Friss tételek

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Megmaradási törvények (energia, tömeg, lendület, töltés)

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Megmaradási törvények (energia, tömeg, lendület, töltés) Lendületmegmaradás: egy zárt rendszer (olyan rendszer, amelyben csak belső erők hatnak) összimpulzusa időben állandó.
Ütközések: -tökéletesen rugalmas: ha a vizsgált rendszer mozgási energiája megmarad
-tökéletesen rugalmatlan: ütközés után a két érintkező test sebessége megegyezik (összetapadnak), de a mozgási energia nem marad meg (például alakváltozási munkára fordítódik)

Energiamegmaradás: az energia nem vész el, csak átalakul.

Hőtan I. főtétele mint energiamegmaradás: mivel az energia nem vész el, csak átalakul, egy adott rendszer és környezete energiájának összege állandó.

Potenciál: Adott mező egy pontjához tartozó érték, amely megmutatja, hogy mennyi munkát végez a mező egy próbatesten/próbatöltésen ahhoz, hogy egy szabadon választott null helyzetből az adott pontba mozgassa.

Konzervatív mező: olyan mező, amely munkavégzése független a megtett úttól, csak a kiinduló és a végpont potenciáljától függ. (pl gravitációs, elektrosztatikus mező)

Mechanikai energia megmaradása: ha egy pontszerű testre csak konzervatív erők (konzervatív mező által kifejtett erő) hatnak, akkor mechanikai energiáinak összege állandó.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Megmaradási törvények (energia, tömeg, lendület, töltés) Energiaátalakulás rezgőkörökben: egy rezgőkör egy kondenzátor és egy tekercs párhuzamos kapcsolásából alakul ki, itt a rezgőkör paramétereitől függő sebességgel alakul át a kondenzátor energiája a tekercs energiájává és fordítva. Az összenergia ideális rezgőkör esetén állandó.

Töltésmegmaradás: környezetétől elszigetelt rendszerben az elektromos töltés mennyisége megmarad.

Tömeg-energia ekvivalencia: a speciális relativitáselmélet következménye, mely szerint a test nyugalmi energiája megegyezik a tömeg és a fénysebesség szorzatával: E=m*c^2. Tehát a tömeg és az energia arányosak egymással. (maghasadáskor felszabaduló energia számolható vele, a felszabaduló energia a tömegdefektus és a fénysebesség szorzata)
Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Megmaradási törvények (energia, tömeg, lendület, töltés)

Szétsugárzás: másnéven annihiláció: ha egy elektron és egy pozitron (elektron antirészecskéje, ugyanolyanok a tulajdonságai mint az elektronnak, csak a töltése pozitív) találkozik, kölcsönösen megsemmisítik egymást és két, ritkábban három gamma foton keletkezik (egy nem keletkezhet, mert akkor sérülne a lendületmegmaradás törvénye)

Párkeltés: a foton részecsketermészetével magyarázható; ha elegendően nagy energiájú foton egy atommag közelében halad el, akkor eltűnhet és elektron-pozitron párokat kelthet.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Az energia fajtái, munka, teljesítmény

Energia: fizikai alapmennyiség, munkavégzőképességet jelöl.
 

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Az energia fajtái, munka, teljesítmény
Energiafajták:
    Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Az energia fajtái, munka, teljesítmény
  • Mechanikai:
    - Mozgási energia: Em=1/2m*v^2
    - Helyzeti (potenciális) energia: Eh=m*g*h
    - Rugalmas energia: Er=1/2D*x^2
  • Belső energia:- Egy zárt rendszer összes energiatartalma
    - Nagy része az adott anyag részecskéinek mechanikai energiája (termikus energia): Gázok esetében Eb=f/2*n*R*T
    - ΔEb = Q+W (Termodinamika I. főtétele)
  • Kondenzátor enegiája: EC = 1/2C*U^2
  • Tekercs energiája: EL = 1/2L*I^2
  • Foton energiája: Ef = h*f
  • Magenergia: E = m*c^2 (ahol m a tömegdefektus)

Munkatétel: Adott idő alatt a test mozgási energiájának a megváltozása megegyezik azzal a munkával, amit a testen végeztek a rá ható erők.
Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Az energia fajtái, munka, teljesítmény

Teljesítmény: A munka és az idő hányadosa, a munkavégzés sebessége.
P = W/t


Hatásfok: a hasznos és a befektetett munka hányadosa, 1nél kisebb tizedestört.
Az energia-megmaradás törvényének értelmében az energia nem vész el, csak átalakul. Sok folyamatban keletkezik melléktermékként hő. Ezt meg lehet fordítani, így gépeket lehet készíteni (hőerőgépek). Ezek hő befektetésével mechanikai munkát tudnak végezni.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Hullámok

A hullám fogalma: a hullám időben és térben tovaterjedő rezgésállapot, mely energiát szállít. A hullámok jellemzői:
    Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Hullámok
  • Két szomszédos, azonos fázisú hely térbeli távolsága a hullámhossz, melynek jele λ, mértékegysége m.
  • Két szomszédos, azonos fázisú hely időbeli távolsága a periódusidő, jele T, mértékegysége s.
  • Az amplitúdó a hullám maximális kitérésének nagysága egy hullámcikluson belül. Jele A, mértékegysége általában méter, hanghullámok esetén azonban nyomásegységben is mérhető.
  • A rezgésszám, vagyis frekvencia (f vagy υ) a másodpercenként végzett rezgések száma.
  • A terjedési sebesség a haladó hullám meghatározott fázisállapotának tovahaladási sebessége. Jele c és megegyezik a hullám hosszának és a frekvenciájának szorzatával.

Két hullámtípust különböztetünk meg: A longitudinális hullámok kitérése a terjedési iránnyal egybeesik. A különböző közegekben, mint ritkulások és sűrűsödések lépnek fel. Pl. ilyen a legtöbb hanghullám. A tranzverzális hullámokban a kitérés a terjedési irányra merőleges. Ilyen pl. egy húron terjedő hullámok, vagy a szabad elektromágneses hullámok.

