Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Теория на экзамен

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2025
Размер:
763.3 Кб
Скачать

Тело отсчета

Система отсчета

Материальная точка

Траектория

 

Путь S

 

 

 

 

 

 

 

 

Радиус-вектор r

 

 

 

Закон движения

t

 

r

Перемещение

Вектор скорости

Кинематика материальной точки

Тело, служащее для определения положения других тел.

Совокупность тела отсчета, связанных с ним координат и синхронизованных часов.

Тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

Множество точек, пройденных материальной точкой в процессе движения.

Длина траектории.

Вектор, проведенный из начала координат в текущее положение материальной точки.

 

Функция времени, описывающая положение материальной точки в пространстве.

 

Вектор, направленный от начальной точки к конечной:

 

 

 

 

 

 

r

r2

r1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dr

 

 

 

dV

 

 

V

 

 

 

 

 

dt

Вектор ускорения

 

 

a

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя скорость Отношение пройденного пути к времени, за которое это путь пройден: V

 

 

Проекция вектора ускорения на касательную к траектории.

 

Тангенциальное ускорение

 

 

a

Физический смысл: описывает изменение скорости по модулю:

a

 

 

 

 

 

 

S

t

dV dt

Нормальное ускорение

 

 

a

n

Проекция вектора ускорения на перпендикуляр к траектории.

Физический смысл: описывает изменение скорости по направлению:

 

 

 

V

2

 

a

 

 

 

;

n

R

 

 

 

 

 

 

 

Кинематика твердого тела

 

Абсолютно твердое тело

 

Система материальных точек, расстояния между которыми в процессе движения

 

 

не изменяются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поступательное движение

Движение твердого тела, при котором любая связанная с телом прямая остается

 

параллельной своему начальному положению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вращение вокруг неподвиж-

Движение твердого тела, при котором все точки тела движутся по окружностям,

 

ной оси

 

 

 

 

 

 

 

центры которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения.

 

 

 

 

 

 

Плоское движение

 

 

 

 

 

 

 

Движение твёрдого тела, при котором все его точки движутся в плоскостях, парал-

 

 

 

 

 

 

 

 

лельных некоторой неподвижной плоскости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вектор, численно равный углу поворота твёрдого тела в единицу времени, направлен-

 

 

Угловая скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

ный вдоль оси вращения тела. Направление определяется правилом буравчика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угловое ускорение

 

 

 

 

 

 

 

 

Связь линейных и угловых величин

 

 

S R ; V

, r ; a R .

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамика материальной точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Существуют системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тела сохраняют

 

 

 

 

1-й закон Ньютона

 

 

 

состояние покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии действий

 

 

 

 

 

 

 

на них со стороны других тел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мера взаимодействия тел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса m

 

 

 

Мера инертности тела.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-й закон Ньютона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ma

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Силы, с которыми две материальные точки действуют друг на друга, равны по модулю и

 

 

 

 

3-й закон Ньютона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей их:

F12

F21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принцип относи-

 

 

Все механические явления в различных инерциальных системах отсчета протекают

 

 

 

 

 

 

одинаково, а значит, никакими механическими опытами нельзя установить, покоится

 

 

 

 

тельности Галилея

 

 

 

 

 

 

 

 

данная система отсчета или движется прямолинейно равномерно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила гравитационного взаимодействия между двумя материальными точками пропорци-

 

 

 

 

Закон всемирного

 

 

ональна произведению их масс, обратно пропорциональна расстоянию между ними и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m1

m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тяготения

 

 

 

направлена по прямой, соединяющей эти точки F

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гравитационное взаимодействие. Обусловлено всемирным тяготением.

 

 

 

 

 

 

Фундаментальные

 

 

 

 

Слабое взаимодействие. Описывает процессы распада элементарных частиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

Электромагнитное взаимодействие. Взаимодействие заряженных частиц посред-

 

 

 

 

взаимодействия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ством электромагнитного поля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сильное взаимодействие. Удерживает протоны и нейтроны внутри атомного ядра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Законы сохранения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dp

 

 

 

 

 

 

 

 

Импульс материальной точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй закон Ньютона через импульс

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p m V

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производная импульса системы материальных точек по времени равна сумме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон изменения импульса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

внешних сил, действующих на эту систему:

 

 

Fвнеш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон сохранения импульса

 

 

 

 

Импульс системы сохраняется, если сумма действующих на неё внешних сил

 

 

 

 

 

 

 

равна нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m r

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Центр масс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точка с радиус-вектором rC

 

 

i

 

i

 

 

 

mi ri

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mi

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Центр масс любой системы материальных точек движется так, как если бы

 

 

Теорема

о движении центра

 

вся масса системы была сосредоточена в этой точке, и к ней были бы прило-

 

 

масс системы материальных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жены все внешние силы:

m

 

C

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

внеш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

dA

 

 

 

 

 

 

 

Работа

 

 

A

 

Fdl

 

 

 

 

 

 

Мощность

 

 

 

 

 

Скорость совершения работы:

; N F

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mV

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кинетическая энергия

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема о приращении кине-

 

 

Приращение кинетической энергии материальной точки или поступательно

 

 

 

 

 

движущегося твердого тела равно работе всех сил, приложенных к матери-

 

 

 

тической энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

альной точке или к телу:

A12 K K2

 

K1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Консервативная

(потенциаль-

 

 

Сила, работа которой по перемещению частицы зависит лишь от начального

 

 

 

ная) сила

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и конечного положений частицы и не зависит от траектории.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойство консервативных сил

 

 

Работа консервативной силы по замкнутой траектории равна нулю.

 

 

 

 

 

 

 

Потенциальная

 

 

 

 

 

 

энергия

 

 

Работа консервативных сил по перемещению частицы из точки 1 в точку 2

 

 

 

U x, y, z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вычисляется по формуле:

A12

U1 U2

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Связь силы и потенциальной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

U

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F U

 

i

 

 

 

j

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

y

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диссипативные силы

 

 

 

 

 

 

Силы, полная работа которых в замкнутой системе всегда отрицательна.

 

 

 

 

Закон сохранения механи-

 

Механическая энергия системы тел, между которыми действуют только консер-

 

 

 

ческой энергии системы

 

 

вативные силы, остаётся постоянной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Универсальный

закон

Энергия никогда не создаётся и не уничтожается,

она может только переходить из

 

 

 

сохранения энергии

 

 

 

 

одной формы в другую и обмениваться между отдельными частями материи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторное произведение радиус-вектора материальной точки на её вектор импульса

 

 

 

Момент импульса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

r , p r , mV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент силы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторное произведение радиус-вектора точки приложения силы на силу: M

r , F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение моментов

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производная момента импульса системы материальных точек по времени равна сумме

 

 

 

Закон

 

 

 

изменения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

момента импульса

 

 

 

моментов внешних сил, действующих на эту систему:

M внеш .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон сохранения момента импульса

 

 

 

Момент импульса системы сохраняется, если сумма моментов дей-

 

 

 

 

 

 

ствующих на неё внешних сил равна нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамика твёрдого тела

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сумма произведений масс материальных точек твердого тела на квадрат расстояний от них

 

 

Момент инерции

 

 

 

до оси вращения:

 

I mi Ri2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физический смысл: Момент инерции является мерой инертности в динамике вращательно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

го движения, т.е. выполняет при вращении роль массы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стержень

(центр

 

 

 

масс):

 

 

 

 

Стержень

 

 

(крайняя

 

точка):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mR2

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

ml

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ml

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цилиндр: I

 

 

Шар: I

mR

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

5

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема

Штейнера

Момент инерции твердого тела относительно произвольной оси равен сумме момента инерции этого тела относительно оси, проходящей через его центра масс параллельно данной оси, и про-

изведения массы тела на квадрат расстояния между осями:

I0

Ic m a

2

.

 

Связь момента импульса и угловой скорости

Связь момента силы и углового ускорения

Уравнения динамики плоского движения

L

I

z

z

 

I

z

 

z

M

z

 

 

 

 

ma

 

F

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

IC z

M Cz

Кинетическая энергия вращающегося твердого тела

K

I

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Кинетическая энергия плоского движения.

 

m V

2

 

I

 

 

2

K

 

 

 

 

C

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

Принцип относительности Эйнштейна

Принцип постоянства скорости света

Преобразования Лоренца

Следствия преобразований Лоренца

Пространственновременной интервал

Релятивистская механика

Постулаты специальной теории относительности

Все физические законы и описывающие их уравнения в инерциальных системах отсчёта одинаковы.

Скорость света в вакууме есть величина постоянная, не зависящая от движения источ-

ника и приемника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x V t

 

;

y y;

z z;

t

t V

 

c

2

x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 V

2

c

2

 

 

 

1 V

2

c

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

Относительность одновременности: события, одновременные в одной системе отсчета, в другой системе происходят в разные моменты времени.

Сокращение длины: длина движущегося стержня в лабораторной системе оказывается меньше его собственной длины.

Замедление времени: временной отрезок, измеренный по часам лабораторной системы, оказывается больше временного отрезка между теми же событиями, измеренного по движущимся часам.

s

2

2

t

 

t

2

x

2

y

2

z

 

2

. Является инвариантом преобразо-

 

c

2

 

x

y

2

z

 

 

 

 

1

 

2

1

2

1

 

1

 

ваний Лоренца

Уравнение состояния

Макроскопические системы Системы, состоящие из большого числа частиц.

1 Моль Количество молекул, масса которых в граммах равна массе одной молекулы в углеродных единицах.

Молярная масса μ

Масса одного моля.

Число Авогадро

N

А

 

6,022 1023

моль

1

 

.

Количество вещества ν

Давление p

Число молей:

m

.

 

 

 

Cила, действующая на единицу площади: p FS

Закон Авогадро

Равные объёмы любых газов в одинаковых условиях содержат одинаковое число молекул. При нормальных условиях (t=0°С; p0) один моль любого газа занимает объём: Vm 22,4 л;

Концентрация n

Нулевое начало термодинамики

Термодинамическая шкала температур

Уравнение состояния

Идеальный газ

Уравнение МенделееваКлапейрона

Универсальная газовая постоянная

Число молекул в единице объёма:

n

N

V

 

 

В состоянии термодинамического равновесия температура всех частей системы одинакова.

T K t C 273,15

Уравнение связи между термодинамическими параметрами: давлением, объёмом и температурой

Газ, молекулы которого взаимодействуют только по законам абсолютно упругого столкновения; притяжение и отталкивание между молекулами отсутствует.

 

Уравнение состояния идеального газа: PV

m

RT или

p nkT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 8,31

Дж

 

 

Постоянная Больцмана

k R Na 1,38 10 23 Дж К

 

 

 

 

 

Моль

К

 

 

 

 

 

 

 

 

Основное уравнение кинетической теории газов

p2 n пост

3

Барометрическая формула

Первое начало термодинамики

 

 

 

gh

 

p p0 e

RT

Зависимость атмосферного давления от высоты

 

 

 

Первое начало термодинамики

Тепло, поступившее в систему, расходуется на увеличение её внутренней энергии и на совершение работы: Q dU A .

Физический смысл: Закон сохранения энергии для тепловых процессов.

Работа идеального газа

Адиабатический процесс

Уравнение адиабаты (уравнение Пуассона)

Показатель адиабаты

pdV

Происходит без теплообмена с окружающей средой.

PV

 

const.

 

C p

CV

Теплоёмкость Количество теплоты,

Теплоёмкость при

по-

C

 

R

 

 

 

 

стоянном объёме

 

V

 

1

 

 

 

Уравнение Майера

 

 

 

 

которое нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на 1K

 

i

R

 

Теплоёмкость при по-

C

 

 

R

 

i 2

R

 

 

p

 

 

 

2

 

 

 

стоянном давлении

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C p

CV R

 

 

 

 

 

 

 

Закон равнораспределения энергии по степеням свободы

На каждую степень свободы молекулы приходится в среднем одинаковая ки-

нетическая энергия, равная kT 2

:

 

 

i

kT

2

 

 

 

 

 

Тепловая машина

Коэффициент полезного действия

Цикл Карно

Первая теорема Карно

Вторая теорема Карно

Циклические процессы

Устройство, позволяющее преобразовывать часть внутренней энергии тела в работу.

 

 

A

1

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

Состоит из двух изотерм и двух адиабат.

 

 

 

Коэффициент полезного действия цикла Карно

не зависит от рабочего тела:

 

 

 

 

 

1

T

 

 

 

 

 

 

Карно

х

, где Tн

– температура нагревателя, Tх

– температура холодильника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

Цикл Карно имеет наибольший коэффициент полезного действия по сравнению с иными циклами в том же интервале температур.

Второе начало термодинамики и энтропия

Вечный двигатель 1-го рода Машина, совершающая работу без затрат энергии.

Вечный двигатель 2-го рода Тепловая машина, в которой вся подводимая теплота переходит в работу.

2-е начало термодинамики в Невозможно построить периодически действующую тепловую машину, един- формулировке Кельвина ственным результатом которой было бы совершение механической работы.

2-е начало термодинамики в Невозможен процесс, при котором теплота самопроизвольно переходила бы от формулировке Клаузиуса более холодных тел к более нагретым.

Обратимый процесс При прямом и обратном проходе система проходит через одни и те же равновесные состояния.

Функция состояния S k ln , где k – пост. Больцмана, а Ω – статистический вес состояния. Энтропия Физический смысл: Энтропия является мерой неупорядоченности (хаоса, беспорядка) системы.

Чем больше энтропия, тем больше беспорядка в системе.

 

2-е начало термодинамики (ко-

Энтропия замкнутой системы не может убывать (либо возрастает, либо не

 

 

личественная формулировка)

изменяется):

S 0

 

 

Приращение энтропии в равновесном процессе

 

dS Q

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

Постоянное электрическое поле в вакууме

 

 

Свойства электриче-

существует 2 вида зарядов: положительный и отрицательный

 

 

ских зарядов

квантование электрического заряда: минимальная порция заряда по модулю равна

 

 

 

заряду электрона

 

 

 

 

 

величина электрического заряда одинакова во всех инерциальных системах отсчета

 

 

 

Закон сохранения электрического заряда: в любой электрически изолированной си-

 

Закон Кулона

Закон Кулона в векторной форме

Напряженность электрического поля

стеме алгебраическая сумма зарядов не изменяется.

Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

 

1

 

q

 

q

 

1

 

9

м

 

F

 

1

 

 

2

, где

9

. Сила направлена вдоль прямой, соединяю-

4

 

r

2

 

4

10

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щей заряды. Одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые – притягиваются.

 

 

1

 

q

 

 

q

 

 

 

 

 

F

 

1

 

 

2

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

4

 

 

r

3

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила, действующая со стороны поля на единичный положительный заряд:

F

E q

 

 

 

Электрическое

поле

то-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

q

 

 

 

 

чечного заряда

 

 

Скалярная форма:

E

 

4

 

r

2 ; векторная форма: E

4

 

3

r ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

Линии напряжённости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Касательная к ним в каждой точке совпадает с вектором

E

 

 

 

 

 

 

 

электрического поля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойства

линий

Начинаются на положительных зарядах,

заканчиваются – на отрицательных. Густота

 

 

напряжённости

линий напряжённости пропорциональна величине вектора напряжённости.

 

 

Теорема Гаусса для напряжённости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электрического поля

 

 

 

 

 

 

 

Интегральная форма:

EdS

 

внутр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поле бесконечной заряженной плос-

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кости

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Циркуляция

электростатического

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Edl 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потенциал точечного заряда

 

 

 

 

 

 

 

1

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Связь потенциала и напряженности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электрического поля

 

 

 

 

 

 

 

E

;

 

 

 

 

 

 

Edl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрический диполь

 

 

 

 

 

 

Система из двух одинаковых по модулю разноимённых зарядов.

 

 

Электрический дипольный момент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вектор

p

ql

 

, направленный от отрицательного заряда к положитель-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ному.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потенциал диполя

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

p cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрическое поле в веществе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внутри проводника в состоянии равновесия E=0 и φ=const

 

 

 

 

 

Свойства электростатическо-

 

 

Заряды в проводнике могут быть только на поверхности

 

 

 

 

 

 

 

 

У

поверхности

 

проводника

вектор

 

напряжённости

электрического поля

 

 

 

го поля в проводниках

 

 

 

 

 

 

 

 

 

направлен по нормали к поверхности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность заряда больше на выступах и меньше на углублениях поверхности

 

 

 

Экранирование

 

 

 

 

Внешние заряды, в том числе и заряды на поверхности проводника, не создают

 

 

 

 

 

 

в полости внутри проводника никакого электрического поля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диэлектрик

 

 

 

 

Вещество, не проводящее электрический ток, т.к. в нем нет свободных зарядов

 

 

Связанные заряды

 

 

 

Заряды, входящие в состав молекул диэлектрика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сторонние заряды

 

 

 

Заряды, которые находятся внутри диэлектрика, но не входят в состав его мо-

 

 

 

 

 

лекул, а также заряды, расположенные за пределами диэлектрика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Поляризованность

 

 

 

Дипольный момент единицы объёма диэлектрика:

P

 

pi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

Диэлектрическая восприим-

 

Коэффициент пропорциональности между поляризованностью и напряженно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чивость

 

 

 

 

стью электрического поля: P

0E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диэлектрическая проницаемость и её

 

 

1.

Показывает, во сколько раз поле в диэлектрике меньше

 

 

 

физический смысл

 

 

 

 

 

 

 

по сравнению с вакуумом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вектор электрического смещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

0 E P

 

 

 

 

 

 

Теорема Гаусса для вектора электрического смещения

Связь вектора электрического смещения и напряженности электрического поля

DdS qвнутр

D 0 E

Энергия поля. Электрический ток

 

Ёмкость конденсатора

 

 

Отношение заряда к напряжению C

q

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физический смысл электроём- Электроёмкость – это заряд, который нужно сообщить обкладкам кон-

 

 

кости

денсатора, чтобы увеличить его разность потенциалов на единицу.

 

 

Формула плоского конденсатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

0 S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потенциальная энергия взаимодействия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

q q

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двух точечных зарядов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

4

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергия взаимодействия системы про-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

W , где

W

 

 

 

 

1

 

 

q q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ij

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

водников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вз

 

 

 

 

 

 

 

 

ij

 

 

 

4

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

ij

 

 

 

 

 

Полная электрическая энергия системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проводников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wполн

 

 

 

qi i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qU

 

CU

2

 

 

 

 

q

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергия заряженного конденсатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

2C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объёмная плотность энергии электриче-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dW

 

 

 

E

2

 

ED

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергия единицы объёма:

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ского поля

 

 

dV

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

dq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон Ома

 

 

U=IR где R – электрическое сопротивление

 

 

 

 

 

Удельное сопротивление

 

R

l

, где ρ – удельное сопротивление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dI

 

 

Вектор плотности тока

 

Вектор

j

направлен параллельно линиям тока и j

 

 

 

dS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон Ома в локальной форме

 

j

 

E E , где

 

– удельная проводимость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон Ома для неоднородной цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RI1–φ2+E=U12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитное поле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Элемент тока

Idl

в точке с радиус-вектором r

создаёт

 

 

Закон Био-Савара-Лапласа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

I dl , r12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

магнитное поле dB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

q V , r

 

 

 

 

 

 

Магнитное поле движущегося заряда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитное поле кругового тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

0

 

 

2 I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитное поле прямого тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

0

 

 

2I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Всегда замкнуты или уходят на бесконечность (не

 

 

Свойства линий магнитной индукции

 

 

 

 

 

имеют начала и конца)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Любая линия, входящая в замкнутую поверхность, вы-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ходит из неё.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции

 

 

BdS

0 – В природе отсутствуют магнитные заряды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции

 

Bdl

0 I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила Ампера

На элемент тока Idl

в магнитном поле B действует сила dF

I

dl , B .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила взаимодействия, приходящаяся на единицу длины каждого из параллельных про-

 

Сила взаимодействия

 

водников, пропорциональна величинам токов в них I1 и I2 и обратно пропорциональна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2I I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

параллельных токов

 

расстоянию b между ними: Fед

 

1

.

 

 

 

 

 

 

4

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Токи одного направления притягиваются, а противоположного – отталкиваются.

 

 

 

 

Вектор

 

 

, направленный по нормали к плоскости контура и равный по вели-

 

Магнитный диполь-

 

pm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный момент

 

 

 

IS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чине

p

m

, где S – площадь контура, а I – протекающий в нём ток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитная проницае-

 

Величина μ показывает, во сколько раз магнитная индукция в веществе больше по

 

мость

 

сравнению с вакуумом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжённость маг-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нитного поля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон электромагнит-

 

 

В замкнутом проводящем контуре при изменении охватываемого им магнитно-

 

 

 

 

го потока возникает электрический ток

Ei

d

 

 

ной индукции

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правило Ленца

 

 

Индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине,

 

 

 

 

его вызывающей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индуктивность

 

Коэффициент пропорциональности между током в контуре и создаваемым при

 

 

этом полным магнитным потоком через этот контур: Ф=LI

 

 

 

 

 

Самоиндукция Возникновение ЭДС индукции в контуре при изменении протекающего в нём же тока

 

ЭДС самоиндукции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

d

L

dI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

si

 

 

 

 

dt

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность тока сме-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения Максвелла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Со стороны электромагнитного поля на заряд действует сила: F

qE q VB

, где

 

 

Сила Лоренца

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

– напряжённость электрического поля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

– индукция магнитного поля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

0 E , где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

– электрическая индукция (электрическое смещение)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε – диэлектрическая проницаемость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

0 H

, где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материальные уравнения

 

 

H

 

– напряженность магнитного поля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ – магнитная проницаемость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

E E* , где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

– вектор плотности тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ – проводимость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

– напряженность электрического поля сторонних сил

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения Максвелла в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

DdS

 

 

dV

 

 

BdS 0

 

 

 

 

 

 

Edl

 

dS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интегральной форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

Hdl j

t

dS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения Максвелла в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

B 0

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

H j

 

 

дифференциальной форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t