C физика: Закон Ома | I=U/R | Все Формулы

Закон Ома | I=U/R | Все Формулы

Закон Ома, основанный на опытах, представляет собой в электротехнике основной закон, который устанавливает связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.

Появление смартфонов, гаджетов, бытовых приборов и прочей электротехники коренным образом изменило облик современного человека. Приложены огромные усилия, направленные на исследование физических закономерностей для улучшения старой и создания новой техники. Одной из таких зависимостей является закон Ома.

Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.

Строгая формулировка закона Ома может быть записана так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.

Формула закона Ома записывается в следующем виде:

где

I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока – ампер [А];

U – электрическое напряжение (разность потенциалов), единица измерения напряжения- вольт [В];

R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления – ом [Ом].

Согласно закону Ома, увеличение напряжения, например, в два раза при фиксированном сопротивлении проводника, приведёт к увеличению силы тока также в два раза

И напротив, уменьшение тока в два раза при фиксированном напряжении будет означать, что сопротивление увеличилось в два раза.

Рассмотрим простейший случай применения закона Ома. Пусть дан некоторый проводник сопротивлением 3 Ом под напряжением 12 В. Тогда, по определению закона Ома, по данному проводнику течет ток равный:

Существует мнемоническое правило для запоминания этого закона, которое можно назвать треугольник Ома. Изобразим все три характеристики (напряжение, сила тока и сопротивление) в виде треугольника. В вершине которого находится напряжение, в нижней левой части – сила тока, а в правой – сопротивление.

Правило работы такое: закрываем пальцем величину в треугольнике, которую нужно найти, тогда две оставшиеся дадут верную формулу для поиска закрытой.

Где и когда можно применять закон Ома?
Закон Ома в упомянутой форме справедлив в достаточно широких пределах для металлов. Он выполняется до тех пор, пока металл не начнет плавиться. Менее широкий диапазон применения у растворов (расплавов) электролитов и в сильно ионизированных газах (плазме).

Работая с электрическими схемами, иногда требуется определять падение напряжения на определенном элементе. Если это будет резистор с известной величиной сопротивления (она проставляется на корпусе), а также известен проходящий через него ток, узнать напряжение можно с помощью формулы Ома, не подключая вольтметр.

Значение Закона Ома
Закон Ома определяет силу тока в электрической цепи при заданном напряжении и известном сопротивлении.

Он позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока.

Закон Ома является чрезвычайно полезным в технике(электронной/электрической), поскольку он касается трех основных электрических величин: тока, напряжения и сопротивления. Он показывает, как эти три величины являютс

Физика. Словарь

Физические термины

А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Э
Ю
Я

Абсолютно твёрдое тело:
совокупность точек, расстояния между текущими положениями которых не изменяются, каким бы воздействиям данное тело в процессе взаимодействия с другими твёрдыми объектами ни подвергалось

Абсолютно упругое тело:

тело, которое после прекращения действия причины, вызвавшей его деформацию,
полностью восстанавливает исходные размеры и форму, то есть в нём отсутствует
остаточная деформация.

Абсолютное пространство:

в классической механике — трёхмерное евклидово пространство, в котором выполняется

принцип относительности

и преобразования Галилея.

Агрегатное состояние вещества:

физическое состояние вещества, зависящее от соответствующего сочетания температуры и давления.
Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии,
энтропии, плотности и других физических величин.

Традиционно выделяют три агрегатных состояния: твёрдое, жидкое и газообразное. К агрегатным состояниям принято
причислять также плазму, в которую переходят газы при повышении температуры и фиксированном давлении.
Отличительной особенностью является отсутствие резкой границы перехода к плазменному состоянию.
Существуют и другие агрегатные состояния.

Определения агрегатных состояний не всегда являются строгими. Так, существуют аморфные тела, сохраняющие
структуру жидкости и обладающие небольшой текучестью и способностью сохранять форму; жидкие кристаллы текучи,
но при этом обладают некоторыми свойствами твёрдых тел, в частности, могут поляризовать
проходящее через них электромагнитное излучение.

Альфа-частица: частица, состоящая из двух протонов и двух нейтронов, испускаемая атомными ядрами во время радиоактивного распада.

Амплитуда: высота гребней волны.

Атмосферное давление: давление, создаваемое атмосферным воздухом; на уровне моря нормальное атмосферное давление составляет 760 миллиметров ртутного столба.

Аэродинамика: наука о силах, действующих на движущиеся в воздухе тела.

Аэродинамический профиль: любое тело похожее на крыло самолета и предназначенное для получения подъемной силы при движении в воздухе.

🔝

Барионы

(от греч. βαρύς — тяжёлый) —
семейство элементарных частиц: сильно взаимодействующие фермионы, состоящие из трёх кварков.

К основным барионам относятся (по мере возрастания массы):
протон, нейтрон, лямбда-барион, сигма-гиперон, кси-гиперон, омега-гиперон.
Масса омега-гиперона (3278 масс электрона) почти в 1,8 раз больше массы протона.

Барионы вместе с мезонами (последние состоят из чётного числа кварков) составляют группу
элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии и называемых адронами.

Подробную классификацию элементарных частиц можете изучить

здесь

Батарея: элемент, состоящий из смеси химических соединений и создающий электродвижущую силу при включении в электрическую цепь.

Бета-частица: элементарная частица (либо электрон, либо позитрон), испускаемая в ряде случаев атомными ядрами при радиоактивном распаде.

🔝

Вектор: величина, характеризуемая численным значением и направлением.

