Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
М-900.Прохорова_Основы совр естествозн.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
187.45 Кб
Скачать

2.1.2 Идеальные образы объектов реальности

Материальная точка воображаемый бесконечно малый объект, обладающий массой реального объекта. Тело можно рассматривать как материальную точку, если оно движется поступательно и расстояния, проходимые им, велики по сравнению с его размерами.

Абсолютно твердое тело — тело, деформацией которого в стандартных условиях можно пренебречь.

Абсолютно упругое тело — тело, после снятия внешнего воздействия на которое размеры и форма полностью восстанавливаются.

Абсолютно неупругое тело тело, полностью сохраняющее деформированное состояние после прекращения действия внешних сил.

Сплошная среда — среда, которую можно рассматривать как однородную, пренебрегая её дискретным атомно-молекулярным строением. Например, моделью сплошной среды является идеальная жидкость.

Вакуум — среда, содержащая газ при давлениях, значительно ниже атмосферного.

Для определения положения материальной точки в пространстве и описания ее движения необходима система отсчёта, а именно: тело отсчета, связанная с ним система координат, способ измерения времени (часы).

Инерциальными (ИСО) называются системы отсчета, в которых выполняется закон инерции: материальная точка, на которую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной поступательно, равномерно и прямолинейно, также является инерциальной.

Неинерциальными называются системы отсчета, которые движутся относительно инерциальной системы с ускорением.

Движение тела подразделяется на поступательное, вращательное, колебательное (возвратно-поступательное или возвратно-вращательное).

Поступательное движение — перемещение тела, при котором любая прямая, проведенная в теле, перемещается параллельно самой себе. При поступательном движении все точки тела описывают одинаковые траектории и имеют в каждый момент времени одинаковые скорости и ускорения.

Вращательное движение — движение, при котором все точки тела, лежащие на оси вращения, неподвижны, а остальные точки описывают окружности с центрами на оси.

Колебательное движение — движение, обладающее той или иной степенью повторяемости (колебание маятника, колебание давления воздуха, колебание напряженностей электрического и магнитного полей).

Любое сложное механическое движение твердого тела можно представить как сумму поступательного и вращательного движений.

Волны это возмущения (колебания), распространяющиеся с конечной скоростью в пространстве и несущие с собой энергию без переноса вещества. Если возмущение ориентировано вдоль направления распространения, волна называется продольной (например, звуковая волна в воздухе). Если возмущение лежит в плоскости, перпендикулярной направлению распространения, волна называется поперечной (например, электромагнитная волна в свободном пространстве).

При образовании поверхностной волны каждая частица среды колеблется в поперечном (вертикальном) или продольном (горизонтальном) направлении, а также описывает окружность.

В природе существует два вида волн: механические и электромагнитные. Механические волны представляют собой механические колебания, распространяющиеся в упругой среде (жидкой, твердой, газообразной). Электромагнитные волны могут распространяться в вакууме.

Электромагнитные волны — это распространяющееся в пространстве электромагнитное поле. Электромагнитные волны являются поперечными и представляют собой колебания векторов E и Н напряженностей электрического и магнитного полей, которые взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Скорость электромагнитной волны равна скорости света с = 3·108 м/с. К электромагнитным волнам, например, относятся радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское излучения.

Для характеристики электрического и магнитного полей используют понятие «электрический заряд». Электрический заряд — это физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия заряженных частиц, является источником электромагнитного поля. Единица измерения заряда кулон (Кл). Существуют два вида заряда: положительный и отрицательный. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные — притягиваются.

Свойства заряда:

  Дискретность. В свободном виде в природе существует минимальная порция заряда, равная заряду электрона e = 1,6 · 10-19 Кл. Величина любого заряда q выражается как q = Ne, где N – целое число.

  Инвариантность. Величина заряда не зависит от системы отсчета.

  Аддитивность. Заряд системы тел равен сумме зарядов тел системы.

  Неуничтожимость. Выражается законом сохранения заряда: в электрически замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов есть вели­чина постоянная, т. е. электрические заряды могут возникать и исчезать, но при этом обязательно появляется и исчезает равное количество зарядов противоположных знаков.

Всякий заряд изменяет свойства окружающего его пространства — создает в нем электрическое поле. Электрическое поле — одна из форм проявления электромагнитного поля. Источниками электрического поля являются электрический заряд и изменяющееся во времени магнитное поле. Существование электрического поля обнаруживается по его силовому действию на неподвижные заряды. Количественной характеристикой электрического поля служит векторная величина — напряженность Е.

Принцип суперпозиции электрических полей: вектор напряжённости результирующего поля в данной точке, создаваемый системой зарядов, равен векторной сумме напряжённостей полей каждого заряда:

Магнитное поле это тоже одна из форм проявления электромагнитного поля. Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами (например, в проводниках с током) и оказывает силовое воздействие только на движущиеся заряды. Силовая характеристика магнитного поля — магнитная индукция В.

Изображают электрическое и магнитное поля с помощью силовых линий. Силовые линии — это линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением напряженности электрического и магнитного полей. Магнитное поле нецентральное, вихревое, так как линии магнитной индукции В замкнуты.

Принцип суперпозиции магнитных полей: вектор магнитной индукции результирующего поля, создаваемого несколькими движущимися зарядами (или проводниками с током), равен векторной сумме магнитных индукций полей, создаваемых каждым током или движущимся зарядом в отдельности:

Единицы физических величин — конкретные физические величины, которым по определению присвоены числовые значения, равные единице. В качестве основных единиц выбираются те, которые могут быть воспроизведены эталонами или эталонными установками с наивысшей для соответствующего уровня развития науки и техники точностью. Остальные, производные единицы образуются по уравнениям связи между физичес­кими величинами.

Международная система единиц (СИ) — система единиц физических величин, принятая 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. Она состоит из следующих семи основных единиц и двух дополнительных.

Основные:

 метр — единица длины;

 килограмм — единица массы;

 секунда — единица времени;

 ампер — единица силы тока;

 кельвин — единица температуры;

 кандела — единица силы света;

 моль — единица количества вещества.

Дополнительные:

 радиан (рад) — единица измерения плоского угла;

 стерадиан (ср) — единица измерения телесного угла.