Шпаргалка по "Физике"

 Механическое движение. Материальная точка.

Механическим  движением  тела   называется   изменение   его   положения   в

пространстве относительно других тел с течением  времени.  Изучает  движение

тел механика. Движение абсолютно  твердого  тела  (не  деформирующегося  при

движении и взаимодействии), при  котором  все  его  точки  в  данный  момент

времени движутся одинаково, называется  поступательным  движением,  для  его

описания  необходимо  и  достаточно  описать  движение  одной  точки   тела.

Движение, при котором траектории всех точек  тела  являются  окружностями  с

центром на одной прямой и все  плоскости  окружностей  перпендикулярны  этой

прямой,  называется  вращательным  движением.  Тело,  формой   и   размерами

которого  в  данных  условиях  можно  пренебречь,  называется   материальной

точкой. Это пренебрежение допустимо сделать тогда, когда размеры  тела  малы

по сравнению с расстоянием, которое оно  проходит  или  расстоянием  данного

тела до других тел. Чтобы описать движение тела, нужно знать его  координаты

в любой момент времени. В этом и залючается основная задача механики.

 

Относительность движения. Система отсчета. Единицы измерения.

Для  определения  координат  материальной  точки  необходимо  выбрать   тело

отсчета и связать с ним систему координат и задать начало  отсчета  времени.

Система  координат  и  указание  начала  отсчета  времени  образуют  систему

отсчета, относительно которой рассматривается движение тела. Система  должна

двигаться с постоянной скоростью (или покоиться, что вообще  говоря  одно  и

то же). Траектория движения тела, пройденный путь и  перемещение  –  зависят

от  выбора  системы  отсчета,  т.е.  механическое   движение   относительно.

Единицей измерения  длины  является  метр

 Секунда – единица измерения  времени

Килограмм – масса. Ампер – сила тока. Градус Кельвина – температура.

 Моль- кол-во в-ва. Кандела – сила света.

 

 Первый  закон Ньютона. Инерциальная система  отсчета.

Явление  сохранения  скорости  тела  при  отсутствии   внешних   воздействий

называется инерцией. Первый закон Ньютона,  он  же  закон  инерции,  гласит:

“существуют  такие  системы  отсчета,  относительно  которых   поступательно

движущиеся  тела  сохраняют  свою  скорость  постоянной,  если  на  них   не

действуют другие тела”.  Системы  отсчета,  относительно  которых  тела  при

отсутствии  внешних  воздействий   движутся   прямолинейно   и   равномерно,

называются инерциальными системами отсчета.  Системы  отсчета,  связанные  с

землей считают инерциальными, при условии пренебрежения вращением земли.

 

 Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Центр  тяжести.

Причиной изменения  скорости  тела  всегда  является  его  взаимодействие  с

другими телами. При взаимодействии  двух  тел  всегда  изменяются  скорости,

т.е. приобретаются ускорения. Отношение ускорений  двух  тел  одинаково  при

любых взаимодействиях. Свойство тела, от которого зависит его ускорение  при

взаимодействии с  другими  телами,  называется  инертностью.  Количественной

мерой инертности является масса тела. Отношение масс  взаимодействующих  тел

равно  обратному  отношению  модулей   ускорений.   Второй   закон   Ньютона

устанавливает  связь  между  кинематической   характеристикой   движения   –

ускорением,  и  динамическими  характеристиками  взаимодействия  –   силами.

dp/dt=F, p=mU- импульс точки, U-скорость, t-время т.е.  скорость  изменения  импульса материальной  точки  равна  действующей  на  него  силе.  При  одновременном действии на одно тело нескольких сил тело движется с ускорением,  являющимся векторной суммой ускорений, которые возникли бы при  воздействии  каждой  из этих сил в отдельности.

Центр тяжести  –  точка  приложения  равнодействующей

всех сил тяжести, действующих на частицы этого тела при  любом  положении  в

пространстве. Если линейные  размеры  тела  малы  по  сравнению  с  размером

Земли, то центр масс совпадает с центром тяжести. Сумма  моментов  всех  сил

элементарных  тяжести  относительно  любой  оси,  проходящей   через   центр

тяжести, равна нулю.

Третий закон Ньютона.

Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:

Третий  закон  Ньютона связывает между собой силы, с которыми тела действуют друг  на  друга.

 Если два тела взаимодействуют друг с другом,  то  силы,  возникающие  между  ними приложены к разным телам, равны по величине, противоположны по  направлению, действуют вдоль одной прямой, имеют одну и ту же природу.

 

 Гравитационные  силы.  Закон  всемирного  тяготения.  Сила  тяжести.  Вес

тела.

Из того, что тела независимо от своей массы падают с одинаковым  ускорением,

следует, что сила, действующая на них, пропорциональна массе тела. Эта  сила

притяжения, действующая на все  тела  со  стороны  Земли,  называется  силой

тяжести. Сила тяжести действует на любом расстоянии между телами.  Все  тела

притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо  пропорциональна

произведению масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между  ними.

Векторы  сил  всемирного  тяготения  направлены  вдоль  прямой,  соединяющей

центры масс тел.  .

G – Гравитационная постоянная, равна G = 6,67*10-11(Н*м2)/кг2.

