07/03/2026
28/02/2026
Підготовка до контрольної роботи з розділу «Електромагнітні коливання і хвилі»
Аналогія між механічними та електромагнітними коливаннями
Підготовка до контрольної роботи з розділу «Електромагнітні коливання і хвилі»
1. Коливальний контур. Вільні електромагнітні коливання.
2. Рівняння вільних електромагнітних коливань.
3. Вільні згасаючі електромагнітні коливання:
3.1 Характеристики згасаючих коливань.
2. Рівняння вільних електромагнітних коливань.
3. Вільні згасаючі електромагнітні коливання:
3.1 Характеристики згасаючих коливань.
Мета уроку:
Навчальна: Продовжити формувати знання учнів про коливальний рух, вільні та вимушені коливання, рівняння гармонічних коливань; поширити поняття коливальних процесів на електромагнітні явища; формувати вміння учнів пояснювати фізичні явища та процеси; розв’язувати задачі на коливальний рух, вільні та вимушені коливання.
Розвивальна. Розвивати вміння узагальнювати і систематизувати знання; з метою розвитку мислення розвивати вміння: пояснювати подібні матеріали; виявляти аналогії; розкривати загальне і конкретне; встановлювати закономірності; встановлювати головне, суттєве у матеріалі, що вивчається.
Виховна. Виховувати уважність, зібраність, спостережливість.
Онлайн урок для дистанційного навчання від проєкту "Фізика онлайн". За книгою "Фізика 11" за редакцією В. Г. Бар'яхтара, С. О. Довгого.
Деякі матеріали для даного відео взяті із сайту ФІЗИКА НОВА www.fizikanova.com.ua
Якщо Вам сподобалось не забудьте про лайк, підписку та поширити відео серед тих, кому воно теж може бути цікавим.
00:00 Урок "Коливання Види коливань"
00:58 Види коливань та умови їх виникнення: вільні коливання, вимушені коливання, автоколивання.
05:38 Гармонічні коливання
08:03 Фізичні величини, що характеризують коливальний рух: амплітуда, період, частота, циклічна частота, фаза коливань.
12:26 Човен, який гойдається на морських хвилях, за 25 с здійснив 10 повних коливань. Визначте період і частоту коливань човна.
15:59 Запишіть рівняння гармонічних коливань, що здійснюються за законом косинуса, якщо період коливань становить 0,25 с, амплітуда – 6 см, а початкова фаза коливань – 0,5π рад.
20:02 Рівняння гармонічних коливань має вигляд: x=0,05 sin(π/4 t+π/2) (м). Визначте: а) амплітуду, період і частоту коливань; б) фазу коливань, координату і швидкість руху тіла через 2 с після початку спостереження.
27:45 За графіком, наведеним на рисунку, визначте амплітуду та період коливань тіла. Обчисліть частоту та циклічну частоту коливань тіла; запишіть рівняння коливань; знайдіть зміщення тіла у фазі π/2 рад.
Методичні вказівки до розв’язання задач
Розв’язання задач є суттєвим елементом вивчення курсу фізики.
Без застосування теоретичних знань до практичних задач вивчення
курсу фізики не може бути повним.
Розв’язуючи задачі з фізики, треба додержуватися таких правил.
1. Вивчити відповідний теоретичний матеріал підручника. Без
цього спроби приступити до розв’язання задач є марними і дають
змогу, у кращому випадку, одержати формальні відповіді.
Ознайомитись з короткими теоретичними відомостями, наведеними в
збірнику перед кожною темою.
2. Уважно прочитати умову задачі, з’ясувати постановку питання.
Як правило, жодне слово в умові задачі не є зайвим. Треба відмітити
всі інформативні слова й відобразити інформацію, яку вони несуть, у
скороченому запису. Деякі дані, що необхідні для розв’язання задачі,
можна одержати з таблиць, вміщених у кінці збірника. Виразити всі
дані в СІ. Там, де це можливо, обов’язково виконати рисунок, який
пояснює фізичний зміст задачі, адже грамотно побудований рисунок
є гарантією розв’язання задачі.
3. Установити, які фізичні явища лежать в основі задачі. Записати
формули, що їх виражають, користуючись тими, що наведені у вступі
до розділу. Визначити розв’язок у загальному (літерному) вигляді.
Під час розв’язання задачі треба посилатися на відповідний фізичний
закон.
4. Після одержання розв’язку в загальному вигляді слід його
проаналізувати, для чого переконатися в тому, що одержаний
результат має розмірність шуканої величини.
5. Одержати числову відповідь, підставивши числа в кінцеву
формулу Проміжні значення величин обчислювати не треба. Під час
обчислень треба уникнути поширеної помилки, коли за допомогою
калькулятора одержують результат з точністю, що значно перевищує
точність вихідних даних.
6. Після одержання числового результату потрібно оцінити його
правдоподібність. Така оцінка іноді допомагає знайти допущену
помилку. Наприклад, швидкість частинки не може перевищувати c =
3×108 м/с, заряд частинки не може бути меншим за заряд електрона та
ін.
Джерело: Фізика. Задачі з розв’язаннями: Навч. посібник І. П. Гаркуша, З. П. Мокляк, Ю. О. Буслов – Дніпропетровськ; Національна гірнича академія
України, 2003.
Магнітні сили: Розбираємось разом!
Сьогодні ми опустимося у захопливий світ магнітних явищ.
Магнітні поля – це невидимі, але надзвичайно потужні сили, які оточують нас всюди : від компасів та магнітів на холодильнику до роботи електродвигунів та прискорювачів частинок.
А що вже казати про вплив Землі, як гігантського магніту !
Ми розберемося, як електричний струм створює магнітне поле, і як це поле , у свою чергу, діє на провідники зі струмом та рухомі заряджені частинки .
1. Магнітне поле: Що це і як його побачити?
Магнітне поле — це особливий вид матерії, що існує навколо рухомих електричних зарядів (тобто електричного струму) та навколо постійних магнітів.
Ми не можемо побачити його очима, але можемо відчути його дію.
Як визначити напрямок магнітного поля?
Для прямого провідника зі струмом: Уявіть, що ви тримаєте провідник у правій руці. Якщо великий палець показує напрямок струму, то зігнуті пальці покажуть напрямок ліній магнітного поля навколо проводника. Це правило свердлика (або правої руки) .
Зображення: Прямий провідник, великий палець вказує вгору (струм), зігнуті пальці показують кола навколо проводника проти часникової стрілки (лінії магнітного поля).
Для котушки (солоноїду) зі струмом: Знову ж таки, візьміть котушку в праву руку. Якщо чотири зігнуті пальці показують напрямок струму у витках, то відігнутий великий палець покаже, де знаходиться "північний" полюс котушки. Саме з цього полюса виходять лінії магнітного поля.
2. Сила Ампера: Магнітне поле штовхає провідник!
Ви вже знаєте, що струм створює магнітне поле. Але що станеться, якщо провідник зі струмом помістити в інше магнітне поле? На нього діятиме сила! Цю силу називають силою Ампера . Саме завдяки їй працюють електродвигуни!
Формула сили Ампера:
F А = I ⋅ B ⋅ L ⋅sin( α ) ;
Де:
· I - сила струму у провіднику (вимірюється в Амперах , А).
· B - індукція магнітного поля (показує "силу" поля, що вимірюється в Теслах , Тл).
· L - Довжина ділянки проводника, що знаходиться в магнітному полі (вимірюється в метрах , м).
· α - угол між напрямком струму та напрямком магнітного поля.
Як визначити напрямок сили Ампера? Правило лівої руки!
1. Розташуйте ліву руку так, щоб лінії магнітного поля "входили" в ладонь (якби пронизували її).
2. Чотири витягнуті пальці направте вздовж напрямку струму у проводнику.
3. Тоді відігнутий на 90° великий палець покаже напрямок сили Ампера.
Зображення: Ліва рука, лінії поля входять до ладони, пальці вказують струм, великий палець – силу Ампера.
3. Сила Лоренца: Наслідок для окремих частинок
Якщо сила Ампера діє на провідник зі струмом (тобто на багато рухомих зарядів разом), то сила Лоренца діє на кожну окрему рухому заряджену частинку (наприклад, електрон або протон) у магнітному полі.
Формула сили Лоренца:
F Л = ∣ q ∣⋅ v ⋅ B ⋅sin( α ) ;
Де :
· ∣ q ∣ - модуль заряду частинки (вимірюється в Кулонах , Кл).
· v – швидкість руху частинки (вимірюється в метрах на секунду , м/с).
· B – індукція магнітного поля (Тл).
· α - кут між вектором швидкості частинки та напрямком магнітного поля.
Як визначити напрямок сили Лоренца? Знову Правило лівої руки!
1. Розташуйте ліву руку так, щоб лінії магнітного поля "входили" до долоні.
2. Чотири витягнуті пальці направте вздовж напрямку швидкості частинки.
3. Важливо:
o Якщо частинка позитивно заряджена (наприклад протон), то відігнутий на 90° великий палець покаже напрямок сили Лоренца.
o Якщо частинка негативно заряджена (наприклад, електрон), то сила Лоренца буде спрямована у протилежний бік від того, що вказує великий палець! Ліва рука, лінії поля входять до долоні,
пальці вказують швидкість, великий палець – силу Лоренца (і стрілка у протилежний бік для негативного заряду) .
Магнітні поля – це невидимі, але надзвичайно потужні сили, які оточують нас всюди : від компасів та магнітів на холодильнику до роботи електродвигунів та прискорювачів частинок.
А що вже казати про вплив Землі, як гігантського магніту !
Ми розберемося, як електричний струм створює магнітне поле, і як це поле , у свою чергу, діє на провідники зі струмом та рухомі заряджені частинки .
1. Магнітне поле: Що це і як його побачити?
Магнітне поле — це особливий вид матерії, що існує навколо рухомих електричних зарядів (тобто електричного струму) та навколо постійних магнітів.
Ми не можемо побачити його очима, але можемо відчути його дію.
Як визначити напрямок магнітного поля?
Для прямого провідника зі струмом: Уявіть, що ви тримаєте провідник у правій руці. Якщо великий палець показує напрямок струму, то зігнуті пальці покажуть напрямок ліній магнітного поля навколо проводника. Це правило свердлика (або правої руки) .
Зображення: Прямий провідник, великий палець вказує вгору (струм), зігнуті пальці показують кола навколо проводника проти часникової стрілки (лінії магнітного поля).
Для котушки (солоноїду) зі струмом: Знову ж таки, візьміть котушку в праву руку. Якщо чотири зігнуті пальці показують напрямок струму у витках, то відігнутий великий палець покаже, де знаходиться "північний" полюс котушки. Саме з цього полюса виходять лінії магнітного поля.
2. Сила Ампера: Магнітне поле штовхає провідник!
Ви вже знаєте, що струм створює магнітне поле. Але що станеться, якщо провідник зі струмом помістити в інше магнітне поле? На нього діятиме сила! Цю силу називають силою Ампера . Саме завдяки їй працюють електродвигуни!
Формула сили Ампера:
F А = I ⋅ B ⋅ L ⋅sin( α ) ;
Де:
· I - сила струму у провіднику (вимірюється в Амперах , А).
· B - індукція магнітного поля (показує "силу" поля, що вимірюється в Теслах , Тл).
· L - Довжина ділянки проводника, що знаходиться в магнітному полі (вимірюється в метрах , м).
· α - угол між напрямком струму та напрямком магнітного поля.
Як визначити напрямок сили Ампера? Правило лівої руки!
1. Розташуйте ліву руку так, щоб лінії магнітного поля "входили" в ладонь (якби пронизували її).
2. Чотири витягнуті пальці направте вздовж напрямку струму у проводнику.
3. Тоді відігнутий на 90° великий палець покаже напрямок сили Ампера.
Зображення: Ліва рука, лінії поля входять до ладони, пальці вказують струм, великий палець – силу Ампера.
3. Сила Лоренца: Наслідок для окремих частинок
Якщо сила Ампера діє на провідник зі струмом (тобто на багато рухомих зарядів разом), то сила Лоренца діє на кожну окрему рухому заряджену частинку (наприклад, електрон або протон) у магнітному полі.
Формула сили Лоренца:
F Л = ∣ q ∣⋅ v ⋅ B ⋅sin( α ) ;
Де :
· ∣ q ∣ - модуль заряду частинки (вимірюється в Кулонах , Кл).
· v – швидкість руху частинки (вимірюється в метрах на секунду , м/с).
· B – індукція магнітного поля (Тл).
· α - кут між вектором швидкості частинки та напрямком магнітного поля.
Як визначити напрямок сили Лоренца? Знову Правило лівої руки!
1. Розташуйте ліву руку так, щоб лінії магнітного поля "входили" до долоні.
2. Чотири витягнуті пальці направте вздовж напрямку швидкості частинки.
3. Важливо:
o Якщо частинка позитивно заряджена (наприклад протон), то відігнутий на 90° великий палець покаже напрямок сили Лоренца.
o Якщо частинка негативно заряджена (наприклад, електрон), то сила Лоренца буде спрямована у протилежний бік від того, що вказує великий палець! Ліва рука, лінії поля входять до долоні,
пальці вказують швидкість, великий палець – силу Лоренца (і стрілка у протилежний бік для негативного заряду) .
Практикум: Розв'язуємо завдання!
Тепер, коли ми озброєні знаннями, спробуймо застосувати їх на практиці.
Завдання 1: Куди штовхає провідник?
Прямий провідник зі струмом 10 А, завдовжки 20 см, розташований в однорідному магнітному полі з індукцією 0.5 Тл. Кут між напрямком струму та лініями магнітного поля становить 90∘ . Яка сила Ампера діє на провідник? Якщо струм тече вправо, а магнітне поле спрямоване від нас (позначимо його "хрестиками"), то куди буде спрямована сила Ампера?
Поміркуй!
1. Запиши всі відомі величини.
2. Пригадай формулу сили Ампера.
3. Не забудь перевести сантиметри в метри!
4. Застосуй правило лівої руки для визначення напрямку.
Рішення:
· I = 10 А
· L = 20 см = 0.2 м
· B = 0.5 Тл
· α = 90∘ ; sin(90∘)=1
F А = I ⋅ B ⋅ L ⋅sin( α )=10 А⋅0.5 Тл⋅0.2 м⋅1=1 Н
Відповідь: Сила Ампера дорівнює 1 Н і спрямована вгору.
Завдання 2: Що робить поле з електроном?
Електрон ( заряд q =−1.6⋅10 −19 Кл ) влітає в однорідне магнітне поле з індукцією 0.1 Тл зі швидкістю 3⋅106 м/с. Швидкість електрона перпендикулярна до ліній магнітного поля. Яка сила Лоренца діє на електрон? Якщо магнітне поле направлене до нас (позначимо його "точками"), а електрон летить униз, то куди буде відхилятися електрон?
Поміркуй!
1. Використовуйте модуль заряду електрона.
2. Пригадай формулу сили Лоренца.
3. Будь уважним з напрямком для негативного заряду!
Рішення:
∣ q ∣=1.6⋅10 −19 Кл
v =
B = 0.1 Тл
α = 90∘;sin(90∘)=1
F Л = ∣ q ∣⋅ v ⋅ B ⋅sin( α )=(1.6⋅10 −19 Кл)⋅(3⋅10 6 м/с)⋅(0.1 Тл)⋅1= 4.8⋅10 −14 Н
(лінії поля "до нас" входять до долоні, пальці вниз), великий палець покаже направо . Але оскільки електрон негативно заряджається, сила Лоренца буде спрямована на лівий бік .
Відповідь: Сила Лоренца дорівнює 4.8⋅10 −14 Н і спрямована вліво.
Підписатися на:
Дописи (Atom)