В прошлом уроке рассматривались колебания в физических системах – от детских качелей до нитяного и пружинного маятника. Однако, роль колебаний на этом не заканчивается. На самом деле колебания окружают человека повсюду: даже звуки, которые он слышит – это колебания воздуха (или среды), воспринимаемые его слуховыми органами.
Начни прямо сейчас получать полезные знания по финансовой грамотности
План урока:
😱Вот это физика… #Short
Распространение колебаний в среде
Чтобы понять, что такое колебания в среде достаточно представить несколько простых примеров:
- камень бросили в воду, по поверхности воды тут же расходятся круги – это и есть колебания поверхности воды;
- игра на гитаре – струна начинает колебаться после прикосновения музыканта.
Рассмотрим простую ситуацию распространения колебаний в среде: длинная пружинка, закрепленная с одной стороны, а с другой на нее оказывается периодическое внешнее воздействие, например, равномерные толчки рукой (см. рисунок 1).
После первого толчка часть пружинки, которая находится ближе к руке, сожмется (см. рисунок 1а), а потом из-за упругих свойств пружины, разожмется, воздействуя на витки, лежащие правее первоначального сжатия (см. рисунок 1б). Таким образом сжатие будет «продвигаться» вправо (влево – нет, так как ему мешает рука, блокирующая левый край пружины). После следующего толчка рукой образуется новое сжатие, которое тоже будет «продвигаться» вправо, потом следующее сжатие и т.д. (см. рисунок 1в).
Обобщить все сказанное можно следующим образом: колебания в среде или даже колебания среды (ведь пружинка – это среда) представляют собой некое возмущение, распространяющееся от места их возникновения без переноса вещества. Источником таких возмущений является колеблющееся тело (или некое периодическое воздействие). Такое возмущение и называется волной. Рассмотрим это явление подробнее.
Волны. Продольные и поперечные волны. Волны сжатия и разрежения
Волна – это колебание, распространяющиеся в какой-либо среде с течением времени.
Волны бывают разные. В рассмотренном ранее примере с пружинкой (см. рисунок 1) волна распространяется вправо, а частицы вещества (пружины) сжимаются и разжимаются вдоль направления волны – такие волны называются продольными.
Что такое КПД и как его находить? #Shorts #ОГЭ #Физика
Продольная волна – волна, в которой направление колебаний частиц среды параллельно направлению распространения волны.
Теперь рассмотрим иной случай:волна в гитарной струне. Схематично ее колебание показано на рисунке 2. Направление распространения волны – вправо, а направление смещения частиц – вверх и вниз.
Рисунок 2 – Поперечная волна
Поперечная волна– волна, в которой направление колебаний частиц среды перпендикулярно направлению распространения волны.
Важно отметить, что при возникновении поперечных волн в струне происходит деформация сдвига, а значит, колебания будут происходить под действием сил упругости, старающихся вернуть струну в исходное положение. Деформация сдвига и силы упругости могут возникнуть только в твердых телах (представьте, что один слой жидкости или газа смещается относительно другого – силы упругости в этом случае не возникают). Следовательно, поперечные волны распространяются только в твердых телах.
Продольные волны распространяются в любой среде, в том числе в жидкости и в газах. В любом типе вещества этот тип волны представляет собой чередование сгущений и разрежений частиц, поэтому продольные волны называются так же волнами сжатия и разрежения.
Продольными волнами является, например, звук.
Упругие волны. Основное общее свойство бегущих в среде волн
Волны могут распространяться в разных средах, однако особо выделяют волны, которые распространяются в упругих средах.
Упругая волна – это механическое возмущение или деформация, распространяющееся в упругой среде. Или, другими словами, это распространение колебаний в упругой среде.