Вогнутая поверхность: поверхность тела, искривленная внутрь, как, например, внутренняя поверхность полой сферы.

Вольтметр: прибор для измерения электрического сопротивления.

Выигрыш в силе: степень преобразования простым механизмом усилия, необходимого для совершения работы.

Выпуклая поверхность: поверхность тела, искривленная наружу, как, например, внешняя поверхность сферы.

Выталкивающая сила: сила, направленная вертикально вверх и равная весу газообразного или жидкого вещества, вытесненного телом.

Вязкость: свойство жидкостей оказывать сопротивление течению из-за наличия сил трения между ее частицами.

🔝

Гейгера счетчик: устройство, измеряющее радиоактивность путем регистрации количества попадающих в него заряженных частиц, высвободившихся в результате распада ядер атомов.

Генератор: любая машина, превращающая механическое движение в электрический ток.

Геотермальная энергия: энергия пара, образующегося естественным путем в глубоких подземных скважинах. Этот пар обычно используется для вращения ротора турбины и последующей выработки электроэнергии.

Гравитационное поле: пространство, в котором ощущается действие гравитационного притяжения тел.

🔝

Давление насыщенных паров: давление, создаваемое вблизи поверхности жидкости ее испарившимися молекулами.

Действительное изображение: изображение, формируемое линзой или зеркалом в месте пересечения световых лучей.

Диод: устройство, пропускающее ток только в одном направлении.

Дифракция: свойство световых волн огибать кромки встречного препятствия.

Длина волны: расстояние между двумя соседними гребнями волны.

Доплера эффект: явление, в котором частота и, соответственно, тон звуковой волны становятся для слушателя более высокими, если источник звука к нему приближается, и более низкими, если источник звука удаляется.

🔝

Ёмкость: характеристика проводника, характеризующая его способность накапливать электрический заряд.

Ёмкость определяется как отношение величины заряда проводника к потенциалу проводника. Ёмкость обозначается как C.

Подробнее читайте в статье

«Емкость конденсатора»

🔝

Звуковая волна: механическая волна, образованная попеременным сжатием и расширением вещества, в котором распространяется звук.

🔝

Изолятор: вещество, плохо проводящее теплоту или электрический ток.

Инерция: стремление движущегося тела сохранять движение, а неподвижного тела — состояние покоя.

Интерференция: взаимное усиление или ослабление световых волн при их наложении друг на друга.

Испарение: процесс, в котором жидкость медленно превращается в пар.

🔝

Кинетическая энергия: мера энергии движущегося тела; чем быстрее тело движется, тем выше его кинетическая энергия.

Конвекция: процесс, в котором теплота циркулирует внутри объема жидкости или газа.

Конденсация: процесс, в котором вещество переходит из газообразного в жидкое или твердое состояние.

Кремний N-типа: кремний, имеющий избыток отрицательных зарядов.

Кремний Р-типа: кремний, имеющий избыток положительных зарядов.

Крутящий момент: любая сила, стремящаяся привести тело во вращение.

🔝

Лазер: устройство, создающее мощный пучок светового излучения, имеющего только одну длину волны.

Лобовое сопротивление: сила трения, уменьшающая скорость движения тел в воздухе.

Люминисцеитное свечение: свет, получаемый путем возбуждения атомов газообразной ртути электрическим током; эти атомы затем испускают электромагнитное излучение, которое, попадая на фосфор, заставляет его светиться.

🔝

Магнетизм: сила притяжения или отталкивания, возникающая между двумя телами, молекулы которых ориентированы таким образом, что создают результирующее магнитное поле.

Магнитное поле: пространство, в котором ощущается действие сил притяжения и отталкивания магнита.

Масса: мера количества вещества в теле, определяемая его способностью сопротивляться ускорению.

🔝

Напряжение: сила, вызывающая ускорение электронов в замкнутой
проводящей цепи и создающая за счет этого электрический ток.

Подробнее читайте в статье

«Разность потенциалов»

Нейтрино: электрически нейтральная элементарная частица, масса которой ничтожно мала или равна нулю.

Нейтроны: элементарные частицы, составляющие вместе с протонами и электронами атомы веществ; нейтроны находятся в атомном ядре и не имеют электрического заряда.

Нить накала: топкая проволочка в лампах накаливания, излучающая свет при нагревании электрическим током.

Ньютон: Единица измерения силы в Международной Системе Единиц СИ. Названа в честь английского ученого Исаака Ньютона. Русское обозначение Н.
Международное обозначение N.

Один ньютон определяется как сила, изменяющая за 1 секунду скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с².

Обертон: звук, создаваемый стоячей волной, длина которой в целое число раз меньше длины волны основного тона.

Объектив: линза в некоторых типах телескопов, которая формирует изображение объекта, воспринимаемое глазом наблюдателя.

Объем: количественная мера пространства, занимаемого веществом.

Океан как источник энергии: метод получения электроэнергии путем испарения низкокипящей жидкости теплотой поверхностных слоев воды; получаемый пар используется для приведения во вращение турбины, соединенной с электрогенератором.

Окислитель: компонент ракетного топлива, содержащий необходимый для его сгорания кислород.

Окуляр: линза оптической системы, обращенная к глазу наблюдателя.

Опорная волна: пучок света, используемый при получении голограмм; падает на тот же участок фотопленки, что и предметная волна, но проходит мимо фотографируемого объекта.

Органическое топливо: любое вещество типа нефти, угля или природного газа, образовавшееся в результате разложения органических соединений миллионы лет назад.

