Симетрія (просторова симетрія, суть симетрії часу)
Матерія та її єдність із законами симетрії
Чотири типи взаємодії та їх характеристики (Гравітаційна взаємодія, Слабка взаємодія, електромагнітна взаємодія, сильна взаємодія
Взаємозв’язок простору і часу
Симетрія фізичних законів
Симетрія законів збереження (законі збереження)
Фізична картина світу
Місце фізики у сучасному житті
Головна задача механіки. Систе́ма відліку. Система координат
Матеріа́льна то́чка. Визначення положення МТ у просторі, радіус-вектор.
Кінематичні рівняння поступального і обертального рухів.
Основні характеристики руху. Миттєва швидкість тіла. Середня швидкість. Тангенціальне і нормальне(доцентрове) прискорення
Охарактеризувати види руху та навести відповідні рівняння
Фізичні властивості рідин і твердих тіл (Випаровування ;Розчинення газів в рідинах;Кипіння;Теплове розширення ;Стисливість ;В'язкість;Текучість; руйнування; міцність; Пласти́чність; Температура плавлення)
Маса. Зв’язок маси тіла з його вагою. Одиниці виміру маси та ваги тіла.
Маса як мірило інертності тіла. Другий закон Ньютона.
Терези. Типи терезів та вимірювання ваги.
Густина, як фізична характеристика речовини. Методи визначення густини.
Інерціальні системи. Перший закон Ньютона.
Сила. Однини ці вимірювання сили. Прояви дії сили. Другий закон Ньютона.
Центр інерції механічної системи.Особливості руху центра інерції замкненої механічної системи.
Імпульс МТ та повний імпульс механічної ситеми. Закон збереження імпульсу.
Третій закон Ньютона: закон дії та протидії
Робота та потенціальна енергія. Зв'язок сили з потенціальною енергією матер. точки. Розрахунок роботи.
Момент інерції твердого тіла. Мотенти інерції тіл найпростішої форми.
Теорема Штейнера
Момент сили
Правило важелів Архімеда
Дисипативна енергія
Пружна деформація. Закон Гука. Модуль Юнга. Енергія деформованої пружини.
Робота та потенціальна енергія. Зв'язок сили з потенціальною енергією МТ . Розрахунок роботи.
Закон збереження енергії.
Однорідне силове поле. Рух МТ в однорідному силовому полі.
Сила тертя. Сухе та вязке тертя. Рух твердого тіла по похилій площині
Гідростатика.Фізичні властивості рідин.
ЗАКОН ПАСКАЛЯ
ЗАКОН АРХІМЕДА
Принцип дії гідравлічного преса
Гідродинаміка. Теорема про неперервність течії
Рівняння Бернуллі та його наслідки
Рух реальної рідини. Сила внутрішнього тертя, коефіцієнт в’язкості.
Ламіна́рна та турбулентна течія. Число Рейнольдса. Умови ламінарної течії
Теорія подібності та її використання у фізико-технологічних процесах
Предмет дослідження молекулярної фізии. Будова речовини. Визначенння вуглецевих одиниць
Моль речовини. Число Авогадро.Характерний розмір молекул
Рівняння Клапейрона
Ізопроцеси. Закон Бойля-Маріотта
Зако́н Гей-Люсса́ка
Закон Шарля
Парціальний тиск. Закон Дальтона
Молекулярно-кінетична теорія газового тиску
Імовірність розподілу молекул за швидкостями.
Теорія хімічної будови Бутлерова
Структурна і просторова ізомерія.Фізичні методи визначенння структури молекул
Основні типи молекулярних зв’язків – іонний та ковалентний. Квантово-механічне пояснення ковалентного зв’язку.
Сили міжмолекулярної взаємодії. Сили Ван-дер-Вальса. Ізотерми Ван-дер-Вальса.
Явище переносу в газах
Нульове начало термодинаміки.
Внутрішня енергія ідеального газу.
Перший початок термодинаміки. Робота газу при сталому тиску.
Теплоємність газу за сталого об’єму та сталого тиску.
Закон Дюлонга та Пті.
Адіабатичний процес. Рівняння адіабати.
Цикл Карно. Коефіцієнт корисної дії теплової машини.
Теплові властивості реальних середовищ. Температурна діаграма процесу нагрівання речовини.
Питома теплота плавлення та пароутворення речовини
Робота теплових двигунів, холодильників.
Друге начало термодинаміки. Ентропія
Третє начало термодинаміки. Температурна шкала.
Пояснити причини утворення поверхневого шару рідини.
Сила поверхневого натягу
Силове й енергетичне тлумачення коефіцієнту поверхневого натягу рідини
Капілярні явища. Явище змочування і незмочування
Вивести формулу розрахунку висоти підняття рідини в капілярі
Формула Лапласа і її характеристика
Поверхнеко активні(ПАР) і поверхнево неактивні речовини. Їх властивості і характеристика
Рідкі кристали. Характеристика .Основні властивості , використання.
Полімери- загальна характеристика речовини, її використання.
Пояснити сутність фазових перходів першого та другого роду. Метастабільного стану.
Квантова рідина та її характеристика. Надплинність.
Види блиску та їх характеристика
Електризація тіл, два роди зарядів.
Поле точкового заряду. Силові лінії електричного поля. Геометрична інтерпретація полів силовими лініями.
Дискретінсть заряду, закон збереження заряду.
Закон Кулона
Напруженість електростатичного поля. Принцип суперпозиції електростатичного поля.
Електричний диполь. Дипольний момент. Поле диполя.
Теорема Гауссата її застосування до тіл простої геометричної форми.
Робота електростатичного поля з переміщення одиничного заряду
Потенціал. Різниця потенціалів. Еквіпотенціальні поверхні. Одиниця вимірювання потенціалу.
Поведінка провідників в електростатичному полі. Електроємність провідників. Одиниці вимірювання електроємності.
Конденсатори. Ємність плаского, сферичного конденсаторів.
Паралельне та послідовне з’єднання конденсаторів
Енергія плоского конденсатора
Дослід Міллікена-Йоффе
Класифікація матеріалів за електричними властивостями. Провіднки,діелектрики, напівпровідники та надпровідники.
Електричний диполь. Дипольний момент. Поле диполя.
Теорема Гауса
Полярні і неполярні молекули. Поляризація речовини.
Вплив речовини діелектрика на електричне поле.
Основна задача електростатики
П'єзоелектрики, сегнетоелектрики, піроелектрики.
Робота, енергія, об’ємна густина енергії.
Постійний електричний струм.Середня швидкість спрямованого руху електронів.
Провідність та питомий опір речовини
Електроопір лінійних провідників.Закон Ома для ділянки кола.
Паралельне та послідовне з’єднання резисторів
Перша та друге правило Кірхгофа.
Електричні прилади та їх використання
Розширення меж використання електричних приладів
Сторонні сили. Електрорушійна сила
Робота, потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца.
Електричний струм у металах
Класична електронна теорія металів.
Квантова теорія металів.
1.Симетрія - основні поняття 1. Симетрія - властивість об'єкта відтворювати себе при певних трансформаціях, які називаються операціями симетрії. Відсутність симетрії називають асиметрією.
Симетрія означає процес існування та становлення тотожних моментів, за певних умов й у певних стосунках між різними й протилежними станами явищ світу.
Просторова симетрія( характеризує фіз. об'єкти)поділяється:
симетрію просторового перенесення
симетрію щодо перенесень у часі
симетрію щодо повороту системи як цілого в просторі
симетрію щодо рівномірного руху опо прямій
Суть симетрії часу: встановлює рівномірність ходу часу, що у всякий час відносна швидкість всіх процесів у природі однакові.
*Особливим видом симетрії є ізотропність — незалежність властивостей фізичної системи від напрямку, однорідність — незалежність властивостей фізичної системи від точки простору. 2. Матерія та її єдність із законами симетрії Матерія - основа буття, яка проявляється у всій різноманітності і багатогранності об’єктів, процесів, явищ мікро-, макро- і мегасвіту. Існує в русі, розвитку та взаємоперетвореннях. 3. Чотири типи взаємодії та їх характеристики В природі за сучасними даними є лише чотири типи фундаментальних взаємодій:
Гравітаційна взаємодія: найслабша із фундаментальних взаємодій, однак її характерною особливістю є те, що тіла, які мають масу, завжди притягаються одне до одного. Гравітація є причиною земного тяжіння. Законами гравітації визначається рух Місяця навколо Землі і Землі та інших планет навколо Сонця.
Слабка взаємодія: найвідомішим її проявом є бета-розпад і пов'язана з ним радіоактивність. Взаємодія названа слабкою, оскільки напруженість відповідного їй поля в 1013менша, ніж у полів, що утримують разом ядерні частинки (нуклони і кварки) і в 1010менша за кулонівську на цих масштабах, проте значно сильніша ніж гравітаційна. Взаємодія має короткий радіус дії і проявляється лише на відстанях порядку розміру атомного ядра. Вважається, що вона характерна для кварків і лептонів
електромагнітна взаємодія: поширюється у формі електромагнітного поля, що складається з векторних безмасових квантів — фотонів. Завдяки нульовій масі фотонів взаємодія є далекодіючою; прикладом електромагнітної взаємодії на великій відстані є прийом випромінювання галактик і квазарів на відстанях у мільярди світлових років. В електромагнітній взаємодії беруть участь кварки і лептони, що мають електричний заряд. Електромагнітна взаємодія відповідає за притягання електронів до ядер атомів, а тому відповідає за формування атомів та молекул і за їхні властивості. Проявом електромагнітної взаємодії є також світло - потік фотонів.
сильна взаємодія(ядерна): найпотужніша із взаємодій, проявляється на малих відстанях (10-15 м, відстані співмірні з розміром ядра атома), пов'язує разом кварки, об'єднуючи їх в адрони, а також пов'язує протони і нейтрони в ядрі атома.
4. Взаємозв’язок простору і часу Просторові й часові співвідношення пов'язані між собою. Їх єдність виявляється в русі матерії; найпростіша форма руху - переміщення — характеризується величинами, що являють собою різні співвідношення між простором і часом (швидкість, прискорення). Усі ці співвідношення вивчає кінематика. Сучасна фізика виявила більш глибоку єдність простору й часу, що виражається в спільній закономірній зміні просторово-часових характеристик систем залежно від руху останніх, а також у залежності цих характеристик від концентрації мас у навколишньому середовищі. 5. Симетрія фізичних законів Симетрія закладена в основі всіх фундаментальних законів фізики: закону збереження імпульсу як наслідку однорідності простору; закону збереження моменту імпульсу як наслідку ізотропії простору; закону збереження енергії як наслідку однорідності часу; закону збереження швидкості центру мас (наслідок ізотропії простору-часу). 6. Симетрія законів збереження
Між законами збереження і законами симетрії існує глибокий звзок: кожному перетворенню симетрії відповідає фізична величина, яка зберігається, перевірка законів збереження є перевіркою фундаментальних властивостей простору-часу.
*Закони збереження:
імпульсу: повний імпульс системи матеріальних точок зберігається, тобто не змінюється з часом
маси: сума мас тіл, що взаємодіють, не змінюються зчасом
моменту імпульсу:момент імпульсу системи матеріальних точок, яка рухається в центральному силовому полі, відносно силового центра залишається сталим.
енергії: повна механічна енергія системи, на яку діють тільки консервативні сили, зберігається, тобто не змінюється з часом. 7. Фізична картина світу …Однією з основних особливостей елементарних частинок є їх універсальна взаємозалежність і взаімопревращаемость. У сучасній фізиці основнимматеріальним об'єктом є квантове поле, перехід його з одного стану в інший змінює число частинок. Остаточно затверджуються подання про відносність простору і часу, залежність їх від матерії. Простір і час перестають бути незалежними один від одного і, відповідно до теорії відносності, зливаються в єдиному чотиривимірному просторово-часовому. континуумі. 8. Місце фізики у сучасному житті Фізика - основа сучасної техніки і багатьох сучасних виробництв та технологій.
Механізація виробництва і електроенергетика, нові матеріали і речовини, надточні вимірювання і фізичний неруйнуючий аналіз, ядерна технологія і енергетика, надточні технології - це далеко не повний перелік галузей сучасного виробництва, корені яких закладені в фізиці. Фізика розкриває загальні закони і закономірності природи, встановлює зв'язки між явищами природи, а спеціальні науки доводять їх до конкретного технологічного втілення.
Знання законів природи, які вивчає фізика, вміння пояснювати явища природи, вільно орієнтуватися в яскравій і швидкій круговерті природних явищах - невід'ємна ознака і риса сучасної освіченої людини. Це визначає не лише її фахову підготовку, не лише забезпечує активну участь в суспільному виробництві, але і визначає інтелектуальний рівень людини в суспільстві. Тож не дивно, що усі економічно розвинуті країни світу надають великої уваги вдосконаленню системи фізичної освіти.
9. Головна задача механіки. Систе́ма відліку. Система координат
Головна задача механіки полягає у вивченні властивостей механічних систем, і, зокрема, у з'ясуванні їх еволюції в часі (визначення положення тіла у будь-який момент часу). Будучи одним з класів фізичних систем, механічні системи за характером взаємодії з оточенням поділяються на ізольовані (замкнуті), закриті та відкриті, за принципом зміни властивостей у часі - на статичні і динамічні.
Систе́ма ві́дліку — сукупність нерухомих одне відносно іншого тіл, відносно яких розглядається рух, і годинників, що відраховують час. Це одне з найважливіших понять, яке характеризує пізнавальний процес у фізиці. При вивченні фізичних систем і законів їх взаємодії необхідно встановити спосіб визначення положення, яке займає кожна система, і спосіб відліку моменту часу, який відповідає цьому положенню. Оскільки руху окремо взятого предмета не існує, то і його положення в певні моменти часу можна встановити тільки відносно якихось тіл, які в такому разі вважають за вихідні. Система відліку складається з вихідного тіла відліку (яке може довільно рухатися), пов'язаної з ним системи координат (напр., координатних осей х, у, z) з обраним початком для відліку просторового положення і з фіксованим початковим моментом для відліку часу, а також з відповідних вимірювальних засобів, зокрема масштабів і годинників.
Система координат — спосіб задання точок простору за допомогою чисел. Кількість чисел, необхідних для однозначного визначення будь-якої точки простору, визначає його вимірність. Обов'язковим елементом системи координат є початок координат - точка, від якої ведеться відлік відстаней. Іншим обов'язковим елементом є одиниця довжини, яка дозволяє відраховувати відстані. Всі точки одновимірного простору можна задати при обраному початку координат одним числом. Для двовимірного простору необхідні два числа, для тривимірного - три. Ці числа називаються координатами.
10. Матеріа́льна то́чка. Визначення положення мт у просторі, радіус-вектор.
Матеріа́льна то́чка (МТ) — в фізиці, зокрема в механіці, тіло, розмірами якого можна знехтувати в умовах даної задачі.
МТ у просторі треба мати систему відліку, а саме: тіло відліку, яке ми вважаємо за нерухоме, систему координат, зв'язану з цим тілом, та спосіб, прилад для вимірювання часу.
Ра́діус-ве́ктор— вектор, проведений з початку координат до даної точки. Радіус-вектор повністю визначає положення точки в системі координат, а компоненти радіус-вектора відповідно дорівнюють координатам точки. Наприклад, в просторовій декартовій системі координат, компоненти радіус-вектора дорівнюють декартовим координатам x, y, z точки.
11.Кінематичні рівняння поступального і обертального рухів.
Поступальним рухом твердого тіла називається такий його рух, при якому довільна пряма проведена у тілі рухається паралельно до свого початкового положення.
Обертальним
рухом
твердого тіла навколо нерухомої осі
називається такий рух, при якому дві
точки тіла залишаються нерухомими у
процесі його руху.Віссю обертання
твердого тіла називається пряма, яка
проходить через ці дві нерухомі точки.
12 Основні характеристики руху. Миттєва швидкість тіла. Середня швидкість. Тангенціальне і нормальне(доцентрове) прискорення
Рух - це зміна положення тіла відносно інших тіл у просторі.
Рух — поняття, яке використовується для позначення будь-яких змін, які відбуваються у Всесвіті.
Рух (фізика) — зміна положення кого-, чого-небудь унаслідок обертання, коливання, переміщення.
Основні характеристики руху:
Вектор переміщення
характеризує зміну положення матеріальної
точки за проміжок часу
=
=
;
Швидкість
Прискорення
Миттєва швидкість тіла - це його середня швидкість за такий малий відрізок часу, який включає цей момент, що протягом цього відрізка рух тіла можна вважати рівномірним. В такому випадку швидкість визначається як відношення відстані до часу:
,
Середня
швидкість
довільного руху за інтервал часу
—
це векторна величина
яка вказує на відстань пройдену за
одиницю часу
,
де
—
переміщення
тіла за час
*Миттєва швидкість нерівномірного руху — це вектор в точці, який є границею середніх швидкостей, коли інтервал часу прямує до нуля. Це відношення переміщення матеріальної точки за інтервал часу, коли цей інтервал прямує до нуля, тобто похідна:
.
Вектор швидкості спрямований по дотичній до траєкторії руху.В свою чергу, похідна від швидкості дає миттєве прискорення тіла у момент часу t.
Приско́рення — векторна фізична величина, похідна швидкості за часом, за величиною дорівнює зміні швидкості тіла за одиницю часу.
Тангенціальне і нормальне(доцентрове) прискорення
Напрямок прискорення не завжди збігається із напрямком швидкості. В загальному випадку вектор прискорення утворює з вектором швидкості деякий кут і розкладається на дві складові. Складова вектора прискорення, яка направлена паралельно до вектора швидкості, а, отже, вздовж дотичної до траєкторії, називається тангенціальним прискоренням.
Складова вектора прискорення, що направлена перпендикулярно до вектора швидкості, а, отже, вздовж нормалі до траєкторії, називається нормальним(доцентровим) прискоренням.
.
(Перший
член у цій формулі задає тангенціальне
прискорення, другий — нормальне, або
доцентрове.)
*Зміна напрямку одиничного вектора завжди перпендикулярна до цього вектора, тому другий член в цій формулі нормальний до першого.У випадку обертання тіла по колу зі швидкістю, що не змінюється за модулем, вектор прискорення перпендикулярний до вектора швидкості.
Одиниці виміру:
Швидкість(
)
(точніше її абсолютна
величина)
- [м/с]
Прискорення
(
)
-
[с2]