Шкільна програма: що таке n у фізиці?

Шкільна програма: що таке n у фізиці?

Вивчення фізики в школі триває кілька років. При цьому учні стикаються з проблемою, що одні й ті ж літери позначають зовсім різні величини. Найчастіше цей факт стосується латинських літер, як же тоді вирішувати завдання?


Лякатися такого повтору не варто. Вчені постаралися ввести їх у позначення так, щоб однакові літери не зустрілися в одній формулі. Найчастіше учні стикаються з латинською n. Вона може бути рядковою або прописною. Тому логічно виникає питання про те, що таке n у фізиці, тобто в певній формулі, що зустрілася учню.

Що означає прописна буква N у фізиці?

Найчастіше в шкільному курсі вона зустрічається при вивченні механіки. Адже там вона може бути відразу в дух значеннях - потужність і сила нормальної реакції опори. Природно, що ці поняття не перетинаються, адже використовуються в різних розділах механіки і вимірюються в різних одиницях. Тому завжди потрібно точно визначити, що таке n у фізиці.

Потужність - це швидкість зміни енергії системи. Це скалярна величина, тобто просто число. Одиницею її виміру служить ватт (Вт).

Сила нормальної реакції опори - сила, яка чинить дію на тіло з боку опори або підвісу. Крім числового значення, вона має напрямок, тобто це векторна величина. Причому вона завжди перпендикулярна поверхні, на яку проводиться зовнішній вплив. Одиницею вимірювання цієї N є ньютон (Н).

Що таке N у фізиці, крім вже зазначених величин? Це може бути:

  • постійна Авогадро;
  • збільшення оптичного приладу;
  • концентрація речовини;
  • число Дебаю;
  • повна потужність випромінювання.

Що може означати буква n у фізиці?

Список найменувань, які можуть за нею ховатися, досить обширний. Позначення n у фізиці використовується для таких понять:

  • показник заломлення, причому він може бути абсолютним або відносним;
  • нейтрон - нейтральна елементарна частинка з масою незначно більшою, ніж у протона;
  • частота обертання (використовується для заміни грецької літери "ню", оскільки вона дуже схожа на латинську "ве") - число повторення обертів за одиницю часу, вимірюється в герцах (Гц).

Що означає n у фізиці, крім вже зазначених величин? Виявляється, за нею ховаються основне квантове число (квантова фізика), концентрація і постійна Лошмідта (молекулярна фізика). До речі, при обчисленні концентрації речовини потрібно знати величину, яка також записується латинською "ен". Про неї йтиметься нижче.

Яка фізична величина може бути позначена n і N?

Її назва походить від латинського слова numerus, в перекладі вона звучить як "число", "кількість". Тому відповідь на питання про те, що означає n у фізиці, досить проста. Це кількість будь-яких предметів, тіл, частинок - всього, про що йдеться в певному завданні.

Причому "кількість" - одна з небагатьох фізичних величин, які не мають одиниці виміру. Це просто число, без найменування. Наприклад, якщо в завданні йдеться про 10 частинки, то n дорівнюватиме просто 10. Але якщо виходить так, що рядкова "ен" вже зайнята, то використовувати доводиться прописну букву.

Формули, в яких фігурує прописна N

Перша з них визначає потужність, яка дорівнює відношенню роботи до часу:

N = A: t.

У молекулярній фізиці є таке поняття, як хімічна кількість речовини. Позначається грецькою літерою "ню". Щоб його порахувати, слід розділити кількість частинок на число Авогадро:

ν = N : NА.

До речі, остання величина теж позначається настільки популярною буквою N. Тільки у неї завжди присутній нижній індекс - А.

Щоб визначити електричний заряд, потрібно формула:

q = N × e.

Ще одна формула з N у фізиці - частота коливань. Щоб її порахувати, потрібно їх число розділити на час:

ν = N : t.

З 'являється буква "ен" у формулі для періоду звернення:

Т = t: N.

Формули, в яких зустрічається рядкова n

У шкільному курсі фізики ця буква найчастіше асоціюється з показником заломлення речовини. Тому важливим виявляється знання формул з її застосуванням.

Так, для абсолютного показника переломлення формула записується наступним чином:

n = з: v.

Тут з - швидкість світла у вакуумі, v - його швидкість у заломлюючому середовищі.

Формула для відносного показника заломлення дещо складніша:

n21 = v1 : v2 = n2 : n1,

де n1 і n2 - абсолютні показники заломлення першого і другого середовища, v1 і v2 - швидкості світлової хвилі в зазначених речовинах.

Як знайти n у фізиці? У цьому нам допоможе формула, в якій потрібно знати кути падіння і заломлення променя, тобто n21 = sin : sin γ.

Чому дорівнює n у фізиці, якщо це показник заломлення?

Зазвичай у таблицях наводяться значення для абсолютних показників заломлення різних речовин. Не варто забувати, що ця величина залежить не тільки від властивостей середовища, але і від довжини хвилі. Табличні значення показника заломлення даються для оптичного діапазону.

Середа

Абсолютний показник заломлення

повітря

1,00029

лід

1,31

вода

1,33298

спирт етиловий

1,36

цукор

1,56

діамант

2,419

Отже, стало ясно, що таке n у фізиці. Щоб не залишилося будь-яких питань, варто розглянути деякі приклади.

Завдання на потужність

№1. Під час оранки трактор тягне плуг рівномірно. При цьому він докладає чинності 10 кН. При такому русі протягом 10 хвилин він долає 1,2 км. Потрібно визначити розвивану їм потужність.

Переведення одиниць до СІ. Почати можна з сили, 10 Н дорівнює 10000 Н. Потім відстань: 1,2 1000 = 1200 м. Залишився час - 10 ст.1 60 = 600 с.

Вибір формул. Як вже було сказано вище, N = А: t. Але в завданні немає значення для роботи. Для її обчислення стане в нагоді ще одна формула: А = F S. Остаточний вид формули для потужності виглядає так: N = (F × S) : t.

Рішення. Вирахуємо спочатку роботу, а потім - потужність. Тоді в першій дії вийде 10 000 ^ 1 200 = 12 000 000 Дж. Друга дія дає 12 000 000: 600 = 20 000 Вт.

Відповідь. Потужність трактора дорівнює 20 000 Вт.

Завдання на показник заломлення

№2. Абсолютний показник заломлення біля скла дорівнює 1,5. Швидкість поширення світла в склі менша, ніж у вакуумі. Потрібно визначити, у скільки разів.

У СІ перекладати дані не потрібно.

При виборі формул зупинитися потрібно на цій: n = з: v.

Рішення. З зазначеної формули видно, що v = с: n. Це означає, що швидкість поширення світла в склі дорівнює швидкості світла у вакуумі, поділеному на показник заломлення. Тобто вона зменшується в півтора рази.

Відповідь. Швидкість поширення світла в склі менше, ніж у вакуумі, в 1,5 рази.

№3. Є два прозорі середовища. Швидкість світла в першій з них дорівнює 225 000 км/с, у другій - на 25 000 км/с менше. Промінь світла йде з першого середовища в друге. Кут падіння дорівнює 30º. Обчислює значення кута заломлення.

Чи потрібно переводити в СІ? Швидкості дані у позасистемних одиницях. Однак при підстановці у формули вони скоротяться. Тому переводити швидкості в м/с не потрібно.

Вибір формул, необхідних для вирішення завдання. Потрібно буде використовувати закон заломлення світла: n21= sin α: sin γ. А також: n = з: v.

Рішення. У першій формулі n21 - це відношення двох показників переломлення розглянутих речовин, тобто n2 і n1. Якщо записати другу зазначену формулу для запропонованих середовищ, то отримаються такі: n1 = з: v1 і n2 = с: v2. Якщо скласти відношення двох останніх виразів, вийде, що n21 = v1: v2. Підставивши його у формулу закону заломлення, можна вивести такий вираз для синуса кута заломлення: sin γ = sin α × (v2 : v1).

Підставляємо у формулу значення зазначених швидкостей і синуса 30º( дорівнює 0,5), виходить, що синус кута заломлення дорівнює 0,44. По таблиці Брадіса виходить, що кут дорівнює 26º.

Відповідь. Значення кута заломлення - 26º.

Завдання на період звернення

№4. Лопаті вітряка обертаються з періодом, рівним 5 секундам. Обчисліть кількість обертів цих лопатей за 1 годину.

Переводити в одиниці СІ потрібно тільки час 1 годину. Воно дорівнюватиме 3 600 секундам.

Підбір формул. Період обертання і кількість обертань пов 'язані формулою Т = t: N.

Рішення. З зазначеної формули кількість обертів визначається ставленням часу до періоду. Таким чином, N = 3600: 5 = 720.

Відповідь. Кількість обертів лопатей млина дорівнює 720.

№5. Гвинт літака обертається з частотою 25 Гц. Який час потрібно гвинту, щоб здійснити 3000 обертів?

Всі дані наведені з СІ, тому перекладати нічого не потрібно.

Необхідна формула: частота = N: t. З неї необхідно тільки вивести формулу для невідомого часу. Воно є ділником, тому його належить знаходити поділом N на лад.

Рішення. У результаті поділу 3 000 на 25 виходить число 120. Воно буде вимірюватися в секундах.

Відповідь. Гвинт літака здійснює 3000 оборотів за 120 с.

Підіб 'ємо підсумки

Коли учню в завданні з фізики зустрічається формула, що містить n або N, йому потрібно розібратися з двома моментами. Перший - з якого розділу фізики наведено рівність. Це може бути ясно із заголовка в підручнику, довіднику або слів вчителя. Потім слід визначитися з тим, що ховається за багатоликою "ен". Причому в цьому допомагає найменування одиниць вимірювання, якщо, звичайно, наведено її значення. Також допускається ще один варіант: уважно подивіться на інші літери у формулі. Можливо, вони виявляться знайомими і дадуть підказку у вирішуваному питанні.