2. Робота і потужність струму

Робота струму дорівнює добутку сили струму напруги і часу, впродовж якого виконується робота. Як і в механіці, роботу струму вимірюють у джоулях. A = UIDt, де .                                       (4.2.6)

Формула (4.2.6) зручна для визначення роботи струму в колі з паралельним з'єднанням провідників, оскільки напруга на всіх провідниках при цьому однакова:

A = UIDt, де U = IR, A = I ²RDt.                                             (4.2.7)

Формулою (4.2.7) зручно користуватись у разі послідовного з'єднання провідників у колі, оскільки через всі провідники проходить однаковий струм.

Будь-який електричний прилад розрахований на споживання певної енергії за одиницю часу. Тому поряд із роботою струму велике значення має потужність струму. Вона дорівнює відношенню роботи струму за час Dt до цього часу:

.

Як і в механіці, її вимірюють у ватах (Вт). На більшості приладів вказано потужність, яку вони споживають. На практиці широко застосовують одиницю потужності - кіловат і одиницю роботи - кіловат-годину:

1 кВт = 10³ Вт, 1 кВт·год = 3,6·10⁶ Дж.

Потужність струму P = IU = I ² R, що споживається зовнішньою ділянкою повного кола, називають корисною. Затраченою потужністю називають потужність джерела струму P_зат = eI = I ²(R + r). Коефіцієнт корисної дії джерела . Коефіцієнт корисної дії зростає зі зменшенням внутрішнього опору джерела.

Білет № 6

1. Вільне падіння тіл

Вам добре відомо, що тіла падають на Землю. Під час падіння тіл їхня швидкість збільшується, тобто падіння тіл є прискореним рухом.

Якщо одночасно відпустити підняті над землею металеве і паперове кружальця, то металеве кружальце впаде на землю раніше, ніж паперове. Можна припустити, що час падіння тіл залежить від їхньої маси. Проте це припущення спростується, коли взяти два однакові аркуші паперу; один із них зіжмакати і відпустити їх одночасно з рук. Зіжмаканий аркуш паперу впаде на землю раніше. Різний час падіння пов'язаний не з масою, а з опором повітря.Правильність цього припущення підтверджується експериментальне. Візьмімо товстостінну скляну трубку й помістімо в неї дробинку, шматочок корка і пір'їнку. Потім швидко перевернімо трубку. Тіла впадуть на дно, але дробинка впаде першою, а пір'їнка — останньою (мал. 1, а). Якщо з трубки викачати повітря і знову її перевернути, то всі три тіла досягнуть дна одночасно (мал. 2, б).

Отже, всі тіла в безповітряному просторі (у вакуумі) падають з однаковим прискоренням.Падіння тіл у безповітряному просторі називають вільним падінням.

Вільне падіння е рівноприскореним рухом, прискорення вільного падіння однакове для всіх тіл.Прискорення вільного падіння позначається літерою g і воно ≈ 9,81 м/с .

Тіло, кинуте вертикально вгору, рухається рівносповільнено з прискоренням g, його швидкість зменшується.Вільне падіння тіл вивчав італійський учений Галілео Галілей наприкінці XVI ст. Якщо падаючому тілу дати початкові швидкість, напрямлену вниз, то формули кінематичних величин у проекціях на вісь, напрямлену вниз, мають вигляд: υ = υ + gt;

Для вільного падіння з висоти h, без початкової швидкості, коли координатні вісь напрямлена вниз, то формули мають вигляд: υ = υ - gt