Làm việc trong định nghĩa cơ học. Công việc cơ khí

Công việc cơ khí- đây là một đại lượng vật lý - một thước đo định lượng vô hướng về tác dụng của một lực (kết quả lực) lên một vật thể hoặc các lực lên một hệ vật thể. Phụ thuộc vào độ lớn và hướng của (các) lực và vào chuyển động của cơ thể (hệ cơ thể).

Ký hiệu được sử dụng

Công việc thường được chỉ định bằng chữ cái MỘT(từ tiếng Đức. MỘT mặc dù vậy- công việc, lao động) hoặc thư W(từ tiếng Anh w ork- công việc, lao động).

Sự định nghĩa

Công của lực tác dụng lên một điểm vật chất

Tổng công để di chuyển một điểm vật chất, được thực hiện bởi một số lực tác dụng lên điểm này, được định nghĩa là công của hợp lực của các lực này (tổng vectơ của chúng). Do đó, chúng ta sẽ nói thêm về một lực tác dụng lên một điểm vật chất.

Tại chuyển động thẳngđiểm vật chất và giá trị không đổi của lực tác dụng lên nó thì công (của lực này) bằng tích của hình chiếu của vectơ lực lên phương chuyển động và độ dài của vectơ dịch chuyển do điểm tạo ra:

A = F s s = F s c o s (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)).)

(ngụ ý tính tổng dọc theo một đường cong, là giới hạn của một đường đứt đoạn được tạo thành từ các chuyển động liên tiếp d s → , (\displaystyle (\vec (ds)),) nếu trước tiên chúng ta coi chúng là hữu hạn, sau đó hướng độ dài của mỗi giá trị về 0).

Nếu lực phụ thuộc vào tọa độ thì tích phân được xác định như sau:

A = ∫ r → 0 r → 1 F → (r →) ⋅ d r → (\displaystyle A=\int \limits _((\vec (r))_(0))^((\vec (r)) _(1))(\vec (F))\left((\vec (r))\right)\cdot (\vec (dr))),

Ở đâu r → 0 (\displaystyle (\vec (r))_(0)) Và r → 1 (\displaystyle (\vec (r))_(1))- vectơ bán kính tương ứng của vị trí ban đầu và vị trí cuối cùng của cơ thể.

• Kết quả. Nếu hướng của lực tác dụng trực giao với độ dịch chuyển của vật hoặc độ dịch chuyển bằng 0 thì công (của lực này) bằng 0.

Công của các lực tác dụng lên hệ điểm vật chất

Công của các lực làm di chuyển một hệ gồm các điểm vật chất được định nghĩa là tổng công của các lực này làm dịch chuyển mỗi điểm (công thực hiện trên mỗi điểm của hệ được tổng hợp thành công của các lực này lên hệ).

Ngay cả khi cơ thể không phải là một hệ thống các điểm rời rạc, nó có thể được chia (về mặt tinh thần) thành nhiều phần tử (mảnh) vô cùng nhỏ, mỗi phần tử có thể được coi là một điểm vật chất và công có thể được tính theo định nghĩa trên. Trong trường hợp này, tổng rời rạc được thay thế bằng tích phân.

• Những định nghĩa này có thể được sử dụng vừa để tính công do một lực hoặc một loại lực cụ thể thực hiện, vừa để tính công Công việc đầy đủđược thực hiện bởi tất cả các lực tác dụng lên hệ.

Động năng

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

Đối với những vật phức tạp gồm nhiều hạt thì động năng của vật bằng tổng động năng của các hạt.

Năng lượng tiềm năng

Làm việc trong nhiệt động lực học

Trong nhiệt động lực học, công do chất khí thực hiện trong quá trình giãn nở được tính bằng tích phân của áp suất trên thể tích:

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

Công thực hiện trên chất khí trùng với biểu thức này ở giá trị tuyệt đối nhưng ngược dấu.

• Sự khái quát hóa tự nhiên của công thức này không chỉ có thể áp dụng cho các quá trình trong đó áp suất là hàm một giá trị của thể tích mà còn cho bất kỳ quá trình nào (được biểu thị bằng bất kỳ đường cong nào trong mặt phẳng). PV), đặc biệt là đối với các quá trình tuần hoàn.
• Về nguyên tắc, công thức không chỉ áp dụng cho khí mà còn cho bất kỳ thứ gì có khả năng tạo ra áp suất (chỉ cần áp suất trong bình ở mọi nơi đều như nhau, điều này được ngầm định trong công thức).