Основное состояние: низший энергетический уровень электрона.

Основной тон: звук, соответствующий наибольшей длине волны стоячей волны; в музыкальных инструментах основной тон — это самый низкочастотный из создаваемых ими звуков.

Осциллоскоп: прибор, преобразующий звуковые волны в электрические сигналы и показывающий их на экране.

Ответные колебания: явление, в котором звуковые волны, создаваемые колеблющимся телом, например, камертоном, заставляют находящееся рядом идентичное тело также совершать колебания.

Отражение: свойство света или звука отражаться от встречных поверхностей.

Падение напряжения: уменьшение напряжения в цепи, связанное с прохождением электрического тока через сопротивление.

Парообразование: процесс перехода веществ из твердого или жидкого состояния в газообразное.

Передаточное отношение: это отношение числа зубьев или диаметров зубчатых колес, входящих в непосредственное зацепление или охваченных общей цепью.

Переменный ток: электрический ток, периодически изменяющий свое направление.

Плотность: отношение массы тела к его объему.

Позитрон: элементарная частица, имеющая такую же массу, как электрон, но обладающая положительным зарядом.

Полупроводник: материал, который подобно кремнию при одних условиях проводит электрический ток, а при других — нет.

Полюса магнита: концы магнита, называемые южным и северным полюсом и являющиеся участками, соответственно, входа и выхода силовых линий магнитного поля.

Поперечная волна: волна, в которой движение среды перпендикулярно направлению движения фронта волны.

Постоянный ток: электрический ток, текущий только в одном направлении.

Правило правой руки:

мнемоническое правило для определения направления векторного произведения. Подробнее читайте в статье

«Правило правой руки»

Предел упругости: максимальная сила, после снятия которой сжатая или растянутая пружина полностью восстанавливает свою первоначальную форму. Любая приложенная сила, превышающая предел упругости, вызовет остаточную деформацию пружины.

Предметная волна: пучок лазерного излучения, отраженный от фотографируемого объекта на фотопленку; используется при получении голограмм.

Преломление: свойство света или звука изменять свое направление при переходе из одной среды в другую.

Призма: устройство, раскладывающее белый свет на составляющие его цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Принцип относительности Галилея:

фундаментальный физический принцип для законов классической механики, один из принципов симметрии, согласно которому все физические процессы в
инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она
находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Принцип относительности Эйнштейна:

фундаментальный физический принцип, один из принципов симметрии, согласно которому все физические процессы в
инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она
находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Проводник: материал, проводящий электрический ток.

Протоны: элементарные частицы, составляющие вместе с нейтронами и электронами атомы веществ. Протоны находятся в атомном ядре и обладают положительным зарядом.

Пучность: точка, в которой стоячая волна имеет максимальную амплитуду.

🔝

Радиоактивность: энергия, высвобождаемая при распаде ядер атомов.

Ракетное топливо: вещество, создающее в результате сгорания тягу.

🔝

Сверхпроводимость: способность некоторых веществ при охлаждении до очень низких температур проводить электрический ток без сопротивления.

Свет: электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 0,000038 до 0,000076 см; такие длины волн воспринимаются человеческим глазом как цвета.

Свет лампы накаливания: свет, излучаемый нитью накала при ее разогреве электрическим током.

Сила Лоренца:
сила, с которой электромагнитное поле согласно классической (неквантовой) электродинамике действует
на точечную заряженную частицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на
движущийся со скоростью v, заряд q лишь со стороны магнитного поля, нередко же полную силу —
со стороны электромагнитного поля вообще, иначе говоря, со стороны электрического
E и магнитного B полей.

Подробнее об определении направления силы Лоренца читайте в статье

«Правило правой руки»

Скачок уплотнения: громкий шум, производимый быстрым расширением воздуха при движении тела со сверхзвуковой скоростью.

Соленоид: проволочная катушка, намотанная на ферромагнитный сердечник с целью использования в качестве электромагнита.

Солнечной энергии преобразование: процесс получения электричества из энергии солнца. Солнечное излучение может использоваться для превращения воды в пар, вращающий турбину, или для питания солнечных батарей.

Статическое электричество: накопленный телом электрический заряд, либо отрицательный (при избытке электронов), либо положительный (при их нехватке).

Сцинтилляционный счетчик: прибор, вырабатывающий электрический сигнал при попадании в него заряженной частицы.

🔝

Тембр: характерное звучание музыкального инструмента; определяется диапазоном тонов инструмента и материалами, из которых он изготовлен.

Температура: косвенная мера средней скорости колебаний молекул вещества.

Тепловая энергия: количественная мера внутренней энергии вещества; является суммой кинетической энергии молекул вещества, определяемой его температурой.

Теплопроводность: способность тел в той или иной степени проводить теплоту.

Теплота фазового перехода: энергия, необходимая для совершения фазового перехода в веществе.

Теплоэнергетика: способ производства электроэнергии, в котором теплота, выделяющаяся при сгорания органического топлива, превращает воду в пар; этот пар затем вращает лопаточное колесо турбины.

Точка кипения: температура, при которой вещество переходит из жидкого состояния в парообразное.

Точка перехода: температура, при которой проводник электричества полностью теряет сопротивление и становится сверхпроводником.

Транзистор: полупроводник, который может использоваться в качестве переключателя в электронных цепях.

Трение: сила, противодействующая относительному перемещению соприкасающихся тел.

Тяготения сила: сила, ответственная за взаимное притяжение разделенных масс. Сила тяготения между двумя телами пропорциональна массе этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

🔝

Угловой момент: мера вращательной энергии тела; величина углового момента зависит массы тела и угловой скорости его вращения.

Узел: точка, в которой стоячая волна имеет нулевую амплитуду.

🔝

Ферромагнитный материал: материал, который может быть намагничен, например, железо.

Фокальная точка: точка, в которой сходятся все световые лучи, отражающиеся от зеркала или проходящие через линзу.

Фокусное расстояние: расстояние от фокальной точки до центра линзы или зеркала.

Фосфор: химический элемент, испускающий видимый свет при возбуждении излучением.

Фронт волны: движущийся гребень волны.

🔝

Цепь: замкнутый контур, по которому течет электрический ток. Сопротивления в цепи могут быть соединены параллельно (в этом случае каждое сопротивление установлено в отдельной ветви цепи) и последовательно, т. е. друг за другом.

🔝

Частота: количество гребней движущейся волны, проходящих через данную точку за одну секунду.

🔝

Электричество: поле создаваемое заряженной частицей; стационарная частица создает статическое электричество, движущаяся — электрический ток.

Электродвижущая сила (напряжение): сила, вызывающая ускорение электронов в замкнутой проводящей цепи и создающая за счет этого электрический ток.

Электромагнит: магнит, изготовленный в виде катушки с током, охватывающей сердечник из ферромагнитного материала; электрический ток индуцирует в сердечнике магнитное поле.

Электромагнитная индукция: явление возникновения электрического тока в проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля.

Электромагнитное излучение: передача энергии при помощи электромагнитных волн (фотонов), движущихся со скоростью света; при своем распространении электромагнитные волны генерируют и электрическое, и магнитное поле. Энергия электромагнитной волны обратно пропорциональна длине волны излучения. Гамма-излучение имеет наивысшую энергию и самую короткую длину волны, далее, в порядке уменьшения энергии и увеличения длины волны идут: рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение и радиоволны.

Электроны: элементарные частицы, составляющие вместе с протонами и нейтронами атомы веществ. Электроны имеют отрицательный электрический заряд и вращаются по орбите вокруг атомного ядра.

Энергетический уровень: одна из орбит, на которой могут находиться электроны атома.

🔝

Ядерная энергия: энергия, выделяющаяся при радиоактивном распаде ядер атомов. Обычно используется для превращения воды в пар, который затем приводит во вращение турбину, соединенную с электрогенератором.

Ядро: центральная часть атома, вокруг которой движутся по орбите электроны; состоит из протонов и нейтронов.

А
Б
В
Г
Д
З
И
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Э

Другие словари:

Словарь по математике

Аббревиатуры ядерной энергетики

Термины RFID индустрии — на английском языке

Класс!ная физика — Класс!ная физика

Класс!ная физика

Подробности

Просмотров: 11627

«Класс!ная физика» переехала с «народа»!

«Класс!ная физика» — это сайт для тех, кто любит физику, учится сам и учит других.

«Класс!ная физика» — всегда рядом!

Интересные материалы по физике для школьников, учителей и всех любознательных.

Исходный сайт «Класс!ная физика» (class-fizika.narod.ru) с 2006 года входит в выпуски каталога «Образовательные ресурсы сети-интернет для основного общего и среднего (полного) общего образования», одобрено Министерством образования и науки РФ, Москва.

Читай, познавай, исследуй!
Мир физики интересен и увлекателен, он приглашает всех любознательных в путешествие по страницам сайта «Класс!ная физика».

Откуда берут начало и как связаны между собой различные области физики, что они изучают, и для чего они нужны — наглядная карта физики смотреть здесь

Физика и секреты художников

Тайны мумий фараонов и изобретения Ребрандта, подделки шедевров и секреты папирусов Древнего Египта — искусство скрывает в себе много тайн, но современные физики с помощью новых методов и приборов находят объяснения все большему числу удивительных секретов прошлого ……… читать

Азбука физики

Всемогущее трение

Оно — всюду, да куда без него и денешься?

А вот три помощника-богатыря: графит, молебденит и тефлон. Эти удивительные вещества, обладающие очень высокой подвижностью частиц, применяются в настоящее время в качестве великолепной твердой смазки ……… читать

Воздухоплавание

«Так поднимаются к звездам!» — начертано на гербе основателей воздухоплавания братьев Монгольфье.

Известный писатель Жюль Верн летал на воздушном шаре всего лишь 24 минуты, но это помогло ему создать увлекательнейшие художественные произведения ……… читать

Паровые двигатели

«Этот могучий исполин был трёхметрового роста: гигант с лёгкостью тянул фургон с пятерыми пассажирами. На голове у Парового Человека была труба дымохода, откуда валил густой чёрный дым … всё, даже лицо, было сделано из железа, и все это непрерывно скрежетало и грохотало…» О ком это? Кому эти дифирамбы? ……… читать

Тайны магнита

Фалес Милетский наделял его душой, Платон сравнивал его с поэтом, Орфей находил его подобным жениху…
В эпоху Возрождения магнит считали отображением неба и приписывали ему способность искривлять пространство. Японцы считали, что магнит — это сила, которая поможет повернуть к вам фортуну ……… читать

Все о Ваньке-встаньке

Читаем о знакомых нам с детства, но до сих пор удивляющих нас неваляшках, определяем центр тяжести и учимся сохранять равновесие.
У Ваньки, у Встаньки несчастные няньки: начнут они Ваньку укладывать спать, а Ванька не хочет, приляжет и вскочит, уляжется снова и вскочит опять ……… читать

