Вопросы к теоретическим коллоквиумам

(Первый семестр)

Механика, молекулярная физика, термодинамика

Коллоквиум 1

1. Предмет физики и связь физики с другими науками. Методы физических исследований.

- Физика - наука о природе, изучающая модели природных явлений. Предметом физики является материя, т. е. какие-то тела, которые мы можем увидеть и потрогать, к тому же предметом физики является поле. Поле - это материя (её особый вид), которую нельзя увидеть и потрогать. Физика тесно связана с такими науками, как биология, химия, астрономия и т. п. Методы физический исследований: эксперимент, наблюдение, гипотеза. Эксперимент: изучение физики благодаря воссозданию каких-либо природных явлений в виде физических моделей. Наблюдений - метод исследования, который проводится путем изучения каких-либо естественных явлений. Гипотеза - метод исследования, который состоит в постановке проблемы и решения этой проблемы математическим путем

2. Система отсчета. Вектор перемещения. Путь.

- Система отсчёта – совокупность неподвижных друг относительно друга тел, по отношению к которым рассматривается движение, и отсчитывающих время часов.

Пример: Гелиоцентрическая СО – тело отсчета Солнце. Геоцентрическая СО – тела отсчета Земля.

Вектор перемещения – (перемещения) направленный отрезок прямой (вектор), соединяющий начальную и конечную точки траектории.

Путь - расстояние, отсчитанное вдоль траектории, (длина участка траектории).

3. Скорость (средняя, мгновенная).

- векторная величина, характеризующая быстроту перемещения частицы по траектории и направление, в котором движется частица в каждый момент времени.

- Мгновенная скорость - векторная величина, равная первой производной радиус-вектора движущейся точки по времени.

, следовательно, модуль мгновенной скорости равен первой производной пути по времени:

- Средняя скорость – отношение приращения Δr радиус-вектора точки к промежутку времени Δt.

Вектор средней скорости характеризует изменение положения радиус-вектора.

Если стремится к предельному значению.

4. Ускорение при криволинейном движении (мгновенное, нормальное, тангенциальное).

- Мгновенное ускорение материальной точки – достижение скорости предельного значения за малый промежуток времени t, где t стремиться к 0. Таким образом, ускорение а есть векторная величина, определяемая первой производной скорости по времени.

Нормальное ускорение – характеризует изменение скорости по направлению;

Вектор а_n направлен в данной точке перпендикулярно скорости к центру кривизны траектории (центростремительное ускорение); Быстрота изменения направления касательной к траектории определяется скоростью движения точки по окружности и степенью искривлённости траектории.

Тангенциальное ускорение – характеризует изменение скорости по величине(модулю) и направлению вдоль скорости (или в обратную сторону);

Равна первой производной по времени от модуля скорости.

5. Угловая скорость, угловое ускорение.

- Угловая скорость - (псевдовектор)векторная величина, равная первой производной угла поворота по времени. (где Δt – время, за которое совершается поворот Δφ)

Вектор ω направлен вдоль оси вращения по правилу винта, т.е. также как и вектор φ

В векторном виде

- Угловое ускорение – (псевдовектор)векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени.

При вращении тела вокруг неподвижной оси вектор углового ускорения направлен вдоль оси вращения в сторону вектора элементарного приращения угловой скорости.

При ускоренном движении вектор ε сонаправлен с вектору ω, а при замедленном – противоположен ему.