Công thức này liên quan trực tiếp đến công cơ khí. Thật vậy, chúng ta hãy thử viết công cơ học trong quá trình giãn nở của bình, có tính đến việc lực áp suất khí sẽ hướng vuông góc với từng diện tích cơ bản, bằng tích của áp suất PĐến quảng trường dS nền tảng, và sau đó là công do khí thực hiện để chiếm chỗ h một trang web cơ bản như vậy sẽ là

d A = P d S h . (\displaystyle dA=PdSh.)

Có thể thấy đây là tích của áp suất và sự tăng thể tích gần một diện tích cơ bản nhất định. Và tổng hợp lại tất cả dS, chúng ta nhận được kết quả cuối cùng, trong đó âm lượng sẽ tăng hoàn toàn, như trong công thức chính phần.

Công của lực trong cơ học lý thuyết

Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn những gì đã được thực hiện ở trên việc xây dựng định nghĩa năng lượng như tích phân Riemannian.

Hãy để điểm vật chất M (\displaystyle M) di chuyển dọc theo một đường cong khả vi liên tục G = ( r = r (s) ) (\displaystyle G=\(r=r(s)\)), trong đó s là độ dài cung thay đổi, 0 ≤ s ≤ S (\displaystyle 0\leq s\leq S), và nó chịu tác dụng của một lực hướng tiếp tuyến với quỹ đạo theo hướng chuyển động (nếu lực không hướng tiếp tuyến thì chúng ta sẽ hiểu bởi F (s) (\displaystyle F(s)) hình chiếu của lực lên tiếp tuyến dương của đường cong, do đó giảm trường hợp này xuống trường hợp được xem xét dưới đây). Kích cỡ F (ξ i) △ s i , △ s i = s i − s i − 1 , i = 1 , 2 , . . . , i τ (\displaystyle F(\xi _(i))\tam giác s_(i),\tam giác s_(i)=s_(i)-s_(i-1),i=1,2,... ,i_(\tau )), gọi điện công việc cơ bản sức mạnh F (\displaystyle F) trên công trường và được lấy làm giá trị gần đúng của công do lực tạo ra F (\displaystyle F), tác dụng lên một điểm vật chất khi điểm sau đi qua đường cong G i (\displaystyle G_(i)). Tổng của tất cả các công thức cơ bản là tổng Riemann nguyên của hàm F (s) (\displaystyle F(s)).

Theo định nghĩa của tích phân Riemann, chúng ta có thể định nghĩa công:

Giới hạn mà số tiền có xu hướng ∑ i = 1 i τ F (ξ i) △ s i (\displaystyle \sum _(i=1)^(i_(\tau ))F(\xi _(i))\tam giác s_(i)) tất cả công việc cơ bản, khi những việc nhỏ | τ | (\displaystyle |\tau |) phân vùng τ (\displaystyle \tau) có xu hướng tiến về không, được gọi là công của lực F (\displaystyle F) dọc theo đường cong G (\displaystyle G).

Vì vậy, nếu chúng ta gọi tác phẩm này bằng chữ cái W (\displaystyle W), thì theo định nghĩa này,

W = lim | τ | → 0 ∑ i = 1 i τ F (ξ i) △ s i (\displaystyle W=\lim _(|\tau |\rightarrow 0)\sum _(i=1)^(i_(\tau ))F( \xi _(i))\tam giác s_(i)),

kể từ đây,

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

Nếu vị trí của một điểm trên quỹ đạo chuyển động của nó được mô tả bằng một số tham số khác t (\displaystyle t)(ví dụ: thời gian) và nếu quãng đường di chuyển s = s (t) (\displaystyle s=s(t)), a ∼ t ∼ b (\displaystyle a\leq t\leq b) là hàm khả vi liên tục, thì từ công thức (1) ta thu được

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

Kích thước và đơn vị

Đơn vị đo lường công việc trong

Mọi người biết. Ngay cả trẻ em cũng làm việc Mẫu giáo- trẻ em. Tuy nhiên, ý tưởng hàng ngày được chấp nhận rộng rãi khác xa với khái niệm công cơ học trong vật lý. Ví dụ, một người đàn ông đang đứng và cầm một chiếc túi trên tay. Theo nghĩa thông thường, nó hoạt động bằng cách giữ một tải. Tuy nhiên, từ quan điểm vật lý, nó không làm được điều gì như vậy. Có chuyện gì vậy?

