Физикалык маятник. Физикалык маятникт1н келт1р1лген узындыктары

23.

Табиатта сйы озалысты екі ртрлі тртібі бар екендігін баылауды нтижесінен білеміз. Оны біріншісінде жекелей тарамдар бір-бірімен араласпай, параллель трінде озалады. Сйыты блайша аысты баытымен параллель кйінде абаттар трізді араласа отырып белгілі бір тртіппен озалысы ламинар аыс деп атайды (латынша Lamina – пластина).

Ал екінші жаыдайда, аыс белгілі бір тртіпсіз, олы кйінде суды жылжуы. Сйыты бырды бойымен келіп тсуіні негізгі жолымен атар, оны кей бліктеріні айналып, араласа отырып засыз тртіпте келуі де айындалан. Сйыты мндай тртіпсіз жылжу трі турбуленттікаыс деп аталады (латынша turbulentus тртіпсіз йынды).

Ламинарлы (a) жне турбуленттік (b) аыстарды сызбансасы

Сйы озалысыны наты алайша болатындыын натылау 1883 жылы енгізілді, бл аылшын физигі Рейнольдсты тжрибесіні нтижесінде болан еді. Кейбір теориялы тжырымдар мен осы тжірибелерді нтижелеріне сйене отырып Рейнольдс орта жаыдайды анытады, мнда сйы жылжуыны ламинарлы жне турбуленттік тртібіні болуына, небір тртіптен екіншісіне ауысуа ммкіндік бар. бырдаы сйы аыныны тртібі осы озалысты анытайтын негізгі факторларды ескеретін шексіз сандарды клеміне атысты болады екен, орташа жылдамды w, быр диаметрі d, сйы тыыздылыы жне оны абсолюттік ттырлыы . Бл сан мына трде

болады (кейін бан Рейнольдс саны деген атау берілді).

24.

Термодинамикалы жйе - бір-бірімен жне сырткы ортамен энергия жне зат алмаса алатын макроскопиялык денелер мен рістерді жиынтыы. Термодинамикалы параметр деп – макроденені кйін сипаттайтын физикалы шаманы атайды, оан ысым, клем, тем- пература жатады.

Абсолют температуралар шкаласы. Тыш рет температуралы шкаланы физикалы былысты негізінде жасаан алым, аыл- шын физигі 1848 жылы Томсон Уильям ылыми жетістіктері шін лорд Кельвин атанды. Цельсий шкаласы бойынша -237 гр С температураа 0 К сйкеc келеді. Бл мынадай байланыста болады. Т = t + 237. Абсолют температураны бір Кельвин (К), мні Цельсий (I) ' 273,16 С атынасымен байланысты.

Абсолют нл - молекулаларды жылулы озалыстары тгелдей тоталатын кезіндегі е тмен шекті температура.

25.

Идеал газ – блшектеріні зара сері ескерілмейтін газды теориялы моделі. Ол классикалы идеал газ жне квантты идеал газ болып ажыратылады. Классикалы идеал газды асиеттері классикалы физика задарымен – Клапейрон тедеуімен, сондай-а оны дербес трлері Бойль–Мариотт заы жне Гей-Люссак заымен сипатталады. Параметрлерді біреуіні мні згермей алан кезде тетін процестер изопроцестер деп аталады.

Изобаралы процесс. ысым траты боланда, термодинамикалы жйе кйіні згеруі процесі изобаралы(Гей –Люссак)деп аталады. Егер газ ысымы згермесе, берілген массалы газ шін клемні температураа атысы траты болады.

Р =const

Изохорлы процесс. Клем траты боланда термодинамикалы жйе кйіні згеру процесі изохоралы(Ж.Шарль) деп аталады. V =const

Изотермиялы процесс. Температура траты боланда мак-роскопиялы, денелерді термодинамикалы, жуйесі кйіні згеру процесін изотермиялы(Бойль — Мариотт) депатайды.

26.

Клапейрон – Менделеев тедеуі – идеал газды кйін анытайтын жне оны негізгі параметрлеріні (p ысымны, V клемні жне T абсолют температураны) арасындаы байланысты таайындайтын тедеу.

Клапейрон тедеуі Бойль-Мариотт заын, Гей-Люссак заын жне Авогадро заын біріктіретін идеал газ кйіні тедеуі болып табылады.

Затты мольдік массасы - бір мольді млшерінде алынан затты массасы.

Затты млшері v берілген денедегі N молекулалар саныны NА Авогадро тратысына, яни затты 1 моліндегі моле­кулалар саныны катынасына те.

