304. Przeliczanie jednostek

Elektrostatyka. Oddziaływania. Siły elektryczne. Siły grawitacyjne. Próżnia.

Przeliczanie jednostek, szczególnie w otrzymanych zależnościach, jest koniecznością. W przypadku, gdy jednostki nie zgadzają się, mamy sygnał błędu.

Przeliczymy dosyć skomplikowane jednostki wykorzystywane w elektrostatyce w powiązaniu z jednostkami z mechaniki.

Ładunek elektryczny.

Oddziaływania elektryczne.

Siły elektryczne.

Oddziaływania grawitacyjne.

Stała grawitacji.

Stała przenikalności próżni.

Porównywanie sił.

Siła jako miara oddziaływania.

Jednostki wielkości elektrostatycznych.

Obliczenia na jednostkach.

Miarą oddziaływania jest siła. Jednostką siły jest niuton N.

Niuton jest jednostką złożoną definiujemy go jako iloczyn jednostki masy i jednostki przyspieszenia.

Jednostka przyspieszenia też jest jednostką złożoną – definiujemy ją jako iloraz jednostki długości i kwadratu jednostki czasu. Skąd taka komplikacja?

Jednostkę przyspieszenia możemy zdefiniować jako iloraz jednostki prędkości przez jednostkę czasu. Stąd ten kwadrat jednostki czasu.

W jednostkach złożonych często występują jednostki podstawowe w różnych potęgach, dodatnich i ujemnych. Stosowanie wyrażeń zawierających różne potęgi jednostek podstawowych w życiu codziennym jest uciążliwe. Dlatego też używamy wielu jednostek złożonych i wykorzystujemy zależności między nimi.

Przeliczanie jednostek, szczególnie w otrzymanych zależnościach, jest koniecznością. W przypadku, gdy jednostki nie zgadzają się, mamy sygnał błędu.

Przeliczymy dosyć skomplikowane jednostki wykorzystywane w elektrostatyce w powiązaniu z jednostkami z mechaniki.

Przykładem, który wykorzystamy będą prawa oddziaływań elektrostatycznych i grawitacyjnych.

ZALEŻNOŚCI w postaci skalarnej (dla wartości sił).


Dwa protony przyciągają się grawitacyjnie i odpychają elektrycznie. Siły te mają takie same kierunki lecz przeciwne zwroty.

Masy protonów spoczywających są identyczne, podobnie ładunki. Zależności na wartości sił ulegną więc modyfikacji.

OBLICZENIA WARTOŚCI SIŁ.



Wykonanie takich obliczeń na jednostkach ułatwia dalsze obliczenia – możemy wtedy operować samymi liczbami i wtedy trudniej o błąd.

DLA PORÓWNANIA SIŁ obliczenia na jednostkach warto wykonać dla samego treningu.



Teraz możemy podstawić same wartości występujących w zależnościach wielkości – byleby były one wyrażone w jednostkach podanych przy obliczeniach na samych jednostkach. W przeciwnym przypadku, trzeba wartości występujących we wzorach wielkości, doprowadzić do potrzebnych jednostek.

Wartości różnych wielkości fizycznych często podajemy wykorzystując przedrostki – nazwy wielokrotności jednostek lub ich podwielokrotności.

Przykłady

1 mikrometr = 0,000 001 metra

1 nanometr = 0,000 000 001 metra

1 godzina = 3600 sekund

1 kilowatogodzina = 3,6 miliona dżuli

1 mila morska = 1 852 metry

1 kilometr na godzinę = 5/18 metra na sekundę

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?

Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m₂ ma masę 3 razy większą niż ciało m₁. Siła działająca na ciało m₂ jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m₁? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki

---

Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?