*Для справки: тело (среда) называется упругим, если после прекращения воздействия на него оно возвращается в исходное состояние. Упругие деформации – обратимые, то есть те, после которых тело еще способно вернуться в исходное состояние. Например, если взять тонкий деревянный стержень, можно его немного согнуть, но как только воздействие прекратится, он вернется в начальное положение – это будет упругая деформация. Если согнуть стержень слишком сильно, так, чтобы он сломался, будет неупругая деформация.
Ранее рассматривалось разделение волн на продольные и поперечные. Помимо этого, все волны можно так же разделить на стоячие и бегущие.
Бегущие волны – тип волн, при котором происходит перенос энергии без переноса вещества.
В примере с пружинкой (рисунок 1) как раз рассматривается бегущая волна. Как известно, сжатая пружина обладает потенциальной энергией, следовательно, «продвигающееся» сжатие в пружине переносит с собой потенциальную энергию. При этом не происходит переноса вещества.
Основное общее свойство бегущих в среде волн: перенос энергии без переноса вещества.
Стоячие волны – такой тип волн, при котором не происходит переноса энергии. Стоячие волны являются суперпозицией (наложением друг на друга) бегущих волн. Это сложное явление, которое не изучается в курсе физики для 9-го класса. Однако, следует помнить, что такие волны существуют.
Основные характеристики волн
Из определения понятия «волна» следует, что волна – это колебание, а значит, ей будут присущи все характеристики колебаний: амплитуда, период и частота. Помимо этого, определение волны говорит, что она куда-то распространяется, следовательно, волны будут характеризоваться скоростью. И последняя характеристика – длина волны. С нее и начнется подробный разбор.
* Напоминание: скорость – векторная величина, а значит, она включает в себя и модуль скорости волны, и направление ее распространения.
Длина волны
Рассмотрим простой пример: веревка, которую с одной стороны держит ученик, а с другой она закреплена за опору (рисунок 3). Ученик начинает периодически встряхивать веревочку, вследствие чего по ней начинают идти волны.
Упрощенно можно сказать, что распространение колебаний волны в веревочке представляет собой чередование «горбов» и «впадин». Можно заметить, что расстояние между каждыми двумя соседними «горбами» или «впадинами» везде одинаковое. Это и есть длина волны для конкретно взятого примера. Длина волны обозначается буквой λ (читается как «лямба» или, иногда, «ламбда»). В СИ:
Чтобы обобщить понятие длины волны, нужно ввести другие характеристики.
Скорость распространения волны
Под скоростью распространения волны понимают скорость распространения колебаний (возмущения). Так же можно сказать, что скорость продольной или поперечной волны – это скорость переноса энергии бегущей волны. Скорость, как и всегда, обозначается буквой ν (в данном случае, скорость – вектор, в эту величину включается и модуль, и направление движения; если в условиях конкретной задачи необходим только модуль скорости, он обозначается ν).
Волны, распространяющиеся в пространстве, удобно рассматривать, используя функции. Обратимся к примеру, с пружиной, представленному ранее. Вдоль пружины можно выбрать координатную ось х. Волны, бегущие в пружине – это волны уплотнения и растяжения. Тогда можно задать относительную деформацию ε как функцию от координаты х:
То есть, пользуясь этой функцией, мы сможем вычислить деформацию в каждой точке пружины, а также можно построить график – рисунок 4.
Как уже говорилось ранее, волна распространяется (бежит) по пружине с течением времени (t). Скорость бегущей волны v. Чтобы учесть это, воспользуемся свойством смещения графика функции, и зададим плотность так:
График функции, заданной в таком виде, при равномерном увеличении t будет ползти вправо. То есть каждая точка графика будет двигаться вправо со скоростью v (рисунок 5).
Для задания волны, бегущей влево, нужно задать смещение с противоположным знаком:
Приведенные выражения называются уравнениями бегущей волны. Удобство такого рассмотрение заключается в том, что наложение множества волн с разными характеристиками можно рассматривать просто как математическую функцию, и использовать для этого весь мат. аппарат. В программе старших классах будет разобрано, как это применяется для исследования свойств одной волны и наложения двух и трех волн.А пока достаточно знать, как по виду функции определить, в каком направлении движется волна.
Напомним, что математическая функция в узком смысле — это закон, который в соответствие одному числу ставим другое. В записи:
Частоты и период волны
Если вернутся к примеру на рисунке 3, можно сказать, что частота волны – это количество гребней, проходящих мимо наблюдателя за единицу времени (то есть за секунду в СИ). Частота обозначается буквой v(«ню»). Напомним, что:
Даже свет и цвета, которые мы видим – это тоже особый вид волн, которые называются электромагнитными (они будут рассматриваться чуть позже). Например, красный цвет – это волны, длины которых находятся в диапазоне от 620 до 760 нанометров. Длина всех волн света (или световых волн) колеблется в промежутке примерно от 380 до 760 нанометров.
Источник: 100urokov.ru
Разбираемся в физике частиц: 3) волны, классический вид
Разобравшись с уравнениями для колебаний – описывающими практически всё, что скачет, вибрирует, катается вперёд-назад, как шар на пружине – можно переходить к настолько же распространённому явлению природы, волнам. Волны есть везде: звук и свет, землетрясения, рябь на поверхности пруда, и т.п.
Но перед этим предупреждаю, что термин «волна» может вводить в заблуждение, поскольку в физике он означает не то же самое, что в английском языке. В физике он не означает того, что мы обычно могли бы назвать волной на краю океана – один гребень и одна впадина. В физике волны – это последовательность волн, несколько гребней и впадин, совместно движущихся в одном направлении. У волны простейшего вида все гребни одинаковой высоты и отстоят друг от друга на одно расстояние. Мы будем рассматривать именно такой случай.
Волны – выдающееся явление, если задуматься. Представьте, что вы с другом взяли длинную верёвку и туго натянули её в комнате (рис. 2). Затем представьте, что ваш друг поболтал несколько раз вверх и вниз одним концом верёвки (зелёным). На его конце верёвки появится волна, и она пройдёт по комнате к вашему концу верёвки (красному).
Это удивительно. Я имею в виду – на самом деле поразительно, сильно и критически важно для всего в нашей Вселенной, включая и вас лично. Посмотрите, что произошло.
Ни один физический объект слева направо не перемещался – до того, как ваш друг начал двигать конец верёвки, она была протянута через комнату, а в конце, после того, как ваш конец верёвки закончит колебаться и волна пропадёт, верёвка так и останется натянутой через всю комнату, как и было. И всё-таки! Энергия и информация переместились по комнате.
Волна в пути переносит энергию, потраченную вашим другом на колебания верёвки – и несёт в своей форме информацию о том, сколько раз и как быстро он её дёргал – к вам, где она заставляет трястись уже вашу руку. И в этом случае она даже тряханёт вашу руку именно столько раз и именно в такой последовательности. Вот это да! Ни один физический объект не перемещался через комнату, а энергия и информация – переместились.
Или, подождите. А не должны ли мы рассматривать волну, как физический объект? Такой же физический, как сама верёвка?
Помня этот глубочайший вопрос, обратимся к небольшому количеству математических формул, необходимых для описания внешнего вида и поведения волны, а затем используем чуть больше математики, чтобы записать уравнения, решениями которых будут волны. Это похоже на то, что мы делали для классического шара на пружине.
Формула для бесконечной волны в определённый момент времени
Эта серия статей сразу после шара на пружине переходит к волнам потому, что волна – это разновидность двойного осциллятора. Она колеблется как во времени, так и в пространстве. Время мы обозначим буквой «t», а пространство – «x».
Обратите внимание на рис. 3. На нём изображена волна, простирающаяся в обоих направлениях на большое расстояние, на которой уместилось множество гребней и впадин. Это отличается от волны на рис. 2, у которой всего несколько гребней и впадин. Но это различие не имеет отношения к делу – на рис.
2 мне нужно был проиллюстрировать то, для чего не имела значения точная форма волны; теперь же мы сконцентрируемся на математической формуле для волн, а это гораздо проще сделать, если у волны есть большое количество гребней и впадин одинакового размера. Также этот случай окажется очень полезным для понимания того, как квантовая механика влияет поведение волн.
Сначала нам нужно определиться с обозначениями и записать формулу, описывающую движение и форму волны на рис. 3, как мы делали для шара на пружине.
На графике показана величина волны Z как функция от пространства в определённый период времени t = t0 — мы записываем это, как Z(x, t0). Отслеживая волну в пространстве мы видим, что она колеблется вперёд и назад, и Z периодически увеличивается и уменьшается. В любой момент времени волна колеблется в пространстве.
Заметьте, что Z не обязательно должна быть связана с физическим расстоянием. Это может быть высота верёвки, как на рис. 2, или это может быть нечто совсем другое, к примеру, температура воздуха в определённой точке пространства и времени или ориентация магнитного атома в определённом месте магнита. Но x всё же представляет физическое расстояние, а t – время.
У снимка этой волны, Z(x, t0), есть три интересных свойства, два из которых также относятся и к шару на пружине.
1. Существует значение равновесия Z0, лежащее посередине между самым большим значением Z на гребне и самым малым значением Z во впадине. Большую часть времени мы изучаем волны, у которых Z0 = 0, поскольку часто величина Z0 не имеет значения – но не всегда.
2. У волны есть амплитуда А, величина, на которую меняется Z от равновесного значения до вершины каждого гребня или на ту же величину до дна каждой впадины.
3. У волны есть длина – расстояние λ между соседними гребнями, или, что то же самое, между соседними впадинами, или, что то же самое, удвоенное расстояние между соседними гребнем и впадиной. Она описывает колебания в пространстве так же, как период (равный 1/частоту) описывает колебание во времени шара на пружине.
Что же напоминает нам форма на рис. 3? Она выглядит, как график функции синуса или косинуса – см. рис. 4, где cos(w) построен на графике по w. Cos(w) – функция осциллирующая, у которой есть очевидная позиция равновесия в нуле, её амплитуда 1, а длина волны — 2π. Как перейти от рис. 4 к формуле для волны на рис.
3? Сначала мы умножим cos(w) на А, чтобы амплитуда сравнялась с А. Затем мы добавим Z0 ко всей формуле, чтобы сдвинуть её до нужного значения равновесия (если А = 0, то колебаний нет, и всё покоится в точке Z = Z0). И, наконец, заменим w на 2πx/λ, поскольку у cos(w) гребни на w = 0 и w = 2 π, поэтому у cos(2πx/λ) гребни будут на x = 0 и x = λ. Всё вместе это даёт нам
Это практически та же формула, что описывала движение шара на пружине во времени:
Где ν – частота колебаний, а T = 1/ν – период колебаний. Видите аналогию: период относится ко времени, как длина волны к пространству.
Ещё одно замечание до того, как мы продолжим. Я мог записать также:
Поскольку cos[w] = cos[-w]. То, что мы спокойно можем подставить минус в формулу формы волны, будет важно позднее.
Формула для бесконечной волны в определённом месте
Теперь зададим другой вопрос: посмотрим, как волна меняется во времени, отслеживая определённую точку на верёвке, и увидим, как она себя ведёт и двигается. Это показано на рис. 5: там я обозначил определённую точку x0, которая в момент времени t0 находится на гребне. Волна двигается вправо и следует размеру волны Z в точке x0, меняясь во времени: Z(x0, t).
И вы немедленно увидите, что высота волны в определённой точке ведёт себя точно так же, как шар на пружине! Поэтому у неё будет точно такая же формула, как у шара на пружине, как функция частоты ν, или периода T = 1/ν, где T – это время между моментом, когда волна в x0 находится н а гребне, и моментом, когда она снова приближается к гребню в следующий раз.