Весом тела называется сила, с которой тело вследствие силы  тяжести  действует  на

опору или растягивает подвес. Вес тела равен по модулю и  противоположен  по

направлению силе упругости опоры по  третьему  закону  Ньютона.  По  второму

закону Ньютона если на тело  более  не  действует  ни  одна  сила,  то  сила

тяжести тела уравновешивается силой упругости. Вследствие этого вес тела  на

неподвижной  или  равномерно  движущейся  горизонтальной  опоре  равен  силе

тяжести. Вес тела,  направление ускорения которого совпадает с направлением  ускорения  свободного  падения, меньше веса покоящегося тела.

Невесомость – состояние, возникающее при движении опоры с ускорением свободного падения. Вес тела при невесомости равен нулю.

 

 Импульс  тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

Физическая величина,  равная  произведению  силы на время ее действия, называется импульсом силы.  Импульс  силы  показывает,

что существует величина, одинаково изменяющаяся у всех тел под  воздействием

одинаковых сил, если время действия силы  одинаково.  Эта  величина,  равная

произведению массы тела  на  скорость  его  движения,  называется  импульсом

тела. Изменение импульса тела равно импульсу силы, вызвавшей это  изменение.

Закон сохранения импульса. 

В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Под реактивным понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела. При этом возникает т.н. реактивная сила, сообщающая телу ускорение.

Запуск космического корабля или праздничной ракеты – это примеры реактивного движения.

 

Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия.

Механической работой А называют скалярную величину, равную произведению модуля силы F, действующей на тело, и модуля перемещения s, совершаемого телом в направлении действия этой силы, т. е. А=Fsсоsa.

Единица работы  называется  джоулем.

Мощность  –  физическая  величина,  равная  отношению  работы  к  промежутку

времени, в течение которого эта работа совершалась.  Единица  мощности

называется ваттом, 1 ватт равен мощности, при  которой  работа  в  1  джоуль

совершается за 1 секунду

Физическая  величина, равная половине произведения  массы  тела  на  квадрат  скорости  называется кинетической энергией. Работа  равнодействующей  сил,  приложенных  к  телу, равна  изменению   кинетической   энергии.   Физическая   величина,   равная произведению массы тела на модуль ускорения свободного падения и высоту,  на которую поднято  тело  над  поверхностью  с  нулевым  потенциалом,  называют потенциальной энергией тела. Изменение потенциальной  энергии  характеризует работу  силы  тяжести  по  перемещении  тела.  Эта  работа  равна  изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным  знаком.  Тело  находящееся ниже  поверхности  земли,   имеет   отрицательную   потенциальную   энергию. Физическая величина, равная половине произведения жесткости тела на квадрат  деформации называется   потенциальной   энергией    деформированного    тела.    Важной характеристикой  потенциальной  энергии  является  то,  что  тело  не  может обладать ею, не взаимодействуя с другими телами.

Законы сохранения энергии в механике.

Потенциальная энергия характеризует взаимодействующие тела,  кинетическая  –

движущиеся. И та, и другая возникают в результате взаимодействия  тел.  Если

несколько тел взаимодействую между собой только силами  тяготения  и  силами

упругости,  и  никакие  внешние  силы  на  них  не  действуют  (или  же   их

равнодействующая равна нулю), то при любых взаимодействиях  тел  работа  сил

упругости или сил тяготения равна изменению потенциальной энергии, взятой  с

противоположным знаком. В то же время, по  теореме  о  кинетической  энергии

(изменение кинетической энергии  тела равно работе внешних  сил)   работа  тех

же сил равна изменению кинетической  энергии

 сумма кинетической и потенциальной  энергий  тел,  составляющих

замкнутую  систему  и  взаимодействующих  между  собой  силами  тяготения  и

упругости, остается постоянной. Сумма кинетической и  потенциальной  энергий

тел называется полной механической  энергией.  Полная  механическая  энергия

замкнутой системы тел, взаимодействующих  между  собой  силами  тяготения  и

упругости, остается неизменной. Работа сил тяготения и  упругости  равна,  с

одной стороны, увеличению кинетической энергии,

 а  с  другой  –  уменьшении потенциальной, то есть работа равна энергии,

 превратившейся из  одного  вида в другой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Основные  положения  молекулярно-кинетической  теории  и   их   опытное

обоснование. Броуновское движение. Масса и размер молекул.

Молекулярно-кинетической теорией называется учение о  строении  и  свойствах

вещества, использующее представление о существовании атомов  и  молекул  как

наименьших частиц вещества. Основные  положения  МКТ:  вещество  состоит  из

атомов и молекул, эти частиц  хаотически  движется,  частицы  взаимодействую

друг с другом. Движение атомов и молекул  и  их  взаимодействие  подчиняется

законам  механики.  Во  взаимодействии  молекул  при  их  сближении  сначала

преобладают силы притяжения. На некотором расстоянии  между  ними  возникают

силы отталкивания, превосходящие  по  модулю  силы  притяжения.  Молекулы  и

атомы совершают беспорядочные колебания  относительно  положений,  где  силы

притяжения и отталкивания уравновешивают друг друга. В жидкости молекулы  не

только колеблются, но и  перескакивают  из  одного  положения  равновесия  в

другое (текучесть). В газах  расстояния  между  атомами  значительно  больше

размеров молекул (сжимаемость и расширяемость).  Р.Броун  в  начале  19  век

обнаружил,  что  в  жидкости  беспорядочно  движутся  твердые  частицы.  Это

явление  могла  объяснить  только  МКТ,.  Беспорядочно  движущиеся  молекулы

жидкости или газа сталкиваются с твердой частицей и изменяют  направление  и