1. Основные определения и модельные понятия механики. Принцип причинности. Материальная точка. Координаты МТ, время. Система отсчета. Траектория и путь. Средняя и мгновенная скорости. Векторное представление . Способы задания движения. Типы движения - поступательное и вращательное движение.

2. Вектор скорости. Разложение вектора скорости по осям координат. Ускорение. Векторное представление. Полное ускорение , его связь с нормальным и тангенциальным ускорением. Уравнение прямолинейного движения материальной точки. График зависимости скорости точки от времени. Геометрический смысл. Путь и его графическое определение.

3. Вращательное движение. угловые скорости и ускорение. Векторное представление. Понятие аксиального вектора. Уравнение движения по окружности. Связь между угловой скоростью и угловым ускорением.

4. Движение тела, брошенного под углом к горизонту. Разбор задачи, определение кинематических параметров системы

5. Понятие МТ, Инерциальные системы отсчета, Преобразование Галилея. Принцип неразличимости прямолинейного и равномерного движения и состояния покоя. Первый закон Ньютона. Понятие количества движения (импульса материальной точки). Причины изменения количества движения. Закон сохранения импульса. ЗСИ и его связь со свойствами пространства

6. Силы. Внешние и внутренние силы. Принцип равноправия действующих сил. Принцип суперпозиции сил. Сложение действующих сил. Принцип причинности. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.

7. Силы и виды сил. Гравитационное взаимодействие и закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость. Силы трения и их связь с силой реакции опоры Силы упругости. Малые деформации. Закон гука

8. Работа механических сил. Вычисление работы в общем случае. Графическое представление работы. Определение Мощности. Единицы измерения энергии и мощности. Консервативные силы. Работа консервативных сил. Теорема о работе консервативных сил по замкнутой траектории. Неконсервативные силы. Понятие о диссипации. Работа неконсервативных сил - сил сухого и вязкого трения.

9. Кинетическая энергия тела и системы тел. Изменение кинетической энергии и работа системы тел. Кинетическая энергия . Общий случай. Потенциальная энергия.

10. Поле сил. Потенциальное поле. Потенциальная энергия гравитационного поля. Потенциальная энергия сжатой пружины. Связь потенциальной энергии и силы. Закон сохранения механической энергии различные формулировки для открытых и замкнутых систем. Понятие действия. Принцип наименьшего действиях

11. Динамика вращательного движения материальной точки. Специфика действия силы. Вывод уравнения вращательного движения материальной точки. Определение момента импульса материальной точки.

12. Определение момента силы. Аддитивность векторов момента импульса и момента сил. Вывод второго закона Ньютона для вращающегося твердого тела. Результирующий момент внутренних и внешних сил.

13. Закон сохранения момента импульса и связь закона сохранения с изотропностью пространства Момент инерции тт относительно выбранной оси вращения. Физический смысл момент инерции тт. Определение момента силы и момента импульса через кинематические параметры системы. Момент инерции некоторых простых симметричных тел. Теорема Штейнера.

14. Понятие о колебательном процессе. Механические колебания. Период и частота колебаний. Амплитуда колебаний. Устойчивой и неустойчивое состояния. Условия существования колебаний. Свободные колебания. частота собственных колебаний. Вынужденные колебания. Автоколебания и параметрические колебания.

15. Гармонические колебания и их характеристики. Уравнение колебаний. Скорость и ускорение материальной точки при гармонических колебаниях и их графики. Кинетическая и потенциальная энергия материальной точки, совершающей гармонические колебания. Графики. закон сохранения энергии.

16. Уравнение гармонических колебаний его вывод и решение. Уравнение колебаний математического маятника, его вывод и решение. Уравнение колебаний пружинного маятника., его вывод и решение.

17. Условие распространения колебаний - механической волны. Параметры волны. Скорость распространения волны. Поток энергии и интенсивность волны. Плотность потока энергии. Вектор Умова - Пойтинга. Звуковые волны. Тон шум звуковой удар. Ультразвук и инфразвук. Эффект Доплера

18. Свободные затухающие колебания. графики. Свободные затухающие колебания на примере пружинного маятника в среде с трением. Составление дифференциального уравнения (ДУ) и его решение . Декремент затухания и коэффициент затухания. Добротность. Время релаксации. Условный период колебаний. Вывод формулы, определяющей период свободных затухающих колебаний. Связь круговой частоты затухающих и собственных колебаний. Характеристические корни уравнения затухающих колебаний. Физический смысл добротности колебательной системы.

19. Вынужденные колебания. ДУ вынужденных колебаний и его решение. Общее и частное решения. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. РЕЗОНАНС. Резонансные кривые Фазовые резонансные кривые. Добротность колебательной системы при резонансе.

20. Векторное представление колебаний. Сложение колебаний одного направления. Биения. Период пульсаций амплитуды.

21. Отражение упругих волн. Образование стоячих волн. Уравнение стоячей волны. Координаты узлов и пучностей. Характеристические свойства стоячих волн

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

22.Атом и молекула в МКТ. Основные положения МКТ. Броуновское движение и его законы. Диффузия. Количество вещества. Моль. Число Авогадро. Молярная масса. Силы взаимодействия между молекулами. Силы Притяжения и силы отталкивания. Функциональная зависимость. Потенциал Ленарда Джнонсона. Графики. Агрегатные состояния вещества и его связь с минимальной потенциальной энергией.

23. Модель идеального газа. Скорости молекул газа. Средняя, среднеквадратичная скорости и их связь с температурой газов. Давление в МКТ. Вывод основного уравнения МКТ (энергетический подход). Связь давления и средней энергии. Связи абсолютной температуры с энергией движения молекул. Постоянная Больцмана.

24. Статистический подход в МКТ. Постановка задачи. Вывод распределения Максвелла, вероятностная трактовка функции распределения Максвелла. Нормировка. Наиболее вероятная скорость молекул. Средняя и среднеквадратичная скорости. Распределение Максвелла при различный температурах газа и при различных массах молекул. Скорости газовых молекул и опыт Штерна. Идеальный газ в гравитационнном поле. Распределение Больцманы Барометрическая формула. Вид распределения Больцмана для различных по атомной массе газов.

25. Задача термодинамики. Внутренняя энергия. Работа. Механическая аналогия. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. физический смысл величин. Теплоемкость. Удельная теплоемкость. вывод закона Майера. Изопроцессы. Приращение количесва теплоты и работа в изопроцессах. Графики. Геометрический смысл работы. Понятие адиабатного процесса. Вывод уравнения адиабаты. Показатель Пуассона и его связь с теплоемкостью. Работа при адиабатическом процессе. Графики. Политропные процессы. Графики. Предельные переходы.

26. Понятие обратимых и необратимых процессов. Круговые обратимые и необратимые тепловые процессы. Тепловые машины. Принцип построения тепловых машин. Тепловая машина Карно. Принцип работы машины карно. Цикл Карно КПД машины Карно. Первая и вторая теоремы Карно. Неравенство Клаузиуса. Второе начало термодинамики. Эквивалентные формулировки.

27. Вечный двигатель первого и второго рода. О невозможности создания вечного двигателя первого и второго рода. Различные формулировки Второго начала термодинамики. Принципы Карно, Клаузиуса, Кельвина. Тепловые машины первого и второго рода. О невозможности создания вечного двигателя первого и второго рода. Энтропия как функция состояния в обратимых и необратимых процессах. Закон неубывания (возрастания) энтропии. Статистическая энтропия Больцмана. Неравенство Нернста. Третье начало термодинамики. Термодинамическая и статистическая трактовка энтропии.

28. Модели идеального и реального газов. Кулоновское взаимодействие молекул. Силы притяжения и силы отталкивания. Потенциал Ленарда - Джонсона. Модель Ван дер Ваальса. Эффективный объем газа и эффективное давление. Уравнение Ван дер Ваальса. Изотермы Ван дер Ваальса и их анализ. Критическая изотерма и критическая точка. Двухфазное состояние. Переход от газообразного к жидкому состоянию.

29. Внутренняя энергия реального газа. Зависимость внутренней энергии газа Ван-дер-Ваальса от объема, занимаемого газом и температуры. Опыты Джоула Томпсона. Экспериментальное доказательство модели Ван дер Ваальса. Анализ уравнения Ван дер Ваальса и его принципиальное значение .

