9. osztályos fizika anyag összefoglaló tétel
A konzervatív erőtérben mozgó testnek tehát van potenciális és mozgási energiája.
DEmozg + DEpot = 0. Ez a mechanikai energia megmaradásának tétele.
Ha egy testre csak konzervatív erők hatnak, a test helyzeti és mozgási energiájának összege állandó.
A hatásfok
A munkavégzés hatásfoka a hasznos és az összes befektetett munka hányadosa. h = Wh/Wö.
A definícióból látható, hogy dimenzió nélküli mennyiség; nulla és egy közé eső szám, amelynek 100-szorosa százalékban adja meg a hatásfok értékét.
Egyenletes forgómozgás
Egyenletes forgómozgás esetén a test szögelfordulása arányos a szögelfordulás idejével
Egyenlettel kifejezve: Da = w´Dt
Da = szögelfordulás
Dt = a szögelfordulás ideje
w = a szögsebesség
Forgómozgásnál a tengelytől távolabbi pontok sebessége nagyobb, ezért a forgómozgás leírására a sebesség nem alkalmas. Helyette a szögsebességet használjuk, amely a test minden pontjára azonos. Használjuk még a periódusidőt, amelyet itt is T-vel jelölünk, valamint a fordulatszámot, jele: n vagy f.
T = 1/n; w = 2p/T = 2p´ n.
Egyenletesen változó forgómozgás
Ha a test szögelfordulása arányos az idő négyzetével, akkor mozgása egyenletesen változó forgómozgás.
Az a/t2 állandó. Az egyenes vonalú egyenletes mozgásnál látottak szerint eljárva levezethető a pillanatnyi szögsebesség, amely arányos lesz az idővel. Az arányossági tényezőt b-val jelöljük, és szöggyorsulásnak nevezzük. Mértékegysége: 1/s2.
Abban az esetben, ha a test álló helyzetből indul, az egyenletesen változó forgómozgást leíró összefüggések a következők:
a = b/2 ´ t2
w = w0±b´ t
b = állandó
A forgómozgás alaptörvénye
A merev testre ható forgatónyomaték (M) és az általa létrehozott szöggyorsulás (b) egyenesen arányos. Ez a forgómozgás alaptörvénye.
Egyenlettel: M = q´b; ahol q a forgó test forgási tehetetlensége, amit tehetetlenségi nyomatéknak nevezünk. Mértékegysége: kg ´ m2.
Tömegpont esetén: q = m ´ r2, ahol r a tömegpont tengelytől mért távolsága
A tehetetlenségi nyomaték meghatározását segíti a Steiner-tétel.
Ha ismert az m tömegű test q tkp tehetetlenségi nyomatéka valamely, a tömegközéppontján átmenő tengelyre, akkor a vele párhuzamos, tőle s távolságra lévő tengelyre a tehetetlenségi nyomaték.
q = qtkp + m ´ s2
Folyadékok és gázok mechanikája
A folyadékok legszembetűnőbb tulajdonsága, hogy gravitációs térben mindig fölveszik a tárolóedény alakját, tehát önálló alakjuk nincs. Ez azért van, mert a folyadékokban, egyensúlyi állapotban nem lép fel olyan nyírófeszültség, amely megakadályozná a folyadékrétegek elcsúszását. A folyadékok gyakorlatilag összenyomhatatlanok.
A nyomás egyenletes terjedése folyadékokban
Pascal törvénye
Zárt térben lévő nyugvó folyadékban vagy gázban a külső erő által létrehozott nyomás minden irányban gyengítetlenül terjed.
Pascal törvényének egyik gyakorlati alkalmazása a hidraulikus sajtó. A hidraulikus sajtó az erőkifejtés megsokszorozásának eszköze. Ezen az elven működnek, pl. a járművek fékberendezései és a hidraulikus emelők.
A hidrosztatikai nyomás
A nyugvó folyadékok belsejében a nehézségi erő hatására alakul ki a hidrosztatikai nyomás. Ennek értéke a folyadék sűrűségétől, a nehézségi gyorsulástól és a folyadék felszínétől mért függőleges mélységtől függ.
Kiszámítása: Ph = r´ g ´ h
Ez a nyomás csak a folyadék nyomása. A légnyomást is figyelembe véve, a nyomás.
Kiszámítása: p = po + r´ g ´ h.
A felhajtóerő és Arkhimédész törvénye
Folyadékba merülő testekre hat egy felfelé irányuló erő, amely a folyadékban uralkodó hidrosztatikai nyomásból származik. Ez az erő a felhajtóerő.
Arkhimédész törvénye
Folyadékba vagy gázba merülő testre a test által kiszorított folyadék vagy gáz súlyával egyenlő nagyságú felhajtóerő hat.
Ha a folyadék belsejében tartott szilárd testet elengedjük mozgásának irányát a ráható nehézségi, és felhajtóerő eredője szabja meg.
A test süllyed, ha: m ´ g > Ff
A test lebeg, ha: m ´ g = Ff
A test emelkedik, ha: m ´ g < Ff
Mivel m ´ g = rt´ V ´ g, a test és a folyadék sűrűségének ismeretében is megadható.
A test süllyed, ha: rt > rf
A test lebeg, ha: rt = rf
A test emelkedik, ha: rt < rf
Az emelkedő test elérve a felszínt a folyadékból kiemelkedik, ekkor azonban a felhajtóerő, és így a ráható erők eredője is csökken. A test akkor lesz egyensúlyban, amikor a bemerülő részre ható felhajtóerő és az egész testre ható nehézségi erő eredője nulla lesz. Ilyenkor a test a víz felszínén úszik.
Lapozz a további részletekért
