2. AV Peryshkin Fysica. 7 cl. - 14e druk, Stereotype. - M.: Trap, 2010.
3. AV Peryshkin Verzameling van problemen in de natuurkunde, rangen 7-9: 5e ed., Stereotype. - M: Uitgeverij "Examen", 2010.

1. Internetportaal Physics.ru ().
2. Festival.1september.ru internetportaal ().
3. Internetportaal Fizportal.ru ().
4. Internetportaal Elkin52.narod.ru ().

Huiswerk

1. Wanneer is werk nul?
2. Hoe wordt de arbeid op het pad afgelegd in de richting van de krachtwerking? In tegengestelde richting?
3. Welke arbeid verricht de wrijvingskracht die op de steen werkt als deze 0,4 m beweegt? De wrijvingskracht is 5 N.

De energetische kenmerken van beweging worden geïntroduceerd op basis van het concept van mechanische arbeid of arbeid van kracht. Met andere woorden, arbeid is een maat voor de impact van kracht.

Definitie 1

Arbeid A uitgevoerd door een constante kracht F → is een fysieke scalaire grootheid gelijk aan het product van de moduli van kracht en verplaatsing vermenigvuldigd met de cosinus van de hoek α tussen krachtvectoren F → en verplaatsing s →.

Deze definitie wordt besproken in figuur 1.

De werkformule wordt geschreven als,

A = F s cos .

Werk is een scalair. De SI-eenheid van werk is Joule (J).

Een joule is gelijk aan de arbeid die een kracht van 1 N levert om 1 m in de richting van de kracht te bewegen.

Figuur 1. Beroepsbevolking F →: A = F s cos α = F s s

Met de projectie F s → krachten F → op de verplaatsingsrichting s → blijft de kracht niet constant, en de berekening van arbeid voor kleine verplaatsingen Δ s i samengevat en geproduceerd volgens de formule:

A = ∑ ∆ Een ik = ∑ F s ik ∆ s ik.

Deze hoeveelheid arbeid wordt berekend vanaf de limiet (Δ s i → 0), waarna het een integraal wordt.

De grafische weergave van het werk wordt bepaald uit het gebied van de kromlijnige figuur onder de grafiek F s (x) in figuur 2.

Figuur 2. Grafische definitie van werk Δ A i = F s i Δ s i.

Een voorbeeld van een coördinaatafhankelijke kracht is de elastische kracht van een veer die voldoet aan de wet van Hooke. Om de veer uit te rekken, is het nodig om een ​​kracht F → uit te oefenen, waarvan de modulus evenredig is met de rek van de veer. Dit is te zien in figuur 3.

Figuur 3. Gestrekte veer. De richting van de externe kracht F → valt samen met de verplaatsingsrichting s →. F s = k x, waarbij k de stijfheid van de veer aangeeft.

F → y p p = - F →

De afhankelijkheid van de modulus van de externe kracht op de x-coördinaten kan worden uitgezet met een rechte lijn.

Figuur 4. Afhankelijkheid van de modulus van de externe kracht op de coördinaat wanneer de veer wordt uitgerekt.

Uit de bovenstaande afbeelding is het mogelijk om werk te vinden op de externe kracht van het rechter vrije uiteinde van de veer, met behulp van het gebied van de driehoek. De formule zal de vorm aannemen

Deze formule is van toepassing om de arbeid uit te drukken die wordt verricht door een externe kracht wanneer een veer wordt samengedrukt. Beide gevallen laten zien dat de elastische kracht F → y p p gelijk is aan de arbeid van de externe kracht F →, maar met het tegengestelde teken.

definitie 2

Als er meerdere krachten op het lichaam werken, dan is hun totale arbeid gelijk aan de som van alle arbeid die op het lichaam is verricht. Wanneer het lichaam in translatie beweegt, bewegen de aangrijpingspunten van de krachten op dezelfde manier, dat wil zeggen dat de totale arbeid van alle krachten gelijk zal zijn aan de arbeid van de resultante van de uitgeoefende krachten.

Stroom

Definitie 3

Stroom noem de arbeid van kracht die per tijdseenheid wordt uitgevoerd.