Vì những câu hỏi như vậy nảy sinh nên đã đến lúc nhớ lại định nghĩa. Khi một lực tác dụng lên một vật và vật chuyển động dưới tác dụng của nó thì công cơ học được thực hiện. Giá trị này tỷ lệ thuận với quãng đường mà cơ thể di chuyển và lực tác dụng. Ngoài ra còn có sự phụ thuộc bổ sung vào hướng tác dụng của lực và hướng chuyển động của cơ thể.

Vì vậy, chúng tôi đã đưa ra một khái niệm như công cơ học. Vật lý định nghĩa nó là tích của độ lớn của lực và độ dịch chuyển, nhân với giá trị cosin của góc, tồn tại trong trường hợp tổng quát nhất giữa chúng. Để làm ví dụ, chúng ta có thể xem xét một số trường hợp sẽ cho phép chúng ta hiểu rõ hơn ý nghĩa của điều này.

Khi nào công việc cơ khí không được thực hiện? Xe tải đứng đó, chúng ta đẩy nhưng nó không chuyển động. Lực được tác dụng nhưng không có chuyển động. Công việc được thực hiện là bằng không. Đây là một ví dụ khác - một người mẹ đang bế con trong xe đẩy, trong trường hợp này công việc được thực hiện, lực được tác dụng, xe đẩy di chuyển. Sự khác biệt trong hai trường hợp được mô tả là sự hiện diện của chuyển động. Và theo đó, công việc đã hoàn thành (ví dụ với xe đẩy) hay chưa hoàn thành (ví dụ với xe tải).

Một trường hợp khác - một cậu bé đi xe đạp đã tăng tốc và bình tĩnh lăn bánh dọc đường mà không xoay bàn đạp. Công việc đang được thực hiện? Không, tuy có chuyển động nhưng không có lực tác dụng, chuyển động được thực hiện bằng quán tính.

Một ví dụ khác là con ngựa kéo xe, có người đánh xe ngồi trên đó. Nó có hoạt động không? Có chuyển động, có lực tác dụng (trọng lượng của người lái tác dụng lên xe) nhưng công không được thực hiện. Góc giữa hướng chuyển động và hướng của lực là 90 độ và cosin của góc 90° bằng 0.

Các ví dụ trên cho thấy rõ rằng công cơ học không chỉ đơn giản là tích của hai đại lượng. Nó cũng phải tính đến việc các đại lượng này được định hướng như thế nào. Nếu hướng chuyển động và hướng tác dụng của lực trùng nhau thì kết quả là dương, nếu hướng chuyển động xảy ra ngược với hướng tác dụng của lực thì kết quả sẽ âm (ví dụ: công thực hiện được). bởi lực ma sát khi tải di chuyển).

Ngoài ra, phải lưu ý rằng lực tác dụng lên cơ thể có thể là kết quả của một số lực. Nếu đúng như vậy thì công do tất cả các lực tác dụng lên vật thực hiện bằng công do tổng lực đó thực hiện. Công việc được đo bằng joules. Một joule bằng công thực hiện bởi một lực một newton khi vật chuyển động một mét.

Từ những ví dụ được xem xét, có thể rút ra một kết luận cực kỳ thú vị. Khi nhìn người lái xe trên xe, chúng tôi xác định rằng anh ta đang không làm việc. Công được thực hiện trong mặt phẳng nằm ngang vì đó là nơi xảy ra chuyển động. Nhưng tình hình sẽ thay đổi một chút khi chúng ta xem xét một người đi bộ.

Khi đi bộ, trọng tâm của một người không đứng yên, người đó chuyển động trong một mặt phẳng thẳng đứng và do đó thực hiện công. Và vì chuyển động hướng ngược lại nên công sẽ xảy ra ngược với hướng tác động, dù chuyển động nhỏ nhưng khi đi bộ lâu cơ thể sẽ phải thực hiện thêm công. Vì vậy, dáng đi thích hợp sẽ làm giảm công việc làm thêm này và giảm mệt mỏi.