27.

Макроскопиялы параметрлерді (ысым, клем) микроскопиялы параметрлермен (молекулаларды массасы, жылулы озалыс жылдамдыы, кинетикалы энергиясы) арасындаы байланысты крсететін рнекті молекула-кинетикалы теорияны негізгі тедеуі деп атайды. МКТ - ні негізгі аидалары:

1. Барлы денелер микроблшектерден трады.

2. Денедегі микроблшектер здіксіз жне хаосты озалыста болады.

3. Денедегі микроблшектер зара рекеттеседі.

 

v- орташа кВ жылдамды

R-8.31 универсал газ

28.

Аылшын алымы Максвелл газ молекулаларыны жылдамды бойынша таралып орналасуын анытайтын зады ашты. Бл задылы Максвелл таралуы деп аталды.

Максвелл ытималды теориясы мен математикалы статистика задылытарын пайдалана отырып таралу функциясын алды. Таралу функциясы - дегеніміз жылдамдытары модулі интервалы арасында жататын газ молекулаларыны лесі болып табылады.

Газ молекулаларыны жылдамдытар бойынша таралу графигі келесі суретте крсетілген. мндаы: Т1<Т2.

Газдарды ыздыранда аз жылдамдыпен озалатын молекулаларды лесі азаяды, ал лкен жылдамдыпен озалатын молекулаларды лесі артады.

Газдаы кпшілік молекулалар ытимал жылдамдытай жылдамдыпен озалады. .

Молекулаларды орташа жылдамдыы - .

Молекулаларды орташа квадратты жылдамдыы -

Яни осы формулалардан болатыны крінеді.

 

29. Бл тедік барометрлік формула деп аталады. Бдан газды молекулалы массасы нерлым лкен болса, оны ысымы биіктеген сайын тезірек кемитіні байалады (2-сурет).

Больцман лестіруі — молекулалары сырты потенциалды рісте классикалы механика зандары бойынша озалатын идеал газ блшектеріні импульс жне координата бойынша лестіруі.

Молекула белгілі бір клем элементінде берілген импульсы болуын сипаттайтын осы орытылан ытималдытар лестірілімі Максвелл — Больцман лестірілуі деп аталады.

30.

Молекулаларды ретсіз озалысын жылулы озалыс деп атаймыз. Жылулы озалыстаы газ молекулалары бір-бірімен здіксіз сотыысады. Сотыысанша олар l жолды еркін жреді. Еркін жру жолы – кездейсо шама Газ молекуласыны кршілес екі сотыысу арасында жріп ткен ара ашытыын газ молекуласыны еркін жолыны зындыы деп атайды. лшем бірлігі .

Газ молекуласыны еркін жолыны орташа зындыы абсолют температураа тура пропорционал жне газды ысымына кері пропорционал.

Сотыысулардыц орташа санын (z) табу шін, арастырылып отыран молекуладан баса молекулаларды барлыы аз орындарында озалмайды деп йарамыз. Сотыысуды нтижесінде молекула зіні шу баытын згертіп, радиусы r цилиндрді ішінде орналасан баса молекуламен кездескенше тзу сызыты озалады (4-сурет). 1 секунд ішінде молекула u-а те жол жреді. Осы уаытты ішінде тыныш тран молекулалармен сотыысу саныны зындыы u, радиусы r жне клемі V=d2u болатын цилиндрді ішінде алатын молекулаларды санына те болады. Осы клемді бірлік клемдегі молекулалар саны п₀-ге кбейтіп, озалыстаы молекуланы 1 секунд ішінде озалмай тран мо- лекулалармен сотыысуларынын орташа санын табамыз: z=d²un₀

Баса молекулалар да озалыста болатындытан, сотыысуды z саны (9) формулада крсетілген мнінен басаша, яни z-ті мніне тзету кбейткішін ендірейік:

= ²un₀ (10)

Мндаы d — сотыысу кезінде екі молекула центрлеріні арасын- даы ен аз ашыктытаы молекуланы эффективті диаметрі деп аталады.

31.

Тепе-тедік кйі бзыланда газдарда жылуды немесе озалыс млшеріні аыны пайда болады. Сондытан осындай былыстарды тасымалдау былыстары деп атайды .Тасымалдау былыстарыны келесі ш трі кездеседі: диффузия, жылу ткізгіштік жне ішкі йкеліс (ттырлы).