De registratie van de fysieke hoeveelheid vermogen, aangeduid met N, neemt de vorm aan van de verhouding van werk A tot het tijdsinterval t van het werk dat wordt uitgevoerd, dat wil zeggen:

Definitie 4

Het CI-systeem gebruikt watt (W) als eenheid van vermogen. 1 Watt is het vermogen dat werkt in 1 W in een tijd van 1 s.

Naast Watt zijn er ook off-system eenheden voor vermogensmeting. Bijvoorbeeld, 1 pk is ongeveer gelijk aan 745 watt.

Als u een fout in de tekst opmerkt, selecteert u deze en drukt u op Ctrl + Enter

Bijna iedereen zal zonder aarzelen antwoorden: in de tweede. En ze zullen het mis hebben. Het tegenovergestelde is juist het geval. In de natuurkunde wordt mechanisch werk beschreven door de volgende definities: mechanisch werk wordt uitgevoerd wanneer een kracht op het lichaam inwerkt en het beweegt. Mechanische arbeid is recht evenredig met de uitgeoefende kracht en de afgelegde afstand.

Formule van mechanisch werk

Mechanisch werk wordt bepaald door de formule:

waarbij A arbeid is, F kracht is, s de afgelegde afstand.

POTENTIEEL(potentiële functie), een concept dat een brede klasse van fysieke krachtvelden kenmerkt (elektrisch, zwaartekracht, enz.) en, in het algemeen, het veld van fysieke grootheden voorgesteld door vectoren (het veld van vloeistofsnelheden, enz.). In het algemene geval is de potentiaal van het vectorveld a ( x,ja,z) is zo'n scalaire functie jij(x,ja,z) zodat a = grad

35. Geleiders in een elektrisch veld. Elektrische capaciteit.Geleiders in een elektrisch veld. Geleiders zijn stoffen die worden gekenmerkt door de aanwezigheid daarin van een groot aantal vrije ladingsdragers die onder invloed van een elektrisch veld kunnen bewegen. Geleiders omvatten metalen, elektrolyten en kolen. In metalen zijn de dragers van vrije ladingen elektronen van de buitenste schillen van atomen, die, wanneer atomen op elkaar inwerken, hun verbinding met "hun" atomen volledig verliezen en eigendom worden van de gehele geleider als geheel. Vrije elektronen nemen deel aan thermische beweging zoals gasmoleculen en kunnen in elke richting door het metaal bewegen. Elektrisch vermogen- kenmerk van een geleider, een maat voor zijn vermogen om een ​​elektrische lading te accumuleren. In de theorie van elektrische circuits is capaciteit de onderlinge capaciteit tussen twee geleiders; parameter van het capacitieve element van het elektrische circuit, gepresenteerd in de vorm van een tweepolig. Deze capaciteit wordt gedefinieerd als de verhouding van de grootte van de elektrische lading tot het potentiaalverschil tussen deze geleiders

36. Capaciteit van een platte condensator.

Capaciteit van een platte condensator.

Dat. de capaciteit van een platte condensator hangt alleen af ​​van de grootte, vorm en diëlektrische constante. Om een ​​condensator met hoge capaciteit te creëren, is het noodzakelijk om het oppervlak van de platen te vergroten en de dikte van de diëlektrische laag te verminderen.

37. Magnetische interactie van stromen in vacuüm. Wet van Ampère.Wet van Ampère. In 1820 stelde Ampere (Franse wetenschapper (1775-1836)) experimenteel een wet vast waarmee het mogelijk is om kracht die inwerkt op een geleiderelement van lengte met stroom.

waar is de vector van magnetische inductie, is de vector van het element van de lengte van de geleider getekend in de richting van de stroom.

Krachtmodulus, waarbij de hoek is tussen de richting van de stroom in de geleider en de richting van de magnetische veldinductie. Voor een rechte geleider met een stroomlengte in een uniform veld

De richting van de werkende kracht kan worden bepaald met behulp van linkerhand regels:

Als de palm van de linkerhand zo is gepositioneerd dat de normale (naar stroom) component van het magnetische veld de palm binnenkomt, en vier uitgestrekte vingers langs de stroom worden gericht, dan geeft de duim de richting aan waarin de Ampère-kracht werkt.

