Cosa significa questo segno in fisica. Curriculum scolastico: cos'è n in fisica

Passando alle applicazioni fisiche della derivata, useremo una designazione leggermente diversa, quelle che sono accettate in fisica.

Innanzitutto, la designazione delle funzioni cambia. In effetti, quali funzioni differenziare? Queste funzioni sono grandezze fisiche che dipendono dal tempo. Ad esempio, la coordinata del corpo x (t) e la sua velocità v (t) possono essere date dalle formule:

(leggi ix con un punto¿).

C'è un'altra notazione per la derivata, che è molto comune sia in matematica che in fisica:

(leggi ¾de iks su de te¿).

Soffermiamoci più in dettaglio sul significato della notazione (1.16). Un matematico lo intende in due modi, o come limite:

oppure come frazione, il cui denominatore è l'incremento temporale dt, e il numeratore è il cosiddetto differenziale dx della funzione x (t). Il differenziale non è difficile, ma non ne parleremo ora; ti sta aspettando nel primo anno.

Un fisico che non è vincolato dai requisiti del rigore matematico comprende la notazione (1.16) in modo più informale. Sia dx il cambiamento di coordinata durante il tempo dt. Prendiamo l'intervallo dt così piccolo che il rapporto dx = dt è vicino al suo limite (1,17) con una precisione che ci conviene.

E poi, dirà il fisico, la derivata della coordinata rispetto al tempo è semplicemente una frazione, nel cui numeratore c'è un cambiamento piuttosto piccolo nella coordinata dx, e nel denominatore c'è un intervallo di tempo piuttosto piccolo dt , durante il quale si è verificato questo cambiamento nella coordinata.

Una comprensione così libera della derivata è caratteristica del ragionamento in fisica. D'ora in poi ci atterremo a questo particolare livello di rigore fisico.

La derivata x (t) della grandezza fisica x (t) è ancora una funzione del tempo, e questa funzione può essere nuovamente differenziata per trovare la derivata della derivata, o la derivata seconda della funzione x (t). Ecco una notazione per la derivata seconda:

la derivata seconda della funzione x (t) si indica con x (t)

(si legge ix con due punti¿), ma eccone un altro:

la derivata seconda della funzione x (t) si indica con dt 2

(si legge de due x in de te quadrato¿ o de due iks in de te due volte¿).

Torniamo all'esempio originale (1.13) e calcoliamo la derivata della coordinata, e allo stesso tempo osserviamo l'uso combinato delle notazioni (1.15) e (1.16):

x (t) = 1 + 12t 3t2)

x (t) = dt d (1 + 12t 3t2) = 12 6t:

(Il simbolo di differenziazione dt d davanti alla parentesi è lo stesso del trattino sopra la parentesi nella notazione precedente.)

Si noti che la derivata della coordinata è risultata uguale alla velocità (1.14). Questa non è una coincidenza. La relazione tra la derivata della coordinata e la velocità del corpo sarà chiarita nella sezione successiva, "Movimento meccanico".

1.1.7 Limite del vettore

Le grandezze fisiche non sono solo scalari, ma anche vettoriali. Di conseguenza, siamo spesso interessati alla velocità di variazione di una quantità vettoriale, cioè la derivata del vettore. Tuttavia, prima di parlare della derivata, è necessario comprendere il concetto di limite di una grandezza vettoriale.

Considera una sequenza di vettori ~ u1; ~ u2; ~ u3; ::: Dopo aver effettuato, se necessario, un trasferimento parallelo, porteremo i loro inizi in un punto O (Fig. 1.5):

Supponiamo che la successione dei punti A1; A2; A3; ::: fluisce¿2 al punto B:

lim An = B:

Indichiamo ~ v = OB. Diciamo allora che la successione dei vettori blu ~ un tende al vettore rosso ~ v, oppure che il vettore ~ ​​v è il limite della successione dei vettori ~ un:

~ v = lim ~ un:

2 Una comprensione intuitiva di questo “fluire” è abbastanza, ma forse ti interessa una spiegazione più rigorosa? Allora questo è tutto.

Lascia che accada su un aereo. “Afflusso” della sequenza A1; A2; A3; ::: al punto B significa quanto segue: non importa quanto piccolo prendiamo un cerchio con centro nel punto B, tutti i punti della sequenza, a partire da qualcuno, cadranno all'interno di questo cerchio. In altre parole, al di fuori di ogni cerchio di centro B ci sono solo un numero finito di punti nella nostra sequenza.