Диффузия деп - р трлі оспаларды молекулаларыны жылулы озалысты нтижесінде здігінен бір-бірімен араласып орналасуын айтамыз. Диффузия кезінде газды І клемінен ІІ клеміне зат тасымалданады.

Диффузия кезінде масса, жылу ткізгіштік кезінде энергия, ішкі йкеліс кезінде импульс тасымалданады. Сондытан бл былыстар тасымалдау былыстары деп аталады. Диффузия былысын сипаттайтын зады Швейцар физигі Фик ашты. Сондытан бл за Фик заы деп аталады: Диффузия былысы кезінде S аудан арылы t уаытта тасымалданатын зат массасы тыызды градиентіне тура пропорционал болады.

мндаы: - диффузия коэффициенті, лшем бірлігі .

32.

Ішкі йкеліс былысы

Сйы немесе газ абаттары бір-біріне атысты озалан жадайда оларды арасында йкеліс кші пайда болады. Бл былыс ішкі йкеліс былысы деп аталады. Ішкі йкеліс кезінде газды бір абатынан екінші абатына импульс (озалыс млшері) тасымалданады.

- жылдамды градиенті.

Ішкі йкеліс былысын сипаттайтын зады аылшын алымы Ньютон ашты. Сондытан бл за ішкі йкеліс былысы шін Ньютон заы деп аталады:

немесе

 

мндаы: -кернеу, -ішкі йкеліс коэффициенті немесе ттырлы, лшем бірлігі

 

33.

Жылу ткізгіштік былысы кезінде газды температурасы жоары клемінен температурасы тмен клемге энергия тасымалдайды.

- температура градиенті. Температура градиенті деп белгілі баытта температураны згеру шапшадыын айтады. Жылу ткізгіштік былысын сипаттайтын зады француз алымы Фурье ашты.

Сондытан бл за Фурье заы деп аталады:

Жылу ткізгіштік былысы кезінде аудан арылы t уаытта тасымалданатын жылу млшері температура градиентіне тура пропорционал болады.

,

мндаы: - жылу ткізгіштік коэффициенті, лшем бірлігі .

 

34.

Газ молекуласыны еркіндік дрежесі деп молекуланы кеістіктегі орнын анытайтын туелсіз параметрлерді жиынтыын айтамыз. Егер кез-келген дене кеістікте озалатын болса, онда осы озалысты туелсіз алты озалысты жиынтыы трінде арастыруа болады: ш ілгерілемелі озалысты (тікбрышты координаталар жйесіні осьтері бойымен), ш айналмалы озалысты (денені массалар центрі арылы тетін зара перпендикуляр ш осьті айналасында) жиынтыы.

алыпты жадайда газ молекулаларыны еркіндік дрежесі:

Бір атомды газ ш баытта ілгерілемелі озала алады. Сондытан бір атомды газды еркіндік дрежесі 3 -ке те.

Екі атомды газ ш баытта ілгерілемелі жне екі баытта айналмалы озала алады (сурет). Сондытан екі атомды газды еркіндік дрежесі 5 -ке те болады.

і – молекуланы еркіндік дрежесіні саны.

Ішкі энергия згерісі – берілген газ массасы шін температураны згерісінен ішкі энергиясы згереді dU=U2-U1

Идеал газдарды iшiнде зiнi физикалы асиеттерi бойынша арапайым болып табылатын газ — бiр атомды газ (гелий, неон, аргон жне т.б.).

Бiр атомды газды iшкi энергиясы. Идеал газды барлы iшкi энергиясы оны молекулаларыны алыптаспаан озалысыны кинетикалы энергиясы болып табылады. Массасы m бiр атомды газ шiн ол бiр атомны орташа кинетикалы энергиясыны E = 3kT/2 жалпы атомдар санына N = mNa/M кбейткенге те. kNa = R екенiн ескерiп, мынаны табамыз:

U = 3mRT/2M.

 

35.

Термодинамиканы бірінші бастамасы — термодинамикалы жйелер шін керек энергияны саталу заы; бл за бойынша жйеге берілетін жылу оны ішкі энергиясын згертуге жне жйені сырты кштерге арсы жмысына жмсалады. Термодинамиканы бірінші бастамасын (заын) энергияны саталуы заы деп те атайды.

U=Q+A газ сыылса U=Q-A^ газ лайса

Изотермиялы процесстер:

T=const àU=Q U=3mRT/2M T=0 U=0

Q=-A Q=A^ 0=Q+A Q=-A

Изохоралы процестер:

V=const à A=0 A^=0 A=Pv

U=Qv=0 U=Q

Изобаралы процесстер:

P=const à

U=Q+A U=Q-A^

36.