Sau khi phân tích một số điều đơn giản tình huống cuộc sống, được chọn làm ví dụ và sử dụng kiến ​​thức về công cơ học là gì, chúng tôi đã xem xét các tình huống chính biểu hiện của nó, cũng như thời điểm và loại công việc được thực hiện. Chúng tôi xác định rằng khái niệm công trong đời sống hàng ngày và trong vật lý có bản chất khác nhau. Và họ đã chứng minh được thông qua việc áp dụng các định luật vật lý rằng dáng đi không đúng sẽ gây thêm mệt mỏi.

Trong kinh nghiệm hàng ngày của chúng ta, từ “công việc” xuất hiện rất thường xuyên. Nhưng người ta nên phân biệt giữa công sinh lý và công từ quan điểm của khoa học vật lý. Khi đi học về, bạn nói: “Ôi, mệt quá!” Đây là công việc sinh lý. Hoặc, ví dụ, công việc của một nhóm trong truyện dân gian"Cây củ cải".

Hình 1. Làm việc theo nghĩa hàng ngày của từ này

Ở đây chúng ta sẽ nói về công từ quan điểm vật lý.

Công cơ học được thực hiện nếu vật chuyển động dưới tác dụng của một lực. Công việc được chỉ định chữ cái Latinh A. Một định nghĩa chặt chẽ hơn về công việc nghe có vẻ như thế này.

Công của một lực là một đại lượng vật lý bằng tích của độ lớn của lực và quãng đường mà vật đi được theo hướng của lực.

Hình 2. Công là một đại lượng vật lý

Công thức có giá trị khi một lực không đổi tác dụng lên vật.

Trong hệ đơn vị SI quốc tế, công được đo bằng joules.

Điều này có nghĩa là nếu dưới tác dụng của lực 1 newton, vật di chuyển được 1 mét thì lực này thực hiện công 1 joule.

Đơn vị công việc được đặt theo tên của nhà khoa học người Anh James Prescott Joule.

Hình 3. James Prescott Joule (1818 - 1889)

Từ công thức tính công, có ba trường hợp có thể xảy ra khi công bằng 0.

Trường hợp thứ nhất là khi một lực tác dụng lên một vật nhưng vật không chuyển động. Ví dụ, một ngôi nhà phải tuân theo sức mạnh to lớn Trọng lực. Nhưng cô ấy không làm bất cứ công việc gì vì ngôi nhà bất động.

Trường hợp thứ hai là khi vật chuyển động theo quán tính, tức là không có lực tác dụng lên nó. Ví dụ, tàu không gian di chuyển trong không gian giữa các thiên hà.

Trường hợp thứ ba là khi có một lực tác dụng vào vật vuông góc với phương chuyển động của vật. Trong trường hợp này, mặc dù vật chuyển động và có một lực tác dụng lên nó nhưng vật không chuyển động. theo hướng của lực.

Hình 4. Ba trường hợp công bằng 0

Cũng cần phải nói rằng công do một lực thực hiện có thể âm. Điều này sẽ xảy ra nếu cơ thể di chuyển ngược với hướng của lực. Ví dụ, khi máy trục với sự trợ giúp của dây cáp, nâng một vật lên trên mặt đất, công của trọng lực là âm (và công của lực đàn hồi của dây cáp hướng lên trên, ngược lại, là dương).

Giả sử khi thực hiện công trình xây dựng hố phải được lấp đầy bằng cát. Máy xúc sẽ mất vài phút để làm việc này, nhưng một công nhân với xẻng sẽ phải làm việc trong vài giờ. Nhưng cả máy xúc và công nhân đều đã hoàn thành cùng một công việc.

Hình 5. Cùng một công việc có thể được hoàn thành vào những thời điểm khác nhau

Để mô tả tốc độ thực hiện công trong vật lý, người ta sử dụng một đại lượng gọi là công suất.

Công suất là một đại lượng vật lý bằng tỉ số giữa công và thời gian thực hiện nó.

Sức mạnh được biểu thị bằng một chữ cái Latin N.

Đơn vị SI của công suất là watt.

Một watt là công suất mà một joule công được thực hiện trong một giây.

Bộ nguồn được đặt theo tên của nhà khoa học người Anh, người phát minh ra động cơ hơi nước, James Watt.

Hình 6. James Watt (1736 - 1819)

Hãy kết hợp công thức tính công với công thức tính công suất.

Bây giờ chúng ta hãy nhớ rằng tỉ số quãng đường mà vật đi được là S, tính đến thời điểm chuyển động t là tốc độ của cơ thể v.

Như vậy, công suất bằng tích của trị số của lực và vận tốc của vật theo phương của lực.

Công thức này thuận tiện để sử dụng khi giải các bài toán trong đó lực tác dụng lên một vật chuyển động với tốc độ đã biết.

Thư mục

1. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Tuyển tập các bài tập vật lý lớp 7-9 của các cơ sở giáo dục phổ thông. - tái bản lần thứ 17. - M.: Giáo dục, 2004.
2. Peryshkin A.V. Vật lý. Lớp 7 - tái bản lần thứ 14, khuôn mẫu. - M.: Bustard, 2010.
3. Peryshkin A.V. Tuyển tập các bài toán vật lý lớp 7-9: tái bản lần thứ 5, khuôn mẫu. - M: Nhà xuất bản “Thi”, 2010.

1. Cổng Internet Physics.ru ().
2. Cổng thông tin Internet Festival.1september.ru ().
3. Cổng thông tin Internet Fizportal.ru ().
4. Cổng Internet Elkin52.narod.ru ().

Bài tập về nhà

1. Trong trường hợp nào thì công bằng 0?
2. Công thực hiện dọc theo đường truyền theo phương của lực như thế nào? Ở hướng ngược lại?
3. Lực ma sát tác dụng lên viên gạch thực hiện bao nhiêu công khi nó di chuyển được 0,4 m? Lực ma sát là 5 N.

Đặc tính năng lượng của chuyển động được giới thiệu dựa trên khái niệm công việc cơ khí hoặc công việc của vũ lực. Nói cách khác, công là thước đo tác dụng của lực.

Định nghĩa 1

Công A được thực hiện bởi một lực không đổi F → là công vật lý đại lượng vô hướng, bằng tích của mô đun lực và chuyển vị nhân với cosin của góc α giữa vectơ lực F → và độ dịch chuyển s →.

Định nghĩa này được thảo luận trong Hình 1.

Công thức công việc được viết là,

A = Fs cos α .

Công là một đại lượng vô hướng. Đơn vị công của SI là Joule (J).

Một joule bằng công thực hiện bởi một lực 1 N để dịch chuyển 1 m theo hướng của lực đó.

Hình 1. Công của lực F →: A = F s cos α = F s s

Khi chiếu F s → lực F → lên phương chuyển động s → lực không đổi và tính công đối với chuyển động nhỏ Δ s i được tổng hợp và sản xuất theo công thức:

A = ∑ ∆ A i = ∑ F s i ∆ s i .

Lượng công này được tính từ giới hạn (Δ s i → 0) rồi tính tích phân.

Việc thể hiện đồ họa của tác phẩm được xác định từ diện tích của hình cong nằm dưới đồ thị F s (x) của Hình 2.

Hình 2. Định nghĩa bằng đồ thị của công Δ A i = F s i Δ s i .

Một ví dụ về lực phụ thuộc vào tọa độ là lực đàn hồi của lò xo, tuân theo định luật Hooke. Để kéo dãn lò xo, cần tác dụng một lực F →, mô đun của lực này tỉ lệ với độ giãn dài của lò xo. Điều này có thể được nhìn thấy trong Hình 3.

Hình 3. Lò xo bị kéo giãn. Hướng của ngoại lực F → trùng với hướng chuyển động s →. F s = k x, trong đó k biểu thị độ cứng của lò xo.

F → y p = - F →

Sự phụ thuộc của mô đun ngoại lực vào tọa độ x có thể được vẽ bằng đường thẳng.

Hình 4. Sự phụ thuộc của mô đun ngoại lực vào tọa độ khi lò xo bị giãn.

Từ hình trên, có thể tìm công thực hiện bởi ngoại lực ở đầu tự do bên phải của lò xo, sử dụng diện tích của tam giác. Công thức sẽ có dạng

Công thức này được áp dụng để biểu thị công do ngoại lực thực hiện khi nén lò xo. Cả hai trường hợp đều chứng tỏ rằng lực đàn hồi F → y p bằng công của ngoại lực F → , nhưng trái dấu.

