Fizyka
Moc prądu przemiennego
Moc prądu przemiennego płynącego przez opornik o oporze R jest również funkcją czasu:
Magnetyczne skutki przepływu prądu elektrycznego
Wokół nieskończenie długiego prostoliniowego przewodnika z prądem powstaje pole magnetyczne o indukcji B . Wartość wektora indukcji w każdym punkcie pola zależy od odległości r tego punktu od przewodnika oraz od natężenia prądu I płynącego w przewodniku,a także od właściwości magnetycznych ośrodka, w jakim znajduje się przewodnik, określonych przez względny współczynnik przenikalności magnetycznej μr , według wzoru: w którym μ 0 to przenikalność magnetyczna próżni...
Opory ruchu
Energia pola elektrycznego
Energia pola elektrycznego między okładkami kondensatora wyraża się wzorem:
Drugie prawo Kirchoffa
Drugie prawo Kirchhoffa mówi, że suma napięć na wszystkich elementach obwodu elektrycznego jest równa napięciu źródła: U 1 + U 2 + U 3 + ... + U n = U z
Prawa Maxwella
Prawa Maxwella to cztery najważniejsze równania elektromagnetyzmu,które pokazują, że oddziaływania elektryczne i magnetyczne są ze sobą powiązane i nie istnieją niezależnie od siebie. Dla próżni można je wyrazić w następujący sposób:
Przemiana termodynamiczna
Przemiana termodynamiczna to proces, w którym przynajmniej jeden z parametrów stanu gazu ulega zmianie. Gaz przechodzi wtedy do innego stanu opisanego przez nowe parametry, które również muszą spełniać równanie Clapeyrona.
Ładunek elementarny
Ładunek elektryczny zarówno elektronu, jaki i protonu ma taką samą wartość i jako najmniejsza porcja ładunku elektrycznego nosi nazwę ładunku elementarnego – e 0 . e 0 =1,602⋅10 −19 C Dowolny ładunek elektryczny, jaki ma naelektryzowane ciało, jest całkowitą wielokrotnością ładunku jednego elektronu, gdyż każdy ładunek powstaje na skutek przejścia elektronów z atomów jednego ciała do atomów drugiego ciała. Q=N⋅e, N =1,2,3,... Zasada zachowania ładunku elektrycznego W...
Zjawisko samoindukcji
Jeśli przez obwód elektryczny przepływa prąd zmienny, to wytwarza on zmienne pole magnetyczne. W obwodzie elektrycznym znajdującym się w zmiennym polu magnetycznym wytworzonym przez jego własny prąd wzbudza się siła elektromotoryczna indukcji własnej. Takie zjawisko nazywamy samoindukcją .
Najważniejsze cechy odróżniające cząstki od fal
Cechy cząstek Cechy fal Cząstka jest zlokalizowana. Fala jest rozciągła. Cząstki nie mogą się nakładać na siebie tak jak fale. Fale mogą się wzmacniać lub wygaszać nakładając się na siebie. Na skutek ruchu cząstki następuje przemieszczenie materii skupionej w cząstce. Fala polega na przemieszczaniu się zaburzeń ośrodka materialnego lub zaburzeń pola elektromagnetycznego,podczas gdy ośrodek nie ulega przemieszczeniu. Właściwości...
Fala harmoniczna
Fala harmoniczna to fala przenoszona przez cząsteczki ośrodka,które wykonują drgania harmoniczne.
Położenie Ziemi we Wszechświecie
Struktura Opis struktury Układ Słoneczny to układ planetarny, do którego należy Ziemia. Obecnie wiadomo już, że planety krążą również wokół wielu innych gwiazd. Nie wiadomo, czy na którejś z nich istnieje życie. Słońce jest gwiazdą, wokół której krąży 9 planet. Jedną z nich jest Ziemia. Ziemia jest jedyną planetą w Układzie Słonecznym, na której panują warunki przyjazne życiu, jakie znamy. Wszystkie planety krążą wokół Słońca zgodnie z prawami Keplera i dzięki...
Ciśnienie hydrostatyczne
Ciśnienie hydrostatyczne to ciśnienie spowodowane ciężarem cieczy. Jeśli w naczyniu lub zbiorniku znajduje się słup cieczy o wysokości h , to wywiera on na dno ciśnienie hydrostatyczne o wartości: p h = d ⋅ g ⋅ h gdzie d oznacza gęstość cieczy, a g oznacza przyspieszenie ziemskie. Ciśnienie hydrostatyczne na Ziemi zależy tylko od gęstości cieczy i wysokości słupa cieczy. Nie zależy od ilości cieczy w naczyniu lub zbiorniku. Ciśnienie wody w stawie i w oceanie na tej samej...
Śmierć gwiazdy
W zależności od początkowej masy gwiazd ich śmierć przebiega różnie. Gwiazdy o średniej masie, takie jak Słońce, po wyczerpaniu się wodoru znowu zaczynają się kurczyć i rozgrzewać, aż do momentu wytworzenia się odpowiednio dużego ciśnienia i temperatury, w której z helu powstaje węgiel. Ponieważ w zewnętrznej otoczce gwiazdy zachodzą jeszcze reakcje syntezy helu z wodoru, to zaczyna się ona rozszerzać i puchnąć. Jest to faza czerwonego olbrzyma , w której Słońce pochłonie swoje planety....
Tarcie toczne
Tarcie toczne to siła działająca na toczącą się po powierzchni kulę lub walec. Jest ona znacznie mniejsza od siły tarcia występującej podczas przesuwania bez toczenia.
Prawo Gaussa
Prawo Gaussa, które mówi, że strumień natężenia pola elektrycznego przez dowolną płaszczyznę zamkniętą jest równy ilorazowi wartości ładunku znajdującego się wewnątrz tej płaszczyzny i przenikalności dielektrycznej próżni:
Pierwszy postulat Bohra
Elektron w atomie może poruszać się tylko po ściśle określonych orbitach nazywanych orbitami stacjonarnymi (dozwolonymi), na których nie wysyła promieniowania elektromagnetycznego, dzięki czemu nie spada na jądro. Dozwolone orbity to takie, na których moment pędu elektronu L jest równy całkowitej wielokrotności stałej Plancka podzielonej przez 2π: gdzie r oznacza promień n-tej orbity, m – masę elektronu, v – prędkość elektronu. Wynika stąd, że elektron nie może być w dowolnym...
Dyspersja światła
Dyspersja to zjawisko polegające na rozszczepieniu wiązki światła składającej się z fal o różnych częstotliwościach na wyraźnie oddzielone od siebie fale. Zjawisko to obserwujemy w pryzmacie szklanym, kiedy skierujemy na niego cienką wiązkę światła słonecznego lub światła białego z żarówki. Ponieważ światło słoneczne (światło białe) jest mieszaniną wszystkich barw od fioletowej do czerwonej, to już w pryzmacie, a potem jeszcze raz po wyjściu z niego ulega ono rozszczepieniu na poszczególne...
Zasada Huygensa
Zasada Huygensa mówi, że każdy punkt ośrodka, do którego dociera fala, jest źródłem nowej fali kulistej. Powstałe w ten sposób fale cząstkowe interferują ze sobą, tworząc falę wypadkową.
Nieważkość
Nieważkość jest to stan, w którym działające na układ siły zewnętrzne nie są powodem powstawania wzajemnych sił nacisku pomiędzy elementami układu. Stan taki występuje, jeżeli jedynymi siłami zewnętrznymi działającymi na układ są siły grawitacji. Przykład: Statek kosmiczny znajdujący się na orbicie okołoziemskiej z wyłączonymi silnikami jest w stanie nieważkości, ponieważ jedyną siłą działającą na niego jest siła grawitacji.
Pojęcie pracy w fizyce
Praca jest wielkością skalarną zdefiniowaną jako iloczyn skalarny wektora siły i wektora przemieszczenia: gdzie α to kąt pomiędzy wektorem siły a wektorem przemieszczenia.Jednostką pracy jest jeden dżul [J] Praca może przyjmować wartości dodatnie i ujemne w zależności od kąta α . Kiedy α > 90° to cos α < 0 i wtedy W < 0 . Praca W jest wykonywana tylko wtedy, gdy siła F działająca na ciało spowoduje przemieszczenie s tego ciała. Przykład: Dziecko...
Narodziny gwiazd
Wszystkie gwiazdy rodzą się w obłokach składających się głównie z wodoru. Gdy w takim obłoku pojawi się zagęszczenie, to grawitacyjnie zaczyna być do tego miejsca przyciągana materia z otoczenia. Na skutek zderzeń między atomami w takim zagęszczeniu wytwarza się wysoka temperatura i wysokie ciśnienie. W ten sposób powstają warunki do zapoczątkowania reakcji syntezy termojądrowej, w wyniku których z jąder wodoru powstają jądra helu i wydziela się olbrzymia energia wynikająca z deficytu masy....
Rozszerzający się Wszechświat i prawo Hubble'a
Na skutek rozszerzania się Wszechświata odległości między galaktykami rosną. Obserwujemy to jako oddalanie się galaktyk od Drogi Mlecznej. Dowodem na oddalanie się galaktyk jest efekt Dopplera, który astronomowie obserwują w odniesieniu do fal elektromagnetycznych wysyłanych przez gwiazdy w galaktykach. Prawo Hubble’a wyraża związek między szybkością z jaką galaktyki oddalają się od siebie, a ich wzajemną odległością: v=H⋅l, gdzie v oznacza szybkość oddalania się galaktyki od...
Cykl Carnota
Cykl Carnota składa się z dwóch przemian izotermicznych i dwóch przemian adiabatycznych, przedstawionych na rysunku: Począwszy od punktu A następuje: izotermiczne sprężanie --> adiabatyczne sprężanie --> izotermiczne rozprężanie --> adiabatyczne rozprężanie. W oparciu o cykl Carnota przebiegający w tym kierunku działa doskonały silnik cieplny . Począwszy od punktu A adiabatyczne sprężanie --> izotermiczne sprężanie --> adiabatyczne rozprężanie -->...
Zasady dynamiki Newtona
Drugie prawo Keplera
Linia łącząca Słońce z planetą zakreśla w równych odcinkach czasu równe pola wewnątrz orbity. Jeżeli czas, w jakim planeta przemieściła się z punktu A do B jest równy czasowi w jakim planeta przemieściła się z punktu C do D, to zaciemnione pola są sobie równe. Z tego wynika, że szybkość planety się zmienia. Największa jest w peryhelium (punkt najbliżej Słońca), a najmniejsza w aphelium (punkt najdalej Słońca). To prawo jest konsekwencją zasady zachowania momentu pędu w ruchu planet.
Praca w polu grawitacyjnym
Jeśli ciało o masie m, przedstawione na rys. 4.2., które znajduje się w polu grawitacyjnym wytworzonym przez ciało o masie M , zostanie przemieszczone z punktu B do A , to siły pola grawitacyjnego wykonają pracę: Ponieważ r B > r A , to praca wykonana przez siły pola jest ujemna W < 0 . Przeniesienie ciała z punktu A do B wymaga wykonania pracy przez siłę zewnętrzną: W tym przypadku praca jest dodatnia. Wartość pracy w polu grawitacyjnym nie zależy od...
Czym zajmuje się kosmologia
Kosmologia jest nauką, która zajmuje się budową i ewolucją Wszechświata jako całości. Dzięki postępowi jaki, dokonał się w XX wieku w fizyce, astronomii i technice przewidywania kosmologii mogły być zweryfikowane za pomocą obserwacji w kosmosie oraz eksperymentów w laboratoriach fizyki cząstek wysokich energii na Ziemi, takich jak międzynarodowe laboratorium CERN w Genewie czy Fermilab w USA. Wyniki tych badań dotyczą wielkoskalowej struktury Wszechświata, wieku Wszechświata i jego ewolucji...
Żródła światła
Optyka jest nauką o świetle i o jego oddziaływaniu z materią. Światło powstaje na skutek drgań ładunków elektrycznych, np. elektronów w atomach włókna żarówki rozgrzanego przepływem prądu elektrycznego. Światło ma podwójną naturę. Jest jednocześnie falą elektromagnetyczną i strumieniem cząstek, które nazywamy fotonami. W zjawiskach optycznych światło traktujemy jako falę elektromagnetyczną.
Przeciążenie
Przeciążenie jest stanem, w którym działające na układ siły zewnętrzne są powodem powstawania wzajemnych sił nacisku pomiędzy elementami układu. Siły nacisku są większe co do wartości od sił ciężkości działających na elementy układu. Przykład: Kosmonauci znajdujący się w rakiecie startującej z powierzchni Ziemi poddawani są przeciążeniom.
Zderzenia
Zderzenia możemy podzielić na: zderzenia doskonale sprężyste , wśród których wyróżniamy zderzenia centralne i niecentralne, zderzenia doskonale niesprężyste , wśród których wyróżniamy zderzenia centralne i niecentralne. Zderzenia centralne Zderzenia niecentralne Wektory prędkości ciał biorących udział w zderzeniu leżą na linii łączącej środki ciężkości tych ciał. Wektory prędkości ciał biorących udział w zderzeniu nie leżą na linii, która łączy...
Siła dośrodkowa
Jest to siła, która jest przyczyną przyspieszenia dośrodkowego . Powoduje ona zakrzywienie toru nie zmieniając szybkości ciała. Jest ona prostopadła do toru i zwrócona w stronę środka krzywizny .W ruchu po okręgu siła dośrodkowa leży wzdłuż promienia okręgu i jest zwrócona do środka okręgu, a jej wartość zgodnie z II zasadą dynamiki wyraża się wzorem:
Soczewki
Soczewka to przezroczysta dla światła bryła ograniczona z dwóch stron powierzchniami kulistymi o promieniach krzywizn r 1 i r 2 . Soczewki występują w kilku postaciach: dwuwypukłe, płasko-wypukłe, wklęsło-wypukłe oraz dwuwklęsłe, płasko-wklęsłe i wypukło-wklęsłe. Dla soczewek podobnie jak dla zwierciadeł wyróżniamy oś optyczną, na której leżą środki obu krzywizn ograniczających soczewkę oraz dwa ogniska po każdej stronie soczewki. Dla soczewki ognisko jest miejscem, w którym...
Rezonans
Rezonans to zjawisko zachodzące wtedy, gdy częstość siły wymuszającej ma wartość: Jeśli warunek ten jest spełniony, to amplituda drgań wymuszonych przyjmuje maksymalną wartość równą: Gdy nie występuje tłumienie drgań, wtedy do powyższych wzorów wstawiamy β = 0 i zauważamy,że gdy nie ma tłumienia, to częstość rezonansowa jest równa częstości drgań własnych oscylatora. Rys. 7.9. pokazuje zależność amplitudy drgań wymuszonych od częstości kołowej siły wymuszającej dla różnych...
Definicje podstawowych wielkości opisujących przepływ prądu stałego
Natężenie prądu I [A] , wyraża szybkość przepływu ładunku przez przekrój poprzeczny przewodnika. Natężenie mierzymy za pomocą amperomierza, który włączamy do obwodu szeregowo. Jego opór powinien być minimalny. Natężenie prądu to stosunek ładunku ΔQ przepływającego przez przekrój poprzeczny przewodnika do czasu Δt , w jakim ten ładunek przepłynął: Jednostką natężenia jest amper. Napięcie U [V] Napięcie między dwoma punktami obwodu mierzy woltomierz...
Pojęcie dualizmu korpuskularno-falowego
Pojęcie dualizmu korpuskularno-falowego obejmuje zarówno dwoistą naturę promieniowania elektromagnetycznego (światła), które jest jednocześnie falą i strumieniem fotonów, jak i dwoistą naturę cząstek materii, które są jednocześnie falami. Istnieją liczne dowody na to, że z każdą poruszającą się cząstką związać można falę. Współistnienie właściwości falowych i korpuskularnych jest wyraźnie zauważalne dla mikrocząstek, takich jak np. fotony, elektrony, protony, neutrony. Falowe właściwości...
Ruch postępowy
Ruch postępowy to ruch, w którym wszystkie punkty bryły doznają równych i równoległych przemieszczeń, gdyż wszystkie zakreślają tory o takim samym kształcie i wszystkie mają takie same prędkości. Wynika z tego, że w ruchu postępowym wszystkie punkty bryły mogą być reprezentowane przez jeden punkt – środek ciężkości, a cały ruch może być opisany tak, jak ruch punktu materialnego.
Druga zasada termodnamiki
Jest to zasada, która stwierdza, że w układzie izolowanym (czyli w takim, który w żaden sposób nie oddziałuje z otoczeniem) wszystkie procesy zachodzą w kierunku wzrostu entropii: S 2 > S 1 , ΔS = S 2 − S 1 ≥ 0, gdzie S 1 i S 2 to wartości entropii układu odpowiednio przed i po zajściu procesu. Oznacza to, że układ przechodzi od stanu mniej prawdopodobnego (uporządkowanego) do stanu bardziej prawdopodobnego (chaotycznego). Druga zasada termodynamiki może być także...
Prawo Coulomba
Między dwoma ładunkami punktowymi q 1 i q 2 działa siła, której wartość jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi: Siła F jest przyciągająca dla ładunków różnoimiennych i odpychająca dla ładunków jednoimiennych.
Widmo atomu wodoru
Widmo jest rozkładem promieniowania elektromagnetycznego na zbiór elementarnych fal o różnej długości. Na podstawie analizy widma można badać różne substancje w celu identyfikacji pierwiastków, które się w nich znajdują. Jest to możliwe dzięki temu,że atom każdego pierwiastka ze względu na swoją budowę może emitować lub absorbować fale elektromagnetyczne charakterystyczne tylko dla niego. Widmo emisyjne atomu danego pierwiastka to zbiór fal elektromagnetycznych o określonych długościach...
Zmiany stanów skupienia
Wielkości opisujące ruch
Najważniejszą cechą ruchu jest jego względność. Ruch jest względny , ponieważ w zależności od przyjętego układu odniesienia to samo ciało może być równocześnie w ruchu i w spoczynku. Układem odniesienia może być dowolne ciało lub układ ciał. Ruch to zmiana położenia względem przyjętego układu odniesienia. Położenie ciała opisujemy przez podanie współrzędnych (x, y, z), dlatego z układem odniesienia wiążemy układ współrzędnych (X, Y, Z) . Ciało przyjęte jako układ odniesienia jest...
Dodawanie sił
Dodawanie sił o tych samych kierunkach i zwrotach. Dodawanie sił o tych samych kierunkach i przeciwnych zwrotach. Dodawanie sił o różnych kierunkach i różnych zwrotach. Wektor przeciwny do danego wektora. Odejmowanie jednego wektora od drugiego to dodawanie wektora przeciwnego.
Elementy kosmologii
Całkowity opór w obwodach prądu przemiennego: RC, RL, RLC
Obwód RL Obwód RC Opór omowy związany z opornikiem R. Opór omowy związany z opornikiem R. Opór indukcyjny związany z cewką: R L = ω L . ω – częstość kołowa prądu płynącego przez obwód RL. Opór pojemnościowy związany z kondensatorem: ω – częstość kołowa prądu płynącego przez obwód RC. Całkowity opór obwodu RL – zawada: Całkowity opór obwodu RC – zawada: Obwód RLC W obwodzie RLC...
Właściwości kruche
Właściwości kruche mają te ciała stałe, które pod wpływem działającej na nie siły łamią się lub kruszą. Są to np.: szkło, kreda, niektóre tworzywa sztuczne.
Zależność szybkości od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym
Szybkość w tym ruchu rośnie w miarę upływu czasu zgodnie ze wzorem: v = v 0 + a · t. Jest to równanie kierunkowe prostej y = a x + b , w którym wyrazem wolnym jest szybkość początkowa v 0 , a stałe przyspieszenie spełnia rolę współczynnika kierunkowego prostej.
Dyfrakcja
Promienie światła rozchodzą się po liniach prostych, lecz przechodząc przez małe otwory ulegają ugięciu, czyli dyfrakcji. Dyfrakcja, jako zjawisko typowe dla ruchu falowego, jest świadectwem falowej natury światła. Ponieważ dyfrakcję można obserwować tylko wtedy, gdy rozmiary szczeliny są porównywalne z długością fali padającej na szczelinę, to dyfrakcja światła, ze względu na małą długość fal świetlnych, zachodzi tylko na bardzo małych szczelinach. Dla promieni rentgenowskich,które mają...
Linie pola magnetycznego
Każdy magnes posiada dwa bieguny magnetyczne, których nie da się rozdzielić. Po podzieleniu magnesu na dwie części otrzymujemy dwa magnesy, z których każdy ma znów dwa bieguny. Linie pola magnetycznego to linie zamknięte, gdyż przebiegają również wewnątrz magnesu. Zgodnie z umową, linie te wychodzą z bieguna północnego N i wchodzą do bieguna południowego S. Wektor indukcji magnetycznej B jest styczny w każdym punkcie do linii pola magnetycznego.