Что в физике означает c: Удельная теплоёмкость — урок. Физика, 8 класс.

Удельная теплоёмкость — урок. Физика, 8 класс.

Для того чтобы нагреть на определённую величину тела, взятые при одинаковой температуре, изготовленные из различных веществ, но имеющие одинаковую массу, требуется разное количество теплоты.

Пример:

Для нагревания \(1\) кг воды на \(1 \)°C требуется количество теплоты, равное \(4200\) Дж. А если нагревать \(1\) кг цинка на \(1\) °C, то потребуется всего \(400\) Дж. 

Удельная теплоёмкость вещества — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать веществу массой \(1\) кг для того, чтобы его температура изменилась на \(1~°C\).
\([c]=1\frac{Дж}{кг \cdot °C}\).

Пример:

По таблице удельной теплоёмкости твёрдых веществ находим, что удельная теплоёмкость алюминия составляет \(c(Al)=920 \frac{Дж}{кг \cdot °C}\). Поэтому при охлаждении \(1\) килограмма алюминия на \(1\) градус Цельсия (\(°C\)) выделяется \(920\) джоулей энергии. Столько же необходимо для нагревания \(1\) килограмма на алюминия на \(1\) градус Цельсия (\(°C\)).

Ниже представлены значения удельной теплоёмкости для некоторых веществ.

Твёрдые вещества

Жидкости

Газы (при постоянном давлении и температуре \(20\) °С)

Удельная теплоемкость реальных газов, в отличие от идеальных газов, зависит от давления и температуры. И если зависимостью удельной теплоемкости реальных газов от давления в практических задачах можно пренебречь, то зависимость удельной теплоемкости газов от температуры необходимо учитывать, поскольку она очень существенна.

Обрати внимание!

Удельная теплоёмкость вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях, различна.

Пример:

Вода в жидком состоянии имеет удельную теплоёмкость, равную \(4200\) Дж/(кг·°С), в твёрдом состоянии (лёд) — \(2100\) Дж/(кг·°С), в газообразном состоянии (водяной пар) — \(2200\) Дж/(кг·°С).

Вода — вещество особенное, обладающее самой высокой среди жидкостей удельной теплоёмкостью. Но самое интересное, что теплоёмкость воды снижается при температуре от \(0\) °С до \(37\) °С и снова растёт при дальнейшем нагревании (рис. 1).

Рис. 1. График удельной теплоемкости воды

В связи с этим вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из окружающей среды огромное количество теплоты. А зимой вода остывает и отдаёт в окружающую среду большое количество теплоты. Данное явление оказывает на климат данного региона. Летом здесь нет изнуряющей жары, а зимой — лютых морозов.

Высокая удельная теплоёмкость воды нашла широкое применение в различных областях: от медицинских грелок до систем отопления и охлаждения.

Не задумывались ли вы, почему воду используют при тушении пожаров? Из-за большой теплоемкости. При соприкосновении с горящим предметом вода забирает у него большое количество теплоты. Оно значительно больше, чем при использовании такого же количества любой другой жидкости.

Помимо непосредственного отвода тепла, вода гасит пламя ещё и косвенным образом. Водяной пар, образующийся при контакте с огнём, окутывает горящее тело, предотвращая поступление кислорода, без которого горение невозможно.

Какой водой эффективнее тушить огонь: горячей или холодной? Горячая вода тушит огонь быстрее, чем холодная. Дело в том, что нагретая вода скорее превратится в пар, а значит, и отсечёт поступление воздуха к горящему объекту.

Источники:

Рис. 1. Автор: Epop — собственная работа, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10750129.

Удельная теплоемкость вещества — формулы, определение, обозначение

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Нагревание и охлаждение

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

• Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

Виу-виу-виу! Внимание!

Обнаружено новое непонятное слово — теплопередача.
Минуточку, давайте закончим с количеством теплоты.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Виды теплопередачи

• Теплопередача — это физический процесс передачи тепловой энергии от более нагретого тела к менее нагретому.

Здесь все совсем несложно, их всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.

Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Если мы греемся у камина, то получаем тепло конвекцией или излучением?🤔

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.

Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета

Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:

В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.

С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:

Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:

Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

Задача

Какое твердое вещество массой 2 кг можно нагреть на 10 ˚C, сообщив ему количество теплоты, равное 7560 Дж?

Решение:

Используем формулу для нахождения удельной теплоемкости вещества:

c= Q/m(t_{конечная} — t_{начальная})

Подставим значения из условия задачи:

c= 7560/2*10 = 7560/20 = 378 Дж/кг*˚C

Смотрим в таблицу удельных теплоемкостей для металлов и находим нужное значение.

Ответ: латунь

Что такое темпоральный кристалл и как он переворачивает наши представления о законах физики

• Николай Воронин
• Корреспондент по вопросам науки

19 августа 2021

Автор фото, Science Photo Library

В конце июля компания Google объявила, что ее инженерам удалось создать внутри квантового компьютера новое состояние материи — так называемый кристалл времени (или темпоральный кристалл), само существование которого, кажется, бросает вызов известным нам фундаментальным законам физики.

Научная статья, написанная при участии исследователей из Стэнфорда, Принстона и других ведущих американских университетов и подробно описывающая технологию создания кристалла, осенью должна быть опубликована в журнале Nature — после того как пройдет положенную проверку научным сообществом.

Авторы работы (а в черновике публикации перечислено больше сотни имен) и сами не до конца уверены в том, что их эксперимент действительно удался. Однако, если открытие подтвердится, Google можно будет считать первооткрывателем одной из самых невероятных и перспективных технологий будущего.

Темпоральные кристаллы должны сыграть важнейшую роль в создании квантовых компьютеров — настолько быстрых и мощных, что они смогут за считанные минуты решать задачи, на которые у современных процессоров ушли бы тысячелетия. Собственно, и создан кристалл времени был внутри самого мощного на сегодняшний день квантового компьютера, Google Sycamore.

Эксперты называют это открытие настолько революционным, что «в полной мере осознать его важность мы пока еще даже не в состоянии».

Так что такое кристалл времени?

Всем известны три основные состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Они существенно отличаются физическими свойствами, но могут переходить одно в другое при необходимых условиях — давлении и температуре.

Однако этими тремя Вселенная не ограничивается. Ученым известны и другие, более экзотические состояния материи. Например, плазма, которая помогла нам заменить громоздкие телевизоры на мониторы с плоским экраном. В естественных условиях на Земле плазму можно наблюдать в основном в виде молний и северного сияния, хотя во Вселенной на нее приходится 99,9% всего привычного нам вещества.

Темпоральный кристалл — одно из таких экзотических состояний. И, чтобы понять его природу, для начала нужно вспомнить, что такое кристалл обычный — будь то драгоценный алмаз или простой лед.

В отличие от жидкостей и газов, где частицы находятся в постоянном движении, периодически сталкиваясь между собой, кристалл — твердое тело. Его атомы (или молекулы) связаны между собой и расположены в строгой повторяющейся последовательности, на одинаковом расстоянии друг от друга, как углы клеток на шахматной доске. Впрочем, клетки плоские, а кристалл объемный — так что его структура напоминает скорее кубик Рубика.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Трехмерная структура, в которой атомы располагаются на одинаковом удалении друг от друга, называется кристаллической решеткой

В жидком и газообразном состоянии вещество со всех сторон выглядит одинаково. Физики называют это явление пространственной симметрией. А вот внешний вид твердых предметов зависит от угла зрения. поэтому ученые говорят, что в кристаллах пространственная симметрия нарушена.

Однако теория относительности утверждает, что, помимо трехмерного пространства, у Вселенной есть и четвертое измерение — время. Поэтому в 2012 году американский физик и лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек предположил, что атомы кристалла могут располагаться точно так же — в повторяющейся последовательности, на одинаковом удалении друг от друга — но не в пространстве, а во времени, периодически возвращаясь в изначальное положение.

Представьте, что вы насыпали в коробку горсть монет и аккуратно выложили каждую орлом кверху. Потом эту коробку хорошенько потрясли, открыли — и увидели, что монеты внутри перевернулись, причем перевернулись одинаково: теперь все до единой лежат кверху решкой.

Потрясли еще раз — снова везде орел; еще — опять только решка, и так далее. Система словно запоминает, в каком состоянии находилась изначально — и возвращается к нему вновь и вновь, после каждого четного изменения. А после каждого нечетного — меняет это состояние на противоположное.

Поскольку повторяющееся действие одно и то же, а его результат повторяется через раз, ученые говорят, что в данном случае нарушена симметрия времени. Именно это — определяющее свойство темпоральных кристаллов.

Монеты в данном случае — это элементарные частицы, из которых состоит кристалл (как шарики на картинке выше). Орел и решка — их квантовые состояния, а «потряхивание коробки» — любое периодически повторяющееся воздействие (например, облучение кристалла лазером). Вильчек рассчитал, возможно ли такое в теории — и математические формулы сошлись, подтверждая его правоту.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Нобелевскую премию по физике Вильчек получил в 2004 году

И хотя через несколько лет в опубликованных расчетах нобелевского лауреата были обнаружены неточности, эксперименты по созданию кристаллов времени продолжились — и, кажется, увенчались успехом.

Почему открытие кристалла времени называют революцией в науке?

Характеристики кристалла противоречат сразу нескольким фундаментальным законам физики — во всяком случае так кажется на первый взгляд.

Темпоральный кристалл переходит из одного состояния в другое и обратно, не затрачивая при этом энергии (энергия лазера кристаллу не передается, выступая своеобразным «физическим катализатором») — а это подозрительно напоминает вечный двигатель, существование которого наука официально признала невозможным еще в XVIII веке. Парижская академия наук перестала принимать и рассматривать проекты вечного двигателя в 1775 году — «ввиду очевидной невозможности его создания».

Возвращаясь к аналогии чуть выше, монеты в коробке переворачиваются не произвольно, случайным образом, а упорядоченно, все вместе — как если бы между ними была какая-то необъяснимая связь, — хотя весь наш опыт подсказывает, что в жизни так не бывает.

Всем известно, что разбить любой предмет куда проще, чем собрать его из нескольких частей. Смешать белок и желток — дело нескольких секунд, а вот разделить их после этого практически невозможно. Эти примеры наглядно демонстрируют нам действие Второго закона термодинамики, который гласит, что с течением времени любая изолированная система, части которой взаимодействуют между собой, стремится от порядка хаосу. То есть к равномерному распределению температуры и энергии по всему своему объему. Такое состояние физики еще называют «тепловая смерть».

Отпущенный маятник не может колебаться бесконечно: во время движения он затрачивает энергию, поэтому рано или поздно колебания затухают. А энергия темпорального кристалла остается неизменной без всякой подпитки извне, поэтому в теории, в полностью изолированной системе, он может переходить из одного состояния в другое (и возвращаться обратно) бесконечно.

Сообщество Макса Планка называет эти кадры «первой в мире видеозаписью пространственно-временного кристалла»

Правда, инженер Google и ведущий автор работы Сяо Ми говорит Русской службе Би-би, что эти противоречия иллюзорны. И на роль вечного двигателя темпоральный кристал не годится.

«Хотя кристал действительно демонстрирует «вечное движение», это движение не производит энергии», — объясняет он.

«На самом деле свидетельство вечного движения в квантовых системах нам уже встречалось, — продолжает физик. — Например, в сверхпроводниках, по которым электроны путешествуют, не встречая никакого сопротивления. Или в сверхтекучих жидкостях, где, так же без всякого сопротивления, перемещаются атомы гелия. Хотя ни там ни там пространственная симметрия не нарушена — а значит, под определение темпоральных кристаллов они не попадают».

Что же касается теории относительности, где время и пространство покоятся на одном фундаменте, то в этой системе координат действительно может показаться, что, раз уж обычные кристаллы (то есть любые твердые тела в целом) нарушают пространственную симметрию, то со всей очевидностью должна нарушаться и симметрия относительно сдвига во времени,

«Несколько лет теоретических исследований ушло на то, чтобы понять: «тепловой смерти» можно избежать — путем так называемой многочастичной локализации (MBL), за счет которой нарастание энтропии в каждой части системы замедляется», — говорит Сяо Ми.

Зачем все это нужно?

Теоретическая физика не относится к прикладным наукам — а значит, в ближайшее время невероятному открытию вряд ли найдется достойное применение на практике.

Поскольку темпоральные кристаллы оказались невероятно устойчивыми к электромагнитному шуму (то есть любым воздействиям извне системы), им с большой вероятностью найдется применение при создании сверхточных часов и гироскопов.

Еще одна популярная версия состоит в том, что обнаружение столь уникальной формы материи приближает ученых к созданию запоминающих устройств для квантовых суперкомпьютеров.

Однако пока любые версии применения темпоральных кристалов на практике — не более чем предположения. Даже сами создатели кристалла не могут убедительно ответить на вопрос, где технология найдет свое практическое применение, и не исключают, что на это уйдут десятилетия.

Однако, по словам Сяо Ми, с точки зрения науки не это главное.

«Кристаллы времени — явление настолько удивительное, что заслуживает изучения само по себе, безо всякой практической цели, — уверяет он. — Нам ведь так мало известно о состояниях, в которых вещество может выходить за пределы температурного равновесия».

3) волны, классический вид / Хабр

1.

Шар на пружине, ньютоновская версия

2.

Квантовый шар на пружине

3.

Волны, классический вид

4.

Волны, классическое уравнение движения

5.

Квантовые волны

6.

Поля

7.

Частицы – это кванты

8.

Как частицы взаимодействуют с полями

Разобравшись с уравнениями для колебаний – описывающими практически всё, что скачет, вибрирует, катается вперёд-назад, как шар на пружине – можно переходить к настолько же распространённому явлению природы, волнам. Волны есть везде: звук и свет, землетрясения, рябь на поверхности пруда, и т.п.

Рис. 1

Но перед этим предупреждаю, что термин «волна» может вводить в заблуждение, поскольку в физике он означает не то же самое, что в английском языке. В физике он не означает того, что мы обычно могли бы назвать волной на краю океана – один гребень и одна впадина. В физике волны – это последовательность волн, несколько гребней и впадин, совместно движущихся в одном направлении. У волны простейшего вида все гребни одинаковой высоты и отстоят друг от друга на одно расстояние. Мы будем рассматривать именно такой случай.

Волны – выдающееся явление, если задуматься. Представьте, что вы с другом взяли длинную верёвку и туго натянули её в комнате (рис. 2). Затем представьте, что ваш друг поболтал несколько раз вверх и вниз одним концом верёвки (зелёным). На его конце верёвки появится волна, и она пройдёт по комнате к вашему концу верёвки (красному).

Рис. 2

Это удивительно. Я имею в виду – на самом деле поразительно, сильно и критически важно для всего в нашей Вселенной, включая и вас лично. Посмотрите, что произошло. Ни один физический объект слева направо не перемещался – до того, как ваш друг начал двигать конец верёвки, она была протянута через комнату, а в конце, после того, как ваш конец верёвки закончит колебаться и волна пропадёт, верёвка так и останется натянутой через всю комнату, как и было. И всё-таки! Энергия и информация переместились по комнате. Волна в пути переносит энергию, потраченную вашим другом на колебания верёвки – и несёт в своей форме информацию о том, сколько раз и как быстро он её дёргал – к вам, где она заставляет трястись уже вашу руку. И в этом случае она даже тряханёт вашу руку именно столько раз и именно в такой последовательности. Вот это да! Ни один физический объект не перемещался через комнату, а энергия и информация – переместились.

Или, подождите. А не должны ли мы рассматривать волну, как физический объект? Такой же физический, как сама верёвка?

Помня этот глубочайший вопрос, обратимся к небольшому количеству математических формул, необходимых для описания внешнего вида и поведения волны, а затем используем чуть больше математики, чтобы записать уравнения, решениями которых будут волны. Это похоже на то, что мы делали для классического шара на пружине.

Формула для бесконечной волны в определённый момент времени

Эта серия статей сразу после шара на пружине переходит к волнам потому, что волна – это разновидность двойного осциллятора. Она колеблется как во времени, так и в пространстве. Время мы обозначим буквой «t», а пространство – «x».

Обратите внимание на рис. 3. На нём изображена волна, простирающаяся в обоих направлениях на большое расстояние, на которой уместилось множество гребней и впадин. Это отличается от волны на рис. 2, у которой всего несколько гребней и впадин. Но это различие не имеет отношения к делу – на рис. 2 мне нужно был проиллюстрировать то, для чего не имела значения точная форма волны; теперь же мы сконцентрируемся на математической формуле для волн, а это гораздо проще сделать, если у волны есть большое количество гребней и впадин одинакового размера. Также этот случай окажется очень полезным для понимания того, как квантовая механика влияет поведение волн.

Рис. 3

Сначала нам нужно определиться с обозначениями и записать формулу, описывающую движение и форму волны на рис. 3, как мы делали для шара на пружине.

На графике показана величина волны Z как функция от пространства в определённый период времени t = t₀ — мы записываем это, как Z(x, t₀). Отслеживая волну в пространстве мы видим, что она колеблется вперёд и назад, и Z периодически увеличивается и уменьшается. В любой момент времени волна колеблется в пространстве.

Заметьте, что Z не обязательно должна быть связана с физическим расстоянием. Это может быть высота верёвки, как на рис. 2, или это может быть нечто совсем другое, к примеру, температура воздуха в определённой точке пространства и времени или ориентация магнитного атома в определённом месте магнита. Но x всё же представляет физическое расстояние, а t – время.

У снимка этой волны, Z(x, t₀), есть три интересных свойства, два из которых также относятся и к шару на пружине.

1. Существует значение равновесия Z₀, лежащее посередине между самым большим значением Z на гребне и самым малым значением Z во впадине. Большую часть времени мы изучаем волны, у которых Z₀ = 0, поскольку часто величина Z₀ не имеет значения – но не всегда.

2. У волны есть амплитуда А, величина, на которую меняется Z от равновесного значения до вершины каждого гребня или на ту же величину до дна каждой впадины.

3. У волны есть длина – расстояние λ между соседними гребнями, или, что то же самое, между соседними впадинами, или, что то же самое, удвоенное расстояние между соседними гребнем и впадиной. Она описывает колебания в пространстве так же, как период (равный 1/частоту) описывает колебание во времени шара на пружине.

Рис. 4

Что же напоминает нам форма на рис. 3? Она выглядит, как график функции синуса или косинуса – см. рис. 4, где cos(w) построен на графике по w. Cos(w) – функция осциллирующая, у которой есть очевидная позиция равновесия в нуле, её амплитуда 1, а длина волны — 2π. Как перейти от рис. 4 к формуле для волны на рис. 3? Сначала мы умножим cos(w) на А, чтобы амплитуда сравнялась с А. Затем мы добавим Z₀ ко всей формуле, чтобы сдвинуть её до нужного значения равновесия (если А = 0, то колебаний нет, и всё покоится в точке Z = Z₀). И, наконец, заменим w на 2πx/λ, поскольку у cos(w) гребни на w = 0 и w = 2 π, поэтому у cos(2πx/λ) гребни будут на x = 0 и x = λ. Всё вместе это даёт нам

Это практически та же формула, что описывала движение шара на пружине во времени:

Где ν – частота колебаний, а T = 1/ν – период колебаний. Видите аналогию: период относится ко времени, как длина волны к пространству.

Ещё одно замечание до того, как мы продолжим. Я мог записать также:

Поскольку cos[w] = cos[-w]. То, что мы спокойно можем подставить минус в формулу формы волны, будет важно позднее.

Формула для бесконечной волны в определённом месте

Рис. 5

Теперь зададим другой вопрос: посмотрим, как волна меняется во времени, отслеживая определённую точку на верёвке, и увидим, как она себя ведёт и двигается. Это показано на рис. 5: там я обозначил определённую точку x₀, которая в момент времени t₀ находится на гребне. Волна двигается вправо и следует размеру волны Z в точке x₀, меняясь во времени: Z(x₀, t). И вы немедленно увидите, что высота волны в определённой точке ведёт себя точно так же, как шар на пружине! Поэтому у неё будет точно такая же формула, как у шара на пружине, как функция частоты ν, или периода T = 1/ν, где T – это время между моментом, когда волна в x₀ находится н а гребне, и моментом, когда она снова приближается к гребню в следующий раз.

Полная формула бесконечной волны

Теперь нам нужна формула для Z(x, t), описывающая волну, изображённую на рис. 3 и 5 (или любую похожую) в точках x в любой момент времени t. Правильный ответ:

Он включает обе формулы, для фиксированной точки во времени и для фиксированной точки в пространстве.

Отметим знак минуса перед x. Я упоминал, что в формулу для Z(x, t₀) можно подставить минус по желанию. С минусом перед x и плюсом перед t формула описывает волну, движущуюся вправо, как на анимациях. Чтобы проверить это, заметьте, что когда t/T – x/λ = 0, волна будет гребнем, потому что cos[0]=1. Когда t = 0, в точке x = 0 гребень. Но если немного сдвинуть t вперёд, допустим, на T/10, то гребень будет в точке x = λ/10, правее от того места, где он был в t = 0 – поэтому гребень (и вся волна) движется вправо.

Что изменится, если разместить плюс вместо минуса в формуле для Z(x, t)? Тогда гребень будет в точке t/T + x/λ = 0, и в этом случае во время t = T/10 гребень будет в точке x = -λ/10, левее того места, где он был в t = 0 – значит, теперь волна движется влево (рис. 6).

Рис. 6

Волны, являющиеся функциями x и t, могут двигаться в любом направлении, так что нам просто нужно выбрать правильную формулу для заданной волны. Вообще говоря, когда мы работаем с волнами, которые могут двигаться не только вдоль одного пространственного измерения x, но вдоль всех трёх координат x, y и z, то эти волны могут двигаться в любом направлении, и нам нужно будет выбрать правильную формулу на основании направления движения волны.

Мелкий шрифт: мы можем поставить знак минуса перед t, а не перед x. Но +t, +x – это то же самое, что и –t, -x, поскольку это будет равнозначно умножению всей формулы внутри косинуса на -1, а cos[w]=cos[-w]. Поэтому +t, +x и -t, -x дают волну, двигающуюся влево, а +t, -x и -t, +x дают волну, двигающуюся вправо.

Уравнение движения волн

Теперь, как и в случае для шара на пружине, когда мы сначала нашли формулу для колебательного движения шара, а затем посмотрели на уравнение движения, для которого эта формула была решением, сделаем то же самое и тут. Мы нашли формулу для формы и движения волны. У какого уравнения движения среди решений встречается такая формула? Узнаем в следующей статье.

Физика вакуума — основа для развития опережающих технологий

Согласно современным научным представлениям физический вакуум – это один из самых сложных объектов, с которым когда-либо сталкивался человеческий рассудок.   

Квантовая физика рассматривает физический вакуум как в среднем нулевое состояние совокупности всех квантованных полей.  Вакуум как бы «дышит», он то выдыхает из себя поля и частицы, то вбирает их в свои бездонные глубины. Кипящий «бульон», состоящий из виртуальных частиц и античастиц различных сортов, спонтанно возникает из этой в среднем пустой протяженности и так же спонтанно исчезает.  

Вакуум в потенции содержит свойства всего многообразия  созданий в наблюдаемой нами Реальности. Ныне физики единодушны в том, что вакуум имеет многослойную иерархическую структуру и насыщен энергией. По разным оценкам, плотность энергии только электромагнитного слоя вакуума составляет по-рядка 1018 – 1090 Дж/см3. Кроме того, существуют бозонный, кварк-глюонный и, возможно, другие вакуумные конденсаты. 

Правомерен вопрос:
«Если вакуум – это чрезвычайно энергетически насыщенная среда, то почему мы это не ощущаем и не умеем этим пользоваться?»

Дело в том, что человек может чувствовать и научился ис-пользовать только резкие энергетические перепады (градиенты), например, разницу высот воды, разницу давления газа, разницу температур, разницу в цвете или освещенности и т. д.

Резкие изменения любого параметра среды, так или иначе, связаны с высоким уровнем ее потенциальности. Именно такие высокопотен-циальные перепады человечество и научилось преобразовывать в необходимые виды энергии. 

В вакууме потенциальные перепады относительно низки, т. е. во всех его локальных областях содер-жится бесконечное, но в среднем практически одинаковое количество энергии. Усредненную протяженность вакуума можно уподобить слегка взволнованной «границе» между бесконечным небом положительной энергии (Светом) и бездонным океаном отрицательной энергии (Тьмы). Именно из этой в среднем нулевой «границы» между Светом и Тьмой рождается все многообразие наблюдаемого нами мира. 

Вместе с тем вакуум обладает чрезвычайно высокой степенью симметрии в том отношении, что какие бы сущности ни «рождались» из вакуума, они всегда появляются в виде взаимно противоположной пары: частицы – античастицы, волны – антиволны, поля – антиполя и т. д. 

Для объяснения ускоренной инфляции (расширения) Вселенной в рамках некоторых космологических моделей полагают, что вакуум все же обладает очень слабой реликтовой асимметрией в пользу его матери-альности над антиматериальностью. Однако, оценки плотности положительной массы вакуума чрезвычайно малы ~ 10–29 г/см3. Поэтому нет никаких возможностей использовать данную реликтовую вакуумную асимметрию, даже если она реально существует.   

Низкая потенциальность и высокая степень симметрии локальных проявлений вакуума и создают для нас иллюзию его отсутствия.

Поэтому в постньютоновской физике вакуум воспринимался как пустое пространство, арена, на фоне которой разыгрываются шекспировские трагедии звездно-планетарного масштаба. 

До сих пор современная механика и квантовая физика полагают, что на фоне пустого пространства существуют физические тела, которые взаимодействуют между собой посредством силовых полей, и эти тела и поля практически не взаимодействуют с окружающим их пространством.

По сути, на этой же позиции стоит и «стандартная модель» – наиболее разработанный на сегодняшний день результат физической мысли, объединяющий на единых квантовых постулатах электромагнетизм, слабые и ядерные взаимо-действия и описывающий множество экспериментальных данных.  В рамках «стандартной модели» влияние различных вакуумных конденсатов на процессы с участием фундаментальных частиц учитывается в виде поправок в теории возмущений.      

Диссонансом в этой ныне классической «идиллии» звучит общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна, которая связывает гравитацию не с силовыми полями, а с искривлением пространственно-временного континуума вокруг массивных космических тел. Все попытки придать ОТО квантово-полевой характер на фоне пассивной пустоты (ньютоновского абсолютного пространства) не увенчались успехом.

Отчаянную попытку объединить электромагнитные, слабые, сильные и гравитационные взаимодействия в рамках единой всеобъемлющей теории предприняли создатели многомерной теории суперструн. Но на сегодняшний день все направления западной суперструнной программы страдают отсутствием руководящей физической идеи, способной ограничить несметное количество возможных пространств Калаби-Яу, лежащих в основе суперструнных представлений. Кроме того, проверка предсказаний суперструнных теорий требует огромных капиталовложений. Большой адронный коллайдер, который построил ЦЕРН под Женевой, является уже международным проектом, с более чем 10-и миллиардным бюджетом.  

Между тем существуют малоизвестные разделы физики, которые непосредственно соприкасаются с вакуумной проблематикой. Одним из таких разделов является нелинейная электродинамика, занимающаяся изучением сильных электромагнитных полей. Оказалось, что при напряженности электрического поля порядка Екр ~ 1016 В/м (критическое поле Швингера) наступает разрыв вакуума. Ситуация походит на электрический пробой диэлектрика. В таких перенапряженных областях вакуум приобретает уникальные свойства совсем непохожие на окружающее нас «пустое» пространство. 

Возможность разрыва вакуума предсказывается и в рамках теории суперструн, где подобные эффекты получили название «флоп-перестройки» пространства-времени. 

Многие не перестают интересоваться экспериментами Н. Тесла, вызывавшего странные атмосферные явления посредством сильных электромагнитных полей. В области исследования сильных электромагнитных полей работали П.Л. Капица, который еще в лаборатории Э. Резерфорда создал импульсный генератор сверхмощного магнитного поля, и А. Д. Сахаров, работы которого были связаны с возможностью управле-ния термоядерными реакциями. Известны попытки искривления пространства-времени посредством сильных электромагнитных полей, с целью сделать самолеты и корабли невидимыми для радаров противника и защиты кораблей от магнитных мин.     

Другим направлением физики вакуума является развитие торсионных технологий, связанных с генера-цией вращательного состояния локальных областей вакуума. Ныне ряд известных представителей Российской академии наук выступают с резкой критикой данного направления исследований, связывая его с негативным психотропным воздействием торсионных полей на человека. Другая большая часть физиков считает, что в настоящий момент проявления торсионных полей настолько малы, что их можно не учитывать. Тем не менее, существует ряд реально действующих торсионных генераторов, которые демонстрируют уникальные свойства «странных» излучений, условно называемых «торсионными полями». Эти поля обладают удивительной проникающей способностью и далеко нетривиальными возможностями воздействовать на различные жидкие и твердые материалы и живые организмы.    

Третье направление получило название «свободная энергия». В рамках данного нетрадиционного фи-зического направления многие «кустарные» физики предлагают различные агрегаты, демонстрирующие уникальные способности. Одним из ярких представителей такого класса устройств является машина швей-царского изобретателя Пауля Бауманна, которая не только находится в постоянном вращательном состоя-нии, но и способна выдавать эклектическую энергию. Работу всех подобных установок с «КПД выше единицы» невозможно объяснить без привлечения идей, связанных с извлечением так называемой «свободной» энергии из вакуума. Во всех этих приборах вакуум принимает участие не как арена событий, а как часть замкнутой системы. 

Впрочем, даже в рамках классических ныне квантово-механических представлений любой объект, по-мещенный в флуктуирующий вакуум, обменивается энергией с кипящим бульоном спонтанно рождающихся из него виртуальных частиц и античастиц. Например, широко известен факт, что в результате поляризации вакуумных флуктуаций энергетические уровни 2s и 2p атома водорода смещаются на 1058,91 МГц. Это явление получило название «лэмбовского сдвига». 

К вакуумным проявлениям относят эффект Казимира, который заключается в том, что две отполиро-ванные металлические пластины в вакууме «склеиваются», т. е. притягиваются друг к другу с силой обратно пропорциональной четвертой степени расстояния между ними.  

Ряд «нетрадиционных» экспериментов с инерциоидами показывает, что от вакуума, как и от любой другой среды, можно отталкиваться, подобно тому, как лодка с помощью весел отталкивается от воды. Это означает, что существует возможность создания эффекта реактивного движения без отбрасывания про-дуктов горения ракетного топлива. За такими инерционными эффектами кроется колоссальный прорыв в космонавтике и в создании 3D-транспорта нового поколения.  

Изучение глубинной структуры вакуума показывает, что локальные участки вакуума можно «разрывать», «замораживать», «испарять», «разгонять», «затормаживать» и проделывать множество других операций подобных действиям с обычными материальными средами, но совершенно с нетривиальными последствиями. Физика вакуума открывает грандиозные возможности по уплотнению каналов связи и увеличению способов передачи информации. Она указывает на возможности альтернативных способов перемещения в пространстве посредством управления его топологией и использования направленных вакуумных течений. За физикой вакуума кроется колоссальный качественный скачек в технологическом оснащении человечества. Если Россия не будет плестись в хвосте западной цивилизации по тупиковому пути развития нанотехники, а сразу направит основные усилия на развитие опережающих вакуумных (или «нулевых») технологий, то Она быстро забудет о спекуляциях потенциальных «партнеров» на финансовых рынках.

Однако физика вакуума обозначает и опасные границы, при которых возбужденное состояние вакуума может привести к его неустойчивому состоянию. Например, попытки инициировать детонацию вакуума может привести к колоссальным трагедиям уже не планетарного, а космического масштаба. Атомное и тер-моядерное оружие – это «детские игрушки» по сравнению с бесконтрольной активацией вакуума. Теория подсказывает, как можно инициировать детонацию «пустоты», но, как и можно ли ее остановить — «математика» умалчивает.    

В околонаучной среде обсуждается легенда о существовании секретной международной конвенции на запрет экспериментов по каталитическому распаду вакуума. Правда это или вымысел, нам доподлинно неизвестно. Но специалистам в области физики вакуума доподлинно известно, что за исследованиями в этой области стоят колоссальные энергии.   

Екклесиаст сказал (Библия, стр. 666): — «Во многой мудрости много печали; и кто умножает познания, умножает скорбь». Это высказывание царя Соломона как нельзя точно относится к физике вакуума, за которой кроются как радость созидания, так и ужас разрушения.  

Вакуумные технологии потребуют качественно иного уровня взаимоотношений человека с окружаю-щей средой. Параллельно с развитием вакуумных технологий необходимо развивать вакуумную Этику и Мораль. Именно таким образом выстраивается «Алгебра сигнатур» (Алсигна, см.  www.alsignat.narod.ru), подводящая физико-математические и философские основы под развитие вакуумных технологий.

Погружение сознания в глубины окружающей Реальности должно непременно сопровождаться возвышением наших моральных и нравственных устоев, и, возможно, соединение религиозных и научных воззрений позволит в итоге выстроить систему научного поиска, не противоречащую сложнейшей Духовной Структуре Живого Естества.

Батанов Михаил Семенович, к.т.н., доцент 207 каф. МАИ,

Шипов Геннадий Иванович, академик РАЕН

Формула количества теплоты в физике

Содержание:

Определение и формула количества теплоты

Внутреннюю энергию термодинамической системы можно изменить двумя способами:

1. совершая над системой работу,
2. при помощи теплового взаимодействия.

Передача тепла телу не связана с совершением над телом макроскопической работы. В данном случае изменение внутренней энергии вызвано тем,
что отдельные молекулы тела с большей температурой совершают работу над некоторыми молекулами тела, которое имеет меньшую температуру. В этом
случае тепловое взаимодействие реализуется за счет теплопроводности. Передача энергии также возможна при помощи излучения. Система
микроскопических процессов (относящихся не ко всему телу, а к отдельным молекулам) называется теплопередачей. Количество энергии,
которое передается от одного тела к другому в результате теплопередачи, определяется количеством теплоты, которое предано от одного тела другому.

Определение

Теплотой называют энергию, которая получается (или отдается) телом в процессе теплообмена с окружающими телами (средой).
Обозначается теплота, обычно буквой Q.

Это одна из основных величин в термодинамике. Теплота включена в математические выражения первого и второго начал термодинамики.
Говорят, что теплота – это энергия в форме молекулярного движения.

Теплота может сообщаться системе (телу), а может забираться от нее. Считают, что если тепло сообщается системе, то оно положительно.

Формула расчета теплоты при изменении температуры

Элементарное количество теплоты обозначим как $\delta Q$. Обратим внимание,
что элемент тепла, которое получает (отдает) система при малом изменении ее состояния не является полным дифференциалом.
Причина этого состоит в том, что теплота является функцией процесса изменения состояния системы.

Элементарное количество тепла, которое сообщается системе, и температура при этом меняется от Tдо T+dT, равно:

$$\delta Q=C d T(1)$$

где C – теплоемкость тела. Если рассматриваемое тело однородно, то формулу (1) для количества теплоты можно представить как:

$$\delta Q=c m d T=\nu c_{\mu} d T(2)$$

где $c=\frac{C}{m}$ – удельная теплоемкость тела, m – масса тела,
$c_{\mu}=c \cdot \mu$ — молярная теплоемкость,
$\mu$ – молярная масса вещества,
$\nu=\frac{m}{\mu}$ – число молей вещества.

Если тело однородно, а теплоемкость считают независимой от температуры, то количество теплоты
($\Delta Q$), которое получает тело при увеличении его температуры на величину
$\Delta t = t_2 — t_1$ можно вычислить как:

$$\Delta Q=c m \Delta t(3)$$

где t₂, t₁ температуры тела до нагрева и после. Обратите внимание, что температуры при нахождении разности
($\Delta t$) в расчетах можно подставлять как в градусах Цельсия, так и в кельвинах.

Формула количества теплоты при фазовых переходах

Переход от одной фазы вещества в другую сопровождается поглощением или выделением некоторого количества теплоты,
которая носит название теплоты фазового перехода.

Так, для перевода элемента вещества из состояния твердого тела в жидкость ему следует сообщить количество теплоты
($\delta Q$) равное:

$$\delta Q=\lambda d m$$

где $\lambda$ – удельная теплота плавления, dm – элемент массы тела.
При этом следует учесть, что тело должно иметь температуру, равную температуре плавления рассматриваемого вещества.
При кристаллизации происходит выделение тепла равного (4).

Количество теплоты (теплота испарения), которое необходимо для перевода жидкости в пар можно найти как:

$$\delta Q=r d m$$

где r – удельная теплота испарения. При конденсации пара теплота выделяется. Теплота испарения равна теплоте конденсации одинаковых масс вещества.

Единицы измерения количества теплоты

Основной единицей измерения количества теплоты в системе СИ является: [Q]=Дж

Внесистемная единица теплоты, которая часто встречается в технических расчетах. [Q]=кал (калория). 1 кал=4,1868 Дж.

Примеры решения задач

Пример

Задание. Какие объемы воды следует смешать, чтобы получить 200 л воды при температуре t=40С, если температура
одной массы воды t₁=10С, второй массы воды t₂=60С?

Решение. Запишем уравнение теплового баланса в виде:

$$Q=Q_{1}+Q_{2}(1.1)$$

где Q=cmt – количество теплоты приготовленной после смешивания воды; Q₁=cm₁t₁ —
количество теплоты части воды температурой t₁ и массой m₁;
Q₂=cm₂t₂— количество теплоты части воды температурой t₂ и массой m₂.

Из уравнения (1.1) следует:

$$
\begin{array}{l}
\mathrm{cmt}=\mathrm{cm}_{1} t_{1}+\mathrm{~cm}_{2} t_{2} \rightarrow \mathrm{mt}=\mathrm{m}_{1} t_{1}+\mathrm{~m}_{2} t_{2} \rightarrow \\
\rightarrow \rho \mathrm{Vt}=\rho V_{1} t_{1}+\rho \mathrm{V}_{2} t_{2} \rightarrow \mathrm{Vt}=V_{1} t_{1}+V_{2} t_{2}(1.2)
\end{array}
$$

При объединении холодной (V₁) и горячей (V₂) частей воды в единый объем (V) можно принять то, что:

$$$
V=V_{1}+V_{2}(1.3)
$$$

Так, мы получаем систему уравнений:

$$
\left\{\begin{array}{c}
V t=V_{1} t_{1}+V_{2} t_{2} \\
V=V_{1}+V_{2}
\end{array}\right.
$$

Решив ее получим:

$$
\begin{array}{l}
V_{1}=\frac{\left(t_{2}-t\right)}{t_{2}-t_{1}} V \\
V_{2}=\frac{\left(t-t_{1}\right)}{t_{2}-t_{1}} V
\end{array}
$$

Проведем вычисления (это можно сделать, не переходя в систему СИ):

$$
\begin{array}{l}
V_{1}=\frac{(60-40)}{60-10} 200=80 \text { (л) } \\
V_{2}=\frac{(40-10)}{60-10} 200=120 \text { (л) }
\end{array}
$$

Ответ. {*}\right)
\end{array}
$$

Ответ. $\Delta Q$=1700 Дж

Читать дальше: Формула напряженности магнитного поля.

Дополнительные главы физики: кинематика. 9 класс: Участники курса

Курс ориентирован на слушателей, владеющих школьной программой по физике 9 класса. В процессе обучения учащиеся познакомятся с основными принципами и методами кинематики, увидят, как довольно сложные движения можно свести к комбинации более простых, и научатся решать разнообразные задачи.

Курс состоит из 12 учебных модулей, 51 видеолекции с конспектами, 182 обязательных упражнений и факультативных задач для самостоятельного решения.

Учебные модули

— Геометрия и физика

— Описание движения

— Ускорение

— Движение по окружности

— Малые приращения физических величин

— Движение тела, брошенного под углом к горизонту

— Криволинейное движение

— Кинематика плоского движения твердого тела

— Комбинация прямолинейных движений

— Кинематические связи

— Выбор системы отсчета

— Комбинация вращения и прямолинейного движения

Внутри каждого модуля есть:

— видео с кратким конспектом, где обсуждается теория и разбираются примеры решения задач,

— упражнения с автоматической проверкой, позволяющие понять, как усвоена теория,

— задачи для самостоятельного решения, которые не учитываются в прогрессе и не идут в зачет по модулю, но позволяют качественно повысить свой уровень.  

Каждый ученик самостоятельно определяет для себя темп и удобное время учебы. Часть модулей открыта сразу, следующие модули открываются после того, как получен зачет по предыдущим. В каждом разделе есть ответы на популярные вопросы, где можно уточнить свое понимание теории или условия задачи, но нельзя получить подсказки по решению.

По итогам обучения выдается электронный сертификат. Для его получения необходим зачет по всем учебным модулям, кроме лекционных. Условие получения зачета по модулю — успешное выполнение не менее 70% упражнений. Сертификаты могут учитываться при отборе на очные программы по направлению «Наука». 

Если ученик не успеет получить зачет по отдельным модулям, то он не сможет получить сертификат, но сможет возобновить обучение, когда курс стартует в следующий раз. При этом выполнять пройденные модули заново не потребуется (но может быть предложено, если соответствующие учебные материалы обновятся).

В следующий раз курс будет открыт осенью 2021 года.

Специальные символы – Гиперучебник по физике

вязкость

кинематическая вязкость

Что означает символ c? – Слюисартярмарка.

ком

Что означает символ c?

Авторское право: ©. Когда вы пишете букву «С» в кружке вокруг буквы или используете слово «авторское право», вы сообщаете общественности, что произведение защищено авторским правом и что вы являетесь владельцем этого произведения.

Что такое символ c в физике?

Ниже приведен подробный список наиболее часто используемых символов в физике с их единицами СИ… Физические символы в электричестве и магнетизме:

Что означает C во времени?

Часто датам предшествует «c.” или “ca.” Это аббревиатуры латинского слова «circa», что означает около или приблизительно. Мы используем это перед датой, чтобы указать, что мы точно не знаем, когда что-то произошло, поэтому c. 400 г. до н. э. означает примерно 400 лет до нашей эры.

Что такое U в 9 классе физики?

u — начальная скорость. v — конечная скорость. а — ускорение. т — период времени.

Что означает 3 текстовых сообщений?

:3 — это смайлик, который представляет собой «застенчивую улыбку».Смайлик :3 используется для обозначения застенчивой улыбки. :3. представляет кошачье лицо, которое делают персонажи аниме, когда они говорят что-то милое.

Что означает XD?

XD Определения и синонимы выражение, используемое в текстовых сообщениях или электронных письмах, сигнализирующее о счастье или смехе. XD — это смайлик. X обозначает закрытые глаза, а D — открытый рот.

Что означает текстовое сообщение C?

«Очень счастлив» — наиболее распространенное определение C: в Snapchat, WhatsApp, Facebook, Twitter, Instagram и TikTok.C: Определение: Очень счастлив.

Что такое краткая форма C?

C или c используется как аббревиатура для слов, начинающихся с c, таких как «авторское право» или «по Цельсию».

Какая скорость у класса 9?

Скорость: расстояние, пройденное объектом в единицу времени. Единицей скорости в системе СИ является метр в секунду. Это обозначается символом м·с–1 или м/с. Скорость — скалярная величина; у него есть только направление.

Что такое класс движения 9?

Перемещение любого объекта из одного положения в другое положение по отношению к наблюдателю называется Движением.

Что означает ❤?

❤️ Смайлик с красным сердцем Смайлик с красным сердцем используется в теплых эмоциональных контекстах. Его можно использовать для выражения благодарности, любви, счастья, надежды или даже флирта.

Что представляет собой C?

c представляет собой скорость света. В вакууме свет движется со скоростью 186 282 мили в секунду. Однако в науке мы используем СИ (международную систему единиц), поэтому мы используем измерения в метрах и километрах, а не в футах и ​​милях.

Что означает математический знак?

В математике слово «знак» относится к свойству быть положительным или отрицательным. Каждое действительное число (отличное от нуля) либо положительное, либо отрицательное, и поэтому имеет знак.

Какие бывают математические символы?

Математические символы: знак плюс, знак минус, знак умножения, знак деления, равно, больше, меньше, больше или равно, меньше или равно, знак числа, круглые скобки, не равно.

Что такое символ вероятности?

Символ P( ) означает вероятность события, указанного в скобках. Таким образом, P(A) — это вероятность того, что работник, выбранный наугад, имеет среднюю производительность.

В чем разница между AP Physics 1, 2 и C? Что вы должны взять?

Вы заинтересованы в сдаче экзамена по физике? Вы могли заметить, что программа AP предлагает более одного курса физики. Так в чем же разница между разными классами AP Physics — AP Physics 1, AP Physics 2 и AP Physics C? Мы познакомим вас с ними и поможем определиться с выбором.

2021 Изменения в тесте AP в связи с COVID-19

Из-за продолжающейся пандемии коронавируса COVID-19 тесты AP теперь будут проводиться в течение трех разных сессий в период с мая по июнь. Даты ваших тестов, а также то, будут ли ваши тесты онлайн или бумажными, будут зависеть от вашей школы.Чтобы узнать больше о том, как все это будет работать, и получить самую свежую информацию о датах тестирования, онлайн-обзоре AP и о том, что эти изменения означают для вас, обязательно ознакомьтесь с нашей статьей часто задаваемых вопросов AP COVID-19 2021 года.

Какие уроки физики AP предлагаются?

Программа AP раньше предлагала три класса физики: AP Physics B, AP Physics C: Механика и AP Physics C: Электричество и магнетизм.

Однако программа AP недавно заменила годичный курс AP Physics B двумя однолетними курсами: AP Physics 1 и AP Physics 2. Оба эти курса физики основаны на алгебре, а это значит, что они не требуют знания математики, кроме Алгебры II.

Программа AP по-прежнему предлагает AP Physics C, , который разбит на два курса и экзамена: Physics C: Механика и Physics C: Электричество и магнетизм. Во многих школах их преподают в одном классе или просто преподают одну тему. Оба этих курса основаны на вычислениях.

Это означает, что теперь есть четыре экзамена AP по физике:

• AP Физика 1
• AP Физика 2
• AP Физика C: Электричество и магнетизм
• AP Физика C: Механика

Тот факт, что теперь существует четыре экзамена AP по физике , может сбивать с толку.Итак, вы принимаете физику 1, физику 2 и физику C по порядку? Что нового в Физике 1 и Физике 2? Мы познакомим вас со всеми курсами и поможем решить, какой класс подходит именно вам.

AP Физика 1

AP Physics 1 — это вводный курс физики на уровне колледжа , основанный на алгебре . Он исследует фундаментальные понятия физики, такие как движение, сила, ньютоновская механика, гравитация, энергия и импульс.

AP Physics 1 был разработан как курс физики для первого года обучения, который вы можете пройти без предварительного опыта в физике. Это главное отличие от старого курса AP Physics B, который был разработан для второго года обучения физике.

Хотя технически не являются необходимыми условиями для AP Physics 1, программа AP рекомендует, чтобы учащиеся, по крайней мере, изучали геометрию и одновременно изучали алгебру II во время прохождения этого курса. Если вы еще не так далеко продвинулись в математике, подумайте о том, чтобы сходить на другой курс естествознания, пока вы не наверстаете упущенное, поскольку математика очень важна в физике.

AP Физика 2

AP Physics 2 — это также основанный на алгебре курс физики для колледжа .Тем не менее, он углубляется в некоторые более сложные темы, чем Физика 1.

Физика 2 исследует статику и динамику жидкости, термодинамику с кинетической теорией, диаграммы PV и вероятность, электростатику, электрические цепи с конденсаторами, магнитные поля, электромагнетизм, физическую и геометрическую оптику, а также квантовую, атомную и ядерную физику.

AP Physics 2 был разработан как курс физики для второго года обучения. Это означает, что он должен идти после AP Physics 1 или любого курса физики первого года обучения.Большая часть его содержания похожа на старый курс AP Physics B. Этот класс будет посвящен более продвинутым физическим навыкам и знаниям, включая гидродинамику, электрические токи, магнетизм и квантовую физику.

Полное описание AP Physics 1 и Physics 2 можно прочитать на веб-сайте AP College Board.

AP Physics C: Механика и AP Physics C: Электричество и магнетизм

Оба курса AP Physics C основаны на математическом анализе, означает, что вы уже должны были пройти математический анализ или одновременно проходить его во время прохождения любого из курсов AP Physics C. Это основной фактор, который делает физику С более сложной, чем физика 1 и физика 2.

Кроме того, для AP Physics C требуется, чтобы учащихся были зачислены или уже прошли курс исчисления.

Но в чем разница между AP Physics C: Механика и AP Physics C: Электричество и магнетизм?

Механика охватывает кинематику, законы движения Ньютона, работу, энергию, мощность, импульс, круговое движение и вращение, колебания и гравитацию.Как видите, многие из этих концепций изучаются в Физике 1. Однако этот курс более глубок, чем Физика 1, и использует исчисление, что делает его намного более сложным.

Электричество и магнетизм охватывает электростатику, проводники, конденсаторы, диэлектрики, электрические цепи, магнитные поля и электромагнетизм. Обратите внимание, что есть некоторое совпадение с учебным планом по физике 2, хотя опять же, физика C будет сложнее, поскольку она включает в себя исчисление.

Эти две темы иногда преподаются как один и тот же курс , несмотря на то, что это два разных экзамена, и каждая тема изучается в течение одного семестра. При преподавании в одном классе сначала обычно преподается механика, а затем электричество и магнетизм.

Если в школах преподается только одна тема, то это, как правило, механика, поскольку она основана на материалах, которые чаще всего изучают в начальных классах физики (законы Ньютона, работа, энергия, мощность и т. д.).

Каждая тема должна быть эквивалентна одному семестру курса физики в колледже. По этой причине AP Physics C настоятельно рекомендуется как минимум для второго курса физики.Таким образом, хотя у вас нет , чтобы пройти физику 1 или физику 2, прежде чем вы начнете изучать физику C, рекомендуется пройти один (или оба!) вводных курса физики.

Полное описание Physics C можно прочитать на сайте AP.

Ищете помощь в подготовке к экзамену AP?

Наши индивидуальные услуги онлайн-репетиторов AP помогут вам подготовиться к экзаменам AP. Найди лучшего репетитора, получившего высокий балл на экзамене, к которому ты готовишься!

Какой курс физики AP вы должны выбрать?

Теперь, когда вы немного знаете о различных классах AP Physics, вы, вероятно, задаетесь вопросом, какой курс выбрать. Или, если вы хотите взять более одного, вы, вероятно, задаетесь вопросом, в каком порядке лучше всего посещать занятия.

Мы представим несколько возможных последовательностей, но мы также дадим вам несколько шагов, чтобы проследить за вашей школой , чтобы вы могли выбрать класс, который лучше всего подходит для вас!

Вариант 1: обычная физика/физика с отличием, затем AP Physics 2

Если в вашей школе не предлагается AP Physics 1 или вы не хотите, чтобы первый урок физики, который вы посещаете, был классом AP, тогда один из вариантов — начать с обычного или с отличием класса физики, где вы изучаете основные понятия физики. физика.Затем вы можете взять AP Physics 2 в качестве второго урока физики.

Этот вариант идеально подходит для учащихся, чьи школы не предлагают несколько уроков физики AP, а также для учащихся, у которых нет времени или желания посещать несколько уроков физики AP. Физика 2 — лучший класс физики AP, который можно пройти после обычного или почетного класса физики (физика 1 в значительной степени просто повторит то, что вы уже выучили). AP Physics C также является вариантом, если вы изучаете или уже изучали математику и у вас есть физика 1 или физика 2.

Вариант 2: AP Physics 1, затем AP Physics 2

Совет колледжей сообщает, что , изучающие физику 1 и 2, обеспечивают прочную подготовку по физике для будущих студентов, изучающих медицину, геологию и науки о жизни. Они также говорят, что это хороший вариант для студентов, посещающих колледжи, где они должны будут выполнять требования по естественным наукам, но не будут изучать естественные науки в качестве своей специальности.

Если в вашей школе преподается AP Physics 2, но не AP Physics 1, вы можете просто заменить AP Physics 1 любым вводным курсом физики, который предлагает ваша школа. Не переходите сразу к AP Physics 2 — это курс физики для второго года обучения!

Если в вашей школе преподается AP Physics 1, но не AP Physics 2, вы можете пройти физику 1, а затем пройти еще один курс естественных наук (включая химию и биологию) по выбору. Вы также можете рассмотреть возможность сдачи AP Physics C, если ваша школа предлагает его.

Вариант 3: AP Physics 1, затем AP Physics C

AP рекомендует Physics C (наряду с AP Calculus AB или Calculus BC) для студентов, стремящихся изучать инженерные или физические науки по специальности в колледже.Тем не менее, , изучающий AP Физика 1, Физика 2, и Физика C, может быть излишним — вы потеряете время, изучая другие научные курсы, такие как биология и химия. Знакомство со всеми тремя естественными науками важно для всесторонней и сложной карьеры в старшей школе, особенно если вы собираетесь заниматься наукой или инженерией. Вы также хотите убедиться, что вы можете пройти хотя бы один из классов AP Calculus.

Итак, если вы хотите сдавать физику C, начните с AP Physics 1 (или обычного курса физики), а затем выберите AP Physics C, что даст вам в общей сложности два урока физики в старшей школе.

Physics C предназначен как минимум для второго курса, поэтому не приступайте к нему неподготовленным. Также убедитесь, что вы прошли или изучаете математику во время прохождения AP Physics C.

Следующие шаги

Теперь, когда у вас есть более четкое представление о предметах занятий по физике AP и общем порядке их прохождения, что вам следует делать дальше? Прочтите этот раздел, чтобы узнать о пяти шагах, которым вы должны следовать.

№ 1: Получите экспертное руководство

Сначала встретьтесь со своим школьным психологом и узнайте, какие курсы физики преподаются в вашей школе.

Они предлагают как AP Physics 1, так и AP Physics 2, или они предлагают только базовый вводный курс физики? Они преподают AP Физика C? Если да, то учат ли они механике, электричеству и магнетизму или тому и другому? Получение этих ответов — первый шаг к планированию вашего расписания.

Также имейте в виду, что, поскольку Физика 1 и Физика 2 являются новыми предметами, школы могут включить их в свои расписания в течение следующих нескольких лет.

№ 2: дважды проверьте последовательность курса

Во время встречи с вашим консультантом спросите о рекомендуемой последовательности курсов физики в вашей школе.

Могут быть обязательные предварительные курсы или вступительные тесты для курсов AP по физике, или в вашей школе может быть рекомендованный порядок занятий по естествознанию, включающий биологию и химию.

№ 3: Исследуйте своих учителей

Спросите своего консультанта и других учащихся, которые преподают курсы физики AP в вашей школе. Вы можете спросить других учеников, которые в настоящее время сдают экзамен AP Physics, что они думают об учителе и насколько они готовы к тесту AP.Вы можете узнать у своего консультанта, каков процент успешно сдавших экзамен AP по физике в вашей школе.

Получение некоторой информации о том, как проводятся занятия в вашей школе, может помочь вам решить, подходит ли вам AP Physics. В качестве краткого примера, в моей старшей школе наш урок физики AP включал много самостоятельной работы и самостоятельных занятий. Это было здорово для целеустремленных студентов, но было сложно для студентов, которым нужна была дополнительная поддержка. Многие студенты решили, следует ли сдавать AP Physics, основываясь на том, смогут ли они справиться с независимым характером класса.

