Егэ физика задание 1 теория: Теория к заданию 1 из ЕГЭ по физике

Содержание

Теория к заданию 1 из ЕГЭ по физике

Архитектор, инженер, программист, технолог — это далеко не полный список специальностей, для которых нужно сдавать экзамен по физике. Задание 1 из ЕГЭ по этому предмету кажется школьникам простым, однако для его решения нужно выучить большой блок теории. Все задачи из первого номера относятся к теме «Движение». Выпускник должен разбираться в видах движения, уметь анализировать графики и знать принцип относительности. Если вы понимаете эту тему и хотите освежить знания перед ЕГЭ, наша статья напомнит вам основные формулы и правила. Также стоит обратить внимание на курсы подготовки к ЕГЭ: там преподаватель объяснит все подробно, с нуля. А чтобы быть уверенным в высоких баллах, можно выбрать комплексную программу, включающую также занятия по русскому языку и профильной математике. 

Кинематика

Путь, траектория, перемещение — понятия, без знания которых не решить задание 1 на ЕГЭ по физике. Подготовка должна начинаться с теории. Когда вы будете хорошо ориентироваться в ней, можно переходить к практике. Наука кинематика, о которой идет речь в первом вопросе, изучает 

механическое движение тел без описания причин этого движения. А механическим движением называют изменение взаимного расположения тел или их частей в пространстве с течением времени. Для его изучения пользуются системами отсчета. В кинематике это система координат (X, Y, Z), тело отсчета (тело, относительно которого двигаются другие тела) и часы для измерения времени. Форма тел значения не имеет, поэтому в задачах их обозначают материальными точками — объектами, у которых есть масса, а размеры пренебрежимо малые. Не каждое тело может считаться материальной точкой, главное правило — расстояние, которое оно проходит, должно быть намного больше размера. Если мы исследуем скорость самолета на пути из одного города в другой, он является материальной точкой. Если мы определяем сопротивление воздуха в момент полета, нам важна форма, и представить самолет точкой уже нельзя. 

Если материальная точка перемещается в пространстве, у нее есть траектория — это условная линия, описывающая движение. Форма траектории зависит от выбранной системы отсчета, в задачах ЕГЭ траектории обычно рассматривают относительно Земли. Если мы свяжем траекторию с часами, то получим путь — то, что прошло тело за определенный временной промежуток. Путь, как и траектория, может иметь любую форму, но у него есть начальная и конечная точка. Соединив их прямой линией, мы нарисуем вектор перемещения. Он не может быть больше пути, а иногда вовсе равняется нулю (в том случае, когда тело двигалось по замкнутой линии). Теория к заданию 1 из ЕГЭ по физике не будет полной без описания принципа относительности движения. Для этого представим, что мы сидим в поезде и видим еще один на соседнем пути. Сначала наш поезд стоит неподвижно, а потом трогается. Если посмотреть на ситуацию относительно Земли, мы двигаемся: были на станции, а теперь отъехали от нее. Относительно самого поезда мы стоим на месте — как сидели у окна, так и сидим. А если взглянуть на соседний состав? Он постепенно удаляется от нас. Несмотря на то, что он по-прежнему стоит на станции, нам кажется, что он перемещается.

Вывод: движение зависит от того, в какой системе координат его изучают. 

Виды движения

От теории мы переходим к решению задач. Чаще всего в них фигурируют два понятия: скорость и ускорение. Скорость — это быстрота и направление перемещения. Средняя скорость перемещения находится по формуле u = s / t, средняя путевая — u = l / t. Здесь u — скорость, l — путь, s — перемещение. Первая величина будет векторной, вторая — скалярной. Существует также мгновенная скорость, то есть скорость в определенной точке. Ее можно найти по графику или из уравнения

u = u0 + at. a — ускорение, то есть изменение скорости за единицу времени. Это векторная величина, она рассчитывается следующим образом: a = u / t. При ускоренном движении она направлена так же, как и скорость, при замедленном — противоположно ей. В случае с движением по окружности эти величины перпендикулярны. Перечислим несколько формул для задания 1 ЕГЭ по физике, связанных с видами движения: 

  • равномерное прямолинейное
  1. x = x0 + ut (x — координата точки в данный момент времени).
  2. s = ut. 
  3. u = const. 
  4. a = 0.
  • прямолинейное равноускоренное:
  1. x = x0 + u0t + аt2 / 2. 
  2. s = u0t + аt2 / 2.
  3. u= uox+ at.
  4. a = const. 
  • движение по окружности (u = const):
  1. T = t / N = 1 / v — период.
  2. v = N / t = 1 / T — частота.
  3. u = l / t = 2πR / T = 2πRv — линейная скорость.
  4. ω = ϕ / t = 2π / T = 2πv — угловая скорость.
  5. a = u2 / R = ω2R = ωu — ускорение.  
  • движение по параболе с ускорением свободного падения
  1. x = xo + uoxt + gt2 / 2.
  2. y = yo + uoyt +gt2 / 2.
  3. ux= uox+ gt.
  4. uy= uoy+ gt.
  5. uоx = u0 cosα.
  6. uоy = u0 sinα.

Частные случаи равноускоренного движения под действием силы тяжести

В рамках теории к заданию 1 ЕГЭ по физике нужно знать два частных случая: 

  • движение по вертикали
  1. при u0 = 0 высота h = gt2 / 2 и u = gt.
  2. при u0↑ и движении вверх h = u0t — gt2 / 2 и u = u0 – gt.
  3. при u0↑ и движении вниз  h = -u0t + gt2 / 2 и u = -u0 + gt.
  4. при υ0↓ h = u0t + gt2 / 2 и υ = υ0 + gt. 
  • движение тела, брошенного горизонтально
  1. h = gt2 / 2 — высота полета.
  2. s = uоt — дальность полета.
  3. υy= gt — скорость относительно оси OY.

Дополнительная информация для частных случаев решения задач

Еще несколько формул для задания 1 ЕГЭ по физике: 

  • модуль вектора: S=sx2+sy2.
  • средняя скорость: uср = (s1 + s2 + … + sn ) / (t1 + t2 + … + tn) = 2u1u2 / (u1 + u2).
  • площадь фигуры равна пройденному пути: S = S1 — S2.
  • физический смысл производной: ux = x΄ и uy = y΄, ах = u΄x = x΄΄ и аy = u΄y = y΄΄.
  • движение колеса без проскальзывания: uпост = uвращ и u = uпост + uвращ.

Пример решения задач

Задача 1: Велосипедисты движутся по уравнениям x1 = 3t и x2 = 12 — t. Найти координату их встречи. 

Решение: В момент встречи велосипедистов их координаты совпадут: x1 = x2, следовательно, 3t = 12 — t. Решив уравнение, найдем, что t = 3 с. Чтобы найти координату, подставим значение в любое из уравнений (для самопроверки лучше подставить в оба): x1 = 3 • 3 = 9. 

Ответ: 9. 

Задача 2: Первую половину пути супермен пролетел со скоростью 30 км/ч, вторую — со скоростью 50 км/ч. Найти среднюю скорость супермена. 

Решение: Нам известны две скорости: u1 и u2, поэтому мы можем воспользоваться формулой uср = 2u1u2 / u1 + u2 = 2 • 30 • 50 / (30 + 50) = 37,5 км/ч. 

Ответ: 37,5. 

Теперь вы знаете больше теории для ЕГЭ по физике в 2020 году. Задание 1 только кажется очень простым, в нем бывают нетипичные задачи, поэтому стоит уделить внимание его разбору. Грамотно подготовиться к ЕГЭ вам помогут курсы ЦМДО «Уникум» . На них вы разберете каждую тему из экзамена, переходя от простого к сложному. Много времени преподаватели уделяют решению задач, объяснению сложных моментов. Но независимо от того, какой способ подготовки вы выберете, мы желаем вам удачи, высоких баллов и поступления в вуз мечты.

Задание 1 ЕГЭ по физике 2019: разбор теории и практики

Задание 1

Это задание проверяет знания учащихся в области кинематики, к основным понятиям которой относятся понятия ускорение, скорости и перемещения. Так как это векторные величины, то в подавляющем большинстве учебников приведены формулы в векторном виде и подавляющее большинство моих коллег, с которыми мне доводилось общаться, также заставляют своих учеников учить формулы в векторном виде, что совершенно избыточно, на мой взгляд, и чаще мешает решать задания ЕГЭ, чем помогает. Конечно, важно знать, что скорость, ускорение и перемещение — это векторные величины, как и импульс, и сила. Но гораздо важнее, чтобы они понимали, что вычисляем мы, в конечном итоге, не вектора, а их проекции и модули. И вот с этим-то учащиеся часто путаются. К примеру, необходимо по графику скорости определить модуль или проекцию ускорения. Сколько формул для этого нужно учить — три, две или одну? Конечно же одну, для проекции ускорения. А модуль ускорения

а = |ах|.

С перемещением ситуация ещё интереснее. Часто мне приходится сталкиваться с ситуацией, когда ученики из других школ, с которыми я занимаюсь подготовкой к экзамену по физике в центре подготовки к ЕГЭ в городе Ногинске, не понимают почему проекцию перемещения нужно находить по той или иной формуле. Они просто не могут понять откуда взялись те или иные формулы перемещения. Но зато они легко могут написать эти формулы в векторном виде, от которого, как правило, мало толку. Да, есть проблема — когда изучается кинематика, в 10 классе, дети ещё не знакомы с элементами математического анализа и не знают ни понятия производной, ни понятия интеграла. Но это и не обязательно. Достаточно показать на простом примере равномерного движения, что проекция перемещения может быть определена как площадь фигуры под графиком скорости и затем применить эту идею к равноускоренному движению. Это, в принципе, показано и в учебнике Пёрышкина для 9 класс, в разделе Кинематика, и в учебнике для 10 класса углублённого уровня Мякишева. Но тем не менее, почему-то многие ученики затрудняются с вычислением пройденного пути по графику скорости, который есть ни что иное как модуль перемещения при прямолинейном движении. Особенно, если график представляет собой ломаную линию.


  1. Найти ax в промежутке времени от 0 до 2 с.
  2. Найти модуль ускорения в промежутке от 6 до 7 с.
  3. Найти пройденный путь за первые 5 с движения

Вот несколько примеров.


1)

2) На промежутке от 6 до 7 с ускорение такое же как и на промежутке от 6 до 8 с, а он удобнее, поэтому


a = │ax│ = 7,5 м/с2

3) На графике площадь заштрихованной области и есть

Sx, то есть:


ЕГЭ-2020. Физика. Решение задач

В книге содержатся материалы для успешной сдачи ЕГЭ: краткие теоретические сведения по всем темам, задания разных типов и уровней сложности, решение задач повышенного уровня сложности, ответы и критерии оценивания. Учащимся не придется искать дополнительную информацию в интернете и покупать другие пособия. В данной книге они найдут все необходимое для самостоятельной и эффективной подготовки к экзамену.

Купить


ЕГЭ по физике, подготовка к ЕГЭ по физике 2021 в Москве, задачи, оценки, сколько длится экзамен — Учёба.ру

11Равномерное прямолинейное движение, равноускоренное прямолинейное движение, движение по окружности
21Законы Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, сила трения
31Закон сохранения импульса, кинетическая и потенциальные энергии, работа и мощность силы, закон сохранения механической энергии
41Условие равновесия твердого тела, закон Паскаля, сила Архимеда, математический и пружинный маятники, механические волны, звук
52Механика
62Механика
72Механика
81Связь между давлением и средней кинетической энергией, абсолютная температура, связь температуры со средней кинетической энергией, уравнение Менделеева—Клапейрона, изопроцессы
91Работа в термодинамике, первый закон термодинамики, КПД тепловой машины
101Относительная влажность воздуха, количество теплоты
112МКТ, термодинамика
122МКТ, термодинамика
131Принцип суперпозиции электрических полей, магнитное поле проводника с током, сила Ампера, сила Лоренца, правило Ленца
141Закон сохранения электрического заряда, закон Кулона, конденсатор, сила тока, закон Ома для участка цепи, последовательное и параллельное соединение проводников, работа и мощность тока, закон Джоуля — Ленца
151Поток вектора магнитной индукции, закон электромагнитной индукции Фарадея, индуктивность, энергия магнитного поля катушки с током, колебательный контур, законы отражения и преломления света, ход лучей в линзе
162Электродинамика
172Электродинамика
182Электродинамика и основы специальной теории относительности
191Планетарная модель атома. Нуклонная модель ядра. Ядерные реакции
201Фотоны, линейчатые спектры, закон радиоактивного распада
212Квантовая физика
221Механика — квантовая физика
231Механика — квантовая физика
242Элементы астрофизики: Солнечная система, звезды, галактики

Тесты ЕГЭ по физике 2021

Тесты ЕГЭ по физике

Об экзамене

С физикой дела обстоят по-особенному. С одной стороны, если сдал данный предмет, то открывается колоссальный выбор всевозможных специальностей и направлений, и даже таких, где особенно она и не нужна, с другой стороны, если сдаешь слабо, набирая в районе 50 баллов или даже меньше, то высока вероятность дальнейшего отчисления после первой же сессии. Поэтому выбор должен быть по-настоящему осознанный. Не сказать, что в школьном курсе физики очень много теории, как например, по биологии или истории. В ЕГЭ по истории логика особенно-то и не нужна, просто учи себе, зубри, а вот физику надо понимать, уметь оперировать базовыми формулами, по которым затем выстраивается работа над задачами. Если раньше все сводилось к заучиванию формул и штудированию учебников, то сейчас есть огромное количество цифрового контента (в первую очередь видео). Полюбить физику стало проще!

Да и сложность заданий из года в год остается примерно на одном уровне, поэтому не ленитесь, готовьтесь и получайте от всего этого процесса удовольствие!

Структура

Часть 1 содержит 23 задания с кратким ответом. Из них 13 заданий с записью ответа в виде числа, слова или двух чисел, 10 заданий на установление соответствия и множественный выбор, в которых ответы необходимо записать в виде последовательности цифр.

Часть 2 содержит 8 заданий, объединенных общим видом деятельности – решение задач. Из них 3 задания с кратким ответом (24–26) и 5 заданий (27–31), для которых необходимо привести развернутый ответ.

На выполнение всей экзаменационной работы отводится 3 часа 55 минут (235 минут).

Пояснения к оцениванию заданий

Задания 1–4, 8–10, 13–15, 19, 20, 22 и 23 части 1 и задания 24–26 части 2 оцениваются 1 баллом.

Задания 5–7, 11, 12, 16–18 и 21 части 1 оцениваются 2 баллами, если верно указаны оба элемента ответа; 1 баллом, если допущена ошибка в указании одного из элементов ответа, и 0 баллов, если допущено две ошибки.

Любой учитель или репетитор может отслеживать результаты своих учеников по всей группе или классу. Для этого нажмите ниже на кнопку «Создать класс», а затем отправьте приглашение всем заинтересованным.

Ознакомьтесь с подробной видеоинструкцией по использованию модуля.


Квантовая физика в ЕГЭ. Как решать 32 задание? ⋆ MAXIMUM Блог

Больше всего старшеклассников в ЕГЭ по физике пугает последнее, 32 задание. Его тема — квантовая физика. На первый взгляд эта тема кажется сложной и запутанной, но мы постараемся с ней разобраться. 32 задание весит целых три первичных балла, и важно их не упустить!

Квантовая физика в ЕГЭ

Меня зовут Максим, и я преподаю физику в учебном центре MAXIMUM. За 4 года работы преподавателем я подготовил более 200 учеников по всей России, многие из которых учатся в престижных университетах нашей страны. Сегодня я научу вас решать 32 задание ЕГЭ по физике.

Нам понадобится разобраться с блоками ЕГЭ «Квантовая физика» и «Электродинамика». Услышав слово «фотоэффект», многие ученики удивляются. Что это такое? Это связано с фотоаппаратом? У кого этот эффект возникает? В этой статье мы увидим, что квантовая физика в ЕГЭ не так страшна: для решения заданий нужно совсем небольшое количество теории и формул. Но сначала чуть подробнее поговорим о специфике задания.

Хочешь круто подготовится к ЕГЭ? Вам поможет учебный центр MAXIMUM! Все наши преподаватели сами сдавали этот экзамен на хороший балл. Мы ежегодно изучаем изменения ФИПИ и корректируем курсы, исходя из этого. Читайте подробнее про наши курсы и выбирайте подходящий!

32 задание ЕГЭ по физике: немного статистики

Зачем вообще нужно это задание? Заглянем в кодификатор ФИПИ. Там говорится, что задание №32 проверяет умение решать физические задачи, знание и глубокое понимание электрических и квантовых законов, формул и графиков. А также способность анализировать физические явления, выражать из формул искомые величины и рассчитывать их.

Задание №32 стоит целых 3 балла, а это достаточно много, учитывая, что максимальный первичный балл — 52. На решение задачи выделяется 15-25 минут, включая оформление в бланк ответов №2. Средний процент выполнения составляет 16%, и это самый низкий показатель в ЕГЭ по физике. В моей практике многие ученики, написав начальную диагностику, решают блок «Квантовая физика» в 10% случаев.

Почему 32 задание ЕГЭ по физике решают только 10% учеников?
  • Многие не успевают приступить к этому заданию, так как у учеников отсутствует стратегия на экзамене.
  • Теорию по квантовой физике ученики проходят в конце 9 и 11 класса, и времени для отработки недостаточно.
  • Квантовая физика — это самый новый раздел физики. Ученикам сложно его понять, так как он не применятся в бытовых ситуациях, в отличие от механики или термодинамики.

Какие темы необходимо изучить для решения заданий по квантовой физике?  

Чтобы разобраться с квантовой физикой для ЕГЭ, необходимо изучить три темы:

  • Корпускулярно-волновой дуализм
  • Физика атома
  • Физика атомного ядра

Самая главная формула для 32 задания ЕГЭ по физике —  уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

Давайте подробнее разберемся в этой формуле.

Объяснение этого эффекта дал Эйнштейн, использовав гипотезу Планка о том, что свет — это поток особых частиц, фотонов. Энергия света, то есть энергия фотона равна hv, где h — это постоянная Планка, которая есть в справочных материалах, а v — это частота света. Именно эта энергия фотона частично передавалась электрону, и он вылетал из металла.

Важное слово — частично. Дело в том, что электроны не лежат на поверхности металла, а сидят где-то внутри. Чтобы достать их из глубины металла, нужно тоже затратить энергию, которая называется работой выхода. Оставшаяся энергия пойдет на то, чтобы разогнать электрон до определенной скорости.

То есть эта формула — просто закон сохранения энергии, который вы изучали в механике!

Кроме знаний квантовой физики, необходимо знать об электрическом и магнитном поле, фазовых переходах, а также разбираться в связи между частотой, длиной волны и скоростью света. О них я подробнее расскажу, когда буду разбирать примеры заданий.

Как оформлять вторую часть ЕГЭ по физике?

Чтобы получить 3 балла за решение задачи, необходимо обязательно обратить внимание на оформление задачи. Многие ученики могут получить 2 или даже 1 балл, если не соблюдают требования ФИПИ.

  1. Должна быть записана вся теория и все законы, которые вы используете для решения задачи. Без этого вы просто не придёте к правильному ответу! Кстати, во многих заданиях пишут, что требуется рисунок, поэтому нужно правильно проиллюстрировать пример. Верный рисунок — это иллюстрация, на которой адекватно обозначены силы и вектора. Например, если тело лежит на столе, и сила реакции нарисована в 5 раз больше силы тяжести, полный балл вам не поставят.
  2. Должны быть описаны все вводимые величины. Например, если в условии не было ничего сказано об ускорении, а вы используете его при решении, вынесите его на рисунок или укажите, что «а – ускорение тела». 
  3. Должны быть произведены все математические действия. Не стоит перепрыгивать в уме через несколько математических действий по двум причинам. Во-первых, очень легко ошибиться, во-вторых – эксперты этого не оценят. 
  4. Нужно получить правильный численный ответ, указать размерность и подставленные величины. 

Алгоритм выполнения 32 задания ЕГЭ по физике

Этот алгоритм подойдет вам для решения любой задачи части 2 и поможет избежать ошибок по невнимательности.

  1. Внимательно прочитайте задачу. Запишите номер задания в бланк ответов №2.
  2. Определите физическое явление, описываемое в условии, вспомните законы и формулы, которые устанавливают связь между данными и искомыми величинами. При необходимости сделайте на черновике рисунок с обозначением рассматриваемых величин.
  3. Запишите в логической последовательности все действия, приводящие к определению искомой величины, с указанием явлений, законов и формул, соблюдая причинно-следственные связи.
  4. Проверьте записанные рассуждения, вычеркните лишние законы и формулы, если такие есть.
  5. Аккуратно и разборчиво перепишите в бланк ответов №2 полное решение.

Прототипы задания 32 и их решения

Задача 1. Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода А = 2 эВ) облучается светом с длиной волны λ = 300 нм . Вылетевшие с фотокатода электроны попадают в магнитное поле с индукцией B = 8 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Каков максимальный радиус окружности, по которой двигаются вылетевшие электроны?

Задача 2. Препарат с активностью 1,7⋅1011 частиц в секунду помещён в металлический контейнер массой 0,5 кг. За 2 ч температура контейнера повысилась на 5,2 К. Известно, что данный препарат испускает α-частицы с энергией 5,3 МэВ, причём практически вся энергия α-частиц переходит во внутреннюю энергию контейнера. Найдите удельную теплоёмкость металла контейнера. Теплоёмкостью препарата и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Мы видим, что в задаче сказано, что температура контейнера увеличилась. Если его температура увеличилась, значит, он поглотил энергию. Также препарат каждую секунду испускает 1,7⋅1011, каждая из которых несёт энергию 5,3 МэВ. Именно эта энергия будет поглощаться, и идти на нагрев нашего препарата. С основной идеей задачи разобрались, теперь можем приступить к формулам, которых всего две!

Теперь вы знаете, что такое 32 задание ЕГЭ по физике! Оказывается, квантовая физика в ЕГЭ не так страшна, как многие думают. Если хотите разобраться в остальных темах по физике, обратите внимание на наши онлайн-курсы. Уже более 150 тысяч выпускников подготовились с нами к ЕГЭ. Кстати, у меня на курсах MAXIMUM тоже можно поучиться!

Задание № 24 в ЕГЭ по физике. Теория и практика решения астрономических задач» | Физика

Задание № 24 в ЕГЭ по физике. Теория и практика решения астрономических задач»

Автор: Окулова Татьяна Ювинальевна

Организация: МАОУ В(С)ОШ

Населенный пункт: Пермский край, г. Березники

Предисловие

В 2017 году астрономия вернулась в общеобразовательные школы в качестве обязательного предмета в 10-11 классах, и в программу ЕГЭ по физике с 2018 года ввели одно задание (№24) по тематике астрономии и астрофизики, которое оценивается в 2 балла. Суть заданий заключается в том, что используя информацию из таблицы, необходимо выбрать из пяти предложенных вариантов ответов два верных.

Условно все задания по астрономии можно разделить на 4-е типа:

• о звездах.

• о планетах Солнечной системы

• о спутниках планет Солнечной системы.

• о различных объектах Солнечной системы: астероид, комета и т.д.

 

В данном методическом пособии мною проведён разбор всех типов задач, с подробными комментариями по поводу правильного выбора варианта ответов. Кроме того, для восстановления в памяти основной сути вопроса перед каждым типом заданий, в мини формате излагается теоретический материал.

Далее предлагаются аналогичные задания для самостоятельного решения, выполнение этих заданий играет ведущую роль при подготовке к экзамену.

Все задания в пособии взяты из сборника: « ЕГЭ. Физика», под редакцией М.Ю. Демидовой, которые соответствуют проекту демоверсии ЕГЭ 2020 года.

Настоящее пособие рекомендую для учеников 10 и 11 классов и их педагогов, желающих качественно подготовиться к решению задач астрофизической тематики в ЕГЭ по физике.

Методические рекомендации при работе с пособием:

Все задания №24 из ЕГЭ по физике разбиты на основные типы, по каждому из которых изложен теоретический материал, проведен анализ таблицы или диаграммы, сопровождающей задание. После этого приводится выполнение задания с пояснениями и комментариями.

Для закрепления материала предлагается выполнить несколько заданий самостоятельно. Ответы к заданиям, для самопроверки прилагаются в пособии.

 

Тема 1. Звезды. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела

Теоретический материал.

Звезда – массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый в состоянии равновесия силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза. Диаграмма Герцшпрунга – Рассела показывает зависимость между абсолютной звёздной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды. Звёзды на этой диаграмме образуют хорошо различимые участки, 4 особые зоны ( см.рис.): главная последовательность, белые карлики, гиганты и сверхгиганты. Это классы звезд по их размерам.

Основная часть звезд Вселенной, более 90%, относятся к главной последовательности.

Мы можем увидеть, что большинство таких звезд имеют размеры большие, чем 0,1 диаметра Солнца и не превышают 10 солнечных диаметров (условное обозначение Солнца — ʘ):

0,1𝐷ʘ < 𝑫г.п. < 10𝐷ʘ.

Следующая область – звезды гиганты.

Их размеры больше звезд главной последовательности. Из диаграммы мы видим, что диаметр гигантов может быть от 10 до 100 солнечных диаметров:

10𝐷ʘ < 𝑫г. < 100𝐷ʘ

Самые большие звезды нашей Вселенной – это сверхгиганты. Их размеры превышают 100 солнечных диаметров:

𝑫𝒄.г. > 100𝐷ʘ.

В нижней части диаграммы располагается область белых карликов. Они имеют достаточно малые размеры:

0,001𝐷ʘ < 𝑫б.к. < 0,1𝐷ʘ.

Поэтому, чтобы определить принадлежность звезды к тому или иному классу, необходимо ее размеры сравнить с размерами Солнца.

В нижней части диаграммы указаны основные спектральные классы звезд – классы звёзд по спектру излучения, в первую очередь, по температуре их поверхности: O, B, A, F, G, K, M. О том, к какому спектральному классу относится та или иная звезда, будем судить о температуре ее поверхности:

Класс O – самый высокий класс в иерархии, а класс M – самый низкий. Чем выше класс, иерархии, тем звезды горячее, больше, ярче. А чем ниже класс, тем, соответственно они холоднее,

Вопрос, про плотность: чем больше звезда, тем более она разряжена.

Название спектральных классов можно запомнить, если выучить простую считалку: «Один(O) бритый(B) англичанин(A) финики(F) жевал(G) как(K) морковь(M)». Кратко о Солнце, звезде нашей Солнечной системы. Оно относится к звездам G – класса, так как имеет температуру 5800 градусов Кельвина. Это соответствует желтому цвету. Все звезды, которые будут иметь температуру выше, будут относиться к классам F, A, B, O, а те, что ниже – к классам K, M.

Размеры белых карликов невелики, однако это достаточно массивные звезды, значит, они имеют большую плотность. Это наибольшая плотность среди всех классов звезд. Сверхгиганты при таких же или еще меньших массах очень большие звезды. Таким образом, их плотность будет наименьшей. 𝜌с.г. 𝜌г.п. 𝜌б.к.

Из диаграммы Герцшрунга-Рассела также можно сделать вывод о длительности «жизненного цикла» звезды. Чем выше ее температура, тем меньше времени «проживет» звезда. И наоборот, «жизненный цикл» звезды тем больше, чем ее температура ниже.

Слева на диаграмме отображается светимость звезд. Светимость – это физическая величина, равная энергии, излучаемой с поверхности звезды за 1 с.

Справа указана абсолютная звездная величина. Это еще одна энергетическая характеристика звезды.

Анализ диаграммы, показывает, что

  • большая часть звёзд, в том числе и Солнце, лежит на диаграмме так называемой Главной последовательности.
  • отдельно выделяются группы звёзд, образующие области красных гигантов и сверхгигантов (правый верхний угол)
  • белых карликов (внизу).
  • звёзды правой нижней части Главной последовательности обычно называются красными карликами
  • звёзды левой верхней части – голубыми гигантами.

В течение своего жизненного цикла звезда перемещается по диаграмме Герцшпрунга – Рессела по сложным траекториям.