Định nghĩa 2

Nếu có nhiều lực tác dụng lên một vật thì chúng công việc chung bằng tổng công thực hiện trên cơ thể. Khi một vật chuyển động tịnh tiến thì các điểm tác dụng của lực sẽ chuyển động bằng nhau, nghĩa là tổng công của tất cả các lực sẽ bằng công của hợp lực của các lực tác dụng.

Quyền lực

Định nghĩa 3

Quyền lựcđược gọi là công do lực thực hiện trong một đơn vị thời gian.

Việc ghi lại đại lượng công suất vật lý, ký hiệu là N, có dạng tỷ lệ giữa công A và khoảng thời gian t của công được thực hiện, nghĩa là:

Định nghĩa 4

Hệ thống CI sử dụng watt (Wt) làm đơn vị công suất. 1 Watt là công mà 1 J công thực hiện được trong 1 s.

Ngoài Watt, còn có các đơn vị đo công suất phi hệ thống. Ví dụ, 1 mã lực xấp xỉ bằng 745 Watts.

Nếu bạn thấy văn bản có lỗi, vui lòng đánh dấu nó và nhấn Ctrl+Enter

Hầu như tất cả mọi người sẽ không ngần ngại trả lời: trong phần thứ hai. Và họ sẽ sai. Mặt trái là sự thật. Trong vật lý, công cơ học được mô tả với các định nghĩa sau: Công cơ học được thực hiện khi có lực tác dụng lên vật và vật chuyển động. Công cơ học tỷ lệ thuận với lực tác dụng và quãng đường đi được.

Công thức công cơ khí

Công cơ học được xác định theo công thức:

trong đó A là công, F là lực, s là quãng đường đi được.

TIỀM NĂNG(hàm thế năng), một khái niệm đặc trưng cho một lớp rộng các trường lực vật lý (điện, hấp dẫn, v.v.) và các trường nói chung đại lượng vật lý, được biểu thị bằng vectơ (trường vận tốc chất lỏng, v.v.). Trong trường hợp tổng quát, thế năng trường vectơ a( x,y,z) là một hàm vô hướng như vậy bạn(x,y,z) rằng a=grad

35. Chất dẫn điện trong điện trường. Công suất điện.vật dẫn điện trong điện trường. Chất dẫn điện là những chất được đặc trưng bởi sự hiện diện trong chúng một số lượng lớn các chất mang điện tích tự do có thể chuyển động dưới tác dụng của điện trường. Chất dẫn điện bao gồm kim loại, chất điện phân và than đá. Trong kim loại, chất mang điện tích tự do là các electron của lớp vỏ ngoài của nguyên tử, khi các nguyên tử tương tác sẽ mất hoàn toàn kết nối với các nguyên tử “của chúng” và trở thành đặc tính của toàn bộ dây dẫn. Các electron tự do tham gia vào chuyển động nhiệt giống như các phân tử khí và có thể di chuyển trong kim loại theo bất kỳ hướng nào. Công suất điện- đặc tính của vật dẫn điện, thước đo khả năng tích lũy điện tích của vật dẫn điện. Về lý thuyết mạch điệnđiện dung là điện dung lẫn nhau giữa hai dây dẫn; tham số của phần tử điện dung của mạch điện, được trình bày dưới dạng mạng hai cực. Điện dung như vậy được định nghĩa là tỷ số giữa độ lớn của điện tích với hiệu điện thế giữa các dây dẫn này

36. Điện dung của tụ điện bản song song.

Điện dung của một tụ điện bản song song.

Cái đó. Điện dung của tụ điện phẳng chỉ phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và hằng số điện môi của nó. Để tạo ra tụ điện có công suất lớn cần phải tăng diện tích các bản tụ và giảm độ dày của lớp điện môi.

37. Tương tác từ của dòng điện trong chân không. Định luật Ampe.Định luật Ampe. Năm 1820, Ampère (nhà khoa học người Pháp (1775-1836)) đã thực nghiệm thiết lập một định luật để tính toán lực tác dụng lên phần dây dẫn có chiều dài mang dòng điện.

trong đó vectơ cảm ứng từ là vectơ phần tử chiều dài của dây dẫn vẽ theo chiều dòng điện.

