24.1. Физични Явления. Тематична Самопроверка

Движение на телата

1. Основни понятия:
   1. Траектория: Линията, която тялото описва при движението си (бива праволинейна или криволинейна).
   2. Път ($s$): Разстоянието, измерено по траекторията за определено време; измерва се в метри ($\text{m}$) или километри ($\text{km}$).
   3. Време ($t$): Продължителността на движението; измерва се в секунди ($\text{s}$) или часове ($\text{h}$).
2. Видове движения според скоростта:
   1. Равномерно движение: За равни интервали от време тялото изминава равни пътища (скоростта е постоянна).
   2. Неравномерно движение: За равни интервали от време се изминават различни пътища. Бива ускорително (скоростта нараства) и закъснително (скоростта намалява).
3. Скорост ($v$):
   1. Определение и формула: Физична величина, показваща колко бързо се движи тялото: $$v = \frac{s}{t}$$
   2. Мерни единици: $\text{m/s}$ или $\text{km/h}$ ($1\text{ m/s} = 3{,}6\text{ km/h}$).
   3. Средна скорост: Пресмята се при неравномерно движение като целият изминат път се раздели на цялото време.
4. Безопасност на движението по пътищата:
   1. Време за реакция: Времето от забелязване на опасността до натискане на спирачката (увеличава се при умора и алкохол).
   2. Спирачен път: Разстоянието от натискане на спирачката до пълното спиране на превозното средство. Зависи от началната скорост и триенето между гумите и настилката.

Сили и прости механизми

1. Характеристики на силата ($F$):
   1. Векторна величина с големина, посока и приложна точка; измерва се в нютони ($\text{N}$) със силомер.
   2. Уравновесени сили: Равни по големина и противоположни по посока сили, действащи на едно тяло - тялото остава в покой или запазва праволинейното си равномерно движение.
   3. Неуравновесени сили: Променят големината на скоростта или посоката на движение на тялото.
2. Видове сили:
   1. Сила на тежестта: Гравитационното привличане от Земята, насочено към нейния център: $$\text{Сила на тежестта (N)} \approx 10 \cdot m\text{ (kg)}$$
   2. Сила на реакция на опората: Силата, с която опората действа на поставено върху нея тяло (перпендикулярна на повърхността, насочена нагоре).
   3. Сила на триене: Възниква при допир на движещи се или опитващи се да се движат повърхности и пречи на движението им. Зависи от грапавостта на повърхностите и силата на притискане; превръща механичната енергия в топлина.
3. Прости механизми:
   1. Лост: Твърдо тяло, въртящо се около опорна точка. Печели се най-много сила, когато товарът е близо до опорната точка, а приложеното усилие е далече от нея.
   2. Неподвижна макара: Не променя големината на силата, а служи само за удобна промяна на нейната посока.
   3. Подвижна макара: Дава възможност да се спечели 2 пъти сила (усилието е 2 пъти по-малко от товара).

Налягане и плътност

1. Натиск и налягане ($p$):
   1. Сила на натиск ($F$): Сила, действаща перпендикулярно на повърхността и разпределена върху определена площ.
   2. Налягане: Натискът върху единица площ: $$p = \frac{F}{S}$$ Измерва се в паскали ($\text{Pa}$), където $1\text{ Pa} = 1\text{ N/m}^2$.
   3. Атмосферно налягане: Налягането на въздушния стълб върху земната повърхност; намалява с увеличаване на надморската височина (измерва се с барометър в хектопаскали: $1\text{ hPa} = 100\text{ Pa}$).
   4. Хидростатично налягане: Налягането в течности, дължащо се на силата на тежестта; нараства с увеличаване на дълбочината и действа еднакво във всички посоки на дадена дълбочина.
2. Плътност ($\rho$):
   1. Определение и формула: Масата на единица обем: $$\rho = \frac{m}{V}$$
   2. Мерна единица: $\text{kg/m}^3$.
3. Плаване на телата и Архимедова сила:
   1. Изтласкваща сила: Сила, действаща на потопените в течност тела, насочена вертикално нагоре (дължи се на разликата в хидростатичното налягане на различна дълбочина).
   2. Условия за плаване:
      • $\rho_{\text{тяло}} < \rho_{\text{течност}}$: тялото изплува и плава на повърхността (изтласкващата сила уравновесява силата на тежестта).
      • $\rho_{\text{тяло}} > \rho_{\text{течност}}$: тялото потъва на дъното (силата на тежестта е по-голяма от изтласкващата сила).

Електрични явления

1. Строеж на атома и електричен заряд:
   1. Атом: Състои се от ядро (с положително заредени протони) и обикалящи около него отрицателно заредени електрони.
   2. Електронеутралност: Броят на протоните е равен на броя на електроните.
   3. Наелектризиране чрез триене: Преминаване само на електрони от едно тяло в друго. Тялото с излишък на електрони се зарежда отрицателно, а тялото с недостиг на електрони - положително.
   4. Взаимодействие между заряди: Едноименните заряди се отблъскват ($+$ и $+$, $-$ и $-$), а разноименните се привличат ($+$ и $-$).
2. Електричен ток и електрическа верига:
   1. Електричен ток: Насочено движение на електрични заряди (в металите това са свободни електрони, движещи се от отрицателния към положителния полюс).
   2. Елементи на електрическата верига: Източник (батерия), консуматор (лампа, електромотор), прекъсвач (ключ) и съединителни проводници.
   3. Проводници и изолатори:
      • Проводници: Вещества с голям брой свободни електрони, през които протича ток (метали, графит).
      • Изолатори: Вещества без свободни електрони, които не пропускат електричен ток (пластмаса, стъкло, каучук, порцелан, сухо дърво).
3. Действия на електричния ток:
   1. Топлинно: Електричната енергия се превръща в топлинна (нагреватели, фурни, бойлери).
   2. Светлинно: Нагряване на проводник до излъчване на светлина или светене на газове/светодиоди (лампи).
   3. Механично: Превръщане на електричната енергия в движение (електромотори) или звук чрез механични трептения (звънци, високоговорители).

Магнитни явления и електромагнетизъм

1. Постоянни магнити:
   1. Магнитни полюси: Всеки магнит има два неразделими полюса - северен ($\text{N}$) и южен ($\text{S}$).
   2. Магнитни сили: Разноименните полюси се привличат ($\text{N}$ и $\text{S}$), а едноименните се отблъскват ($\text{N}$ и $\text{N}$, $\text{S}$ и $\text{S}$). Силите намаляват с увеличаване на разстоянието.
   3. Намагнитване: Свойство на желязо, никел и кобалт да придобиват магнитни свойства.
2. Електромагнити:
   1. Магнитно действие на тока: Около всеки проводник, по който тече ток, възниква магнитно действие.
   2. Устройство: Намотка от изолиран проводник със сърцевина от меко желязо вътре.
   3. Предимства: Могат да се включват и изключват чрез спиране на тока; силата им може да се регулира чрез промяна на силата на тока.