Для звёзд главной последовательности также работает правило – чем горячее звезда, тем быстрее она эволюционирует (поскольку горячие звёзды главной последовательности более массивны, чем холодные).

На земном небе звёзды образуют созвездия – характерные фигуры, известные астрономам ещё с древних времён. Созвездия – исключительно видимые объединения звёзд – звёзды одного созвездия обычно никак не связаны друг с другом и могут находиться на колоссальных расстояниях одна от другой. Исключения составляют так называемые двойные и кратные системы из нескольких звёзд, связанных между собой гравитационными силами (например, система альфа Центавра состоит из трёх звёзд).

 

Полный текст статьи см. в приложении.
 

Приложения:

  1. file0.docx.. 6,1 МБ
Опубликовано: 18.09.2020

Решу огэ физика 1 задание. Советы по подготовке к егэ по физике. Подготовка к ЕГЭ по физике. Важнейшие рекомендации

  • Задача 25, которая ранее была представлена в части 2 в виде задания с кратким ответом, теперь предлагается для развернутого решения и оценивается максимально в 2 балла. Таким образом, число заданий с развернутым ответом увеличилось с 5 до 6.
  • Для задания 24, проверяющего освоение элементов астрофизики, вместо выбора двух обязательных верных ответов предлагается выбор всех верных ответов, число которых может составлять либо 2, либо 3.

Структура заданий ЕГЭ по физике-2020

Экзаменационная работа состоит из двух частей, включающих в себя 32 задания .

Часть 1 содержит 26 заданий.

  • В заданиях 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 25–26 ответом является целое число или конечная десятичная дробь.
  • Ответом к заданиям 5–7, 11, 12, 16–18, 21, 23 и 24 является последовательность двух цифр.
  • Ответом к заданию 13 является слово.
  • Ответом к заданиям 19 и 22 являются два числа.

Часть 2 содержит 6 заданий. Ответ к заданиям 27–32 включает в себя подробное описание всего хода выполнения задания. Вторая часть заданий (с развёрнутым ответом) оцениваются экспертной комиссией на основе .

Темы ЕГЭ по физике, которые будут в экзаменационной работе
  1. Механика (кинематика, динамика, статика, законы сохранения в механике, механические колебания и волны).
  2. Молекулярная физика (молекулярно-кинетическая теория, термодинамика).
  3. Электродинамика и основы СТО (электрическое поле, постоянный ток, магнитное поле, электромагнитная индукция, электромагнитные колебания и волны, оптика, основы СТО).
  4. Квантовая физика и элементы астрофизики (корпускулярноволновой дуализм, физика атома, физика атомного ядра, элементы астрофизики).

Продолжительность ЕГЭ по физике

На выполнение всей экзаменационной работы отводится 235 минут .

Примерное время на выполнение заданий различных частей работы составляет:

  1. для каждого задания с кратким ответом – 3–5 минут;
  2. для каждого задания с развернутым ответом – 15–20 минут.

Что можно брать на экзамен:
  • Используется непрограммируемый калькулятор (на каждого ученика) с возможностью вычисления тригонометрических функций (cos, sin, tg) и линейка.
  • Перечень дополнительных устройств и , использование которых разрешено на ЕГЭ, утверждается Рособрнадзором.

Важно!!! не стоит рассчитывать на шпаргалки, подсказки и использование технических средств (телефонов, планшетов) на экзамене. Видеонаблюдение на ЕГЭ-2020 усилят дополнительными камерами.

Баллы ЕГЭ по физике

  • 1 балл — за 1-4, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 19, 20, 22, 23, 25, 26, задания.
  • 2 балла — 5, 6, 7, 11, 12, 16, 17, 18, 21, 24, 28.
  • 3 балла — 27, 29, 30, 31, 32.

Всего: 53 баллов (максимальный первичный балл).

Что необходимо знать при подготовки заданий в ЕГЭ:
  • Знать/понимать смысл физических понятий, величин, законов, принципов, постулатов.
  • Уметь описывать и объяснять физические явления и свойства тел (включая космические объекты), результаты экспериментов… приводить примеры практического использования физических знаний
  • Отличать гипотезы от научной теории, делать выводы на основе эксперимента и т.д.
  • Уметь применять полученные знания при решении физических задач.
  • Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.

С чего начать подготовку к ЕГЭ по физике:

  1. Изучать теорию, необходимую для каждого заданий.
  2. Тренироваться в тестовых заданиях по физике, разработанные на основе

За это задание вы можете получить 1 балл на ЕГЭ в 2020 году

Тема задания 1 ЕГЭ по физике – кинематика и все, что связано с этим разделом науки. Обычно первый вопрос билета не вызывает у учащихся трудностей, особенно, если типом вопроса будет анализ графиков. Вам будет предложен график какой-либо зависимости — скорости тела от времени, пути от времени или пространственного положения тела, по которому нужно определить значение одной из величин в заданной точке. Ответ на этот вопрос нужен краткий, выраженный в числовом значении с нужной единицей измерения. При этом в бланке ответов будет достаточно лишь указать нужное число.

В задании 1 ЕГЭ по физике может рассматриваться равномерное, равнопеременное движение тела, а также движение по окружности, в том числе присутствуют вопросы, касающиеся маятников и космических тел. В любом случае в задании будет представлен график, который учащемуся следует внимательно изучить, а затем ответить на вопрос.

В задании №1 ЕГЭ по физике необходимо решить простую задачу по кинематике. Это может быть нахождение пути, скорости, ускорения тела или объекта по графику из условия.

Теория к заданию №1 по физике

Упрощенные определения

Путь — линия перемещения тела в пространстве, имеет длину, измеряется в метрах, сантиметрах и т.д.

Скорость — количественное изменение положение тела за единицу времени, измеряется в м/с, км/час.

Ускорение — изменение скорости за единицу времени, измеряется в м/с2.

Если тело движется равномерно, его путь меняется по формуле

В декартовой системе координат имеем:

S=x –x 0 , x – x 0 =vt, x=x 0 +vt.

Графиком равномерного движения является прямая. Например, тело начало путь из точки с координатой х о =5, скорость тела равна v= 2 м/с. Тогда зависимость изменения координаты примет вид: х=5+2t . И график движения имеет вид:

Если в прямоугольной системе построен график зависимости скорости тела от времени, причем тело движется равноускоренно или равномерно, путь можно найти, определив площадь треугольника:

или трапеции:

Перейдем к разборам заданий.

Разбор типовых вариантов заданий №1 ЕГЭ по физике

Демонстрационный вариант 2018
Алгоритм решения:
  1. Записываем ответ.
Решение:

1. За отрезок времени от 4 с до 8 с скорость тела изменилась с 12 м/с до 4 /с. Уменьшаясь равномерно.

2. Поскольку ускорение равно отношению изменения скорости к отрезку времени, за который изменение происходило, имеем:

(4-12) / (8-4) = -8/4 = -2

Знак «–» поставлен по той причине, что движение было замедленным, а для такого движения ускорение имеет отрицательное значение.

Ответ: – 2 м/с2

Первый вариант задания (Демидова, №1)
Алгоритм решения:
  1. Рассматриваем по рисунку, как двигался автобус за указанный промежуток времени.
  2. Определяем пройденный путь, как площадь фигуры.
  3. Записываем ответ.
Решение:

1. По графику зависимости скорости v от времени t видим, что автобус в начальный момент времени стоял. Первые 20 секунд, он набирал скорость до 15 м/с. А потом двигался равномерно еще 30 секунд. На графике зависимость скорости от времени представляет собой трапецию.

2. Пройденный путь S определяем как площадь трапеции.

Основания этой трапеции равны промежуткам времени: a = 50 с и b = 50-20=30 с, а высота представляет собой изменение скорости и равна h = 15 м/с.

Тогда пройденный путь равен:

(50 + 30) 15 / 2 = 600

Ответ: 600 м

Второй вариант задания (Демидова, № 22)
Алгоритм решения:
  1. Рассматриваем график зависимости пути от времени. Устанавливаем изменение скорость за указанный временной промежуток.
  2. Определяем скорость.
  3. Записываем ответ.
Решение:

Участок пути из А в Б это первый отрезок. На этом промежутке координата x увеличивается равномерно с нуля до 30 км за 0,5 ч. Тогда можно найти скорость по формуле:

(S-S0) / t = (30 — 0) км / 0,5 ч = 60 км/ч.

Третий вариант задания (Демидова, №30)
Алгоритм решения:
  1. Рассматриваем по рисунку, как изменилась скорость тела за указанный отрезок времени.
  2. Определяем ускорение, как отношение изменения скорости ко времени.
  3. Записываем ответ.
Решение:

На отрезке времени от 30 с до 40 с скорость тела возрастала равномерно с 10 до 15 м/с. промежуток времени, в течение которого произошло изменение скорости равен:

40 с – 30 с=10 с. А сам промежуток времени равен 15 – 10 = 5м/с. Автомобиль на указанном промежутке двигался с постоянным ускорением. Тогда оно равно:

Подготовка к ЕГЭ по физике. Важнейшие рекомендации.

Но, во-первых, надо понимать, что надо готовится к ЕГЭ не накануне, а заранее.

Я рекомендую, даже начинать подготовку с 10 класса. Почему с 10 класса? Потому что с 10 класса идет повторение и систематизация важных разделов физики- механики, молекулярной физики и электродинамики. Если опоздали, можно начать и с сентября 11 класса. Но ни в коем случае не с весны 11 класса.

Кратко расскажу структуру ЕГЭ по физике.

Всего 31 задание.

В первой части — 23 задания.

Первые 7 заданий посвящены механике.

1 задание — по графику найти кинематическую величину. Здесь надо помнить формулы равномерного и равноускоренного движения и изображать их графически.

2 задание связано с нахождением силы.

3 и 4 задание — о механической работе, условие равновесия, энергии.

5 задание — из 5 утверждений выбрать 2 правильных. Обычно это задание вызывает затруднение.

6 задание — как будет изменяться та или иная величина, если другую величину изменить.

7 задание

8 — 12 задания — относятся к молекулярной физике и термодинамике:

8 — 10 задание решить несложные задачи.

11 задание — выбрать 2 верных утверждения.

12 задание — установить соответствие.

В основном здесь надо знать уравнение Менделеева-Клапейрона, уравнение Клапейрона, изопроцессы, первый закон термодинамики, количество теплоты, КПД теплового двигателя, представлять графическое изображение изопроцессов.

13 — 18 задания — электродинамика.

По 13 заданию обязательно надо знать правило буравчика (правило правой руки), правило левой руки для определения силы Ампера и силы Лоренца. Не просто знать, а уметь применять к той или иной ситуации. В этом задании пишем ответ словом или словами: вверх, вниз, вправо, влево, отнаблюдателя, кнаблюдателю.

14 задание — часто по схеме определить силу тока, напряжение, сопротивление, мощность, либо отношение этих величин.

15 задание — либо связан с оптикой, либо с электромагнитной индукцией (11 класс) .

16 задание — опять выбрать верных 2 утверждения из 5.

17 задание — как будет изменяться электродинамическая величина при изменении другой величины.

18 задание — установить соответствие между физическими величинами и формулами.

19 — 21 задания — ядерная физика.

19 задание обычно на определение чисел протонов, нейтронов, нуклонов, электронов.

20 задание — на уравнение фотоэффекта, которое легко запоминается.

21 задание — на соответствие процессов.

22 задание связано с погрешностью. Хочу отметить, что здесь надо уравнять цифры после запятой. Например, в ответе мы получили 14, а погрешность этой величины равна 0,01. То мы в ответ пишем: 14,000,01.

В 23 задании обычно исследуют зависимость, например, жесткости пружины от её длины. Поэтому мы ищем материал, масса груза одинаковыми, а длину разную. Если вы сделаете всю 1 часть без ошибок, вы набираете 33 первичных балла, или 62 балла.

Во второй части 3 первых задания еще заполняются в бланке 1, за которые ставятся по 1 баллу.

24 задание — задача на механику,

25 задание — задача на молекулярную физику и термодинамику,

26 задание — задача на электродинамику, оптику.

Если и их решите наберете уже 69 баллов. Т. е. если не приступать к бланку №2, вы уже набираете 69 баллов. Для некоторых- это очень хороший балл.

Но в основном, вы где-нибудь сделаете ошибку, поэтому надо приступить к части 2. Как я называю часть С. Их 5 заданий.

С 27 — 31 задание ставят по 3 балла.

27 задание — качественное. Это задание надо расписать, указать, какие физические закономерности вы использовали. Здесь в основном надо знать теоретический материал.

28 задание — сложная задача по механике.

29 задание — задача по молекулярной физике.

30 задача — сложная задача по электродинамике, оптике.

31 задача — задача на ядерную физику.

Причем в бланке №2 надо расписывать все формулы, все выводы, единицы измерения перевести в единицы СИ, произвести правильный подсчет и обязательно записывать ответ задачи. Правильнее всего вывести конечную общую формулу, подставить все единицы в СИ, не забыв про единицы измерений. Если получили большое число, например, 56000000 Вт, не забываем про приставки. Можно записать 56 МВт. И в физике разрешается в части С округлять. Поэтому не пишите 234,056 км, а можно просто записать 234 км.

Если выполните 1 полное задание из сложной части + часть 1 , вы набираете — 76 баллов, 2 задания — 83 балла, 3 задания — 89 баллов, 4 задания — 96 баллов, 5 заданий — 100 баллов.

Но на самом деле очень трудно получить максимальный балл за задание, т. е. 3 балла. Обычно ученик, если решает, то набирает 1-2 балла. Поэтому скажу, кто наберет 80 баллов, тот умница и молодец. Это человек, знающий физику. Потому что на весь экзамен дают 4 часа.

Минимальный порог по физике — 9 первичных балла или 36 вторичных.

Выбрать 2 верных утверждения из 5, если правильны 1 и 4, то вы можете записать в бланке как 14, так и 41. Если задание на соответствие, тут будьте осторожнее, ответ здесь единственный. Если задание на изменение величины, то цифры могут повторяться, например, увеличивается одна и вторая величина, то записываем 11. Будьте внимательны: без запятых, без пробелов. За эти задания оценивают по 2 балла.

Не обязательно нанимать репетитора, можно самому готовится к экзамену. Сейчас столько много сайтов для подготовки к ЕГЭ. Уделяйте хотя бы 2 часа в неделю на физику (кому она нужна). Кто ходит к репетиторам, тот редко садится на самостоятельное решение, они считают, что он всё им даёт. Хотя делают огромную ошибку. Пока ученик не начнет решать сам один самостоятельно, он никогда не научится решать задачи. Потому что с репетиторами, кажется, что все задачи простые. А на экзамене тебе никто не подскажет, даже идею задачи. Поэтому после репетитора, обязательно решайте сами, один на один с книжкой и тетрадкой.

Если ученик получает отличные оценки по физике, это не значит, что он знает всю физику, и ему не надо готовиться к экзамену. Он ошибается, потому что сегодня он ответит, а завтра может быть не вспомнит. Реальные знания оказываются близки к нулю. И надо готовить не какие — то конкретные задания, а изучать физику полностью. Очень хороший задачник — Рымкевич. Поэтому в школе я его применяю. Заведите отдельную тетрадь по подготовке к ЕГЭ. На обложке тетради выпишите все формулы, которые применяются при решении задач. Прошли в школе механику, решите сразу 1-7, 24, 28 задания и т.д. Очень часто при решении физических задач, требуется сложить векторы, степени, применять правило Пифагора, теорему косинуса, и т. д. То есть без математики не обойтись, если с математикой не дружите, можете получить провал и по физике. За неделю до экзамена, повторите все формулы и прорешанные задачи в тетради.

Я всем желаю как можно получше написать и быть более уверенным после подготовки на экзамене. Всего наилучшего!

В данной статье представлен разбор заданий по механике (динамике и кинематике) из первой части ЕГЭ по физике с подробными пояснениями от репетитора по физике. Имеется видеоразбор всех заданий.

Выделим на графике участок, соответствующий интервалу времени от 8 до 10 с:

Тело двигалось на этом интервале времени с одинаковым ускорением, поскольку график здесь является участком прямой линии. За эти с скорость тела изменилась на м/с. Следовательно, ускорение тела в этот промежуток времени было равно м/с 2 . Подходит график под номером 3 (в любой момент времени ускорение равно -5 м/с 2).


2. На тело действуют две силы: и . По силе и равнодействующей двух сил найдите модуль второй силы (см. рисунок).

Вектор второй силы равен . Или, что аналогично, . Тогда сложим два последних вектора по правилу параллелограмма:

Длину суммарного вектора можно найти из прямоугольного треугольника ABC , катеты которого AB = 3 Н и BC = 4 Н. По теореме Пифагора получаем, что длина искомого вектора равна Н.

Введём систему координат с центром, совпадающим с центром масс бруска, и осью OX , направленной вдоль наклонной плоскости. Изобразим силы, действующие на брусок: силу тяжести , силу реакции опоры и силу трения покоя . В результате получится следующий рисунок:

Тело покоится, поэтому векторная сумма всех сил, действующих на него равна нулю. В том числе равна нулю и сумма проекций сил на ось OX .

Проекция силы тяжести на ось OX равна катету AB соответствующего прямоугольного треугольника (см. рисунок). При этом из геометрических соображений этот катет лежит напротив угла в . То есть проекция силы тяжести на ось OX равна .

Сила трения покоя направлена вдоль оси OX , поэтому проекция этой силы на ось OX равна просто длине этого вектора, но с противоположным знаком, поскольку вектор направлен против оси OX . В результате получаем:

Используем известную из школьного курса физики формулу:

Определим по рисунку амплитуды установившихся вынужденных колебаний при частотах вынуждающей силы 0,5 Гц и 1 Гц:

Из рисунка видно, что при частоте вынуждающей силы 0,5 Гц амплитуда установившихся вынужденных колебаний составляла 2 см, а при частоте вынуждающей силы 1 Гц амплитуда установившихся вынужденных колебаний составляла 10 см. Следовательно, амплитуда установившихся вынужденный колебаний увеличилась в 5 раз.

6. Шарик, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью , за время полёта t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок). Что произойдёт с временем полёта и ускорением шарика, если на той же установке при неизменной начальной скорости шарика увеличить высоту H ? (Сопротивлением воздуха пренебречь.) Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

В обоих случаях шарик будет двигаться с ускорением свободного падения, поэтому ускорение не изменится. В данном случае время полёта от начальной скорости не зависит, поскольку последняя направлена горизонтально. Время полёта зависит от высоты, с которой падает тело, причём чем больше высота, тем больше время полёта (телу дольше падать). Следовательно, время полёта увеличится. Правильный ответ: 13.

Главная » Оскар Уайльд » Решу огэ физика 1 задание. Советы по подготовке к егэ по физике. Подготовка к ЕГЭ по физике. Важнейшие рекомендации

2019 Phys T1 — 2019 Physics Assessment task 1 — Предупреждение: TT: undefined function: 32 Предупреждение: TT:

Предупреждение: TT: undefined function: 32 Предупреждение: TT: неопределенная функция: 32

JAMES RUSE AGRICULTURAL HIGH SCHOOL

ВЫСШАЯ ШКОЛА СЕРТИФИКАТНЫЙ ЭКЗАМЕН

ЗАДАЧА 2: ТЕОРИЯ

TERM 1, 2019

Physics

General Instructions — Время чтения — 3 минуты — Время работы — 55 минут — Пишите черной ручкой — Нарисуйте схемы карандашом — Могут использоваться калькуляторы, одобренные NESA

  • Предоставляются технические данные, формула и таблица Менделеева

    • Для вопросов в Разделе II показать все соответствующие работы в вопросах с расчетами
    • Всего оценок 36 Раздел I — 10 баллов (страницы 2–8)
  • Попытка вопросов 1– 10

    • Отведите около 15 минут для этого раздела Раздел II — 26 марок (страницы 9–17)
  • Попытка вопросов 11– 15

    • Отведите около 40 минут для этого раздела Напишите свой номер ученика на странице 9.

Используйте лист ответов с несколькими вариантами ответов.

Выберите вариант A, B, C или D, который лучше всего отвечает на вопрос. Заполните Ответ овал полностью.

Пример: 2 + 4 = (A) 2 (B) 6 (C) 8 (D) 9

A B C D

Если вы считаете, что ошиблись, поставьте крестик за неправильный ответ. и заполните новый ответ.

A B C D

Если вы передумали и вычеркнули то, что считаете правильный ответ, затем укажите правильный ответ, написав слово правильный и рисовать стрелку следующим образом.

A B C D правильный

2 Спутник находится на круговой орбите вокруг Земли. Теперь спутник перемещен в круговой орбита ближе к Земле. Что из следующего правильно описывает изменения гравитационного потенциальная энергия и кинетическая энергия спутника?

Гравитационная потенциальная энергия Кинетическая энергия А уменьшается уменьшается B уменьшается увеличивается C увеличивается уменьшается D увеличивается увеличивается

3 Мяч скатывается с горизонтального стола со скоростью v.Он приземляется на землю через время T позже, в расстояние D от основания стола, как показано на рисунке ниже. Сопротивление воздуха незначительно.

Второй более тяжелый шар скатывается со стола со скоростью v. Что из следующего поправить на более тяжелый мяч?

Время приземлиться Расстояние от стола А Т Д B T меньше D C меньше чем T D D менее T менее D

График ниже представляет угловое движение тела.

4 Сколько оборотов совершается за 10 с? А.40  Б. 20 /  С. 10  Д. 10 / 

5 Две одинаковые машины, одна на Луне, а другая на Земле, одновременно округляют кривые, постоянная скорость с одинаковым радиусом и креном под разными углами. Ускорение из-за гравитация на Луне составляет 1/6 земной. Как сравнить центростремительные ускорения каждой машины? A. Центростремительное ускорение автомобиля на Земле меньше, чем на Луне. Б. Центростремительное ускорение автомобиля на Земле больше, чем на Луне.C. Центростремительные ускорения одинаковы для обоих автомобилей. D. Это невозможно определить, не зная радиуса и угла.

8 Какая строка правильно описывает траекторию входящих заряженных частиц, справа углы однородного электрического поля и однородного магнитного поля?

Однородное электрическое поле Однородное магнитное поле Круговой циркуляр B круговой параболический C параболический круговой D параболический параболический

9 На графике показано, как потокосцепление 푁 Φ через катушку изменяется при ее перемещении. в магнитное поле.

ЭДС, наведенная в катушке A. уменьшается, затем становится равным нулю по истечении времени t 0 B. увеличивается, затем становится постоянным по прошествии времени t 0 C. постоянна, затем становится равной нулю по истечении времени t 0 D. равен нулю, затем увеличивается через время t 0

10 Каждая из четырех прямоугольных петель из проводов A, B, C и D помещена в однородный магнитный поле той же плотности потока B. Направление магнитного поля параллельно плоскость петель, как показано. Когда через каждую из петель пропускается ток 1 А, магнитные силы действуют на их.Длины сторон петель указаны на рисунке. Какой контур испытывает наибольший крутящий момент?

Раздел II

26 марок Ответьте на вопросы 11–15. На этот раздел отведите около 40 минут

Вопрос 11 (5 баллов) По мячу бьют ногой под углом к ​​горизонтали. На схеме ниже показано положение мяч каждые 0,50 с.

Ускорение свободного падения g = 9,8 м / с. Сопротивлением воздуха можно пренебречь. (а) Используя диаграмму, определите для шара (i) горизонтальная составляющая начальной скорости.1 ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………….

(ii) вертикальная составляющая начальной скорости. 2 ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………. ……………………………………………….. ………………………………………….. ……………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………….

Вопрос 11 продолжение на следующей странице

(iii) величина смещения через 3,0 с. 1

…………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………….

(b) На схеме на странице 10 проведите линию, чтобы указать возможный путь для мяча 1 если сопротивление воздуха НЕ было незначительным.

(b) Используйте график на рисунке на предыдущей странице, чтобы оценить величину 3. изменение гравитационной потенциальной энергии космического корабля Юнона при его движении с расстояния 2.0 × 10 8 м на расстояние 1,0 × 10 8 м от центра Юпитер. Покажи свою работу.

…………………………………………. ………………………………………….. ……………………………….. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ……………………………….

Вопрос 13 (7 баллов) Сила магнитного поля, окружающего провод с током, может быть найдена с помощью формула 퐵 = 2 휋 푟휇 0 퐼, где 휇 0 — постоянная магнитной проницаемости в Н.А-2.

Проведен эксперимент по установлению значения константы 0. Ток был постоянная при 5,0, а напряженность магнитного поля измерялась на разных расстояниях из проволоки. Записанные данные приведены в таблице ниже. Расстояние от провода 푟 (푚)

Величина магнитного поля 퐵 (× 10−6 Тл) 0,1 6. 0,2 3. 0,3 2. 0,4 1. 0,5 1.

(a) Согласно таблице данных, какова взаимосвязь между 퐵 и r? 1 …………………………………………………… ………………………………………….. ………………………… ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………. (b) Заполните приведенную выше таблицу, нарисуйте график, используя приведенную ниже сетку, чтобы показать, что 퐵 равно 2. прямо пропорционально 1 푟.

Вопрос 14 (5 баллов) Электрон, ускоренный из состояния покоя разностью потенциалов 250 В, попадает в область магнитного поля напряженностью 0.12 T, который направлен в плоскость страницы, как показано ниже.

Путь электрона в области магнитного поля составляет четверть круга. (а) Покажите, что скорость электрона после ускорения составляет 9,4 x 10 6 м / с. 2 ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ……………………………….

(b) Покажите, что радиус пути составляет 4,5 x 10-4 м. 2 …………………………………………… ………………………………………….. ……………………………… ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ……………………………………………………………………………

(c) Покажите, что время, которое электрон проводит в области магнитного поля, равно 1 7,5 × 10-11 с. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ……………………………………………………… …………………… ………………………………………….. ………………………………………….. ……………………………….

Вопрос 15 (4 балла) Как сила тяжести определяет движение планет и спутников? 4

…………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………………. ………………………………………….. ………………………………….. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………………….. …………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ……………………………………………………. ………………………………………….. ……………………………….. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………………………. ………………………………………….. …………………………………………………….. ………………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. ………………………………………….

КОНЕЦ ЗАДАЧИ

ЗАДАНИЕ 1 — AP PHYSICS

СЦЕНАРИЙ:

Образовательное шоу: Physics is Phun, где учащийся играет роль продюсера.

Задание на производительность состоит из шести сценариев , которые охватывают эти области нашей программы курса: кинематика в одном измерении, кинематика в двух измерениях, силы, Первый закон Ньютона.Сценарии предназначены для того, чтобы учащиеся могли применять научные рассуждения и критическое мышление с использованием принципов физики для выполнения каждой задачи. Раздел метакогнитивных знаний будет дан в конце экзамена.

Сценарии предназначены для того, чтобы учащиеся могли применять научные рассуждения и критическое мышление с использованием принципов физики для выполнения каждой задачи.

Каждый телевизионный эпизод затрагивает различные области содержания и процедурные знания, и он соответствует научным практикам и методам окончательной подготовки.

ЭПИЗОД 1

Часть I. Разработайте и проведите эксперимент для определения точных данных для подтверждения заявления

Часть 2. Графический и математический анализ данных

Содержимое и процедурные знания:

• Кинематика в одном измерении : постоянная скорость и ускоренное движение

• Расчет скорости и ускорения

• Графический анализ движения: графики положения, скорости и ускорения в зависимости от времени

Научная практика:

SP1.Студент может использовать представления и модели для передачи научных явлений и решения научных проблем.

SP2. Учащийся правильно использует математику.

SP 4. Студент может планировать и реализовывать стратегии сбора данных по конкретному научному вопросу.

SP 5. Учащийся может выполнять анализ данных и оценку доказательств.

SP6. Студент может работать с научными объяснениями и теориями.

ЭПИЗОД 2

Часть 1.Анализ сил в одном и двух измерениях

Часть 2. Контекстно-насыщенный сценарий для кинематики в двух измерениях

Содержание и процедурные знания:

• Динамика: первый закон Ньютона, статическое равновесие, чистые силы в двух измерениях

• Диаграммы свободного тела и двумерные уравнения для суммы сил

• Применение тригонометрии для определения составляющих сил под углом

• Горизонтальные и вертикальные смещения при движении снаряда

• Количественный графический анализ

Научная практика :

SP1.Студент может использовать представления и модели для передачи научных явлений и решения научных проблем.

SP2. Учащийся правильно использует математику.

SP 5. Учащийся может выполнять анализ данных и оценку доказательств.

SP6. Студент может работать с научными объяснениями и теориями.

ЭПИЗОД 3

Выполните видеоанализ объекта, движущегося снарядом.

Содержание и процедурные знания:

• Кинематика в двух измерениях

• Графический анализ линейных и кривых

• Применение тригонометрии для определения компонентов скорости

Научная практика:

SP1.Студент может использовать представления и модели для передачи научных явлений и решения научных проблем.

SP2. Учащийся правильно использует математику.

SP 5. Учащийся может выполнять анализ данных и оценку доказательств.

ЭПИЗОД 4

Используйте моделирование для анализа сценария погони

Содержимое и процедурные знания:

• Двумерная кинематика

• Качественный и количественный графический анализ линейных и кривых

• Применение тригонометрия для определения составляющих скорости

СП1.Студент может использовать представления и модели для передачи научных явлений и решения научных проблем.

SP2. Учащийся правильно использует математику.

SP3. Студент может участвовать в научных опросах, чтобы направлять расследования.

SP 5. Учащийся может выполнять анализ данных и оценку доказательств.

SP6. Студент может работать с научными объяснениями и теориями.

ЭПИЗОД 5

Анализ сил в сценарии с наклонной плоскостью: диаграммы свободного тела и уравнения сил

Содержание и процедурные знания:

• Динамика: первое значение Ньютона, результирующие силы в двух измерениях

• Бесплатно диаграммы тела и двумерные уравнения для суммы сил

• Применение тригонометрии для определения составляющих сил под углом

Научная практика:

SP1.Студент может использовать представления и модели для передачи научных явлений и решения научных проблем.

SP2. Учащийся правильно использует математику.

SP 5. Учащийся может выполнять анализ данных и оценку доказательств.

ЭПИЗОД 6

Векторы и кинематика свободного падения

Анализ силы

Содержимое и процедурные знания:

• Кинематика в одном измерении: количественный анализ равномерного ускоренного движения

• Динамика: анализ сил Наука

:

SP1.Студент может использовать представления и модели для передачи научных явлений и решения научных проблем.

SP2. Учащийся правильно использует математику.

SP 5. Учащийся может выполнять анализ данных и оценку доказательств.

Метакогнитивные знания

Студенты должны будут ответить на три рефлексивных вопроса о том, что они узнали в классе.

Этот раздел оцениваться не будет.

Dive Physics for the PADI Instructor Exam | IDC

Шаг 1 — Найдите единицу измерения.

· Посмотрите ответы; в конце концов, это множественный выбор.

· Является ли вопрос, требующий ответа, в минутах, фунтах на квадратный дюйм или барах, литрах?

· Найдите число из вопроса, которое находится в той же единице, и запишите его

Шаг 2 — Подумайте над вопросом.

Имея свои знания в области дайвинга, вы знаете:

• С точки зрения времени. Чем глубже погружаешься, тем быстрее дышишь воздухом. Если вы подниметесь на меньшую глубину, вы будете меньше поглощать воздух.

• Относительно PSI / BAR. Чем глубже погружаешься, тем больше воздуха вдыхаешь с каждым вдохом. Количество потребляемого вами воздуха в фунтах на квадратный дюйм / бар увеличится. Когда вы поднимаетесь на меньшую глубину, потребление воздуха уменьшается; количество воздуха в фунтах на квадратный дюйм / бар уменьшится.

• Относительно объема в литрах. Если вы опустите воздушный шар, он станет меньше. Если вы возьметесь за него, он станет больше

Используя эти знания, вы сможете взглянуть на вопрос и, не обращая внимания на числа, решить:

• Будет ли правильный ответ больше минут или меньше? Если правильный ответ — больше минут, вы умножаете, если вы знаете, что ответ должен быть меньше или меньше минут, то разделите.

• Будет ли это больше PSI / BAR (умножение) или меньше PSI / BAR (деление)?

• Будет ли это баллон большего размера — больше литров (умножить) или баллон меньшего размера — меньше литров (разделить)?

Это ФАР самый важный шаг. Это кажется наиболее очевидным, но наибольшее количество ответов, которые я считаю неправильными, вызвано тем, что люди не сделали этот простой шаг.

Шаг 3 — Определение давления.

• Просканируйте вопрос и найдите ГЛУБИНУ в метрах.

• Используйте таблицу, чтобы найти давление на этой глубине.

• Запишите давление.

Несколько практических вопросов должны прояснить это:

Вопрос о расходе воздуха в минутах

1. Чтобы дышать через баллон с воздухом на поверхности, требуется 55 минут. Если все остальные факторы останутся неизменными, сколько времени потребуется, чтобы дышать через тот же резервуар на 40 м?

а. 275 минут

б. 55 минут

c. 13 мин

д.11 минут

• Шаг 1 — Вопрос в том, сколько минут — поэтому мы ищем минуты и находим 55 минут, указанных в вопросе. Следовательно, 55 — первое число, которое мы записываем.

• Шаг 2 — Подумайте об этом. Будете ли вы дышать воздухом быстрее на 40 м, чем на поверхности, или воздух продлится дольше? Как опытный дайвер, вы знаете, что на 40 м вы будете дышать воздухом НАМНОГО быстрее, чем на поверхности. Итак, вы знаете, что ваш ответ должен быть на меньше , чем 55 минут.Вы можете поместить символ деления ÷ на шаге 2.

Шаг 3 — Глубина 40 м, поэтому мы записываем давление 5 .

• Шаг 4 — Теперь на нашей бумаге должно быть написано 55 ÷ 5 . 55 ÷ 5 = 11 минут. Ответ: d)

Как подготовиться к практическим экзаменам по физике

Как подготовиться к практическим экзаменам по физике

Практические экзамены являются важной частью вашего курса физики HSC, поскольку они имеют обязательный вес 60% от общей школьной оценки отметка.Это означает, что вам нужно будет хорошо сдать практические экзамены, если вы хотите получить отличную оценку по физике.

В этой статье мы обсуждаем

Могу ли я подготовиться к практическому экзамену по физике?

Студентам часто говорят: «Вы не можете готовиться к практическим экзаменам, потому что они проверяют навыки, а не знания». Это просто неправда!

Студенты могут подготовиться к практическому экзамену, как и к любому другому экзамену.

Процесс подготовки к практическому экзамену по физике

Ниже представлен процесс, который студенты-физики в Matrix проходят в рамках подготовки к практическому экзамену по физике:

Шаг 1. Знайте тип и структуру своего практического экзамена

Существует два разных типа практических экзаменов по физике, которые вы будете сдавать в 11 и 12 классах.Это:

  • Практические исследования или расследования из первых рук
  • Исследования из вторых рук.

В чем разница между расследованиями из первых рук и из вторых рук?

В исследованиях из первых рук студенты должны провести эксперимент и получить данные самостоятельно. В разделе «Исследования вторичного рынка» описывается эксперимент и предоставляются данные.

Остальная часть оценки такая же, как указано в таблице ниже.

Таблица: Исследования из первых рук и исследования из вторых рук
Исследования из первых рук
Исследования из вторых рук
Эксперимент снабжен оборудованием и, возможно, инструкциями и должен провести эксперимент.
N / A — Эксперимент можно описать в вопросе.
Сбор данных
Студенты должны записывать данные, используя оборудование, предоставленное в ходе эксперимента. N / A — Данные предоставляются, как правило, в виде таблицы.
Анализ данных
Учащиеся должны проанализировать данные. Часто это включает в себя построение графика, чтобы получить график с прямой линией. Градиент и / или пересечение важны.
Расчеты
Учащиеся должны использовать данные (например,грамм. градиент от их графика) и соответствующие уравнения для решения цели эксперимента (например, вычислить неизвестное).
Анализ метода и результата
Учащиеся должны уметь обсуждать переменные в эксперименте, оценивать метод и результат с точки зрения надежности, точности и достоверности, а также предлагать улучшения.
Анализ ошибок
Учащиеся должны уметь обсуждать ошибки в эксперименте и предлагать улучшения.

Подержанные расследования регулярно появляются на экзаменах, особенно HSC.

Шаг 2: овладеть основными научными навыками

Основные научные навыки, необходимые как для непосредственных, так и для второстепенных исследований, перечислены ниже:

Ваш успех на практическом экзамене во многом зависит от этих научных навыков .

Шаг 3: Знайте, как применять навыки для каждой части практического

Есть много различных аспектов практических оценок.Итак, давайте взглянем на некоторые вещи, которые можно сделать для подготовки и которые важно помнить.

Исследования из первых рук — Какой эксперимент?

Невозможно предсказать эксперимент заранее, поэтому не стоит тратить время на это. Вместо этого вы должны продумать все возможности:

Программа предписывает некоторые исследования из первых рук, которые необходимо завершить. В Модуле 5 Продвинутая механика одно из обязательных практических исследований:

Проведение практического исследования для проверки взаимосвязи между переменными:

  • начальная скорость
  • угол запуска
  • максимальная высота
  • время полета
  • конечная скорость
  • высота запуска
  • горизонтальная дальность полета снаряда

Эксперимент может быть связан с другой работой, которую вы выполняли на уроках теории в классе (в пример выше, это связано с движением снаряда).Подумайте, какие эксперименты вы проходили в классе и какое оборудование есть в вашей школе. Используйте информацию, содержащуюся в уведомлении о практическом задании оценки.

Расследование из первых рук — сбор данных

Вам будет предоставлено оборудование для проведения измерений.

Рассмотрим зависимые и независимые переменные. Измените независимую переменную, измерьте ее и запишите. Измерьте зависимую переменную и запишите ее.

Запишите свои данные, используя таблицу, подобную приведенной ниже. Обратите внимание, что независимая переменная записана в первом столбце таблицы.

Пробная 1:
Пробная 2:
Пробная 3:
Пробная 4:
Пробная 5:
Независимая переменная

(x)

Зависимая переменная

(y)

Среднее значение зависимой переменной

(y среднее )

Значение 1 Пробная 1: Пробная 1 :
Пробная 3:
Пробная 4:
Пробная 5:
Value 2 Пробная 1:
Пробная 2:
Пробная 3:
Пробная 4:
Пробная 5:
Значение 3 Значение 3
Value 4 Пробная 1:
Пробная 2:
Пробная 3:
Пробная 4:
Пробная 5:
Value 5 Пробная 1:
Пробная 2:
Пробная 3:
Пробная 4:
Пробная 5:

Повторите измерения не менее трех раз, чтобы повысить надежность конечного результата.

Анализ данных

Блок-схема описывает процесс, связанный с анализом данных.

Анализ данных начинается с построения графика, включающего линию наилучшего соответствия (или, что гораздо реже, кривую).

Иногда с данными нужно манипулировать, чтобы на графике получилась прямая линия , поэтому вы должны понимать лежащие в основе управляющие уравнения, описывающие эксперимент. Это означает, что вы должны изучить теорию, относящуюся к теме эксперимента.

Чтобы применить теорию к практическому оцениванию, вы должны рассмотреть переменные, соответствующее уравнение и способы его применения. Могут потребоваться некоторые дополнительные настройки: например, если уравнение дает силу, но вы измерили массу.

Для практики вы можете просмотреть уравнения и рассмотреть зависимости различных переменных. Обязательно продумайте, как построить прямую линию для различных комбинаций переменных.

Расчеты

После того, как вы нарисовали график, вам нужно будет рассмотреть уравнение, представляющее график, и его сравнение с уравнениями, которые вы уже изучили.Как правило, вам необходимо определить значение градиента или точки пересечения и использовать его для вычисления одной из (контрольных) переменных в эксперименте или одной из физических констант.

Еще раз, важно хорошее понимание лежащей в основе теории.

Анализ метода и ошибок

Вам будет предложено проанализировать эксперимент с точки зрения:

Вы должны уметь определять недостатки и предлагать улучшения в надежности, точности и достоверности, а также в количество ошибок .Вы можете сделать это, только если хорошо понимаете эти термины.

Матрица студентов учат использовать таблицу, подобную приведенной ниже, чтобы продемонстрировать свое понимание того, как оценивать и повышать достоверность, надежность и точность своего эксперимента.

Действительность Надежность Точность
Оценка Эксперимент допустим, если методы подходят, проводятся надлежащим образом и контрольные переменные сохраняются постоянными Эксперимент надежен, если вы получаете очень похожие результаты для каждого эксперимента. Эксперимент считается очень точным, если между экспериментальными результатами и принятым истинным значением есть небольшая разница.
Предложение по улучшению
Предложите экспериментальные методы, которые обеспечат достоверность эксперимента. Предложите экспериментальные методы, которые уменьшат случайные ошибки и повысят надежность эксперимента. Предложите экспериментальные методы, которые уменьшат систематические ошибки и улучшат точность эксперимента.

Шаг 4: Практикуйте свои навыки с помощью различных экспериментов

Наконец, практика, практика, практика!

Если заранее знать, каким будет эксперимент, можно попробовать собрать необходимое оборудование и потренироваться. Если нет, то все равно попрактикуйтесь в возможном эксперименте. Важно продумать и понять различные аспекты эксперимента, описанного выше. После этого вы сможете применить их к любому эксперименту.

Должен знать практику в Модуле 5 Продвинутая механика

В Модуле 5 Продвинутая механика вы должны быть знакомы со следующими исследованиями:

Тема Практическое исследование Примеры
Движение снаряда Проведите практическое исследование для проверки взаимосвязи между переменными:
  • начальная скорость
  • угол запуска
  • максимальная высота
  • время полета
  • конечная скорость
  • высота запуска
  • горизонтальная дальность полета снаряда
  • Изучить взаимосвязь между дальностью полета снаряда и высотой, с которой он выпущен по аппарели.
  • Исследуйте взаимосвязь между дальностью полета снаряда, выпущенного горизонтально, и его скоростью.
  • Исследуйте взаимосвязь между дальностью полета снаряда и его скоростью. d угол запуска
  • Изучить траекторию полета снаряда
Круговое движение Провести исследования для объяснения и оценки для объектов, выполняющих равномерное круговое движение, взаимосвязей, которые существуют между:
  • центростремительной силой
  • массой
  • скорость
  • радиус
Изучите взаимосвязь между центростремительной силой и периодом, используя центростремительный баланс масс

Пример практического исследования: падение шара с определенной высоты

Давайте посмотрим, как разные аспекты практические навыки применяются при исследовании из первых рук: «Бросок мяча с определенной высоты». {2} \) и уравнение, описывающее график, будет:

$$ y = \ frac {2} {g} \ times x $$

  • Это прямая линия с градиентом, равным \ (\ frac {2} {g} \)

Метод

Независимой переменной является высота мяча, а зависимой переменной является время нужно, чтобы упасть.