Interferenciát akkor észlelünk, ha a hullámok koherensek, vagyis a találkozásuk helyén fáziskülönbségük állandó. Ha a fáziskülönbség a fél hullámhossz páros számú többszöröse, maximális erősítést, ha a fél hullámhossz páratlan számú többszöröse, kioltást tapasztalhatunk.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - HullámokRugalmas pontsor (pl kötél) végére érkező hullám mind a rögzített, mind a szabad végről visszaverődik. A visszaverődés a szabad végről azonos, a rögzített végről ellentétes fázisban történik. Alkalmas frekvenciaválasztással elérhető, hogy a rugalmas pontsoron folyamatosan keltett hullám a pontsor végéről visszaverődő hullámmal úgy találkozzon, hogy állóhullámok jöjjenek létre. Állóhullámról akkor beszélünk, ha az egyes pontok mozognak, de a hullám egy adott fázisát nem látjuk továbbhaladni. Duzzadóhelyek: azok a pontok, amelyek maximális amplitúdóval rezegnek Csomópontok: azok a pontok, amelyek nem végeznek rezgést Két duzzadóhely/két csomópont távolsága a hullámhossz fele.
A hang A hang térben terjedő longitudinális mechanikai hullám. A hangforrás egy rugalmas test, vagy közeg, amely egy vele közölt energiát rezgési energiává alakítja.
A hang jellemzői:
  • Hangerősség: a hangintenzitással mérhető, amely a hangforrás által az 1 m2 –nyi területre sugárzott teljesítményt jelenti, ezért egysége W/ m^2
  • Hangmagasság: a hang rezgésszámával (frekvenciájával) jellemezhető. (pl. az 1:2 frekvenciaarányú hangok hangköze egy oktáv. Egy oktávon belül 7 lépésben követik egymást azok a hangok, amelyeket fülünkkel egymást természetes módon követő egész hangközöknek (dúr skála) érzékelünk. A zenei hangok frekvenciáinak közös viszonyítási alapértéke a normál a hang, melynek értéke 440 Hz. )
  • Hangszín: a hangszín annak a következménye, hogy a zenei hangok szinte sohasem egyetlen frekvenciát jelentenek, az alapfrekvencia mellett felharmonikusok is megjelennek.
  • Hangsebesség: a hang terjedési sebessége a levegőben 330 m/s. Aszerint változik, hogy milyen közegben terjednek a hullámok. Szintén kiszámítható a c= λ*υ képlet alapján.
Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Hullámok
Rezonancia: ha a kényszerrezgést létrehozó rendszer frekvenciája megegyezik a kényszerrezgést végző rendszer sajátfrekvenciájával, akkor a rezgő test amplitúdója maximális lesz, ez a jelenség a rezonancia. Ha az amplitúdó nagyon nagyra nő, bekövetkezhet a rezonanciakatasztrófa, melyben minél kisebb a csillapító hatás, annál nagyobb a rezonancia. (1940- Takoma - szoros fölötti híd)

Lebegés: Két közeli frekvenciájú hang együttes megszólaltatásakor egy periodikusan ingadozó erősségű hangot hallunk. Ezt a jelenséget lebegésnek nevezzük.
Doppler-effektus: a hullám frekvenciájában és ezzel együtt hullámhosszában megjelenő változás, mely amiatt alakul ki, hogy a hullámforrás és a megfigyelő egymáshoz képest mozog. Pl. ha sípoló mozdony (adó) közeledik egy megfigyelőhöz (vevő), akkor az utóbbi magasabb frekvenciájú hangot hall, mint a vonaton ülő utas. Miután a mozdony elhaladt a megfigyelő mellett, a frekvencia észrevehetően lecsökken.
Az elektromágneses sugárzás a térben transzverzális hullám formájában terjed fénysebességgel, impulzust szállítva. Részecskéi a fotonok. Elméletét James Clerk Maxwell skót fizikus dolgozta ki, és írta le az ún. Maxwell-egyenletekben (4db van, egyenként makroszkopikus és mikroszkopikus formában)


Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - HullámokAz elektromágneses spektrumnak nincs alsó – illetve felső hullámhosszhatára. Az emberi szem által érzékelhető tartomány a 380 és a 780 nm közötti. Az ennél kissebbi tartományba az ultraibolya-, a röntgen- és a gammasugárzás tartozik, a 780nm fölötti hullámhossztartományba pedig az infravörös-, a mikro- és a rádióhullámok.

Rezgőkör: egy tekercs és egy kondenzátor párhuzamosan kapcsolva, a paraméterektől függő sebességgel alakul át a tekercs energiája a kondenzátor energiájává, és fordítva, periodikusan, az összenergia viszont állandó marad

Fénykibocsátás: Magas hőmérsékleten izzó szilárd és folyékony anyagok által kibocsátott fényben az összes árnyalat megtalálható, színképük folytonos. Ez a folytonos színkép nem függ a kibocsátó test anyagi minőségétől.
Izzó gőzök és gázok által kibocsátott fény színképe a kibocsátó gőzre illetve gázra jellemző, vonalas emissziós szinkép.

Fényelnyelés: az izzó gőzök vagy gázok a rajtuk átbocsátott fehér fényből elnyelik azokat a színeket, amiket maguk is kibocsátani képesek. A színképben megjelennek fekete vonalak. Az elnyelési színkép ugyanúgy jellemző az anyagi minőségre, mint az emissziós.


A hullám (Die Welle)Egy kicsit más hullám - már régebben láttam ezt a filmet, de ahogy a posthoz kerestem a képeket rábukkantam és találtam hozzá ezt a képet és ezt a leírást. A hullám (Die Welle) című német filmet csak ajánlani tudom. Olvassatok többet a A hullám című filmről.

autokrácia = Az autokrácia (magyarul: egyeduralom, önkényuralom) olyan kormányzati forma, amelyben a politikai hatalom egésze egyetlen személy (vagy személyek kis zárt csoportja) kezében összpontosul.A hatalom birtoklását az autokrata többek közt a hagyománnyal, a kritikus erőforrások ellenőrzésével, vagy személyes karizmájával igazolhatja.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A fény

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A fényA fizikában hullám-részecske kettősségnek nevezzük azt a koncepciót, hogy a fény és az anyag mutat mind hullám-, mind részecsketulajdonságokat. Ez a kvantummechanika egyik központi fogalma.

A fény hullámtermészetét az interferencia, fényelhajlás, és a polarizáció jelensége bizonyítja (hulámtulajdonságok):

* interferencia: az a jelenség, amelynél a hullámok találkozásából származó eredő hullámkép erősítésekből és gyengítésekből áll. Pl a szappanhártyán vagy az olajfolton látható színes csíkok a fényinterferencia következményei.
* elhajlás: a hullám terjedési irányának változása, ha valamilyen akadály álla hullám útjában. Amennyiben ez az akadály egy optikai rács, a rács lehetővé teszi a fény hullámhosszának mérését, és alkalmazható színképek előállítására.
* polarizáció: a tranzverzális hullámokban több síkban is terjedhetnek rezgések. Ha egy ilyen hullámot keskeny résen bocsátunk át, a résből csak olyan hullámok lépnek ki, amelyek rezgésiránya párhuzamos a rés irányával. Alkalmazása: polárszűrők (fényképezőgép, napszemüveg-tükröző felületek zavart fényeinek kiszűrése)

Részecsketermészetét az bizonyítja, hogy hat rá a gravitáció.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A fényFényelektromos jelenség: A különböző fémekből megfelelő megvilágítás hatására elektronok lépnek ki. Ez a fotoeffektus. A fény képes elvégezni az elektronok kilépési munkáját, ami által létrejöhet a jelenség, azonban ezt nem a megvilágítás erőssége, hanem a megvilágító fény frekvenciája határozza meg. Tehát a kilépő elektronok sebessége csak a megvilágító fény frekvenciájától és a fém anyagára jellemző kilépési munkától függ. A fotoeffektus csak akkor jöhet létre, ha a fény frekvenciája nagyobb egy küszöbnél, a határfrekvenciánál. A fényelektromos jelenség magyarázatára Albert Einstein kidolgozta a fény fotonelméletét. Abból a feltevésből indult ki, hogy a fény elemi, oszthatatlan energiacsomagként (részecskeként, amit fotonnak nevezett el, E=h·f energiaadagokkal (h=Plank állandó)) viselkedik akkor, ha a fém felületén elnyelődik. Ez a h·f energiaadag fedezi az elektron kilépési munkáját (a fennmaradó rész mozgási energia formájában marad meg).

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A fény* Alkalmazása: riasztóberendezések, automatikus berendezések (aut. bekapcsolódó világítás – kivéve a hűtőket :D, ajtók, felvonók zárását ellenőrző biztonsági berendezések…), napelem (félvezető anyagból készült fényelektromos érzékelő, melyben fény hatására fezültség keletkezik, és áram indukálódik.)
* Fényelektromos egyenlet: h*f=Eki +Emozg

A foton az elektromágneses sugárzás elemi részecskéje. Energiája a Plank-állandó ás az elektromágneses hullám frekvenciájának szorzata: h*f=m*c^2 Tömege (nyugalmi tömege nulla): m=(h*f) / (c^2) A foton sebessége c (fénysebesség), tehát a lendülete: I= m*c = h*f/cFényelektromos egyenlet.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A fényElőször Olaf Römer, dán csillagász figyelt fel 1676-ban egy olyan jelenségre ami a fény véges sebességére utalt. Előtte azt hitték, hogy a fénynek nincs szüksége időre a terjedéshez.

A Föld Jupiterhez közeli helyzetében Römer megmérte a Jupiter egyik holdjának a keringési idejét, majd kiszámította, hogy fél év múlva, amikor a föld 300 millió kilóméterrel távolabb lesz a Jupitertől mikor kell majd a holdnak az árnyéktérben eltűnni. A megfigyelt esemény, a számításhoz képest késett 22 percet. Römer ezt azzal magyarázta, hogy nagyobb távolságot kell megtennie a fénynek. A többlet út és a többlet idő hányadosaként ki lehet számolni a föld sebességét: 3*10^11m / 10^3s = 3*10^8 m/s.

Földi körülmények között előszőr Fizeau, francia fizikus mért fénysebességet 1849-ben. Közös tengelyre szerelt fogaskeretek szemközti részein úgy bocsátott át fényt, hogy a fény útját tükrökkel meghosszabbította. A fogaskerekek nagy szögbességű forgatásánál a második fogaskerék résén nem jött át fény, mert közben a rés helyére egy fog került. A fény útjából és a kerék elfordulásának idejéből a fénysebbeséget ki lehet számítani.

A természetben elérhető legnagyobb sebesség a fény vákuumbeli sebessége, 3*10^8, ennél nagyobb sebesség sehol sem fordul elő.


Geometriai optika

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A fényA geometriai optika egyszerű modell, amely a fény terjedését a fényforrásból minden irányban kilépő fénysugarakkal írja le, és nem foglalkozik a fény természetével (hullám vagy részecske). Alapfeltevései a következők: a fénysugár homogén közegben egyenes vonalban terjed, új közeg határán a visszaverődés és/vagy törés törvényének megfelelően halad tovább, és útja megfordítható.

Egy tárgy (fénykibocsátó test) valódi képéről beszélünk, ha a tárgy egyes pontjaiból kiinduló fénysugarak valamely optikai eszköz hatására újra egy pontban találkoznak. A valódi kép ernyőn felfogható. Egy tárgy látszólagos képéről van szó, ha a tárgy egyes pontjaiból kiinduló fénysugarak valamely optikai eszköz hatására úgy tartanak szét, mintha a tér egy pontjából indultak volna. A látszólagos kép nem fogható fel ernyőn, de a szem képes érzékelni azáltal hogy a széttartó fénysugarak látszólagos metszéspontjában látja a fénykeltő helyet.

A tárgy és a leképező eszköz távolságát tárgytávolságnak (t), a kép és a leképező eszköz távolságát képtávolságnak nevezzük (k). A leképezés a tárgyhoz geometriailag hasonló képet állít elő, amely a tárgyhoz viszonyított állása szerint lehet egyenes állású vagy fordított állású. A kép távolságának (K) és a tárgy nagyságának (T) aránya a nagyítás: N=K/T

1. SZÓRÓLENCSE (pl.: Galilei-féle távcső)

A keletkezett kép (A’B’), bárhova téve a tárgyat: látszólagos, a tárggyal azonos állású és kicsinyített. A kép a tárggyal azonos oldalon van. A hasonló háromszögek alapján: N=K/T=k/t

2. GYŰJTŐLENCSE (pl.: fényképezőgép lencséje, vetítőgép, Kepler-féle távcső)
Öt eset van:
• t>2f: A keletkezett kép: valódi, fordított és kicsinyített. A kép a tárggyal ellentétes oldalon van. 2f>k>f

• t=2f: A keletkezett kép: valódi, fordított és a tárggyal azonos méretű. A kép a tárggyal ellentétes oldalon van. k=2f

• 2f>t>f: A keletkezett kép: valódi, fordított és nagyított. A kép a tárggyal ellentétes oldalon van. k>2f

• t=f: A megtört sugarak párhuzamosak, kép nincs.

• f<0

Mindegyik esetben az ABO háromszög hasonló az A’B’O háromszöghöz, így a nagyítás: N=K/T=k/t

Felhasználás: közlekedési tükör, távcső, mikroszkóp.

Lézer:A lézer egy olyan fényforrás, amely stimulált emissziót használ egybefüggő fénysugár létrehozására. Neve az angol Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation kifejezés rövidítése, a laser magyarosításából származik.

* A létrejött fény időben és térben koherens, a lézer által kibocsátott hullámok fázisa a sugár minden keresztmetszeténél azonos.
* A lézernyaláb keskeny és nagyon kis széttartású nyaláb. A lézerfény nagyrészt párhuzamos fénysugarakból áll, nagyon kis szóródási szöggel. Ezzel nagy energiasűrűség érhető el szűk sugárban, a sugár által megtett távolságtól függetlenül.
* A lézerek energiája kis térrészben koncentrálódik, a lézerfény teljesítménysűrűsége a megszokott fényforrásokénak sokszorosa lehet.
* A lézer által kibocsátott hullámok mágneses mezejének iránya állandó.
* A lézerek fénye egyszínű. A lézersugár egy olyan elektromágneses hullám, amely közel egyetlen hullámhosszú összetevőből áll.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Halmazállapot-változások, fajhő

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Halmazállapot-változások, fajhő
  • A szilárd, a cseppfolyós és a légnemű halmazállapot általános jellemzése; gáz, gőz, telített gőz, páratartalom fogalma.
  • Az olvadás/fagyás, párolgás/forrás, lecsapódás, szublimáció folyamata, jellemző mennyiségei, mértékegységeik.
  • A folyamatokat befolyásoló tényezők.
  • A halmazállapot-változások jellemzése energetikai szempontból.
  • Fajhő, hőkapacitás, belső energia, hőmérséklet fogalma, mértékegységeik.
  • Hétköznapi példák fázisátalakulásokra.

Négy halmazállapota lehet egy anyagnak: szilárd, cseppfolyós, légnemű, plazma. Ezek közül az első három fordul elő leggyakrabban.

A szilárd testek kristályos szerkezetűek. Alakjuk, és térfogatuk állandó. A részecskéik rezgő mozgást végeznek. Nagyobb hőmérsékleten intenzívebb lesz ez a mozgás.

A folyadékok alakja változó, de térfogata állandó, és nem sokban különbözik a szilárd anyagétól. A részecskék között kohéziós erők vagy más néven Van der Waals-féle erők hatnak. A részecskék úgy helyezkednek el, mint sok egymáson gördülő golyó. Érintkezéskor vonzzák, összenyomáskor pedig taszítják egymást.

A légnemű anyagok (gázok) alakja, és térfogata is változó. A részecskék kitöltik a rendelkezésre álló teret. A fallal, vagy egymással való ütközésig egyenes vonalú egyenletes mozgást végeznek. (lásd: kinetikus gázmodell; 6. tétel)

Gőznek nevezzük, mikor egy gáz nem az ideális gázokhoz hasonlóan viselkedik, mivel közel van a forrásponthoz, vagy a kritikus állapothoz.

Telített gőznek nevezzük, mikor egy zárt térben a folyadékból kilépő, és a lecsapódó részecskék száma megegyezik. Ha a két mennyiség nem azonos, akkor telítetlen gőz keletkezik. A telítettségi állapothoz meghatározott részecskeszám-sűrűség, és (telítési) nyomás tartozik.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Halmazállapot-változások, fajhőHa a telített gőzt magas hőmérsékletre hozzuk (az egyensúly megtartása mellett) egy idő után eléri a kritikus állapotot. Ekkor a gőz, és a folyadék közötti határ elmosódik, a kettő sűrűsége azonos lesz. Ebben az állapotban a légnemű anyagot gáznak nevezzük. A kritikus állapothoz kritikus hőmérséklet, és kritikus nyomás tartozik. Ezek az értékek anyagonként különböznek. A gázok a kritikus pont alatt gőzként viselkednek, azaz hűtés, és összenyomás esetén cseppfolyósodnak.

A vizek, és az élőlények párologtatnak, így a levegőben vízgőz található, melyet párának nevezünk. A páratartalom a levegőben lévő vízgőz értéke. A páratartalmat higrométerrel mérjük, melyek általában relatív páratartalmat mérnek. A relatív páratartalom azt adja meg, hogy a jelenlegi páratartalom hány százaléka a maximális (telített) páratartalomnak. A max. páratartalmat a hőmérséklet szabja meg.
Mennyiségek
Hőkapacitás
A testek közötti hőcsere egyenesen arányos a hőmérséklet-változással. A kettő hányadosa a hőkapacitás.
C = Q / T
Me.: J/K vagy J/°C

Fajhő
A testek hőkapacitása egynesen arányos a test tömegével, és függ az anyagi minőségtől. A kettő hányadosa a fajlagos hőkapacitás, vagyis a fajhő.
c = C / m
c = Q / m*T
Me.: J / kg*K vagy J / kg*°C

Molhő
C’ = Q / n*T
Halmazállapot változások

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Halmazállapot-változások, fajhő Hőmérséklet, vagy nyomás emelkedésekor:
szilárdolvadásfolyékonypárolgásgáz
szilárdszublimációgáz
Hőmérséklet, vagy nyomás csökkenésekor:
gázlecsapódás vagy kondenzációfolyadékfagyásszilárd
gázkicsapódásszilárd

Felvett/leadott hőmennyiség:
Q = L(x) * m
L(x) az anyagra jellemző olvadáshő/fagyáshő vagy párolgáshő/forráshő.
Me.: J/kg vagy kJ/kg

Párolgás, mikor a legnagyobb energiájú részecskék a hőmozgás hatására megszűnt kohéziós erők miatt kiválnak a folyadékból. Minden hőmérsékleten létrejöhet. Függ a felülettől, a nyomástól, a hőmérséklettől, a páratartalomtól, és az anyagi minőségtől.

Szublimációnak nevezzük, mikor egy szilárd anyag párologtat, tehát az anyag kristályos szerkezetéből válnak ki részecskék.

A lecsapódás a párolgás ellentéte.

Forrás, olvadás, fagyás
Függ az anyagi minőségtől, és a külső nyomástól. Meghatározott hőmérsékleten megy végbe (olvadáspont-fagyáspont; forráspont). Az amorf testeknek nincs olvadás és fagyáspontjuk. Ezek nagy belső súrlódású folyadékok, amelyek fokozatosan válnak folyékonnyá (pl.: üveg, viasz).

Olvadás, és fagyás közben a test belső energiája nő, illetve csökken, tehát az I. főtétel alapján: E(b) =Q.

Párolgásnál a gáz belső energiája nő, míg a lecsapódásnál a folyadék belső energiája csökken. A folyamatok alatt nem elhanyagolható térfogatváltozás történik, ezért a külső nyomás munkájával is számolni kell: Q = E(b) - W.
Fázisátalakulások a természetben
Köd, harmat
A nappali melegebb időben a páratartalom nagyobb lehet, mint éjszaka, így éjszaka lecsapódik a pára egy része.

Dér, zúzmara
A dér a (télen) megfagyott harmat. A zúzmara a vízgőz közvetlen jéggé való lecsapódása.

Ónos eső, jégeső
A jégeső, mikor az eső hideg levegőn keresztül érkezik a talajra, így útközben megfagy. Az ónos eső a túlhűtött esőcseppek hirtelen megfagyásából jön létre. A fagyáshoz a földnek ütközés adja az energiát.

A természetes vízkörforgás egy körfolyamat, fázisátalakulás.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A termodinamika főtételei

    Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A termodinamika főtételei
  • A belső energia, a hőmennyiség, a térfogati munka fogalma.
  • Az I. főtétel és alkalmazásai hőtani folyamatokban.
  • A II. főtétel, mint a spontán folyamatok irányának meghatározása.
  • A II. főtétel, a hőerőgépek hatásfoka.
  • Perpetuum mobile.
  • Egyszerű termodinamikai gépek.

A belső energia a testeket alkotó részecskék hőmozgásából, és a részecskék közötti kölcsönhatásból származó energia. Ha T != 0 (nem nulla), akkor a test rendelkezik belső energiával. A termikus kölcsönhatás során a hidegebb test felmelegszik, és a belső energiája nő, míg a melegebb lehűl, és a belső energiája csökken. Egy test belső energiáját hőcserével, és mechanikai úton lehet megváltoztatni. A belső energiára is igaz az energia-megmaradás tétele, ezért:
∆E(b) = Q+W
Me.: J

Ez a képlet a hőtan első főtétele: a testek belső energiájának megváltozása egyenlő a testtel közölt hő, és a testen végzett mechanikai munka előjeles összegével.

Ahol a Q a hőmennyiség: két test között közvetlenül átadott energia mennyisége. Mivel energia, ezért mértékegysége joule [J] (W=F*s). Q=c*m*rT

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A termodinamika főtételei border=Ha egy rendszerben – amelyben p nyomás uralkodik – bármilyen halmazállapotú anyagnak megnő a térfogata, a nyomás ellenében munkát kell végezni, vagy ha csökken a térfogata, akkor a külső nyomás végez munkát. Ezt a munkát nevezzük térfogati munkának. A belső energia általában térfogati munkává alakul át. Ilyet látunk például az autók motorjainak hengereiben.

Az első főtételből következik, hogy nem létezik elsőfajú perpetuum mobile, amely munkát végezne anélkül, hogy belső energiája ne csökkenne.

A mozgási energia a részecskék között, a rendezetlen mozgás, és az ütközések miatt, egyformán oszlik el. Ez az ekvipartíció tétele. Ezt a tételt először Boltzman fogalmazta meg.

A részecskék átlagos mozgási energiája:
ε = 3/2 * k*T

A részecskék átlagos forgási energiája:
ε = 1/2 * (forgástengely) * k*T

A részecskék átlagos teljes energiája:
ε = f/2 *k*T
ahol f a szabadsági fok.

Ebből adódóan:
E(b) = N*ε = N * f/2 *k*T = f/2 * p*V

Az első főtételt az ideális gázokra alkalmazva:
∆E(b) = Q – p * ∆V

II. főtétel:
A termikus kölcsönhatások során létrejött valóságos folyamatok mindig irreverzibilisek (megfordíthatatlanok). (Kelvin)

Vagy másként megfogalmazva a hőmérséklet mindig kiegyenlítődik, tehát külső beavatkozás nélkül nem kerülhet hő egy alacsonyabb hőmérsékletű helyről egy magasabb hőmérsékletű helyre. (Clausius)
Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - A termodinamika főtételei border=

A tétel harmadik megfogalmazása szerint nincs olyan periodikusan működő hőerőgép, ami hőt von el, és azt teljes mértékben mechanikai munkává alakítja. Tehát nem készíthető másodfajú perpetuum mobile. (Max Planck)

A harmadik megfogalmazást könnyen beláthatjuk, hisz a hőmozgás rendezetlenségének mindig nőnie kell. A részecskék a folyamat során egyre rendezetlenebbül helyezkednek el. A rendezettségre bevezethetjük az entrópia fogalmát. Jele: S. S = Q/T Az entrópia tehát mindig növekszik a folyamat során, azaz az egyensúlyi állapotban lesz maximális (entrópiamaximum elve). Ez a spontán, valóságos folyamatokra igaz. Az idealizált, reverzibilis folyamatok entrópiája állandó marad.

Szintén a harmadikból következik, hogy a hőerőgépek hatásfoka nem érheti el a 100%-ot (vagy az 1-et). Körfolyamatoknál (hőerőgépek): η = ∑W / ∑Q(be). A második főtételből adódóan: η = T(2) - T(1) / T(1).

III. főtétel:
Az abszolút zérus pont (0K) nem érhető el.

A hőerőgépek hő befektetésével mechanikai munkát kapunk. Természetesen van némi hőveszteség is ( Q(le) ).

[[Ez a rész túl részletes]]
A hőerőgépek két nagy csoportja létezik: a gőzgépek és a gázgépek. Ezek hatásfoka (hasznos munka/összes munka) és működése is eltérő.

A gőzgépeken belül léteznek a dugattyús és a gőzturbinás gépek. A dugattyús gőzgépben egy kazánban termelődik a gőz, amely közvetlenül meghajt egy dugattyút. A dugattyú lendítőkereket hajt meg, ezáltal lesz a mozgás egyenletesebb. A fáradt gőz a dugattyú benyomott állapotakor távozik.

A gőzturbina hatásfoka már jobb (kb. 20%), mivel az energiát egyből forgómozgássá alakítja. A forró gőz egy turbinakereket mozgat, így egyenletesebb a munkavégzés, viszont csak egy irányba tud mozogni. Atomerőművekben is ezt alkalmazzák, mivel egyenletes teljesítménnyel kell meghajtani.

A gázgépek közé tartoznak a belső égésű motorok, a gázturbinák, a gázsugár-motorok és a rakétahajtóművek.
Legelterjedtebb fajtája a négyütemű Otto-motor, melyet az autókban is alkalmaznak. A négy ütem a következő:
1. Szívás: gázkeverék jut az égéstérbe a szívó-szelepen keresztül
2. Sűrítés: a gázkeverék összenyomódik
3. Munka: benzin motornál szikra, Diesel motornál a sűrítés által létrejött nyomás és a magas hőmérséklet robbanást okoz, ez mozgatja a dugattyút
4. Kipufogás: az égéstermék távozik a kipufogó szelepen keresztül
A négy ütem alatt a főtengely két teljes fordulatot tesz meg. Mivel csak az egyik ütemben van munkavégzés, ezért az egyenletes munkavégzés érdekében 4, 8, 12 hengeres motorokat alkalmaznak, ahol a munkaütemek egymás után jönnek. A benzinmotorok hatásfoka kb. 25-30%, míg a Diesel-motoroké 35-45%. Ráadásul az üzemanyag is olcsóbb a Diesel-motorba.

A kétütemű motorban a szelepek szerepét a dugattyú veszi át. Így tehát az ütemek a következők:
1. Szívás, sűrítés: a forgattyúházba a porlasztón keresztül gázkeverék jut, ugyanekkor az égéstérben sűrítődik a gázkeverék
2. Munka, kipufogás: a robbanás hatására a dugattyú lenyomódik, ami egyben a forgattyúházban lévő gázkeveréket az égéstérbe pumpálja, ezzel együtt az égéstermék a kipufogó nyíláson keresztül távozik az égéstérből.
A gázturbinás motorok működési elve hasonlít a gőzturbinához, csak itt nem gőz, hanem levegő és porlasztott üzemanyag hajtja a turbinát.
A gázsugaras és rakéta-meghajtású gépek is gázturbinás motort tartalmaznak, viszont az energia kis részét használják csak a turbina meghajtására. A nagy része gázsugár-fúvókán keresztül közvetlenül áramlik ki, és ezzel tolóerőt hoz létre. Az égéshez szükséges oxigént is magával kell vinnie a járműnek, így légritka térben is tud közlekedni.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Gázok állapotváltozásai

    Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Gázok állapotváltozásai
  • A gázok állapotjelzői és mértékegységeik.
  • A gázok állapotegyenlete.
  • Az állapotváltozás fogalma, gáztörvények.
  • Nevezetes állapotváltozások, (izobár, izochor, izoterm, adiabatikus), ábrázolás p–V diagramon, a hőtan első főtételének alkalmazása a fenti állapotváltozásokra.
  • Az ideális gáz kinetikus modellje.
  • A témához kapcsolható természeti jelenségek és egyszerű berendezések működésének magyarázata.

Az állapotváltozás olyan folyamat, melynek során egy közeg állapotát leíró jellemzőkben, az úgynevezett állapotjelzőkben változás következik be. A gázok állapotváltozása során minimum két állapotjelző megváltozik. Az állapotjelzők megváltozását a gáztörvényekkel írjuk le.

Egy gáz állapotát az un. állapotjelzőkkel lehet jellemezni. Ezek a következők:
  • Tömeg: m [kg]
  • Hőmérséklet: T [°C / K]
  • Térfogat: V [m^3]
  • Nyomás: p [Pa]

Ezek közül a tömeg, és a térfogat extenzív (összeadandó), a nyomás, és a hőmérséklet pedig intenzív (kiegyenlítődő) állapotjelző.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Gázok állapotváltozásaiA gázok állapotváltozásainak vizsgálatakor csak ideális gázokkal foglalkozunk. Ezek a valóságban nem léteznek, de a valódi gázok közepes nyomáson, és hőmérsékleten hasonlóan viselkednek. Az ideális gáz V-T grafikonja a T (azaz x) tengelyt az abszolút nulla fokon metszi (-273,15K).

Kinetikus gázmodell
  • A gáz olyan részecskékből áll, amelyek össztérfogata elhanyagolható a gázt tartalmazó edény térfogatához képest.
  • A részecskék egymással és az edény falával energiaveszteség nélkül ütköznek.
  • A részecskék közötti erőhatások elhanyagolhatóak, ezért két ütközés között egyenes vonalú egyenletes mozgást végeznek.

Állapotváltozások

Izoterm:
Gáztörvény neve: Boyle - Mariotte
Törvény: p(1) * V(1) = p(2) * V(2)
T = állandó
p-V diagramja görbe (hasonló az 1/x függvényhez)
∆E = 0
-Q =
∆W
C = végtelen vagy nincs

Izobár:
Gáztörvény neve: Gay – Lussac I.
Törvény: V(1) / T(1) = V(2) / T(2)
p = állandó
p-V diagrammja párhuzamos a V tengellyel
Q = f+2 / 2*n*R* ∆T
C(p) = C(v)+R
|Q| > |W|

Izochor:
Gáztörvény neve: Gay – Lussac II.
Törvény: p(1) / T(1) = p(2) / T(2)
V = állandó
p-V diagrammja párhuzamos a p tengellyel
∆E = Q∆W = 0
C = f/2 * R

Adiabatikus:
Gáztörvény neve: Boyle - Mariotte
Törvény: p(1) * V(1) = p(2) * V(2)
T = állandó
p-V diagramja görbe (hasonló az 1/x függvényhez)
Q = 0∆E = ∆W
C = 0
Nem történik hőátadás. Adiabatikus táguláskor a gáz lehűl, adiabatikus összenyomás esetén a gáz felmelegszik.

Gáztörvények

Boyle – Mariotte: Adott mennyiségű ideális gáz állandó hőmérsékleten mért térfogata és nyomása fordítottan arányos.
Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Gázok állapotváltozásaiGay - Lussac I: Adott mennyiségű ideális gáz állandó nyomáson mért térfogata egyenesen arányos az abszolút hőmérsékletével.
Gay - Lussac II: Adott mennyiségű ideális gáz állandó térfogaton mért nyomása egyenesen arányos a kelvinben mért hőmérsékletével.
Egyesített gáztörvény: Adott mennyiségű ideális gáz nyomásának és térfogatának szorzata egyenesen arányos az abszolút hőmérsékletével.
p(1) * V(1) / T(1) = p(2) * V(2) / T(2)

Avogadro tétel:
Anyagmennyiség: n [mol]
Moláris tömeg: M [g/mol]
Részecskeszám: N
Avogadro szám: N(A) = 6,02 * 10^23 (1 mólban a részecskék száma)
Egyetemes gázállandó: R = 8,314 J/mol*K
Boltzmann-állandó: k = 1,38 * 10^-23 J/K

n = m/M = N/N(A)
ρ = m/V
k = R/N(a)

Állapotegyenlet: p*V = m / M*R*T
=> p*V = N / N(A)*R*T = N * R/N(A) * T = N*k*T
=> p = ρ/M * R*T

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Mechanikai egyensúly

Merev test     
OKJ(Országos Képzési Jegyzék) vizsga tétel - Mechanikai egyensúly
Az olyan testet nevezzük merev testnek, amely bármely két pontjának távolsága (tehát az alakja és térfogata) időben változatlan. A valóságban „tökéletesen” merev test nincs, de a legtöbb jelenség vizsgálatánál a testek alakváltozása elhanyagolható, és így azok merev testnek tekinthetők. A merev testet érő erők támadáspontja legtöbbször különböző.

Forgatónyomaték
Forgatónyomatéknak nevezzük a forgásállapot-változást létrehozó hatást jellemző mennyiséget. Forgásállapot-változást csak olyan erőhatás képes létrehozni, amelynek hatásvonala nem megy át a forgástengelyen, és nem is párhuzamos azzal. Jele: M (vektormennyiség). Mértékegysége:  ( ) . A forgatónyomaték függ:
  • az erőhatás nagyságától
  • az erőkar hosszától (Erőkarnak nevezzük az erő hatásvonalának a forgástengelytől mért távolságát. Jele: k)
A tömegközéppont és a tömegközéppont tétele   
OKJ(Országos Képzési Jegyzék) vizsga tétel - Mechanikai egyensúlyA testeknél azt a pontot, amely körül szabad mozgásuk közben foroghatnak, tömegközéppontnak nevezzük. A zárt rendszerek (Olyan anyagi rendszerek, melyeken környezetük változást nem hoz létre, mert a külső hatások elhanyagolhatók vagy kiegyenlítik egymást.) tömegközéppontja vagy nyugalomban van, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez. Ez a megállapítás összhangban van a lendületmegmaradás törvényével. Általánosan igaz, hogy a testek (rendszerek) tömegközéppontjának mozgását csak külső erőhatások változtathatják meg.
Minden test tömegközéppontja úgy mozog, mintha a test összes anyaga ebbe a pontba volna belesűrítve, és a testet érő külső erők támadáspontja a tömegközéppont volna. Ezt a felismerést szokás a tömegközéppont tételének nevezni.

Forgómozgást végző merev test egyensúlyi feltétele        
OKJ(Országos Képzési Jegyzék) vizsga tétel - Mechanikai egyensúlyA testek két alapvető mozgása a haladó és a forgómozgás. A csak haladó mozgást végző test (pl. anyagi pont) egyensúlyának az a feltétele, hogy a testet érő erők eredője nulla legyen:  , más jelöléssel: . Ilyen esetben a test vagy nyugalomban van, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez. A csak forgómozgást végző test, ha nem változik a forgásállapota, forgási egyensúlyban van. A forgási egyensúlynak az a feltétele, hogy a testet érő erők forgatónyomatékainak összege nulla legyen. Változatlan forgástengely esetében ez azt jelenti, hogy a forgatónyomatékok (előjeles) összege nulla: . Más jelöléssel: . Az a test, amely haladó és forgómozgást is végezhet, csak akkor lehet egyensúlyban, ha az előző két feltétel egyidejűleg teljesül. A merev test akkor van egyensúlyban, ha a testre ható erők eredője és ezen erők forgatónyomatékainak összege is nulla: , és .

Egyensúlyi helyzetek (stabil, instabil, indifferens)
Stabil: a testet kicsit kitérítve a fellépő erők/nyomatékok visszatérítő
jellegűek, ezért az eredeti egyensúlyi helyzet visszaáll.
Instabil: egyensúlyi helyzetéből kitérítve a testet a fellépő

erők/nyomatékok a kitérést fokozzák.
Indifferens: a kitérítés után nem hatnak sem visszatérítő, sem távolító
erők/nyomatékok (határeset az előbbi kettő között).
Emelő típusú gépek
Azokat az egyszerű eszközöket (kötél, rúd, csiga, lejtő, ék stb.), amelyekkel kedvezőbbé lehet tenni az erőhatás nagyságát, irányát és támadáspontjának a helyét, egyszerű gépeknek nevezzük. Az emelő típusú egyszerű gépek csoportjába olyan merev testek tartoznak, amelyek egy adott tengely körül elforgathatóak, tehát emelőként használhatók.
            Az emelő rendszerű gépek típusai:
  • kétoldalú emelő (pl.: gémeskút, egyenlőkarú mérleg)
  • egyoldalú emelő (pl.: talicska)
  • hengerkerék (pl.: kerekeskút)
  • állócsiga (pl.: építkezéseknél emelőcsiga)
  • mozgócsiga (pl.: lift)
  • fogaskerék (pl.: bicikli)
Lejtő típusú gépek
Lejtő típusú egyszerű gépeknek csoportjába olyan gépek tartoznak, amelyek alkalmasak arra, hogy egy adott terhet annál lényegesen kisebb erővel mozgassunk meg, nagyobb munkavégzési út megtétele árán.
            Lejtő rendszerű gépek típusai:
l  lejtő
l  ékek
l  csavarok

Felhasználásuk:
OKJ(Országos Képzési Jegyzék) vizsga tétel - Mechanikai egyensúlySzinte mindenhol alkalmazzák környezetünkben az egyszerű gépeket. Az emelő rendszerű gépek leginkább építkezéseken találhatók:
l  kétkarú emelők: toronydaruk
l  egykarú emelők: a markolók karjai
l  csigák: daruk karjain a futómacskák
l  fogaskerék: szinte minden bonyolultabb gép hajtás,-vagy erőátviteli rendszerében találhatóak fogaskerekek.(váltókban, tengelyhajtásokban, áttételekben, osztóművekben)
A lejtő rendszerű egyszerű gépek is a mindennapjaink részei:
l  csavarok: nagy erővel képesek rögzíteni egymáshoz tárgyakat, mivel az erő a meneteken eloszlik. Egy csavar jellemzője a menetei száma és a menetek emelkedése.
l  ékek: járművek vagy tárgyak mozgását meggátoló egyszerű gépek. Ékeket alkalmaznak a szerelőműhelyekben, nagyobb járműveknél megfutamodás ellen, vasúton elszabadult szerelvények kisiklatására (siklasztósaru). Ezeken kívül még tárgyak feldarabolására, szétrepesztésére is alkalmazzuk: véső.
l  lejtők: kisebb méretekben a rámpák, nagyobb méretekben a szerpentinek képviselik ezeket a gépeket.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Az erő

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Az erőIsaac Newton, angol fizikus nevéhez fűződik a többek között a binomiális tétel, a differenciál- és integrálszámítás alapjai és a fénnyel és a gravitációval kapcsolatos alapgondolatok. Azzal vált a fizika egyik legjelentősebb alakjává, hogy az őt megelőző fizikusok gondolatait rendszerbe foglalta, kiegészítette, és általánossá tette."A természetfilozófia matematikai alapelvei" című művében Newton előszőr a tömeg, a lendület, a tehetetlenség fogalmát definiálta, majd ezt a gondolatsort a mozgás alaptörvényeinek megfogalmazásával folytatta. 

Newton I. törvénye - a tehetetlenség törvényeA tehetetlenség a testek legfontosabb, elidegeníthetetlenebb tulajdonsága. Annak a testnek nagyobb a tehetetlensége, amelyiknek nehezebb megváltoztatni a sebességét. 'Egy test mindaddig megőrzi nyugalmi állapotát, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását, amíg egy másik test ennek megváltoztatására rá nem kényszeríti.'A tehetetlenség mértéke a tömeg. Jele: m, mértékegysége: kg. Két test kölcsönhatása közben létrejött sebességváltozás fordítottan arányos a testek tömegével: m2=(m1*v1)/v2

Newton II. törvénye - a dinamika alaptörvénye
Az azonos mozgó testeknek is lehet eltérő a mozgásállapota. A testek mozgásállapotát dinamikai szempontból jellemző mennyiséget lendületnek, impulzusnak nevezzük. Bármely két test mechanikai kölcsönhatása során bekövetkező sebességváltozások fordítottan arányosak a test tömegével. Tehát tömegük és sebesség változásuk szorzata egyenlő. m1*v1=m2*v2. Az m*v szorzat az m tömegű és v sebességű test mozgás állapotát jellemzi dinamikai szempontból, ezt a szorzatut nevezzük lendületnek. Jele: I, mértékegysége: kg*m/s. A lendület vektormennyiség, iránya mindig megegyezik a pillanatnyi sebesség irányával, tehát a test mozgásának mindenkori irányával.

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Az erőAzt az anyagi rendszert, amiben a testekre nem hat a környezetük, zárt rendszernek tekintjük. Zárt rendszert alkotó testek állapotváltozásánál , csak a rendszerbeli testek egymásra gyakorolt hatását kell figyelni. A megmaradási tételek csak zárt rendszerekre alkalmazhatóak. Ilyen a lendületmegmaradás törvénye is: zárt rendszert alkotó testek lendületváltozásának összege nulla, tehát a zárt rendszer lendülete állandó.

A mozgásállapot változtató hatást erőhatásnak, mennyiségi jellemzőjét pedig erőnek nevezzük. Jele: F. Az erőhatásnak fontos jellemzője az iránya is, ezért az erő vektormennyiség. A lendületváltozás csak az erőtől és annak időtartamától függ. Az az erőhatás a nagyobb, amelyik ugyanazon a testen ugyanannyi idő alatt nagyobb lendületváltozást hoz létre, vagy ugyanakkora lendületváltoztatáshoz kevesebb időre van szüksége. F=I/t. Az erő mértékegysége: N (newton). Az F=(m*v)/t képlet átrendezhető F*t=m*v formába. F*t az erőhatásra jellemző és erőlökésnek nevezzük. Az m*v lendületváltozás az erőlökés következménye

Az erő nem csak a lendületváltozás sebességeként számolható ki. F=I*t=(m*v)/t=m*(v/t)=m*a. Ezt nevezik a dinamika II. alaptörvényének.
'A változatlan tömegű testet gyorsító erő nagysága a test gyorsulásának és a tömegének a szorzata F=m*a'

Fizika érettségi vizsga tétel 2010 - Az erőNewton III. törvénye - a hatás-ellenhatás törvényeAmikor egy test erőhatás gyakorol egy testre, akkor az a test is gyakorol az első testre erőhatást. A két test kölcsönhatásánál fellépő egyik erőt, erőnek a másikat ellenerőnek nevezzük.'Két test esetén ugyanabban a kölcsönhatásban fellépő két erő egyenlő nagyságú, közös hatásvonalú, ellentétes irányú, egyik az egyik testre, a másik a másik testre hat.'
Egy testet egyszerre több erőhatás is érheti, ezek az erőhatások helyettesíthetőek egy darab erővel amelynek ugyanaz a következménye. Ezt az erőt eredő erőnek nevezzük.

Erők fajtái: G, S(t), S, F(r)
Erőtörvények: F = μ * F(ny)
G = m*g
F(r) = -D * ∆l
F(g) =
γ*
m(1)*m(2) / r^2
+példák

Periodikus mozgások

Periodikus: fizikai mennyiségek változás közben időközönként azonos értéket vesznek fel.
Periodikus mozgásoknál két új mennyiség kerül bevezetésre. A periódusidő (T) és a frekvencia (f; mértékegysége Hz=1/s)

Periodikus mozgásokA forgó mozgások egyik esete a körmozgás. A körmozgás bevezetésére alkalmasak az egyenes vonalú mozgásoknál megismert fogalmak. A körmozgás is periódikus, tehát is is jelen van a T és f, ebben az esetben a nevük, keringési idő és fordulatszám. A körpályán mozgó testet mindig egy centripális erő tartja pályán ami a kör közepe fele mutat, tehát van egy centripetális gyorsulása a testnek. acp= v^2/r. A testnek van egy kerületi sebessége is, ez a sebesség mindig érintőirányú, iránya folyamatosan változik. vk=s/t (ebben az esetben s a kör kerülete, t pedig egy teljes fordulat ideje) vk=2rˆPÍ/T. A körmozgást végző testnek van szögelfordulása is. Szögelfordulással meg lehet adni, hogy a test egy bizonyos időtartam alatt, mekkora ívet jár be.

Periodikus mozgásokEgyenletes körmozgásról akkor beszélünk, ha a körmozgást végző testnek ugyanakkora időközönként, ugyanakkora a szögelfordulása, bármilyen kicsik vagy nagyok is legyenek ezek az időközök. Mivel a szögelfordulás és az idő hányadosa állandó, valamint minnél gyorsabban forog a test, annál nagyobb ez az állandó, ezért alkalmas egy új mennyiséga szögsebesség (w) bevezetésére. w=2PÍ/T

A két út képlet összevetéséből, s=v*t, s=r*w*t egy új képletet kapunk. v=r*w

Az egyenletes körmozgás dinamikai feltétele, hogy a testet érő erők eredője állandó legyen, és a kör közepe fele mutasson.

Rezgés: minden olyan változás ami ismétlődik idővel.
Teljes rezgés: szabályosan ismétlődő mozgásszakasz. Több teljes rezgésből áll a rezgés.
Rezgéseknél is van T és f, itt rezgésidő, és rezgésszám.

A harmonikus rezgőmozgás a periodikus rezgések egyik fajtája. Kitérés-idő függvényen ábrázolva egy sinus-függvényt kapunk. A kitérés (y) az egyensúlyi helyzettől mért távolságot jelenti, ennek a maximuma az amplitudó (A). A rezgőmozgás mennyiségei a körmozgásból jönnek ki, ugyanis minden rezgéshez rendelhető egy körmozgás, aminek ugyanakkora a frekvenciája.

A referencia körmozgást végző test helyvektorának rezgésirányú komponense, egyenlő a kitéréssel. y=r*sinFÍ, ahol r=A és FÍ=w*t -- y=r*sin(w*t)
A referencia körmozgást végző test kerületi sebességvektorának a rezgésirányú komponense minden pillanatban megegyezik a rezgő test sebességével. v=A*w*cos(w*t)
A referencia körmozgást végző test centipetális gyorsulásvektorának a rezgésirányú komponense egyenlő a rezgő test gyorsulásvektorával.

a=-A*w^2*sin(w*t)

A harmonikus rezgőmozgást végző test sebessége egyensúlyi helyzetben lesz a legnagyobb, tehát ahol 
cosFÍ=1 (vmax=A*w)

Gyorsulása a szélső helyzetekben lesz legnagyobb, ahol sinFÍ=1 (amax=A*w^2)

A harmonikus rezgőmozgás dinamikai feltétele, hogy a testet érők eredője egyenletesen arányos legyen a kitéréssel, és azzal ellentétes irányú.

Periodikus mozgásokA rezgő rendszer mechanikai energiáját legérdemesebb úgy vizsgálni, hogyha vízszintes irányú rezgést nézünk, ugyanis akkor nincs helyzeti energia változás. A rúgóra erősített test, hogy rezgőmozgást végezzen, a rugót meg kell feszíteni, a mechanikai energiája a rendszernek a rugalmas energia. (nincs mozgási energia, mert nyugalmi állapotban van). Ha elengedjük a testet, akkor a rendszer energiája nulla kitérésű helyen 1/2mv^2 lesz. Az energiamegmaradás törvénye értelmében a rendszer összes mechanikai energiája a rugó rugalmas energiájának és a test mozgási energiájának összegével egyenlő. Eö=1/2mv^2+1/2Dx^2.

A rezonancia fizikai jelenség, mely gerjesztett rezgéseknél lép fel olyankor, ha a gerjesztés frekvenciája és a rezgő rendszer rezgéseinek frekvenciája közel van egymáshoz. Ilyen esetben a gerjesztés által a rendszerbe egy-egy kitérés alatt bevitt kis energiaadagok fokozatosan összegeződnek és nagy rezgésamplitudót okoznak. Csillapítás nélküli rendszerek esetén a rezgésamplitudó rezonanciában végtelen nagy is lehet.
 
Copyright © 2007- Érettségi vizsga tételek gyűjteménye. Designed by OddThemes | Distributed By Gooyaabi Templates