Mô đun lực, trong đó là góc giữa hướng của dòng điện trong dây dẫn và hướng của cảm ứng từ trường. Đối với một dây dẫn thẳng có chiều dài mang dòng điện trong từ trường đều

Hướng của lực tác dụng có thể được xác định bằng cách sử dụng quy tắc bàn tay trái:

Nếu lòng bàn tay trái được đặt sao cho thành phần bình thường (theo dòng điện) từ trườngđi vào lòng bàn tay, bốn ngón tay duỗi thẳng hướng dọc theo dòng điện, khi đó ngón cái sẽ chỉ hướng tác dụng của lực Ampe.

38. Cường độ từ trường. Luật Biot-Savart-LaplaceCường độ từ trường(ký hiệu tiêu chuẩn N ) - vectơ đại lượng vật lý, bằng hiệu của vectơ cảm ứng từ B Và vectơ từ hóa J .

TRONG Hệ thống đơn vị quốc tế (SI): Ở đâu- hằng số từ.

Luật BSL.Định luật xác định từ trường của một phần tử dòng điện riêng lẻ

39. Ứng dụng định luật Bio-Savart-Laplace.Đối với trường dòng điện một chiều

Để rẽ một vòng.

Và đối với điện từ

40. Cảm ứng từ trường Từ trường được đặc trưng bởi một đại lượng vectơ, được gọi là cảm ứng từ trường (đại lượng vectơ, là đặc tính lực của từ trường tại một điểm nhất định trong không gian). MI. (B) đây không phải là lực tác dụng lên dây dẫn, nó là đại lượng được tìm thấy thông qua một lực nhất định theo công thức sau: B \u003d F / (I * l) (Nói bằng lời: Mô-đun vectơ MI. (B) bằng tỷ số giữa mô đun lực F mà từ trường tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện nằm vuông góc với các đường sức từ, với cường độ dòng điện trong dây dẫn I và chiều dài của dây dẫn l. Cảm ứng từ chỉ phụ thuộc vào từ trường. Về vấn đề này, cảm ứng có thể được coi là một đặc tính định lượng của từ trường. Nó xác định lực nào (Lực Lorentz) mà từ trường tác dụng lên một điện tích chuyển động với tốc độ. MI được đo bằng Tesla (1 T). Trong trường hợp này, 1 T=1 N/(A*m). MI có một hướng đi. Về mặt đồ họa, nó có thể được vẽ dưới dạng đường. Trong từ trường đều, các MI song song và vectơ MI sẽ có hướng giống nhau tại mọi điểm. Trong trường hợp từ trường không đồng nhất, ví dụ, một từ trường xung quanh một dây dẫn có dòng điện, vectơ cảm ứng từ sẽ thay đổi tại mỗi điểm trong không gian xung quanh dây dẫn và các tiếp tuyến với vectơ này sẽ tạo ra các vòng tròn đồng tâm xung quanh dây dẫn.

41. Chuyển động của hạt trong từ trường. Lực Lorentz. a) - Nếu một hạt bay vào vùng có từ trường đều và vectơ V vuông góc với vectơ B thì hạt đó chuyển động theo một đường tròn bán kính R=mV/qB, vì lực Lorentz Fl=mV^2 /R đóng vai trò là lực hướng tâm. Chu kỳ quay là T=2piR/V=2pim/qB và nó không phụ thuộc vào tốc độ của hạt (Điều này chỉ đúng với 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.

Lực từ được xác định theo hệ thức: Fl = q·V·B·sina (q là độ lớn của điện tích chuyển động; V là mô đun vận tốc của nó; B là mô đun của vectơ cảm ứng từ trường; alpha là mô đun góc giữa vectơ V và vectơ B) Lực Lorentz vuông góc với tốc độ nên không sinh công, không làm thay đổi mô đun tốc độ điện tích và động năng của nó. Nhưng hướng của tốc độ thay đổi liên tục. Lực Lorentz vuông góc với các vectơ B và v, và hướng của nó được xác định bằng quy tắc bàn tay trái giống như hướng của lực Ampe: nếu tay trái đặt sao cho thành phần cảm ứng từ B, vuông góc với tốc độ của điện tích đi vào lòng bàn tay, bốn ngón tay hướng theo chuyển động của điện tích dương (ngược lại với chuyển động của điện tích âm), khi đó ngón cái cong 90 độ sẽ chỉ hướng của lực Lorentz F tác dụng lên. khoản phí.