Кинетическая энергия системы материальных точек


Электростатика Законы постоянного тока

Законы постоянного тока.

Силой тока I называется скалярная физическая величина, равная отношению заряда dq, проходящего через поперечное сечение проводника за малый промежуток времени dt, к величине этого промежутка:

.  (9.1)

Электрический ток называется постоянным, если сила тока и его направление не изменяются с течением времени. Для постоянного тока

,  (9.2)

где q – электрический заряд, переносимый через сечение проводника за конечный промежуток времени t. Молекулярная физика и термодинамика Существует два метода изучения свойств вещества: молекулярно-кинетический и термодинамический.

Напряжением U12 на участке цепи 1-2 называется физическая величина, численно равная работе, совершаемой результирующим полем кулоновских и сторонних сил при перемещении вдоль цепи из точки 1 в точку 2 единичного положительного заряда:

. (9.3)

Напряжение на концах участка цепи совпадает с разностью потенциалов только в том случае, если на участке не приложены ЭДС, т.е. не действуют сторонние силы.

Закон Ома для однородного участка цепи (без ЭДС) устанавливает прямо пропорциональную зависимость между током I и напряжением U:

, (9.4)

где R – омическое сопротивление проводника.

Обобщенный закон Ома для произвольного участка цепи:

. (9.5)

Произведение силы тока I на сопротивление участка цепи R12 равно сумме падения потенциала на этом участке и ЭДС всех источников тока, включенных на данном участке цeпи. В такой форме закон Ома применим как для пассивных участков цепи, не содержащих источников электрической энергии, так и для активных участков, содержащих такие источники.

Правило знаков для ЭДС источников тока, включенных на участке цепи 1–2: если внутри источника направление тока совпадает с направлением повышения потенциала (от (-) к (+)), т.е. напряженность поля сторонних сил в источнике совпадает по направлению с током на участке цепи, то при подсчете e12 ЭДС этого источника считается положительной. Если ток внутри источника идет от анода к катоду, то ЭДС этого источника считается отрицательной (см. рис.).

Закон Ома в дифференциальной форме:

, (9.6)

где E – напряженность поля в проводнике, r – удельное сопротивление проводника, s – проводимость.

Токи в сплошных средах. Линии плотности тока j в сплошной среде совпадают с линиями напряженности электрического поля E в среде, поскольку j = sE. Сила тока сквозь замкнутую поверхность S, окружающую один из электродов равна

По теореме Гаусса имеем: 

где q – заряд электрода, e – диэлектрическая проницаемость среды. Тогда , (9.7)

где С – емкость данной системы электродов, между которыми поддерживается напряжение U.

Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты Q, выделяющееся в проводнике за время t, пропорционально квадрату силы тока I, электрическому сопротивлению проводника R и промежутку времени t:

, (9.8)

где U = IR – напряжение на проводнике.

 

С каким ускорением нужно поднимать гирю, чтобы ее вес увеличился в 2 раза?

l) a = 2g 2) a = g/2 3) a = 4g 4) a = g/4 5) a = g.

Дано:

Р2 = 2Р1

Решение:

Вес неподвижной гири Р1 = mg. Чтобы поднять гирю, к ней нужно приложить силу . Расставляем все силы, действующие на гирю в данном случае и записываем второй закон Ньютона в векторной форме  и в скалярной форме. oy:

ma = Fу – mg. Т.к. Fy = P2, а

а – ?

Р2 = 2Р1, то P2 = 2mg и a = g.

Ответ: [5]

Задача № 3.

Колесо радиусом R = 30 см и массой m = 3 кг скатывается без трения по наклонной плоскости длиной l = 5 м и углом наклона . Определите момент инерции колеса, если его скорость  в конце движения составляла 4,6 м/с.


Второе правило Кирхгофа правило контуров