E se accade nello spazio? La definizione di "fluente" è leggermente modificata: è sufficiente sostituire la parola "cerchio" con la parola "palla".

Supponiamo ora che le estremità dei vettori blu in Fig. 1.5 non attraversa un insieme discreto di valori, ma una curva continua (ad esempio, indicata dalla linea tratteggiata). Quindi, non abbiamo a che fare con una sequenza di vettori ~ un, ma con un vettore ~ ​​u (t), che cambia nel tempo. Questo è esattamente ciò di cui abbiamo bisogno in fisica!

L'ulteriore spiegazione è quasi la stessa. Sia t teso a un valore t0. Se

inoltre, le estremità dei vettori ~ u (t) "fluiscono" in un punto B, quindi diciamo che il vettore

~ v = OB è il limite del valore del vettore ~ ​​u (t):

t! t0

1.1.8 Vettori differenzianti

Avendo scoperto qual è il limite di una quantità vettoriale, siamo pronti a fare il passo successivo per introdurre il concetto di derivata vettoriale.

Supponiamo che ci sia un vettore ~ ​​u (t) che dipende dal tempo. Ciò significa che la lunghezza di un dato vettore e la sua direzione possono cambiare nel tempo.

Per analogia con la consueta funzione (scalare), viene introdotto il concetto di cambiamento (o incremento) di un vettore. La variazione del vettore ~ ​​u durante il tempo t è una quantità vettoriale:

~ u = ~ u (t + t) ~ u (t):

Si prega di notare che la differenza del vettore è sul lato destro di questo rapporto. La variazione del vettore ~ ​​u è mostrata in Fig. 1.6 (ricorda che durante la sottrazione dei vettori, portiamo i loro inizi in un punto, colleghiamo le estremità e "pizzichiamo" il vettore da cui viene eseguita la sottrazione con una freccia).

~ u (t) ~ u

Riso. 1.6. Cambio vettoriale

Se l'intervallo di tempo t è abbastanza piccolo, allora il vettore ~ ​​u cambia poco durante questo tempo (almeno in fisica, questo è sempre considerato tale). Di conseguenza, se a t! 0, il rapporto ~ u = t tende a un certo limite, quindi questo limite è chiamato derivata del vettore ~ ​​u:

Quando indichiamo la derivata di un vettore, non useremo il punto sopra (poiché il simbolo ~ u_ non ha un bell'aspetto) e ci limiteremo alla notazione (1.18). Ma per la derivata di uno scalare, usiamo naturalmente entrambe le notazioni liberamente.

Ricordiamo che d ~ u = dt è il simbolo della derivata. Può anche essere inteso come una frazione, al cui numeratore è presente il differenziale del vettore ~ ​​u, corrispondente all'intervallo di tempo dt. Sopra, non abbiamo discusso il concetto di differenziale, poiché non è passato a scuola; non discuteremo nemmeno qui del differenziale.

Tuttavia, a livello fisico di rigore, la derivata d ~ u = dt può essere considerata una frazione, nel cui denominatore c'è un intervallo di tempo molto piccolo dt, e nel numeratore c'è un corrispondente piccolo cambiamento d ~ u di il vettore ~ ​​u. Per un dt sufficientemente piccolo, il valore di questa frazione differisce da

il limite a destra della (1.18) è così piccolo che, tenendo conto della precisione di misura disponibile, questa differenza può essere trascurata.

Questa comprensione fisica (non del tutto rigorosa) della derivata sarà abbastanza per noi.

Le regole di differenziazione per le espressioni vettoriali sono molto simili a quelle per gli scalari. Abbiamo solo bisogno delle regole più semplici.

1. Il fattore scalare costante è sottratto al segno della derivata: se c = const, allora

d (c ~ u) = c d ~ u: dt dt

Usiamo questa regola nella sezione "Momentum" quando la seconda legge di Newton

2. Il fattore del vettore costante viene estratto dal segno della derivata: se ~ c = const, allora dt d (x (t) ~ c) = x (t) ~ c:

3. La derivata della somma dei vettori è uguale alla somma delle loro derivate:

dt d (~ u + ~ v) = d ~ u dt + d ~ v dt:

Useremo le ultime due regole più di una volta. Vediamo come funzionano nella situazione più importante di differenziazione vettoriale in presenza di un sistema di coordinate rettangolare OXY Z nello spazio (Fig. 1.7).

Riso. 1.7. Espansione di un vettore in base

Come è noto, qualsiasi vettore ~ ​​u può essere espanso in modo univoco in base all'unità

vettori ~, ~, ~: i j k

~ u = ux io + uy j + uz k:

Qui ux, uy, uz sono le proiezioni del vettore ~ ​​u sugli assi delle coordinate. Sono le coordinate del vettore ~ ​​u in questa base.

Il vettore ~ ​​u nel nostro caso dipende dal tempo, il che significa che le sue coordinate ux, uy, uz sono funzioni del tempo:

Differenziamo questa uguaglianza. Innanzitutto, utilizziamo la regola per differenziare l'importo:

Pertanto, se il vettore ~ ​​u ha coordinate (ux; uy; uz), allora le coordinate della derivata d ~ u = dt sono derivate delle coordinate del vettore ~ ​​u, vale a dire (ux; uy; uz).

Data la particolare importanza della formula (1.20), ne diamo una derivazione più diretta. Al tempo t + t, secondo la (1.19), si ha:

~ u (t + t) = ux (t + t) i + uy (t + t) j + uz (t + t) k:

Scriviamo il cambiamento del vettore ~ ​​u:

~ u = ~ u (t + t) ~ u (t) =

Ux (t + t) i + uy (t + t) j + uz (t + t) k ux (t) i + uy (t) j + uz (t) k =

Al limite a t! 0, le frazioni ux = t, uy = t, uz = t passano alle derivate ux, uy, uz, rispettivamente, e otteniamo ancora la relazione (1.20):

Ux i + uy j + uz k.

Non è un segreto che ci siano designazioni speciali per le quantità in qualsiasi scienza. Le designazioni delle lettere in fisica dimostrano che questa scienza non fa eccezione in termini di identificazione di quantità usando simboli speciali. Esistono molte quantità di base, nonché i loro derivati, ognuna delle quali ha il proprio simbolo. Quindi, le designazioni delle lettere in fisica sono discusse in dettaglio in questo articolo.

Fisica e grandezze fisiche di base

Grazie ad Aristotele, iniziò ad essere usata la parola fisica, poiché fu lui che per primo usò questo termine, che a quel tempo era considerato sinonimo del termine filosofia. Ciò è dovuto alla generalità dell'oggetto di studio - le leggi dell'Universo, più specificamente - come funziona. Come sapete, nei secoli XVI-XVII avvenne la prima rivoluzione scientifica, fu grazie ad essa che la fisica fu individuata come scienza indipendente.

Mikhail Vasilievich Lomonosov ha introdotto la parola fisica nella lingua russa pubblicando un libro di testo tradotto dal tedesco, il primo libro di testo di fisica in Russia.

Quindi, la fisica è una sezione delle scienze naturali dedicata allo studio delle leggi generali della natura, nonché della materia, del suo movimento e della sua struttura. Non ci sono così tante quantità fisiche di base come potrebbe sembrare a prima vista - ce ne sono solo 7:

• lunghezza,
• peso,
• volta,
• forza attuale,
• temperatura,
• ammontare della sostanza
• il potere della luce.

Naturalmente, hanno le loro designazioni di lettere in fisica. Ad esempio, per la massa viene scelto il simbolo m e per la temperatura il simbolo T. Inoltre, tutte le quantità hanno la propria unità di misura: l'intensità della luce è candela (cd) e l'unità di misura per la quantità di la sostanza è la talpa.

Grandezze fisiche derivate

Esistono molte più grandezze fisiche derivate rispetto a quelle di base. Ce ne sono 26, e spesso alcuni di essi sono attribuiti ai principali.

Quindi, l'area è una derivata di lunghezza, volume - anche di lunghezza, velocità - di tempo, lunghezza e accelerazione, a sua volta, caratterizza il tasso di variazione della velocità. La quantità di moto è espressa in termini di massa e velocità, la forza è il prodotto di massa e accelerazione, il lavoro meccanico dipende dalla forza e dalla lunghezza, l'energia è proporzionale alla massa. Potenza, pressione, densità, densità superficiale, densità lineare, quantità di calore, tensione, resistenza elettrica, flusso magnetico, momento d'inerzia, momento della quantità di moto, momento della forza - dipendono tutti dalla massa. Frequenza, velocità angolare, accelerazione angolare sono inversamente proporzionali al tempo e la carica elettrica ha una dipendenza diretta dal tempo. L'angolo e l'angolo solido sono derivati ​​dalla lunghezza.

Quale lettera indica lo stress in fisica? La tensione, che è una quantità scalare, è indicata dalla lettera U. Per la velocità, la designazione ha la forma della lettera v, per il lavoro meccanico - A e per l'energia - E. La carica elettrica è solitamente indicata dalla lettera q, e il flusso magnetico - F.

SI: informazioni generali

Il Sistema Internazionale di Unità (SI) è un sistema di unità fisiche che si basa sul Sistema Internazionale di Unità, inclusi i nomi e le designazioni delle grandezze fisiche. È stato adottato dalla Conferenza generale sui pesi e le misure. È questo sistema che regola le designazioni delle lettere in fisica, nonché le loro dimensioni e unità di misura. Le lettere dell'alfabeto latino sono usate per designare, in alcuni casi - il greco. È anche possibile utilizzare caratteri speciali come designazione.

Conclusione

Quindi, in ogni disciplina scientifica ci sono designazioni speciali per vari tipi di quantità. Naturalmente, la fisica non fa eccezione. Ci sono molte designazioni di lettere: forza, area, massa, accelerazione, tensione, ecc. Hanno le loro designazioni. Esiste un sistema speciale chiamato Sistema internazionale di unità. Si ritiene che le unità di base non possano essere derivate matematicamente da altre. Le grandezze derivate si ottengono moltiplicando e dividendo da quelle di base.

La costruzione di disegni non è un compito facile, ma nel mondo moderno non c'è niente senza di essa. Infatti, per realizzare anche l'oggetto più ordinario (un minuscolo bullone o dado, uno scaffale per libri, un disegno per un nuovo vestito, ecc.), devi prima eseguire i calcoli appropriati e disegnare un disegno del futuro Prodotto. Tuttavia, è spesso composto da una persona e un'altra persona è impegnata nella produzione di qualcosa secondo questo schema.

Per evitare confusione nella comprensione dell'oggetto raffigurato e dei suoi parametri, i simboli di lunghezza, larghezza, altezza e altre grandezze utilizzati nel design sono accettati in tutto il mondo. Quali sono? Scopriamolo.

Le quantità

Area, altezza e altre designazioni di natura simile non sono solo quantità fisiche, ma anche matematiche.

La loro designazione a lettera singola (usata da tutti i paesi) è stata stabilita a metà del ventesimo secolo dal Sistema internazionale di unità (SI) ed è usata fino ad oggi. È per questo motivo che tutti questi parametri sono indicati in latino, non in cirillico o in caratteri arabi. Per non creare difficoltà individuali, durante lo sviluppo di standard per la documentazione di progettazione nella maggior parte dei paesi moderni, si è deciso di utilizzare quasi le stesse convenzioni utilizzate in fisica o geometria.

Qualsiasi diplomato ricorda che a seconda che una figura (prodotto) bidimensionale o tridimensionale sia mostrata nel disegno, ha una serie di parametri di base. Se ci sono due dimensioni - queste sono la larghezza e la lunghezza, se ce ne sono tre - viene aggiunta anche l'altezza.

Quindi, per prima cosa, scopriamo come designare correttamente la lunghezza, la larghezza, l'altezza nei disegni.

Larghezza

Come accennato in precedenza, in matematica, il valore in esame è una delle tre dimensioni spaziali di qualsiasi oggetto, a condizione che le sue misurazioni siano effettuate nella direzione trasversale. Allora per cosa è famosa la larghezza? Ha la designazione della lettera "B". Questo è noto in tutto il mondo. Inoltre, secondo GOST, è consentito utilizzare lettere latine sia maiuscole che minuscole. Sorge spesso la domanda sul perché sia ​​stata scelta una lettera del genere. Dopotutto, di solito l'abbreviazione viene fatta in base al primo nome greco o inglese della quantità. In questo caso, la larghezza in inglese sarà simile a "larghezza".

Probabilmente, il punto qui è che questo parametro era inizialmente il più utilizzato in geometria. In questa scienza, quando si descrivono le figure, spesso la lunghezza, la larghezza, l'altezza sono indicate dalle lettere "a", "b", "c". Secondo questa tradizione, quando si sceglieva la lettera "B" (o "b") veniva mutuata dal sistema SI (sebbene per le altre due dimensioni si iniziasse a usare simboli diversi da quelli geometrici).

