- •Алгоритм решения задач по кинематике
- •Алгоритм решения задач на динамику материальной точки
- •Алгоритм решения задач на применение закона сохранения импульса
- •Алгоритм решения задач на расчет механической работы и мощности
- •Алгоритм решения задач на закон превращения энергии
- •Алгоритм решения задач на статику твердого тела
- •Алгоритм решения задач на применение гидро- и аэродинамических и статических уравнений
- •Алгоритм решения задач по механическим колебаниям
- •Алгоритм решения задач на расчет параметров состояния идеального газа
- •Алгоритм решения задач на применение начал термодинамики
- •Электростатика
- •Алгоритм решения задач по электростатике
- •Алгоритм решения задач на законы постоянного тока
- •Алгоритм решения задач на расчет магнитных полей
- •Алгоритм решения задач по электромагнитным колебаниям
- •Алгоритм решения задач на волновые процессы
- •Алгоритм решения задач по геометрической оптике
- •Алгоритм решения задач по волновой оптике
- •Алгоритм решения задач по сто
- •Алгоритм решения задач по атомной и ядерной физике
КИНЕМАТИКА
Формула |
Пояснение |
|
Модуль вектора ускорения |
|
Модуль нормального ускорения, где v – модуль скорости тела в данной точке траектории; R – радиус кривизны траектории в этой же точке. |
|
классический
закон сложения скоростей, где
|
|
Уравнения равномерного прямолинейного движения в проекции на ось ОХ. |
|
Уравнения равнопеременного прямолинейного движения в проекции на ось ОХ. |
|
Определение центрального угла, измеряемого в радианах, где R – радиус окружности, l – длина дуги, на которую опирается данный угол. |
|
Линейная скорость движения материальной точки по окружности, где l – путь (длина дуги), пройденный точкой за интервал времени t. |
|
Определение угловой скорости. |
|
Связь между линейной скоростью и угловой. |
|
Центростремительное ускорение. |
|
Связь между
угловой скоростью и периодом Т обращения
точки по окружности с частотой
|
|
Угловой ускорение, где - приращение угловой скорости за интервал времени t. |
|
Связь между угловым ускорением и тангенциальным. |
|
Уравнения равномерного вращательного движения при 0 = 0. |
|
Уравнения равнопеременного вращательного движения при 0 = 0. |
Алгоритм решения задач по кинематике
Несмотря на большое разнообразие задач по кинематике, можно предложить следующий порядок их решения.
1. Выбрать систему отсчета на основании тщательного анализа условия задачи, связав начало отсчета с началом отсчета времени и положительным направлением координатных осей. Рациональный выбор системы отсчета, как правило, значительно упрощает решение задачи. При выборе положительных направлений осей необходимо руководствоваться направлением движения (скорости) или направлением ускорения.
2. Сделать схематический рисунок, который лучше всего представить в виде траектории движущейся точки в выбранной системе отсчета с изображением векторов перемещения, скорости и ускорения. В случае графического решения задачи нарисовать графики зависимости координат и скорости от времени (а также перемещения и пути). Такие графические зависимости очень полезны и при аналитическом решении задач.
3. Составить систему уравнений на основании законов движения в координатной форме, т. е. спроецированных на оси координат векторных уравнений r(t) и v(t). Знаки проекций v,v0, а определяются соответствием направлений этих векторов направлениям координатных осей. При необходимости система уравнений должна быть дополнена соотношениями, составленными на основе конкретной ситуации, описанной в задаче.
ДИНАМИКА
Формула |
Пояснение |
|
Масса однородного тела, где - плотность тела; V – его объём. |
|
II закон Ньютона для случая m = const. |
|
Равнодействующая сил, действующих на тело (принцип суперпозиции сил). |
|
III закон Ньютона. |
|
Закон всемирного
тяготения, где F
– сила притяжения двух материальных
точек массами m1
и m2;
r
– расстояние между ними; G
– гравитационная постоянная ( |
|
Сила тяжести
материальной точки массой m,
где
|
|
Ускорение
свободного падения тел на Земле, где
|
|
Первая космическая скорость тел для Земли. |
|
Закон Гука, где
|
|
Закон Гука в проекции на ось ОХ. |
|
Сила трения
скольжения, где
|
Алгоритм решения задач на динамику материальной точки
При решении задач на динамику материальной точки можно рекомендовать следующую последовательность.
1. Сделать схематический рисунок, изобразив все силы, действующие на каждое тело рассматриваемой системы.
2. Выбрать систему координат ху, причем положительное направление оси х желательно указать так, чтобы оно совпадало с направлением ускорения тела. В случае движения тела по окружности ось х необходимо направить к центру окружности, т. е. по направлению нормального (центростремительного) ускорения.
3. Для каждого тела в
отдельности записать II
закон Ньютона в векторном виде:
.
4. Спроецировать эти уравнения на выбранные оси координат.
5. Дополнить при необходимости полученную систему уравнений кинематическими и динамическими соотношениями и решить ее относительно искомой неизвестной.
ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ
Формула |
Пояснения |
|
Импульс тела (количество движения). |
|
II
закон Ньютона в Импульсной формулировке,
где
|
|
Закон сохранения
импульса для замкнутых систем, где
|
|
Определение
работы постоянной силы
|
|
Работа силы тяжести, где h1 и h2 – начальная и конечная высота тела относительно начала отсчета. |
|
Работа силы упругости, где k – жесткость пружины; х1, х2 – начальная и конечная величина линейной деформации. |
|
Работа силы трения. |
|
Средняя мощность, где А – работа, совершаемая за время t. |
N = Fv |
Мгновенная мощность. |
|
КПД механизма, где Ап – полезная работа, А – вся совершенная работа. |
|
Кинетическая энергия. |
|
Теорема о
кинетической энергии, где
|
|
Потенциальная энергия тела, поднятого над Землей на высоты h. |
|
Потенциальная энергия упругодеформированного тела. |
W = Wк + Wп |
Полная механическая энергия. |
|
Закон сохранения механической энергии (для замкнутых систем). |
|
Закон превращения энергии (для незамкнутых систем), где W – изменение полной механической энергии тела, А1 – работа внешних сил, А2 – работа неконсервативных сил (сил трения). |
