Posted in Ֆիզիկա, Ֆիզիկա- տանը, դասարանում, Uncategorized

Ներքին էներգիա

Օրինակ՝

Քննարկենք օրինակ: Սալի վրա  դրված գունդը բարձրացնենք վեր և բաց թողնենք (նկ. 1, ա): Գունդը վեր բարձրացնելով՝ նրան պոտենցիալ էներգիա հաղորդեցինք:  Գնդի անկման ժամանակ այդ էներգիան սկսում է նվազել, քանի որ գնդի բարձրությունը գնալով փոքրանում է: Իսկ գնդի կինետիկ էներգիան սկսում է աճել, քանի որ նրա արագությունն աստիճանաբար մեծանում է: Տեղի է ունենում մարմնի պոտենցիալ էներգիայի փոխակերպում կինետիկ էներգիայի, իսկ լրիվ մեխանիկական էներգիան պահպանվում է: Եվ ահա գունդը բախվում է կապարե սալին ու կանգ առնում (նկ. 1, բ): Նրա և՛ կինետիկ, և՛պոտենցիալ էներգիաները սալի նկատմամբ դառնում են զրո: Հարվածից հետո զննելով գունդը և սալը տեսնում ենք, որ գունդը մի քիչ տափակել է, իսկ սալը մի փոքր փոս է ընկել: Չափելով դրանց ջերմաստիճանը՝ տեսնում ենք նաև, որ դրանք տաքացել են:
Untitled444.png
Մենք գիտենք, որ տաքանալիս մարմնի մոլեկուլների ջերմային շարժման  միջին կինետիկ էներգիան մեծանում է: Բացի կինետիկ էներգիայից, մոլեկուլներն օժտված են նաև պոտենցիալ էներգիայով, քանի որ նրանք փոխազդում են միմյանց հետ (կախված հեռավորությունից` ձգում կամ վանում): Դեֆորմացիայի ժամանակ մարմնի մասնիկների միջև հեռավորությունները փոխվում են, ուստի փոխվում է նաև նրանց փոխազդեցությամբ պայմանավորված պոտենցիալ էներգիան:
Մարմինը կազմող մասնիկների ջերմային շարժման կինետիկ և միմյանց հետ փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիաների գումարը կոչվում է մարմնի ներքին էներգիա:
Thermally_Agitated_Molecule.gifh2oreaction.gifhbonds.gif
Այսպիսով, գունդը սալին բախվելու հետևանքով

տեղի է ունենում այդ մարմինների մասնիկների կինետիկ և պոտենցիալ էներգիաների փոփոխություն: Սա նշանակում է, որ մեխանիկական էներգիան, որ փորձի սկզբում ուներ գունդը, անհետ չի կորել, այն փոխակերպվել է մոլեկուլների էներգիայի:

Ներքին էներգիան նշանակում են U տառով: Մոլեկուլների ջերմային շարժումը երբեք չի դադարում: Ուստի յուրաքանչյուր մարմին, բացի մեխանիկական էներգիայից, ամեն պահի օժտված է նաև ներքին էներգիայով:
Բազմաթիվ փորձերի արդյունքներն ընդհանրացված  և ձևակերպված են

էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքում.

Էներգիան ոչնչից չի առաջանում և ոչ մի տեղ չի անհետանում: Էներգիայի քանակն անփոփոխ է, այն կարող է միայն մի ձևից փոխակերպվել այլ ձևի:

Ներքին էներգիայի փոփոխման եղանակներն են աշխատանքը և ջերմափոխանակությունը:

Մարմնի ներքին էներգիան կախված է նրա մոլեկուլների ջերմային շարժման միջին կինետիկ էներգիայից, որն իր հերթին կախված է մարմնի ջերմաստիճանից: Հետևաբար, ներքին էներգիան կախված է մարմնի ջերմաստիճանից:
Ուշադրություն
Տաքանալիս մարմնի ներքին էներգիան աճում է, սառչելիս՝  նվազում:
Օրինակ
Պարզելու համար, թե ինչ եղանակով կարելի է փոխել մարմնի ներքին էներգիան, դիմենք փորձի օգնությանը: Հենարանի վրա ամրացնենք բարակ պատեր ունեցող արույրե խողովակ: Դրա մեջ մի քիչ եթեր լցնենք և ամուր փակենք, խողովակի վրա պարան փաթաթենք և դրանով շփենք այն՝ արագորեն մեկ այս, մեկ այն կողմ ձգելով պարանը: Որոշ ժամանակ անց եթերը սկսում է եռալ, և առաջացած գոլորշին դուրս է նետում խցանը (նկ. 2): Այսինքն, պարանի միջոցով աշխատանք կատարելով շփման ուժերի դեմ` բարձրացրինք խողովակի և նրանում գտնվող եթերի ջերմաստիճանը: Իսկ դա նշանակում է, որ մեծացրինք նրանց ներքին էներգիան:   Նմանատիպ եղանակով մեր նախնիները կրակ են ստացել: Դրա համար նրանք փայտի երկու կտորներ շփել են միմյանց այնքան ժամանակ (նկ. 3):
Untitled.png

Ներքին էներգիան կարելի է փոփոխել առանց աշխատանք կատարելու:

Օրինակ
Եթե ջրով լի թեյամանը դնենք գազօջախի վրա, թեյամանը և ջուրը կտաքանան: Սառը գդալը կտաքանա, եթե գցենք տաք թեյի մեջ: Սենյակի օդը տաքանում է, երբ այնտեղ վառարան ենք վառում: Արևի ճառագայթներից շենքի տանիքը տաքանում է: Այս բոլոր դեպքերում մարմինների ներքին էներգիան փոխվում է՝ առանց աշխատանք կատարելու:
Ուշադրություն
Այս բոլոր դեպքերում մարմինների ներքին էներգիայի փոփոխման պրոցեսն անվանում են ջերմափոխանակություն:
Առանց աշխատանք կատարելու մարմնի ներքին էներգիայի փոփոխման պրոցեսն անվանում են ջերմափոխանակություն:
Մարմինների միջև ջերմափոխանակություն հնարավոր է, եթե այդ մարմինների ջերմաստիճանները տարբեր են: Ընդ որում, ջերմափոխանակության  հետևանքով սառը  մարմինը տաքանում է, իսկ տաքը` սառչում: Այսինքն,  բարձր ջերմաստիճան ունեցող մարմնի ներքին էներգիայի մի մասը հաղորդվում է ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմնին: Նույնն է նաև, եթե ասենք՝ տաք մարմնի մոլեկուլների ջերմային շարժման կինետիկ էներգիայի մի մասը փոխանցվում է սառը մարմնի մոլեկուլներին:
Թեյի գդալի օրինակում դա տեղի է ունենում այսպես. գդալի և ջրի հպվող մասերում, տաք ջրի և սառը մետաղի մոլեկուլները ջերմային շարժման հետևանքով բախվում են միմյանց: Դրա հետևանքով ավելի մեծ կինետիկ էներգիա ունեցող ջրի մոլեկուլները իրենց էներգիայի մի մասը տալիս են մետաղի մոլեկուլներին: Արդյունքում ջրի մոլեկուլների կինետիկ էներգիան նվազում է, իսկ գդալի մասնիկների կինետիկ էներգիան՝ աճում, այսինքն՝ գդալը տաքանում է, իսկ ջուրը` սառչում: Դա շարունակվում է, մինչև որ ջրի և գդալի ջերմաստիճանները հավասարվում են:
Ուշադրություն
Այսպիսով՝ գոյություն ունի ներքին էներգիայի փոփոխման երկու եղանակ՝ 1)աշխատանք կատարելով  և 2) ջերմափոխանակությամբ:
Այս եղանակներից առաջինի իրականացման դեպքում մարմնի մեխանիկական էներգիան փոխակերպվում է ներքին էներգիայի կամ հակառակը: Երկրորդ եղանակի դեպքում մի մարմնի ներքին էներգիայի մի մասը հաղորդվում է մյուս մարմնին` առանց աշխատանք կատարելու:
Երկու եղանակներն էլ հանգեցնում են միանման արդյունքի: Այսինքն` վերջնական արդյունքով հնարավոր չէ որոշել, թե հատկապես ո՛ր եղանակով է փոխվել մարմնի ներքին էներգիան: Այսպես՝ սեղանի վրայից վերցնելով պողպատե տաք շյուղը՝ մենք չենք կարող ասել, թե որ եղանակով են այն տաքացրել՝ շփմա՞ն, թե՞ տաք մարմնի հետ հպման միջոցով: Սկզբունքորեն կարող է լինել և՛ մեկը, և՛ մյուսը, ինչպես նաև երկուսը միաժամանակ:
Posted in Ֆիզիկա, Ֆիզիկա- տանը, դասարանում, Uncategorized

Ջերմունակություն

Տեսակարար ջերմունակություն է կոչվում նյութի միավոր քանակին վերագրվող ջերմունակությունը։ Նյութի քանակը հնարավոր է չափել կիլոգրամով, մետր- խորանարդով կամ մոլով։ Կախված թե որ քանակական միավորին է վերաբերում ջերմունակությունը, տարբերակում են զանգվածային, ծավալային և մոլային ջերմունակություններ։

Զանգվածային ջերմունակությունը (С) սովորաբար կոչվում է պարզապես տեսակարար ջերմունակություն։ Դա այն ջերմաքանակն է, որ անհրաժեշտ է հաղորդել միավոր զանգվածով նյութին՝ միավոր ջերմաստիճանով տաքացնելու համար։ ՄՄ համակարգում չափվում է Ջոուլ-կիլոգրամ-Կելվինով՝ Ջ•կգ−1•Կ−1։

Ծավալային ջերմունակությունը (С′) այն ջերմաքանակն է, որ անհրաժեշտ է տալ միավոր ծավալով նյութին՝ միավոր ջերմաստիճանով տաքացնելու համար։ ՄՄՀ-ում օգտագործվում է Ջոուլ-մետր-խորանարդ-Կելվին՝ Ջ•մ−3•Կ−1չափման միավորը։

Մոլային ջերմունակությունը (Сμ) այն ջերմաքանակն է, որ անհրաժեշտ է հաղորդել 1 մոլ նյութին՝ ջերմաստիճանը մեկ միավորով բարձրացնելու համար։ ՄՄ համակարգում չափվում է Ջոուլ-մոլ-Կելվինով՝ Ջ/(մոլ•Կ)։

Posted in Ֆիզիկա- տանը, դասարանում, Uncategorized

Մեխանիկական ալիքներ

Երբ անշարժ ջրի մեջ քարեր ենք նետում, ջրի մակերևույթին առաջանում են իրար հաջորդող կատարների և գոգավորությունների տեսքով շրջաններ: Առաջանալով մի տեղում՝ (ուր նետվել էր քարը) անմիջապես սկսում են տարածվել բոլոր կողմերով (տե՛ս նկար): Դրանք ալիքներն են:
Հեղուկի մակերևույթին ալիքները գոյություն ունեն հեղուկի մասնիկների վրա ծանրության ուժերի և միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժի ներգործության հետևանքով: Այս տեսակի ալիքներից ամենատարածվածը և ուշագրավը ծովի ալիքներն են, այսինքն` ծովերի և օվկիանոսների մակերևույթի ալիքները:
скачанные файлы (6) - Copy.jpg ani1.gif
Ուշադրություն
Մեխանիկայում ուսումնասիրվում են առաձգական ալիքները, որոնք տարածվում են տարբեր միջավայրերում` շնորհիվ նրանցում գործող առաձգականության ուժերի: Այդ միջավայրերը կոչվում են առաձգական (տե՛ս նկարը):
бегущая-волна.gif
Միջավայրի սկզբնական խոտորումը, որը հանգեցնում է ալիքի առաջացմանը, պայմանավորված է միջավայրում որևէ օտար մարմնի ազդեցությամբ: Վերջինս կոչվում է ալիքի աղբյուր:
Դա կարող է լինել մարդու ձեռքը, որը հարվածել է պարանին, փոքրիկ քարը, որ նետվել է ջուրը և այլն:
 
images.jpg
Ուշադրություն
Ալիքի առաջացման անհրաժեշտ պայմանը խոտորման պահին արգելակիչ ուժի, օրինակ` առաձգականության ուժերի երևան գալն է: Ուրեմն վակուումում ալիք չի կարող առաջանալ:
Ցանկացած առաձգական ալիքում միաժամանակ գոյություն ունեն երկու տեսակի շարժում` միջավայրի  մասնիկների տատանումներ և խոտորման տարածում:
Այն ալիքը, որում միջավայրի մասնիկները տատանվում են նրա տարածման ուղղության երկայնքով, կոչվում է երկայնական, իսկ այն ալիքը, որում միջավայրի մասնիկները տատանվում են նրա տարածման ուղղությանն ուղղահայաց` կոչվում է լայնական:
Երկայնական ալիքում խոտորումը ներկայանում է միջավայրի խտացումների և նոսրացումների ձևով (տե՛ս նկար ա), իսկ լայնականում` միջավայրի որոշ շերտերի` մյուսների նկատմամբ տեղաշարժերի սահքի տեսքով (տե՛ս նկար բ):
images (16).jpg
Ուշադրություն
Երկայնական ալիքները կարող են տարածվել բոլոր միջավայրերում (և՛ հեղուկ, և՛ պինդ, և՛ գազային), իսկ լայնական ալիքները` միայն պինդ միջավայրերում:
Ջրի (կամ ցանկացած այլ հեղուկի) մակերևույթի ալիքները ո՛չ երկայնական են, ո՛չ էլ լայնական: Դրանում հեշտ է համոզվել, եթե հետևենք ջրի վրա թեթև մարմնի տեղաշարժերին:
wave.gif
Բայց սա դեռ ամենը չէ: Ջրի մակերևույթին մասնիկների շրջանաձև շարժումները (հատկապես տատանումների մեծ լայնույթի դեպքում) ուղեկցվում են ալիքի տարածման ուղղությամբ՝ դրանց դանդաղ տեղաշարժմամբ: Հենց սրանով է բացատրվում «ծովային բարիքների» առկայությունը ծովափերին:
images (17).jpg
Ալիքի տարածման արագություն և երկարություն
Ցանկացած ալիք տարածվում է որոշակի արագությամբ:
Ալիքի արագություն ասելով` հասկանում ենք խոտորման տարածման արագությունը:
Ուշադրություն
Ալիքի արագությունը որոշվում է այն միջավայրի հատկություններով, որում տարածվում է: Մի միջավայրից մեկ այլ միջավայր անցնելու դեպքում ալիքի արագությունը փոխվում է:

Արագությունից բացի, ալիքի կարևոր բնութագրիչներից է ալիքի երկարությունը՝ λ (լամբդա):

Ալիքի երկարություն է կոչվում այն հեռավորությունը, որն անցնում է ալիքը տատանումների պարբերությանը հավասար ժամանակամիջոցում:
Քանի որ ալիքի արագությունը հաստատուն մեծություն է (տվյալ միջավայրի համար), ապա դրա անցած ճանապարհը հավասար է արագության և նրա տարածման ժամանակի արտադրյալին:

Այսպիսով, ալիքի երկարությունը գտնելու համար պետք է նրա արագությունը բազմապատկել տատանումների պարբերությամբ՝
λ=VT
Այս բանաձևն արտահայտում է ալիքի երկարության կապը նրա արագության և տատանումների պարբերության հետ:

Հաշվի առնելով, որ տատանումների պարբերությունը հակադարձ համեմատական է հաճախությանը, կարելի է ստանալ մի բանաձև, որը կարտահայտի ալիքի երկարության կապը նրա արագության և տատանումների հաճախության հետ.
λ=VT=V1ν, որտեղից` V=λν

որտեղ V -ն ալիքի արագությունն է, T– ն` ալիքում տատանումների պարբերությունը,  -ն (հունարեն «լամբդա» տառը)` ալիքի երկարությունը:

Ուշադրություն
Ալիքում տատանումների հաճախությունը համընկնում է աղբյուրի տատանումների հաճախությանը (քանի որ միջավայրի մասնիկների տատանումները հարկադրական են) և կախված չէ այն միջավայրի հատկություններից, որում ալիքը տարածվում է: Մի միջավայրից մեկ այլ միջավայր անցնելու դեպքում ալիքի հաճախությունը չի փոխվում, փոխվում են միայն ալիքի արագությունն ու երկարությունը:
Ստացված բանաձևը ցույց է տալիս, որ ալիքի արագությունը հավասար է ալիքի երկարության և տատանումների հաճախության արտադրյալին:
Սինուսոիդաձև ալիքի գրաֆիկը (ժամանակի տրված t պահի համար) պատկերված է նկարում:
 
Untitled1.png
Հարևան կատարների (կամ գոգավորությունների) միջև հեռավորությունն այս գրաֆիկում համընկնում է ալիքի λ երկարությանը:
Posted in Ֆիզիկա- տանը, դասարանում, Uncategorized

Կրկնողություն

Էներգիա

Էներգիան ֆիզիկական մեծություն է, որը բնութագրում է մարմնի աշխատանք կատարելու ունակությունը։

Իմպուլս

Այն ֆիզիկական մեծությունը, որը հավասար է մարմնի զանգվածի և արագության արտադրյալին, կոչվում իմպուլս :

 

Posted in Ֆիզիկա- տանը, դասարանում, Uncategorized

Նյուտոնի օրենքները

Նյուտոնի առաջին օրենքը

Մարմինը պահպանում է իր դադարի կամ ուղղագիծ հավասարաչափ շարժման վիճակը, եթե նրա վրա ալյ մարմիններ չեն ազդում կամ դրանց ազդեցությունները համակշռված են։

 

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը

Մարմնի արագացումն ուղիղ համեմատական է մարմնի վրա ազդող ուժին և հակադարձ համեմատական մարմնի զանգվածին։

a=F/m

Նյուտոնի երրորդ օրենքը

Երկու մարմիններ միմյանց հետ փոխազդվում են մոդուլով հավասար և հակառակ ուղղակած ուժերով։

F1=F2

Էդուարդ Ղազարյանի դասագրքից, էջ 178-ի խնդիրնեիր։

30.

F=90կՆ=90000Ն

m=60տ․=60000կգ․

a-?

а=F/m=90000Ն։60000կգ=9 կգ /6 կգ =1,5մ/վ

 

32.

m=200կգ․

a=0,2մ/վ ^2

F-?

200կգ․x 0,2 մ/վ ^2=40Ն

F=40Ն

 

34.