Термодинамикадаы жмыс – газбен жмыс істегенде оны р уаытта клемі згереді: V=V2-V1

A=Pv A=P(v2-v1)

Газ тек клемі згергенде жмыс атарады. Егер газды клемі лайса, газ о жмыс атарады, ал газ сыылса (клемі азайса) теріс жмыс атарады. Егер газды ысымы траты болса, онда газды клемі v1-ден v2-ге згергенде атарылатын жмыс A=P(v2-v1) рнегімен аныталады.

Термодинамикадаы 2 трлі жмыс:

Газды жмысы: A^ газ лайса Сырты кщтержі жмысы: А газ сыылса

Термодинамикадаы жмыс P(v) графигі астындаы фигураны ауданына те:

37.

Затты жылу сыйымдылыы деп затты температурасын 1 Кельвинге згертуге ажетті жылу млшерін айтады. лшем бірлігі – Дж/К. Затты жылу сыйымдылытары денені ыздыру дісіне туелді болады. Денені ыздыру траты клемде жретін болса, онда жылу сыйымдылыын траты клемдегі жылу сыйымдылыы деп атайды. Ал егер ыздыру траты ысымда жретін болса, онда жылу сыйымдылыын траты ысымдаы жылу сыйымдылыы деп атайды.

Мольдік жылу сыйымдылыы деп млшері бір моль затты температурасын бір Кельвинге згертуге ажетті жылу млшерін айтады. лшем бірлігі – Дж/моль .К.

Изохоралы процесс.

Изохоралы процесс кезінде газ жмыс нольге те жне жйеге берілген жылу млшері жйені ішкі энергиясын згертуге жмсалады.

Ішкі энергия згерісі ,

мндаы: - траты клемдегі мольдік жылу сыйымдылыы.

 

Изобаралы процесс. P=const

Изобаралы процесс кезінде термодинамиканы жйеге берілген жылу млшері жйені ішкі энергиясын згертуге жне жйені сырты денелермен жмыс атаруына жмсалады:

Жйеге берілген жылу млшері: ,

мндаы: - траты ысымдаы мольдік жылу сыйымдылыы.

 

Газды траты ысымдаы жне траты клемдегі мольдік жылу сыйымдылытарыны айырмасы универсал газ тратысына те. Cp траты ысымдаы мольдік жылу сыйымдылыы рашан CV траты клемдегі мольдік жылу сыйымдылыынан лкен болады

Идеал газды изобаралы жне изохоралы процестеріндегі меншікті жылу сыйымдылытарыны арасындаы байланыс:

-траты ысым кезіндегі мольдік жылу сыйымдылы.

-траты клем кезіндегі мольдік жылу сыйымдылы.

-Майер формуласы.

Майер тедеуі. Бдан шыады.

38.

Адиабаталы процесс жылу алмасу болмайтын процесс:

Q=0

те тез (жылдам) тетін, жылуалмасып лгермейтін процестерді барлыын адиабаталы процеске жатызуа болады. Адиабаталы процесс кезінде ш параметрі бір уаытта згереді.

Aдиабаталыпроцессшінтермодинамиканыбіріншібастамасы ( )

Адиабаталы процесті сипаттайтын тедеу Пуассон тедеуі деп аталады.

мндаы: - Пуассон коэфиценті немесе адиабата крсеткіші.

Адиабаталы процесті сипаттайтын графикті адиабата деп атайды.

 

Адиабатты процес кезіндегі процесс кезіндегі жмыс . Егер газ адиабатты трде -ден -ге лаятын болса, онда оны температурасы -ден -ге дейін тмендейді.

39.

Термодинамиканы екінші заы табиаттаы процестерді жру баытын крсетеді.\

айтымды процесс кері баытта ткізуге болатын процесті тура баытта ткізгенде жйе андай кйлерден тсе, кері баытта сондай тізбегінен тетін процесті айтады. айтымды процеске тек тепе те процестер жатады. айтымды процесте жйені оршаан денелерде ешандай згеріс болмайды.

айтымсызпроцестерздігіненбірбаыттатетінпроцес. Наты процестер айтымсыз процестер болады. Олар мейлінше баяу те отырып, айтымды процестерге тек жуытай алады. айтымсыз процесс кезінде жйе брыны кйіне айтып келмейді. йкеліс, кедергі кштерімен жретін процестер айтымсыз процесс болып табылады. Жылу алмасу кезінде жретін процесс айтымсыз процесс болып табылады.

