Номер 3, страница 373 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Повторите материал главы 15 по следующему плану. Параграф 113. Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи». Глава 15. Законы постоянного тока - номер 3, страница 373.

Условие.

Решение 3.

Основные единицы Международной системы единиц (СИ), через которые выражаются все остальные (производные) единицы, включают:

• метр (м) – единица длины
• килограмм (кг) – единица массы
• секунда (с) – единица времени
• ампер (А) – единица силы электрического тока
• кельвин (К) – единица термодинамической температуры
• моль (моль) – единица количества вещества
• кандела (кд) – единица силы света

Ниже приведены примеры некоторых физических величин, их производных единиц измерения и выражения этих единиц через основные единицы СИ.

Решение

Сила

Единицей измерения силы в СИ является Ньютон (Н). Согласно второму закону Ньютона, сила равна произведению массы тела на сообщаемое этой силе ускорение: $F = m \cdot a$. Таким образом, размерность силы выражается через размерности массы, длины и времени.

Выражение через основные единицы СИ: $1 \text{ Н} = 1 \text{ кг} \cdot \frac{\text{м}}{\text{с}^2} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м} \cdot \text{с}^{-2}$.

Ответ: Ньютон (Н), $1 \text{ Н} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м} \cdot \text{с}^{-2}$.

Энергия, работа

Единицей измерения энергии или работы в СИ является Джоуль (Дж). Механическая работа определяется как произведение силы на перемещение: $A = F \cdot s$. Размерность энергии является произведением размерности силы на размерность длины.

Выражение через основные единицы СИ: $1 \text{ Дж} = 1 \text{ Н} \cdot 1 \text{ м} = (1 \text{ кг} \cdot \text{м} \cdot \text{с}^{-2}) \cdot \text{м} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-2}$.

Ответ: Джоуль (Дж), $1 \text{ Дж} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-2}$.

Мощность

Единицей измерения мощности в СИ является Ватт (Вт). Мощность определяется как работа, совершаемая в единицу времени: $N = \frac{A}{t}$. Размерность мощности равна отношению размерности работы к размерности времени.

Выражение через основные единицы СИ: $1 \text{ Вт} = \frac{1 \text{ Дж}}{1 \text{ с}} = \frac{1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-2}}{1 \text{ с}} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3}$.

Ответ: Ватт (Вт), $1 \text{ Вт} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3}$.

Давление

Единицей измерения давления в СИ является Паскаль (Па). Давление определяется как сила, действующая перпендикулярно на единицу площади поверхности: $p = \frac{F}{S}$. Размерность давления равна отношению размерности силы к размерности площади.

Выражение через основные единицы СИ: $1 \text{ Па} = \frac{1 \text{ Н}}{1 \text{ м}^2} = \frac{1 \text{ кг} \cdot \text{м} \cdot \text{с}^{-2}}{1 \text{ м}^2} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^{-1} \cdot \text{с}^{-2}$.

Ответ: Паскаль (Па), $1 \text{ Па} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^{-1} \cdot \text{с}^{-2}$.

Электрический заряд

Единицей измерения электрического заряда в СИ является Кулон (Кл). Электрический заряд определяется через силу тока и время его протекания: $q = I \cdot t$. Размерность заряда равна произведению размерности силы тока на размерность времени.

Выражение через основные единицы СИ: $1 \text{ Кл} = 1 \text{ А} \cdot 1 \text{ с} = 1 \text{ А} \cdot \text{с}$.

Ответ: Кулон (Кл), $1 \text{ Кл} = 1 \text{ А} \cdot \text{с}$.

Электрическое напряжение (разность потенциалов)

Единицей измерения электрического напряжения в СИ является Вольт (В). Напряжение определяется как работа, совершаемая электрическим полем при перемещении единичного положительного заряда: $U = \frac{A}{q}$. Размерность напряжения равна отношению размерности работы к размерности заряда.

Выражение через основные единицы СИ: $1 \text{ В} = \frac{1 \text{ Дж}}{1 \text{ Кл}} = \frac{1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-2}}{1 \text{ А} \cdot \text{с}} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-1}$.

Ответ: Вольт (В), $1 \text{ В} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-1}$.

Электрическое сопротивление

Единицей измерения электрического сопротивления в СИ является Ом (Ом). Сопротивление определяется из закона Ома для участка цепи как отношение напряжения к силе тока: $R = \frac{U}{I}$. Размерность сопротивления равна отношению размерности напряжения к размерности силы тока.

Выражение через основные единицы СИ: $1 \text{ Ом} = \frac{1 \text{ В}}{1 \text{ А}} = \frac{1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-1}}{1 \text{ А}} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-2}$.

Ответ: Ом (Ом), $1 \text{ Ом} = 1 \text{ кг} \cdot \text{м}^2 \cdot \text{с}^{-3} \cdot \text{А}^{-2}$.

Частота

Единицей измерения частоты в СИ является Герц (Гц). Частота – это величина, обратная периоду процесса: $f = \frac{1}{T}$.

Выражение через основные единицы СИ: $1 \text{ Гц} = \frac{1}{1 \text{ с}} = 1 \text{ с}^{-1}$.

Ответ: Герц (Гц), $1 \text{ Гц} = 1 \text{ с}^{-1}$.