Билет 13

1. Механическая работа. Мощность. Энергия: ки­нетическая энергия; потенциальная энергия тела в однородном поле тяготения и энергия упруго де­формированного тела; закон сохранения энергии.

Работа А постоянной силы F называется физическая величина,равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы и перемещения:

А = F·S·cosα.

Работа является скалярной величиной и может иметь положительный или отрицательное значение зависимости в зависимости от знака косинуса угла α.Если α лежит в приделах от 0 до 90⁰, то работа положительная. Если α лежит в пределах от 90⁰ до 180⁰, то работа отрицательная.. Если α=0, то работа максимальна, а если α=90⁰, то работа равна нулю. Единица работы в СИ называется джоулем.

Мощность – быстрота выполнения работы. Она равна отношению работы А ко времени t.

A = N / t. Мощность измеряется в ваттах. Если тело, способно совершить работу, то оно обладает энергией, которая бывает кинетической и потенциальной.

Любое движущуюся тело обладает кинетической энергией которая определяется по формуле:

E_k = m·v²/ 2. Любое поднятое тело обладает потенциальной энергией, определяемая по формуле E_p = m · g · h. Если на тело действует сила упругости, то возникает потенциальная энергия упруго деформированного тела. E_p= k·x² / 2/. Где m – масса, v – скорость, g – ускорение свободного падения, h – высота, k – жесткость, х – удлинение.

Если несколько тел взаимодействуют между собой силами упругости или тяготения и тела движутся при этом, то выполняется закон сохранения энергии: Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и упругости, остается постоянной. Сумма кинетической и потенциальной энергии тел называется полной энергией. Для полной механической энергии закон сохранения энергии имеет следующее выражение: Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения и упругости, остаётся неизменной.

2. Принципы радиосвязи: излучение электромаг­нитных волн зарядом, движущимся с ускорением; амплитудная модуляция; детектирование; развитие средств связи; радиолокация.
Возможность практического применения электромагнитных волн для установления связи без проводов продемонстрировал 7 мая 1895 г. русский физик А. Попов. Этот день считается днем рождения радио. Для осуществления радиосвязи необходимо обеспечить возможность излучения электромагнитных волн. Если электромагнитные волны возникают в контуре из катушки и конденсатора, то переменное магнитное поле оказывается связанным с катушкой, а переменное электрическое поле — сосредоточенным между пластинами конденсатора. Такой контур называется закрытым (рис. 44, а).



Закрытый колебательный контур практически не излучает электромагнитные волны в окружающее пространство. Если контур состоит из катушки и двух пластин плоского конденсатора, то под чем большим углом развернуты эти пластины, тем более свободно выходит электромагнитное поле в окружающее пространство (рис. 44, б). Предельным случаем раскрытого колебательного контура является удаление пластин на противоположные концы катушки. Такая система называется открытым колебательным контуром (рис. 44, в). В действительности контур состоит из катушки и длинного провода — антенны. Энергия излучаемых (при помощи генератора незатухающих колебаний) электромагнитных колебаний при одинаковой амплитуде колебаний силы тока в антенне пропорциональна четвертой степени частоты колебаний. На частотах в десятки, сотни и даже тысячи герц интенсивность электромагнитных колебаний ничтожно мала. Поэтому для осуществления радио- и телевизионной связи используются электромагнитные волны с частотой от нескольких сотен тысяч герц до сотен мегагерц. При передаче по радио речи, музыки и других звуковых сигналов применяют различные виды модуляции высокочастотных (несущих) колебаний. Суть модуляции заключается в том, что высокочастотные колебания, вырабатываемые генератором, изменяют по закону низкой частоты. В этом и заключается один из принципов радиопередачи. Другим принципом является обратный процесс — детектирование. При радиоприеме из принятого антенной приемника модулированного сигнала нужно отфильтровать звуковые низкочастотные колебания. С помощью радиоволн осуществляется передача на расстояние не только звуковых сигналов, но и изображения предметов. Большую роль в современном морском флоте, авиации и космонавтике играет радиолокация. В основе радиолокации лежит свойство отражения волн от проводящих тел. (От поверхности диэлектрика электромагнитные волны отражаются слабо, а от поверхности металлов почти полностью.)

Задача на применение закона сохранения энергии.