Наш закон бутерброда

Кто же не знаком с философией знаменитого кота Матроскина: «Неправильно ты, дядя Федор, бутерброд намазываешь …»
А мы бутерброды не только правильно намазывали, мы их еще и с последнего этажа вниз бросали, и просто так, и с прокруткой, а потом ……… читать

Физика — Циклопедия

Гордон — Диалоги (№ 192). Язык физики

Гордон — Диалоги (№ 318). Философские основания физики

Физика — это первооснова классической философии, ныне объединяющая естественные науки системой математически выверенных теорий об устройстве целого мира. Основные из этих теорий проверены экспериментами с невообразимо высокой точностью. Творческие принципы физики таковы, что любые логически состоятельные свидетельства о неточностях и погрешностях теорий ведут к их итоговому уточнению и обобщению и, по заявлениям физиков и математиков, к пущей математической красоте научной картины мира.

«Физикой» также называют совокупность наиболее общих свойств и закономерностей окружающего мира, понятую как единое и известное целое, в отвлечении и независимо от конкретных происшествий, от истории. В таком смысле вымышленные миры, компьютерные симуляции, виртуальные интерактивные среды и тому подобное — могут иметь свою «физику», отличную от той, где действуют законы естественных наук.

Физика — отрасль науки, изучающая природу в самом общем смысле. Она изучает вещество, энергию и их конфигурации, стремясь, с одной стороны, к точности каждой из моделей наблюдаемых явлений, а, с другой стороны — к построению единой для всех экспериментальных наук системы закономерностей, которая была бы наиболее проста, но оттого и наиболее эффективна в вычислениях. Оба направления требуют теснейшего взаимодействия физики с математикой: та предоставляет единственную адекватную понятийную систему для описания количественных закономерностей, причем развитие математики в этом ключе было поначалу проведено именно с целью постановки и решения коренных задач естественной науки.

Знания физики лежат в основе всех естественных наук: химии, биологии, географии, астрономии. Открытие физических законов осуществляется на основе фактов, установленных опытным путем. Сами физические законы формулируются в виде количественных соотношений между физическими величинами. Особое значение в физике имеют законы сохранения, которые связаны с принципами симметрии пространства и времени.

[править] Древнейшие времена

С древних времен люди пытались понять поведение и свойства материи: почему предметы падают на землю, когда они теряют свою твёрдость, почему разные материалы имеют разные свойства и тому подобное. Тайной были также природа вселенной, сама форма Земли, поведение и движение Солнца и Луны. Различные теории пытались объяснить эти явления, но большинство из них не были подтверждены экспериментально. Однако были люди, которые выдвигали гипотезы и находили доказательства для них, и впоследствии в будущем эти законы стали основой физики.

Согласно Аристотелю, физика по сути абстрактна. Основными качествами материи являются две пары противоположностей: «теплое — холодное» и «сухое — влажное». Связь между «холодным и сухим» соответствует земле, «теплый — влажному» — воздух, «теплый — сухому» — огонь. Известные исследования Аристотеля по механике, акустике, оптике. Его знаменитая работа «Метафизика», которая начинает эпоху развития древних физико-механических наук.

Многие открытия и изобретения в области математики, физики и астрономии принадлежат Архимеду. В частности, Архимед построил полевую машину, винт, рычаг, блок, военную двигательную установку. Он заложил основы гидростатики (один из разделов механики). Он открыл закон действия жидкости и газа на погруженное в них тело (закон Архимеда).

Одним из основоположников современных представлений об атомно-молекулярном строении веществ физических тел является древний философ-материалист Демокрит. Согласно его идеям (называемым атомизмом), все тела, которые существуют в окружающем пространстве, состоят из мелких неделимых частиц — атомов.

[править] XVI—XVII века

Наука расширялась, приобретая прочную математическую и теоретическую базу. Были предложены разные теории, открыты фундаментальные законы. Появилась механическая картина мира, основу которой создали такие известные физики, как Галилео Галилей (1564—1642) и Исаак Ньютон (1643—1727). Именно поэтому в их честь классическую механику часто называют механикой Галилея — Ньютона. Но вместе с ними были заложены основы классической физики такими замечательными учеными, как Блез Паскаль (1623—1662), Эванджелиста Торричелли (1608—1647), Эдм Мариотт (1620—1684), Роберт Бойл (1627—1691), Роберт Гук (1635—1703), Кристиан Гюйгенс (1629—1695) и другие.

Итальянский физик и астроном Галилео Галилей доказал постоянную ускорения свободного падения, первым установив законы движения по инерции (которая стала основой для закона инерции Ньютона). В 1609 году он построил первый телескоп. Он изобрел термоскоп (прообраз термометра), разработал гидростатические весы, подтвердил гелиоцентрическую систему вселенной Коперника. Благодаря Галилею физика возникла как наука.

В 1643 году итальянский физик и математик Эванджелиста Торричелли обнаружил существование атмосферного давления. Изобрел ртутный барометр. Он сформулировал закон движения жидкости через отверстия сосуда и вывел формулу скорости потока (формула Торричелли).

В 1653 году французский математик, физик и философ Блез Паскаль открыл основной закон гидростатики (закон Паскаля). Его работа подтвердила существование атмосферного давления и его зависимость от высоты. Также доказано, что воздух имеет вес.

В 1676 году известный английский физик и математик Роберт Гук сформулировал закон зависимости модуля силы упругости от абсолютной деформации тела при упругих деформациях (закон Гука) в своей анаграмме «Uttension sic vis» («Как напряжение, так сила»).