La maggior parte suppone che ciò sia stato fatto per non confondere la larghezza (indicata dalla lettera "B" / "b") con il peso. Il fatto è che quest'ultimo è talvolta indicato come "W" (un'abbreviazione per il nome inglese peso), sebbene sia consentito utilizzare altre lettere ("G" e "P"). Secondo gli standard internazionali del sistema SI, la larghezza è misurata in metri o multipli (sottomultipli) delle loro unità. Vale la pena notare che in geometria a volte è anche consentito usare "w" per indicare la larghezza, ma in fisica e altre scienze esatte, questa designazione, di regola, non viene utilizzata.

Lunghezza

Come già accennato, in matematica, lunghezza, altezza, larghezza sono tre dimensioni spaziali. Inoltre, se la larghezza è una dimensione lineare nella direzione trasversale, allora la lunghezza è nella direzione longitudinale. Considerandolo come la grandezza della fisica, si può capire che questa parola significa una caratteristica numerica della lunghezza delle linee.

In inglese, questo termine è indicato come lunghezza. È per questo che questo valore è designato dalla lettera iniziale maiuscola o minuscola di questa parola - "L". Come la larghezza, la lunghezza è misurata in metri o nei loro multipli (sottomultipli).

Altezza

La presenza di questo valore indica che si ha a che fare con uno spazio più complesso - tridimensionale. A differenza della lunghezza e della larghezza, l'altezza caratterizza numericamente la dimensione di un oggetto nella direzione verticale.

In inglese, è scritto come "altezza". Pertanto, secondo gli standard internazionali, è designato dalla lettera latina "H" / "h". Oltre all'altezza, nei disegni a volte questa lettera funge anche da designazione della profondità. Altezza, larghezza e lunghezza: tutti questi parametri sono misurati in metri e i loro multipli e sottomultipli (chilometri, centimetri, millimetri, ecc.).

Raggio e diametro

Oltre ai parametri considerati, quando si elaborano i disegni, è necessario confrontarsi con altri.

Ad esempio, quando si lavora con i cerchi, diventa necessario determinarne il raggio. Questo è il nome della linea che collega due punti. Il primo è il centro. Il secondo si trova direttamente sul cerchio stesso. In latino, questa parola sembra "radius". Da qui la "R" / "r" minuscola o maiuscola.

Quando si disegnano cerchi, oltre al raggio, spesso si ha a che fare con un fenomeno vicino ad esso: il diametro. È anche un segmento di linea che collega due punti su un cerchio. Inoltre, passa necessariamente per il centro.

Numericamente, il diametro è uguale a due raggi. In inglese questa parola è scritta così: "diametro". Da qui l'abbreviazione: lettera latina grande o piccola "D" / "d". Spesso il diametro nei disegni è indicato dal cerchio barrato - "Ø".

Sebbene questa sia un'abbreviazione comune, va tenuto presente che GOST prevede l'uso solo del latino "D" / "d".

Spessore

La maggior parte di noi ricorda le lezioni di matematica a scuola. Anche allora, gli insegnanti dicevano che la lettera latina "s" è consuetudine per indicare un tale valore come area. Tuttavia, secondo gli standard generalmente accettati, nei disegni viene registrato in questo modo un parametro completamente diverso: lo spessore.

Perché? È noto che nel caso di altezza, larghezza, lunghezza, la designazione con lettere potrebbe essere spiegata dalla loro scrittura o tradizione. Ma lo spessore in inglese sembra "spessore" e nella versione latina - "crassities". Inoltre non è chiaro perché, a differenza di altri valori, lo spessore possa essere indicato solo con lettere minuscole. La notazione "s" è anche usata per descrivere lo spessore di pagine, lati, bordi e così via.

Perimetro e area

A differenza di tutti i valori di cui sopra, la parola "perimetro" non deriva dal latino o dall'inglese, ma dalla lingua greca. Deriva da "περιμετρέο" (misurare la circonferenza). E oggi questo termine ha mantenuto il suo significato (la lunghezza totale dei bordi della figura). Successivamente, la parola è entrata nella lingua inglese ("perimetro") ed è stata fissata nel sistema SI sotto forma di abbreviazione con la lettera "P".

Area è una grandezza che mostra le caratteristiche quantitative di una figura geometrica a due dimensioni (lunghezza e larghezza). A differenza di quanto elencato in precedenza, si misura in metri quadrati (oltre che in sottomultipli e multipli delle loro unità). Per quanto riguarda la designazione della lettera dell'area, differisce nelle diverse aree. Ad esempio, in matematica, questa è la lettera latina "S" familiare a tutti fin dall'infanzia. Perché così - nessuna informazione.

Alcune persone pensano inconsapevolmente che ciò sia dovuto all'ortografia inglese della parola "square". Tuttavia, in esso, l'area matematica è "area" e "quadrato" è l'area in senso architettonico. A proposito, vale la pena ricordare che "quadrato" è il nome della forma geometrica "quadrato". Quindi dovresti stare attento quando studi i disegni in inglese. A causa della traduzione di "area" in alcune discipline, la lettera "A" viene utilizzata come designazione. In rari casi si usa anche "F", ma in fisica questa lettera indica una quantità chiamata "forza" ("fortis").

Altre abbreviazioni comuni

Le designazioni di altezza, larghezza, lunghezza, spessore, raggio, diametro sono le più utilizzate nella stesura dei disegni. Tuttavia, ci sono anche altre quantità che sono spesso presenti in esse. Ad esempio, la "t" minuscola. In fisica, questo significa "temperatura", tuttavia, secondo GOST di Unified System for Design Documentation, questa lettera è un passo (di molle elicoidali e simili). Tuttavia, non viene utilizzato quando si tratta di ingranaggi e filettature.

La lettera maiuscola e minuscola "A" / "a" (secondo tutti gli stessi standard) nei disegni viene utilizzata per indicare non l'area, ma la distanza da centro a centro e da centro a centro. Oltre ai diversi valori, nei disegni sono spesso indicati angoli di diverse dimensioni. Per questo, è consuetudine utilizzare lettere minuscole dell'alfabeto greco. I più usati sono "α", "β", "γ" e "δ". Tuttavia, è consentito utilizzarne anche altri.

Quale standard definisce la designazione della lettera di lunghezza, larghezza, altezza, area e altre quantità?

Come accennato in precedenza, in modo che non ci siano malintesi durante la lettura del disegno, i rappresentanti di diversi popoli hanno adottato standard comuni per la designazione delle lettere. In altre parole, se hai dei dubbi sull'interpretazione di una particolare abbreviazione, dai un'occhiata ai GOST. Scoprirai così come sono correttamente indicati l'altezza, la larghezza, la lunghezza, il diametro, il raggio e così via.

Lo studio della fisica a scuola dura diversi anni. Allo stesso tempo, gli studenti devono affrontare il problema che le stesse lettere significano valori completamente diversi. Molto spesso, questo fatto si applica alle lettere latine. Come risolvete allora i problemi?

Non dovresti aver paura di una tale ripetizione. Gli scienziati hanno cercato di introdurli nella designazione in modo che le stesse lettere non si incontrino nella stessa formula. Molto spesso, gli studenti si trovano di fronte al latino n. Può essere minuscolo o maiuscolo. Pertanto, sorge logicamente la domanda su cosa sia n in fisica, cioè in una certa formula che uno studente incontra.

Cosa significa la lettera N maiuscola in fisica?

Molto spesso nel corso della scuola, si trova nello studio della meccanica. Dopotutto, può essere immediatamente nello spirito dei significati: il potere e la forza della normale reazione del supporto. Naturalmente, questi concetti non si sovrappongono, perché sono utilizzati in diverse sezioni della meccanica e sono misurati in unità diverse. Pertanto, è sempre necessario determinare esattamente cos'è n in fisica.

La potenza è la velocità con cui cambia l'energia del sistema. Questa è una quantità scalare, cioè solo un numero. La sua unità è watt (W).

La normale forza di reazione del supporto è la forza che agisce sul corpo dal lato del supporto o della sospensione. Oltre a un valore numerico, ha una direzione, ovvero è un valore vettoriale. Inoltre, è sempre perpendicolare alla superficie su cui si esercita l'influenza esterna. L'unità di questa N è Newton (N).

Che cos'è N in fisica, oltre alle quantità già indicate? Questo potrebbe essere:

costante di Avogadro;

ingrandimento del dispositivo ottico;

concentrazione della sostanza;

Numero di Debye;

potenza totale di radiazione.

Cosa può significare una lettera minuscola n in fisica?

L'elenco dei nomi che possono essere nascosti dietro di esso è piuttosto ampio. La notazione n in fisica viene utilizzata per tali concetti:

indice di rifrazione, e può essere assoluto o relativo;

neutrone - una particella elementare neutra con una massa leggermente maggiore di quella di un protone;

frequenza di rotazione (usata per sostituire la lettera greca "nu", poiché è molto simile al latino "ve") - il numero di ripetizioni di giri per unità di tempo, misurato in hertz (Hz).

Cosa significa n in fisica, oltre alle grandezze già indicate? Si scopre che il numero quantico principale (fisica quantistica), la concentrazione e la costante di Loschmidt (fisica molecolare) sono nascosti dietro di esso. A proposito, quando si calcola la concentrazione di una sostanza, è necessario conoscere il valore, che è anche scritto in latino "en". Sarà discusso di seguito.

Quale grandezza fisica può essere designata da n e N?

Il suo nome deriva dalla parola latina numerus, tradotto suona come "numero", "quantità". Pertanto, la risposta alla domanda su cosa significhi n in fisica è abbastanza semplice. Questo è il numero di oggetti, corpi, particelle - tutto ciò che viene discusso in un particolare compito.

Inoltre, "quantità" è una delle poche grandezze fisiche che non hanno un'unità di misura. È solo un numero senza nome. Ad esempio, se il problema riguarda circa 10 particelle, allora n sarà solo 10. Ma se risulta che la "en" minuscola è già stata presa, allora devi usare una lettera maiuscola.

Formule con N . maiuscolo

Il primo di essi determina la potenza, che è uguale al rapporto tra lavoro e tempo:

Nella fisica molecolare esiste un concetto come la quantità chimica di una sostanza. È designato dalla lettera greca "nu". Per contarlo, dividi il numero di particelle per Il numero di Avogadro :

A proposito, quest'ultimo valore è anche indicato dalla lettera così popolare N. Solo che ha sempre un pedice - A.

Determinare carica elettrica, ti serve una formula:

Un'altra formula con N in fisica - frequenza di vibrazione. Per contarlo, devi dividere il loro numero per tempo:

La lettera "en" appare nella formula per il periodo di circolazione:

Formule contenenti n . minuscolo

Nel corso di fisica scolastica, questa lettera è spesso associata all'indice di rifrazione di una sostanza. Pertanto, è importante conoscere le formule con la sua applicazione.

Quindi, per l'indice di rifrazione assoluto, la formula è scritta come segue:

Qui c è la velocità della luce nel vuoto, v è la sua velocità in un mezzo rifrattivo.

La formula per l'indice di rifrazione relativo è un po' più complicata:

n 21 = v 1: v 2 = n 2: n 1,

dove n 1 e n 2 sono gli indici di rifrazione assoluti del primo e del secondo mezzo, v 1 e v 2 sono la velocità dell'onda luminosa in queste sostanze.

Come trovare n in fisica? La formula ci aiuterà in questo, in cui è richiesto di conoscere gli angoli di incidenza e rifrazione del raggio, cioè n 21 = sin α: sin γ.

Qual è n in fisica se è l'indice di rifrazione?

In genere, le tabelle forniscono valori assoluti indici di rifrazione varie sostanze. Non dimenticare che questo valore dipende non solo dalle proprietà del mezzo, ma anche dalla lunghezza d'onda. I valori tabulati dell'indice di rifrazione sono per il campo ottico.

Quindi, è diventato chiaro cosa sia n in fisica. In modo che non rimangano domande, vale la pena considerare alcuni esempi.

Sfida di potere

№1. Durante l'aratura, il trattore tira l'aratro in modo uniforme. In tal modo, applica una forza di 10 kN. Con questo movimento in 10 minuti supera 1,2 km. È necessario per determinare la potenza sviluppata da esso.

Conversione di unità in SI. Puoi iniziare con la forza, 10 N equivalgono a 10.000 N. Quindi la distanza: 1,2 × 1000 = 1200 m. Il tempo rimane - 10 × 60 = 600 s.

Scelta delle formule. Come accennato in precedenza, N = A: t. Ma il compito non ha alcun significato per il lavoro. Per calcolarla è utile un'altra formula: A = F × S. La forma finale della formula per la potenza è la seguente: N = (F × S): t.

Soluzione. Calcoliamo prima il lavoro e poi la potenza. Quindi nella prima azione risulterà 10.000 × 1.200 = 12.000.000 J. La seconda azione dà 12.000.000: 600 = 20.000 watt.

Risposta. La potenza del trattore è di 20.000 watt.

Problemi di indice di rifrazione

№2. Il vetro ha un indice di rifrazione assoluto di 1,5. La velocità di propagazione della luce nel vetro è più lenta che nel vuoto. È necessario determinare quante volte.

Non è necessario tradurre i dati in SI.

Quando si scelgono le formule, è necessario fermarsi a questa: n = c: v.

Soluzione. Si può vedere da questa formula che v = c: n. Ciò significa che la velocità di propagazione della luce nel vetro è uguale alla velocità della luce nel vuoto divisa per l'indice di rifrazione. Cioè, diminuisce di una volta e mezza.

Risposta. La velocità di propagazione della luce nel vetro è 1,5 volte inferiore rispetto al vuoto.

№3. Ci sono due media trasparenti. La velocità della luce nel primo di essi è pari a 225.000 km / s, nel secondo - 25.000 km / s in meno. Un raggio di luce va dal primo ambiente al secondo. L'angolo di incidenza α è pari a 30º. Calcola il valore dell'angolo di rifrazione.

Devo tradurre in SI? Le velocità sono fornite in unità fuori sistema. Tuttavia, se sostituiti nelle formule, verranno ridotti. Pertanto, non è necessario convertire la velocità in m/s.

La scelta delle formule necessarie per risolvere il problema. Dovrai usare la legge di rifrazione della luce: n 21 = sin α: sin γ. E anche: n = c: v.

Soluzione. Nella prima formula, n 21 è il rapporto tra i due indici di rifrazione delle sostanze in esame, cioè n 2 e n 1. Se scriviamo la seconda formula indicata per gli ambienti proposti, otteniamo quanto segue: n 1 = c: v 1 e n 2 = c: v 2. Se componiamo il rapporto delle ultime due espressioni, risulta che n 21 = v 1: v 2. Sostituendolo nella formula della legge di rifrazione, si ricava la seguente espressione per il seno dell'angolo di rifrazione: sin γ = sin α × (v 2: v 1).

Sostituendo i valori delle velocità indicate e del seno 30º (uguale a 0,5) nella formula, si scopre che il seno dell'angolo di rifrazione è uguale a 0,44. Secondo la tabella di Bradis, risulta che l'angolo è uguale a 26º.

Risposta. Il valore dell'angolo di rifrazione è 26º.

Compiti per il periodo di trattamento

№4. lame mulino a vento ruotare con un periodo di 5 secondi. Calcola il numero di giri di queste lame per 1 ora.

È solo necessario convertire in unità SI il tempo di 1 ora. Sarà pari a 3.600 secondi.

Selezione delle formule... Il periodo di rotazione e il numero di giri sono legati dalla formula T = t: N.

Soluzione. Da questa formula, il numero di giri è determinato dal rapporto tra tempo e periodo. Quindi, N = 3600: 5 = 720.

Risposta. Il numero di giri delle lame del mulino è 720.

№5. L'elica dell'aereo ruota ad una frequenza di 25 Hz. Quanto tempo impiega l'elica per completare 3.000 giri?

Tutti i dati sono forniti in SI, quindi non è necessario tradurre nulla.

Formula richiesta: frequenza ν = N: t. È solo necessario derivarne una formula per un tempo sconosciuto. È un divisore, quindi dovrebbe essere trovato dividendo N per .

Soluzione. Come risultato della divisione di 3000 per 25, si ottiene il numero 120. Sarà misurato in secondi.

Risposta. L'elica dell'aereo compie 3000 giri in 120 s.

Riassumiamo

Quando uno studente in un problema di fisica incontra una formula contenente n o N, ha bisogno di trattare due punti. Il primo è da quale ramo della fisica viene data l'uguaglianza. Questo può essere chiaro dal titolo nel libro di testo, nel libro di consultazione o dalle parole dell'insegnante. Quindi dovresti decidere cosa si nasconde dietro il multiforme "en". Inoltre, il nome delle unità di misura aiuta in questo, se, ovviamente, viene dato il suo valore.È consentita anche un'altra opzione: dai un'occhiata da vicino al resto delle lettere nella formula. Forse si riveleranno familiari e daranno un suggerimento al problema da risolvere.