VOSIS/VO1P/1. semestr - ZO/FZE/Zápočtový test.md

138 lines
9.1 KiB
Markdown
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

# Jaká je základní idea nových definic jednotek soustavy SI?
## Jak jsou a budou definovány (např. 1m, 1s)?
- Nové definice jednotek v Mezinárodní soustavě jednotek (SI) byly přijaty v roce 2019 a jsou založeny na fyzikálních konstantách přírody. Zahrnují:
- Sekunda (s): Definována frekvencí přechodu mezi energetickými hladinami atomu cesia-133
- Metr (m): Definován rychlostí světla ve vakuu, přičemž 1 metr je dráha, kterou světlo urazí za 1/299 792 458 sekundy
- Kilogram (kg): Definován na základě Planckovy konstanty a dalších konstant, namísto fyzického prototypu kilogramu
- Ampér (A): Definován elementárním nábojem elektronu
- Tyto nové definice zvyšují přesnost a konzistenci jednotek v rámci soustavy SI
# Formální podobnost a rozdílnost Coulombova a Newtonova grav. zákona?
- Podobnosti:
- Inverzně kvadratická závislost: Oba zákony vyjadřují interakce mezi dvěma objekty, které jsou inverzně úměrní druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi
- Univerzálnost: Oba zákony platí pro všechny hmotné body ve vesmíru
- Rozdíly:
- Povaha interakce:
- Coulombov zákon: Popisuje elektrostatické působení mezi nabitými částicemi (elektrickými náboji)
- Newtonův gravitační zákon: Popisuje gravitační přitažlivost mezi hmotnými tělesy
- Typ konstanty:
- Coulombov zákon: Zahrnuje Coulombovu konstantu a měří sílu mezi nabitými částicemi a jejich náboji
- Newtonův gravitační zákon: Zahrnuje gravitační konstantu a měří sílu gravitační přitažlivosti mezi hmotnými tělesy
# Práce s vektory: vektor. součet : a) řešení graficky b) řešení výpočtem
<img src="./.assets/vektor2.png" width="50%" height="50%" />
<img src="./.assets/vektor3.png" width="50%" height="50%" />
<img src="./.assets/vektor4.png" width="50%" height="50%" />
<img src="./.assets/vektor5.png" width="50%" height="50%" />
# Zrychlení hmotného bodu, pohyby zrychlené i zpomalené
- doplňte (odpovědi):
- Velikost okamžitého zrychlení je dána podílem velikosti **změny rychlosti** a příslušné **doby**, v níž k této změně došlo. Jednotkou zrychlení je **metr za sekundu na druhou**: $m*s^{-2}$
# Jak daleko před stanicí musí strojvůdce začít brzdit, výpočty?
<img src="./.assets/vlak.png" width="50%" height="50%" />
# Potenciální energie elektrostatického pole, elektrický potenciál a napětí?
- **potenciální energie elektrostatického pole**
- elektrická potenciální energie = potenciální energie v gravitačním poli
- **elektrický potenciál**
- skalární fyzikální veličina, která popisuje potenciální energii jednotkového elektrického náboje v elektrostatickém poli
- **elektrické napětí**
- rozdíl potenciálu elektrického pole
- doplňte (odpovědi):
- Elektrický potenciál můžeme definovat jako **podíl** práce W, kterou vykoná elektrostatická síla při přenesení bodového náboje q z daného místa na zem. Potenciál země a uzemněných těles je **nulový**. Za místo s nulovou potenciální energií proto volíme **zem** a tělesa s ní vodivě **spojená**. (uzemněná) Napětí mezi **dvěma body** elektrostatického pole je rovno **rozdílu** jejich potenciálů. Napětí v obvodu je pak **rozdíl potenciálů**.
# Dielektrika a izolanty, elektrická pevnost dielektrika?
- **Dielektrika**
- Hlavní vlastností dielektrika je schopnost polarizovat se v elektrickém poli.
- Hlavním parametrem dielektrika je jeho relativní permitivita (εr).
- Dielektrika se využívají k hromadění elektrické energie (kondenzátory).
- Dielektrikum představuje širší pojem než izolant (dielektrikum může být i polovodič).
- Příklady dielektrik: slída, vzduch, kondenzátorový papír, keramika, plasty, minerální oleje).
- **Izolanty**
- Jako izolanty můžeme označit dielektrika s vysokou rezistivitou.
- Hlavní vlastností izolantu je schopnost klást velký odpor průtoku elektrického proudu.
- Hlavním parametrem izolantu je rezistivita = měrný odpor (ρ).
- Izolanty se využívají k izolování elektricky vodivých těles.
- Ideálním izolantem je pouze vakuum, popř. technický izolant za teploty v okolí absolutní nuly.
- Každý technický izolant je za normálních podmínek do určité míry vodivý.
- Příklady izolantů: plasty, keramika, vzduch, SF6, minerální oleje.
- **elektrická pevnost dielektrika** je velikost elektrické intenzity, při níž dojde k elektrickému průrazu
- Elektrická intenzita je natolik velká, že uvolní vodivostní částice z původně neutrálních molekul a dielektrikem prochází elektrický proud
- např. **blesk ve vzduchu**, elektrická svářečka
# Kapacita vodiče, kondenzátor?
- kapacita vodiče je definována **podílem náboje izolovaného vodiče a jeho napětí vzhledem k Zemi**
- kapacita kondenzátoru **závisí na geometrickém uspořádání elektrod a materiálu mezi nimi**
- doplňte (odpovědi):
- kapacita kondenzátoru **závisí na geometrickém uspořádání elektrod a materiálu mezi nimi**. Jednotka kapacity je **Farad (F)**. Běžná kapacita kondenzátorů se pohybuje od **pF****mF**. Pokud vyplníme prostor mezi deskami kondenzátoru dielektrikem, jeho kapacita se **zvětší**. Při nabíjení a vybíjení kondenzátoru dochází k **pohybu** náboje v elektrickém poli, při němž elektrostatické síly konají **práci**. Při nabíjení tedy kondenzátor **získává** energii E, při vybíjení ji **ztrácí**. Její velikost je dána vztahem: $E=\frac{1}{2}*C*U^2$
# Vypočítejte označenou veličinu (U, I) v konkrétním obvodu?
<img src="./.assets/vypocet_proud.png" width="50%" height="50%" />
# Kombinace zapojení kondenzátorů?
- **Paralelně**
- $C_i = C_1 + C_2 + C_3 + ...$
- **Sériově**
- $\frac{1}{C_i} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} + ...$
# Vysvětlete (popište) pojmy elektrický proud a elektrické napětí
- **elektrický proud**
- uspořádaný pohyb elektricky nabitých částic
- **elektrické napětí**
- Popisuje rozdíl potenciálů pole ve dvou bodech
- mezi tělesy nabitými opačnými elektrickými náboji je elektrické napětí
- elektrické napětí mezi dvěma body se rovná rozdílu potenciálu těchto bodů
# Popište důsledky 2. Newtonova pohybového zákona
- **ZÁKON SÍLY**
- Na působení síly reaguje těleso zrychlením, které je přímo úměrné **působící síle** a nepřímo úměrné **hmotnosti** tělesa
- Směr zrychlení je shodný se směrem působící síly
- definiční vztah: $F=m.a$
# Definujte pojem mechanická práce W a energie E (uveďte co charakterizují , mat.vztah, jednotky, vzájemný vztah)?
- **mechanická práce**
- vyjadřuje **dráhový účinek síly** (síla koná práci)
- mechanická práce vykonaná sílou $F$ působící po dráze $s$ je skalární veličina definovaná vztahem: $W = F * s * cos \alpha$
- značí se $W$ jednotkou je $J$
- **energie**
- popisuje **stav tělesa** (těleso má energii)
- **skalární veličina, která popisuje schopnost hmoty konat práci**
- značí se $E$ jednotkou je $J$
- $E=mc^2$
- **Velikost práce souvisí se změnou energie je rovna velikosti přeměněné/předané energie**
# Vysvětlete pojem kinetická a polohová energie?
- **kinetická** a **polohová** energie tvoří **mechanickou energii**
- **Kinetická energie**
- skalární veličina, která charakterizuje pohybový stav hmotného bodu vzhledem k zvolené vztažné soustavě
- Kinetická energie nezávisí na směru pohybu, ale pouze na velikosti rychlosti
- Kinetická energie je závislá na volbě vztažné soustavy, protože na této volbě závisí také rychlost tělesa
- Kinetická energie nemůže být nikdy záporná
$E_k=\frac{1}{2}*m*v^2$
- **Polohová energie**
- skalární veličina, která je relativní, záleží na tom, vzhledem k čemu se vztahuje
- Potenciální energie může nabývat kladných i záporných hodnot
- $E_p=m*g*h$
# Vysvětlete obecný zákon zachování energie
- **energie nevzniká ani nezaniká pouze se přeměnuje**
- celková energie soustavy těles se nemění
# Jaké poznatky popisují tzv. Maxwellovy rovnice? (uveďte slovně jejich znění)
- čtyři diferenciální rovnice:
- říká, že siločáry elektrického pole začínají a končí v tom místě prostoru, kde je soustředěn elektrický náboj; zdrojem elektrického pole je tedy náboj
- siločáry magnetického pole nikde nezačínají a nikde nekončí (jsou to křivky uzavřené), tj. neexistují magnetické náboje a magnetické pole je tedy vždy vírové
- při časové změně magnetického pole je elektrické pole vírové (siločáry jsou uzavřené) a podél vírů je možno měřit napětí (Faradayův zákon)
- teče-li obvodem proud, vzniká kolem něho magnetické pole
- [$E$] = $N*C^{-1}$ = $V*m^{-1}$
- Směr intenzity stejný jako směr $F_e$
- Homogenní pole $E$ ve všech místech stejná velikost i směr
- Siločáry myšlené čáry, tečna určuje směr intenzity