В своей знаменитой фундаментальной работе по физике «Математические основы естественной философии» (1687 г.) великий английский ученый, физик, математик и астроном Исаак Ньютон сформулировал открытые им законы гравитации и основные законы механики (первый, второй и третий законы Ньютона, или закон инерции, основной закон динамики и закон действия и противодействия соответственно). Он посвятил большую часть своей работы изучению трения, создал физическую картину мира и сделал много открытий в оптике.

[править] XVIII—XIX века

18 век был богат на значительные открытия в области термодинамики. В 1733 году Даниил Бернулли, используя статистические методы классической механики, получил ряд результатов в кинетической теории газов, что привело к развитию статистической механики.

В середине XIX века Уильям Томпсон (лорд Кельвин) и Рудольф Клаузиус заложили основы термодинамики. В 1847 году Юлиус Майер и Джеймс Джоуль сформулировали общий закон сохранения энергии.

Электричество и магнетизм изучали Фарадей, Ом и другие ученые. В 1855 году Максвелл объединил два явления в единую теорию электромагнетизма, описав их уравнениями. Из этой теории следует, что свет — это электромагнитная волна.

В 1895 году Рентген обнаружил рентгеновское излучение, очень высокочастотное электромагнитное излучение, которое побудило изучать радиоактивность, которая была открыта в 1896 году Анри Беккерелем и исследована Пьером и Марией Кюри, а также другими исследователями. Это заложило основы для новой области — ядерной физики.

В 1897 году Джозеф Томсон открыл электрон, один из основных носителей заряда. В 1904 году он предложил первую модель атома (существование атомов было предсказано Джоном Далтоном в 1808 году).

[править] XX—XXI века

В 1905 году Альберт Эйнштейн сформулировал основные принципы теории относительности и создал новую релятивистскую теорию гравитации. Он был одним из ученых, стоявший у истоков квантовой физики.

В 1911 году Эрнест Резерфорд провел серию экспериментов по рассеянию альфа-частиц и доказал существование компактного, положительно заряженного ядра атома. Нейтрально заряженные нейтронные частицы были открыты Джеймсом Чедвиком в 1932 году.

В начале XX в. Планк, Эйнштейн, Бор и другие объяснили аномалии, обнаруженные в экспериментах (которые были признаны проявлениями квантовой природы материи), а затем ввели понятие дискретных уровней энергии. В 1925 году Гейзенберг и Шредингер сформулировали основные принципы квантовой механики, которые включали в себя ранее приобретенные знания о квантовом мире и объяснили результаты многих экспериментов. В квантовой механике физические измерения имеют вероятностный характер.

Квантовая механика разработала теоретические методы для изучения свойств твердых тел и жидкостей, включая такие явления, как кристаллическая структура, проводимость, сверхпроводимость и сверхтекучесть. Среди пионеров в этой области физики выделяется Блох, который смог объяснить поведение электронов в кристаллических структурах.

Во время Второй мировой войны все воюющие стороны проводили интенсивные исследования в области ядерной физики, стремясь создать атомную бомбу. Усилия немцев оказались безуспешными, но Манхэттенский проект достиг своей цели. В Америке в 1942 году команда под руководством Ферми достигла первой искусственной ядерной цепной реакции, а в 1945 году в Нью-Мексико произошел первый ядерный взрыв.

В середине XX в. электромагнитное взаимодействие было описано. Квантовая теория поля легла в основу современной теории частиц, которая занимается изучением фундаментальных сил природы и элементарных частиц. В третьей четверти 20 в. Янг и Миллс успешно описали все известные частицы в это время.

[править] Основные принципы и понятия

Покуда физика стремится к наикратчайшему описанию наиболее широкого набора данных, то практическое применение её ограничено лишь сложностью, но, с другой стороны — может быть проверено на деле, как экспериментальное произведение прикладной физики, — технического искусства.

Основные электрические величины и единицы их измерения

Рассмотрим основные электрические величины, которые мы изучаем сначала в школе, затем в средних и высших учебных заведениях. Все данные для удобства сведем в небольшую таблицу. После таблицы будут приведены определения отдельных величин, на случай возникновения каких-либо непониманий.

Существуют десятичные приставки, которые используются в названии величины и служат для упрощения описания. Самые распространенные из них: мега, мили, кило, нано, пико. В таблице приведены и остальные приставки, кроме названных.

Сила тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой.

Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c

В практике встречаются

1кА = 1000А

1мА = 0,001А

1мкА = 0,000001А

Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В).

1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер.

1В=1Вт/1А.

В практике встречаются

1кВ = 1000В

1мВ = 0,001В

Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная.

1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В.

Из школьного курса физики все мы помним формулу для однородного проводника постоянного сечения:

R=ρlS – сопротивление такого проводника зависит от сечения S и длины l

где ρ – удельное сопротивление материала проводника, табличная величина.

Между тремя вышеописанными величинами существует закон Ома для цепи постоянного тока.

Ток в цепи прямо пропорционален величине напряжения в цепи и обратно пропорционален величине сопротивления цепи – закон Ома.

I=U/R

Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд.

Емкость измеряется в фарадах (1Ф).

1Ф = 1Кл/1В

1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл.

В практике встречаются

1пФ = 0,000000000001Ф

1нФ = 0,000000001Ф

Индуктивность – это величина, характеризующая способность контура, по которому протекает электрический ток, создавать и накапливать магнитное поле.

Индуктивность измеряется в генри.

