Эквивалентность энергии и массы

Related posts:

1. Закон сохранения энергии в механике 1. Когда механическая энергия сохраняется? Из курса физики основной школы вы уже знаете, что Сумму кинетической и потенциальной энергий называют полной механической энергией. Докажем, что Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих посредством сил упругости и тяготения, сохраняется, то есть ее изменение равно нулю: ∆(Ek + Ep) = 0. (1) Это утверждение называют законом сохранения […]...
2. Первый закон термодинамики 1. Внутренняя энергия газа Из курса физики основной школы вы знаете, что сумму кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия называют внутренней энергией. Внутренняя энергия U данной массы одноатомного идеального газа равна произведению средней кинетической энергии одной молекулы на число молекул N: U = N. ? 1. Объясните, почему внутренняя энергия U […]...
3. Механическая энергия системы тел. Закон сохранения механической энергии Мы изучали различные виды энергии, которыми обладают тела или системы тел. При этом было установлено, что кинетическая энергия определяется движением тел и их массой и зависит от механических параметров системы (масс тел и их скоростей). Потенциальная энергия системы тел определяется их взаимодействием и также зависит от механических параметров (взаимного положения, т. е. координат тел системы, […]...
4. Кинетическая энергия Из первых параграфов этой главы следует, что если суммарная работа сил, действующих на тело, положительна, то скорость тела относительно инерциальной системы отсчета увеличивается. Напротив, если эта работа отрицательна, то скорость тела уменьшается. Таким образом, изменение скорости движения тела и работа, совершенная над этим телом, связаны. Найдем эту связь. Пусть на гладкой горизонтальной плоскости в точке […]...
5. Система тел. Потенциальная энергия Не только кинетическая энергия определяет величину работы, которую могут совершить тела системы. Действительно, между телами обычно существуют силы взаимодействия. Пусть имеются несколько взаимодействующих друг с другом тел. Будем рассматривать эти тела как нечто целое. В таких случаях говорят, что эти тела образуют систему тел. Все силы, действующие на тела системы, принято разделять на два вида. […]...
6. Применение уравнения теплового баланса 1. Первый закон термодинамики и уравнение теплового баланса До сих пор мы рассматривали первый закон термодинамики применительно к газам. Отличительной особенностью газа является то, что его объем может значительно изменяться. Поэтому согласно первому закону термодинамики переданное газу количество теплоты Q равно сумме совершенной газом работы и изменения его внутренней энергии: Q = ∆U + Aг. […]...
7. Потенциальная энергия 1. Определение потенциальной энергии В предыдущем параграфе мы говорили о работе, которую может совершить тело за счет уменьшения своей скорости, а теперь нас будет интересовать работа, которую может совершить тело или система тел вследствие изменения положения тел. Рассмотрим примеры. Работа поднятого груза. Когда подвешенный на тросе груз равномерно движется вниз, он действует на трос силой, […]...
8. Работа, энергия, мощность Работа и энергия Если некоторая сила F будет действовать на тело на всем протяжении пути S, то мы сможем вычислить работу A, которую совершает данная сила. Работу можно найти, если силу F умножить на пройденное расстояние S: A = F * S. Единицей измерения работы является джоуль (Дж). Работа по подъему груза → Потенциальная энергия […]...
9. Деление ядер урана. Цепные ядерные реакции Цель урока: формировать в представлении учащихся, что ядра некоторых тяжелых элементов при делении испускают нейтроны, γ- излучение и выделяется энергия. Ход урока 1. Проверка домашнего задания методом фронтального опроса 1) Какие реакции называются ядерными? 2) Почему большинство частиц с большим трудом могут проникнуть внутрь ядра? 3) Какое устройство увеличивает энергию частиц до величин, позволяющим им […]...
10. Кинетическая энергия и механическая работа 1. Кинетическая энергия Пусть на покоящееся вначале тело массой m действуют постоянные силы, равнодействующую которых обозначим (рис. 29.1). Если перемещение тела равно , работа равнодействующей Aрд = Fs. (1) Индекс «рд» подчеркивает, что речь идет о работе равнодействующей всех приложенных к телу сил. Дело в том, что мы будем использовать сейчас второй закон Ньютона, согласно […]...
11. Энергия Термин «энергия» был введен в 1807 г. английским ученым Т. Юнгом. В переводе с греческого это слово означает «действие, деятельность». Современная наука немыслима без этого понятия. Оно присутствует во всех разделах физики. Это и электрическая энергия, магнитная энергия, атомная энергия и т. д. Энергия, изучаемая в механике, называется механической. Именно с нее мы и начнем […]...
12. Внутренняя энергия В механике различают два вида энергии: кинетическую и потенциальную. Но когда говорят об этих видах энергии, то обычно приводят примеры крупных, заметных глазу тел: движущегося поезда, летящего футбольного мяча, поднятого камня. Привыкнув связывать представление об энергии с подобными примерами, довольно трудно бывает перейти к явлениям в мире микрочастиц. Однако движение происходит и во внутреннем мире […]...
13. Закон сохранения энергии В общем случае тело обладает одновременно как кинетической, так и потенциальной энергией. Их сумму называют Полной механической энергией: E = Eк + Eп (15.1) Это понятие было введено в 1847 г. 26-летним немецким ученым Г. Гельмгольцем. Что происходит с полной механической энергией по мере движения тела? Чтобы выяснить это, рассмотрим простое явление. Бросим вертикально вверх […]...
14. Разрывы и столкновения 1. Разрыв летящего снаряда В этом параграфе мы будем предполагать, что сопротивлением воздуха можно пренебречь. ? 1. Выпущенный вертикально вверх снаряд разорвался в верхней точке траектории на два осколка массой m1 и m2 (рис. 32.1). Чему равно отношение скоростей осколков после разрыва? (Под скоростями до и после разрыва или столкновения здесь и далее мы понимаем […]...
15. Внутренняя энергия Из курса физики VII класса известно, что любое макроскопическое тело обладает внутренней энергией. Понятие внутренней энергии макроскопических тел играет важнейшую роль при исследовании тепловых явлений. Это обусловлено существованием фундаментального закона природы — Закона сохранения энергии. Открытие закона сохранения энергии стало возможным после того, как было доказано, что наряду с механической энергией микроскопические тело обладают еще […]...
16. Внутренняя энергия Мы знаем, что существуют два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная. Кинетической энергией тела обладают вследствие своего движения, потенциальной — вследствие своего взаимодействия с другими телами. Изучая механические явления, мы узнали, что кинетическая и потенциальная энергии могут превращаться друг в друга. Примеры такого превращения можно найти в § 15 и 18. Рассмотрим еще один пример. […]...
17. Ядерный реактор. Применение ядерной энергии Цель урока: формировать представление о реакторе как об устройстве, в котором идет управляемая реакция деления ядер; горючее, замедлители, управляющие стержни, теплоноситель – составляющие элементы реактора. Ход урока 1. Проверка домашнего задания методом индивидуального опроса 1) Почему оказалось возможным осуществить реакцию деления урана? 2) Каков механизм деления ядра? 3) Какая реакция деления получила название цепной реакцией? […]...
18. Радиоактивность и ядерная энергия Фотоны из ядра Как мы уже знаем, фотоны возникают, когда в электронной оболочке электроны возвращаются из возбужденного состояния в основное. Бывают фотоны, длина волны которых в 100 миллионов раз меньше, чем у видимого света, зато энергия в 100 миллионов раз выше. Они возникают не в электронной оболочке, а в ядре так называемых радиоактивных элементов. Атомное […]...
19. Способы изменения внутренней энергии Внутренняя энергия тела зависит от средней кинетической энергии его молекул, а эта энергия, в свою очередь, зависит от температуры. Поэтому, изменяя температуру тела, мы изменяем и его внутреннюю энергию. При нагревании тела его внутренняя энергия увеличивается, при охлаждении уменьшается. Проделаем опыт. Укрепим на подставке тонкостенную латунную трубку. Нальем в нее немного эфира и плотно закроем […]...
20. Импульс — значит толчок Загляните в словарь иностранных слов: «импульс» — от лат. impulsus — толчок, удар, побуждение». Эффект, производимый ударом, всегда вызывал удивление у человека. Почему тяжелый молот, положенный на кусок металла на наковальне, только прижимает его к опоре, а тот же молот ударом молотобойца плющит металл? А в чем секрет старого циркового трюка, когда сокрушительный удар молота […]...
21. Масса молекул. Постоянная Авогадро Масса молекулы воды. Массы отдельных молекул и атомов очень малы. Например, в 1 г воды содержится 3,7 — 1022 молекул. Следовательно, масса одной молекулы равна: . (1.1) Массу такого же порядка имеют и молекулы других веществ, исключая огромные молекулы органических веществ. Относительная молекулярная масса. Так как массы молекул очень малы, удобно использовать в расчетах не […]...
22. План-конспект урока по физике. Тема: Производство и использование электрической энергии Цель урока: углубить и систематизировать знания учащихся о ведущей роли электроэнергетики в хозяйстве страны. Ход урока Материал темы учащиеся готовят самостоятельно, работая с учебником и плакатами. Класс поделен на 3 группы (по рядам). Каждая группа должна ответить на вопросы. 1. 1-ая группа готовит материал о производстве электроэнергии на тепловых и атомных электростанциях. Вопросы, на которые […]...
23. Уравнение состояния идеального газа 1. Закон Авогадро Из уравнения Клапейрона (см. предыдущий параграф) следует, что в процессах, происходящих с данной массой газа, произведение давления газа p на его объем V, деленное на абсолютную температуру T газа, постоянно: (pV)/T = const. Однако если масса газа в процессе изменилось, то значение выражения (pV)/T тоже изменится! Это очень легко проверить. Поставим опыт […]...
24. Энергия связи атомных ядер Цель урока: показать, что нуклоны в ядре связаны друг с другом; что устойчивость ядра можно объяснить с помощью энергии связи, рассмотреть процессы, ведущие к выделению ядерной энергии. Ход урока 1. Проверка домашнего задания методом тестирования Вариант – 1. №1. Основой пузырьковой камеры является: А) перегретая жидкость; Б) фотоэмульсия; В) пары воды близкие к насыщению; Г) […]...
25. Материя, движение, энергия (вместо введения) Рассказывают, что однажды на общем приеме император Наполеон обратился к представленному ему немецкому философу Якоби с вопросом: «Что такое материя?». Не получив ответа, император повернулся спиной к озадаченному философу. Ответить на вопрос «что такое?» в форме краткого рапорта, которого, очевидно, ожидал император, не всегда легко и не всегда возможно. В жизни мы постоянно имеем дело […]...
26. Задачи и упражнения к главе 2 «Динамика» 37. При вращении точильного камня все его частицы движутся вместе с ним по окружности. Но как только какая-нибудь частичка отрывается от камня, она начинает двигаться по прямой линии (см. рис. 8). Почему? 38. Почему споткнувшийся человек падает вперед? 39. Может ли тело двигаться в сторону, противоположную направлению действия силы? Что при этом будет происходить с […]...
27. Работа электрического поля. Разность потенциалов (напряжение) 1. Работа поля при перемещении заряда В этой главе мы рассматриваем электрическое поле, созданное покоящимися электрическими зарядами. Такое поле называют электростатическим. (В курсе физики 11-го класса мы рассмотрим также вихревое электрическое поле, которое порождается не электрическими зарядами, а изменяющимся магнитным полем. Для вихревого электрического поля нельзя ввести понятие разности потенциалов, которое рассматривается в этом параграфе.) […]...
28. Расчет изменения внутренней энергии Мы знаем, что внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами — путем совершения работы и путем теплообмена. При осуществлении первого из этих способов внутренняя энергия тела изменяется на величину совершенной работы А, а при осуществлении второго из них — на величину, равную количеству переданной теплоты Q. Обозначим начальную внутреннюю энергию тела через U1, а конечную […]...
29. Электрическая мощность, работа, энергия Электрическая мощность Подключим к цепи по очереди две лампочки накаливания, сначала одну, а затем другую и измерим силу тока в каждой из них. Она будет разной. Сила тока в лампочке мощностью 25 ватт будет составлять 0.1 А. Лампочка мощностью 100 ватт потребляет ток в четыре раза больше — 0.4 А. Лампочка в 100 ватт светится […]...
30. Первый закон термодинамики Закон сохранения энергии. К середине XIX в. многочисленные опыты ученых доказали, что механическая энергия никогда не пропадает бесследно. Опускаются гири, вращающие лопасти в сосуде с ртутью, и температура ртути повышается на строго определенное число градусов. Падает молот на кусок свинца, и свинец нагревается тоже вполне определенным образом. На основании множества подобных наблюдений и обобщения опытных […]...
31. Решение задач по термодинамике Цель урока: продолжить формирование умения выполнять термодинамическое описание процессов: вычисление работы, количества теплоты, внутренней энергии и других параметров системы, развивать навыки самостоятельно мыслить, решать задачи разными способами. Ход урока Проверка домашнего задания методом выполнения тестового задания Вариант – 1 1. Внутренняя масса реального газа… А) Не зависит ни от температуры, ни от объема. Б) Не […]...
32. Насыщенный пар 1. Испарение и конденсация Как вы знаете, жидкости испаряются, то есть превращаются в пар. Например, лужи после дождя высыхают. Испарение жидкости обусловлено тем, что некоторые ее молекулы благодаря толчкам своих «соседей» приобретают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы вырваться из жидкости. В результате испарения над поверхностью жидкости всегда находится пар, Это газообразное состояние вещества. Водяной […]...
33. Условия равновесия тела 1. Первое условие равновесия тела Выясним, при каких условиях тело, покоящееся относительно некоторой инерциальной системы отсчета, останется в покое. Если тело покоится, то его ускорение равно нулю. Тогда согласно второму закону Ньютона должна быть равна нулю и равнодействующая приложенных к телу сил. Поэтому первое условие равновесия можно сформулировать так: Если тело находится в покое, то […]...
34. Электроемкость. Энергия электрического поля 1. Электроемкость В курсе физики основной школы вы уже познакомились с конденсатором — устройством, предназначенным для накопления электрических зарядов. Например, плоский конденсатор (рис. 54.1) состоит из двух параллельных пластин, расстояние между которыми намного меньше их размеров. Эти пластины называют обкладками конденсатора. Между обкладками конденсатора находится диэлектрик. Им может быть, например, воздух. Но чаще пространство межу […]...
35. Повторно – обобщающий урок по теме: «Законы сохранения в механике» Цель урока: повторение изученного материала, проверка знаний по основным вопросам темы, совершенствование навыков решения задач различных видов. Ход урока Проверка домашнего задания методом тестирования. Вариант – 1 1. Каков импульс тела, если известно, что тело движется со скоростью V? а масса тела m. A) mV̄²/2 ; Б) mV²/2 ; B) mV ; Г) mV/2 ; […]...
36. Масса тела. Плотность вещества Теперь, когда мы знаем, как измерить действующую на тело силу, попробуем одной и той же силой действовать на разные тела. Если вы будете действовать одной и той же силой на небольшое яблоко, баскетбольный мяч и большой арбуз, то убедитесь, что эти тела будут разгоняться по-разному. Значит, несмотря на то что тела испытывают одинаковое действие, они […]...
37. Связь между массой и энергией Цель урока: формировать у учащихся представление об универсальной связи массы и энергии, как о формуле краткой по форме и всеобъемлющей по содержанию. Ход урока Проверка домашнего задания методом выполнения самостоятельной работы Вариант – 1. №1. Определить длину стержня для наблюдателя, относительно которого стержень перемещается со скоростью 0,6 с. Длина, покоящегося, стержня равна 1 м. Решение. […]...
38. Гидростатика 1. Зависимость давления жидкости от глубины Напомним, что давление p определяется соотношением P = F/S, (1) Где F — модуль силы давления, S — площадь поверхности, на которую действует сила давления. Сила давления направлена перпендикулярно поверхности. Давление является скалярной величиной. Его измеряют в Н паскалях (Па): 1 Па = 1 Н/м2. Атмосферное давление равно прим […]...
39. Применение первого закона термодинамики к газовым процессам 1. Изопроцессы и адиабатный процесс Напомним, что согласно первому закону термодинамики количество теплоты Q, переданное газу, связано с изменением внутренней энергии газа ∆U и работой газа Aг соотношением Q = ∆U + Aг. (1) Часто требуется применять первый закон термодинамики к газовым процессам, представляющим собой последовательность изопроцессов (иногда добавляется еще адиабатный процесс). Рассмотрим, как находить […]...
40. Абсолютная температура и средняя кинетическая энергия молекул 1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Если потенциальной энергией взаимодействия молекул в газе можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией их хаотического движения, то можно считать, что вся внутренняя энергия газа — это сумма кинетических энергий его молекул. Такую упрощенную модель реального газа называют идеальным газом. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа объясняет свойства газов, рассмотренные […]...