Füüsika eksam (8)

Mehaanika .
1. Elastsusjõud. Hooke seadus Elastsusjõud esineb kehade deformeerimisel ja on vastassuunaline deformeeriva jõuga. Hooke'i seadus: Väikestel deformatsioonidel on elastsusjõud võrdeline keha deformatsiooniga. Fe = -k ∆l k-jäikus ∆l-keha pikenemine
2. Raskuskese on punkt, mida läbib keha osakestele mõjuvate raskusjõudude resultandi mõjusirge keha igasuguse asendi korral
Punktmass on keha, mille mõõtmeid antud liikumistingimustes ei tule arvestada.
3.Kulgliikumise korral liiguvad keha kõik punktid ühtemoodi (läbivad sama aja jooksul sama teepikkuse)
4. Nihe . Nihke ja lõppkiiruse võrrand.
Nihe on suunatud sirglõik, mis ühendab keha algasukoha lõppasukohaga.
x =Vot + at2/2; v=vo+at
5.Taustsüsteem koosneb taustkehast, koordinaatsüsteemist ja kellast.
Keha kiirus on suhteline: keha kiirus sõltub selle taustsüsteemi valikust, mille suhtes kiirust mõõdetakse. Tavaliselt valitakse taustsüsteemiks maapind.
6. Hõõrdejõud- jõudu, mis tekib ühe keha liikumisel mööda teise keha pinda ja on suunatud liikumisele vastupidiselt, nimetatakse hõõrdejõuks. Fh = kNcosα = kmgcosα
k-hõõrdetegur, N-pinnareaktsioon
7. Ühtlaselt muutuv liikumine- konstantse kiirendusega liikumist nimetatakse ühtlaseks muutuvaks (kiirenevaks või aeglustuvaks) liikumiseks. a= const
8. Kiirendus- suurus mis iseloomustab keha kiiruse muutumist ajaühikus. a=∆v/∆t
a0kiirenev
Raskuskiirendus : g=9,81 m/s2
Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. an = v2/R = ω2R ω- nurkkiirus
Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub keha nurkkiirus ajaühikus.
β = (ω - ω0) / t (rad/sek2)
Kiiruse suuruse muutumist näitab tangentsiaalkiirendus. at = β r
9. Pöörlemine on ringliikumisega sarnane liikumine, pöörlemisel on aga keskpunkt keha sees. Pöörlemise all mõistetakse jäiga, liikumise käigus mitte deformeeruva keha asendi muutus.
ω= ∆ φ /∆t ∆ φ – raadiuse pöördenurk ∆t – selle moodustamiseks kujunud ajavahemik
ω= v/r (nurkkiirus) [rad/s] v= ωR ( joonkiirus ) [m/s]
φ = ω∙t ω-nurkkiirus φ-pöördenurk
ω = ωot ± βt2/2
10. Mitteühtlane liikumine, nende iseloomulikud parameetrid kiirus muutub
11. Ühtlane liikumine a=0 V=const
Keha sirgjooneline liikumine, mille puhul keha massikese või masspunkt läbib liikumise kestel ajavahemike jooksul võrdsed teepikkused.
12.Nurkkiirus ω näitab, millise pöördenurga sooritab keha ajaühikus. [ω]=[rad]/[sek]
ω= ∆ φ /∆t ∆ φ – raadiuse pöördenurk ∆t – selle moodustamiseks kujunud ajavahemik
Joonkiirus näitab, kui pika tee läbib keha ajaühikus mööda ringjoont. Joonkiiruse suund on alati puutuja sihiline. Jääva nurkkiiruse korral on joonkiirus on seda suurem, mida suurem on trajektoori (ringjoone) raadius: v= ωR=l/t
Võrdlus:
ringjoone kaare pikkus s=Rα
∆s=R∆ α |:∆t
∆s/∆t =R∙ ∆ α/∆t >>> v= ωR
13.Nurkkiirendus: β = (ω - ω0) / t näitab, kui palju muutub keha nurkkiirus ajaühikus.
Kesktõmbekiirendus: an = v2/R = ω2R
14. Newtoni seadused
Newtoni esimene seadus ehk inertsiseadus: Keha liigub ühtlaselt sirgjooneliselt või seisab paigal, kui talle mõjuvate jõudude resultant võrdub nulliga.
See tähendab, et kehad ei muuda oma liikumisolekut iseenesest, selleks on vaja
rakendada jõudu. Sellist nähtust nimetatakse inertsiks (keha võime iseeneses säilitada oma liikumisseisundit kui ei teda ei mõjuta kõrvalised jõud)
Newtoni teine seadus: Kehale mõjuv resultantjõud on võrdne keha massi ja kiirenduse korrutisega. F=ma [m][a] = [1kg] [1m/s2] = [1N] jõud 1 N annab kehale massiga 1 kg kiirenduse 1 m /s2 .
Newtoni kolmas seadus ehk impulsi jäävuse seadus: Kaks keha mõjutavad teineteist jõududega, mis on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised. F1= - F2 ma1= -ma2
m1v1 +m2v2=m1v1´+m2v2
15. Keha impulss ja impulsi muut
p=mv Keha impulsiks nimetame keha massi ja kiiruse korrutist. Keha mõju teisele kehale on seda tugevam, mida suurem on keha impulss. Väikese massiga keha võib võib teha suuri purustusi suurel kiiruse. mv2-mv1=p2-p1= ∆p ( liikumishulga muut = impulss)
16. Jõumoment-jõu võime põhjustada pöörlevat liikumist ümber punkti. Jõumoment on jõu ja tema õla korruti. Jõu õlg on jõu mõjusirge kaugus keha pöörlemisteljest. Momendi mõõtühik on Nm ( Njuutonit meetri kohta)
Mo = r∙F ;r-jõu õlg; F- jõud
17.Impulsi jäävuse seadus: Kui kehade süsteemile ei mõju väliseid jõude või see mõju tasakaalustatakse, siis süsteemi koguimpulss on nende kehade igasugusel vastastikmõjul jääv. m1v1+m2v2 = m1v1´+m2v2´
18. Mehaaniline töö on võrdne kehale mõjuva jõu, nihke ja ning nihkevahelise nurga koosinuse korrutisega. A=Fs∙cosα [A]=[1N][1m] = [1J]
Elektrivoolu töö füüsikaline suurus, mis arvuliselt võrdub juhi otstele rakendatud pinge, voolutugevuse ja töö sooritamiseks kulunud aja korrutisega A = U∙I∙t
19.Võimsuseks nimetatakse suurust, mis näitab ajaühikus tehtud tööd.. N= A/t [N]=[1J]/[1sek]=[1W]
Mehaaniline võimsus N=A/t=Fs/t=Fv
Elektriline võimsus näitab, kui palju tööd teeb elektrivool elektriseadme töötamisel ajaühikus.N=A/t= UIt/t=UI=I2R=U2/R
20. – 22. Energia iseloomustab keha võimet teha tööd.
Potentsiaalne energia on kehal tema vastastikmõju tõttu. A=Fs Ep=mgh Potentsiaalset energiat omav keha võib, aga ei pruugi tingimata tööd teha
Kineetiline energia on kehal tema liikumise tõttu. Ek=mv2/2 Kineetiline energia on võrdeline keha massiga ja keha liikumiskiiruse ruuduga .
[E]=[J] Džauli põhiühik on kg∙m2/s2 ehk N∙m.
23. Energia jäävuse seadus mehaanikas- välisjõudude töö puudumisel on koguenergia muutus null, see,tähendab et vaadeldav suurus on muutumatu e. jääv.. E=Ek+Ep=mv2/2+mgh=const
Keha või süsteemi kineetilise ja potentsiaalse energia summat nimetatakse mehaaniliseks koguenergiaks. Mehaaniline energia all mõeldakse füüsilise keha nii potentsiaalset energiat kui ka kineetilist energiat,
24. Tsentraalne põrge-kehad enne pqrget libisevad mooda nende tsentrid labivat sirget. Tsentraalne pqrge vqib toimuda kui 1) kerad liiguvad teine-teisele vastu 2)uks kera liigub teisele jarele
25. Absoluutselt elastne põrge- pärast põrget kehad eemalduvad teineteisest. Kehtib nii impulsi kui ka energia jäävuse seadus.
26.Absoluutselt mitteelastse põrke korral moodustavad kehad pärast põrget ühise terviku. Kehtib alati impulsi jäävuse seadus. m1v1+m2v2 = (m1m2)v
27. Inertsimoment iseloomustab süsteemi inertsi pöörlemisel ümber fikseeritud telje, see sõltub massist ja selle paigutusest telje suhtes.
Keha element massiga m , asudes kaugusel r pöörlemisteljest, omab inertsimomenti I=m∙r2 [I]= [kg] [m2]
Steiner : Kui on teada keha inertsimoment masskeset läbiva telje suhtes (Io), saab arvutada tema inertsimomendi sellega paralleelse telje suhtes valemiga: I= Io +ml2
m-keha mass l- telgede vaheline kaugus
28. Iga pöörlev keha omab kineetilist energiat
Pöörleva keha energia on võrdeline keha inertsmomendiga ja nurkkiiruse ruuduga E=mv2/2 = m ω2r2 / 2 = I ω2 / 2
29. Impulsimoment on suurus, mis mõõdab pöörleva keha pöörlemishulka, kusjuures mida suurem mass, mida kaugemal pöörlemisteljest ning mida kiiremini pöörleb seda suurem impulsimoment.Impulsimoment on võrdne keha inertsimomendi ja nurkkiiruse korrutisega. L=Iω=(mr2)(v/r)=mvr
[L]=[kgm2][m/sek / m] = [kg m2/s]
30. Impulsmomendi jäävuse seadus-jõudude puudumisel keha impulsimoment on jääv. Iω=const
31. Tsentrifugaaljõud- mõjub ringjooneliselt liikuvale kehale, mida me parajasti vaatleme paigalseisvana. On inertsjõud.
32. Elastne deformatsioon on keha (detaili) kuju muutus, mis kaob täielikult pärast välisjõudude lakkamist.
33. Veereva silindri kineetiline energia
Ek= mv2 / 2 + Iω2 / 2 Arvestades, et silindri puhul I= mr2 ja ω=v/r
34.Raskusjõud (P) jõud, millega Maa tõmbab kõiki kehi enda poole.
Raskusjõud on võrdne keha massi ja raskuskiirenduse korrutisega. Pg =mg
Kaal (G) – jõud, mis mõjutab keha poolt alust või riputusvahendit
P =mg, kiirendusega keha kaal P=m(g±a)
35. Dünaamika põhiseadus F=ma Mingi kehake mõjuv jõud on võrdne keha massi ja keha kiirenuse korrutisega.
36. Pascali seadus-vedelikud ja gaasid annavad rõhku edasi kõigis suundades ühtviisi.
38. Archimedese seadus-igale vedelikus või gaasis asetsevale kehale mõjub üleslükkejõud, mis on võrdne selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku või gaasi kaaluga.
Üleslükkejõud võrdub keha poolt välja tõrjutud vedeliku või gaasi kaaluga.
F = mg = ρVg, ρ - vedeliku tihedus V - keha ruumala g - vaba langemise kiirendus m - keha mass
39. Sirgliikumise hetkkiirus ja kiirendus
kiirus antud hetkel v=∆s/∆t kiirendus antud hetkel a=∆v/∆t
Kiirendus näitab kuipalju kiirus muutub ajaühikus
Kiirus näitab, kui palju muutub liikuva keha asukoht ruumis ajaühiku jooksul ehk kui suure teepikkuse läbib keha ajaühiku jooksul mööda oma trajektoori.
40. Ühtlaselt muutuv pöörlemise pöördenurga ja lõppkiiruse valem
φ = ω∙t ω-nurkkiirus φ-pöördenurk
ω = ωot ± βt2/2
Molekulaarkineetiline teooria.
41. Ideaalne gaas . Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand
1)gaasi molekulid on lõpmatu väikesed 2)põrked molekulide vahel abs. elastsed 3)nii hõre, et puuduvad molekulide vastastikmõjud. Võib Ep mitte arvestada. PV/T=const
MKTPV Võrrandi tuletamisel vaadeldakse molekulide absoluutselt elastseid põrkeid vastu seina. MKTPV väidab, et gaasi rõhk p sõltub gaasimolekulide kontsentratsioonist n ja ühe molekuli keskmisest kineetilisest energiast Ek ja molekuli massist m järgmiselt: p=⅔nmv2 / 2 = ⅔nEk sellest järeldub, et...(§43)
42. Molekulide keskmine kineetiline energia ja selle mõõt
Ek=mv2/2=3/2kT; k-Bolzmanni konstant 1,38∙10-23 J/K; T-absoluutne temperatuur. При повышении температуры идеального газа на 1 К каждая молекула получает 3/2*1,38∙10-23 Дж энергии.
43. Ideaalse gaasi olekuv õ rrand ( Clapeyroni - Mendelejevi võrrand) seob omavahel gaasi olekuparameetreid: rõhku p , ruumala V ja temperatuuri T kujul: p V = n R T , kus n on gaasi moolide arv (n=N/V; N/Na=m/M); R=kNa- universaalne gaasikonstant. 8,31 J / (K mol) ; p1V1/T1 = p2V2/T2 p1V1/T1=const.
44. Isoprotsessid
gaasist ühest olekust teise ülemineku protsess, mille korral on üks parameetritest jääv. pV/T=const
kui T=const, siis isotermiline(зависимость объема маленьких пузырьков вохдуха от давления под водой), p=const isobaariline (процесс нагревания газа при помощи движущегося в сосуде поршня, на котором установлен груз), V=const isohoorne (нагревание газа в закрытом баллоне).
45. Pindpinevus on vedeliku pinnakihi omadus säilitada antud tingimustes võimalikult väiksemat pinda. Pindpinevusnähruse põhjustavad molekulaarsed jõud.
46. Absoluutseks (A) niiskuseks nimetatakse ühes kuupmeetris niiskes õhus leiduva veeauru massi grammides. A=p/V p-veeauru mass V-ruumala [A]=[kg]/[m3]
Rrelatiivse (R) e. suhteline niiskuse all mõistetakse vastaval temperatuuril õhus oleva veeauru tiheduse suhet küllastunud veeauru tihedusega samal temperatuuril. R=p/px
px – antud temperatuurile vastava küllastunud auru mass
47. Termodünaamika I printsiip Süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks, mida tehakse välisjõudude vastu: ∆Q=∆U+A; ∆Q - gaasile juurdeantav soojushulk, ∆U - gaasi sisenergia muut ja A –gaasi kokkusurumisel tehtud töö.Kuna soojus ja töö on ekvivalentsed energiaga, võib ka öelda, et energia ei teki ega kao, vaid läheb ühest liigist teise.
48. Soojushulk(кол теплоты) ja erisoojuse liigid- iseloomustab soojusülekandel üleantavat energiahulka Q = CdT=cmdT. , kus c on aine erisoojus , m keha mass ja Dt keha temperatuuri muut.
c-erisoojus, λ-sulamis või tahkestumissoojus r- aurustumis - või kondenseerimissoojus
49. Gaasi töö ruumala muutumisel
A=F∆x Rõhk kolvile p=F/s → F=pS Ruumala suurenemine ∆V=∆x∙s → ∆x=∆V/S
∆A=F∆x=pS(∆V/S)=p∆V 1.Isoterm- 100% saad tood 2.isobar-0-100% 3.Isohoorne – 0% 4.Adiobaatiline ∆Q=0
50. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Soojusvahetuseta protsess
51. Soojusmasinate töö põhimõte
Soojusmasin on soojust mehaaniliseks energiaks muudav jõumasin.
( aurumasin , sisepõlemismootor, auru- või gaasiturbiin )
Soojusmasin koosneb soojendist (süsteemile siseenergiat andev keha), jahutist (süsteemilt siseenergiat saav keha) ja töökehast (siseenergiat mehaaniliseks energiaks muutev keha). Pärast töö sooritamist viiakse töökeha esialgsesse olekusse ja alustatakse kogu protsessi uuesti. Töökeha sooritab protsesside tsükli ehk ringprotsessi.
52. Ideaalse soojusmasina töötsükkel -pööratava tsükliga soojusmasin on maksimaalse kasuteguriga, mis sõltub vaid soojendi ja jahuti temperatuuridest. Pole tähtis kas see on külmutusmasin või soojusmasin. Kasutegurid on võrdsed. Carnot tsükkel: on idealiseeritud soojusmasina töötsükkel, mis koosneb kahest isotermaalsest (soojusülekanne toimub const. temp) ja kahest adiabaatilisest protsessist (soojusülekannet ei toimu) Carnot tõestas, et see on suurima kasuteguriga.
A-B soojendi
B-C soojusisolatsioonn
C-D jahuti
D-A soojusisolatsioon
53. Soojusmasina kasutegur
Mehhanismi kasutegur on kasuliku töö ja kogu tehtud töö suhe.
Soojusmasina kasutegur η näitab, kui suure osa juurdeantavast soojusenergiast muudab masin kasulikuks tööks. η = (Qkasulik/ Qkogu ) 100% η = (Q1-Q2) / Q1 100%
Ideaalne soojusmasin on selline, mis tagab isoleeritud süsteemis parima soojuse ärakasutamise, st suurima kasuteguri .
Ideaalse soojusmasina kasutegur: ideaalne soojusmasin on selline, mis tagab isoleeritud süsteemis parima soojuse ärakasutamise, st suurima kasuteguri.
Ideaalse soojusmasina kasutegur  = (T1-T2) / T1 100%, kus T1 on soojendi temperatuur ja T2 jahuti temperatuur.
54. Külmkapi ja soojuspumba töö põhimõte.
Soojuspump on energeetiline seade, mis kasutab soojuse tootmiseks meid ümbritsevasse keskkonda salvestunud päikeseenergiat
Soojuspump töötab sama põhimõttega nagu tavaline külmkapp - ainult jahutamise asemel toodetakse soojust.
55. Termodünaamika II seadus- isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas. Sellest järeldub, et soojus ei kandu iseenesest külmemalt kehalt soojemale, vaid alati vastupidi.
56. Soojusenergia kvaliteet ja selle mõõt-mida kvaliteetsem on energia, seda väiksem on enroopia. Entroopia iseloomustab süsteemi korrastatust . Entroopia kasvades väheneb kinnise süsteemi võime teha süsteemisisest tööd ja energia hajub. ∆S=∆Q/T
Elekter ja magnetism
57. Coulombi seadus. Elektrostaatiline väli. Väljatugevus.
Kaks punktlaengut q1 ja q2 mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse r ruuduga. k-võrderegur k=9∙109 Nm2/C2
F-punktlaengute vahel mõjuv jõud F= k q1 q2 /r2
Elektrostaatiline väli on paigalolevaid laenguid ümbritsev väli. Tema jõuparameetriks on väljatugevus , mistõttu väli loetakse määratuks, kui on teada igas ruumipunktis. Väli on pidev, ühes ruumis võib neid olla mitu, ei oma seisumassi, omab kas nulli- või valgusekiirust
Elektrivälja tugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega.
E=F/qo
qo – positiivne ühiklaeng, F-ühiklaengule mõjuv jõud. [E]=[N/C]
58. Ekviptentsiaalpinnad ja jõujooned. Superpositsiooni printsiip.
Superpositsiooniprintsii: Väljatugevused liituvad geomeetriliselt. Kui väljas tekib mitu punktlaengut, siis E=E1+E2+E3+En
Jõujooned on mõeldavad jooned elektriväljas, mida mõõda püüab liikuda sellesse välja asetatud keha. a) kahe võrdse erinimelise ja b)ühenimelise laengu jõujooned c) homogeenne väli kahe plaadi vahel
59. Töö elektriväljas. Elektrivälja potentsiaalne energia.
Välja suvalises punktis asuval laengul on potentsiaalne energia nullnivoo suhtes. See energia on võrdne tööga, mida tuleks teha et viia keha antud punktist nullnivoole
A=Wp=qEd q- punktlaeng E-elektrivälja tugevus d-laengu kaugus energia nulltasemest
60. Elektrivälja potentsiaal füüsikaline suurus, mis võrdub mingisse elektrostaatilise välja punkti asetatud laengu potentsiaalse energia ja laengu suuruse suhtega. φ=Wp/q.
Pinge - elektrivälja kahe punkti potentsiaalide vahe. q1-q2=U=A/q
Pinge on võrdne laengu ümberpaigutamiseks elektriväljas tehtud töö ja laengute suhtega.
Pinge on 1 volt, kui laengu 1 kulon ümberpaigutamiseks elektriväljas tehakse tööd 1 J.
61. Juht elektriväljas. Elektrilise induktsiooni nähtus
Kui juht satub elektrivälja hakkavad vabad laengukandjad liikuma. Positiivsed hakkavad liikuma elektrivälja suunas ja negatiivsed vastassuunas . Seal, kus jõujooned sisenevad tekib negatiivne laeng ja seal, kus jõujooned väljuvad tekib positiivne laeng.
Elektrostaatiliseks induktsiooniks nimetatakse erinimeliselt laetud laengute eraldumist elektrivälja asetatud juhis. Näiteks kui elektrivälja asetatud metallkeha kaheks osaks jaotada, siis on mõlemal osal elektrilaeng . Need laengud on suuruselt võrdsed ja märgilt vastupidised.
62. Dielektrikus ei saa laengukandjad vabalt liikuda. Nad võivad vaid pisut nihkuda asendist, milles nad olid elektrivälja puudumisel. Suhteliseks dielektriliseks läbitavuseks nimetatakse füüsikalist suurust, mis näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusest vaakumis. Dielektriline läbitavus iseloomustab aine polariseerumisvõimet. ε=Eo/E; E-elektrivälja tugevus dielektrikus Eo-elektrivälja tugevus vaakumis
63. Kondensaatori mahtuvus ja sõltuvus kondensaatori mõõtmetest
C= εoεS/d [C]=[q]/[U]=[1C]/[1V]=[F]
εo-elektriline konstant ε-dielektriku dielektriline läbitavus S-plaadi pidnala ; d- plaatidevaheline kaugus
Mahtuvus sõltub plaatide mõõtmetest ja omavahelisest kaugusest. Suurem plaadipaar seob enam laenguid. Teineteisele lähemal asuv plaadipaar seaob laenguid tugevamalt.
64. Kondensaatorite jada ja rööpühendus. Elektrivälja energia.
Jada: U=U1+U2+U3
1/C=1/C1+1/C2+1/C3 I=const
Rööp: U=const C=C1+C2+C3
I=I1+I2+I3
Laetud kondensaatori elektrivälja energia: E=CU2 / 2 U- vahelduvpinge C-kondensaatori mahtuvus.
65. Alalisvool on ajas muutumatu suunaga kestev elektrivool. Alalisvoolu suurimaks eeliseks on võimalus teda koguda ja salvestada . Patareid ja akud on ühed peamised alalisvoolu allikad.
Elektromotoorjõud – näitab, kui suur on kõrvaljõudude töö ühiklangu ümberpaigutamisel vooluringis. Elektromotoorjõud on suurim pinge, mida vooluallikas on üldse suuteline tekitama. E = IR+Ir [pingelaeng sise ja välisahelas] = e1+e2 = E [kõrvaljõudude põhjustatud pingetõusude summa]
Alalisvoolu saamiseks peab juhi ühest otsast kandma laenguid tagasi teise otsa väljaspool juhti mitteelektrostaatiliste jõudude mõjul ehk Alalisvoolu saamiseks peab juhi ühest otsast kandma laenguid tagasi teise otsa väljaspool juhti mitteelektrostaatiliste jõudude mõjul ehk kõrvaljõudude mõjul.
66. Elektrivool metallides. Voolutugevusest määratud suurused.
Elektrivool metallides on elektronide suunatud liikumine elektrivälja jõudude mõjul. Elektrivälja puudumisel liiguvad metalli väliskihi elektronid korrapäratult positiivsete ioonide vahel. Elektriväljas lisandub elektronide kaootilisele liikumisele suunatud liikumine elektrijõu mõjul. VTMS : I=q/t=envS e-elektroni laeng n-elektronide konsentratsioon v-elektronide keskm. kiirus S-juhi ristlõikepindala
67.Takistus ja selle sõltuvus temperatuurist ja juhi mõõtmest
R=ρl/S R=Ro(1+α∆t) ρ- eritakistus l-pikkus S-ristlõike pindala
Ro-juhi takistus 0˚juures R-juhi takistus t˚ juures ∆t-temperatuuri muutus
α-takistuse temperatuuritegur
Mida suurem juhi mõõt ja mida kõrgem temp. seda suurem on ka takistus.
68. Ohmi seadused. Takistuste jada- ja rööpühendus
Jadaühendus I=I1+I2+I3
U=U1+U2+U3
R=R1+R2+R3 N=N1+N2+N3
Rööpühendus: I=I1+I2+I3
U=U1+U2+U3 1/ R=1/R1+1/R2+1/R N=N1+N2+N3
Voolutugevus juhis on võrdeline pingega juhi otstel ja pöördvõrdeline juhi takistusega. I=U/R. . Ohmi seadus vooluringi osa kohta – voolutugevus vooluringi osal on võrdeline pingega selle otstel.
I = E / (R+r) E-vooluallika elektromotoorjõud R-välistakistus r- sisetakistus .
69. Alalisvoolu töö ja võimsus. Joule-Lenzi seadus
A=qt=IUt=I2Rt N=A/t=IU=I2R
Elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga, juhi takistusega R ja voolu kestusega t. Q= I2Rt
70. Magnetvälja põhiomadised. Magnetinduktsioon. B- vektor
Iga liikuv elektrilaeng tekitab enda ümber magnetvälja. Väli on pidev, ühes ruumis võib neid olla mitu, ei oma seisumassi, omab kas nulli- või valgusekiirust. Magnetvälja kokkuleppelist suunda näitab magnetnõela põhjapoolus.Magnetvälja iseloomustab voolielemendile (L∆l) mõjuv jõud, mida nim. magnetinudktsiooniks.
Magnetinduktsioon ehk B-vektor näitab jõudu, mis mõjub ühikulise vooluga ja ühikulise pikkusega juhtmelõigule selle juhtmega ristuvas magnetväljas. B=F/ L∆l
B-vektori suund on voolu siina ja juhtme mõjuva jõu suunaga risti
71. Ampere: Magnetväljas vooluga juhtmele mõjuv jõud on võrdne magnetinduktsiooni, voolutugevuse, juhtmelõigu pikkuse ja juhtme ning magnetinduktsiooni vahelise nurga siinuse korrutisega F=IBlsinα
Lorentz: Magnetväljas liikuvale laengule mõjuv jõud on võrdne laengu,
laengukiiruse, magnetinduktsiooni ja laengu liikumise kiiruse ning magnetinduktsiooni vahelise nurga vahelise siinuse korrutisega. F=Bqvsinα
I-juhet läbiv voolutugevus B-magnetinduktsioon l-juhtmelõigu pikkus α-nurk voolu suuna ja B vektori vahel q-laeng v-kiirus
Võrdlus: q=It F=BItvsinα l=s=vt F=BIlsinα
Võnkumine. Laine
T-periood (ühe võnke sooritamiseks kulunud aeg)
f-sagedus (ühes sekundis sooritatun võngete arv)
x-hälve (kaugus tasakaaluasendist suvalisel ajamomendil)
T=1/f T=2π/ω
x=Asinωt(hormooniline võnkumine)
Vedrupendel: T=2π(√m/k)
Matemaatiline pendel: T=2π(√l/g)
v(laine levimiskiirus)=λ/T= λf
λ-laine pikkus
II Osa
Elektromagnetism
1.Elektromagnetilise induktsiooni nähtus(явление) – явление электромагнитной индукции(вызывать)- изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле. Faraday avastas 1831a.Elektromagneeinduktsioon- igas kinnises juhtivas kontuuris tekib magnetilise induktsiooni voo muutumisel labi selle kntuuripoolt piiratud pinna elektrivool. Induktsioonivoolusuurus ei sqltu sellest, millisel viisil kutsutakse esile magnetilise induktsiooni voo Ф muutus, vaid on maaratud ainult Ф muutumise kiirusega, s.t. dФ/dt vaartusega. dФ/dt margi muutumisel muutub ka voolu suund. Lenz tegi kindlaks reegli, mille abil vqib leida induktsioonivoolu suuna. Lenzi reegel utleb, et induktsioonivool on alati suunatud selliset, et ta mqjub vastu teda esilekutsuvale pqhjusele.
Elektrimootori ja elektrigeneraatori ehitus ja töö põhimõte
2. Magnetvoog Ф = BScosα (1Tm2 = 1Wb veeber)
B-magnetiline induktsioon , S- pind, mida lqikab jqu jooned(площадь пересекаемая силовыми линиями) α- nurk
3. Faraday induktsiooni seadus ε1 = -ΔФ/Δt Induktsionni elektromotoorjõud (ε1) on võrdeline kontuurigaümbritsetud pinda läbiva magnetvoo (Ф) muutumise kiirusega (ΔФ/Δt)
Lenzi reegel–induktsioonivool on alati suunatud selliset, et ta mqjub vastu teda esilekutsuvale pqhjusele. Действующая в устойчивой системе сила направлена в сторону состояния равновесия системы.В законе индукции правило Ленца выражает знак -. Если, токопроводящий виток пронизывает возрастающий магнитный поток (Ф>0), тогда по договоренности считают, что ЭДС индукции и, соответственно, сила индукционного тока имеют отрицательные велечины, т.к. магнитное поле индукционного тока направленно противоположно действующему на виток магнитному полю. Если же магнитный поток в витке убывает (его изменение отрицательно:Ф 1, on aatom ergastatud olekus.
Samale peakvantarvule vastavat elektronide kogumit nimetatakse elektronkihiks.
Peakvantarvule n vastavas elektronkihis saab olla maksimaalselt 2n² elektroni.
Bohri I postulaat Aatom voib olla ainult statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igauhele vastab kindel energia. Selles olekus aatom ei kiirga, vaatamata elektroni liikumisele umber tuuma.
Bohri II postulaat Aatomi uleminekul uhest statsionaarsest olekust teise kiirgub voi neeldub
elektromagnetlaine kvant energiaga, mis vordub aatomi kahe statsionaarse oleku
energiate vahega.
hf=|E2-E1| hf – kiirgunud voi neeldunud kvandi energia, E1, E2 – aatomi energiatasemed
Elektromagnetilaine kvant kiirgub siis, kui aatom laheb suurema energiaga olekust
vaiksema energiaga olekusse ( tuumale lahemale) ning neeldub siis, kui toimub
vastupidine protsess.
Tuumafuusika:
Aatomituum koosneb nukleonidest – prootonitest ja neutronitest , mida hoiavad koos tuumajoud. Prootoni laeng on +e, neutronil laeng puudub. Molema mass ~1u.
Keemilise elemendi tahis ZAX ;A – aatomi massiarv , nukleonide (prootonite + neutronite) arv, ligikaudne aatomi mass aatommassiuhikutes; Z – keemilise elemendi jarjekorranumber, prootonite arv, elektronide arv neutraalse aatomis, tuuma laeng elementaarlaengutes.
Isotoobid on keemilise elemendi aatomid , mille tuumades on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Koikidel elementidel on isotoobid. Isotoobid on uhesuguste keemiliste
omadustega.
Radioaktiivsus on moningate isotoopide omadus iseeneslikult (spontaanselt) laguneda, muutudes teisteks isotoopideks voi keemilisteks elementideks. Radioaktiivsel lagunemisel muutub aatomi tuum ja sellega kaasneb kiirgus.
Radioaktiivse kiirguse liigid
α -kiirgus – heeliumi tuumade voog (positiivne laeng)
β -kiirgus – elektronide voog (negatiivne laeng)
γ-kiirgus – vaikese lainepikkusega elektromagnetlaine ( neutraalne )
Poolestusaeg on ajavahemik, mille jooksul radioaktiivse aine mass vaheneb 2 korda.
m=m0·2-t/T m0 – esialgne mass, t – kulunud aeg, T1/2 – poolestusaeg
Massidefekt on tuumas olevate nukleonide seisumasside summa ja tuuma seisumassi vahe.
∆M=Z·mp.+(A-Z)mn-Mt. Z – prootonite arv, A – massiarv
mp – prootoni seisumass, mn – neutroni seisumass, Mt – tuuma seisumass
Seoseenergia on energia, mida laheb vaja tuuma taielikuks lohustamiseks tema koostisosadeks – prootoniteks ja neutroniteks.
∆E=∆M·c² E– seoseenergia, .M – massidefekt, c - valguskiirus
Eriseoseenergia on seoseenergia nukleoni kohta. ∆E/A Eriseoseenergia uhik on 1MeV.
Tuumareaktsioonid on tuumade muundumised, mis toimuvad tuumade vastastikmojus elementaarosakeste voi teiste tuumadega.
Tuumareaktsioonil eraldub energia, kui lahteproduktide seisumasside summa on suurem
lopp -produktide seisumasside summast. Vastasel korral energia neeldub.
Ahelreaktsioon – raskete tuumade lohustumine aeglaste neutronite toimel
Termotuumareaktsioon – kergete tuumade liitumine raskemateks tuumadeks.
Iseeneslikult toimub tuumade muundumine radioaktiivsetes ainetes α–kiirguse korral.
Tuumade muundamiseks kasutatakse ka kiirendeid.
Kosmoloogia.
Tahtkuju on taevasfaari uks osa. Taevasfaar on kokkuleppeliselt jaotatud 33 tahtkujuks.
aike on meie planeedile lahim taht. Tema mass on 330 000 korda ja diameeter 109 korda suurem kui Maal, keskmine tihedus 1,4·103 kg/m3. Paikese ekvaatorilahedased kihid poorlevad kiiremini kui poolustelahedased kihid. Paikese spektris on pidevspektri taustal palju neeldumisjooni, mille jargi on kindlaks tehtud, et Paikese atmosfaar koosneb pohiliselt
vesinikust ja heeliumist. Uldse on avastatud Paikesel ule 70 keemilise elemendi olemasolu.
Paikese pinna temperatuur on 6000K. Sellisel temperatuuril on paljude elementide aatomid
ioniseeritud olekus. Sugavamal touseb temperatuur 15 miljoni K-ni, milles aine on plasmana.
Maa ruhma planeedid Merkuur, Veenus, Maa ja Marss (alates Paikesest). Nende mootmed, massid ja tihedused on vorreldavad. Samuti iseloomustab neid vaike kaaslaste arv ja aeglane poorlemine. Hiidplaneedid Jupiter, Saturn , Uraan ja Neptuun (alates Paikesest). Neile on iseloomulik suur mass, suured mootmed, aga vaike tihedus. Hiidplaneedid poorlevad kiiresti ja neil on suur lapikus.
Asteroidid ehk vaikeplaneedid tiirlevad enamuses Marsi ja Jupiteri orbiitide vahel ning nende orbiidid on tihti valja venitatud. Nende labimoot ulatub monest kilomeetrist ligi tuhande kilomeetrini ning paljud neist on korraparatu kujuga. Oletatakse, et tegemist on kunagi eksisteerinud planeetide kildudega.
Komeedid on udused tahke tuuma ja pika gaasilise sabaga taevakehad, mille tuum koosneb tolmust ja tahketest gaasidest. Nende saba moodustub Paikese laheduses aurustumise tottu ja on seal suuremate mootmetega. Paikesetuule tottu on saba alati suunatud Paikesest eemale. Selle helendamist pohjustab valguse peegeldumine ja hajumine . Komeetide mass on alla
miljondiku Maa massist. Nende orbiidid on tugevasti valja venitatud.
Meteooriidid Meteoriitideks nimetatakse vaikesi Maale langenud asteroide, mis maa atmosfaaris kuumenevad kovasti. Selle tagajarjel tekib hooguv tulekera – boliid , millega kaasneb looklaine. Koostiselt jaotatakse meteoriidid raud- ja kivimeteoriitideks.
Meteoorid tekivad komeetide lagunemisel. Nende suurus on herneterast piljardikuulini, tihedus 0,1 g/cm3. Nende kiirus on suur ning sattudes Maa atmosfaari, nad plahvatavad ning lagunevad Maale joudmata. Punkti kust meteoorid naivad valjuvat, nimetatakse radiandiks
(perspektiiviefekt).
Kuu on Maa kaaslane . Tema diameeter on umbes 4 korda vaiksem Maa omast. Ajavahemikku, mille jooksul Kuu teeb umber Maa taistiiru, nimetatakse tahe - ehk sideeriliseks kuuks. Ajavahemikku, millega Kuu jouab Maa ja Paikese suhtes samasse asendisse tagasi, nimetatakse sunoodiliseks kuuks.
Kuu peegeldab Paikese valgust ja olenevalt asendist Maa suhtes naeme Kuu erinevaid
faase. Faasid vahelduvad sunoodilise kuu jooksul, mis kestab 29,5 oopaeva.
Paikesevarjutus tekib siis, kui Kuu katab oma liikumisel Paikese. Taieliku paikesevarjutuse ajal on Paike nahtav musta kettana, mille umber sarab punane kroon. Varjutuse piirkonnas laheb nii hamaraks, et nahtavale tulevad tahed, horisondil voib margata koidupuna.
Kuuvarjutus tekib siis, kui Kuu satub Maa varjukoonusesse. Seda naeb tervel Maa varjupoolsel kuljel kuni 3 korda aastas, kestusega kuni 1h 40min. Taielikul kuuvarjutusel naib Kuu punane, sest atmosfaar hajutab rohkem siniseid kiiri .
Valgusaasta on vahemaa , mille valgus labiks uhe aasta jooksul. 1 va = 9,46·1012 km
Galaktika kuju ja mootmed Laatsekujuline, pealtvaates spiraalsete harudega. Labimoot on 30 000 pc ja paksus 2500 pc. Mass 2.1011 Paikese massi. Paikesesarnaseid tahti on meie Galaktikas ca 150 miljardit Linnutee – meie Galaktika vaadatuna maalt.
Universumi evolutsioon Uhe sajandiksekundi jooksul oli temperatuur nii korge, et eksisteeris vaid kiirgus ja elementaarosakesed , edasi tekkisid esimesed deuteeriumi ja triitiumi tuumad , edasise paisumise kaigus vahenes aine tihedus ja footonite energia ning elektronid ja tuumad said uhineda vesiniku ja heeliumi aatomiteks. Hakkas tekkima aine ning universum liikus kuuma universumi ajajargust labipaistva universumi ajajarku. Jatkus universumi ja reliktfooni
paisumine ja jahtumine. Suurenes nahtamatu aine moju ning vesiniku ja heeliumi
mittehomogeensus – algas Universumi suuremastaabilise struktuuri tekkimine. Gaas
kuumenes ja sellest moodustusid galaktikaparved, galaktikad , esimese polvkonna tahed.
Suur pauk Universumi tekke alghetk, mille ajal Universumi labimoot on 0, temperatuur ja tihedus on lopmatud ja peale mida algab kiire paisumine e. inflatsioon .