30. Область двухфазных состояний. Равновесие фаз. Критическое состояние. Анализ изотерм Ван дер Ваальса в области двухфазного состояния. Теплота фазового превращения Вывод уравнения Клапейрона - Клаузиуса. Зависимость давления насыщенного пара. от температуры. Диаграмма состояния. Тройная точка.

31. Понятие о физической кинетике Кинетические процессы Конвекция. Время релаксации. Столкновения молекул. Средняя длина свободного пробега. Эффективный диаметр молекулы. Среднее число столкновений молекулы с другими в единицу времени. Физическая природа теплопроводности, диффузии, вязкости.

32. Явления переноса в термодинамических неравновесных системах. Явление диффузии. Закон Фика. Явление теплопроводности. Закон Фурье. Явление вязкости. Закон Ньютона для вязкости. Общие формулы для явлений переноса. Вычисление коэффициента теплопроводности для стационарного процесса передачи тепла согласно МКТ. Общность механизма явлений переноса в газах. Связь между коэффициентами переноса.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

33. Электрический заряд. Понятие электрического заряда. Элементарный электрический заряд. Единицы измерения. Точечный заряд. Два рода электрических зарядов. Свойства электрических зарядов. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.

34. Напряженность электрического поля. Вектор напряженности электрического поля. Силовые линии напряженности электрического поля. Примеры силовых линий напряженности электрического поля - поле точечных зарядов, поле заряженной нити, поле заряженной пластины. Принцип суперпозиции напряженности электрического поля.

35. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса для вектора напряженности электрического поля.

36. Потенциал электрического поля. Связь потенциала и напряженности электрического поля. Электрическое напряжение. Электрическое напряжение вдоль кривой. Теорема о циркуляции вектора напряженности электрического поля. Электродвижущая сила контура. Расчет потенциалов электростатических полей. Поле нити, плоскости, шара.

37. Электрический диполь. Плечо диполя, дипольный момент ( электрическим моментом диполя). Диполь в электрическом поле. Момент диполя во внешнем поле. Диполь в неоднородном электрическом поле

38. Полярные и неполярные диэлектрики. Ионные кристаллы. Поляризация диэлектрика. Диэлектрики во внешнем электрическом поле. Диэлектрическая восприимчивость. Физический смысл диэлектрической проницаемости среды.

39. Вектор электрического смещения. Непрерывность вектора электрического смещения при переходе из одной среды в другую. Теорема Гаусса для вектора электрического смещения.

40. Понятие электрического тока. Единицы измерения. Плотность тока. Направление тока. Необходимые условия возникновения и существования электрического тока.

41. Понятие электрического напряжения. Сторонние ЭДС и источники тока.

42. Электрическое сопротивление. Единицы измерения. Удельное сопротивление и удельная проводимость. Закон Ома в дифференциальной форме. Последовательное и параллельное соединение проводников

43. Закон Ома для участка цепи и цепи, содержащей источник ЭДС. Первое и второе правила Кирхгофа, их связь с законами сохранения заряда и энергии. Работа постоянного тока, закон Джоуля - Ленца. Мощность тока. Закон джоуля Ленца в дифференциальной форме.

44. Электрическая емкость. Единицы измерения. Емкость уединенного проводника. Взаимная емкость двух проводников. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов. Энергия конденсатора.

1. Основные определения и модельные понятия механики. Принцип причинности. Материальная точка. Координаты МТ, время. Система отсчета. Траектория и путь. Средняя и мгновенная скорости. Векторное представление . Способы задания движения. Типы движения - поступательное и вращательное движение.

2. Вектор скорости. Разложение вектора скорости по осям координат. Ускорение. Векторное представление. Полное ускорение , его связь с нормальным и тангенциальным ускорением. Уравнение прямолинейного движения материальной точки. График зависимости скорости точки от времени. Геометрический смысл. Путь и его графическое определение.

3. Вращательное движение. угловые скорости и ускорение. Векторное представление. Понятие аксиального вектора. Уравнение движения по окружности. Связь между угловой скоростью и угловым ускорением.

4. Движение тела, брошенного под углом к горизонту. Разбор задачи, определение кинематических параметров системы

5 . Понятие МТ, Инерциальные системы отсчета, Преобразование Галилея. Принцип неразличимости прямолинейного и равномерного движения и состояния покоя. Первый закон Ньютона. Понятие количества движения (импульса материальной точки). Причины изменения количества движения. Закон сохранения импульса. ЗСИ и его связь со свойствами пространства.

Материальная точка — это тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

Инерциальной (ИСО) называется система отсчёта, в которой любое тело будет находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие на него других тел скомпенсировано (системы отсчёта, связанные с удалёнными телами (звёздами, Солнцем); системы отсчёта, которые движутся относительно инерциальной (покоящейся) равномерно и прямолинейно)

Преобразования Галилея — в классической механике (механике Ньютона) преобразования координат и времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой. Преобразования Галилея подразумевают одинаковость времени во всех системах отсчета и выполнение принципа относительности.

Преобразования Галилея являются частным случаем преобразований Лоренца для скоростей, малых по сравнению со скоростью света в пустоте и в ограниченном объёме пространства. Для скоростей вплоть до порядка скоростей движения планет в Солнечной системе, преобразования Галилея приближенно верны с очень большой точностью.

Вид преобразований при коллинеарных осях.

Если ИСО S движется относительно ИСО S' с постоянной скоростью вдоль оси , а начала координат совпадают в начальный момент времени в обеих системах, то преобразования Галилея имеют вид:

или, используя векторные обозначения,

(последняя формула остается верной для любого направления осей координат).Как видим, это просто формулы для сдвига начала координат, линейно зависящего от времени (подразумеваемого одинаковым для всех систем отсчета).

Из этих преобразований следуют соотношения между скоростями движения точки и её ускорениями в обеих системах отсчета:

Преобразования Галилея являются предельным (частным) случаем преобразований Лоренца для малых скоростей (много меньше скорости света).

Формула преобразования скоростей

Достаточно продифференцировать в формуле преобразований Галилея, приведенной выше, и сразу же получится приведенная в том же параграфе рядом формула преобразования скорости. Приведем более элементарный, но и более общий вывод — для случая произвольного движения начала отсчета одной системы относительно другой (при отсутствии вращения). Для такого более общего случая, можно получить формулу преобразования скоростей, например, так.

Рассмотрим преобразование произвольного сдвига начала отсчета на вектор ,

где радиус-вектор какого-то тела A в системе отсчета K обозначим за , а в системе отсчета K' — за ,

подразумевая, как всегда в классической механике, что время в обеих системах отсчета одно и то же, а все радиус-векторы зависят от этого времени: .

Тогда в любой момент времени

и в частности, учитывая

,

имеем:

где:

— средняя скорость тела A относительно системы K;

— средняя скорость тела А относительно системы K';

— средняя скорость системы K' относительно системы K.

Если то средние скорости совпадают с мгновенными:

или короче

— как для средних, так и для мгновенных скоростей (формула сложения скоростей). Таким образом, скорость тела относительно неподвижной системы координат равна векторной сумме скорости тела относительно движущейся системы координат и скорости системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.

Аналогично можно получить формулу преобразования ускорений при переходе из одной системы координат в другую, верную при условии, что эти системы движутся поступательно друг относительно друга:

Механический принцип относительности Галилея формулируется: находясь внутри инерциальной системы отсчёта никакими механическими опытами нельзя определить, находится ли эта система отсчёта в покое или движется равномерно и прямолинейно.

Закон инерции или Первый закон Ньютона.

Всякое тело находится в состоянии покоя и равномерного прямолинейного движения пока воздействие со стороны других тел не заставит изменить это состояние.

«Покой» и «равномерное прямолинейное движение» по сути одно и то же состояние! Это – естественное состояние тела, поскольку для этого ничего не надо делать. Свойство тела сохранять состояние покоя или скорость при отсутствии воздействия каких-либо других тел называется инерцией. Системы, где эти свойства сохраняются – называются инерциальными системами отсчета. Поэтому первый закон Ньютона именуют Законом инерции.

Закон инерции:

- один из самых фундаментальных законов природы.

- справедлив для всех физических объектов: и для микрочастиц и для тел космического масштаба.

- не поколебала ни одна из революций естествознания ХХ века – ни теория относительности, ни квантовая механика.

- связан со свойствами пространства – однородностью и изотропностью.

Причины изменения количества движения.Второй закон Ньютона: ускорение, приобретаемое телом в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально массе тела. Если на материальную точку одновременно действуют несколько сил, то каждая сообщает ей ускорение согласно второму закону Ньютона, как если бы других сил не было: если тело участвует в сложном движении, то результирующее перемещение будет определяться векторной суммой перемещений.

Закон сохранения количества движения.

В основе закона сохранения импульса лежит однородность пространства, т. е. одинаковость свойств пространства во всех точках (симметрия по отношению к сдвигу начала координат). Одинаковость следует понимать в том смысле, что параллельный перенос замкнутой системы из одного места пространства в другое, без изменения взаимного расположения и скоростей частиц, не изменяет механические свойства системы. 6-7. Силы. Внешние и внутренние силы. Принцип равноправия действующих сил. Принцип суперпозиции сил. Сложение действующих сил. Принцип причинности. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Силы и виды сил. Гравитационное взаимодействие и закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость. Силы трения и их связь с силой реакции опоры Силы упругости. Малые деформации. Закон Гука.

Сила – векторная физическая величина, равная отношению изменения импульса тела ко времени, в течении которого это изменение произошло

М еханическое действие (сила) возникает:

- при непосредственном контакте взаимодействующих тел (трение, реакция опоры, вес и т.д.);

- посредством силового поля, существующего в пространстве (сила тяжести, кулоновские силы и т.д.).

Величина силы зависит от расстояния между телами, относительной скорости движения тел и времени взаимодействия тел.

Принцип независимости действия сил: если на тело одновременно действует несколько сил, то действие каждой силы происходит независимо от других.

Равнодействующей (результирующей) называется сила, которая заменяет суммарное действие нескольких сил.

Равнодействующая сила равна векторной сумме отдельных сил.

Второй закон Ньютона:

Ускорение, приобретаемое телом в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально массе тела.

Третий закон Ньютона:

Сила действия равна силе противодействия

Принцип независимости действия сил (движения):

Если на материальную точку одновременно действуют несколько сил, то каждая сообщает ей ускорение согласно второму закону Ньютона, как если бы других сил не было: если тело участвует в сложном движении, то результирующее перемещение будет определяться векторной суммой перемещений.

Принцип суперпозиции заключается в замене нескольких сил одной, называемой равнодействующей. При этом сумма сил, которые действуют на тело, будет равна сумме сил, прикладывающих тело. При нахождении равнодействующей силы, нужно помнить, что сила является векторной величиной. Исходя из этого, при нахождении общей суммы всех сил, нужно найти проекцию каждой силы. Существуют определённые правила, которые нужно учитывать при нахождении суммы сил, рассмотрим их: — Если направление сил является одинаковым, то их величины следует сложить, то есть R = F1 + F2; — Если действие сил происходит вдоль общей прямой, но при условии, что их направление разное, модули этих сил нужно вычитать. Получаем: R = F1 – F2;

— При действии сил под прямым углом, следует использовать теорему Пифагора: F = √F1^2 + F2^2; — При действии сил под определённым углом, к проекции добавляют синус либо косинус. Также можно использовать теорему косинусов: F = √F1^2 + F2^2 + 2F1F2cos a; — При действии на тело двух сил, компенсирующих друг друга, равнодействующая сила будет равна нулю.

Сложение сил.

1) Для сложения 2х сил используют правило п араллелограмма

2) При необходимости сложения более 2 2-х сил используют правило многоугольника: от конца 1 1-й силы необходимо провести вектор, равный и параллельный 2 2-й силе; от конца 2 2-й силы необходимо провести вектор, равный и параллельный 3 3-й силе и т. д.

Разложение сил на две составляющие – это замена одной силы 2-мя, приложенными в той же точке и производящими на тело такое же действие, как и эта одна сила. Разложение сил осуществляется, как и сложение, правилом параллелограмма. Задача разложения одной силы (модуль и направление которой заданы) на 2, приложенные в одной точке и действующие под углом друг к другу, имеет однозначное решение в следующих случаях, когда известны:

- направления 2-х составляющих сил;

- модуль и направление одной из составляющих сил;

- модули 2-х составляющих сил.

Принцип причинности (также называемый законом причины и следствия) - это то, что связывает один процесс (причину) с другим процессом или состоянием (следствие), где первый частично отвечает за второй, и второй частично зависит от первого.

Одно из требований действия принципа причинности, действительным на уровне человеческого опыта, заключается в том, что причина и следствие должны быть опосредованы в пространстве и времени. Это требование было очень важным в прошлом, в первую очередь в процессе прямого наблюдения за простыми процессами (например, толканием тележки), во-вторых, как проблемный аспект теории тяготения Ньютона (притяжение Земли Солнцем посредством действия на расстоянии). Принцип причинности часто рассматривается в качестве стимула для разработки динамических теорий поля (например, электродинамики Максвелла и общей теории относительности Эйнштейна), объясняющих фундаментальные вопросы физики куда лучше, чем вышеупомянутая теория Декарта.

Опыт показывает, что для любых тел, находящихся в одной и той же точке пространства напряженность гравитационного поля одинаковая. Это впервые установил Галилей в опытах по падению тел с наклонной башни - ускорение свободного падения всех тел в отсутствие сопротивления воздуха одно и тоже. Масса, входящая в закон всемирного тяготения называется гравитационной массой. Тогда как во второй закон Ньютона входит инертная масса

Невесомость — состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой или подвесом (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением, пренебрежимо мала.

Есть два вида невесомости.

Потеря веса, которая возникает на большом расстоянии от небесных тел из-за ослабления притяжения, называется статической невесомостью. А состояние, в котором находится человек во время полета по орбите,— динамической невесомостью.

Взаимодействие, возникающее в месте соприкосновения тел и препятствующее их относительному движению, называют трением.

Величину, характеризующую это взаимодействие – силой трения.

Сила трения (скольжения и качения) всегда направлена вдоль поверхностей соприкасающихся тел в сторону противоположную скорости движения тела по неподвижной поверхности.

Если тело катится по поверхности другого тела, то возникающее в месте их контакта трение называют трением качения.

Сила трения покоя направлена против возможного перемещения тела.

Сила трения покоя препятствует относительному смещению соприкасающихся тел. • Она растет вместе с силой, стремящейся сдвинуть тело с места и все время равна ей по модулю и противоположна по направлению.

Закон Гука: Изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости.

Fупр. = k*Δl

Δl- удлинение тела

k – коэффициент пропорциональности, который называется жёсткостью.

Жёсткость тела зависит от формы и размеров тела, а также от материала, из которого оно изготовлено. Закон Гука справедлив только для упругой деформации

8. Работа механических сил. Вычисление работы в общем случае. Графическое представление работы. Определение Мощности. Единицы измерения энергии и мощности. Консервативные силы. Работа консервативных сил. Теорема о работе консервативных сил по замкнутой траектории. Неконсервативные силы. Понятие о диссипации . Работа неконсервативных сил - сил сухого и вязкого трения.

Работа – мера передачи движения или энергии от одного тела к другому

Графическое представление работы:

М ощность.

Мощность в физике — это количество работы, которая совершается за единицу времени.

Мощность — это скалярная физическая величина, которая характеризует скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения, потребления энергии.

Диссипация энергии — переход части энергии упорядоченных процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. д.) в энергию неупорядоченных процессов, в конечном итоге — в тепло

Диссипативная система – система, в которой имеет место диссипация энергии упорядоченного процесса

Ес­ли Диссипация энергии про­ис­хо­дит в замкну­той сис­те­ме, то эн­тро­пия сис­те­мы воз­рас­та­ет. Диссипация энергии в откры­тых сис­те­мах, обуслов­лен­ная про­цес­са­ми уно­са энер­гии из систе­мы, напр. в виде из­луче­ния, мо­жет при­во­дить к умень­шению эн­тро­пии рас­смат­ри­вае­мой систе­мы при уве­личе­нии пол­ной энтро­пии системы и окружаю­щей среды. Это обеспечива­ет важную роль про­цессов Диссипация энергии в умень­ше­нии удель­ной энтро­пии веще­ства на ста­диях об­разо­вания галактик и звёзд в тео­рии го­рячей Все­ленной. Благо­даря Диссипация энергии газ ве­ще­ства в го­ря­чей Все­лен­ной фор­мирует плотные объ­екты (звёз­ды, планеты).

В случае, если тело движется в обратном направлении А12= –А21, т.е. изменение направления движения по траектории на противоположное вызывает изменение знака работы. Следовательно, при движении материальной точки по замкнутой траектории работа консервативной силы равна нулю (например, поднятие и опускание груза):

(1)

Консервативными силами являются силы гравитационного взаимодействия, силы упругости, электростатические силы. Силы, не удовлетворяющие условию (1), называются неконсервативными. К неконсервативным силам относят силы трения и сопротивления. Поле, в котором действуют консервативные силы, называется потенциальным.

9. Кинетическая энергия тела и системы тел. Изменение кинетической энергии и работа системы тел. Кинетическая энергия . Общий случай. Потенциальная энергия.Потенциальная энергия – способность совершать работу вследствие нахождения в поле консервативных сил – в потенциальном поле. О потенциальной энергии можно говорить только в контексте тех сил, работа которых не зависит от формы траектории тела. Такие силы н азываются консервативными Потенциальная энергия деформированного тела:

10. Поле сил. Потенциальное поле. Потенциальная энергия гравитационного поля. Потенциальная энергия сжатой пружины. Связь потенциальной энергии и силы. Закон сохранения механической энергии различные формулировки для открытых и замкнутых систем. Понятие действия. Принцип наименьшего действиях

Поле сил (силовое поле) – пространство, в котором действует сила(гравитации; упругости; трения, например, внутреннее трение в потоке). Поле стационарное, если не зависит от времени.

1 . Поле силы тяжести

Вблизи поверхности Земли сила тяжести постоянна. Т.е. поле тяготения можно считать однородным, стационарным.

Потенциальная энергия пружины

Рассматривая в качестве накопителя энергии пружину, следует отметить ее отличительные свойства от иных физических тел, которые могут накапливать энергетический потенциал. Традиционно понимается следующее: для накопления потенциала для последующего движения необходимо совершение движения в силовом поле:

F – сила, действующая на тело; l – величина перемещения в силовом поле

Окончательная формула:

Закон превращения и сохранения энергии

Суммарное число значений потенциальной и кинетической энергий объекта обозначают как механическая энергия. Для каждого конкретного объекта механическая энергия определяется не выбором системы отсчета, в которой рассчитывают скорость движения исследуемого объекта, а установлением уровня условного нуля для всех видов потенциальных энергий, определенных у данного объекта. Механическая энергия определяет свойство объекта (системы объектов) совершать работу за счет изменения скорости перемещения объекта или изменения расположения взаимодействующих объектов относительно друг друга.

С формулируем закон сохранения механической энергии с помощью математического уравнения:

Глядя на представленную формулу видно, что энергия не появляется из ниоткуда и не исчезает в неизвестном направлении; лишь происходит преобразование одной разновидности в другую или переход между взаимодействующими объектами. В изолированной или закрытой системе, т.е. системе, на которую не оказывают влияния силы извне или их возможно игнорировать, энергетический обмен с внешней средой не происходит, и внутренняя энергия объекта не изменяется. В ней могут происходить лишь превращения потенциальной энергии в кинетическую и наоборот. Принцип наименьшего действия позволяет получить уравнения движения для механических систем, силовое воздействие на которые определяется исключительно потенциальной энергией.

11. Динамика вращательного движения материальной точки. Специфика действия силы. Вывод уравнения вращательного движения материальной точки. Определение момента импульса материальной точки.

Основное уравнение вращательного движения твердого тела (2-й закон Ньютона для вращательного движения т.т.)

Пусть твердое тело вращается вокруг некоторой оси, закрепленной неподвижно относительно выбранной системы отсчета. В этом случае все точки твердого тела вращаются по окружностям, центры которых лежат на оси ОZ. Т.т. можно рассматривать как систему частиц (или м.т.) с неизменными расстояниями между ними. Пусть тело состоит из n частиц; запишем для i – й частицы уравнение моментов:

Сложим почленно все уравнения моментов, записанные для

всех м.т. системы (т.е. для всего тела) :

Это основное уравнение вращательного движения твердого тела в общем виде: скорость изменения момента импульса тела относительно начала координат равна моменту внешних сил, действующих на тело.

М омент инерции тела относительно данной оси вращения равен сумме произведений элементарных масс на квадрат их кратчайшего расстояния до этой оси

Момент импульса тела относительно оси вращения равен произведению момента инерции тела относительно этой оси на его угловую скорость.