Физика. 10 сынып
«Физика» пәні бойынша оқу материалдары
Механика – денелердің қозғалысы мен өзара әрекеттесуін зерттейді. Траектория – дененің қозғалыс жолы, ал жол – сол траекторияның ұзындығы. Орын ауыстыру – дененің бастапқы және соңғы орындарының арасындағы бағыты бар қашықтық. Скоростьты қосу арқылы түрлі жүйелердегі қозғалыс жылдамдығын анықтауға болады, ал үдеу – дененің жылдамдығының өзгеру жылдамдығы.
Тұрақты үдеу жағдайындағы қозғалыста дене белгілі бір уақытта бірдей өзгерістерге ұшырайды, сондықтан оның орнын кез келген сәтте болжауға болады. Абсолютті қатты дененің кинематикасында дененің барлық нүктелері арасындағы қашықтық өзгермей, дененің айналмалы және аудармалы қозғалыстары қарастырылады. Механиканың негізгі тұжырымдамасы – қозғалыс заңдары барлық инерциялық жүйелерде бірдей әрекет етеді. Күш – қозғалысты өзгертуге себеп болатын әсер, ал масса – денедегі зат мөлшерін білдіреді, оны арнайы бірліктермен өлшейді. Күштерді қосу принципі бойынша, бір мезгілде әсер ететін күштердің нәтижелі әсері олардың векторлық қосындысы болып табылады.
Ауырлық күші – денелер арасындағы тартылыс күші, ол Ньютонның үш заңы арқылы түсіндіріледі. Бірінші заң бойынша, егер денеге сыртқы күш әсер етпесе, ол тыныштық күйінде немесе түзу сызықты тұрақты қозғалыста қалады. Екінші заңда күш пен үдеу арасындағы байланыс, ал үшінші заңда әр әрекетке қарсы бағытта тең күш әрекет етеді. Ауырлық күші мен әмбебап тартылыс заңы денелердің өзара әрекетін, сондай-ақ ғарыштық қозғалыстарды сипаттайды. Бірінші ғарыштық жылдамдық – жердің тартылысынан шығу үшін орбитада қалу қажет минималды жылдамдық, ол салмақ пен салмақсыздық құбылыстарын тудырады.
Гук заңы материалдардың серпімділігін сипаттайды: дене аз ғана деформацияға ұшырағанда, оған қарсы әсер ететін күш пропорционал деформацияға байланысты болады. Үйкеліс күштері денелердің беттерінің жанасуынан пайда болып, қозғалысқа кедергі жасайды. Импульс – дененің қозғалысының шамасы, ол оның массасы мен жылдамдығының көбейтіндісі болып табылады, және импульсті сақтау заңы соқтығысу кезінде маңызды рөл атқарады.
Механикалық жұмыс – күш әсерінен дененің орын ауыстыруына жұмсалған энергия, ал қуат – жұмыстың белгілі бір уақыт аралығында орындалу жылдамдығы. Кинетикалық энергия – дененің қозғалыс энергиясы, ал әлеуетті энергия – дененің күш өрісі ішінде орналасуымен байланысты энергия, мысалы, ауырлық өрісіндегі энергия. Тартылыс күшінің жұмысы дене өрісінде қозғалған сайын энергияның өзгеруін көрсетеді. Айналмалы қозғалыстың негізгі теңдеуі моменттер мен бұрыштық үдеудің арасындағы байланысты сипаттайды. Теңдік күйлері денеге әсер ететін барлық күштердің бір-бірін толықтай ұстап тұрған кезде орын алады.
Молекулалық физика мен жылу құбылыстары заттың микроскопиялық бөлшектері қалай әрекет етіп, макроскопиялық қасиеттерін қалыптастыратынын түсіндіреді. Молекулалық-кинетикалық теория бойынша, бөлшектер тұрақты қозғалыста болады, бұл Броун қозғалысы сияқты кездейсоқ тербелістерге әкеледі. Газ, сұйық және қатты денелердің құрылымы молекулалардың орналасу реті мен қозғалыс еркіндігіне байланысты: газдарда молекулалар еркін және кездейсоқ қозғалады, сұйықтарда олар жақын орналасып, қозғалысқа шектеу қойылған, ал қатты денелерде молекулалар өз орындарында бекітілген. Температура – молекулалардың жылу қозғалысының орташа энергиясын көрсетеді, ал жылу тепе-теңдігі энергияның біркелкі бөлінуін білдіреді. Молекулалардың жылу қозғалысының энергиясы идеал газдың күй теңдеуінде, сондай-ақ газ заңдарында көрініс табады. Қанық пар – ауаның ұстай алатын ең көп су буының мөлшері, ал ауа ылғалдылығы – нақты су буының мөлшерін көрсетеді. Заттың құрылымы кристалл тәрізді, яғни ұқыпты құрылымда немесе аморфты, яғни тәртіпсіз болуы мүмкін. Ішкі энергия – заттың молекулаларының кинетикалық және әлеуетті энергиясының қосындысы, ал термодинамикадағы жұмыс энергияның жүйе мен қоршаған орта арасындағы алмасуын сипаттайды. Термодинамиканың бірінші заңы энергияның сақталуын, ал екінші заңы энергияның өздігінен сапасыздануын түсіндіреді, ал жылу қозғалтқыштарының КПД-і жылуды пайдалы жұмысқа айналдырудың тиімділігін көрсетеді.
Электродинамиканың негіздері Кулон заңы арқылы басталады, ол зарядталған бөлшектер арасындағы тартылыс күші мен оның шамасын сипаттайды. Электр өрісі – зарядтардың айналасындағы кеңістік, ол басқа зарядтарға әсер етеді. Өткізгіштер мен диэлектриктердің өріске жауап беру қасиеттері зарядтың таралуын және электр тогын өткізуді анықтайды. Зарядталған дененің әлеуетті энергиясы оның электр өрісінде орналасуымен байланысты, ал электроқабілеттілік – дененің зарядты сақтай алу қабілетін көрсетеді. Зарядталған конденсаторда жиналған энергия оның разрядталуынан орын алатын жұмысты сипаттайды. Ом заңы кернеу, ток және кедергі арасындағы байланысты анықтайды, ал тұрақты токтың жұмысы мен қуаты электр энергиясының жарыққа немесе жылуға айналуын көрсетеді. Электродвижущая күш – токты қамтамасыз ететін қуат көзі, ал электр тогы өткізгіштерден ғана емес, сонымен қатар полупроводниктерден, вакуумнан, сұйықтықтардан және газдардан да өтеді – әрқайсысының өткізгіштік қасиеттері ерекшеленеді. Электролиз заңы электр тогының ерітінділердегі химиялық реакцияларды туындатуын түсіндіреді. Соңында, плазма – ионданған газ күйі, оның ерекше электродинамикалық қасиеттері болады.
Осылайша, 10-сыныпта қарастырылатын тақырыптар классикалық механика мен динамикадан бастап, молекулалық физика, термодинамика және электродинамиканың негіздеріне дейінгі кең ауқымды физикалық құбылыстарды қамтиды, олар арқылы күштердің, энергияның және материяның әртүрлі күйдегі әрекетін түсінуге мүмкіндік береді.