ΒΑΣΙΚΑΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΔΙΑΣΤΟΙΧΕΔΙΑΦΥΣΙΚΗΣΦΥΣΙΚΗΣ

ΥΛΗΥΛΗ

ΟτιδήποτεΟτιδήποτε έχειέχει μάζαμάζα καικαι καταλαμβάνεικαταλαμβάνει χώροχώροΜάζαΜάζα είναιείναι ηη ποσότηταποσότητα αδράνειαςαδράνειας ενόςενόςσώματοςσώματος, , μονάδαμονάδα kilogram (kg) (kilogram (kg) (σύνδεσησύνδεσηδύναμηςδύναμης & & επιτάχυνσηςεπιτάχυνσης))

F=m*F=m*γγΚαταστάσειςΚαταστάσεις τηςτης ύληςύληςΣτερεάΣτερεά, , ΥγράΥγρά, , ΑέριαΑέρια, , ΠλάσμαΠλάσμα

ΕΝΕΡΓΕΙΑΕΝΕΡΓΕΙΑΗΗ δυνατότηταδυνατότητα ενοςενος φυσικούφυσικού συστήματοςσυστήματος ναναπαράγειπαράγει έργοέργο..ΕργοΕργο είναιείναι τοτο γινόμενογινόμενο τηςτης δύναμηςδύναμης επίεπί τητημετατόπισημετατόπιση πουπου προκαλείπροκαλεί

WW = = FF * * ssWW = = έργοέργοFF = = δύναμηδύναμηss = = απόστασηαπόσταση

ΜονάδαΜονάδα joule (J) joule (J) ήή ΝΝewtonewton--meter (N * m) meter (N * m) στοστο SI (System International)SI (System International)

ΠροσοχήΠροσοχή ηη δύναμηδύναμη πρέπειπρέπει νανα είναιείναι τοτο αίτιοαίτιο τηςτηςμετατόπισηςμετατόπισηςΜιαΜια δύναμηδύναμη παράγειπαράγει έργοέργο ότανόταν δενδεν είναιείναι κάθετηκάθετη στηνστηνκατεύθυνσηκατεύθυνση μετατόπισηςμετατόπισης

www.physicsclassroom.com/Class/energy/u5l1a.cfm#tray

ΙΣΧΥΣΙΣΧΥΣΈργοΈργο πουπου παράγεταιπαράγεται στηστη μονάδαμονάδα τουτου χρόνουχρόνουΜονάδαΜονάδα Watt = Joule/secondWatt = Joule/secondΙσχύςΙσχύς μηχανώνμηχανών μετράταιμετράται σεσε ίππουςίππους. .

11ΗΗp = 750 Wattsp = 750 Watts..

ΑπόστασηΑπόστασηΑπόστασηΑπόσταση –– αριθμητικήαριθμητική ποσότηταποσότηταΜετατόπισηΜετατόπιση –– διανυσματικήδιανυσματική ποσότηταποσότητα

ΤαχύτηταΤαχύτηταΤαχύτηταΤαχύτητα –– αριθμητικόαριθμητικό μέγεθοςμέγεθος

πόσοπόσο γρήγοραγρήγορα κινείταικινείται έναένα αντικείμενοαντικείμενοΤαχύτηταΤαχύτητα –– διανυσματικόδιανυσματικό μέγεθοςμέγεθος

ρυθμόςρυθμός καικαι κατεύθυνσηκατεύθυνση μετακίνησηςμετακίνησης

ΕπιτάχυνσηΕπιτάχυνσηΟΟ ρυθμόςρυθμός μεταβολήςμεταβολής τηςτης ταχύτηταςταχύτητας σεσε σχέσησχέση μεμε τοτοχρόνοχρόνοΈναΈνα αντικείμενοαντικείμενο επιταχύνεταιεπιταχύνεται ότανόταν αλλάζειαλλάζει ταχύτηταταχύτητα ––διανυσματικόδιανυσματικό μέγεθοςμέγεθος ((επιτάχυνσηεπιτάχυνση –– επιβράδυνσηεπιβράδυνση))

γ = m / s2

ΝόμοιΝόμοι τουτου ΝεύτωναΝεύτωνα, , 1687168711οςος νόμοςνόμος

ΓιαΓια νανα αλλάξειαλλάξει ηη κινητικήκινητική κατάστασηκατάσταση ενόςενός σώματοςσώματοςπρέπειπρέπει νανα ασκηθείασκηθεί δύναμηδύναμη πάνωπάνω σεσε αυτόαυτό. . ΑδράνειαΑδράνεια..

22οςος νόμοςνόμοςΣύνδεσηΣύνδεση επιτάχυνσηςεπιτάχυνσης, , δύναμηςδύναμης καικαι μάζαςμάζαςF=m*F=m*γγ

33οςος νόμοςνόμοςΌτανΌταν έναένα σώμασώμα ασκείασκεί δύναμηδύναμη σεσε άλλοάλλο,,τοτο δεύτεροδεύτερο σώμασώμα εξασκείεξασκεί στοστο πρώτοπρώτοίσηίση δύναμηδύναμη ((δράσηδράση -- αντίδρασηαντίδραση))

Sir Isaac Newton(1642-1727)

ΒαρύτηταΒαρύτητα

ΕίδηΕίδη ενέργειαςενέργειαςΚινητικήΚινητική

ΕνέργειαΕνέργεια πουπου εκφράζεταιεκφράζεται μεμε μεταβολήμεταβολή θέσηςθέσηςΔυναμικήΔυναμική

ΕνεργειαΕνεργεια ενόςενός σώματοςσώματος λόγωλόγω τηςτης θέσεώςθέσεώς τουτουΜηχανικήΜηχανική ενέργειαενέργεια

ΔυναμικήΔυναμική & & κινητικήκινητική ενέργειαενέργειαΘερμότηταΘερμότητα

ΕνέργειαΕνέργεια πουπου μεταφέρεταιμεταφέρεται μεμε συγκρούσειςσυγκρούσεις σωματιδίωνσωματιδίωνΦωςΦως

ΕνέργεαΕνέργεα πουπου μεταφέρεταιμεταφέρεται μεμε ακτινοβολίαακτινοβολίαΗλεκτρικήΗλεκτρική

ΚίνησηΚίνηση φορτίωνφορτίων

www.physicsclassroom.com/Class/energy/u5l1d.cfm

www.physicsclassroom.com/Class/energy/u5l1d.cfm

ΑΡΧΗΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΤΗΣΤΗΣΕΝΕΡΓΕΙΑΣΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΗΗ συνολικήσυνολική ενέργειαενέργεια ενόςενός απομονωμένουαπομονωμένου συστήματοςσυστήματοςπαραμένειπαραμένει σταθερήσταθερή παρόλοπαρόλο πουπου ηη ενέργειαενέργεια μπορείμπορεί νανααλλάξειαλλάξει μορφήμορφή

ΟρμήΟρμή: : μάζαμάζα σεσε κίνησηκίνησηΟρμήΟρμή = = μάζαμάζα * * ταχύτηταταχύτητα

ΑρχήΑρχή διατήρησηςδιατήρησης τηςτης ορμήςορμής

ΔΟΜΗΔΟΜΗ ΤΗΣΤΗΣ ΥΛΗΣΥΛΗΣ

ΕκτόςΕκτός πυρήναπυρήναΑσθενήςΑσθενής σύνδεσησύνδεσηΑρνητικόΑρνητικό φορτίοφορτίοΜικρήΜικρή μάζαμάζα

ΠυρήναςΠυρήναςΙσχυρήΙσχυρή σύνδεσησύνδεσηΟυδέτεροΟυδέτεροΜεγάληΜεγάλη μάζαμάζα

ΠυρήναςΠυρήναςΙσχυρήΙσχυρή σύνδεσησύνδεσηΘετικόΘετικό φορτίοφορτίοΜεγάληΜεγάλη μάζαμάζα

ΗλεκτρόνιοΗλεκτρόνιοΝετρόνιοΝετρόνιοΠρωτόνιοΠρωτόνιο

ΔΟΜΗΔΟΜΗ ΤΗΣΤΗΣ ΥΛΗΣΥΛΗΣ

ΠρωτόνιαΠρωτόνια καικαι νετρόνιανετρόνια στονστον πυρήναπυρήναΓύρωΓύρω απόαπό τοντον πυρήναπυρήνα βρίσκονταιβρίσκονται τατα ηλεκτρόνιαηλεκτρόνια σεσετροχιέςτροχιέςΚάθεΚάθε τροχιάτροχιά χαρακτηρίζεταιχαρακτηρίζεται απόαπό καθορισμένηκαθορισμένη ενέργειαενέργειαΟιΟι περιφερικέςπεριφερικές τροχιέςτροχιές χαρακτηρίζονταιχαρακτηρίζονται απόαπό υψηλότερηυψηλότερηενέργειαενέργεια καικαι είναιείναι πιοπιο ασταθείςασταθείς

ΗλεκτρόνιαΗλεκτρόνια μεμε υψηλότερηυψηλότερη ενέργειαενέργεια μπορούνμπορούν ναναμεταπέσουνμεταπέσουν σεσε τροχιάτροχιά χαμηλότερηςχαμηλότερης ενέργειαςενέργειας μεμεαπελευθέρωσηαπελευθέρωση τηςτης περίσσειαςπερίσσειας ενέργειαςενέργειας..ΗλεκτρόνιαΗλεκτρόνια απόαπό τροχιάτροχιά μεμε χαμηλήχαμηλή ενέργειαενέργεια μπορούνμπορούν ναναμεταπηδήσουνμεταπηδήσουν σεσε υψηλότερηςυψηλότερης ενέργειαςενέργειας τροχιάτροχιά μεμεπροσφοράπροσφορά ενέργειαςενέργειαςΕάνΕάν ηη ενέργειαενέργεια πουπου θαθα δωθείδωθεί είναιείναι αρκετήαρκετή τοτο ηλεκτρόνιοηλεκτρόνιομπορείμπορεί νανα απελευθερωθείαπελευθερωθεί απόαπό τηντην έλξηέλξη τουτου πυρήναπυρήνα

ΦορτίοΦορτίοΜονάδαΜονάδα φορτίουφορτίου Coulomb (C)Coulomb (C)ΦορτίοΦορτίο ηλεκτρονίουηλεκτρονίου = = --1.6 x 10 1.6 x 10 --1919 CoulombCoulombΦορτίοΦορτίο ποζιτρονίουποζιτρονίου = +1.6 x 10 = +1.6 x 10 --1919 CoulombCoulombΣεΣε φορτισμένοφορτισμένο σωματίδιοσωματίδιο υπάρχειυπάρχει ανισορροπίαανισορροπίαπρωτονίωνπρωτονίων καικαι ηλεκτρονίωνηλεκτρονίων

ΣωματίδιοΣωματίδιο μεμε περίσσειαπερίσσεια ηλεκτρονίωνηλεκτρονίων έχειέχειαρνητικόαρνητικό φορτίοφορτίοΣωματίδιοΣωματίδιο μεμε περισσότεραπερισσότερα πρωτόνιαπρωτόνια έχειέχειθετικόθετικό φορτίοφορτίο

ΣεΣε ουδέτεροουδέτερο σωματίδιοσωματίδιο πρωτόνιαπρωτόνια = = ηλεκτρόνιαηλεκτρόνια

ΔύναμηΔύναμη CoulombCoulomb

ΣτοΣτο στατικόστατικό ηλεκτρισμόηλεκτρισμόΤαΤα ετερώνυμαετερώνυμα έλκονταιέλκονταιΤαΤα ομώνυμαομώνυμα απωθούνταιαπωθούνταιΑρχήΑρχή διατήρησηςδιατήρησης φορτίωνφορτίων

Q1 Q1 ποσότηταποσότητα φορτίουφορτίου σωματιδίουσωματιδίου 11Q2 Q2 ποσότηταποσότητα φορτίουφορτίου σωματιδίουσωματιδίου 2 (Coulombs)2 (Coulombs)d d απόστασηαπόσταση μεταξύμεταξύ τωντων σωματιδίωνσωματιδίωνk k σταθεράσταθερά Coulomb (Coulomb (στονστον αέρααέρα 9.0 x 109.0 x 1099 N N •• mm22 / C/ C22), ), ((στοστο νερόνερό 80 80 φορέςφορές μικρότερημικρότερη))

ΜεΜε βάσηβάση τοτο νόμονόμο τουτου CoulombCoulombΤοΤο μέγεθοςμέγεθος τηςτης δύναμηςδύναμης πουπου χρειάζεταιχρειάζεται γιαγια τητημετακίνησημετακίνηση φορτίουφορτίου εξαρτάταιεξαρτάται απόαπό τηντην ποσότηταποσότητα τουτουφορτίουφορτίου

καικαιτηντην απόστασηαπόσταση απόαπό τηντην πηγήπηγή

ΝόμοςΝόμος τουτου αντιστρόφουαντιστρόφου τουτουτετραγώνουτετραγώνου τηςτης απόστασηςαπόστασης

Κατ΄αναλογίανΚατ΄αναλογίαν μεμε τοτο πεδίοπεδίο τηςτης βαρύτηταςβαρύτητας τηςτης γηςγης, , κάθεκάθεφορτίοφορτίο παράγειπαράγει ηλεκτρικόηλεκτρικό πεδίοπεδίο ((πεδίοπεδίο είναιείναι οο χώροςχώροςόπουόπου μπορείμπορεί νανα ασκηθείασκηθεί δύναμηδύναμη σεσε έναένα αντικείμενοαντικείμενοχωρίςχωρίς επαφήεπαφή))ΣχέσηΣχέση έντασηςέντασης ηλεκτρικούηλεκτρικού πεδίουπεδίου καικαι απόστασηςαπόστασης απόαπό τοτοφορτίοφορτίοΗΗ έντασηένταση σεσε έναένα σημείοσημείο τουτου πεδίουπεδίου είναιείναι ανάλογηανάλογη τοτοαντιστρόφουαντιστρόφου τουτου τετραγώνουτετραγώνου τηςτης απόστασηςαπόστασης

ΔιαφοράΔιαφορά δυναμικούδυναμικού

ΔυναμικήΔυναμική ενέργειαενέργεια είναιείναιηη ενέργειαενέργεια πουπου έχειέχεισχέσησχέση μεμε τητη θέσηθέση ενόςενόςαντικειμένουαντικειμένουΠεδίοΠεδίο γήςγήςΠεδίοΠεδίο ηλεκτρικόηλεκτρικό

ΗλεκτρικόΗλεκτρικό δυναμικόδυναμικό είναιείναι ηη ποσότηταποσότητα δυναμικήςδυναμικήςενέργειαςενέργειας ανάανά μονάδαμονάδα φορτίουφορτίου ότανόταν αυτόαυτό τοποθετηθείτοποθετηθεί σεσεσυγκεκριμένησυγκεκριμένη θέσηθέση μέσαμέσα στοστο ηλεκτρικόηλεκτρικό πεδίοπεδίο..ΔιαφοράΔιαφορά ηλεκτρικούηλεκτρικού δυναμικούδυναμικού είναιείναι ηη διαφοράδιαφοράηλεκτρικήςηλεκτρικής δυναμικήςδυναμικής ενέργειαςενέργειας σεσε δύοδύο διαφορετικέςδιαφορετικέςθέσειςθέσεις τουτου ηλεκτρικούηλεκτρικού πεδίουπεδίου..

ΑγωγιμότηταΑγωγιμότηταΚαλοίΚαλοί ΑγωγοίΑγωγοί επιτρέπουνεπιτρέπουν τηντην ελεύθερηελεύθερημετακίνησημετακίνηση τωντων ηλεκτρονίωνηλεκτρονίων απόαπό άτομοάτομο σεσεάτομοάτομο κικι απόαπό μόριομόριο σεσε μόριομόριοΚακοίΚακοί αγωγοίαγωγοί δενδεν επιτρέπουνεπιτρέπουν τηντην ελέυθερηελέυθερηκίνησηκίνηση τωντων ηλεκτρονίωνηλεκτρονίωνΥπεραγωγοίΥπεραγωγοί

ΡεύμαΡεύμαΡεύμαΡεύμα είναιείναι οο ρυθμόςρυθμός μεμε τοντον οποίοοποίο φορτίοφορτίο διέρχεταιδιέρχεται απόαπόέναένα σημείοσημείο ενόςενός αγωγούαγωγούΤαχύτηταΤαχύτηταΕπιτάχυνσηΕπιτάχυνση

ΜονάδαΜονάδα 1 1 ampere = 1 coulomb / 1 second

ΜεΜε βάσηβάση τοντον ορισμόορισμό ηη κατεύθυνσηκατεύθυνση τηςτης κίνησηςκίνησης φορτίωνφορτίωνπεριγράφειπεριγράφει τηντην κίνησηκίνηση θετικώνθετικών φορτίωνφορτίωνΣεΣε έναένα ηλεκτρικόηλεκτρικό κύκλωμακύκλωμα τατα κινούμενακινούμενα φορτίαφορτία είναιείναιηλεκτρόνιαηλεκτρόνια, , δηλδηλ. . αντίστροφηαντίστροφη

ΤαχύτηταΤαχύτητα μετακίνησηςμετακίνησης ηλεκτρονίωνηλεκτρονίων ((τυπικάτυπικά 1 m/h).1 m/h).ΔιαδρομήΔιαδρομή ηλεκτρονίωνηλεκτρονίων

ΡεύμαΡεύμα

ΑντίστασηΑντίσταση

ΠαρεμπόδισηΠαρεμπόδιση τηςτης κίνησηςκίνησης τωντων ηλεκτρονίωνηλεκτρονίωνΗΗ ταχύτηταταχύτητα μετακίνησηςμετακίνησης τωντων ηλεκτρονίωνηλεκτρονίων εξαρτάταιεξαρτάται απόαπότητη διαφοράδιαφορά δυναμικούδυναμικού καικαι τηντην αντίστασηαντίστασηηη αντίστασηαντίσταση εξαρτάταιεξαρτάταιαπόαπό τοτο μήκοςμήκος τουτου αγωγούαγωγού,,τοτο εμβαδόεμβαδό διατομήςδιατομήςτοτο υλικόυλικό ((ειδικήειδική αντίστασηαντίσταση))μονάδαμονάδα ΟΟhm (hm (ΩΩ) )

ΘεμελιώδειςΘεμελιώδεις εξισώσειςεξισώσεις

V = I V = I •• R, R, ηλεκτρισμόςηλεκτρισμόςF = m F = m •• γγ, , νευτώνειανευτώνεια φυσικήφυσικήv = f v = f •• λλ, , κυματικήκυματικήE = m • c2 σύγχρονη φυσική