Tento článok sa zaoberá trením a elektrickým nábojom vo fyzikálnom experimente, vrátane metód merania, vlastností a aplikácií. Priblížime si teoretické základy, experimentálne postupy a praktické využitie týchto javov.
Elektrický prúd
Elektrický prúd je fyzikálna veličina. Značka elektrického prúdu je I. Je to usporiadaný pohyb elektrického náboja. Voľné elektróny vytvárajú v kovovom vodiči elektrický oblak. Voľné elektróny sa vo vodiči pohybujú chaoticky všetkými smermi. Hoci sa elektrický náboj pohybuje, zo štatistického hľadiska sa rovnaké množstvo elektrického náboja pohybuje jedným i druhým smerom a teda nejde o usporiadaný pohyb elektrónov a nejedná sa o elektrický prúd.
Ak konce vodiča pripojíme k zdroju elektrického napätia, elektróny sa začnú pohybovať ku kladnému pólu zdroja. Naďalej budú vykonávať aj chaotický tepelný pohyb, ale vo vodiči bude aj usporiadaná zložka tohto pohybu. Vznikne usporiadaný pohyb elektrického náboja, ktorý nazývame elektrický prúd. Na elektróny pôsobí príťažlivá sila, pohybujú sa zrýchlene, ale často narazia do atómov vodiča a ich pohyb sa spomalí.
Keď do nádoby nalejeme destilovanú vodu (chemicky čistú vodu) a ponoríme do nej elektródy pripojené na zdroj elektrického napätia, obvodom nebude prechádzať elektrický prúd. Na dvoch koncoch trubky je väčší potenciálu na jeho koncoch.
Jednoduchý elektrický obvod môžeme vytvoriť zo zdroja elektrickej energie, napr. batérie a spotrebiča, napr. žiarovky. Elektrickým obvodom prechádza elektrický prúd, ak je obvod uzavretý a je v ňom zapojený zdroj elektrickej energie.
Prečítajte si tiež: Elektrický náboj trením
Elektrický odpor
Elektrický odpor je fyzikálna veličina. Značka R. Je to podiel elektrického napätia a elektrického prúdu. vodič kladie elektrickému prúdu určitý odpor. ohm.
Keď zapojíme dva rezistory s odpormi do série (za sebou), výsledný odpor je súčtom jednotlivých odporov. Keď ich zapojíme paralelne (vedľa seba ), výsledný prúd je súčtom prúdov, ktoré by pretekali v samostatných obvodoch.
Na kreslenie elektických obvodov (schém) sa používajú medzinárodne dohodnuté symboly elektrotechnických súčiastok.
Trenie
Zo skúsenosti vieme, že ak máme teleso v tvare valca, musíme vynaložiť oveľa menšiu silu, keď ho kotúľame po plášti, než keď ho tlačíme alebo ťaháme po základni. Ak na premiestnenie po tej istej dráhe vynaložíme väčšiu silu, vykonáme väčšiu prácu a teda minieme viac energie. Preto sa snažíme čo najviac minimalizovať trenie. Ušetríme tým vynaloženú prácu a v dôsledku toho, znížime náklady na rovnaký výsledný efekt.
Veľkosť oboch síl závisí od materiálov podložky a trecej plochy telesa. Sila, ktorú sme merali, nazývame trecia sila a tento fyzikálny jav nazývame trenie. Trenie v pokoji je pokojové trenie, trenie v pohybe je šmykové trenie.
Prečítajte si tiež: Naša recenzia Karell CB-50
Tepelná kapacita
Ak máme dve telesá, jedno teplejšie a druhé chladnejšie, ak sú tieto telesá v kontakte, dôjde k tepelnej výmene, teplejšie teleso odovzdá teplo chladnejšiemu a chladnejšie teleso príjme teplo od teplejšieho. Ak prijaté teplo označíme a odovzdané teplo a telesá si nevymieňajú teplo s prostredím, platí kalorimetrická rovnica: . Množstvo prijatého tepla sa rovná množstvu odovzdaného tepla.
Tepelná kapacita telesa je množstvo tepla, ktoré je potrebné na zohriatie telesa o jeden stupeň celzia. Tepelnú kapacitu telesa označujeme veľkým . Množstvo tepla, ktoré teleso prijme alebo odovzdá pri tepelnej výmene závisí od jeho tepelnej kapacity a rozdielu teplôt . , kde je pôvodná teplota telesa a je konečná teplota telesa. Tepelná kapacita telesa rastie s jeho hmotnosťou. Koľkokrát je hmotnosť telesa z tej istej látky väčšia, toľkokrát je väčšia jeho tepelná kapacita.
Hmotnostná tepelná kapacita látky je množstvo tepla potrebné na zohriatie 1 kg látky o jeden stupeň celzia. Označujeme ju malým . Hmotnostnú tepelnú kapacitu jednotlivých látok nájdeme v matematicko fyzikálno chemických tabuľkách.
Svetlo a šošovky
Viditeľné svetlo alebo len svetlo je elektromagnetické vlnenie s vlnovou dĺžkou približne 390 nm až 760 nm (nanometer je jedna miliardtina metra). Svetlo sa v homogénnom (rovnorodom) prostredí šíri priamočiaro.Ak máme veľmi malý zdroj svetla (bodový zdroj svetla) uzavretý v nepriehľadnej schránke, na ktorej je kruhový otvor, svetlo uniká iba týmto otvorom a vytvára svetelný kužeľ, ako je na obrázku hore, tento svetelný kužeľ môžeme vidieť, pokiaľ sú vo vzduchu drobné prachové častice.
Šošovka je homogénne izotropné prostredie, ohraničené dvoma guľovými plochami alebo guľovou plochou a rovinou. Je to predmet z priehľadného materiálu slúžiaci v optike alebo v iných prípadoch na ovplyvnenie šírenia svetla v širšom zmysle, t. j. Šošovky sú najčastejšie sklenené, ale na ich výrobu sa bežne používajú aj plasty. Materiál šošovky je charakterizovaný indexom lomu, ktorý je vždy väčší ako jedna, a indexom absorpcie, ktorý je pre vlnové dĺžky v rozsahu použiteľnosti šošovky blízky nule. Najjednoduchší opis šírenia lúčov šošovkou poskytuje geometrická optika.
Prečítajte si tiež: Sprievodca výberom elektrických zásobníkov
Najstaršia zmienka o šošovke pochádza z Aristofanovej divadelnej hry Oblaky, kde vystupovala ako zapaľovacie sklíčko. Na obrázku v pravo sú rôzne tvary šošoviek. Spojka je uprostred hrubšia ako na okrajoch a má aspoň jeden vypuklý povrch.