Web page: www.ma8eno.gr e-mail: vrentzou@ma8eno.gr Η αποτελεσματική μάθηση δεν θέλει κόπο αλλά τρόπο, δηλαδή ma8eno.gr Συνοπτική Θεωρία Φυσικής Γ Γυμνασίου Κβάντωση ηλεκτρικού φορτίου ( q ) Q=Ne Ολικό φορτίο ( qολ ) Το ολικό φορτίο δύο ή περισσοτέρων φορτισμένων σωμάτων ισούται με το αλγεβρικό άθροισμα των φορτίων τους. Q ολ = q 1 + q 2 + Όπου Ν φυσικός αριθμός Μονάδα μέτρησης: 1 C Αρχή διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου Τα ηλεκτρόνια ούτε παράγονται, ούτε καταστρέφονται. Q ολ(πριν) = Q ολ(μετά) Νόμος του Coulomb F = q 1 q 2 r 2 Τα ηλεκτρικά φορτία τα αντικαθιστούμε χωρίς τα πρόσημα τους. Ηλέκτριση Ηλεκτρικό πεδίο Τα υλικά σώματα ηλεκτρίζονται με τους εξής τρόπους: Με τριβή Με επαφή Με επαγωγή Μια περιοχή του χώρου ονομάζεται ηλεκτρικό πεδίο, αν ασκούνται ηλεκτρικές δυνάμεις σε κάθε φορτισμένο σώμα που φέρνουμε μέσα σ αυτή. Ηλεκτρικό Ρεύμα Ονομάζεται η προσανατολισμένη κίνηση φορτισμένων σωματιδίων.
Δυναμικές γραμμές ηλ. Πεδίου Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος (Ι) Ονομάζονται οι γραμμές που μας δείχνουν το μέτρο, την φορά και την κατεύθυνση της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται από το πεδίο σε δοκιμαστικό φορτίο q. Ορίζουμε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό ως το φορτίο που διέρχεται από μια διατομή του αγωγού σε χρονικό διάστημα t, προς το χρονικό διάστημα. I = q t Μονάδα του θεμελιώδους φυσικού μεγέθους είναι το 1 Α. Ηλεκτρικό Κύκλωμα Ηλεκτρική τάση (διαφορά δυναμικού) Ονομάζεται κάθε διάταξη που αποτελείται από κλειστούς αγώγιμους δρόμους μέσω των οποίων μπορεί να υπάρξει διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος. V = Ε ηλ q Μονάδες: 1 V (Volt) Ηλεκτρική Αντίσταση Νόμος του Ohm Ονομάζεται το πηλίκο της ηλεκτρικής τάσης V που εφαρμόζεται στους πόλους του διπόλου προς την ένταση Ι του ηλεκτρικού ρεύματος που το διαρρέει. Η Ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει ένα μεταλλικό αγωγό σταθερής θερμοκρασίας, είναι ανάλογη της διαφοράς δυναμικού που εφαρμόζεται στα άκρα του. R = V I Μονάδες : 1 Ω (Ohm) I = V R
Αντιστάτης Νόμος του Joule Είναι ένα δίπολο με σταθερή αντίσταση. Αντίσταση μεταλλικού αγωγού σταθερής διατομής: R = ρ l A Q=I 2 Rt Φαινόμενο Joule λέγεται το φαινόμενο της αύξησης της θερμοκρασίας ενός αντιστάτη, όταν μέσα από αυτόν διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα. Συνδεσμολογία αντιστατών Εξίσωση θερμιδομετρίας Σύνδεση αντιστατών σε σειρά: I 1 = I 2 =I oλ Q = I 2 R t V 1 +V 2 =V ολ R ισ = R 1 + R 2 Βραχυκύκλωμα Παράλληλη σύνδεση αντιστατών: V 1 =V 2 =V ολ Ονομάζεται η σύνδεση δύο σημείων ενός κυκλώματος με αγωγό αμελητέας αντίστασης. I 1 +I 2 =I oλ 1 = 1 + 1 R ισ R 1 R 2 Ηλεκτρική ενέργεια που προσφέρεται σε ηλεκτρική πηγή Ηλεκτρική ενέργεια που προσφέρεται σε αντιστάτη E ηλ =Vq E ηλ =VIt E ηλ = I 2 R t και Μονάδες : 1 Joule E ηλ = V 2 1 R t
Περιοδική κίνηση Ισχύς που καταναλώνει μια ηλεκτρική συσκευή Περιοδικές κινήσεις ονομάζονται οι κινήσεις που επαναλαμβάνονται με τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα. P=Ε/t P=VI Ενεργειακές μεταβολές κατά τη διάρκεια μιας ταλάντωσης Ισχύς που προσφέρεται σε αντιστάτη P = I 2 R και θέση δυναμική ενέργεια κινητική ενέργεια P ηλ = V 2 1 R πλάτος μέγιστη μηδενική θέση ισορροπίας μηδενική μέγιστη Ταλαντώσεις Βαρυτική δυναμική ενέργεια U βαρ = mgh Ονομάζονται οι περιοδικές κινήσεις που γίνονται ανάμεσα σε δύο ακραίες θέσεις. Μια ταλάντωση πραγματοποιείται γύρω από μια θέση που ονομάζεται θέση ισορροπίας και στην οποία η συνολική δύναμη που ασκείται στο σώμα που ταλαντώνεται, είναι μηδέν.
Κινητική ενέργεια Φυσικά μεγέθη που χαρακτηρίζουν μια ταλάντωση Ε Κ = ½ m u 2 Μηχανική Ενέργεια Ε μηχ = U + E κιν Θεώρημα Διατήρησης της Μηχανικής Ενέργειας Όταν σ ένα σώμα δρούν μόνο βαρυτικές, ηλεκτρικές ή δυνάμεις ελαστικής παραμόρφωσης η μηχανική ενέργεια παραμένει σταθερή. Ε μηχ,αρχ = Ε μηχ,τελ Περίοδος μιας ταλάντωσης ονομάζεται ο χρόνος που απαιτείται για μια πλήρη επανάληψη της ταλάντωσης. Η συχνότητα μιας ταλάντωσης ή μιας περιοδικής κίνησης ορίζεται ως: f = αριθµ όςταλαντώσεων χρονικόδιάστηµα f = N t Ν είναι ο αριθμός των ταλαντώσεων που πραγματοποιεί ένα σώμα και Δt το χρονικό διάστημα που γίνονται οι Ν ταλαντώσεις. Η μονάδα μέτρησης της συχνότητας στο διεθνές σύστημα είναι το 1Hz (χέρτζ). Επίσης χρησιμοποιείται και το s -1. Η σχέση που συνδέει τη συχνότητα με την περίοδο της 1 ταλάντωσης είναι: f = T Πλάτος της ταλάντωσης ονομάζεται η μέγιστη απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας ενός σώματος που κάνει ταλάντωση. Το πλάτος δηλώνει απόσταση και η θεμελιώδης μονάδα μέτρησης του είναι το 1m. Μέση Ισχύς Ρ = W t Μηχανικά κύματα Είδη Κυμάτων Είναι τα κύματα που μεταφέρουν μηχανική ενέργεια στο νερό, τα κύματα που διαδίδονται κατά μήκος ενός σκοινιού ή ελατηρίου, τα ηχητικά και τα σεισμικά κύματα. Διαμήκη κύματα: τα σωματίδια του μέσου ταλαντώνονται κατά την ίδια διεύθυνση που διαδίδεται το κύμα. Επιφανειακά κύματα: τα κύματα που δημιουργούνται στην επιφάνεια του νερού.
Ηλεκτρομαγνητικά κύματα Θεμελιώδης νόμος της κυματικής Είναι τα κύματα που μεταφέρουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Μέσο διάδοσης του κύματος: Το υλικό μέσα που απαιτείται για τη δημιουργία κάθε είδους μηχανικού κύματος Π.χ νερό, σκοινί, ελατήριο, αέρας, έδαφος Χαρακτηριστικά μηχανικών κυμάτων Διαδίδονται μέσα στα υλικά μέσα. Μεταφέρουν μηχανική ενέργεια. Θεμελιώδης νόμος της κυματικής Η ταχύτητα διάδοσης του κύματος σ' ένα μέσο ισούται με το γινόμενο της συχνότητας του επί το μήκος κύματος. υ = f λ Η ταχύτητα διάδοσης: Δεν εξαρτάται από το πλάτος του κύματος (Α). Εξαρτάται από τις ιδιότητες του μέσου διάδοσης (π.χ. σκληρό/μαλακό ελατήριο). Χαρακτηριστικά μεγέθη του κύματος Περίοδος (T): ο χρόνος για να εκτελέσουν τα σωματίδια μία πλήρη ταλάντωση. Συχνότητα (f): αριθμός ταλαντώσεων των σωματιδίων προς το χρόνο. Πλάτος (A): μέγιστη απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας) ταλάντωσης των σωματιδίων. Ταχύτητα διάδοσης (υδ): η ταχύτητα που διαδίδεται το κύμα στο μέσο. Μήκος κύματος (λ): μικρότερη απόσταση μεταξύ δύο σημείων με την ίδια απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας και την ίδια κατεύθυνση κίνησης. Ακουστότητα του ήχου Ακουστότητα του ήχου: το χαρακτηριστικό με το οποίο ξεχωρίζουμε τους ήχους σε ισχυρούς και λιγότερο ισχυρούς, ασθενείς κ.λπ. Η Ακουστότητα του ήχου εξαρτάται από την ένταση και από τη συχνότητα του ήχου. Χροιά του ήχου: το υποκειμενικό χαρακτηριστικό με το οποίο διακρίνουμε τις πηγές των ήχων. Ήχος Υπόηχοι: ηχητικά κύματα με συχνότητα μικρότερη των 20 Hz Υπέρηχοι: ηχητικά κύματα με συχνότητα μεγαλύτερη των 20 khz Τα ηχητικά κύματα είναι μηχανικά κύματα με πλάτος, συχνότητα, μήκος κύματος και ταχύτητα διάδοσης. Διάδοση Ηχητικών κυμάτων Τα ηχητικά κύματα διαδίδονται σε όλα τα μέσα αλλά δεν διαδίδονται στο κενό γιατί εκεί δεν υπάρχουν μόρια αέρα. Η ταχύτητα διάδοσης των ηχητικών κυμάτων είναι μεγαλύτερη στα στερεά απ' ότι στα υγρά και στα υγρά απ' ότι στα αέρια μεγαλύτερη απ αέρια. Η ταχύτητα τους αυξάνεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία μέσου μέσα στο οποίο διαδίδονται.