Физика все ответы ЗА ВТОРОЙ СЕМЕСТР / Fizika_1_1-1_2

1.Механика

1.1Кинематикачастицы (материальной точки).

1.Описание движения: системы отчета и системы координат. Тело отчетаперемещение тел по отношению к другим телам.

Система отчетасовокупность систем тел отчета, систем координат и часов позволяющих измерять временные интервалы между событиями.

2.Понятие частицы (материальной точки).

Материальная точка — тело, размеры которого допустимо считать бесконечно малыми в пределах допущений исследуемой задачи.

3.Траектория. Путь. Средняя (путевая) скорость.

Путьдлина участка траектории пройденной частицей за определенный промежуток времени..

Траектория - линия в пространстве, представляющая собой множество точек, в которых находилась, находится или будет находиться материальная точка при своём перемещении в пространстве.

Средняя скоростьнекая усреднённая характеристика скорости частицы за время её движения.

Средняя путевая скоростьэто отношение длины пути, пройденного телом, ко времени, за

которое этот путь был пройден . В отличии от мгновенной скоростиэта величина не векторная.

4.Мгновенная скорость и ускорение при движении по прямой. Пример: равноускоренное движение.

Мгновенная скоростьвекторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направления движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта.

Ускорениепроизводная скорости по времени, векторная величина, показывающая, насколько изменяется вектор скорости точки (тела) при её движении за единицу времени. Равноускоренное движениедвижение, при котором ненулевой вектор ускорения остаётся неизменным по модулю и направлению.

5.Пространственное движение. Радиус-вектор. Вектор перемещения. Радиус-вектор- вектор, задающий положения точки в пространстве относительно некоторой заранее фиксированной точки, называемой началом координат. Вектор перемещенияэто направленный отрезок прямой, соединяющий начальное

положение тела с его последующим положением. Перемещение – величина векторная. Вектор перемещения направлен от начальной точки движения к конечной.

6.Мгновенная скорость.

Мгновенная скоростьвекторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направления движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта. ∆x- перемещение частицы. t- очень маленькое.

Ѵ=(∆x/ Δt) (Ѵ- знак скорости в физике).

7.Вычисление длины пути по мгновенной скорости.

-

8.Ускорение. Тангенциальная и нормальная компоненты ускорения.

Ускорениепроизводная скорости по времени, векторная величина, показывающая, насколько изменяется вектор скорости точки (тела) при её движении за единицу времени. a=dѴ/dt.

Тангенциальное компонентное ускорение определяет изменение скорости только по величине, но не по направлению.

Нормальное компонентное ускорениеопределяет изменение скорости по напралению.

атау= dѴ/dt. an=Ѵ^2/r.

9.Описание движения по окружности. Связь угловых характеристик движения по окружности с линейными.

Положение тела на окружности определяется радиусом-вектором .

10.Пример: движение по окружности. Определение векторов угловой скорости и углового ускорения.

1.2Динамикачастицы (материальной точки).

1.Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отчета.

1-й закон. Существуют такие системы отсчета, в которых тело сохраняется в покое или прямолинейного равномерного движения. Такие системы отчета называются инерциальными.

2.Принцип относительности Галилео.

Принцип относительностифундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

3.Второй закон Ньютона.

F=va. F и a со значком вектора. Измеряется в кг*м/с^2= H. a=dѴ/dt

F=m*(dm/dt)=(d/dt)(mѴ) F, m (слева) и Ѵ со значком вектора. mѴ=p p-импульс тела. Ѵ и p- со значком вектора.

F=dp/dt F и p- со значком вектора.

4.Второй закон Ньютона как уравнение движения. F=F(R; Ѵ) все со значком вектора.

M(dR/dt)=

5.Примеры: уравнение движения свободной частицы, уравнение движения частицы под действием постоянной силы, уравнение одномерного движения частицы под действием силы Гука.

-

6.Работа силы.

A=FS справа со значком вектора. S- вектор перемещения.

7.Вычисление работы придвижении по прямой.

F(x)=2x^2+7 a=5 b=12

∆A=∫(от12/до5)=(2x^2+7)dx=(2/3*12^3+7*12)=…..

8.Средняя и мгновенная мощность. Мощность- N

Мощностьфизическая величина равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Средняя мощностьфизическая величина, равная отношению работы к промежутку времени за который эта работа совершена. (Вт) N=dA/dt.

Мгновенная мощностьпредел, к которому стремится средняя мощность за бесконечно малый промежуток времени.

9.Кинетическая энергия.

Кинетическая энергиядинамическое состояние.

Eк=T=(mѴ^2)/2.

D(Ѵ^2)=d(Ѵ; Ѵ)=(dѴ;Ѵ)+(Ѵ;dѴ)=2(dѴ;Ѵ) (dѴ;Ѵ)= ½d(Ѵ^2) все Ѵ со значком вектора.

10.Понятие силового поля. Консервативны (потенциальные) поля. Потенциальная энергия. Примеры.

Силовое полезакон или правило по которому в каждой точке в некоторой области пространства ставится в соответствии некоторая сила.

Центральным полем называют силовое поле, все векторы которого направлены по лучам исходящих из точки называемым центром и зависящие только от расстояния до центра. Потенциальная энергия. Eп=G((m1m2)/(R^2))

G=6,67-10^(-11).

11.Закон сохранения полной механической энергии материальной точки в консервативном поле.

-

12.Графический анализ одномерного движения.

Смотреть фото (первое вправо от раб. стола ноута) + Ѵ=±корень ((2/m)*(E-Ux)).

13.Движение под действием силы Гука. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение.

Fг=-kx a=dѴ/dt=d3x/dt^2 ma=-kx

x=x(t) m(dx/dt)=-kx

Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. ((d^2)x/dt^2)+(ω^2)x=0 X=Acos(ωt+φ) (φ-фи)

A - Амплитуда гармонических колебаний.

ω- циклическая (круговая) частота гармонических колебаний. Φ- начальная фаза гармонических колебаний.

14.Гармонический осциллятор. Потенциальная энергия гармонического осциллятора. Гармонический осцилляторсистема движущиеся в консервативном поле Гука.

РисунокOx с черточками 0, X1 и X2. Вертикальная «стенка» чуть левее «0» и грузик справа от стенки соединенный с ней пружиной.

Eп=(mω^2x^2)/2

E=Eк+Eп=(mν/2)+(kx/2)=kA^2/2.

15.Малые колебания вблизи положения равновесия. Определение частоты малых колебаний.

Малые колебаниянаименьшее отклонения от равновесия. E(x)=Eп(0)+(Еп’(0)/z)*x^2.

16.Связь потенциальной энергии частицы и действующей на него силы в одномерном пространстве.

A=Fdx=-du U=Eп=u/x F=du/dx=-(dEп/dx)

Fп=-d/dx(mѴ^2x^2/2)=((mѴ^2)/2)*d/dx(x^2)=-mω^2x=-kx F=gradEп

17.Колебания, затухающие под действием силы пропорциональной скорости. Логарифмический декремент затухания.

ma=Fк+Fсопр.

d^2x/dt^2+Lg(dx/dt)+ω^2=0 уравнение затухания, ω с черточкой снизу! Логарифмический декремент затуханиябезразмерная физическая величина, описывающая уменьшение амплитуды колебательного процесса и равная натуральному

логарифму отношения двух последовательных амплитуд колеблющейся величины в одну и ту же сторону.

ǽ (каппа)=Ln(x(t)/x(t+T) ǽ= γ(гамма)T

18.Вынужденные колебания под действием периодической силы. Резонанс.

Резонансрезкое увеличение амплитуды вынужденных колебаний при сближении частоты собственных колебаний и вынужденных колебаний.

mQ=F+Fсопр.+Fe γ=de*cos*корня (vt)*φ

X=(f*cos(Ώt+ψ))/корень((ω^2-Ώ^2)+4 β^2Ώ^2)

19.Сложение колебаний. Примеры: сложение колебаний в одном направлении, биения, сложение колебаний во взаимно перпендикулярных направлениях, фигуры Лиссажу. Многомерное периодическое движение.

-

20.Пример неконсервативных сил: силы трения.

Консервативные силы (потенциальные силы) — силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует определение: консервативные силы — такие силы, работа которых по любой замкнутой траектории равна 0.

Трение — процесс взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде.

Трение скольжения, трение качения, покоя.

, где N — сила реакции опоры, a μ — коэффициент трения скольжения. Коэффициент μ зависит от материала и качества обработки соприкасающихся поверхностей и не зависит от веса тела. Коэффициент трения определяется опытным путем.

21.Импульс материальной точки. Импульс силы. p=mѴ p и Ѵ со значком вектора.

dp/dt=F p и F со значком вектора. dp=Fdt

22.Момент силы и момент импульса. c=[a;b]=ab все со значком вектора.

1)[a;b]=-[b;a] со значком вектора

2)[Ka;b]=K[a;b]=[a;Kb] a и b со значком вектора. Если K со знаком «-», то вектор меняет направление.

3)[a;b+c]=[a;b]+[a;c] со значком вектора.

Если суммарный момент силы = 0, то момент импульса частицы не изменяется со временем.

23.Уравнение движения момента импульса и закон его сохранения.

Если условия сохранения импульса сохранить, то останется постоянная проекция импульса на любую ось.

Rx; Ry; Rz – const.

L=[R,p] момент импульса тела. Все со значком вектора.

24.Центральные силовые поля. Свойства движения частицы в центральном поле (сохранение энергии, сохранение момента импульса, плоскость траектории).

Момент силы действующий на частицу в центре поля = 0.

Центральным полем называют силовое поле, все векторы которого направлены по лучам исходящих из точки называемым центром и зависящие только от расстояния до центра.

1)Момент импульса частицы в центральном поле – const, I-const.

2)Любое центральное поле является консервативным и следовательно в таком поле сохраняется полная механическая энергия.

3)Любая траектория частицы в центральном поле является плоская.

25.Закон всемирного тяготения. Гравитационная постоянная.

-

26.Потенциальная энергия частицы в поле тяготения сферического тела. F=G(m1m2/R1?2^2)

Eп=-G(m1m2/R^2) G=6,67*10^-11

1-я космическая скоростьmin скорость для выхода на низкую круговую орбиту.

27.Космические скорости.

1-я космическая скоростьmin скорость для выхода на низкую круговую орбиту. (7,9 км/с) 2-я космическая скоростьmin скорость для преодоления гравитационного притяжения. (11,2 км/с)

3-я космическая скоростьmin скорость для преодоления гравитационного притяжения земли и солнца, для выходя за пределы солнечной системы. (16,6-72,8 км/с)

4-я космическая скоростьmin скорость для преодоления притяжение галактики в данной точке. (Скорость движения самого Солнца вокруг центра Галактики составляет примерно 217 км/с, и если бы оно двигалось примерно вдвое-втрое быстрее, то со временем покинуло бы Млечный Путь.) (550 км/с)

28.Сила тяжести. Вес. Невесомость.

Вес теласила с которой тело действует на подвес или площадку на которой стоит. P=mg если тело покоится

P=m(g-a) если тело движется, где a-ускорение.

Невесомостьсостояние тела, которое движется только под действием сил тяготения.

29.Классификация орбит в центральном поле тяготения. E=((mѴ^2)/2)-G(Mm/R)

1)E<0 – орбита эллиптическая

2)E=0 – парабола

3)E>0 – гипербола

30.Движение планет (Закон Кеплера).

1)Все тела вращаются вокруг солнца по эллипсам и Солнце расположено в одном из фокусов.

2)Радиус-вектор направленный из солнца на планету за равные промежутки времени заметают равные площади.

3)T1^2/T2^2=g1^2/g2^2