Дгелек процесс немесе цикл деп жйе бірнеше кйден тіп барып бастапы кйге айта оралу процесін айтады. Циклді диаграммасы тйы исы. Идеал газды циклін 2 процеске блуге болады.

1. Газды лаюы (1-2); 2. Газды сыылуы (2-1).

Жылу машиналары деп жйені ішкі энергиясыны бір блігін механикалы энергияа айналдыратын жне соны есебінен жмыс істейтін рылыларды айтады. Жмыс денесі ыздырыштан Q1 жылуды алып, салындатыша Q2 жылуды береді жне осы жылу млшерлеріні айырмасы A=Q1-|Q2| пайдалы жмысты береді. Жылу озалтышыны тиімділігі оны пайдалы сер коэффициентімен сипатталады:

40.

Энтропия– тйы термодинамикалыжйедегіздігіненжретінпроцестітубаытынсипаттайтынкйфункциясы. Энтропиязатмолекулаларыныозалысынытртіпсіздігінімлшеріболыптабылады. мндаы: w - кйытималдыы. айтымдытйыпроцестеэнтропиялызгерісінольгете.Кез-келгенпроцестердежйеніэнтропиясыкемімейді.Абсолют нольде термодинамикалы жйені энтропиясы нольге те болады.

Карнотеоремасы:

- айтымдыКарноциклініПК-іжмыстыдененітабиатынажнеосыциклдіжасайтынжйенірылысынатуелсіз, олтекыздырыш пенсалындатышты температураларыарылыаныталады;

- айтымсызмашиналардыПК-іайтымдымашиналардыПК-неараандакіші.

Кез келген цикл жадайында Карно теоремасыны жалпылама трі Клаузиус тесіздігін береді (Клаузиус теоремасы)

салын денеден ысты денеге жылу берілуі ммкін болатын циклдік процесс болуы ммкін емес (Р.Клаузиус).

41.

Термодинамиканы 2 заы: Екі жйеде суыыра жйеден ыстыыра жйеге жылу здігінен жмыссыз берілуі ммкін емес. Табиатта барлы макроскопиялы процесстер тек белгілі бір баытта теді.зін оршаан кеістікте ешандай алды згерістер болмайтындай трде жретін термодинамикалы процесті айтымды процесс деп атайды. айтымды процесс кезінде термодинамикалы жйе бастапы кйіне айта келеді.

Сырты ортада згерістер алатындай трде жретін процесті айтымсыз процесс деп атайды. айтымсыз процесс кезінде жйе брыны кйіне айтып келмейді. йкеліс, кедергі кштерімен жретін процестер айтымсыз процесс болып табылады.

Жылу алмасу кезінде жретін процесс айтымсыз процесс болып табылады. Термодинамикалы жйе бастапы кйіне айтып келетіндей трде жретін термодинамикалы процестерді жиынтыын тйы процесс немесе цикл деп атайды.

Термодинамиканы шінші бастамасы — абсолюттік нлге жуы температура маында, реакцияны жылу эффектісі мен максимал жмысты сипаттайтын исы сызытар зара бірігіп кетеді, ал оларды орта жанамасы температуа осіне параллель болады дейтін, химиялы реакциялара тн эксперименттік нтижелерді орытындылаудан туатын постулат.

42.

Негізінен жылу машиналары Карно циклімен жмыс атарады. Карно циклі 2 изотермадан жне 2 адиабатадан трады.

1) 1 – 2 – изотермиялы лаю.

2) 2 – 3 – адиабаталы лаю.

3) 3 – 4 – изотермиялы сыылу.

4) 4 – 1 – адиабаталы сыылу.

Карно циклімен жмыс кез-келген жмыс машинасы температурасы Т1 ыздырыштан , жмыс денесінен жне температурасы Т2 салындатыштан трады

Карно теоремасы:

- айтымды Карно цикліні ПК-і жмысты денені табиатына жне осы циклді жасайтын жйені рылысына туелсіз, ол тек ыздырыш пен салындатышты температуралары арылы аныталады;

- айтымсыз машиналарды ПК-і айтымды машиналарды ПК-не араанда кіші.

Карно циклі шін ПК-і:

43.

Наты газдар. Бойл-Мариот жне Гей-Люссак задарына баынбайтын газдар.Наты газдарды молекуларыны лшемдері болады жне олар бір-бірімен зара серлеседі.Наты газдарды кйін анытайтын тедеуді алу шін голланд алымы Ван-дер-Ваальс Менделеев-Клапейрон тедеуіне молекулаларды лшемдерін жне зара серлесуін ескеретін тзету енгізді. Бл алынан тедеу наты газдарды кй тедеуі немесе Ван-дер-Ваальс тедеуі деп аталады. Млшері 1 моль наты газ шін Ван-дер-Ваальс тедеуі келесі трде жазылады: мндаы: -Ван-дер-Ваальс тратылары.

44.

Наты газдарды ішкі энергиясы рнегімен аныталады, мндаы - молекулаларды осынды кинетикалы энергиясы, -молекулаларды осынды зара серлесу энергиясы. энергиясын анытайы. Ол шін молекулаларды арасындаы тартылу кшіні жмысы энергиясыны кемуіне те екенін ескереміз, яни . Молекулаларды арасындаы тартылу кші ішкі ысыммен сипатталады. Сондытан жне .

Молекулаларды осынды кинетикалы энергиясы оларды озалысына туелді болады.

Сондытан Ван-дер-Ваальс газыны 1 моліні ішкі энергиясы

,

мндаы: .

45.

Шамалары уаыт бойынша косинус н/е синус заы бойынша згеретін тербелістер.

тербеліс ыысу нктесінен басталды

тербеліс тепе-тедік кйден

Еркін тербелістер жйе тепе-тедік жадайынан шыарылан кездегі жйедегі ішкі кштерді серінен болады. Еркін тербелістер гармоникалы болуы шін тербелмелі жйені сызыты болуы керек, жне мнда энергия диссипациясы болмауы ажет.

Еріксіз тербелістер сырты периодты кштер серінен болып трады. Олар гармоникалы болуы шін тербелмелі жйені сызыты болуы, ал сырты кштер здері уаыт ткен сайын гармоникалы трде згеріп труы ажет.

Гармоникалы тербелістерді жалпы дифференциалды трі:

(Бл диффернциалды тедеуді кез келген тривиальды емес шешімі — циклді жиілігі w гармоникалы тербеліс болып табылады.)

v=dx/dt=- wsin(wt+ ) v= w

a=dv/dt=- cos(wt+ ) a=

46. Серіппелі маятник

. Серіппелік маятник (6.2 – сурет) – абсолют серпімді серіппе мен оан ілінген,

6.2 –сурет. Серіппелік маятник

квазисерпімді ( –серіппе атадыы) кш серінен тербелетін массасы жктен тратын жйе. Маятникті озалыс заы: немесе . (6.9) (6.9), (6.4) тедеулерден серіппелік маятник заы бойынша гармониялы тербеліс жасайтынын креміз. Тербелісті циклдік жиілігі мен периоды келесі рнектермен аныталады:

Математикалык маятник

6.4 – сурет.Математикалы маятник

Математикалы маятник (6.4 – сурет) –салмасыз, созылмайтын, зындыы жіп пен оан ілінген, тек ауырлы кші серінен ана тербелетін массасы материялы нктеден тратын жйе. Оны физикалы маятникті дербес трі ретінде арастыруа болады. Сондытан оны периодын (6.13) формуламен анытауа болады. Тек орнына материялы нктені нктесіне атысты инерция моментін ( ), физикалы маятникті келтірілген зындыыны орнына жіпті зындыын ою керек:

(6.15)

(6.13) жне (6.15) формулаларды салыстырса, физикалы маятникті периоды зындыы болатын математикалы маятникті периодымен бірдей болатынын креміз. Сондытан физикалы маятникті келтірілген зындыы мен математикалы маятникті зындыы те болса, онда оларды периодтары да бірдей болады.

физикалык маятник. Физикалык маятникт1н келт1р1лген узындыктары

Физикалы маятник(6.3 – сурет) –С масса центрінен тыс жатан 0 нктесі арылы тетін горизонталь сті айналасында ауырлы кші серінен тербеліс жасайтын атты дене.

Маятник тепе-тедік жадайынан кіші брыша ауытыанда оан кері баытта сер ететін ауырлы кшіні раушысы

(6.11)

кш моментін тудырады. Мндаы - физикалы маятникті зындыы. Бл рнекті айналмалы озалыс шін динамиканы негізгі заына ойса:

,

онда: , немесе (6.12) мндаы: – маятникті айналу сіне атысты инерция моменті. Бл тедеуді трі гармониялы осцилляторды озалыс заымен сйкес келеді. Олай болса физикалы маятник гармониялы тербеліс жасайды. Тербеліс параметрлері:

6.3 – сурет. Физикалы маятник

; , (6.13)

мндаы - физикалы маятникті келтірілген зындыы деп аталады:

(6.14)

49. клдене жане бойлы толындар. ума толындар тедеуі. Толын зындыы

Толындар клдене жне бойлы болып блінеді. Клдене толында орта блшектері толынны таралу баытына перпендикуляр баытта, бойлы толында – таралу баыты бойында тербеледі. 6.7-суретте х сі бойымен таралан клдене толынны пайда болуы мен таралуы крсетілген. р атарда бірнеше блшекті берілген уаыттаы орындары бейнеленген. Орта блшектері тепе-тедік нктесіні маайында жоары-тмен тербеледі.

6.7 – сурет. Клдене толын

Блшектер толынны таралу баытындаы келесі блшектерге тербелмелі озалыс энергиясын тасымалдайды, біра здері ала арай орын ауыстырмайды. Барлы толындарды негізгі ерекшелігі – толынды процестезат тасымалданбайды, энергия тасымалданады.

Бірдей фазада тербелетін е жаын нктені ара ашытыы толын зындыы деп аталады. Бл шама толынны тербеліс Т периоды мен жылдамдыыны кбейтіндісіне те:

. (6.21)

Мндаы: – толынны таралу жылдамдыы; – тербеліс жиілігі.

Толын тедеуі тербелістегі блшектерді ыысуыны координаталар мен уаыта туелділігін сипаттайды:

. (6.22)

6.8 – сурет. ума толын

Толын кзі орналасанкоординатасы жазытытаы нктелер тербелісі болсын. Онда толын кзінен х ашытытаы В нктесіндегі (6.8 – сурет) орта блшектері де осы за бойынша, біра (мндаы – толыны таралу жылдамдыы) уаыта кешігіп тербеледі:

(6.23)

В нктесін кез-келген жерден тадауа болады. Сондытан (6.23) тедеуін жазыума толын тедеуі деп атайды. Жалпы жадайда бл тедеуді мына трде жазуа болады:

. (6.24)

Мндаы: – толын амплитудасы; – толынны фазасы; –циклдік жиілік; – тербелісті бастапы фазасы. Бл тедеуге жылдамды ( ) жне циклдік жиілік ( ) рнектерін ойса келесі формуланы табамыз:

(6.25)

Егер толынды сан ымын енгізсек ( ), онда жазы ума толын тедеуін келесі трде жазуа болады:

. (6.26)

Толын зындыы (орыс. Длина волны) — толын тербелісіні толы цикліні (периодыны) зындыы.

Толын зындыы -Т периода те уаыт аралыында толын таралатын араашыты. Формуласы:

Бл жерде v тербеліс жиілігі T тербеліс периоды лямбыда яни толын зындыы.

50. элементар электр заряды. Электр зарядыны саталу заы.

Элементар (минимал) электр заряды дегеніміз Кл.

Теріс табалы элементар зарядты тасушы – электрон. Оны массасы кг. Элементар о табалы зарядты тасушы – протон. Оны массасы кг.

Тжірибе жзінде таайындалан электр зарядыны мынадай негізгі асиеттері бар:

- Запрядты екі трі бар: о жне теріс. Аттас зарядтары тебіледі, р аттас зарядтар тартылады.

- Электр заряды инвариантты – оны шамасы сана жйесіне байланысты емес, яни ол озалады ма, лде тыныштыта болады ма.

- Электр заряды дискретті – кез-келген денені заряды элементар заряда бтін еселі болады.

- Электр заряды аддитивті – кез-келген денелер жйесіні заряды (блшек) осы жйеге енетін денелер (блшектер) зарядыны осындысына те.

- Электр заряды зарядты саталу заына баынады; кез-келген тйы жйедегі электр зарядыны алгебралы осындысы берілген жйе ішінде андай процесс жрсе де згеріссіз алады.

51. кулон заы. Электр тратысы. Ортаны диэлектрлік тімділігі.

Кулон заы

Нктелік зарядтарды зара серлесуіні негізгі заын, тжірибе жзінде Кулон анытады. Кулон заын тжырымдамас брын нктелік заряд ымын енгіземіз (кинематикада енгізілген материялы нкте туралы тсінік сияты) нктелік заряд дегеніміз – сызыты лшемдері серлесуші зарядталан денелерді ара ашытыынан те аз болып келетін денеде орналасан заряд. Кулон заы бойынша: вакуумда орналасан екі жне нктелік зарядтарды зара серлесу кшіні модулі оларды шамаларыны кбейтіндісіне тура, ал ара ашытыыны квадратына кері пропорционал:

, (11.1)

мндаы -лшем жйесіне байланысты болатын пропорционалды коэфффициент. Зарядтар арсындаы бл кш осы зарядтар орналасан тзу сызыты бойымен баытталан, яни орталы кш болып табылады. Аттас зарядтар шін ( жне немесе жне ) , ал зарядтар р аттас болса, болады. Векторлы трде Кулон заы былай жазылады:

, (11.2)

мндаы - бірінші заряда екінші зарядты сер етуші кші, - бірінші зарядтан екінші заряда баытталан радиус-вектор, . Бл тедеу аттас зарядтарды бірін-бірі тебетіндігін, р аттас зарядтарды бірін-бірі тартатындыын крсетеді. Егер де серлесуші зарядтар вакуумда емес, андай да бір ортада орналасан болса, онда Кулон заы былай жазылады:

, (11.3)

мндаы -лшем бірлігі жо, ортаны электрлік асиетін крсетуші диэлектрлік тімділікдеп аталатын физикалы шама. Вакуум шін болады. Жоарыдаы (11.1) жне (11.3) тедеулерінен -ні берілген ортадаы серлесуші кшті, вакуумдаы серлесуші кшінен анша есе аз екенін крсететінін байау иын емес. Бірліктерді халыаралы жйесінде (БХЖ)

, (11.4)

Бл формуладаы ) немесе Ф/м – электр тратысы деп аталады. Осы (11.4) жне (11.3) - тедеулерге сйене отырып, Кулон заын тмендегідей жазуа болады:

. (11.5)

мндаы екендігін айта кеткен жн. Фарад (Ф) – электр сыйымдылыыны лшем бірлігі.

52. электростатикалы ріс. Элстат.ріс кернеулігі. Кернеулікті кш сызытары.

Электростатикалы ріс электр зарядтардан пайда болып уаыт бойынша згермейтін ріс. озалмайтын электр зарядтарыны тудыратын рісі уаыт бойынша згермейді жнеэлектрстатикалы ріс деп аталады.

Электрстатикалыріс кернеулігі

азіргі кнгі кзараса сйкес электр зарядратыны зара серлесуі ріс арылы болады. Кез келген зарядалан дене з тірегінде ріс туызады. Ол рісті бар екендігіне оан енгізілген те аз млшерлі «сыншы заряда» кшті сер етуі арылы кз жеткізуге болады. рісті бар екендігін анытауа олданан заряд сыншы деп аталан. ріс тарапынан сер етуші кшті ріске енгізілген зарядты шамасына атынасын электр рісіні кернеулігі деп атайды:

. (11.6)

Егер ріс кзіні заряды болса, онда Кулон заына сйене отырып, (11.6) рнегін былай жазуа болады:

(11.7)

немесе скаляр трінде ріс кернеулігі

. (11.8)

Ал егер ріс туызушы заряд бірнеше нктелік зарядтарды жйесі болса, орыты ріс кернеулігі рбір нктелік заряд кернеулігіні векторлы осындысына те болады:

, (11.9)

мндаы - рісті арастырылып отыран нктесі мен заряд арасындаы ашыты. Бл рнек электр рістеріне суперпозиция принципін олдануа болатындыын крсетеді. Бл принцип бойынша зарядтар жйесі туызатын орыты электр рісі берілген нктеде р заряд туызатын электр рістеріні геометриялы осындысына те болады.

Электр рісі кш сызытары теріс зарядтан басталып, о зарядтан аяталады.Кш сызытары - рбір нктесіне жргізген жанама сол нктедегі кернеулік векторыны баытымен сйкес келетіндей трде электр рісіне жргізілген сызытарды айтады.

53. электростатикалы ріс кернеулік вектрыны аыны. Вакуумдаы электростатикалы ріс шін Остроградский Гаусс теоремасы.

Тйы бет арылы тетін кернеулік векторыны аыны деп осы бетті тесіп тетін электр рісі кернеулік векторыны осы бетті ауданына скаляр кбейтіндісіне те шаманы айтамыз.

Электр рісі біртекті болан жадайда электр рісіні кернеулік векторыны аыны келесі формуламен аныталады: мндаы: - тйы бетті ауданы, - осы аудана трызылан нормаль вектор.

Кез келген рістер шін келесі формула олданылады:

мндаы: элементар аудан арылы тетін кернеулік векторыны аыны. Кез келген аудан арылы тетін кернеулік векторыны аыны: