
- •1.1 Кинематические характеристики движения материальной точки
- •1.2 Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения
- •Третий закон Ньютона: силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению:
- •3.3 Кинетическая энергия при поступательном и вращательном движениях
- •Принцип работы
- •Закон Гука в простейшем случае одномерных малых упругих деформаций формула для силы упругости имеет вид:
- •Получение
- •4.2 Закон сохранения импульса. Центральный удар двух тел
- •4.3 Закон сохранения момента импульса
- •5.3 Релятивистские масса и импульс. Взаимосвязь массы и энергии
- •Методы определения вязкости
- •II. Основы молекулярной физики и термодинамики
- •1.2 Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса
- •1.4 Статистические распределения
- •1.4.2 Распределение Больцмана
- •1.5 Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул
- •2.2 Работа газа при изменении его объема
- •Бегущая монохроматическая волна
- •Стоячая монохроматическая волна
1.МАТЕРИЯ(от лат. māteria «вещество») — объективная реальность, содержимое пространства, одна из основных категорий науки и философии, объект изучения физики. Физика описывает материю как нечто, существующее в — представление, идущее от Ньютона (пространство — вместилище вещей, время — событий);нечто, само задающее свойства пространства и времени — представление, идущее от Лейбница и, в дальнейшем, нашедшее выражение в общей теории относительности Эйнштейна. Изменения во времени, происходящие с различными формами материи, составляют физические явления. Основной задачей физики является описание свойств тех или иных видов материи и ее взаимодействия.
Виды:Вещество(элементарные частицы:, вещество состоит из атомов, плазма). Другие виды веществ, имеющих атомоподобное строение (например, вещество, образованное мезоатомами с мюонами),Поле Электромагнитное поле, Гравитационное поле, Квантовые поля различной природы,Тёмная материя, Тёмная энергия.Классическое вещество может находиться в одном из нескольких агрегатных состояний: газообразном, жидком ,твёрдом, аморфном или в виде жидкого кристалла,плазма.
Движение:билет2
ПРОСТРАНСТВО:
1) физические-трехмерное п. нашего повседневного мира, оно определяется положением физических тел, в котором происходит механическое движение, геометрическое перемещение различных тел, объектов.
2) математические-пространства скоростей, импульсов, абстрактные векторные или линейные пространства).В физике термин п. должно присутствовать уточняющее определение или дополнение-пространство скоростей, цветовое пространство, пространство состояний.В крайнем случае, в виде неразрывного словосочетания АБСТРАКТНОЕ пространство.
3) промежуточные (подпространства), например фазовое пространство
ВРЕМЯ:
Время —условная сравнительная мера движения материи, одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты линии физических тел.
В философии — это необратимое течение (протекающее лишь в одном направлении — из прошлого, через настоящее в будущее), внутри которого происходят все существующие в бытии процессы, являющиеся фактами.
В количественном (метрологическом) смысле понятие время имеет три аспекта:
1)координаты события на временной оси.Текущее время: календарное, время суток(определяется шкалой)
2)относительное время, временной интервал между двумя событиями
3)субъективный параметр при сравнении нескольких разночастотных процессов
ОБЪЕКТЫ
Анри Беккерелем совершил открытие радиоактивности, началось развитие ядерной физики,что привело к появлению новых ист энергии: атомной энергии и энергии ядерного синтеза. Открытые при исследованиях ядерных реакции новые частицы: нейтрон, протон, нейтрино, дали начало физике элементарных частиц. Эти новые открытия на субатомном уровне оказались очень важными для физики на уровне Вселенной и позволили сформулировать теорию её эволюции — теорию Большого взрыва.
Цель объединить все разделы. Начиная с создания квантовой механики, развивается физика твердого тела, открытия которой привели к возникновению и развитию электроники, информатики, которые внесли коренные изменения в культуру человеческого общества. В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Исследования в области электромагнетизма привели к появлению телефонов и позже мобильных телефонов, открытия в термодинамике позволили создать автомобиль, развитие электроники привело к появлению компьютеров.
РОЛЬ ФИЗИКИ В СОВР ЕСТЕСТВОЗНАНИИ И МЕТОДЫ
Методы и инструменты используются химией, что привело к становлению двух направлений исследований: физической химии и химической физики. Все мощнее становится биофизика — область исследований на границе между биологией и физикой, в которой биологические процессы изучаются исходя из атомарного структуры органических веществ. Геофизика изучает физическую природу геологических явлений. Медицина использует методы, такие как рентгеновские и ультразвуковые исследования, ядерный магнитный резонанс — для диагностики, лазеры — для лечения болезней глаз, ядерное облучение — в онкологии, и тому подобное.
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ С.ФИЗИКИ по гинзбургу
Управляемая термоядерная реакция.
Сверхпроводимость при высокой и комнатной температурах. Возможна ли?
Металлический водород. Получ. свойства
Некоторые проблемы твердого тела (гетероструктуры в полупроводниках, квантовые ямы и точки, зарядовые и спиновые волны, мезоскопия и прочее).
Фазовые переходы второго рода и связанные с ними эффекты (охлаждение до сверхнизких температур,
Жидкие кристаллы. Ферроэлектрики. Ферротороики
Фуллерены. Нанотрубки.
Свойства вещества в сверхсильных магнитных полях. -1015 Гс.]
Нелинейная физика: турбулентность, хаос
Сверхтяжелые элементы. Экзотические ядра.
Единая теория слабых и электромагнитных взаимодействий.
Экспериментальная проверка Общей Теории Относительности. [
Гравитационные волны и их детектирование.
Космологические проблемы. Инфляция. Связь космологии и физики высоких энергий.
Нейтронные звезды и пульсары. Сверхновые.
Черные дыры. Космические струны.
Квазары и ядра галактик. Образование галактик. Проблема темной материи и ее образования
1. Кинематика поступательного и вращательного движений материальной точки
Механическим движением тел называют изменение их положения (или положения их частей) в пространстве с течением времени. В основе классической механики лежат законы Ньютона.Кинематика изучает механическое движение с геометрической точки зрения и не рассматривает причины, вызывающие это движение. В механике рассматривается движение таких объектов, как материальная точка и абсолютно твердое тело. Материальной точкой называется тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь. Абсолютно твёрдым телом называется тело, деформацией которого в данных условиях можно пренебречь. Абсолютно твёрдое тело можно рассматривать как систему материальных точек, жестко связанных между собой.
1.1 Кинематические характеристики движения материальной точки
Описать движение материальной точки – значит знать ее положение относительно выбранной системы отсчета в любой момент времени. Системой отсчёта называется система координат, связанная с телом отсчёта и снабжённая синхронизированными часами. Наиболее часто используется прямоугольная декартова система координат (рис. 1).
Положение
материальной точки характеризуется
радиусом-вектором
,
проведённым из начала координат в
данную точку (рис. 1). Проекции
радиуса-вектора на координатные оси
соответствуют координатам точки в
выбранной системе координат (рис.
1):
.Движение
материальной точки задано, если известна
зависимость координат точки от времени,
т.е.
или
.Данные
уравнения являются кинематическими
уравнениями движения материальной
точки, или законом
движения
точки. В процессе движения конец
радиуса-вектора, связанный с точкой,
описывает в пространстве кривую,
называемую траекторией
движения материальной точки. В зависимости
от формы траектории различают
прямолинейное и криволинейное движения.
Перемещением материальной точки называют вектор, проведённый из начальной точки в конечную точку траектории (рис. 1):
.
Вектор
может быть выражен через приращения
координат и орты соответствующих осей
(единичные векторы, направленные по
осям):
.Модуль
вектора перемещения можно определить
следующим образом:
.Путь
материальной точки S12
это длина траектории.Скорость
векторная физическая величина,
характеризующая быстроту изменения
положения тела в пространстве, равная
перемещению тела за единицу времени.
Различают среднюю и мгновенную скорости.
средняя скорость;
мгновенная скорость;
среднее значение модуля скорости.Вектор
средней скорости направлен так же, как
и вектор перемещения
.
Вектор мгновенной скорости направлен
по касательной к траектории движения
так же, как вектор элементарного
перемещения:
.
Так как
,
где dS
элементарный путь, то модуль мгновенной
скорости равен производной пути по
времени:
.
В декартовой
системе координат скорость можно
представить через её проекции на
оси:
Модуль
скорости может быть найден по
следующейформуле:
.
При рассмотрении
движения тела относительно двух
различных инерциальных систем отсчета
используют классический закон сложения
скоростей: скорость тела относительно
неподвижной системы отсчета
равна векторной сумме скорости тела
относительно движущейся системы
и скорости самой движущейся системы
относительно неподвижной
:
.
Ускорение
векторная физическая величина,
характеризующая быстроту изменения
скорости с течением времени, равная
приращению скорости за единицу времени.
Различают среднее и мгновенное
ускорения.
среднее ускорение,
мгновенное
ускорение.Вектор ускорения может быть
представлен через его проекции на
координатные оси:
,где
,аналогично
игирик и зет.Модуль ускорения можно
определить следующим образом:
.
Движение искусств спутников змли по орбите: законы кеплера
Первый закон: каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
Второй закон: радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади.
Третий закон: квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их орбит.