Что такое статика в физике и что она изучает? основные формулы

Основы специальной теории относительности (СТО)

Релятивистское сокращение длины:

Релятивистское удлинение времени события:

Релятивистский закон сложения скоростей. Если два тела движутся навстречу друг другу, то их скорость сближения:

Релятивистский закон сложения скоростей. Если же тела движутся в одном направлении, то их относительная скорость:

Энергия покоя тела:

Любое изменение энергии тела означает изменение массы тела и наоборот:

Полная энергия тела:

Полная энергия тела Е пропорциональна релятивистской массе и зависит от скорости движущегося тела, в этом смысле важны следующие соотношения:

Релятивистское увеличение массы:

Кинетическая энергия тела, движущегося с релятивистской скоростью:

Между полной энергией тела, энергией покоя и импульсом существует зависимость:

Использование

Эксперимент, показывающий воздействие силы Лоренца на заряженные частицы

Пучок электронов, движущихся по круговой траектории под воздействием магнитного поля. Свечение вызвано возбуждением атомов остаточного газа в баллоне

• Основным применением силы Лоренца (точнее, её частного случая — силы Ампера) являются электрические машины (электродвигатели и генераторы). Сила Лоренца широко используется в электронных приборах для воздействия на заряженные частицы (электроны и иногда ионы), например в телевизионных электронно-лучевых трубках, а также в масс-спектрометрии и МГД-генераторах.
• Сила Лоренца также используется в ускорителях заряженных частиц: она задаёт орбиту, по которой движутся эти частицы.
• Сила Лоренца используется в рельсотроне.
• Велосиметрия силой Лоренца заключается в бесконтактном измерении скорости движения проводящей жидкости.

Относительный импульс

Определение

Относительный импульс — векторная физическая величина, равная произведению массы тела на относительную скорость:

p_1отн2 = m₁v_1отн2 = m₁(v₁ – v₂)

p_1отн2— импульс первого тела относительно второго, m₁ — масса первого тела, v_1отн2 — скорость первого тела относительно второго, v₁и v₂ — скорости первого и второго тела соответственно в одной и той же системе отсчета.

Пример №2. Два автомобиля одинаковой массы (15 т) едут друг за другом по одной прямой. Первый — со скоростью 20 м/с, второй — со скоростью 15 м/с относительно Земли. Вычислите импульс первого автомобиля в системе отсчета, связанной со вторым автомобилем.

Сначала переведем единицы измерения в СИ:

15 т = 15000 кг

p_1отн2 = m₁(v₁ – v₂) = 15000(20 – 15) = 75000 (кг∙м/с) = 75∙103(кг∙м/с)

Фарад

Фара́д (русское обозначение: Ф; международное обозначение: F; прежнее название — фара́да) — единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ), названная в честь английского физика Майкла Фарадея. 1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:

1 Ф = 1 Кл/1 В.

Через основные единицы системы СИ фарад выражается следующим образом:

Ф = А2·с4·кг−1·м−2.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы «фарад» пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной (Ф).

Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием фарада.

Например, обозначение единицы измерения абсолютной диэлектрической проницаемости «фарад на метр» записывается как Ф/м.

Фарад — очень большая ёмкость для уединённого проводника: ёмкостью 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца (ёмкость же шара размером с Землю, используемого как уединённый проводник, составляла бы около 710 микрофарад).

Ионистор со взаимной ёмкостью в 1 фарад.

В фарадах измеряют электрическую ёмкость проводников, то есть их способность накапливать электрический заряд. Например, в фарадах (и производных единицах) измеряют: ёмкость кабелей, конденсаторов, межэлектродные ёмкости различных приборов.

Промышленные конденсаторы имеют номиналы, измеряемые в микро-, нано- и пикофарадах и выпускаются ёмкостью до ста фарад; в звуковой аппаратуре используются гибридные конденсаторы ёмкостью до сорока фарад. Ёмкость т. н.

ионисторов (супер-конденсаторов с двойным электрическим слоем) может достигать многих килофарад.

Не следует путать электрическую ёмкость и электрохимическую ёмкость батареек и аккумуляторов, которая имеет другую природу и измеряется в других единицах: ампер-часах, соразмерных электрическому заряду (1 ампер-час равен 3600 кулонам).