Полная формула бесконечной волны
Теперь нам нужна формула для Z(x, t), описывающая волну, изображённую на рис. 3 и 5 (или любую похожую) в точках x в любой момент времени t. Правильный ответ:
Он включает обе формулы, для фиксированной точки во времени и для фиксированной точки в пространстве.
Отметим знак минуса перед x. Я упоминал, что в формулу для Z(x, t0) можно подставить минус по желанию. С минусом перед x и плюсом перед t формула описывает волну, движущуюся вправо, как на анимациях. Чтобы проверить это, заметьте, что когда t/T – x/λ = 0, волна будет гребнем, потому что cos[0]=1. Когда t = 0, в точке x = 0 гребень. Но если немного сдвинуть t вперёд, допустим, на T/10, то гребень будет в точке x = λ/10, правее от того места, где он был в t = 0 – поэтому гребень (и вся волна) движется вправо.
Что изменится, если разместить плюс вместо минуса в формуле для Z(x, t)? Тогда гребень будет в точке t/T + x/λ = 0, и в этом случае во время t = T/10 гребень будет в точке x = -λ/10, левее того места, где он был в t = 0 – значит, теперь волна движется влево (рис. 6).
Волны, являющиеся функциями x и t, могут двигаться в любом направлении, так что нам просто нужно выбрать правильную формулу для заданной волны. Вообще говоря, когда мы работаем с волнами, которые могут двигаться не только вдоль одного пространственного измерения x, но вдоль всех трёх координат x, y и z, то эти волны могут двигаться в любом направлении, и нам нужно будет выбрать правильную формулу на основании направления движения волны.
Мелкий шрифт: мы можем поставить знак минуса перед t, а не перед x. Но +t, +x – это то же самое, что и –t, -x, поскольку это будет равнозначно умножению всей формулы внутри косинуса на -1, а cos[w]=cos[-w]. Поэтому +t, +x и -t, -x дают волну, двигающуюся влево, а +t, -x и -t, +x дают волну, двигающуюся вправо.
Уравнение движения волн
Теперь, как и в случае для шара на пружине, когда мы сначала нашли формулу для колебательного движения шара, а затем посмотрели на уравнение движения, для которого эта формула была решением, сделаем то же самое и тут. Мы нашли формулу для формы и движения волны. У какого уравнения движения среди решений встречается такая формула? Узнаем в следующей статье.
- Научно-популярное
- Физика
Источник: habr.com
Школьная программа: что такое n в физике?
Изучение физики в школе длится несколько лет. При этом ученики сталкиваются с проблемой, что одни и те же буквы обозначают совершенно разные величины. Чаще всего этот факт касается латинских букв. Как же тогда решать задачи?
Пугаться такого повтора не стоит. Ученые постарались ввести их в обозначение так, чтобы одинаковые буквы не встретились в одной формуле. Чаще всего ученики сталкиваются с латинской n. Она может быть строчной или прописной. Поэтому логично возникает вопрос о том, что такое n в физике, то есть в определенной встретившейся ученику формуле.
Что обозначает прописная буква N в физике?
Чаще всего в школьном курсе она встречается при изучении механики. Ведь там она может быть сразу в дух значениях – мощность и сила нормальной реакции опоры. Естественно, что эти понятия не пересекаются, ведь используются в разных разделах механики и измеряются в разных единицах. Поэтому всегда нужно точно определить, что такое n в физике.
Мощность — это скорость изменения энергии системы. Это скалярная величина, то есть просто число. Единицей ее измерения служит ватт (Вт).
Сила нормальной реакции опоры — сила, которая оказывает действие на тело со стороны опоры или подвеса. Кроме числового значения, она имеет направление, то есть это векторная величина. Причем она всегда перпендикулярна поверхности, на которую производится внешнее воздействие. Единицей измерения этой N является ньютон (Н).
Что такое N в физике, помимо уже указанных величин? Это может быть:
- постоянная Авогадро;
- увеличение оптического прибора;
- концентрация вещества;
- число Дебая;
- полная мощность излучения.
Что может обозначать строчная буква n в физике?
Список наименований, которые могут за ней скрываться, достаточно обширен. Обозначение n в физике используется для таких понятий:
- показатель преломления, причем он может быть абсолютным или относительным;
- нейтрон — нейтральная элементарная частица с массой незначительно большей, чем у протона;
- частота вращения (используется для замены греческой буквы «ню», так как она очень похожа на латинскую «вэ») — число повторения оборотов за единицу времени, измеряется в герцах (Гц).
Что означает n в физике, кроме уже указанных величин? Оказывается, за ней скрываются основное квантовое число (квантовая физика), концентрация и постоянная Лошмидта (молекулярная физика). Кстати, при вычислении концентрации вещества требуется знать величину, которая также записывается латинской «эн». О ней будет идти речь ниже.
Какая физическая величина может быть обозначена n и N?
Ее название происходит от латинского слова numerus, в переводе оно звучит как «число», «количество». Поэтому ответ на вопрос о том, что значит n в физике, достаточно прост. Это количество любых предметов, тел, частиц — всего, о чем идет речь в определенной задаче.
Причем «количество» — одна из немногих физических величин, которые не имеют единицы измерения. Это просто число, без наименования. Например, если в задаче идет речь о 10 частицах, то n будет равно просто 10. Но если получается так, что строчная «эн» уже занята, то использовать приходится прописную букву.
Формулы, в которых фигурирует прописная N
Первая из них определяет мощность, которая равна отношению работы ко времени:
В молекулярной физике имеется такое понятие, как химическое количество вещества. Обозначается греческой буквой «ню». Чтобы его сосчитать, следует разделить количество частиц на число Авогадро:
Кстати, последняя величина тоже обозначается столь популярной буквой N. Только у нее всегда присутствует нижний индекс — А.
Чтобы определить электрический заряд, потребуется формула:
Еще одна формула с N в физике – частота колебаний. Чтобы ее сосчитать, нужно их число разделить на время:
Появляется буква «эн» в формуле для периода обращения:
Формулы, в которых встречается строчная n
В школьном курсе физики эта буква чаще всего ассоциируется с показателем преломления вещества. Поэтому важным оказывается знание формул с ее применением.
Так, для абсолютного показателя преломления формула записывается следующим образом:
Здесь с — скорость света в вакууме, v — его скорость в преломляющей среде.
Формула для относительного показателя преломления несколько сложнее:
где n1 и n2 — абсолютные показатели преломления первой и второй среды, v1 и v2 — скорости световой волны в указанных веществах.
Как найти n в физике? В этом нам поможет формула, в которой требуется знать углы падения и преломления луча, то есть n21= sin α : sin γ.
Чему равно n в физике, если это показатель преломления?
Обычно в таблицах приводятся значения для абсолютных показателей преломления различных веществ. Не стоит забывать, что эта величина зависит не только от свойств среды, но и от длины волны. Табличные значения показателя преломления даются для оптического диапазона.
| Среда | Абсолютный показатель преломления |
| воздух | 1,00029 |
| лед | 1,31 |
| вода | 1,33298 |
| спирт этиловый | 1,36 |
| сахар | 1,56 |
| алмаз | 2,419 |
Итак, стало ясно, что такое n в физике. Чтобы не осталось каких-либо вопросов, стоит рассмотреть некоторые примеры.
Задача на мощность
№1. Во время пахоты трактор тянет плуг равномерно. При этом он прилагает силу 10 кН. При таком движении в течение 10 минут он преодолевает 1,2 км. Требуется определить развиваемую им мощность.
Перевод единиц в СИ. Начать можно с силы, 10 Н равны 10000 Н. Потом расстояние: 1,2 × 1000 = 1200 м. Осталось время — 10 × 60 = 600 с.
Выбор формул. Как уже было сказано выше, N = А : t. Но в задаче нет значения для работы. Для ее вычисления пригодится еще одна формула: А = F × S. Окончательный вид формулы для мощности выглядит так: N = (F × S) : t.
Решение. Вычислим сначала работу, а потом – мощность. Тогда в первом действии получится 10 000 × 1 200 = 12 000 000 Дж. Второе действие дает 12 000 000 : 600 = 20 000 Вт.
Ответ. Мощность трактора равна 20 000 Вт.
Задачи на показатель преломления
№2. Абсолютный показатель преломления у стекла равен 1,5. Скорость распространения света в стекле меньше, чем в вакууме. Требуется определить, во сколько раз.
В СИ переводить данные не требуется.
При выборе формул остановиться нужно на этой: n = с : v.
Решение. Из указанной формулы видно, что v = с : n. Это значит, что скорость распространения света в стекле равна скорости света в вакууме, деленному на показатель преломления. То есть она уменьшается в полтора раза.
Ответ. Скорость распространения света в стекле меньше, чем в вакууме, в 1,5 раза.
№3. Имеются две прозрачные среды. Скорость света в первой из них равна 225 000 км/с, во второй — на 25 000 км/с меньше. Луч света идет из первой среды во вторую. Угол падения α равен 30º.
Вычислить значение угла преломления.
Нужно ли переводить в СИ? Скорости даны во внесистемных единицах. Однако при подстановке в формулы они сократятся. Поэтому переводить скорости в м/с не нужно.
Выбор формул, необходимых для решения задачи. Потребуется использовать закон преломления света: n21= sin α: sin γ. А также: n = с : v.
Решение. В первой формуле n21 — это отношение двух показателей преломления рассматриваемых веществ, то есть n2 и n1. Если записать вторую указанную формулу для предложенных сред, то получатся такие: n1= с : v1 и n2 =с : v2. Если составить отношение двух последних выражений, получится, что n21 = v1 : v2. Подставив его в формулу закона преломления, можно вывести такое выражение для синуса угла преломления: sin γ = sin α × (v2 : v1).
Подставляем в формулу значения указанных скоростей и синуса 30º (равен 0,5), получается, что синус угла преломления равен 0,44. По таблице Брадиса получается, что угол γ равен 26º.
Ответ. Значение угла преломления — 26º.
Задачи на период обращения
№4. Лопасти ветряной мельницы вращаются с периодом, равным 5 секундам. Вычислите число оборотов этих лопастей за 1 час.
Переводить в единицы СИ нужно только время 1 час. Оно будет равно 3 600 секундам.
Подбор формул. Период вращения и число оборотов связаны формулой Т = t : N.
Решение. Из указанной формулы число оборотов определяется отношением времени к периоду. Таким образом, N = 3600 : 5 = 720.
Ответ. Число оборотов лопастей мельницы равно 720.
№5. Винт самолета вращается с частотой 25 Гц. Какое время потребуется винту, чтобы совершить 3 000 оборотов?
Все данные приведены с СИ, поэтому переводить ничего не нужно.
Необходимая формула: частота ν = N : t. Из нее необходимо только вывести формулу для неизвестного времени. Оно является делителем, поэтому его полагается находить делением N на ν.
Решение. В результате деления 3 000 на 25 получается число 120. Оно будет измеряться в секундах.
Ответ. Винт самолета совершает 3000 оборотов за 120 с.
Подведем итоги
Когда ученику в задаче по физике встречается формула, содержащая n или N, ему нужно разобраться с двумя моментами. Первый — из какого раздела физики приведено равенство. Это может быть ясно из заголовка в учебнике, справочнике или слов учителя. Потом следует определиться с тем, что скрывается за многоликой «эн».
Причем в этом помогает наименование единиц измерения, если, конечно, приведено ее значение. Также допускается еще один вариант: внимательно посмотрите на остальные буквы в формуле. Возможно, они окажутся знакомыми и дадут подсказку в решаемом вопросе.
Источник: www.syl.ru