- •1. Кинематика материальной точки. Система отсчета. Кинематические уравнения движения. Уравнение траектории.
- •2. Вектор перемещения. Скорость и ускорение как производные от радиус-вектора по времени. Тангенциальное и нормальное ускорения.
- •3. Элементы кинематики вращательного движения твердого тела. Угол поворота. Угловая скорость. Угловое ускорение. Связь линейных и угловых кинематических величин.
- •4. Понятие состояния в классической механике. Первый закон Ньютона – закон инерции. Инерциальные системы отсчета.
- •5. Масса и импульс. Сила. Второй закон Ньютона. Уравнение динамики материальной точки.
- •6. Механическая система. Внешние и внутренние силы. Третий закон Ньютона. Центр масс механической системы и закон его движения.
- •7. Момент силы и момент импульса. Уравнение моментов для материальной точки.
- •8. Импульс и момент импульса системы частиц. Замкнутая система материальных точек. Законы сохранения импульса и момента импульса.
- •9. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела вокруг оси. Момент инерции.
- •10. Энергия, как единая мера различных форм движения материи. Работа. Вычисление работы переменной силы. Мощность.
- •11. Кинетическая энергия частицы и системы частиц. Связь кинетической энергии системы с работой действующих на нее сил.
- •12. Кинетическая энергия и работа при вращении твердого тела.
- •13.Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия частицы и ее связь с силой поля.
- •14. Полная механическая энергия и закон ее изменения. Закон сохранения механической энергии. Общефизический закон сохранения и превращения энергии.
- •15. Механический принцип относительности и преобразования Галилея. Классический закон сложения скоростей.
- •16. Постулаты специальной теории относительности (сто). Относительность понятия одновременности. Преобразования Лоренца.
- •17. Следствия из преобразований Лоренца: замедление хода времени, Лоренцево сокращение длины, релятивистский закон сложения скоростей.
- •18. Релятивистское преобразование импульса. Основное уравнение релятивистской динамики.
- •19. Релятивистское преобразование кинетической энергии. Полная энергия и энергия покоя. Выражение полной энергии через импульс. Взаимосвязь массы и энергии покоя.
- •20. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы. Уравнение состояния идеального газа. Термодинамические диаграммы равновесных изопроцессов.
- •22. Распределение Максвелла молекул идеального газа по скоростям теплового движения. Наиболее вероятная, среднеарифметическая и среднеквадратичная скорости теплового движения молекул.
- •23. Барометрическая формула. Распределение Больцмана для частиц во внешнем потенциальном поле.
- •24. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Число степеней свободы. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул.
- •25. Теплота и работа как функции процесса. Вычисление работы, совершаемой идеальным газом в различных процессах.
3. Элементы кинематики вращательного движения твердого тела. Угол поворота. Угловая скорость. Угловое ускорение. Связь линейных и угловых кинематических величин.
Пусть некоторая точка движется по окружности радиуса R (рис. 6). Ее положение через промежуток времени t зададим углом . Элементарные (бесконечно малые) повороты можно рассматривать как векторы (они обозначаются или). Модуль вектора равен углу поворота, а его направление совпадает с направлением поступательного движения острия винта, головка которого вращается в направлении движения точки по окружности, т.е. подчиняется правилу правого винта (рис.6).
Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени: Вектор направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта, единица измерения – (рад/с)
Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени:
Связь между линейными (длина пути s, пройденного точкой по дуге окружности радиуса R, линейная скорость v, тангенциальное ускорение , нормальное ускорение) и угловыми величинами (угол поворота , угловая скорость , угловое ускорение ) выражается следующими формулами:
В случае равнопеременного движения точки по окружности (=const)
где 0 — начальная угловая скорость.
4. Понятие состояния в классической механике. Первый закон Ньютона – закон инерции. Инерциальные системы отсчета.
В классической физике понятие “состояние” отражает способ существования физических объектов (систем), характеризующийся мгновенным значением всех (взаимосвязанных и равноценных) динамических переменных, проявляющихся в данном отношении (физическая теория описывает процессы в виде связи состояний
Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. Стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Поэтому первый закон Ньютона называют также законом инерции.
Механическое движение относительно, и его характер зависит от системы отсчета. Первый закон Ньютона выполняется не во всякой системе отсчета, а те системы, по отношению к которым он выполняется, называются инерциальными системами отсчета. Инерциальной системой отсчета является такая система отсчета, относительно которой материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно. Первый закон Ньютона утверждает существование инерциальных систем отсчета.
Опытным путем установлено, что инерциальной можно считать гелиоцентрическую (звездную) систему отсчета (начало координат находится в центре Солнца, а оси проведаны в направлении определенных звезд). Система отсчета, связанная с Землей, строго говоря, неинерциальна, однако эффекты, обусловленные ее неинерциальностью (Земля вращается вокруг собственной оси и вокруг Солнца), при решении многих задач пренебрежимо малы, и в этих случаях ее можно считать инерциальной