• Фарад может быть выражен через основные единицы системы СИ как:
• с4⋅А2⋅м−2⋅кг−1.
• Таким образом, его значение равно:

Ф = Кл·В−1 = А·с·В−1 = Дж·В−2 = Вт·с·В−2 = Н·м·В−2 = Кл2·Дж−1 = Кл2·Н−1·м−1 = с2·Кл2·кг−1·м−2 = с4·А2·кг−1·м−2 = с·Ом−1 = Ом−1·Гц−1 = с2·Гн−1,

где Ф — фарад, А — ампер, В — вольт, Кл — кулон, Дж − джоуль, м — метр, Н — ньютон, с — секунда, Вт — ватт, кг — килограмм, Ом — ом, Гц — герц, Гн — генри.

Образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Дольные

название

обозначение

величина

название

обозначение

декафарад

даФ

daF

10−1 Ф

децифарад

дФ

dF

гектофарад

гФ

hF

10−2 Ф

сантифарад

сФ

cF

килофарад

кФ

kF

10−3 Ф

миллифарад

мФ

mF

мегафарад

МФ

MF

10−6 Ф

микрофарад

мкФ

µF

гигафарад

ГФ

GF

10−9 Ф

нанофарад

нФ

nF

терафарад

ТФ

TF

10−12 Ф

пикофарад

пФ

pF

петафарад

ПФ

PF

10−15 Ф

фемтофарад

фФ

fF

эксафарад

ЭФ

EF

10−18 Ф

аттофарад

аФ

aF

зеттафарад

ЗФ

ZF

10−21 Ф

зептофарад

зФ

zF

иоттафарад

ИФ

YF

10−24 Ф

иоктофарад

иФ

yF

     применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

• Дольную единицу пикофарад до 1967 года называли микромикрофарада (русское обозначение: мкмкф; международное: µµF).
• На схемах электрических цепей и (часто) в маркировке ранних конденсаторов советского производства целое число (например, «47») означало ёмкость в пикофарадах, а десятичная дробь (например, «10,0» или «0,1») — в микрофарадах; никакие буквенные обозначения единиц измерения ёмкости на схемах не применялись… Позже и до сегодняшних дней: любое число без указания единицы измерения — ёмкость в пикофарадах; с буквой н — в нанофарадах; а с буквами мк — в микрофарадах. Использование других единиц ёмкости на схемах не стандартизовано (как и обозначение номинала на конденсаторах). На малогабаритных конденсаторах используют различного рода сокращения: например, после двух значащих цифр ёмкости в пикофарадах указывают число следующих за ними нулей (таким образом, конденсатор с обозначением «270» имеет номинальную ёмкость 27 пикофарад, а «271» — 270 пикофарад)[источник не указан 2428 дней].
• В текстах на языках, использующих латиницу, очень часто при обозначении микрофарад в тексте заменяют букву µ (мю) на латинскую u («uF» вместо «µF») из-за отсутствия в раскладке клавиатуры греческих букв.

Изменение импульса тела

Определение
Изменение импульса тела — векторная разность между конечным и начальным импульсом тела:

∆p = p – p = p + (– p)

∆p — изменение импульса тела, p — конечный импульс тела, p — начальный импульс тела

Частные случаи определения изменения импульса тела

	Конечная скорость после удара: v = 0. Конечный импульс тела: p = 0. Модуль изменения импульса тела равен модулю его начального импульса: ∆p = p0.
	Модули конечной и начальной скоростей равны: v = v. Модули конечного и начального импульсов равны: p = p. Модуль изменения импульса тела равен удвоенному модулю начального (конечного) импульса: ∆p = 2p = 2p.
	Модуль изменения импульса тела равен разности модулей начального и конечного импульсов: ∆p = p – p = m(v – v)
	Модуль изменения импульса тела равен удвоенному модулю начального (конечного) импульса: ∆p = 2p = 2p = 2mv
	Модули конечной и начальной скоростей равны: v = v. Модули конечного и начального импульсов равны: p = p. Угол падения равен углу отражения: α = α’ Модуль изменения импульса в этом случае определяется формулой:

Пример №3. Шайба абсолютно упруго ударилась о неподвижную стену. При этом направление движения шайбы изменилось на 90 градусов. Импульс шайбы перед ударом равен 1 кг∙м/с. Чему равен модуль изменения импульса шайбы в результате удара? Ответ округлите до десятых.

В данном случае 90 градусов и есть 2α (угол между векторами начального и конечного импульсов), в то время как α — это угол между вектором импульса и нормалью. Учтем, что при абсолютно упругом отражении модули конечного и начального импульсов равны.

Реактивное движение

Определение

Реактивное движение — это движение, которое происходит за счет отделения от тела с некоторой скоростью какой-либо его части. В отличие от других видов движения реактивное движение позволяет телу двигаться и тормозить в безвоздушном пространстве, достигать первой космической скорости.

Ракета представляет собой систему двух тел: оболочки массой M и топлива массой m. v — скорость выброса раскаленных газов. ∆m/∆t — расход реактивного топлива, V — скорость ракеты.

Второй закон Ньютона в импульсном виде:

Реактивная сила:

Второй закон Ньютона для ракеты:

Пример №5. Космический корабль массой 3000 кг начал разгон в межпланетном пространстве, включив реактивный двигатель. Из сопла двигателя каждую секунду выбрасывается 3 кг горючего газа со скоростью 600 м/с. Какой будет скорость корабля через 20 секунд после разгона? Изменением массы корабля во время разгона пренебречь. Принять, что поле тяготения, в котором движется корабль, пренебрежимо мало.

Корабль начинает движение из состояния покоя. Поэтому скорость будет равна:

V = a∆t

Выразим ускорение из второго закона Ньютона для ракеты:

Изменение импульса определяется произведением суммарной массы выброшенного горючего на скорость его выброса. Так как мы знаем, сколько выбрасывалось горючего каждую секунду, формула примет вид:

Отсюда ускорение равно:

Выразим формулу для скорости и сделаем вычисления:

Ссылки [ править ]

1. ^ «му» . Оксфордский словарь английского языка (Интернет-изд.). Издательство Оксфордского университета. (Требуется подписка или членство в учреждении-участнике .)
2. ^ http://www.oed.com/view/Entry/123122
3. ^ Хэдли, Джеймс (1884). Греческая грамматика для школ и колледжей . Нью-Йорк: Американская книга. п. 79.
4. ^ http://e-library.iep.edu.gr/iep/collection/browse/item.html?code=01-17160&tab=02&start=40#i
5. ^ http://e-library.iep.edu.gr/iep/collection/browse/item.html?code=01-18549&tab=01
6. ↑ Альберт Флэк (19 апреля 2010 г.). «US20130038341A1 — Схема и метод контроля исправности контакторов» . Патенты Google . Проверено 10 сентября 2018 года . Пример документа, в котором используются как «уфарад», так и «микрофарад»
7. ^ Баллу, Глен (1987). Справочник для звукорежиссеров: Новая Аудио Циклопедия (1-е изд.). Howard W. Sams Co. стр. 250. ISBN 0-672-21983-2. Коэффициент усиления или усиление по напряжению — это величина, на которую сигнал на управляющей сетке увеличивается по амплитуде после прохождения через трубку, которая также называется греческой буквой μ (мю) или усилением напряжения (V _g ) трубки.
8. ^ » Номенклатура « НАСА
9. ^ Определение
10. ^ Olympus История: μ (Stylus) серии
11. ^ Джонсон, Кайл (1991). «Позиции объектов». Естественный язык и лингвистическая теория . 9 (4): 577–636. DOI10.1007 / BF00134751 . S2CID 189901613 .
12. ^ Таблицы кодов Unicode: греческий и коптский (диапазон: 0370-03FF)

Электрический ток

Сила тока может быть найдена с помощью формулы:

Плотность тока:

Сопротивление проводника:

Зависимость сопротивления проводника от температуры задаётся следующей формулой:

Закон Ома (выражает зависимость силы тока от электрического напряжения и сопротивления):

Закономерности последовательного соединения:

Закономерности параллельного соединения:

Электродвижущая сила источника тока (ЭДС) определяется с помощью следующей формулы:

Закон Ома для полной цепи:

Падение напряжения во внешней цепи при этом равно (его еще называют напряжением на клеммах источника):

Сила тока короткого замыкания:

Работа электрического тока (закон Джоуля-Ленца). Работа А электрического тока протекающего по проводнику обладающему сопротивлением преобразуется в теплоту Q выделяющуюся на проводнике:

Мощность электрического тока:

Энергобаланс замкнутой цепи

Полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:

Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:

Если при подключении к одному и тому же источнику тока разных сопротивлений R₁ и R₂ на них выделяются равные мощности то внутреннее сопротивление этого источника тока может быть найдено по формуле:

Мощность потерь или мощность внутри источника тока:

Полная мощность, развиваемая источником тока:

КПД источника тока:

Электролиз

Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом. Он может быть рассчитан по формуле:

Где: n – валентность вещества, N_A – постоянная Авогадро, M – молярная масса вещества, е – элементарный заряд. Иногда также вводят следующее обозначение для постоянной Фарадея:

Что такое половина 1 литра?

В 1000 литре 1 миллилитров (мл). Таким образом, 250 мл эквивалентны одной четверти литра. А также 500ml соответствует половине литра.

Как выглядят литры? Литры часто пишутся как L (для краткости), поэтому «3 L» означает «3 литра» (некоторые люди используют строчную букву l, но это слишком похоже на 1). Молоко, газировка и другие напитки часто продаются литрами. с каждой стороны содержит 1 литр, а квадратный метр толщиной 1 миллиметр также содержит 1 литр.

Как написать литр в сокращенной форме?

По международным стандартам литр следует сокращать просто как «л» или «л», без периода после. Версия с заглавной буквы легче распознается более широкой группой. Кроме того, аббревиатура литра во множественном числе понимается той же аббревиатурой, без добавления «s», поэтому во множественном числе будет просто «L» или «l».

L пишется с большой буквы в мл? Мой врач пишет мл. Большинство потребительских товаров, которые я использую, содержат мл. Однако следует отметить, что «мл» также является допустимым сокращением для миллилитров. мл используется как заглавная буква L позволяет избежать путаницы с числом 1.

Является ли литр единицей вместимости?

Емкость измеряется в Базовая единица СИ, называемая литрами (л). Наиболее распространенными единицами измерения емкости являются литр (л) и миллилитр (мл).

Что такое μ в статистике? Символ «μ» представляет среднее значение населения. … Символ «N» представляет общее количество особей или случаев в популяции.

Как написать Миу?

Используйте сочетание клавиш Alt, чтобы вставить символ Mu или Micro. Вы можете нажать клавишу Alt в сочетании с цифрами на цифровой клавиатуре, чтобы вставить символ Mu или Micro двумя способами: Нажмите Alt + 230. Нажмите Alt + 0181.

Как сказать мю?

Множители и приставки для образования кратных и дробных единиц

Сокращённые обозначения эл.величин

При сборке электронных схем волей неволей приходится пересчитывать величины сопротивлений резисторов, ёмкостей конденсаторов, индуктивность катушек.Так, например, возникает необходимость переводить микрофарады в пикофарады, килоомы в омы, миллигенри в микрогенри.

Как не запутаться в расчётах?

Если будет допущена ошибка и выбран элемент с неверным номиналом, то собранное устройство будет неправильно работать или иметь другие характеристики.

Такая ситуация на практике не редкость, так как иногда на корпусах радиоэлементов указывают величину ёмкости в нанофарадах (нФ), а на принципиальной схеме ёмкости конденсаторов, как правило, указаны в микрофарадах (мкФ) и пикофарадах (пФ). Это вводит многих начинающих радиолюбителей в заблуждение и как следствие тормозит сборку электронного устройства.

Чтобы данной ситуации не происходило нужно научиться простым расчётам.

Чтобы не запутаться в микрофарадах, нанофарадах, пикофарадах нужно ознакомиться с таблицей размерности. Уверен, она вам ещё не раз пригодиться.

Данная таблица включает в себя десятичные кратные и дробные (дольные) приставки. Международная система единиц, которая носит сокращённое название СИ, включает шесть кратных (дека, гекто, кило, мега, гига, тера) и восемь дольных приставок (деци, санти, милли, микро, нано, пико, фемто, атто). Многие из этих приставок давно используются в электронике.

Множитель	Приставка
Наименование	Сокращённое обозначение
русское	международное
1000 000 000 000 = 1012	Тера	Т	T
1000 000 000 = 109	Гига	Г	G
1000 000 = 106	Мега	М	M
1000 = 103	кило	к	k
100 = 102	Гекто	г	h
10 = 101	дека	да	da
0,1 = 10-1	деци	д	d
0,01 = 10-2	санти	с	c
0,001 = 10-3	милли	м	m
0,000 001 = 10-6	микро	мк	μ
0,000 000 001 = 10-9	нано	н	n
0,000 000 000 001 = 10-12	пико	п	p
0,000 000 000 000 001 = 10-15	фемто	ф	f
0,000 000 000 000 000 001 = 10-18	атто	а	a

Как пользоваться таблицей?

Как видим из таблицы, разница между многими приставками составляет ровно 1000. Так, например, такое правило действует между кратными величинами, начиная с приставки кило-.

• Кило  — 1000

• Мега  — 1 000 000

• Гига – 1 000 000 000

• Тера – 1 000 000 000 000

Так, если рядом с обозначением резистора написано 1 Мом (1 Мегаом), то его сопротивление составит – 1000000 (1 миллион) Ом. Если же имеется резистор с номинальным сопротивлением 1 кОм (1 килоом), то в Омах это будет  1000 (1 тысяча) Ом.

Для дольных или по-другому дробных величин ситуация похожа, только происходит не увеличение численного значения, а его уменьшение.