Один из возможных методов описан ниже:

Шаг Процедура
1 Используя деревянную линейку длиной 1 м, установите высоту 0,5 м и уроните мяч.
2 С помощью секундомера запишите время, затраченное на падение. Повторить еще 4 раза.
3 Увеличьте высоту с шагом 50 см для пяти различных высот и запишите время, необходимое для падения с каждой высоты пять раз.
4 Для каждой высоты усредните пять временных измерений.

Вы также должны выбрать хороший диапазон для независимой переменной (высота), который позволяет измерить зависимую переменную (время падения).

  • Например, с одной стороны, если вы уроните мяч с высоты 5 см, вы не сможете точно измерить время падения из-за вашей реакции (случайная ошибка!).
  • С другой стороны, высота 3 м и более непрактична (так как вы не можете дотянуться).
  • Хороший диапазон может составлять от 1 м до 2,5 м с шагом 50 см.

Используйте таблицу, подобную приведенной ниже, для документирования результатов.

Результаты

Таблица: экспериментальные результаты для мяча, упавшего с определенной высоты.
высота

с (м)

Время

т (с)

Среднее время,

т среднее (с)

т 2

00 2

)
0.5 0,39 0,15
1,0 0,56 0,31
1,5 0,66 0,44
9044 904 904 904 904 904 904 0,87 0,76

Анализ результатов

Чтобы продолжить анализ данных, необходимо построить график, чтобы уменьшить влияние ошибок.Чтобы научиться правильно рисовать научные графики, включая наиболее подходящую линию, прочитайте «Практические навыки физики, часть 4: Рисование графиков и линий наилучшего соответствия»

Давайте посмотрим, что вам нужно учесть, чтобы нарисовать этот график:

Шаг 1 : Постройте график t 2 vs s и проведите линию наилучшего соответствия

Обратите внимание, что мы не построили график t vs s, так как это дало бы нелинейную зависимость.

Уравнение, описывающее график, будет выглядеть следующим образом: \ (y = \ frac {2} {g} x \), как показано выше.

Шаг 2 : Определите выражение для градиента из уравнения.

Это прямая линия с градиентом \ (\ frac {2} {g} \). Следовательно,

$$ gradient = \ frac {2} {g} $$

Шаг 3 : Измерьте градиент наиболее подходящей линии. Это позволит вам определить g:

На графике измеренный градиент линии наилучшего качества составляет 0,3

$$ g = \ frac {2} {gradient} = \ frac {2} {0,3} = 6.{-2} $$

Анализ метода и ошибок

Теперь, когда у вас есть ценность, что вы можете проанализировать?

  • Точность : Как ваше значение по сравнению с 9,8 мс -2 ?
  • Надежность : Насколько близки были все ваши измерения? Все ли ваши точки на графике близки к линии наилучшего соответствия?
  • Срок действия : Вы предполагаете, что мяч падает только под действием силы тяжести, но так ли это? А как насчет сопротивления воздуха?
  • Ошибки : Сопротивление воздуха приводит к систематической ошибке — оно всегда замедляет мяч.Время вашей реакции приведет к случайной ошибке.

Возможно, вам потребуется предложить улучшения. Например, в этом эксперименте небольшой тяжелый объект будет меньше подвержен сопротивлению воздуха. Небольшой металлический шар или мрамор подойдут больше, чем скомканный лист бумаги или мяч для пинг-понга. Напротив, падение пера сделало бы эксперимент недействительным.

В таблице ниже оценивается достоверность, надежность и точность эксперимента. В нем также есть предложения по улучшению.

Действительность Надежность Точность
Оценка Эксперимент действителен, поскольку методы были выполнены надлежащим образом, а контрольные переменные, такие как форма и масса шара, оставались постоянными. Также использование небольшого тяжелого предмета сводило к минимуму эффект сопротивления воздуха. Эксперимент надежен, поскольку все точки данных были очень близки к линии наилучшего соответствия.

Отдельные измерения (времени) не были настолько надежными.

Эксперимент неточный, так как существует большая разница между экспериментальным результатом (6,67 м / с 2 ) и принятым истинным значением (9,8 м / с 2 )
Предложения по
улучшениям
Используйте тяжелые предметы обтекаемой формы, чтобы еще больше уменьшить влияние сопротивления воздуха. Используйте регистратор данных и датчик для более надежных измерений времени.

Увеличьте начальную высоту с 0,5 м до 1 м, чтобы минимизировать процент случайной ошибки при измерении времени.

Используйте регистратор данных и датчик для более точных измерений времени.

Откалибруйте секундомер.

Используйте рулетку, а не деревянную линейку.

Устранение / уменьшение других источников систематических ошибок, например сопротивления воздуха.

Вы можете узнать больше о достоверности, надежности и точности в разделе «Практические навыки по физике, часть 2».

Хотите сдать следующий экзамен по физике?

Загрузите Рабочую тетрадь практических навыков Matrix и отточите свои физические навыки.Узнайте, как:

  • Оценить достоверность, надежность и точность любых измерений и расчетов
  • Определить источники систематических и случайных ошибок
  • Определить и применить соответствующие математические формулы и концепции
  • Нарисовать соответствующие графики для отображения взаимосвязей

© Matrix Education и www.matrix.edu.au, 2021. Несанкционированное использование и / или копирование этого материала без явного и письменного разрешения автора и / или владельца этого сайта строго запрещено.Выдержки и ссылки могут быть использованы при условии, что Matrix Education и www.matrix.edu.au полностью и четко указали на исходный контент с соответствующим конкретным указанием.

1.1 Физика: определения и приложения — Физика

Разделы Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Опишите определение, цели и разделы физики
  • Описать и отличить классическую физику от современной физики, а также описать важность теории относительности, квантовой механики и релятивистской квантовой механики в современной физике
  • Опишите, как аспекты физики используются в других науках (например,г., биология, химия, геология и др.), а также в бытовой технике

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим ученикам овладеть следующими стандартами:

  • (2) Научные процессы. Студент использует системный подход к ответам на вопросы научных лабораторий и полевых исследований. Ожидается, что студент:
    • (A) знать определение науки и понимать, что оно имеет ограничения, указанные в подразделе (b) (2) этого раздела;
  • (3) Научные процессы.Учащийся использует критическое мышление, научные рассуждения и решение проблем, чтобы принимать обоснованные решения в классе и за его пределами. Ожидается, что студент:
    • (A) во всех областях науки анализировать, оценивать и критиковать научные объяснения с использованием эмпирических данных, логических рассуждений, экспериментальных и наблюдательных проверок, включая изучение всех сторон научных свидетельств этих научных объяснений, чтобы поощрять критическое мышление посредством студент.
    • (B) передавать и применять научную информацию, полученную из различных источников, таких как текущие события, новостные отчеты, опубликованные журнальные статьи и маркетинговые материалы;
    • (C) делать выводы на основе данных, касающихся рекламных материалов для продуктов и услуг;
    • (D) объяснять влияние научного вклада различных исторических и современных ученых на научную мысль и общество.

Раздел Ключевые термины

атом классическая физика современная физика
физика квантовая механика теория относительности

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Чтобы помочь удовлетворить мультимодальные потребности классных комнат сегодня, OpenStax Tutor Physics предоставляет советы по поддержке учителей на уровне [OL], ниже уровня [BL] и выше уровня [AL] студенты.

[OL] Предварительная оценка по этому разделу может включать в себя вопросы учащихся об определении материи, атомов, электронов, протонов, нейтронов, субатомных частиц и энергии. Студентов также можно попросить назвать некоторых выдающихся классиков и современных физиков и описать некоторые из их работ в общих чертах.

[OL] Введение и вводная картинка предназначены для того, чтобы показать студентам, что физические законы, управляющие их повседневным окружением, также управляют движением звезд в галактике.Учителя могут спросить учащихся, как гравитация влияет на жизнь на Земле. Студенты, вероятно, упомянут, как гравитация удерживает нас на поверхности Земли. При необходимости предложите им подумать также об орбитальном движении Земли вокруг Солнца. Это движение позволяет Земле наслаждаться теплом солнечного света. Без гравитации Солнца Земля продолжала бы двигаться по прямой линии и удалялась от Солнца, в то время как люди отрывались бы от поверхности Земли. Орбита Луны также может быть включена в это обсуждение, потому что гравитация Земли заставляет Луну двигаться вокруг Земли, а не продолжать движение по прямому пути.

Что такое физика

Подумайте обо всех технологических устройствах, которые вы используете регулярно. На ум могут прийти компьютеры, беспроводной Интернет, смартфоны, планшеты, система глобального позиционирования (GPS), MP3-плееры и спутниковое радио. Затем подумайте о самых захватывающих современных технологиях, о которых вы слышали в новостях, таких как поезда, которые парят над своими рельсами, плащей-невидимок, , которые излучают свет вокруг них, и микроскопических роботов, которые борются с больными клетками нашего тела.Все эти новаторские достижения основаны на принципах физики.

Физика — это отрасль науки. Слово наука происходит от латинского слова, которое означает обладание знаниями и относится к знанию того, как работает физический мир, на основе объективных свидетельств, определенных посредством наблюдений и экспериментов. Ключевым требованием любого научного объяснения природного явления является то, что оно должно быть проверено; нужно уметь разработать и провести экспериментальное исследование, которое либо поддерживает, либо опровергает это объяснение.Важно отметить, что некоторые вопросы выходят за рамки науки именно потому, что они имеют дело с явлениями, которые не поддаются научной проверке. Эта потребность в объективных доказательствах помогает определить процесс расследования, которому следуют ученые, который будет описан позже в этой главе.

Физика — это наука, направленная на описание фундаментальных аспектов нашей Вселенной. Это включает в себя, что в нем находится, какие свойства этих вещей заметны и каким процессам подвергаются эти предметы или их свойства.Проще говоря, физика пытается описать основные механизмы, которые заставляют нашу Вселенную вести себя именно так. Например, рассмотрим смартфон (рис. 1.2). Физика описывает, как электрический ток взаимодействует с различными цепями внутри устройства. Эти знания помогают инженерам выбрать подходящие материалы и схему схемы при сборке смартфона. Далее рассмотрим GPS. Физика описывает взаимосвязь между скоростью объекта, расстоянием, на которое он проходит, и временем, которое требуется, чтобы пройти это расстояние.Когда вы используете устройство GPS в транспортном средстве, оно использует эти физические соотношения для определения времени в пути из одного места в другое.

Рис. 1.2 Физика описывает способ прохождения электрического заряда через цепи этого устройства. Инженеры используют свои знания физики для создания смартфона с функциями, которые понравятся потребителям, например, с функцией GPS. GPS использует уравнения физики для определения времени в пути между двумя точками на карте. (@gletham GIS, Social, Mobile Tech Images)

Teacher Support

Teacher Support

[AL] Спросите, какие части сотового телефона должны содержать токопроводящие материалы (провода, печатные платы и т. д.)) по сравнению с изоляционными материалами (например, в местах, где электрическая изоляция не позволяет людям прикасаться к электрическим цепям внутри телефона).

[AL] Вы можете углубиться в использование GPS на этом этапе, определив скорость = расстояние / время, обсудив триангуляцию и / или обсудив прямую видимость.

По мере того, как наша технология развивалась на протяжении веков, физика расширилась во многие области. Древние люди могли изучать только то, что они могли видеть невооруженным глазом или иным образом испытать без помощи научного оборудования.Это включало изучение кинематики, то есть изучение движущихся объектов. Например, древние люди часто изучали видимое движение объектов на небе, таких как солнце, луна и звезды. Это очевидно при строительстве доисторических астрономических обсерваторий, таких как Стоунхендж в Англии (показано на рис. 1.3).

Рис. 1.3 Стоунхендж — памятник, расположенный в Англии, построенный между 3000 и 1000 годами до нашей эры. Он функционирует как древняя астрономическая обсерватория, а некоторые камни в памятнике соответствуют положению солнца во время летнего и зимнего солнцестояния.Другие камни совпадают с восходом и заходом луны в определенные дни года. (Citypeek, Wikimedia Commons)

Древние люди также изучали статику и динамику, которые фокусируются на том, как объекты начинают двигаться, прекращают движение и изменяют скорость и направление в ответ на силы, толкающие или притягивающие объекты. Этот ранний интерес к кинематике и динамике позволил людям изобрести простые механизмы, такие как рычаг, шкив, рампа и колесо. Эти простые машины постепенно объединялись и объединялись для производства более сложных машин, таких как вагоны и краны.Машины позволяли людям постепенно выполнять больше работы более эффективно за меньшее время, позволяя им создавать более крупные и сложные здания и сооружения, многие из которых существуют до сих пор с древних времен.

По мере развития технологий разделы физики стали еще более разнообразными. К ним относятся такие отрасли, как акустика, изучение звука и оптика, изучение света. В 1608 году изобретение телескопа немецким мастером по изготовлению очков Гансом Липперши привело к огромным открытиям в астрономии — изучении объектов или явлений в космосе.Год спустя, в 1609 году, Галилео Галилей начал первые исследования Солнечной системы и Вселенной с помощью телескопа. В эпоху Возрождения Исаак Ньютон использовал наблюдения Галилея, чтобы построить свои три закона движения. Эти законы были стандартом для изучения кинематики и динамики даже сегодня.

Другой важной областью физики является термодинамика, которая включает изучение тепловой энергии и передачи тепла. Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик, изучал природу тепла и его связь с работой.Работа Джоуля помогла заложить основу первого из трех законов термодинамики, которые описывают, как энергия в нашей Вселенной передается от одного объекта к другому или трансформируется из одной формы в другую. Исследования в области термодинамики были мотивированы необходимостью сделать двигатели более эффективными, защитить людей от непогоды и сохранить пищу.

18 и 19 века также стали свидетелями больших успехов в изучении электричества и магнетизма. Электричество предполагает изучение электрических зарядов и их движения.Магнетизм давно был замечен как сила притяжения между намагниченным объектом и таким металлом, как железо, или между противоположными полюсами (северным и южным) двух намагниченных объектов. В 1820 году датский физик Ганс Кристиан Эрстед показал, что электрические токи создают магнитные поля. В 1831 году английский изобретатель Майкл Фарадей показал, что перемещение провода через магнитное поле может вызвать электрический ток. Эти исследования привели к изобретениям электродвигателя и электрогенератора, которые произвели революцию в жизни человека, внося электричество и магнетизм в наши машины.

Конец 19 -го века ознаменовался открытием радиоактивных веществ учеными Мари и Пьером Кюри. Ядерная физика предполагает изучение ядер атомов, источника ядерного излучения. В 20, и годах изучение ядерной физики в конечном итоге привело к способности расщеплять ядро ​​атома, этот процесс получил название ядерного деления. Этот процесс лежит в основе атомных электростанций и ядерного оружия. Кроме того, область квантовой механики, которая включает в себя механику атомов и молекул, достигла больших успехов в 20 веках, поскольку наше понимание атомов и субатомных частиц расширилось (см. Ниже).

В начале годов века Альберт Эйнштейн произвел революцию в нескольких областях физики, особенно в теории относительности. Относительность произвела революцию в нашем понимании движения и Вселенной в целом, как описано далее в этой главе. Сейчас, в 21, -м, -м веке, физики продолжают изучать эти и многие другие разделы физики.

Изучая самые важные темы физики, вы приобретете аналитические способности, которые позволят вам применять физику далеко за пределами того, что может быть включено в одну книгу.Эти аналитические навыки помогут вам преуспеть в учебе, а также помогут критически мыслить в любой карьере, которую вы выберете.

Физика: прошлое и настоящее

Считается, что слово «физика» произошло от греческого слова phusis , означающего «природа». Позже изучение природы стало называться натурфилософией . С древних времен до эпохи Возрождения натурфилософия охватывала множество областей, включая астрономию, биологию, химию, математику и медицину.За последние несколько столетий рост научных знаний привел к постоянно растущей специализации и разветвлению натурфилософии на отдельные области, при этом физика сохранила самые основные аспекты. Физика в том виде, в котором она развивалась с эпохи Возрождения до конца 19, -го, века, называется классической физикой. Революционные открытия, начатые в начале 20-х -х годов, превратили физику из классической физики в современную физику.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [EL] Изучающим английский язык может потребоваться философия и классическая , определенная в этом разделе.Свяжите определение классической физики с использованием слова классический в контексте, который, вероятно, более знаком студентам, например, в классических фильмах.

Классическая физика не является точным описанием Вселенной, но это отличное приближение при следующих условиях: (1) материя должна двигаться со скоростью менее 1 процента скорости света, (2) объекты, с которыми имеет дело должен быть достаточно большим, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом, и (3) может быть задействована только слабая гравитация, например, создаваемая Землей.Очень маленькие объекты, такие как атомы и молекулы, не могут быть адекватно объяснены классической физикой. Эти три условия применимы практически ко всему повседневному опыту. В результате большинство аспектов классической физики должны иметь смысл на интуитивном уровне.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[OL] Чтобы лучше понять опыт учащихся, выразите скорость света в единицах, используемых при вождении автомобиля, например, 1,080 миллиона км / ч или 671 миллион миль в час. Сравните это с примерно восьмиминутным путешествием, которое требуется свету, чтобы пройти 150 миллиардов километров (93 миллиарда миль) от Солнца до Земли.

Многие законы классической физики были изменены в течение -х годов века, что привело к революционным изменениям в технологиях, обществе и нашем взгляде на Вселенную. В результате многие аспекты современной физики, которые выходят за рамки нашего повседневного опыта, могут показаться странными или невероятными. Так почему же большая часть этого учебника посвящена классической физике? Есть две основные причины. Во-первых, знание классической физики необходимо для понимания современной физики.Вторая причина заключается в том, что классическая физика по-прежнему дает точное описание Вселенной в широком диапазоне повседневных обстоятельств.

Современная физика включает две революционные теории: относительность и квантовую механику. Эти теории имеют дело с очень быстрым и очень маленьким соответственно. Теория относительности была разработана Альбертом Эйнштейном в 1905 году. Изучая, как два наблюдателя, движущиеся относительно друг друга, будут видеть одни и те же явления, Эйнштейн разработал радикально новые идеи о времени и пространстве.Он пришел к поразительному выводу, что измеренная длина объекта, движущегося с высокой скоростью (более одного процента от скорости света), короче, чем длина того же объекта, измеренная в состоянии покоя. Возможно, еще более странной является идея, что время для одного и того же процесса различается в зависимости от движения наблюдателя. Время течет медленнее для объекта, движущегося с высокой скоростью. Путешествие к ближайшей звездной системе, Альфе Центавра, может занять у астронавта 4,5 земных года, если корабль движется со скоростью, близкой к скорости света.Однако из-за того, что время замедляется с большей скоростью, астронавт за время полета постареет всего на 0,5 года. Идеи относительности Эйнштейна были приняты после того, как они были подтверждены многочисленными экспериментами.

Гравитация, сила, удерживающая нас на Земле, также может влиять на время и пространство. Например, на поверхности Земли время течет медленнее, чем для объектов, находящихся дальше от поверхности, таких как спутник на орбите. Очень точные часы на спутниках глобального позиционирования должны это исправить.Они медленно опережают часы на поверхности Земли. Это называется замедлением времени и происходит потому, что гравитация, по сути, замедляет время.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[AL] Говоря о том, что время течет медленнее при скоростях, близких к свету или при высокой гравитации, важно отметить, что люди в обоих местах воспринимают секунду как один и тот же отрезок времени.

Большие объекты, такие как Земля, обладают достаточно сильной гравитацией, чтобы искажать пространство. Чтобы визуализировать эту идею, представьте шар для боулинга, установленный на батуте.Шар для боулинга вдавливает или искривляет поверхность батута. Если вы катите шарик по батуту, он будет следовать за поверхностью батута, скатится в углубление, образованное шаром для боулинга, и ударит по мячу. Точно так же Земля изгибает пространство вокруг себя в форме воронки. Эти изгибы в космосе из-за Земли вызывают притяжение объектов к Земле (т. Е. Гравитацию).

Из-за того, как гравитация влияет на пространство и время, Эйнштейн заявил, что гравитация влияет на пространственно-временной континуум, как показано на рисунке 1.4. Вот почему время у поверхности Земли течет медленнее, чем на орбите. В черных дырах, гравитация которых в сотни раз больше земной, время течет так медленно, что далекому наблюдателю могло показаться, что оно остановилось!

Рис. 1.4 Теория относительности Эйнштейна описывает пространство и время как переплетенную сетку. Большие объекты, такие как планета, искажают пространство, заставляя объекты падать на планету под действием силы тяжести. Большие объекты также искажают время, заставляя время течь медленнее у поверхности Земли по сравнению с областью за пределами искаженной области пространства-времени.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[AL] Черные дыры намного плотнее и массивнее Земли. Чем больше масса объекта, тем сильнее создаваемое им гравитационное поле и тем сильнее гравитация замедляет время.

Таким образом, теория относительности утверждает, что при описании Вселенной важно понимать, что время, пространство и скорость не абсолютны. Вместо этого они могут казаться разными для разных наблюдателей. Способность Эйнштейна обосновывать теорию относительности еще более удивительна, потому что мы не можем видеть эффекты относительности в нашей повседневной жизни.

Квантовая механика — вторая важная теория современной физики. Квантовая механика имеет дело с очень маленькими, а именно с субатомными частицами, из которых состоят атомы. Атомы (рис. 1.5) — это мельчайшие единицы элементов. Однако сами атомы состоят из еще более мелких субатомных частиц, таких как протоны, нейтроны и электроны. Квантовая механика стремится описать свойства и поведение этих и других субатомных частиц. Часто эти частицы ведут себя не так, как ожидает классическая физика.Одна из причин этого в том, что они достаточно малы, чтобы двигаться с огромной скоростью, близкой к скорости света.

Рис. 1.5. Используя сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), ученые могут видеть отдельные атомы, составляющие этот лист золота. (Erwinrossen)

Поддержка учителя

Поддержка учителя

[OL] [AL] Оцените предыдущие знания о субатомных частицах, спросив учащихся, слышали ли они о протонах, электронах, нейтронах, а также о кварках, частицах Хиггса-бозона и скоро.

[AL] Сканирующие электронные микроскопы генерируют высокодетализированные виды поверхности объектов, таких как показано на рисунке 1.5. Они сканируют поверхность объекта пучками электронов, чтобы определить микроскопическую топографию объекта.

На коллайдерах частиц (рис. 1.6), таких как Большой адронный коллайдер на французско-швейцарской границе, физики элементарных частиц могут заставить субатомные частицы перемещаться с очень высокой скоростью в сверхпроводящем туннеле длиной 27 километров (17 миль). Затем они могут изучать свойства частиц на высоких скоростях, а также сталкивать их друг с другом, чтобы увидеть, как они обмениваются энергией.Это привело ко многим интригующим открытиям, таким как частица Хиггса-Бозона, которая придает материи свойство массы, и антивещество, которое вызывает огромное выделение энергии при контакте с веществом.

Рис. 1.6 Коллайдеры частиц, такие как Большой адронный коллайдер в Швейцарии или Фермилаб в США (на фото), имеют длинные туннели, которые позволяют субатомным частицам ускоряться до скорости, близкой к световой. (Andrius.v)

В настоящее время физики пытаются объединить две теории современной физики, теорию относительности и квантовую механику, в единую всеобъемлющую теорию, называемую релятивистской квантовой механикой.Связывание поведения субатомных частиц с гравитацией, временем и пространством позволит нам объяснить, как устроена Вселенная, в гораздо более полной мере.

Применение физики

Чтобы использовать физику, не нужно быть ученым. Напротив, знание физики полезно в повседневных ситуациях, а также в ненаучных профессиях. Например, физика может помочь вам понять, почему не следует помещать металл в микроволновую печь (рис. 1.7), почему черный автомобильный радиатор помогает отводить тепло в двигателе автомобиля и почему белая крыша помогает сохранять прохладу внутри дома.Работу системы зажигания автомобиля, а также передачу электрических сигналов через нашу нервную систему гораздо легче понять, если подумать о них с точки зрения базовой физики электричества.

Рис. 1.7 Почему нельзя класть металл в микроволновую печь? Микроволны — это высокоэнергетическое излучение, которое увеличивает движение электронов в металле. Эти движущиеся электроны могут создавать электрический ток, вызывая искрение, которое может привести к пожару. (= MoneyBlogNewz)

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[AL] Опасно класть металл в микроволновую печь, потому что металл отражает микроволны, которые, когда они свободно колеблются вокруг духовки, могут повредить духовку.Кроме того, металл в микроволновой печи сильно нагревается и начинает генерировать электрическое поле. Это электрическое поле ионизирует воздух, окружающий металл, создавая искры.

Физика — основа многих важных научных дисциплин. Например, химия занимается взаимодействием атомов и молекул. Неудивительно, что химия уходит корнями в атомную и молекулярную физику. Большинство областей техники также относятся к прикладной физике. В архитектуре физика лежит в основе определения структурной устойчивости, акустики, отопления, освещения и охлаждения зданий.Части геологии, изучение неживых частей Земли, во многом опираются на физику; включая радиоактивное датирование, анализ землетрясений и теплопередачу через поверхность Земли. Действительно, некоторые дисциплины, такие как биофизика и геофизика, представляют собой гибриды физики и других дисциплин.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [EL] Ученикам может потребоваться акустика , чтобы объяснить их свойства комнаты или конструкции, которые определяют, как в ней передается звук.

Физика также описывает химические процессы, которые приводят в действие человеческое тело. Физика участвует в медицинской диагностике, такой как рентген, магнитно-резонансная томография (МРТ) и ультразвуковые измерения кровотока (рис. 1.8). Лечебная терапия У физики также есть множество приложений в биологии, в изучении жизни. Например, физика описывает, как клетки могут защитить себя, используя свои клеточные стенки и клеточные мембраны (рис. 1.9). Медицинская терапия иногда напрямую связана с физикой, например, с использованием рентгеновских лучей для диагностики состояний здоровья.Физика также может объяснить то, что мы воспринимаем нашими чувствами, например, как уши улавливают звук или глаза определяют цвет.

Рис. 1.8 Магнитно-резонансная томография (МРТ) использует электромагнитные волны для получения изображения мозга, которое врачи могут использовать для поиска пораженных участков. (Рашми Чавла, Дэниел Смит и Пол Э. Марик)

Рис. 1.9 Физика, химия и биология помогают описать свойства клеточных стенок в клетках растений, таких как клетки лука, показанные здесь. (Умберто Сальваньин)

Поддержка учителя

Поддержка учителя

[BL] Клеточные мембраны (присутствующие в клетках всех организмов) контролируют перенос материалов в клетку и из клетки.Клеточные стенки (обнаруженные в клетках растений, клетках грибов, бактерий и микробов, похожих на растения) в основном обеспечивают структуру и поддержку.

[AL] Рентгеновские лучи легко проникают через кожу и мягкие ткани, но в гораздо большей степени поглощаются костями. Это создает изображение, на котором кости внутри тела четко видны, а мягкие ткани — нет. МРТ сканирует магнитные свойства атомов внутри тела, позволяя визуализировать твердые и пустые области внутри тела. Ультразвуковые измерения кровотока используют звуковые волны и эффект Доплера для измерения скорости и объема кровотока.

Безграничная физика

Физика посадки на комету

12 ноября 2014 года космический аппарат Rosetta Европейского космического агентства (показан на рис. 1.10) стал первым из когда-либо достигших орбиты кометы. Вскоре после этого на комету приземлился марсоход Розетты, Philae, что стало первым случаем, когда люди приземлили космический зонд на комету.

Рис. 1.10 Космический аппарат Rosetta с его большими революционными солнечными батареями доставил посадочный модуль Philae к комете.Затем спускаемый аппарат отделился и приземлился на поверхность кометы. (Европейское космическое агентство)

Пролетев 6,4 миллиарда километров с момента запуска на Землю, Розетта приземлилась на комете 67P / Чурюмова-Герасименко, ширина которой составляет всего 4 километра. Физика была необходима, чтобы успешно проложить курс к такой маленькой, далекой и быстро движущейся цели. Путь Розетты к комете был непростым. Зонд сначала должен был отправиться на Марс, чтобы гравитация Марса могла ускорить его и отклонить в точном направлении к комете.

Это был не первый случай, когда люди использовали гравитацию для питания наших космических кораблей. Космический зонд «Вояджер-2», запущенный в 1977 году, использовал силу тяжести Сатурна до , направив к Урану и Нептуну (показано на рис. 1.11), что позволило получить первые фотографии этих планет. Теперь, спустя почти 40 лет после запуска, «Вояджер-2» находится на самом краю нашей солнечной системы и вот-вот войдет в межзвездное пространство. Его родственный корабль «Вояджер-1» (показан на рис. 1.11), который также был спущен на воду в 1977 году, уже там.

Чтобы послушать звуки межзвездного пространства или увидеть изображения, переданные обратно с «Вояджера I», или узнать больше о миссии «Вояджер», посетите веб-сайт миссии «Вояджер».

Рис. 1.11 а) «Вояджер-2», запущенный в 1977 году, использовал силу притяжения Сатурна для полета к Урану и Нептуну. НАСА б) Визуализация «Вояджера-1», первого космического зонда, когда-либо покинувшего нашу солнечную систему и вошедшего в межзвездное пространство. NASA

У обоих «Вояджеров» есть генераторы электроэнергии, основанные на распаде радиоизотопов.Эти генераторы служат им почти 40 лет. Розетта, с другой стороны, работает на солнечной энергии. Фактически, Rosetta стала первым космическим зондом, который вышел за пределы пояса астероидов, полагаясь только на солнечные батареи для выработки энергии.

Находясь в 800 миллионах километров от Солнца, Розетта получает солнечный свет, который всего на 4 процента сильнее, чем на Земле. К тому же в космосе очень холодно. Поэтому много физиков ушло на разработку низкотемпературных солнечных элементов Rosetta.

В этом смысле проект Rosetta прекрасно показывает огромный диапазон тем, охватываемых физикой: от моделирования движения гигантских планет на огромные расстояния в пределах наших солнечных систем до обучения выработке электроэнергии из света низкой интенсивности. На сегодняшний день физика — это самая обширная область науки.

Проверка захвата

Какие характеристики солнечной системы необходимо было узнать или рассчитать, чтобы отправить зонд на далекую планету, например, на Юпитер?

  1. Эффекты от света далеких звезд
  2. Воздух в солнечной системе
  3. Эффекты гравитации от других планет
  4. эффекты космического микроволнового фонового излучения

Поддержка учителя

Поддержка учителя

В этом отрывке описывается физика, лежащая в основе перемещения зондов Rosetta и Voyager через Солнечную систему с использованием гравитационных выстрелов.Кроме того, сравнивается физика систем питания этих зондов. Это сделано для того, чтобы укрепить применимость физики в широких пределах, от огромных расстояний в нашей Вселенной до крошечных размеров субатомных частиц.

Ответы на проверку хватки могут отличаться. Пример ответа: вам нужно знать, как движется целевая планета, чтобы узнать, когда запустить зонд, чтобы он действительно достиг планеты. Вам также необходимо знать и учитывать влияние гравитации других планет на пути, пройденном во время его путешествия.

Таким образом, физика изучает многие из самых основных аспектов науки. Следовательно, знание физики необходимо для понимания всех других наук. Это потому, что физика объясняет самые основные способы работы нашей Вселенной. Однако формально изучать все приложения физики необязательно. Знание основных законов физики будет очень полезно для вас, чтобы вы могли использовать их для решения некоторых повседневных задач. Таким образом, изучение физики может улучшить ваши навыки решения проблем.

Проверьте свое понимание

1.

Что из следующего не является существенной чертой научного объяснения?

  1. Они должны пройти тестирование.
  2. Они строго относятся к физическому миру.
  3. Об их достоверности судят на основании объективных наблюдений.
  4. После того, как они подтверждены наблюдением, они могут рассматриваться как факт.
2.

Что из перечисленного ниже , а не , представляет собой вопрос, на который наука может дать ответ?

  1. Сколько энергии выделяется в данной цепной ядерной реакции?
  2. Можно ли контролировать цепную ядерную реакцию?
  3. Следует ли использовать неконтролируемые ядерные реакции в военных целях?
  4. Каков период полураспада отходов ядерной реакции?
3.

Каковы три условия, при которых классическая физика дает прекрасное описание нашей Вселенной?

    1. Материя движется со скоростью менее 1 процента от скорости света
    2. Обрабатываемые предметы должны быть достаточно большими, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
    3. Задействованы сильные электромагнитные поля.
    1. Материя движется со скоростью менее 1 процента скорости света.
    2. Обрабатываемые предметы должны быть достаточно большими, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
    3. Речь идет только о слабых гравитационных полях.
    1. Материя движется с огромной скоростью, сравнимой со скоростью света.
    2. Обрабатываемые объекты достаточно большие, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
    3. Задействованы сильные гравитационные поля.
    1. Материя движется с огромной скоростью, сравнимой со скоростью света.
    2. Объекты достаточно велики, чтобы их можно было увидеть в самый мощный телескоп.
    3. Речь идет только о слабых гравитационных полях.
4.

Почему греческое слово «природа» подходит для описания области физики?

  1. Физика — это естественная наука, изучающая жизнь и живые организмы на обитаемых планетах, таких как Земля.
  2. Физика — это естественная наука, изучающая законы и принципы нашей Вселенной.
  3. Физика — это физическая наука, изучающая состав, структуру и изменения материи в нашей Вселенной.
  4. Физика — это социальная наука, изучающая социальное поведение живых существ на обитаемых планетах, таких как Земля.
5.

Какой аспект Вселенной изучает квантовая механика?

  1. объекта на галактическом уровне
  2. объекта на классическом уровне
  3. объекта на субатомном уровне
  4. объекта на всех уровнях, от субатомного до галактического

Поддержка учителя

Поддержка учителя

Используйте вопросы «Проверьте свое понимание», чтобы оценить усвоение учащимися целей обучения по разделам.Если учащиеся не справляются с какой-либо конкретной целью, «Проверьте свое понимание» поможет определить источник проблемы и направить учащихся к соответствующему содержанию.

Альберт Эйнштейн — Вопросы и ответы

Вопрос: Когда родился Альберт Эйнштейн?

Ответ: Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года.

Вопрос: Где он родился?

Ответ: Родился в Ульме, Германия.

Вопрос: Когда он умер?

Ответ: Умер 18 апреля 1955 года в Принстоне, штат Нью-Джерси, США.

Вопрос: Кем были его родители?

Ответ: Его отцом был Герман Эйнштейн, а матерью — Полина Эйнштейн (урожденная Кох).

Вопрос: Были ли у него братья и сестры?

Ответ: У него была сестра по имени Майя.

Вопрос: Был ли он женат и имел ли он детей?

Ответ: Он был женат на Милеве Марич между 1903 и 1919 годами. У них было трое детей: Лизерль (1902 года рождения), Ганс Альберт (1904 года рождения) и Эдуард (1910 года рождения). Он женился на Эльзе Левенталь в 1919 году, и они жили вместе до ее смерти в 1936 году.

Вопрос: Где он получил образование?

Ответ: Основное образование получил в следующих школах:
Католическая начальная школа в Мюнхене, Германия (1885-1888)
Гимназия Луитпольда в Мюнхене, Германия (1888-1894)
Кантональная школа в Аарау, Швейцария (1895- 1896)
Швейцарский федеральный технологический институт в Цюрихе, Швейцария (1896-1900)
Ph.D. из Цюрихского университета, Швейцария (1905)

Вопрос: Когда Альберту Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия по физике?

Ответ: Учреждение, присуждающее Нобелевскую премию, Шведская королевская академия наук, решило сохранить за собой Нобелевскую премию по физике в 1921 году, и поэтому в этом году премия по физике не присуждена. Согласно уставу, зарезервированная премия может быть присуждена через год, а Альберт Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике 1921 года в 1922 году.

Вопрос: Альберт Эйнштейн присутствовал на церемонии вручения Нобелевской премии?

Ответ: Нобелевская премия была объявлена ​​9 ноября 1922 года. Будучи слишком удаленным от Швеции, Альберт Эйнштейн не смог присутствовать на церемонии вручения Нобелевской премии в Стокгольме 10 декабря того же года.

Вопрос: За что он получил Нобелевскую премию?

Ответ: Эйнштейн был награжден за его большой вклад в теоретическую физику и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта.

Вопрос: Что такое фотоэффект?

Ответ: Фотоэлектрический эффект — это явление, при котором электроны испускаются с поверхности вещества (обычно металлов), когда на нее попадает свет. Эйнштейн объяснил эффект, предположив, что свет состоит из маленьких частиц или квантов, называемых фотонами, которые несут энергию, пропорциональную частоте света. Электроны в веществе, поглощающие энергию фотона, выбрасываются.Эти результаты были опубликованы в 1905 году в статье «Об эвристической точке зрения на производство и преобразование света». Наблюдения Эйнштейна о том, что фотоэлектрический эффект можно объяснить только в том случае, если свет ведет себя как частица, а не как волна, сыграли важную роль в обосновании гипотезы о том, что свет может вести себя и как волна, и как частица.

Вопрос: Каковы практические применения фотоэлектрического эффекта?

Ответ: Фотоэлектрический эффект очень важен для нашей повседневной жизни.Это основа фотосинтеза, который подобен очень эффективному солнечному элементу, в котором солнечный свет поглощается растениями, заставляя их расти. Этот эффект также лежит в основе множества устройств, таких как фотодиоды, которые используются для обнаружения света в волоконной оптике, телекоммуникационных сетях, солнечных элементах, формировании изображений и многих других приложениях.

Вопрос: Когда он прочитал свою Нобелевскую лекцию?

Ответ: Он прочитал свою Нобелевскую лекцию 11 июля 1923 года в Гетеборге, Швеция.

Вопрос: Какими еще научными достижениями известен Альберт Эйнштейн?

Ответ: Альберт Эйнштейн — один из самых влиятельных физиков в 20, -м, -м веке. В 1905 году Эйнштейн опубликовал четыре знаковые работы в области физики — о фотоэлектрическом эффекте, броуновском движении, специальной теории относительности и эквивалентности материи и энергии (E = mc 2 ). 2005 год был назван «Всемирным годом физики» в честь 100-летия публикаций Эйнштейна.Эйнштейн также хорошо известен своей общей теорией относительности, опубликованной в 1915 году и дополняющей его специальную теорию относительности 1905 года.

Впервые опубликовано 25 января 2008 г.

Для цитирования этого раздела
MLA style: Альберт Эйнштейн — Вопросы и ответы. NobelPrize.org. Нобелевская премия AB 2021. Вс. 3 октября 2021 г.

Вернуться наверх Вернуться к началу Возвращает пользователей к началу страницы.

Physics Aptitude Test (PAT) | Оксфордский университет, факультет физики

Все, кто подает заявку на изучение физики или физики и философии в Оксфорде, без исключения, должны пройти тест на физическую пригодность (PAT), двухчасовой тест, который оценивает способности студента как по физике, так и по математике.Мы работаем в партнерстве с Cambridge Assessment Admissions Testing для администрирования PAT.

Дата тестирования предварительно назначена на 4 ноября 2021 года .

Кандидатов необходимо подать на экзамен PAT до 15 октября через веб-сайт Cambridge Assessment Admissions Testing.

Что такое PAT?

PAT — это смесь вопросов по физике и математике, и вам нужно ответить на множество вопросов всего за 2 часа. Обратите внимание, что, хотя использование таблиц формул, таблиц и сборников данных запрещено, можно использовать указанные калькуляторы — убедитесь, что калькулятор, который вы планируете использовать, разрешен.Помимо информации, которую вы можете найти здесь, на веб-сайте Департамента физики, есть также информация на веб-сайте Оксфордского университета. Для PAT нет рекомендуемых текстов.

Как подготовиться к PAT

  1. Просмотрите ряд прошлых работ, чтобы познакомить вас с форматом теста и охватываемым содержанием. Мы также публикуем отчеты по каждому тесту; отчеты содержат такую ​​информацию, как средний балл по бумаге и баллы, необходимые учащимся для прохождения собеседования.Не ожидайте, что все будет правильно — в большинстве лет средний показатель составляет 50-60%.
  2. Ознакомьтесь с программой. Материал нацелен на математику и физику на уровне AS плюс знание материала, охваченного экзаменом GCSE. Однако мы не можем гарантировать, когда материал будет изучен в вашей школе, поэтому вы можете обнаружить, что вам нужно изучить несколько тем перед экзаменом.
  3. Попрактикуйтесь в решении некоторых проблем / сложных вопросов по физике, которые не являются вопросами уровня A. Желательно задавать вопросы из ряда других источников, а не только вопросы типа уровня A, которые могут быть более структурированными по своей природе, чем PAT.См. Нашу страницу с полезными веб-сайтами и ресурсами для PAT.
  4. Попробуйте задать несколько вопросов в оговоренных условиях. Студенты, прошедшие тест, считают, что это трудный вопрос — это количество вопросов, которые вам нужно ответить всего за 2 часа. Отработка некоторых вопросов в определенных условиях ближе к дате экзамена будет означать, что вы с большей вероятностью дойдете до конца статьи.

Решения к бумагам

Обычно мы не предоставляем решения для прошлых документов; при оценке PAT разрешены все подходящие методы решения вопросов, и мы не хотим, чтобы вы чувствовали, что только один конкретный способ решения проблемы принесет вам баллы.Однако мы опубликовали образцы решений для документов 2009 и 2010 годов, а наш специалист по доступу, доктор Кэтрин Боаст, создала неофициальные образцы решений для документов 2019 года; все это можно найти на странице прошлых документов PAT.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *