
1-й семестр / Теор. минимум
.docx
Радиус-вектор
()
[м] – вектор, задающий положения точки
в пространстве относительно начала
координат.
1-й закон Ньютона
():
существуют такие системы отсчёта,
относительно которых поступательно
движущееся тело сохраняет свою скорость
постоянной, если на него не действуют
другие тела или их действие скомпенсировано.
2-й закон Ньютона
(
при
;
в общем виде):
ускорение, приобретаемое телом
(материальной точкой) совпадает по
направлению с равнодействующей
всех сил, действующих на тело и равно
отношению этой силы к массе данного
тела. (Действие
на тело внешних сил, равнодействующая
которых равна
,
приводит к изменению импульса тела,
причем скорость изменения импульса
тела определяется равнодействующей
всех сил.)
3-й закон Ньютона
():
тела
взаимодействуют друг с другом силами
одной природы, равными по модулю и
противоположными по направлению.
Система отсчёта – совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат, снабженная часами.
Угловая скорость
()
[рад/с] Если направление вращения винта
совпадает с вращением тела, то конец
винта укажет направление
.
Угловое ускорение
()
[рад/
]
характеризует скорость изменения модуля
и направления угловой скорости при
движении твёрдого тела.
Связь
линейных и угловых характеристик
движения:

Ускорение
()
[
]=
[м/
]
характеризует быстроту изменения
скорости во времени.
Нормальная
составляющая ускорения ()
направленна перпендикулярно
к касательной в сторону центра кривизны
траектории и характеризует быстроту
изменения вектора скорости по
направлению.
Тангенциальная
составляющая ускорения
()
направленна по касательной
к траектории движения, характеризует
быстроту изменения вектора скорости
по модулю.
Механическая
работа ()
[Дж]
– скалярная количественная мера действия
силы на тело.
Связь силы
и потенциальной энергии W:
–
единичные векторы, определяющие взаимное
расположение координатных осей ОХ,OY,OZ
соответственно
– в случае
центрально симметричных потенциальных
полей.
Связь
и
:
Основное уравнение
динамики вращательного движения:
,
где
– угловое
ускорение.
Момент силы
()
[Н*м] есть вектор, определяемый векторным
произведением радиус-вектора точки
приложения силы и вектора силы.
Момент инерции
()
– мера инертности при вращательном
движении. Момент инерции тела зависит
от того, относительно какой оси оно
вращается и как распределена масса тела
по объёму.
Момент импульса
()
[
·кг/с=Н·м/с]
есть вектор, определяемый векторным
произведением радиус-вектора точки
приложения импульса и вектора импульса.
Идеальный газ: размеры частиц пренебрежимо малы, нет взаимных столкновений частиц; между частицами газа нет дальнодействующего взаимодействия; упругие столкновения между молекулами и стенками сосуда.
Пусть имеется
кубический сосуд с ребром длиной
и одна частица массой
в нём. Обозначим скорость движения
,
тогда перед столкновением со стенкой
сосуда импульс частицы равен
,
а после —
,
поэтому стенке передается импульс
.
Время, через которое частица сталкивается
с одной и той же стенкой, равно
.
Отсюда следует:
.
Так как давление
.
Подставив,
получим:
.
Рассматривается кубический сосуд
.
Таким образом, для большого числа частиц
верно следующее:
,
аналогично для осей
и
.
Поскольку
.
Это следует из того, что все направления
движения молекул в хаотичной среде
равновероятны
.
Пусть
–
среднее значение кинетической энергии
одной молекулы, тогда:
откуда,
используя то, что
(количество
вещества), а
,
имеем
.
Работа газа
Теплоемкость
()
[Дж/К] –
величина, равная отношению количеству
тепла
,
сообщенного системе, к изменению
температуры системы
.
Формула Майера
()
Уравнение Пуассона
вычислив
полные дифференциалы, получим
после интегрирования получаем
потенцируя,
получаем
КПД
()
– характеристика эффективности системы
(устройства, машины) в отношении
преобразования или передачи энергии.
Цикл Карно
– это идеальный круговой процесс,
состоящий из двух адиабатических и двух
изотермических процессов. В цикле Карно
термодинамическая система выполняет
механическую работу за счёт теплообмена
с двумя тепловыми резервуарами.