Формулы 9 класс:(x,у - обозначает проекции величин на оси х,у; Х,У - координаты точки)

1) Перемещение тела: Sx= Х-Х0

2) Координата тела: Х=Х0+Sx

3)Уравнение прямолинейного равномерного движения: Х = Х0 +Vx*t

4) Ускорение: ax =(vx-vox)/t

5)скорость при равноускоренном движении: vx =vox +ax*t

6)перемещение при равноускоренном движении: Sx = v0x*t + ax*t^2/2, уравнение прямолинейного равноускоренного движения: Х=Х0+v0x*t + ax*t^2/2,

7)перемещение тела за n-ую секунду движения: Sn=n*n*S1, где S1 =a*t1^2/2 -перемещение тела за время равное 1с

8)Второй закон Ньютона: a=F/m, где F - равнодействующая сила

9)Третий закон Ньютона: при взаимодействии тел F1 =-F2

10)Cвободное падение тела: vу = v0у +gу*t,  Sу=v0у*t +gу*t^2/2, У = У0+ v0у*t +gу*t^2/2

Теория:

В XIX веке независимо друг от друга, англичанин Д. Джоуль и россиянин Э. Ленц изучали нагревание проводников электрическим током и опытным путём обнаружили закономерность: количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Силами других учёных было выяснено, что это утверждение справедливо для любых проводников: твёрдых, жидких, газообразных. Поэтому закономерность получила название закон Джоуля-Ленца:

Справа показана схема установки, при помощи которой можно экспериментально проверить закон Джоуля–Ленца. Разделив напряжение на силу тока, по формуле R=U/I вычисляют сопротивление. Термометром измеряют повышение температуры воды. По формулам Q=I²Rt и Q=cmΔt° вычисляют количества теплоты, которые должны быть равны друг другу (с учётом погрешностей).

Для тех, кто интересуется физикой более глубоко, специально заметим, что закон Джоуля–Ленца можно получить не только экспериментально, но и вывести теоретическим путём, используя знакомые нам формулы.

Мы получили сразу две новые формулы; выясним их физический смысл.

Левая формула A=I²Rt похожа на формулу закона Джоуля–Ленца, однако в левой её части стоит работа тока, а не количество теплоты. Что даст нам право считать эти величины равными? Для этого мы вспомним первый закон термодинамики (см. § 6-з) и выразим из него работу.

ΔU  =  Q + A       следовательно       A  =  ΔU – Q

Здесь ΔU – это изменение внутренней энергии нагреваемого током проводника; Q – количество теплоты, отданное проводником (на это указывает знак «–» впереди); A – работа, совершённая над проводником. Выясним, что это за работа.

Сам проводник неподвижен, но внутри него движутся электроны, наталкиваясь на ионы кристаллической решётки и передавая им часть своей кинетической энергии. Чтобы поток электронов не ослабевал, силы электрического поля должны постоянно совершать работу. Поэтому A – работа электрического поля по перемещению электронов проводника.

Обсудим теперь величину ΔU применительно к проводнику, в котором начинает идти ток. Проводник будет нагреваться, и его внутренняя энергия будет увеличиваться. По мере нагрева будет возрастать разность между температурами проводника и окружающей среды. Согласно закономерности Ньютона (см. § 6-л), будет расти мощность теплоотдачи. Вскоре это приведёт к тому, что температура проводника перестанет увеличиваться. И с этого момента внутренняя энергия проводника перестанет изменяться, то есть величина ΔU станет равной нулю.

Первый закон термодинамики для этого состояния запишется: A = –Q. Словами: если внутренняя энергия проводника не меняется, то работа тока полностью превращается в теплоту. Используя этот вывод, запишем все три формулы для вычисления работы тока в других видах:

Эти формулы мы пока будем считать равноправными. Позднее мы узнаем, что средняя формула справедлива всегда (поэтому и носит название закона), а две крайние – только при определённых условиях (которые мы сформулируем в старших классах).

Практика:

1.  Вычислите работу, совершенную за 10 мин током мощностью 25 Вт. (15 кДж)

2.    Мощность, потребляемая из сети электрокамином, равна 0,98 кВт, а сила тока в цепи 7,7 А. Определите величину напряжения на зажимах электрокамина. (127 В)

3.   В электроприборе за 45 мин током 5 А совершена работа 162 кДж. Определите сопротивление прибора. (2,4 Ом)

4.Известно, что безопасным для человека является постоянный ток 100 мкА. Какое количество теплоты выделится за 1 мин в теле человека при прохождении тока от конца одной руки до конца другой руки (при сухой коже), если сопротивление этого участка равно 15000 Ом?

5 .  Какое количество теплоты выделит проводник за 5 секунд, если его сопротивление 25 Ом, а сила тока в цепи 2 А?

6.  Какое количество теплоты выделится в нити накала электрической лампы за 10 минут, если при напряжении 5 В сила тока в ней 0, 2 А?

7.Две электрические лампы, мощности которых 60 Вт и 100 Вт, рассчитаны на одно и то же напряжение. Сравните длины нитей накала обеих ламп, если их диаметры одинаковы.

8.Из-за испарения и распыления материала с поверхности нити накала лампы нить становится тоньше. Как это отражается на потребляемой мощности?

9.Почему спирали электронагревательных приборов делают из материала с большим удельным сопротивлением?  Спираль нагревательного прибора – рефлектора при помощи шнура и вилки соединяется с розеткой. Шнур состоит из проводов, подводящих ток к спирали, покрытых изоляцией. Спираль и провода соединены последовательно. Как распределяется подаваемое от сети напряжение между проводами и спиралью? Почему спираль раскаляется, а провода практически не нагреваются? Какими особенностями устройства спирали и проводов достигается эта разница?

10.В каком из двух резисторов мощность тока больше при последовательном  и  параллельном  соединении? Во сколько раз больше, если сопротивления резисторов R1 = 10 Ом и  R2 = 100 Ом?

 11.На двух лампочках написано «220 В, 60 Вт» и «220 В, 40 Вт». В какой из них будет меньше мощность тока, если обе лампы включить в сеть последовательно? Какова мощность тока в каждой из лампочек при последовательном включении, если напряжение в сети равно 220 В? 

12.Последовательно с электрическим звонком включена лампа мощностью 60 Вт. Звонок работает тихо. В вашем распоряжении две лампы мощностью 25 и 100 Вт. Какой из них нужно заменить 60-ваттную лампу, чтобы усилить звук? 

13.Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода закипает через  t1 = 12 мин, при включении другой – через  t2 = 24 мин. Через какое время закипит вода в чайнике, если включить обе обмотки параллельно? Последовательно? Теплообмен с воздухом не учитывайте.