38. Magnetische veldsterkte. Wet Bio-Savart-LaplaceMagnetische veldsterkte(standaard aanduiding N ) - vector fysieke hoeveelheid gelijk aan het verschil van de vector magnetische inductie B en magnetisatie vector J .

V Internationaal Stelsel van Eenheden (SI): waar- magnetische constante.

BSL-wet. De wet die het magnetische veld van een individueel stroomelement bepaalt

39. Toepassingen van de wet Bio-Savart-Laplace. Voor gelijkstroomveld

Voor een ronde bocht.

En voor de solenoïde

40. Magnetische veldinductie Het magnetische veld wordt gekenmerkt door een vectorgrootheid, die de inductie van het magnetische veld wordt genoemd (vectorgrootheid, de krachtkarakteristiek van het magnetische veld op een bepaald punt in de ruimte). MI. (B) dit is geen kracht die op geleiders inwerkt, het is een grootheid die wordt gevonden door een gegeven kracht volgens de volgende formule: B = F / (I * l) (In woorden: De modulus van de MI-vector. (B) is gelijk aan de verhouding van de krachtmodulus F waarmee het magnetische veld inwerkt op een geleider met stroom loodrecht op de magnetische lijnen tot de stroom in de geleider I en de lengte van de geleider l. Magnetische inductie is alleen afhankelijk van het magnetische veld. In dit opzicht kan inductie worden beschouwd als een kwantitatief kenmerk van het magnetische veld. Het bepaalt met welke kracht (Lorentzkracht) het magnetische veld inwerkt op een lading die met snelheid beweegt. Gemeten door MI in tesla (1 T). In dit geval is 1 T = 1 N / (A * m). MI heeft een richting. Het kan grafisch als lijnen worden getekend. In een uniform magnetisch veld zijn de MI's parallel en zal de MI-vector op alle punten op dezelfde manier worden gericht. In het geval van een inhomogeen magnetisch veld, bijvoorbeeld een veld rond een geleider met stroom, zal de magnetische inductievector op elk punt in de ruimte rond de geleider veranderen, en raaklijnen aan deze vector zullen concentrische cirkels rond de geleider creëren.

41. Deeltjesbeweging in een magnetisch veld. Lorentzkracht. a) - Als een deeltje in een gebied met een uniform magnetisch veld vliegt, en de vector V staat loodrecht op de vector B, dan beweegt het langs een cirkel met straal R = mV / qB, aangezien de Lorentzkracht Fl = mV ^ 2 / R speelt de rol van een middelpuntzoekende kracht. De omlooptijd is T = 2piR / V = ​​​​2pim / qB en is niet afhankelijk van de deeltjessnelheid (dit geldt alleen bij V<<скорости света) - Если угол между векторами V и B не равен 0 и 90 градусов, то частица в однородном магнитном поле движется по винтовой линии. - Если вектор V параллелен B, то частица движется по прямой линии (Fл=0). б) Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.

De kracht van L. wordt bepaald door de relatie: Fl = q VB sina (q is de grootte van de bewegende lading; V is de modulus van zijn snelheid; B is de modulus van de magnetische veldinductievector; alpha is de hoek tussen de vector V en vector B) De Lorentzkracht staat loodrecht op de snelheid en voert daarom geen arbeid uit, verandert de modulus van de snelheid van de lading en zijn kinetische energie niet. Maar de richting van de snelheid verandert continu. De Lorentzkracht staat loodrecht op vectoren B en v, en de richting ervan wordt bepaald met dezelfde linkerhandregel als de richting van de Ampèrekracht: als de linkerhand zo is geplaatst dat de component van magnetische inductie B, loodrecht op de ladingssnelheid , gaat de handpalm binnen en vier vingers worden gericht langs de beweging van de positieve lading (tegen de beweging van de negatieve), dan zal de 90 graden gebogen duim de richting aangeven van de Lorentzkracht F l die op de lading inwerkt.