Шпоры по физике - 1 семестр

☺ Ускорение первая производная от скорости по времени или вторая производная то радиус вектора по времени. Нормальное

Тангенсальное

Модуль тангенсального ускорения характеризует быстроту изменения модуля скорости м.т.

Модуль ускорения

☺ Вычисление пути м.т. Перемещения.

Равномерное прямолинейное:

Равнопеременное прямолинейное:

☺ Кинематика вращательного движения твердого тела. Равномерное и равнопеременное движение.

Вращение тела вокруг неподвижной оси АВ – движение твердого тела при котором все точки прямой АВ жестко связанны с телом остаются неподвижными.

Мерой перемещения всего тела за малый промежуток времени ∆t для вращательного движения служит вектор элементарного угла поворота ∆φ

☺ Кинематика вращательного движения твердого тела. Вектор элементарного угла поворота – вектор, модуль которого равен самому углу поворота dφ за промежуток времени dt, направленный вдоль лси вращения по правилу правого буравчика: если рукоятку буравчика вращать в сторону увеличения угла φ, то поступательное движение буравчика даст направление вектора dφ). Угловая скорость – отношение вектора элементарного угла поворота dφ к некоторому промежутку времени dt, в течение которого происходил этот поворот. Угловое ускорение – первая производная от угловой скорости по времени.

☺ Частный случай вращательного движения. Равномерное вращение – такое вращение, при котором угловая скорость = const. Частота – число полных оборотов, совершаемых телом при равномерном движении по окружности в единицу времени. Период – время, за которое точка совершает один полный оборот. Равнопеременное вращение – вращение при котором угловое ускорение = const.

☺ Связь угловых и линейных характеристик вращательного движения.

Тангециальное и нормальное ускорения.

Составляющая ускорения, направленная к центру кривизны траектории, т.е. перпендикулярно (нормально) скорости, называется нормальным ускорением

В общем случае ускорение направлено под углом к скорости. Составляющая ускорения, направленная вдоль скорости, называется тангенциальным ускорением .

☺ 1 закон Ньютона: м.т. сохраняет состояние покоя или прямолинейного равномерного движения, пока внешняя сила не выведет ее из этого состояния. Сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или деформируется. Масса – скалярная величина, которая является мерой инертности тела. Масса – величина аддитивная, те масса всего тела равна сумме масс частей этого тела Ускорение – первая производная от скорости по времени или вторая производная от пути по времени. 2 закон Ньютона: скорость изменения импульса м.т. равна действующей на нее силе.

☺ Импульс тела – величина, численно равная произведению массы на скорость тела и имеющая направление. Количество движения. Элементарный импульс силы - это векторная физическая величина, равная произведению силы на время её действия, мера воздействия силы на тело за данный промежуток времени.

☺ 3 закон Ньютона: две м.т. действуют друг на лдруга с силами равными по модулю, и направленными в противоположные стороны, вдоль прямой, соединяющей эти точки.

_F=-F

☺ Движение тела переменной массы.

Уравнение Мещерского- основное уравнение в механике тел переменной массы, полученное И. В. Мещерским для материальной точки переменной массы.

Уравнение Циолковского.

где  - число Циолковского.

☺ Работа – скалярное произведение силы на перемещение.

Механическая энергия – мера механического движения тел и механического воздействия системы тел друг с другом и с внешними телами.

☺ Консервативные силы – силы, действующие в потенциальных полях. Неконсервативные. Потенциальная энергия – механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. Закон сохранения энергии консервативной системы: в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы (внутренние и внешние).

☺ Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела: производная по времени момента импульса механической системы относительно неподвижной точки равна главному моменту всех внешних сил, приложенных к системе относительно той же точки.

☺ Момент силы относительно точки: векторное произведение радиус вектора r проведенного из неподвижной точки к точке приложения силы на эту силу.

M=[rF]

Неподвижной оси: проекция на эту ось вектора момента силы относительно произвольной точки, взятой на этой оси.

Момент импульса: L=[rP].

☺ Момент инерции м.т.: произведение массы на квадрат ее расстояния до оси. М системы материальных точек тела относительно оси: сумма произведения масс на квадрат их расстояния до оси.

Т. Штейнера (док.)

☺ Кинетическая энергия малого элемента тела массой dm, вращающегося вокруг неподвижной оси

Кинетическая энергия всего тела:

Работа для вращательного движения тела

Мощность

Различают среднюю мощность за промежуток времени :

и мгновенную мощность в данный момент времени:

☺ Центр масс и закон его движения.

☺ Абсолютно упругий удар. Неупругий. Пример прямого, центрального соударения шаров.

☺ Движение в поле центральных сил.

Сила, действ. На м.т. называется центральной, если она зависит только от расстояния между м.т. и некой неподвижной точкой, называемой центром силы и направлена всюду: либо от центра, либо к центру.

Гравитационное поле – поле центральных сил. Силы тяготения всегда направлены вдоль прямой, соединяющей взаимодействующие тела

Вектор g не зависит от m и наз. напряж.

Напряженность поля тяготения определяется силой, действующей на м.т. единичной массой со стороны поля и совпадает по направлению с действующей силой. Потенциал φ – скалярная величина, определяемая потенциальной энергией тела единичной массы в данной точке поля или работой по перемещению единичной массы в поле. Связь между силой и потенциальной энергией. П=mGMh/R₀²=mgh. F=GmM/R²

☺ Закон всемирного тяготения: между любыми двумя материальными точками действует сила взаимного притяжения, прямопропорц… и обратнопропорц....

F=Gm₁m₂/r²

Первая космическая скорость - такая минимальная скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно могло двигаться вокруг Земли по круговой орбите, те превратиться в искусственный спутник Земли. По 2 зН:

GmM/r²=mv²/r, g=GM/R₀², а у поверхности Земли R₀≈r то v²=gR₀=7,9км/с

Вторая космическая скорость – та наименьшая скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно могло преодолеть притяжение Земли, и привратиться в спутник Солнца. V²=2gR₀≈11,2 км/с

Третья космическая скорость – скорость, кот необходимо сообщить телу на земле, чтобы оно покинуло пределы солнечной системы, преодолев притяжение Солнца. V=16,7 км/с

☺ Неинерциальные системы отсчета – системы отсчета, движущиеся относительно инерциальной системы с ускорением. Но к ним можно применять законы динамики, если ввести силы инерции.с Скорость в Н.С.О.

☺ Ускорение в Н.С.О. Абсолютное, переносное кориолисово ускорения.

☺ Колебания – прочесы повторяющиеся во времени. Гармонические колебания – периодические колебания, в которых колеблющаяся величина изменяется по закону sin или cos. Периодические – колебания при которых колеблющиеся величины, характеризующие систему, повторяются через равные промежутки времени. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Решение уравнения.

☺ Метод векторных диаграмм. Сложение двух одинаково направленных гармонических колебаний.

☺ Кинетическая и потенциальная энергия м.т., совершающей прямолинейные гармонические колебания.

☺ Когерентные гармонические колебания – такие колебания у которых разность фаз остается постоянной во времени.

Биения – негармонические колебания, получившиеся в результате наложения двух одинаково направленных гармонических колебаний с близкими частотами.

☺ Затухающие колебания. Затухание – трение с окружающей средой. Е колебаний системы уменьшается – уменьшается амплитуда колебаний. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Его решение.

Условный период. Логарифмический декремент затухания.

☺ Вынужденные механические колебания – колебания, возникающие в системе под влиянием переменного внешнего воздействия. Дифференциальное уравнение. Его решение.

☺ Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.

☺ Элементы теории относительности. Преобразования Лоренца.

☺ Следствия из преобразования Лоренца.

☺ Связь массы и энергии. Полной энергии массы и импульса в релятивистской механике.

☺ Термодинамическая система. Ее параметры и процессы. Уравнение Менделеева – Клайперона.

☺ Внутренняя энергия. Работа. Теплота. 1 начало термодинамики.

☺ Теплоемкость в-ва удельная. Малярная. Уравнение Майера. Связь между теплоемкостями.

☺ Адиабатный процесс. Уравнение адиабаты.

☺ Работа, совершаемая газом в адиабатном процессе и изопроцессах.

☺ 1 начало термодинамики для изопроцессов.

☺ Теплоемкость в-ва. Для различных изопроцесса.

☺ Обратимые процессы. Необратимые. Термодинамический процесс – обратимый, если после него можно вернуть систему в исходное состояние так, что в окружающей среде не останется никаких изменений. В противном случае, процесс – необратимый. Все реальные процессы – необратимые, тк они сопровождаются трением.

Энтропия – функция S состояния системы, дифференциал которого в обратимом процессе равен отношению малого количества δQ, сообщаемого системе к абсолютной температуре системы. dS= (δQ/T)_обр.

Энтропия сложной системы равна сумме энтропий всех ее однородных частей, те S – величина – аддитивная. При нагревании системы, dS>0. При охлаждении dS<0.

☺ Политропный процесс. Работа.

☺ Энергия Гельмгольца.

☺ 2 начало термодинамики. Процесс, при котором не происходит никаких изменений, кроме передачи тепла от горячего тела к холодному является необратным.

3 начало термодинамики. Энтропия всех тел в состоянии равновесия стремится к нулю по мере приближения температуры к абсолютному нулю.

☺ Диаграмма T-S для изопроцессов.

☺ Теоремы Карно.

т.1 Термический КПД не зависит от природы рабочего тела и определяется только температурой нагревателя и холодильника.

т.2 Термический КПД любого обратимого цикла не может превосходить термический кпд цикла Корно, проведенного между экстремальными точками рабочего тела, рассматриваемого цикла.

☺ Молекулярно-кинематическая теория строения в-ва. Закон Дальтона.

☺ Круговые процессы. Цикл Карно прямой. Обратный. Термодинамический коэффициент полезного действия.

☺ Средняя арифметическая скорость поступательного движения молекул идеального газа. Средняя квадратичная. Наиболее вероятная.

☺ Распределение Максвелла. Опыт Штерна.

☺ Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы.

☺ Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

☺ Явление переноса. Законы Ньютона, Фурье, Фика.

☺ Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле.