Физика
Электротехника
Искусство
Термех
Задачи
Информатика
Контрольная
Лаба

Графика

Курсовая
Математика
Чертежи

Реактор

Энергетика
Сопромат
Электроника

Физика колебаний Электромагнитные волны

Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Вынужденные электромагнитные колебания. Переменный ток. Конденсатор и катушка в цепи переменного тока. Активное сопротивление. Электрический резонанс. Производство, передача и потребление электрической энергии. Электромагнитное поле. Вихревое электрическое поле. Скорость электромагнитных волн. Свойства электромагнитных излучений. Принципы радиосвязи и телевидения.

Задача

1.2. Частица совершает гармонические колебания по оси X. В некоторый момент времени смещение частицы от положения равновесия x1 = 0,3 м, ее скорость V1= – 4 м/c и ускорение A1= – 30 м/с2. Определите амплитуду и частоту колебаний частицы.

Решение.

 Уравнение движения частицы x = A×cos(wt + j0). В некоторый момент времени t1 cмещение  частицы от положения равновесия x1 = A×cos(wt1 + j0), ее скорость V1 = – Aw×sin(wt1 + j0),  а ускорение A1 = – Aw2cos(wt1 + j0).  Поскольку при гармонических колебаниях A1 = – w2x1,  имеем w = . Суммируя функции cos2(wt1 + j0) + sin2(wt1 + j0)  = (x1/А)2 + (V1/Аw)2 = (1/А)2(x12 - x1×V12/A1) = 1, получаем А = x1.

 Ответ: А = x1 = 0,5 м; w = = 10 c-1. Теория электромагнитного поля Магнитное поле соленоида Решение задач по физике примеры

Задача

1.3. Тело, прикрепленное упругой пружиной к стене, находится на гладкой горизонтальной поверхности. В начальный момент времени его смещают по оси X на расстояние x0 = 5 см и толкают со скоростью V0 = –10 см/c.  Период колебаний тела T = 3,14 c. Определите, через какое минимальное время t0 тело будет проходить положение равновесия.

Решение

 Уравнение динамики для тела, прикрепленного пружиной к стене:

m= – kx ,

где m - масса тела, k – коэффициент упругости пружины. Отсюда следует, что  = -w2x (здесь w2 = k/m). Это типичное дифференциальное уравнение гармонических колебаний, общее  решение которого: x = A×cos(wt + j0). Из начальных условий получаем: x0 = A×cosj0, V0 = –Aw×sinj0; sin2j0 + cos2j0 = (V0/Aw)2 + (x0/A)2 = 1. Следовательно, А = [ x02 + (V0T/2p)2]1/2  и cosj0 = x0/А = [1 + (V0T/2px0)2]-1/2.

 Перемещение тела от начального положения до равновесного равно по величине x0. В равновесном положении x = 0 = A×cos(wt + j0). Первый раз тело будет пересекать положение равновесия при минимальном значении фазы: wt + j0 = p/2. Это произойдет в момент времени t0 = (1/w)(p/2 - j0) = T/4 - Tj0/2p.

 Ответ: t0 = T/4 – (T/2p)×{arccos[1 + (V0T/2px0)2]-1/2} = T/8 @ 0,39 c.

Практическое занятие № 5. Магнитное поле. Характеристики магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока. Магнитный момент витка с током. За-кон полного тока для магнитного поля. Принципы работы электродвигателей. Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Закон электромагнитной ин-дукции. Принципы работы генераторов электрического тока. Явления самоин-дукции и взаимной индукции. Индуктивность проводников. Трансформатор. Объемная плотность энергии магнитного поля. Электромагнитные методы определения параметров материалов. Уравнения Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения Сис-тема уравнений Максвелла в интегральной форме. Плотность энергии электро-магнитного поля. Плотность потока энергии электромагнитного поля, вектор Умова-Пойнтинга. Шкала электромагнитных волн.

Свет и вещество, понятие о вторичных волнах, разделение энергии на границе раздела фаз, резонансный характер взаимодействия света и вещества. Дисперсия, классическое объяснение зависимости коэффициента преломления света от длины волны падающего света. Явление двойного лучепреломления, поляризация света кристаллами. Поляризованный свет, оптическая активность, сахарометрия, использование явления вращения плоскости поляризации в молекулярной биологии. Фотоэффект и квантовая природа света. Круг явлений, объяснимых с квантовой точки зрения, микроскопическое и макроскопическое в оптике. Двойственность природы света. Законы поглощения света, понятие о нелинейных эффектах. Основные элементы конструкции спектрофотометров. Законы освещенности, зависимость освещенности от вида осветителей.

Полупроводники