1Гн = (В*с)/А

1Гн – величина, равная ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении величины тока в контуре на 1А в течение 1секунды.

В практике встречаются

1мГн = 0, 001Гн

Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению.

Электропроводность измеряется в сименсах.

1См = Ом^-1

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Самое популярное

Физика

Найти

Войти
Регистрация

Видео

Тесты

Английский язык

Математика

Алгебра

Геометрия

Химия

Русский язык

Литература

География

Биология

Обществознание

Физика

История

Информатика

Все предметы

концепций гиперфизики

концепций гиперфизики

О HyperPhysics

Обоснование развития

HyperPhysics — это среда исследования концепций в физике, в которой используются концептуальные карты и другие стратегии связывания для облегчения плавной навигации. По большей части он разбит на небольшие сегменты или «карточки», как и его первоначальная разработка в HyperCard. Вся среда связана между собой тысячами ссылок, напоминающих нейронную сеть.Нижняя панель каждой карты содержит ссылки на основные концептуальные карты для разделов физики, а также функцию «вернуться назад», позволяющую вам проследить путь исследования. Боковая панель содержит ссылку на обширный указатель, который сам состоит из активных ссылок. Эта боковая панель также содержит ссылки на соответствующие концептуальные карты. Смысл таких концептуальных карт состоит в том, чтобы обеспечить визуальный обзор концептуально связанного материала, и есть надежда, что они дадут некоторые ответы на вопрос «Куда мне идти дальше?».Если вам нужно дополнительное объяснение концепций, лежащих в основе текущего содержимого карты, или вам нужны приложения, которые выходят за его рамки, карта концептов может помочь вам найти нужную информацию.

Частично цель этой среды исследования — предоставить много возможностей для численного исследования в форме активных формул и стандартных задач, реализованных в Javascript. Активное изучение физики обычно приводит вас к чему-то, что требует количественной оценки, и есть надежда, что многие вычисления с использованием Javascript дадут много возможностей ответить «Что, если.. «тип вопросов.

Новый контент для HyperPhysics будет публиковаться по мере его разработки. Намерение состоит в том, чтобы поддерживать весь проект HyperPhysics в сети в стабильных местах, чтобы ссылки на него могли быть установлены с уверенностью, что они будут там в течение длительного периода времени. По мере того, как базовый этап приближается к завершению, автора интересуют расширения в конкретных прикладных областях. Если вы заинтересованы в разработке конкретных материалов для специализированного курса, вы можете рассмотреть возможность создания его на этой основе со ссылками на HyperPhysics, чтобы обеспечить базовую концептуальную основу.Весь проект HyperPhysics может быть доступен на кроссплатформенном DVD или USB-накопителе, поскольку он останется совместимым со стандартными веб-браузерами.

Ресурс, который был инициирован как ресурс для местных учителей физики средней школы, которых я преподавал, превратился в широко используемый веб-сайт по всему миру.

На сегодняшний день

версий на CD или DVD разосланы в 86 стран, а переводы на немецкий, итальянский, китайский и эспаол лицензированы и находятся в стадии реализации.

Соблюдайте авторские права

HyperPhysics (© C.R. Nave, 2017) — это
постоянно развивающаяся база
учебный материал по физике.Это не бесплатное или условно-бесплатное ПО. Его нельзя копировать или зеркалировать без разрешения. Автор открыт для предложений по его использованию в некоммерческих учебных целях. Общая цель состояла в том, чтобы разработать обширную исследовательскую среду, которая могла бы быть полезна студентам и учителям.

Наличие на DVD или CD

Если вам интересно, все текущее содержимое HyperPhysics может быть предоставлено вам на кроссплатформенном DVD или USB-накопителе по цене 50 долларов. Доступ к нему можно получить с Mac или ПК с помощью веб-браузера точно так же, как вы получаете доступ к нему в Интернете. В настоящее время это означает отсутствие полдюжины фильмов Quicktime, которые поучительны, но не важны для содержания. Поступления от DVD покрывают расходы на предоставление веб-сайта для бесплатного индивидуального использования в Интернете по всему миру.Дальнейшее развитие среды HyperPhysics также поддерживается DVD. Проект HyperPhysics оставался свободным от университетской или коммерческой финансовой поддержки, чтобы сохранить свободу его гибкого развития. В рекламе было отказано, поскольку это противоречит образовательной цели сайта.

HyperPhysics на DVD распространяется для индивидуального использования и не дает права копировать или распространять материалы с DVD. Одно из положений этого предложения состоит в том, что его нельзя открывать во всемирной паутине с вашего компьютера, выступающего в качестве сервера.Зеркальные сайты в сети запрещены. Предоставление его в Интернет только с одного главного сервера важно для проверки ошибок в процессе разработки.

При распределении понимается, что если вы внесете свой вклад
существенный контент, который будет добавлен к материалу (например, текст, графика, изображения и т. д.)
и он включен в HyperPhysics, ваш вклад будет признан
о добавленном материале, и вам будет отправлена ​​следующая версия DVD
бесплатно в качестве компенсации.

При копировании и изменении материала
для личного использования или использования в учебных целях допускается в соответствии с условиями настоящего
предложения, все права на материал защищены, и никакая часть материала не может быть воспроизведена в каких-либо коммерческих целях. Распространение среди студентов за плату для покрытия расходов может быть согласовано с автором. Целью предложения является улучшение преподавания физики и астрономии, и использование материалов, которые носят исключительно образовательный характер, будет быстро согласовано без дополнительных затрат.

изображений НАСА и других изображений, являющихся общественным достоянием, были загружены с
Интернет и может быть свободно использован. Остальные изображения являются собственностью
автор и защищены авторским правом, если иное не указано в титрах
в отдельных документах.

Сервер HyperPhysics расположен в Университете штата Джорджия и использует сеть университета. HyperPhysics предоставляется бесплатно для всех классов факультета физики и астрономии через внутренние сети.Права интеллектуальной собственности и ответственность за точность полностью принадлежат автору, доктору Роду Нейву.

Quicktime является товарным знаком Apple Computer Corporation.

Гиперфизика

Добро пожаловать в PhysicsLAB!

Ресурсы по физике »NZQA

Физические движки с открытым исходным кодом

Создание правдоподобных миров с открытым исходным кодом

М.Тим Джонс
Опубликовано 7 июля 2011 г.

Физический движок — симулятор, используемый для создания виртуального
окружающая среда, включающая в себя законы физического мира.Этот виртуальный
окружающая среда может включать объекты с приложенными к ним сопутствующими силами
(например, гравитация) в дополнение к взаимодействиям между объектами, например
столкновения. Физический движок имитирует ньютоновскую физику в смоделированном
окружающей среды и управляет этими силами и взаимодействиями.

Одно из самых разрекламированных приложений физического движка —
индустрия развлечений и игр (см. рис. 1), где
физический движок обеспечивает симуляцию игровой среды в реальном времени
(включая игрока и другие предметы, которые могут присутствовать).До
их использование в играх, физических движках нашло применение в
научная область, от крупномасштабного моделирования небесных тел до
моделирование погоды, вплоть до мелкомасштабного моделирования
визуализировать поведение наночастиц и связанных с ними сил.

Рис. 1. Физический движок в контексте
игровое приложение

Одно из ключевых различий между этими приложениями состоит в том, что хотя они ориентированы на игры
физические движки ориентированы на приближения в реальном времени, научное разнообразие
уделяет больше внимания точным вычислениям для повышения точности.Научный
физические движки могут полагаться на суперкомпьютеры для обработки исходных данных
емкость, где движки игровой физики могут работать на значительно большем
платформы с ограниченными ресурсами (например, портативные игровые устройства и мобильные
телефоны). Двигатели игровой физики уменьшают симуляцию, избегая таких
вещи как броуновское движение, что, в свою очередь, сводит к минимуму обработку
сложности моделирования. Разнообразие математики и физики
концепции, встроенные в эти движки, выходят за рамки данной статьи,
но вы можете найти ссылки на дополнительную информацию в разделе Ресурсы.

Существует множество типов игровой физики, в зависимости от требований,
хотя все это вариации на одну тему. В играх можно найти
физика тряпичной куклы (которые моделируют поведение сложной
шарнирная система) и системы частиц (которые моделируют
поведение многих мелких и крупных частиц в ответ на такие события, как
взрыв). Одним из первых программных физических движков был ENIAC.
компьютер, который использовался для моделирования артиллерийских снарядов с учетом переменных
масса, угол, тяга и ветер.Википедия предоставляет интересный
введение в это приложение — см. ссылку в разделе Ресурсы.

Открытый исходный код
options

Одно из основных применений физических движков (в частности, реального времени и
разновидность низкой точности) находится в разработке времени выполнения игры. На основе
популярность этих программных фреймворков, существует много открытого исходного кода
варианты на выбор. В этой статье рассматриваются некоторые из доступных открытых
источник физических движков и иллюстрирует их использование в простых приложениях.

Box2D

Box2D — простой физический движок, имеющий широкое применение. Это было изначально
разработан Эрин Катто как демонстрационный движок для физики
презентация на конференции разработчиков игр в 2006 году. Box2D был
первоначально назывался Box2D Lite , но двигатель был расширен до
улучшите API и включите непрерывное обнаружение столкновений.
Box2D написан на C ++ , и продемонстрирована его переносимость.
платформами, на которых он используется (Adobe® Flash®, Apple iPhone
и iPad, Nintendo DS и Wii, а также Google Android).Box2D предоставляет
физика, лежащая в основе ряда популярных портативных игр, в том числе Angry
Птицы и Crayon Physics Deluxe.

Box2D обеспечивает моделирование твердого тела, поддерживая геометрические формы, такие как
круги или многоугольники. Box2D может соединять формы с помощью суставов и даже включает
шарнирные двигатели и шкивы. В Box2D двигатель может применять гравитацию и
трение при управлении обнаружением столкновений и
динамика.

Box2D определяется как многофункциональный API, который предоставляет множество услуг. Эти
услуги позволяют определять мир, населенный множеством
объекты и атрибуты. Определив объекты и атрибуты, вы следующим
моделировать мир в дискретных временных шагах. Этот образец приложения (на основе
в примере приложения Эрин Катто) исследует коробку, брошенную в мир
с гравитацией.

Пример Box2D

В листинге 1 показан процесс создания простого
мир занят ящиком (в восходящем импульсе) и земной плоскостью.Вы определяете мир и вектор гравитации для мира, используя гравитацию
и мировые функции. истинный параметр для мира просто
говорит, что это спящее тело и поэтому не требует моделирования.

Определив мир, вы указываете тело земли в этом мире и
свое положение. Земля — ​​это статичный ящик, который Box2D знает,
потому что коробка имеет нулевую массу (по умолчанию) и поэтому не сталкивается
с другими предметами.

Затем создайте свое динамическое тело с положением, исходным линейным.