Чтобы не запутаться в микрофарадах, нанофарадах, пикофарадах, нужно запомнить одно простое правило. Нужно понимать, что милли, микро, нано и пико – все они отличаются ровно на 1000. То есть если вам говорят 47 микрофарад, то это значит, что в нанофарадах это будет в 1000 раз больше – 47000 нанофарад. В пикофарадах это уже будет ещё на 1000 раз больше – 47000000 пикофарад. Как видим, разница между 1 микрофарадой и 1 пикофарадой составляет 1 000000 раз.

Также на практике иногда требуется знать значение в микрофарадах, а значение ёмкости указано в нанофарадах. Так если ёмкость конденсатора 1 нанофарада, то в микрофарадах это будет 0,001 мкф. Если ёмкость 0,01 мкф., то в пикофарадах это будет 10000 пФ, а в нанофарадах, соответственно, 10 нФ.

Приставки, обозначающие размерность величины служат для сокращённой записи. Согласитесь проще написать 1мА, чем 0,001 Ампер или, например, 400 мкГн, чем 0,0004 Генри.

В показанной ранее таблице также есть сокращённое обозначение приставки. Так, чтобы не писать Мега, пишут только букву М. За приставкой обычно следует сокращённое обозначение электрической величины. Например, слово Ампер не пишут, а указывают только букву А. Также поступают при сокращении записи единицы измерения ёмкости Фарада. В этом случае пишется только буква Ф.

Наравне с сокращённой записью на русском языке, которая часто используется в старой радиоэлектронной литературе, существует и международная сокращённая запись приставок. Она также указана в таблице.

Нравится

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Проверка конденсаторов цифровым мультиметром.

• Измерение сопротивления цифровым мультиметром.

• «Мультирозетка». Собираем многофункциональную розетку.

• Монтажный инструмент начинающего радиолюбителя.

Универсальные физические постоянные (фундаментальные константы)

Можно было бы думать, что свойства мира определяются такими универсальными постоянными, как скорость света, заряд электрона или постоянная Планка, но это не так. Если бы даже каждая из этих постоянных изменилась, но изменилась так, что численное значение «альфа» по-прежнему осталось бы равным 1/137, мир тоже остался бы прежним, и мы никогда не смогли бы опознать, что в нем что-то изменилось. Но если «альфа» изменится хотя бы на одну миллионную, свойства нашего мира станут совершенно другими — например, в нем не сможет существовать жизнь. (физик Джон Бэрроу)

Первичные физические постоянные

Свет от квазаров на своем пути длиной в миллиарды лет проходит через межзвездные облака металлов (железа, никеля, хрома).
В 1997 при его исследовании обнаружили, что он поглотил некоторые из фотонов света квазара. Но не те, которые ожидалось.
Единственное непроверенное разумное объяснение состоит в том, что постоянная тонкой структуры, или альфа (α),
имела различное значение в то время, когда свет проходил через облака.
Но ведь альфа определяет, как свет взаимодействует с материей, и не должна меняться.
Ее значение зависит от заряда электрона, скорости света и постоянной Планка. Какая же постоянная изменилась?

Согласно Н. Косинову, проведенные исследования показали, что используемые в современной физике
фундаментальные физические константы непосредственно происходят от перечисленных ниже констант вакуума:

• h_u = 7,69558071(63)·10–37 Дж·с.
• G_u = 2,56696941(21)·10–45 Н·с2.
• R_u = 29,9792458 Ом.
• t_u = 0,939963701(11)·10–23 с.
• l_u = 2,817940285(31)·10–15 м.

Вторичные физические постоянные

Установлено, что современные фундаментальные физические постоянные имеют вторичный статус по отношению к найденным константам
и представляют собой различные комбинации констант h_u, t_u, l_u и чисел π и α.
Константам, входящим в hu-tu-lu-π-α-базис, определен специальный статус – как универсальные суперконстанты.
На основе универсальных суперконстант получено новое значение гравитационной постоянной Ньютона, планковских констант
и найдена универсальная формула силы .

Новые фундаментальные физические константы дают широкие возможности для установления новых физических законов
и поиска констант взаимодействия для различных физических законов.

Все фундаментальные физические постоянные:

• Основные механические константы:
  • Постоянная тонкой структуры α = 0,072973506; 1/α = 137,03604.
  • Гравитационная постоянная G = 6,6720·10-11 Н·м2·кг-2.
  • Скорость света в вакууме с = 2,99792458·108 м·с-1.
  • Постоянная Планка ħ = 6,626176·10-34 Дж·с.
• Наименьшие из известных расстояний:
  • Радиус первой боровской орбиты a = 0,52917706·10-10 м.
  • Классический радиус электрона r_e = 2,8179380·10-15 м.
  • Постоянная Ридберга R_∞ = 10973731,77 м-1.
• Массы и энергии стабильных частиц:
  • Масса покоя электрона m_e = 9,109534·10-31 кг 5,4858026·10-4 а.е.м.
  • Энергия покоя электрона m_e·c2 = 0,5110034 МэВ.
  • Масса покоя протона m_p = 1,6726485·10-27 кг = 1,007276470 а.е.м.
  • Энергия покоя протона m_p·c2 = 938,2796 МэВ.
  • Масса покоя нейтрона m_n = 1,6749543·10-27 кг = 1,008665012 а.е.м.
  • Энергия покоя нейтрона m_n·c2 = 939,5731 МэВ.
  • Отношение массы протона к массе электрона m_p/m_e = 1836,15152.
  • Атомная единица массы (10-3 кг·моль-1)/N_A,
    а.е.м. = 1,6605655(86)·10-27 кг.
  • Массы атомов в а.е.м.:
    водород 1H — 1,007825036;
    дейтерий 2H — 2,014101795;
    гелий-4 4He — 4,002603267.
  • Энергетические эквиваленты:
    а.е.м. = 931,5016 МэВ;
    1 электронвольт = 1,6021892·10-19 Дж.
  • Энергия kT (при 25 °C) — энергетические эквиваленты:
    4,11·10-21 Дж;
    9,83·10-22 Кал;
    0,0256 эВ;
    2,479 кДж/моль;
    0,593 кКал/моль.
• Магнитно-электрические константы:
  • Магнитная постоянная μ = 4π·10-7 Гн·м-1 = 1,25663706144·10-6 Гн·м-1.
  • Электрическая постоянная ε = (μc2)-1 8,85418782·10-12 Ф·м-1.
  • Заряд электрона (абс. величина) e = 1,6021892·10-19 Кл = 4,803242·10-10 уд. СГСЭ.
  • Отношение заряда электрона к его массе e/m_e = 1,7588047·1011 Кл·кг-1.
  • Магнетон Бора μ_Б = 9,274078·10-24 Дж·Тл-1.
  • Ядерный магнетон μ_N = 5,050824·10-24 Дж·Тл-1.
  • Магнитный момент нейтрона в ядерных магнетонах μ_n/μ_N = 1,91315.
  • Магнитный момент протона в ядерных магнетонах μ_p/μ_N = 2,7928456.
  • Отношение Джозефсона 2e/h = 4,835939·1014 Гц·В-1.
  • Квант магнитного потока Ф = h/2e = 2,0678506·10-15 Вб.
• Аэродинамические константы:
  • Постоянная Авогадро N_A = 6,022045·1023 моль-1.
  • Постоянная Фарадея F = N_A·e = 96484,56 Кл·моль-1.
  • Молярная газовая постоянная R = 8,31441 Кл·моль-1·K-1.
  • Объем моля идеального газа при нормальных условиях (1 атм, T0 = 273,15 К)
    V_m = 22,41383·10-3 м3·моль-1.
  • Постоянная Больцмана k = R/N_A = 1,380662·10-23 Дж·К-1.

Динамика

Второй закон Ньютона:

Здесь: F — равнодействующая сила, которая равна сумме всех сил действующих на тело:

Второй закон Ньютона в проекциях на оси (именно такая форма записи чаще всего и применяется на практике):

Третий закон Ньютона (сила действия равна силе противодействия):

Сила упругости:

Общий коэффициент жесткости параллельно соединённых пружин:

Общий коэффициент жесткости последовательно соединённых пружин:

Сила трения скольжения (или максимальное значение силы трения покоя):

Закон всемирного тяготения:

Если рассмотреть тело на поверхности планеты и ввести следующее обозначение:

Где: g — ускорение свободного падения на поверхности данной планеты, то получим следующую формулу для силы тяжести:

Ускорение свободного падения на некоторой высоте от поверхности планеты выражается формулой:

Скорость спутника на круговой орбите:

Первая космическая скорость:

Закон Кеплера для периодов обращения двух тел вращающихся вокруг одного притягивающего центра:

Базовые единицы измерения в природе и их кванты

В разделе ниже даются «первичные» физические константы, от которых завсисят другие, «вторичные».
Эти первичные константы (или их часть) можно считать некими «квантами».

Авторские рассуждения о квантах мира и вычисления кванта массы

(автор — И.К.Гаршин)

Поскольку материя в нашем мире мыслится в понятии массы, а располагается в пространственно-временных координатах,
то нам интересны, прежде всего, «кванты» пространства и времени:

• h_u = 7,69558071(63)·10–37 Дж·с.
• t_u = 0,939963701(11)·10–23 с.
• l_u = 2,817940285(31)·10–15 м.

А вот какое значение у минимально возможной массы — «кванта материи»? Можно ли его вычислить?
Давайте попробуем сделать это несколькими способами:

1. на основе постоянной Планка ħ = 6,626176·10-34 Дж·с.
2. на основе указанных «первичных» констант t_u, l_u
   и h_u = 7,69558071(63)·10–37 Дж·с.
3. на основе III закона Кеплера, показывающего соотношение пространства и времени рядолм с неизменной массой,
   в формуле которого участвует гравитационная постоянная G (или γ) = 6,6720·10-11 Н·м2·кг-2.

Вычисление кванта массы на основе постоянной Планка

Джоуль - единица энергии. 
Т.к. E = ħ·ν = m·c2, то m = ħ·ν / c2. 
Частота ν имеет размерность с-1. 
Значит, m = ħ / tu / c2 
=  6,626176·10-34 / (0,939963701(11)·10–23 · (2,99792458·108)2) 
~ 7,8435·10-27 кг - это примерно 5 масс протона (4,7).

Вычисление кванта массы на основе первичных констант

Алаверды: m = hu / (tu · c2) 
= 7,69558071(63)·10–37 / 0,939963701(11)·10–23 / (2,99792458·108)2 
~ 0,911·10-30 ~ 9,11·10-31 кг - это Масса покоя электрона me! 

Термодинамика

Количество теплоты (энергии) необходимое для нагревания некоторого тела (или количество теплоты выделяющееся при остывании тела) рассчитывается по формуле:

Теплоемкость (С — большое) тела может быть рассчитана через удельную теплоёмкость (c — маленькое) вещества и массу тела по следующей формуле:

Тогда формула для количества теплоты необходимой для нагревания тела, либо выделившейся при остывании тела может быть переписана следующим образом:

Фазовые превращения. При парообразовании поглощается, а при конденсации выделяется количество теплоты равное:

При плавлении поглощается, а при кристаллизации выделяется количество теплоты равное:

При сгорании топлива выделяется количество теплоты равное:

Уравнение теплового баланса (ЗСЭ). Для замкнутой системы тел выполняется следующее (сумма отданных теплот равна сумме полученных):

Если все теплоты записывать с учетом знака, где «+» соответствует получению энергии телом, а «–» выделению, то данное уравнение можно записать в виде:

Работа идеального газа:

Если же давление газа меняется, то работу газа считают, как площадь фигуры под графиком в p–V координатах. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа:

Изменение внутренней энергии рассчитывается по формуле:

Первый закон (первое начало) термодинамики (ЗСЭ):

Для различных изопроцессов можно выписать формулы по которым могут быть рассчитаны полученная теплота Q, изменение внутренней энергии ΔU и работа газа A. Изохорный процесс (V = const):

Изобарный процесс (p = const):

Изотермический процесс (T = const):

Адиабатный процесс (Q = 0):

КПД тепловой машины может быть рассчитан по формуле:

Где: Q₁ – количество теплоты полученное рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q₂ – количество теплоты переданное рабочим телом за один цикл холодильнику. Работа совершенная тепловой машиной за один цикл:

Наибольший КПД при заданных температурах нагревателя T₁ и холодильника T₂, достигается если тепловая машина работает по циклу Карно. Этот КПД цикла Карно равен:

Абсолютная влажность рассчитывается как плотность водяных паров (из уравнения Клапейрона-Менделеева выражается отношение массы к объему и получается следующая формула):

Относительная влажность воздуха может быть рассчитана по следующим формулам:

Потенциальная энергия поверхности жидкости площадью S:

Сила поверхностного натяжения, действующая на участок границы жидкости длиной L:

Высота столба жидкости в капилляре:

При полном смачивании θ = 0°, cos θ = 1. В этом случае высота столба жидкости в капилляре станет равной:

При полном несмачивании θ = 180°, cos θ = –1 и, следовательно, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Роль в физике полупроводников: тепловое напряжение[править | править код]

В отличие от других веществ, в полупроводниках существует сильная зависимость электропроводности от температуры:
 σ=σexp⁡(−EAkT),~ \sigma= \sigma_0 \exp (-E_A /kT),

где множитель σ \sigma_0 достаточно слабо зависит от температуры по сравнению с экспонентой, EA E_A – энергия активации проводимости. Плотность электронов проводимости также экспоненциально зависит от температуры. Для тока через полупроводниковый p — n-переход вместо энергии активации рассматривают характерную энергию данного p-n перехода при температуре T как характерную энергию электрона в электрическом поле:
 qVT=kT,~ q V_T = kT,

где q q – элементарный электрический заряд, а VT V_T есть тепловое напряжение, зависящее от температуры.

Данное соотношение является основой для выражения постоянной Больцмана в единицах эВ•К−1. При комнатной температуре (≈ 300 K) значение теплового напряжения порядка 25,85 милливольт ≈ 26 мВ.

В классической теории часто используют формулу, согласно которой эффективная скорость носителей заряда в веществе равна произведению подвижности носителей μ \mu на напряженность электрического поля. В другой формуле плотность потока носителей связывается с коэффициентом диффузии D D и с градиентом концентрации носителей n n :
 jD=−D∇n.~ j_D =-D \nabla n.

Согласно соотношению Эйнштейна-Смолуховского, коэффициент диффузии связан с подвижностью:
 D=kTμq.~ D =kT \mu /q.

Постоянная Больцмана k входит также в закон Видемана-Франца, по которому отношение коэффициента теплопроводности к коэффициенту электропроводности в металлах пропорционально температуре и квадрату отношения постоянной Больцмана к электрическому заряду.

Магнитные линии и магнитный поток

Вокруг магнита экспериментальным путем были обнаружены магнитные силовые линии. Эти магнитные линии создают так называемое магнитное поле.

Как вы могли заметить на рисунке, концентрация магнитных силовых линий на самых краях магнита намного больше, чем в его середине. Это говорит о том, что магнитное поле является более сильным именно на краях магнита, а в его середине практически равна нулю. Направлением магнитных силовых линий считается направление от севера к югу.

Ошибочно считать, что магнитные силовые линии начинают свое движение от северного полюса и заканчивают свой век на южном. Это не так. Магнитные линии — они замкнуты и непрерывны. В магните это будет выглядеть примерно так.

Если приблизить два разноименных полюса, то произойдет притягивание магнитов

Если же приблизить одноименными полюсами, то произойдет их отталкивание

Итак, ниже важные свойства магнитных силовых линий.

• Магнитные линии не поддаются гравитации.
• Никогда не пересекаются между собой.
• Всегда образуют замкнутые петли.
• Имеют определенное направление с севера на юг.
• Чем больше концентрация силовых линий, тем сильнее магнитное поле.
• Слабая концентрация силовых линий указывает на слабое магнитное поле.

Магнитные силовые линии, которые образуют магнитное поле, называют также магнитным потоком.

Итак, давайте рассмотрим два рисунка и ответим себе на вопрос, где плотность магнитного потока будет больше? На рисунке «а» или на рисунке «б»?

Видим, что на рисунке «а» мало силовых магнитных линий, а на рисунке «б» их концентрация намного больше. Отсюда можно сделать вывод, что плотность магнитного потока на рисунке «б» больше, чем на рисунке «а».

В физике формула магнитного потока записывается как

где

Ф — магнитный поток, Вебер

В — плотность магнитного потока, Тесла

а — угол между перпендикуляром n (чаще его зовут нормалью) и плоскостью S, в градусах

S — площадь, через которую проходит магнитный поток, м2

Что же такое 1 Вебер? Один вебер — это магнитный поток, который создается полем индукцией 1 Тесла через площадку 1м2 расположенной перпендикулярно направлению магнитного поля.

Заключение

В высоковольтных цепях нередко применяют последовательное включение конденсаторов. Для выравнивания напряжений на них, необходимо параллельно каждому конденсатору дополнительно подключить резистор сопротивлением от 220 к0м до 1 МОм. Для защиты от помех, в цифровых устройствах применяется шунтирование по питанию с помощью пары – электролитический конденсатор большей емкости + слюдяной, либо керамический – меньшей. Электролитический конденсатор шунтирует низкочастотные помехи, а слюдяной( или керамический) – высокочастотные.

Источники

• https://hmelectro.ru/article/markirovka-kondensatorov-tsifrovaya-tsvetnaya-eyo-rasshifrovka
• https://encom74.ru/o-markirovke-kondensatorov-v-tc-keramiceskih-i-importnyh-rassifrovki-oboznacenij/
• https://instanko.ru/elektroinstrument/markirovka-keramicheskih-kondensatorov-rasshifrovka-tablica.html
• https://odinelectric.ru/equipment/electronic-components/kak-rasshifrovat-markirovku-kondensatora
• https://ToolsTver.ru/processy/nominaly-keramicheskih-kondensatorov-tablica.html
• https://ElectroInfo.net/kondensatory/kak-oboznachajutsja-kondensatory-na-sheme.html

Янв 25, 2021