ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΔΙΑ ΦΥΣΙΚΗΣ

Transcript

1 ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΔΙΑ ΦΥΣΙΚΗΣ

2 ΥΛΗ Οτιδήποτε έχει μάζα και καταλαμβάνει χώρο Μάζα είναι η ποσότητα αδράνειας ενός σώματος, μονάδα kilogram (kg) (σύνδεση( δύναμης & επιτάχυνσης) F=m*γ Καταστάσεις της ύλης Στερεά, Υγρά, Αέρια, Πλάσμα

3 ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η δυνατότητα ενος φυσικού συστήματος να παράγει έργο. Εργο είναι το γινόμενο της δύναμης επί τη μετατόπιση που προκαλεί W = F * s W = έργο F = δύναμη s = απόσταση Μονάδα joule (J) ή Νewton-meter (N * m) στο SI (System International)

4 Προσοχή η δύναμη πρέπει να είναι το αίτιο της μετατόπισης Μια δύναμη παράγει έργο όταν δεν είναι κάθετη στην κατεύθυνση μετατόπισης

5 ΙΣΧΥΣ Έργο που παράγεται στη μονάδα του χρόνου Μονάδα Watt = Joule/second Ισχύς μηχανών μετράται σε ίππους. 1Ηp p = 750 Watts.

6 Απόσταση Απόσταση αριθμητική ποσότητα Μετατόπιση διανυσματική ποσότητα

7 Ταχύτητα Ταχύτητα αριθμητικό μέγεθος πόσο γρήγορα κινείται ένα αντικείμενο Ταχύτητα διανυσματικό μέγεθος ρυθμός και κατεύθυνση μετακίνησης

8 Επιτάχυνση Ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας σε σχέση με το χρόνο Ένα αντικείμενο επιταχύνεται όταν αλλάζει ταχύτητα διανυσματικό μέγεθος (επιτάχυνση επιβράδυνση) γ = m / s 2

9

10 Νόμοι του Νεύτωνα, ος νόμος 2 ος 3 ος Για να αλλάξει η κινητική κατάσταση ενός σώματος πρέπει να ασκηθεί δύναμη πάνω σε αυτό. Αδράνεια. ος νόμος Σύνδεση επιτάχυνσης, δύναμης και μάζας F=m*γ ος νόμος Όταν ένα σώμα ασκεί δύναμη σε άλλο, το δεύτερο σώμα εξασκεί στο πρώτο ίση δύναμη (δράση - αντίδραση) Sir Isaac Newton ( )

11 Βαρύτητα

12 Είδη ενέργειας Κινητική Ενέργεια που εκφράζεται με μεταβολή θέσης Δυναμική Ενεργεια ενός σώματος λόγω της θέσεώς του Μηχανική ενέργεια Δυναμική & κινητική ενέργεια Θερμότητα Ενέργεια που μεταφέρεται με συγκρούσεις σωματιδίων Φως Ενέργεα που μεταφέρεται με ακτινοβολία Ηλεκτρική Κίνηση φορτίων

13

14

15 ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η συνολική ενέργεια ενός απομονωμένου συστήματος παραμένει σταθερή παρόλο που η ενέργεια μπορεί να αλλάξει μορφή Ορμή: μάζα σε κίνηση Ορμή = μάζα * ταχύτητα Αρχή διατήρησης της ορμής

16 ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ Πρωτόνιο Πυρήνας Ισχυρή σύνδεση Θετικό φορτίο Μεγάλη μάζα Νετρόνιο Πυρήνας Ισχυρή σύνδεση Ουδέτερο Μεγάλη μάζα Ηλεκτρόνιο Εκτός πυρήνα Ασθενής σύνδεση Αρνητικό φορτίο Μικρή μάζα

17 ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ Πρωτόνια και νετρόνια στον πυρήνα Γύρω από τον πυρήνα βρίσκονται τα ηλεκτρόνια σε τροχιές Κάθε τροχιά χαρακτηρίζεται από καθορισμένη ενέργεια Οι περιφερικές τροχιές χαρακτηρίζονται από υψηλότερη ενέργεια και είναι πιο ασταθείς

18 Ηλεκτρόνια με υψηλότερη ενέργεια μπορούν να μεταπέσουν σε τροχιά χαμηλότερης ενέργειας με απελευθέρωση της περίσσειας ενέργειας. Ηλεκτρόνια από τροχιά με χαμηλή ενέργεια μπορούν να μεταπηδήσουν σε υψηλότερης ενέργειας τροχιά με προσφορά ενέργειας Εάν η ενέργεια που θα δωθεί είναι αρκετή το ηλεκτρόνιο μπορεί να απελευθερωθεί από την έλξη του πυρήνα

19 Φορτίο Μονάδα φορτίου Coulomb (C) Φορτίο ηλεκτρονίου = -1.6 x Coulomb Φορτίο ποζιτρονίου = +1.6 x Coulomb Σε φορτισμένο σωματίδιο υπάρχει ανισορροπία πρωτονίων και ηλεκτρονίων Σωματίδιο με περίσσεια ηλεκτρονίων έχει αρνητικό φορτίο Σωματίδιο με περισσότερα πρωτόνια έχει θετικό φορτίο Σε ουδέτερο σωματίδιο πρωτόνια = ηλεκτρόνια

20 Δύναμη Coulomb Στο στατικό ηλεκτρισμό Τα ετερώνυμα έλκονται Τα ομώνυμα απωθούνται Αρχή διατήρησης φορτίων Q1 ποσότητα φορτίου σωματιδίου 1 Q2 ποσότητα φορτίου σωματιδίου 2 (Coulombs) d απόσταση μεταξύ των σωματιδίων k σταθερά Coulomb (στον( αέρα 9.0 x 10 9 N m 2 / C 2 ), (στο νερό 80 φορές μικρότερη)

21 Με βάση το νόμο του Coulomb Το μέγεθος της δύναμης που χρειάζεται για τη μετακίνηση φορτίου εξαρτάται από την ποσότητα του φορτίου και την απόσταση από την πηγή

22 Νόμος του αντιστρόφου του τετραγώνου της απόστασης Κατ αναλογίαν με το πεδίο της βαρύτητας της γης, κάθε φορτίο παράγει ηλεκτρικό πεδίο (πεδίο είναι ο χώρος όπου μπορεί να ασκηθεί δύναμη σε ένα αντικείμενο χωρίς επαφή) Σχέση έντασης ηλεκτρικού πεδίου και απόστασης από το φορτίο Η ένταση σε ένα σημείο του πεδίου είναι ανάλογη το αντιστρόφου του τετραγώνου της απόστασης

23 Διαφορά δυναμικού Δυναμική ενέργεια είναι η ενέργεια που έχει σχέση με τη θέση ενός αντικειμένου Πεδίο γής Πεδίο ηλεκτρικό

24

25 Ηλεκτρικό δυναμικό είναι η ποσότητα δυναμικής ενέργειας ανά μονάδα φορτίου όταν αυτό τοποθετηθεί σε συγκεκριμένη θέση μέσα στο ηλεκτρικό πεδίο. Διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού είναι η διαφορά ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας σε δύο διαφορετικές θέσεις του ηλεκτρικού πεδίου.

26 Αγωγιμότητα Καλοί Αγωγοί επιτρέπουν την ελεύθερη μετακίνηση των ηλεκτρονίων από άτομο σε άτομο κι από μόριο σε μόριο Κακοί αγωγοί δεν επιτρέπουν την ελέυθερη κίνηση των ηλεκτρονίων Υπεραγωγοί

27 Ρεύμα Ρεύμα είναι ο ρυθμός με τον οποίο φορτίο διέρχεται από ένα σημείο ενός αγωγού Ταχύτητα Επιτάχυνση Μονάδα 1 ampere = 1 coulomb / 1 second

28 Με βάση τον ορισμό η κατεύθυνση της κίνησης φορτίων περιγράφει την κίνηση θετικών φορτίων Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα τα κινούμενα φορτία είναι ηλεκτρόνια, δηλ. αντίστροφη

29 Ταχύτητα μετακίνησης ηλεκτρονίων (τυπικά 1 m/h). Διαδρομή ηλεκτρονίων Ρεύμα

30 Αντίσταση Παρεμπόδιση της κίνησης των ηλεκτρονίων Η ταχύτητα μετακίνησης των ηλεκτρονίων εξαρτάται από τη διαφορά δυναμικού και την αντίσταση η αντίσταση εξαρτάται από το μήκος του αγωγού, το εμβαδό διατομής το υλικό (ειδική αντίσταση) μονάδα Οhm (Ω)(

31 Θεμελιώδεις εξισώσεις V = I R, ηλεκτρισμός F = m γ, νευτώνεια φυσική v = f λ, κυματική E = m c 2 σύγχρονη φυσική