#4: Посмотрите на Syllabi

Если вы беспокоитесь о сдаче экзамена по физике, просмотрев программы курсов, вы сможете получить представление об объемах занятий и темах, которые они охватывают. Это может помочь вам выбрать между обычным введением в физику и AP Physics 1 или выбрать между AP Physics 2 и AP Physics C.

№ 5: Проверка летней домашней работы

Курсы

AP часто включают летние задания. В частности, у AP Physics C, скорее всего, будет летняя работа, особенно если в вашей школе преподаются оба предмета.Перед регистрацией обязательно учитывайте свое расписание и летние обязательства (например, лагеря, работу или поездки).

Итог

Старайтесь сдавать AP Physics C, если вы в будущем инженер или специалист по естественным наукам, но сдавайте его вместе с математическим анализом или после него. Если ваша школа не предлагает физику C, возьмите AP Physics 2 или отдайте предпочтение физике, если можете. AP Physics 1 и Physics 2 достаточно, если вы не собираетесь изучать естественные науки или инженерное дело, поскольку вы хотите освободить место для других занятий AP в своем расписании.

Если вы рассматриваете возможность обучения в колледже, но не уверены, подходит ли он вам, сдача AP Physics C может стать хорошим способом узнать, готовы ли вы принять вызов и получить удовольствие от тем, которые вы продолжите изучать в колледже.

Что дальше?

Хотите окунуться в физику, чтобы узнать, подходит ли вам физика для AP? У нас есть простые статьи о законе сохранения массы, удельной теплоемкости воды и трех формулах, необходимых для расчета ускорения.

Сколько всего курсов AP вы должны пройти? Что делать, если вы хотите поступить в школу Лиги плюща? Ознакомьтесь с нашими рекомендациями по загрузке курса AP здесь.

Тоже готовитесь к SAT/ACT? Узнайте разницу между двумя тестами, в том числе, почему один проверяет науку, а другой нет. Также выясните, с каким тестом вы справитесь лучше всего.

Хотите знать, что нужно для получения идеального результата SAT? Прочтите совет нашего бомбардира.

Одной из наиболее важных частей вашего заявления в колледж является то, какие предметы вы выберете в старшей школе (в сочетании с тем, насколько хорошо вы успеваете по этим предметам). Наша команда экспертов по приему в PrepScholar собрала свои знания в этом едином руководстве по планированию расписания занятий в старшей школе. Мы посоветуем вам, как сбалансировать свое расписание между обычными курсами и курсами с отличием/AP/IB, как выбрать дополнительные занятия и какие занятия вы не можете позволить себе не посещать.

Справочник по физике: константы

2 =
2.176 71 (14) x 10 ^-8 кг

количество	символ	значение
ускорение свободного падения	г	9.806 65 м/с 2
возраст Вселенной	т 0	15(5) Гр
атомная единица массы, унифицированная	у	931,494 32(28) МэВ/ c 2 = 1,660 540 2(10) x 10 -27 кг
астрономическая единица	а.е.	1,495 978 706 6(2) x 10 11 м
Постоянная Авогадро	Н А	6.022 136 7(36) x 10 23 моль -1
Магнетон Бора	мю Б	5,788 382 63(52) x 10 -11 МэВ/Тл
Боровский радиус	a oo	0,529 177 249(24) x 10 -10 м
Постоянная Больцмана	к	1,380 658(12) x 10 -23 Дж/К = 8,617 385(73) x 10 -5 эВ/К
плотность энергии космического фона	ро гамма	4. 647 7 x 10 -34 ( T /2.726 K) 4 г / см 3 = 0.260 71 ( T /2.726 K) 4 EV / CM 3
плотность космического фона	n гамма	410,89 ( T /2,726 K) 3 см -3
температура космического фона	T 0	2,726 +- 0,005 K
критическая плотность Вселенной	ро с	2.775 366 27 x 10 11 H 0 2 M S MPC -3 = 1.878 82 (24) x 10 -29 H 0 2 г/см 3 = 1,053 94(13) x 10 -5 ч 0 2 ГэВ/см 3
d звездное	23 h 56 m 04 s . 090 53
дейтрон) масса 02 9 H027	м г	1875.613 39(57) МэВ/ c 2
Масса Земли	М Е	5,973 70(76) x 10 24 кг
Радиус Земли (экваториальный)	Р Е	6,378 140 x 10 6 m
величина заряда электрона	и Масса электрона	м е	0.510 999 06(15) МэВ/ c 2 = 9,109 389 7(54) x 10 -31 кг
радиус электрона, классический	р е	2,817 940 92(38) x 10 -15 м
электрон Комптоновская длина волны	лямбдабар e	3,861 593 23(35) x 10 -13 m
плотность энтропии/постоянная Больцмана	с / к	2. 892 4 ( T /2,726 K) 3 см -3
постоянная тонкой структуры	альфа	1/137,035 989 5(61)
гравитационная постоянная	Г Н	6.672 59 (85) x 10 -11 м 3 / (кг с 2 ) = 6.707 11 (86) x 10 -39 HC / (GEV / C 2 ) 2
Постоянная Хаббла	H 0	100 ч 0 км/(с Мпк) = ч 0 /9.778 13 Гр
Постоянная Хаббла, нормированная	ч 0	0,5 < ч 0 < 0,85
янский	Ян	10 -26 Вт/(м 2 Гц)
световых лет (устарело)	лет	0,306 6. .. pc = 0,946 1… x 10 16 m
Основание логарифма Напера (натуральное)	и	2.718 281 828 459 045 235
ядерный магнетон	мю N	3,152 451 66(28) x 10 -14 МэВ/Тл
парсек (а.е./угл.сек)	шт.	3,085 677 580 7(4) x 10 16 м = 3,262… ly
проницаемость свободного пространства	мю 0	4 пи x 10 -7 Н/Д 2 = 12,566 370 614… x 10 -7 Н/Д 2
диэлектрическая проницаемость свободного пространства	эпсилон 0	8,854 187 817… x 10 -12 F/m
pi	Пи	3,141 592 653 589 793 238
Постоянная Планка	ч	6,626 075 5(40) x 10 -34 Дж с
Постоянная Планка, приведенная	бар	1. 054 572 66(63) x 10 -34 Дж с = 6,582 122 0(20) x 10 -22 МэВ с
Планковская масса	м П	1.221 047 (79) x 10 19 GEV / C 2 =
протон ( 1 h) Масса	м р	938,272 31(28) МэВ/ с 2 = 1,672 623 1(10) x 10 -27 кг = 1.007 276 470(12) u = 1836,152 701(37) m e
Энергия Ридберга	h c R oo	13,605 698 1(40) эВ
Шварцшильдовский радиус Солнца	2 G N M S / c 2	2,953 250 08 км
с	299 792 458 м/с
Постоянная Стефана-Больцмана	сигма	5. 670 51(19) x 10 -8 Вт/(м 2 K 4 )
константа сильной связи	альфа с	0,118(3)
Расстояние от Солнца до ядра	R o	8,0(5) кпк
Светимость Солнца	Л Ю	3,846 x 10 26 Вт
Солнечная масса	М С	1.988 92(25) x 10 30 кг
Радиус солнца (экваториальный)	Р С	6,96 x 10 8 м
Скорость Солнца вокруг ядра	Тета o	220(20) км/с
Скорость Солнца относительно космического фона		369,5 +- 3,0 км/с
Сечение Томпсона	сигма Т	0. 665 246 16(18) амбар
W +- масса бозона	м Ш	80,33(15) ГэВ/ c 2
Константа закона смещения Вина	б	2,897 756(24) x 19) x 10 -3 м K
год, сидерический (от неподвижной звезды к неподвижной звезде, 1994 г.)	г звездный	31 558 149,8 с
год, тропический (от равноденствия до равноденствия, 1994 г.)	г	31 556 925.2 с
Z 0 масса бозона	м Z	91,187(7) ГэВ/ c 2

Скорость в зависимости от скорости

Точно так же, как расстояние и перемещение имеют совершенно разные значения (несмотря на сходство), так же имеют значения скорость и скорость. Скорость — это скалярная величина, которая относится к тому, «как быстро движется объект». Скорость можно рассматривать как скорость, с которой объект преодолевает расстояние.Быстро движущийся объект имеет высокую скорость и преодолевает относительно большое расстояние за короткий промежуток времени. Сравните это с медленно движущимся объектом с низкой скоростью; он покрывает относительно небольшое расстояние за то же время. Объект без движения имеет нулевую скорость.

Скорость как векторная величина

Скорость — это векторная величина, которая относится к «скорости, с которой объект меняет свое положение». Представьте себе человека, который быстро движется — один шаг вперед и один шаг назад — и всегда возвращается в исходное исходное положение.Хотя это может привести к безумной активности, это приведет к нулевой скорости. Поскольку человек всегда возвращается в исходное положение, движение никогда не приведет к изменению положения. Поскольку скорость определяется как скорость изменения положения, это движение приводит к нулевой скорости. Если человек в движении хочет максимизировать свою скорость, то этот человек должен приложить все усилия, чтобы максимизировать величину, на которую он смещается от своего исходного положения. Каждый шаг должен быть направлен на то, чтобы продвинуть этого человека дальше от того, с чего он начал.Наверняка человек ни в коем случае не должен менять направления и начинать возвращаться в исходное положение.

Скорость является векторной величиной. Таким образом, скорость равна направлениям . При оценке скорости объекта необходимо следить за направлением. Было бы недостаточно сказать, что объект имеет скорость 55 миль в час. Необходимо включить информацию о направлении, чтобы полностью описать скорость объекта. Например, вы должны описать скорость объекта как 55 миль/час, восток .Это одно из существенных различий между скоростью и скоростью. Скорость является скалярной величиной и не отслеживает направление ; скорость является векторной величиной и знает направление .

Определение направления вектора скорости

Задача описания направления вектора скорости проста. Направление вектора скорости совпадает с направлением движения объекта. Не имеет значения, ускоряется объект или замедляется.Если объект движется вправо, то его скорость описывается как направленная вправо. Если объект движется вниз, то его скорость описывается как нисходящая. Таким образом, самолет, летящий на запад со скоростью 300 миль/час, имеет скорость 300 миль/час на запад. Обратите внимание, что скорость не имеет направления (это скаляр), а скорость в любой момент времени — это просто значение скорости с направлением.

Расчет средней скорости и средней скорости

Когда объект движется, его скорость часто меняется.Например, во время обычной поездки в школу происходит много изменений скорости. Вместо того, чтобы измеритель скорости поддерживал устойчивые показания, стрелка постоянно движется вверх и вниз, отражая остановку и запуск, ускорение и замедление. В один момент машина может двигаться со скоростью 50 миль в час, а в другой момент она может остановиться (т. е. 0 миль в час). Тем не менее, во время поездки в школу человек может проехать в среднем 32 мили в час. Среднюю скорость во время всего движения можно рассматривать как среднее значение всех показаний спидометра.Если бы показания спидометра можно было собирать с интервалом в 1 секунду (или с интервалом в 0,1 секунды, или…), а затем усреднять вместе, можно было бы определить среднюю скорость. Теперь это будет много работы. И, к счастью, есть короткий путь. Читать дальше.

Средняя скорость во время движения часто рассчитывается по следующей формуле:

Напротив, средняя скорость часто рассчитывается по этой формуле

Давайте начнем реализовывать наше понимание этих формул со следующей задачи:

В: Во время отпуска Лиза Карр преодолела в общей сложности 440 миль.Ее поездка заняла 8 часов. Какова была ее средняя скорость?

Чтобы вычислить ее среднюю скорость, мы просто делим пройденное расстояние на время в пути.

Это было просто! Лиза Карр в среднем разгонялась до 55 миль в час. Возможно, она не двигалась с постоянной скоростью 55 миль в час. Она, несомненно, была остановлена ​​в какой-то момент времени (возможно, для перерыва в ванной или на обед), и, вероятно, в другие моменты времени она двигалась со скоростью 65 миль в час.Тем не менее, она развивала среднюю скорость 55 миль в час. Приведенная выше формула представляет собой сокращенный метод определения средней скорости объекта.

Средняя скорость по сравнению с мгновенной скоростью

Поскольку движущийся объект часто меняет свою скорость в процессе движения, принято различать среднюю скорость и мгновенную скорость. Различие заключается в следующем.

• Мгновенная скорость — скорость в любой данный момент времени.
• Средняя скорость — среднее значение всех мгновенных скоростей; находится просто по соотношению расстояние/время.

Вы можете думать о мгновенной скорости как о скорости, которую показывает спидометр в любой данный момент времени, а о средней скорости как о среднем значении всех показаний спидометра в ходе поездки. Поскольку задача усреднения показаний спидометра была бы достаточно сложной (а может быть, и опасной), среднюю скорость чаще рассчитывают как отношение расстояния к времени.

Движущиеся объекты не всегда движутся с неустойчивой и меняющейся скоростью. Иногда объект будет двигаться с постоянной скоростью с постоянной скоростью. То есть объект будет преодолевать одно и то же расстояние каждый регулярный интервал времени. Например, бегун по пересеченной местности может бежать с постоянной скоростью 6 м/с по прямой в течение нескольких минут. Если ее скорость постоянна, то расстояние, пройденное за каждую секунду, одинаково. Бегун будет преодолевать расстояние 6 метров каждую секунду.Если бы мы могли измерять ее положение (расстояние от произвольной начальной точки) каждую секунду, то мы бы заметили, что положение меняется на 6 метров каждую секунду. Это будет резко контрастировать с объектом, который меняет свою скорость. Объект с изменяющейся скоростью будет перемещаться на разное расстояние каждую секунду. В приведенных ниже таблицах данных изображены объекты с постоянной и изменяющейся скоростью.

Теперь давайте снова рассмотрим движение этого учителя физики. Учитель физики проходит 4 метра на восток, 2 метра на юг, 4 метра на запад и, наконец, 2 метра на север.Все движение длилось 24 секунды. Определить среднюю скорость и среднюю скорость.

Учитель физики прошел 12 метров за 24 секунды; таким образом, ее средняя скорость составила 0,50 м/с. Однако, поскольку ее перемещение равно 0 м, ее средняя скорость равна 0 м/с. Помните, что смещение относится к изменению положения, а скорость зависит от этого изменения положения. В этом случае движения учителя происходит изменение положения на 0 метров и, следовательно, средняя скорость равна 0 м/с.

Вот еще один пример, похожий на то, что мы видели раньше при обсуждении расстояния и смещения. На приведенной ниже диаграмме показано положение лыжника в разное время. В каждый из указанных моментов времени лыжник поворачивается и меняет направление движения. Другими словами, лыжник движется из А в В, затем в С и в D.

Используйте диаграмму, чтобы определить среднюю скорость и среднюю скорость лыжника в течение этих трех минут.Когда закончите, нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответ.

В качестве последнего примера рассмотрим футбольного тренера, расхаживающего взад-вперед вдоль боковой линии. На приведенной ниже диаграмме показаны несколько позиций тренера в разное время. В каждой отмеченной позиции тренер делает «разворот» и движется в обратном направлении. Другими словами, вагон перемещается из позиции A в B, затем в C и затем в D.

Какова средняя скорость и средняя скорость вагона? Когда закончите, нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответ.

В заключение, скорость и скорость являются кинематическими величинами, которые имеют совершенно разные определения. Скорость, будучи скалярной величиной, представляет собой скорость, с которой объект преодолевает расстояние. Средняя скорость — это расстояние (скалярная величина) за отношение времени. Скорость не знает направления . С другой стороны, скорость — векторная величина; это с учетом направления . Скорость – это скорость изменения положения. Средняя скорость — это смещение или изменение положения (векторная величина) за отношение времени.

Мы хотели бы предложить …

Иногда недостаточно просто прочитать об этом. Вы должны взаимодействовать с ним! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактива Name That Motion. Он находится в разделе «Интерактивная физика» и позволяет учащемуся применять понятия скорости, скорости и ускорения.
Посетите назовите это движение.

Электричество — Закон Кулона — Физика 299

Электричество — Закон Кулона — Физика 299

«Когда человек захотел сделать машину, которая
ходить
он создал колесо, которое не похоже на ногу»
Гийом Аполлинер

• Величина силы притяжения (или отталкивания), Ф ₁₂
  между двумя точечными зарядами q ₁ и q ₂  составляет
  дается законом Кулона.

где R ₁₂   — расстояние между
обвинения. k — константа пропорциональности, известная как кулоновская
постоянная, имеющая значение 9 x
10 ⁹  Н.м ² / C ²  в
вакуум.

Обратите внимание, что постоянная Кулона k равна
часто заменяется на (1/4π ε ₀ ), где
ε ₀ — диэлектрическая проницаемость вакуума (подробнее позже).

• Направление этой силы вдоль линии, соединяющей два
  обвинения
  со смыслом, определяемым относительными знаками зарядов
• Обратите внимание, что сила, действующая на каждый заряд, имеет одинаковую величину (как
  требуется третьим законом Ньютона).
• Для двух зарядов по 1 Кулону, отстоящих друг от друга на 1 метр,
  величина
  силы определяется,
  
  F = (9 x 10 ⁹   x 1 x 1 )/ 1  =  9 x 10 ⁹
  Ньютоны

  Это чрезвычайно большая сила (достаточная для
  переместиться на гору Эверест с ускорением 1 см/с ² ). То
  Кулон
  очень большая единица. Типичные макроскопические заряды
  измеряются в микрокулонах (10 ^-6 C).

• Чтобы справиться с ситуациями с более чем одним зарядом, заряды должны
  рассматривать попарно, так что общая сила на один заряд будет
  векторная сумма силы
  из-за каждого из других обвинений. Например сила на q ₁
  в связи со всеми другими расходами q ₂ , q ₃ , q ₄ …
  было бы
  быть
  данный
  автор,

Ф ₁ = Ф ₂₁ +
Ф ₃₁ + Ф ₄₁ + …

• Уведомление
  в
  сходство
  из
  Закон Кулона к закону всемирного тяготения Ньютона 90 828

оба являются законами обратных квадратов.Заменить заряд на массу и
«k» вместо «G», и у вас есть закон Кулона.
Относительные величины Кулона
постоянная k = 9 x 10 ⁹ и гравитационная постоянная G =
6,67 x 10 ^-11 , является показателем относительной силы
две силы. Электрическая сила притяжения очень, очень
сильнее гравитационной силы притяжения.

»
беспроводной
телеграф
является
нет
трудный
к
понимать. Обычный телеграф похож на очень длинную кошку.Вы тянете
хвост
в Нью-Йорке,
и
Это
мяукает
в
Лос-Анджелес. Беспроводная связь
то же самое, только без кота.»
Альберт Эйнштейн

Dr. C.L. Davis
Факультет физики
University of Louisville
электронная почта : [email protected]

 

Единицы и символы СИ

.