ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Тема 1. Фізичні основи механіки. Кінематика

Модуль 1

Тема 1. Фізичні основи механіки. Кінематика

Лекція 1. Основи кінематики поступального та обертального рухів

Основні визначення

В механіці розглядають механічний рух. Під механічним рухом розуміють зміну з часом положення тіла відносно інших тіл в просторі з часом. Тіло відліку – це тіло, відносно якого розглядається рух. Тіло відліку, система координат, пов’язана з ним і прилад для вимірювання часу разом становлять систему відліку. На практиці використовують декартову, циліндричну і сферичну системи координат.

Основна задача механіки – визначити положення тіла в будь-який момент часу в просторі. Для цього використовують певні фізичні величини та поняття. Матеріальна точка – це тіло, розмірами якого (але не масою!) за даних умов задачі можна знехтувати. Наприклад, у випадку переміщення автомобіля на відстань, яка набагато більша за розміри самого автомобіля, останній можна вважати матеріальною точкою, проте той самий автомобіль не можна приймати за матеріальну точку, коли в задачі розглядаються рухи в середині самого автомобіля, чи переміщення авто відбувається на відстані, співрозмірні чи менші за розміри транспортного засобу.

Траєкторія – це лінія, яку описує тіло під час свого руху (рис. 1.1). Шлях – це довжина траєкторії або це відстань, яку проходить тіло під час свого руху. Переміщення – це вектор, що сполучає початкове і кінцеве положення тіла.

 

Швидкість і прискорення

Нехай матеріальна точка рухається з т. А в т. В (рис. 1.2). Тоді - переміщення, довжина дуги АВ траєкторії між початковим і кінцевим положенням точки є шляхом. Різні тіла за один і той же проміжок часу можуть здійснювати різні переміщення.

Фізична величина:

(1.1)

називається середньою швидкістю.

Якщо зменшувати проміжок часу , то відношення буде прямувати до деякої границі. Границя, до якої прямує середня швидкість при умові, що проміжок часу називається миттєвою швидкістю, або швидкістю в даний момент часу в даній точці траєкторії. За означенням:

(1.2)

Миттєва швидкість є першою похідною від радіус-вектора по часу. При модуль вектора переміщення можна вважати приблизно рівним довжині дуги траєкторії, в цьому випадку модуль вектора швидкості буде такий:

, (1.3)

де - це шлях, пройдений тілом за час . Фізична величина, яка визначається із співвідношення:

(1.4)

називається середнім прискоренням тіла на проміжку часу .

(1.5)

 

 

Якщо зменшувати проміжок часу , то при величина буде наближатись до деякої границі. Фізична величина, яка визначається із співвідношення:

(1.6)

називається прискоренням матеріальної точки.

Оскільки , то:

(1.7)

Нехай за проміжок часу швидкість точки змінилась від до :

Як видно з рис. 1.4:

(1.8)

,(1.9)

де - тангенціальне прискорення, яке визначає зміну вектора швидкості по модулю та напрямлене по дотичній до траєкторії руху ,

- нормальне прискорення, яке визначає зміну вектора швидкості по напрямку, напрямлене до центру кривизни траєкторії. Відповідно повне прискорення:

(1.10)

 

Лекція 2. Основи динаміки матеріальної точки та абсолютно твердого тіла

Перший закон Ньютона.

Кінематика вивчає рух тіл не торкаючись причин виникнення і зміни цього руху. В динаміці вивчається рух тіла[2], а також причини зміни цього руху, які є наслідком дії на дане тіло інших тіл. В основі динаміки лежать три закони Ньютона. Перший закон Ньютона називається законом інерції. В свій час Галілей показав, що для підтримки рівномірного і прямолінійного руху не потрібна ніяка дія зі сторони інших тіл. Наприклад, тіло, що котиться по горизонтальній поверхні зупиниться тому, що на нього чинить дію сама ця поверхня (діє сила тертя). Якби цієї дії не було, то тіло котилося б нескінченно довго. Ньютон, узагальнивши всі експериментальні факти, сформував свій перший закон:

Будь-яке тіло зберігає свій стан спокою або прямолінійного і рівномірного руху, доки дія на нього зі сторони інших тіл не змусить його змінити цей стан.

Система відліку, в якій виконується перший закон Ньютона називається інерціальною. Якщо в системі відліку перший закон Ньютона не виконується, то, відповідно, вона називається неінерціальною. По суті, перший закон Ньютона стверджує, що в природі існують інерціальні системи відліку. Найбільш наближається до інерціальної системи відліку система, в якій тіло відліку є Сонце, а осі координат напрямлені на віддалені зорі (геліоцентрична система відліку).

Якщо ж системі відліку пов’язати із Землею, то вона, строго кажучи, не буде інерціальною, оскільки Земля рухається навколо Сонця і навколо своєї осі, а отже рухається із прискоренням. В зв’язку з цим вище сказану систему відліку не можна вважати інерціальною. Однак, в багатьох випадках цими рухами можна нехтувати і таку систему відліку вважають інерціальною.

 

Третій закон Ньютона.

В другому законі Ньютона йшла мова про сили, що діють на дане тіло. Але, сила характеризує взаємодію принаймні двох тіл. Роль другого тіла в динамічних явищах відображена в третьому законі Ньютона:

Два тіла взаємодіють між собою із силами, які направлені вздовж однієї прямої, рівними за модулем і протилежними за напрямком:

(1.30)

Необхідно пам’ятати, що в третьому законі Ньютона мова йде про сили, прикладені до різних тіл, тому не можна говорити про рівнодійну цих сил.

Що ж стосується умов виконання всіх трьох законів Ньютона, то слід зазначити, що вони виконуються тільки в нерелятивіському випадку, тобто тоді, коли тіла рухаються повільно (мається на увазі те, що їхня швидкість мала, в порівнянні із швидкістю світла – ).

 

Сили тертя

Сили тертя виникають при контактній взаємодії тіл. Розрізняють зовнішнє тертя і внутрішнє. Сили зовнішнього тертя виникають між поверхнями двох твердих тіл, які дотикаються. Якщо сила тертя виникає між частинками однієї і тієї ж речовини, то вона називається силою внутрішнього тертя.

Якщо між поверхнями тіл, що дотикаються, немає ніякого прошарку то таке тертя називають сухим. А тертя між поверхнею твердого тіла і рідиною або газом або між шарами рідини або газу називається в'язким тертям.

Сухе тертя в свою чергу поділяється на тертя ковзання і тертя кочення. Сили тертя завжди напрямлені по дотичних до тертьових поверхонь і напрямлені проти відносної швидкості цих поверхонь. Сухе тертя між поверхнями може виникати не тільки при відносному русі двох тіл, а й при намаганні викликати цей рух.

Наприклад, для того щоб зрушити з місця масивне тіло потрібно прикласти достатньо велику силу. Якщо ця сила недостатня, то тіло буде знаходитись в спокої. Але між поверхнею цього тіла і поверхнею, на якій воно знаходиться, виникне сила тертя, яка називається силою тертя спокою.

Якщо зовнішня сила досягне певного значення, то тіло починає ковзати. Сила тертя, рівна по величині зовнішній силі, при якій тіло починає ковзати, називається максимальною силою тертя спокою (рис. 1.7[3]).

Як показує експеримент, максимальна сила тертя спокою пропорційна силі нормального тиску, тобто силі, яка перпендикулярна до поверхні дотичних тіл і притискає ці поверхні одна до одної. Крім того, вона залежить від матеріалу, з якого виготовлені тіла і від способу обробки поверхонь:

, (1.31)

де μ — коефіцієнт пропорційності, який називається коефіцієнтом тертя, N сила реакції опори, яка за III законом Ньютона по модулю рівна силі нормального тиску (рис. 1.8).

Сили тертя пояснюють взаємодію між нерівностями поверхонь, що дотикаються. Ці нерівності “чіпляються” між собою. У випадку, якщо поверхні оброблені дуже якісно, то сила тертя виникає внаслідок взаємодії між атомами, що знаходяться на цих поверхнях. Якщо зовнішня сила досягне значення, рівного значенню максимального тертя спокою, то тіло починає ковзати по поверхні, але сила тертя при цьому не зникає і вона називається в цьому випадку силою тертя ковзання. Сила тертя ковзання залежить також від природи і способу обробки поверхні. Але вона також залежить і від відносної швидкості тертьових поверхонь. Найбільш характерний вид цієї залежності такий (рис. 1.9):

На практиці часто приймають, що сила тертя ковзання не залежить від швидкості і дорівнює максимальному значенню сили тертя спокою.

У випадку, якщо одне тіло котиться по поверхні іншого, то виникає сила тертя кочення. Формулу, за допомогою якої можна визначити тертя кочення, дослідним шляхом встановив Ньютон. Він показав,

що сила тертя кочення пропорційна силі нормального тиску і обернено пропорційна радіусу тіла:

, (1.32)

де μkкоефіцієнт тертя кочення.

Як видно із залежності, коефіцієнт тертя кочення має розмірність довжини, він не залежить від швидкості кочення і радіуса тіла, а залежить від матеріалу і стану поверхні тіл.

Експеримент показує, що сила тертя кочення при тих же умовах завжди менша від сили тертя ковзання. Сили тертя відіграють надзвичайно важливу роль в природі, а також в житті і практичній діяльності людини. Завдяки силі тертя ми можемо ходити по поверхні Землі. Вона буває корисною і шкідливою.

При русі тіл в рідині або газі також виникає сила тертя. Можна вважати, що для невеликих швидкостей сила тертя пропорційна швидкості тіла:

, (1.33)

де k1коефіцієнт в’язкого тертя або коефіцієнт в’язкості. Він залежить від розмірів, форми і стану поверхні тіла, а також властивостей рідини або газу, в якому рухається тіло.

На відміну від сухого, в'язке тертя характерне тим, що в цьому випадку не існує сили тертя спокою. Сила в'язкого тертя стає рівною нулю одночасно із швидкістю. При збільшенні швидкості, сила тертя починає залежати нелінійно від швидкості і для певних швидкостей вона пропорційна квадрату швидкості:

, (1.33а)

а при ще більших швидкостях пропорційна кубу швидкості:

. (1.33б)

 

Сили пружності. Закон Гука.

Всі тверді тіла під дією зовнішньої сили деформуються, якщо після припинення дії сили деформація тіла повністю зникає, і тіло повністю відновлює свою форму то такі тіла називають абсолютно пружними, а саму деформацію пружною. Якщо форма тіла не відновлюється, то такі тіла називають непружними або пластичними.

В природі існує багато твердих тіл, які при невеликих деформаціях можна вважати абсолютно пружними (метали, каучук, гума), але є і тіла (сира глина, віск, пластилін), які при малих деформаціях поводять себе як пластичні тіла.

В природі існує цілий ряд різних видів деформацій: односторонній або векторний стиск або розтяг, згин, зсув, кручення та інші.

При будь-якій деформації виникають сили, які залежать як від величини так і від типу деформації. Ці сили називаються силами пружності. Найзручніше деформацію тіл вивчати на прикладі тонкого стержня, виготовленого із пружного матеріалу, один кінець якого закріплено (Рис. 1.10).

Якщо до незакріпленого кінця прикласти силу F, то він видовжиться під дією цієї сили, а величина називається абсолютним видовженням стержня. Величина називається відносним видовженням стержня.

 

Ці величини характеризують деформацію тіл. В розтягнутому стержні виникає сила пружності F, яка за третім законом Ньютона .

Фізична величина, яка визначається із співвідношення:

(1.34)

називається механічною напругою, де S — площа поперечного перерізу стержня.

Як показують експерименти, для невеликих деформацій:

, (1.35)

тобто механічна напруга пропорційна видовженню, де Е — коефіцієнт пропорційності, який називається модуль Юнга. Даний вираз можна записати так:

, (1.36)

, (1.37)

Позначимо:

, (1.38)

Отже: ,

а закон Гука можна сформулювати так:

Реактивний рух

В класичній механіці під рухом тіл змінної маси розуміють такий рух, коли маса тіла змінюється за рахунок зміни кількості речовини цього тіла, а його швидкість мала, порівняно із швидкістю світла.

Найбільш типовим прикладом цього руху є рух ракет. Принцип дії ракет дуже простий. Продукти згорання палива викидаються з великою швидкістю з ракети, діючи на неї з певною силою і надаючи їй певного прискорення. При цьому швидкість ракети збільшується, а її маса зменшується, за рахунок зменшення маси палива, що згорає.

Знайдемо рівняння руху ракети. Нехай в момент часу t маса ракети була m, а швидкість - , отже імпульс: .

В момент часу t+dt маса ракети m-dm, а швидкість - , імпульс

Тоді з рівняння ми отримаємо:

(1.50)

де - імпульс продуктів згорання палива, - маса палива, що згорає за час , - рівнодійна всіх сил, що діють на ракету.

Розкриємо дужки:

(1.51)

За законами додавання швидкостей: , де - швидкість палива відносно ракети, - швидкість ракети відносно землі.

(1.51)

Ділимо на і отримуємо рівняння руху ракети, або рівняння Мещерського:

(1.51)

Величина називається масою палива, що згорає за одиницю часу.

(1.52)

- називається реактивною силою.

Розглянемо випадок коли , тоді з рівняння Мещерського

(1.53)

Позначимо . Рівняння Мещерського є ІІ законом Ньютона для руху тіл змінної маси:

(1.53)

Рух ракети в безповітряному просторі без дії зовнішніх сил:

, (1.54)

(1.54)

при отже . Отримуємо рівняння для швидкості руху ракети, або рівняння Ціолковського:

(1.55)

Швидкість ракети (кінцева) визначається тільки відносно швидкості витікання продуктів згорання та логарифмом відношення початкової та кінцевої маси.

Швидкість, необхідна для подолання тілом сили тяжіння, внаслідок чого це тіло стане штучним супутником Землі, називається першою космічною швидкістю та становить . Швидкість, необхідна для того щоб тіло вийшло на навколосонячну орбіту називається другою космічною швидкістю та становить . Для того щоб тіло назавжди покинуло Сонячну систему, йому необхідно надати третю космічну швидкість: .

 

Отже, момент інерції твердого тіла відносно довільної осі дорівнює сумі моменту інерції цього тіла, що проходить через його центр мас і яка паралельна попередній, і добутку маси тіла на квадрат відстані між осями.

 

Потужність

Одну і ту ж роботу різні сили виконують за різний час. Робота, що виконується за одиницю часу називається потужністьабо миттєва потужність. Потужність визначається із співвідношення:

(1.84)

; (1.85)

(1.86)

В СІ одиницею потужності є 1 Вт = 1 Дж/1с.

Середня потужність — фізична величина, що визначається відношенням всієї виконаної роботи А до часу Δt, за який цю роботу було виконано:

(1.87)

При обертальному русі матеріальної точки (абсолютно твердого тіла):

,

де M — момент діючої сили, ω — миттєва кутова швидкість матеріальної точки (абсолютно твердого тіла).

 


ЛЕКЦІЯ 04

Закон Кулона

Закон Кулона, відкритий Ш. Кулоном в 1785 р., – це експериментально встановлений закон взаємодії нерухомих точкових зарядів у вакуумі. Він має таке формулювання:

Сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів і у вакуумі прямо пропорційна добутку величин цих зарядів, обернено пропорційна квадрату відстані між ними і спрямована вздовж прямої, яка сполучає ці заряди:

, або в векторній формі:

де ; – радіус-вектор, спрямований від заряду до заряду .

Зазначимо, що точковий заряд – це фізична абстракція. Точковий заряд – це заряд, зосереджений на тілі, лінійні розміри якого настільки малі порівняно з відстанню до інших заряджених тіл, з якими він взаємодіє, що ними можна знехтувати.

Інша форма запису закону Кулона (в системі СІ)

,

де – електрична стала (діелектрична проникність), яка є фундаментальною фізичною сталою; .

У разі розташування двох точкових зарядів в однорідному і ізотропному середовищі з відносною діелектричною проникністю середовища

.

Тут позначено: – діелектрична проникність середовища. Це безрозмірна величина, яка показує в скільки разів сила взаємодії F між зарядами в даному середовищі менше їх сили взаємодії F0 у вакуумі: .

Принцип суперпозиції кулонівських сил: сила, яка діє на заряд, дорівнює векторній сумі сил дії інших зарядів на даний заряд:

.

Еквіпотенциальні поверхні

Для наочного графічного зображення поля замість ліній напруженості поля зручно використовувати поверхні однакового потенціалу (еквіпотенциальні поверхні).

Еквіпотенциальні поверхні – це поверхні, у всіх точках яких потенціал має однакове значення.

Рис. 4

Точковий заряд: лінії вектора і еквіпотенціальні поверхні (див. рис. 4).

Вектор : 1) завжди перпендикулярний еквіпотенціальним поверхням;

2) завжди направлений у бік убування потенціалу.

Еквіпотенциальні поверхні зазвичай проводять так, щоб різниці потенціалів між двома сусідніми еквіпотенціальними поверхнями були однаковими. Тоді густина еквіпотенціальних поверхонь наочно характеризує напруженість поля в різних точках: там, де ці поверхні розташовані густіше, напруженість поля більше.

Якщо поле створюється точковим зарядом, то лінії напруженості – радіальні прямі, що виходять із заряду, якщо він позитивний, і входять в нього, якщо заряд негативний .

 


ЛЕКЦІЯ 05

Рис. 2

Загальний випадок: довільна поверхня, що охоплює n зарядів. Відповідно до принципу суперпозиції напруженість поля, створюваного всіма зарядами, дорівнює сумі напруженостей , створюваних кожним зарядом окремо: = . Тому неважко показати, що

.

Теорема Остроградського-Гаусса для поля у вакуумі. Потік вектора напруженості електростатичного поля у вакуумі крізь довільну замкнуту поверхню дорівнює алгебраїчній сумі поміщених усередині цієї поверхні зарядів, ділених на :

.

Якщо заряд розподілений в просторі з об'ємною густиною ,то теорема Остроградського-Гауса для електростатичного поля у вакуумі матиме вид:

.

 

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 6.2

Під дією поля діелектрик поляризується, тобто в ньому відбувається зміщення зарядів: позитивні заряди зміщуються по полю, негативні – проти поля. В результаті цього на правій грані діелектрика, оберненого до площини з негативними зарядами, буде надлишок позитивних зарядів з поверхневою густиною + , а на лівій – від'ємного заряду – . Ці нескомпенсовані заряди, які з'явились в результаті поляризації діелектрика, називаються зв'язаними зарядами, причому < . Поле зв'язаних зарядів спрямовано проти зовнішнього поля (тобто, проти поля, створюваного вільними зарядами )і послаблює його. Результуюче поле всередині діелектрика:

(1)

 

Визначивши поверхневу густину зв'язаних зарядів = Р (оскільки, з одного боку де – площа грані пластинки; – її товщина; а з іншого боку тобто = Р) і підставивши в формулу (1) значення , матимемо:

.

Безрозмірна величина

називається діелектричною проникністю середовища. Вона показує, у скільки разів поле послаблюється діелектриком і таким чином кількісно характеризує властивість діелектрика поляризуватись в електричному полі.

Розглянемо тепер поняття електричного зміщення. Напруженість електростатичного поля, як щойно було доведено, залежить від властивостей середовища (в однорідному ізотропному середовищі Е ~ ). Вектор , переходячи через границю діелектриків, терпить скачкоподібне змінювання, створюючи тим самим незручності під час розрахунків електростатичних полів. Тому виявилось, що крім вектора напруженості електричного поля необхідно ввести ще нову величину – вектор електричного зміщення

або

Одиниця електричного зміщення – Кл/м2.

Електростатична індукція

З'ясуємо, що саме відбудеться, якщо незаряджений провідник внести в задане електростатичне поле, яке створюється якими-небуть сторонніми нерухомими зарядами. В провіднику, внесеному в таке поле, повинні виникнути вільні електричні заряди (електрони, іони), які будуть переміщуватись: позитивні – в напрямку поля, негативні – проти напрямку поля (рис. 7.2, а). При цьому на одному кінці провідника буде накопичуватись надлишок позитивного заряду, а на іншому – негативного. Ці заряди називаються індукованими.

Переміщення зарядів відбуватиметься доти, доки Е всередині провідника не буде дорівнювати нулю (Е = 0), а лінії вектора напруженості електричного поля іззовні провідника – перпендикулярними до його поверхні (рис. рис. 7.2, б). З цього можна зробити такий висновок: незаряджений провідник, внесений в електростатичне поле, розриває певну частину ліній Е: ці лінії закінчуються на негативних індукованих зарядах і заново починаються на позитивних. При цьому індуковані заряди розподіляються на зовнішній поверхні провідника. Явище перерозподілу поверхневих зарядів на провіднику в зовнішньому електростатичному полі називається електростатичною індукцією.

Зазначимо, що, як це витікає з рис. 7.2, б, індуковані заряди з'являються на провіднику внаслідок зміщення їх під дією поля (тобто є поверхневою густиною зміщених зарядів), причому, як було показано вище, електричне зміщення поблизу провідника чисельно дорівнює поверхневій густині зміщених зарядів. Саме тому вектор отримав назву вектор електричного зміщення.

Слід звернути увагу на використання на практиці властивості зарядів розміщуватися на зовнішній стороні провідника. Так, всередині провідника роблять порожнину (адже в середині провідника завжди Е = 0 і тому створення всередині порожнини не вплине на розподіл зарядів в провіднику). Причому, у випадку заземлення такого провідника з порожниною потенціал у всіх точках порожнини буде нульовим: порожнина буде повністю ізольованою від впливу зовнішніх електростатичних полів. Це так званий електростатичний захист: коли, наприклад, електровимірювальний чи інший прилад хочуть захистити від впливу зовнішніх полів, його оточують провідним футляром (екраном). Такий екран можна зробити не суцільним, а у вигляді густої металевої сітки.

Лекція 08

Постійний електричний струм

Закон Ома

Німецький фізик Г.Ом експериментально встановив закон, який носить його ім'я. Для однорідної ланки металевого провідника, тобто для такого провідника, який не містить джерела струму, закон Ома формулюється так:

Сила струму в провіднику прямо пропорційна прикладеній напрузі і обернено пропорційна опору провідника:

або в диференціальній формі (з урахуванням того, що ; – питомий електричний опір, і – довжина провідника і його поперечний переріз):

,

де – густина струму; – питома провідність.

Закон Ома для замкненої мережі (див. рис. 8.1) має таке формулювання: Сила струму в замкненій мережі дорівнює відношенню е.р.с. джерела струму до сумарного опору всієї мережі:

,

де – опір зовнішньої мережі; – внутрішній опір джерела струму.

Напруга на зовнішній мережі:

.

Рис. 8.1

Лекція 09.

Магнітного поля

Циркуляція вектора вводиться аналогічно циркуляції вектора напруженості електростатичного поля.

Циркуляцією вектора по замкненому контуру називається інтеграл

,

де – елемент довжини контуру, направлений вздовж обходу контуру, – складова вектора в напрямку дотичної до контуру (з врахуванням вибраного напрямку обходу); – кут між векторами і .

Теорема про циркуляцію вектора (або закон повного струму) для магнітного поля в вакуумі формулюється так: циркуляція вектора по довільному контуру дорівнює добутку вектора магнітної сталої на алгебраїчну суму струмів, які охоплюються цим контуром:

,

де – число провідників зі струмом, які охоплюються контуром довільної форми.

Зауваження до цієї теореми:

1) Теорема справедлива лише для магнітного поля в вакуумі (оскільки для поля в речовині необхідно враховувати молекулярні струми.

2) Кожен струм враховується стільки разів, скільки раз він охоплюється контуром; при цьому струм вважається додатнім (позитивним), якщо напрям його протікання пов'язано з напрямом обходу контура правилом правого гвинта, струм протилежного напряму вважається від'ємним (негативним).

3) Оскільки циркуляція вектора магнітного поля не дорівнює нулю, то таке поле називається вихровим полем (на відміну від циркуляції вектора електростатичного поля, яка дорівнює нулю, а тому електростатичне поле є полем потенціальним.

Аналогічний вид має теорема про циркуляцію вектора для магнітного поля

.

 


ЛЕКЦІЯ 10

Дія магнітного поля на рухомі заряди

Формула Ампера

Формула Амперавизначає силу , з якою магнітне поле діє на елемент провідника d із струмом І:

, ,

де кутміж і . Напрямсили Ампера визначається за правилом лівої руки: якщо долоню лівої руки розташувати так, щоб в неї входив вектор , а чотири витягнуті пальці розташувати по напряму струму в провіднику, то відігнутий великий палець покаже напрям сили Ампера (рис. 10.5).

 

Рис. 10.5

 

Магнітне поле в речовині

Рис. 11.1

Власний механічний момент електрона (спін) – ця невід'ємна властивість електрона подібно його заряду і масі.

Власний (спіновий) магнітний момент ( )

(g гіромагнітне відношення спінових моментів, – власний механічний момент).

Проекція на напрям вектора може мати одне з двох значень: .

Магнетон Бора – це одиниця магнітного моменту електрона: .

Тут позначено: – постійна Планка.

Типи магнетиків

Всяка речовина є магнетиком

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти