- •Конспект лекцій з фізики
- •Конспект лекцій з фізики
- •2. Елементи спеціальної теорії відносності
- •Частина 1 фізичні основи механіки
- •§1. Кінематика матеріальної точки
- •§2. Кінематика обертального руху
- •§3. Динаміка матеріальної точки
- •§4. Робота і енергія
- •Застосування законів збереження до центрального удару тіл
- •§5. Динаміка обертального руху
- •Основне рівняння динаміки обертального руху
- •§6. Енергія і робота при обертальному русі
- •Основи спеціальної теорії відносності
- •§1. Перетворення Галiлея. Механічний принцип відносності
- •§2.Постулати Ейнштейна
- •Перетворення Лоренца.
- •Найважливіші наслідки перетворень Лоренца
- •Релятивістський закон додавання швидкостей
- •§3. Поняття про релятивістську динаміку
- •Завдання для самостійного контролю знань
- •1. Момент сили.
- •2. Сили, робота яких залежить лише від початкового і кінцевого положень тіла і не залежить від шляху, по якому рухалося тіло.
- •3. Сили, робота яких залежить від шляху, по якому рухається тіло.
- •1. Енергія системи не виникає і не зникає, вона тільки переходить від одного тіла до іншого.
- •1. Усі фізичні явища протікають однаково в усіх інерциальних системах
- •2. Події, одночасні в одній системі відліку, також будуть одночасними будь-якій іншій інерціальній системі відліку.
- •3. Швидкість світла у вакуумі однакова в усіх інерціальних системах відліку і не залежить від руху джерела і приймача світла.
- •Задачі для самостійного розв’язування
- •Рекомендована література
- •§1. Кінематика матеріальної точки-----------------------------------------------------6
- •§2. Кінематика обертального руху------------------------------------------------------9
- •§3.Динаміка матеріальної точки--------------------------------------------------------10
- •§4. Робота і енергія------------------------------------------------------------------------12
- •§5. Динаміка обертального руху-------------------------------------------------------15
- •§6. Енергія і робота при обертальному рухові------------------------------------ -19
Задачі для самостійного розв’язування
1.1. Диск радіусом R=10см обертається навколо нерухомої осі так, що залежність кута повороту радіуса диска від часу задається рівнянням = А + Вt +Сt 2- Dt 3 (В = 1 рад/с, С = 1 рад/с2, D = 1 рад/с3 . Визначити для точок на ободі диска до кінця другої секунди після початку руху: 1)тангенціальне прискорення а ; 2) нормальне прискорення аn; 3)повне прискорення а.
(1.1,4м/с2; 2.28,4м/с2; 3. 28,9м/с2)
1.2.Диск обертається навколо нерухомої осі так, що залежність кута повороту радіуса диска від часу задається рівнянням = Аt 2(А = 0,1 рад/с ). Визначити повне прискорення точки на ободі диска до кінця другої секунди після початку руху, якщо в цей момент лінійна швидкість цієї точки = 0,4 м/с.
(0,25 м/с2 )
1.3.Підвішену на нитці кульку масою m=200г відхиляють на кут=450 . Визначити силу натягу нитки в момент проходження кулькою положення рівноваги
(3,11Н)
1.4.Мідна куля радіуса R=10см обертається з частотою n = 2об/с навколо осі, що проходить через центр. Яку роботу треба виконати , щоб збільшити кутову швидкість обертання кулі вдвічі? Густина міді 8, 6*103 кг/мк3.
(34,1Дж )
1.5.Автомобіль масою m=1,8 т спускається при виключеному двигуні з постійною швидкістю v =54 км/год по ухилі дороги (кут до обрію=300). Визначити, якою повинна бути потужність двигуна автомобіля, щоб він зміг підніматися на такий же підйом з тією ж швидкістю.
(27,7 кВт)
1.6.Матеріальна точка масою m=1кг рухалася під дією деякої сили відпо-відно до рівняння S=А-Вt+Сt2-Dt3 (В=Зм/с,С=5м/с2,D=1м/с3).Визначити по-тужність N, розвинену момент часу t =1с.
(16 Вт)
1.7.Тіло масою m1=3кг рухається зі швидкістю v1=2м/с і вдаряється об нерухоме тіло такої ж маси. Вважаючи удар центральним і непружним , визначити кількість теплоти, що виділилася при ударі.
(3 Дж )
1.8.Дві кулі масами m1=3кг і m2=2кг підвішені на нитках довжиною =1м. Спочатку кулі стикаються між собою, потім більшу кулю відхилили від положення рівноваги на кут=600 і відпустили. Вважаючи удар пружним, визначити швидкість другої кулі після удару.
(3,76 м/с )
1.9.Повна кінетична енергія Т диска, що котиться по горизонтальній поверхні, дорівнює 24 Дж. Визначити кінетичну енергію Т1 поступального і Т2 обертального руху диска. ( 1. 16 Дж, 2. 8 Дж)
1.10.Куля радіусом R=10см і масою m=5кг обертається навколо осі симетрії згідно з рівнянням = А + Вt 2 + Сt 3 (В =2 рад/с2, С =-0,5 рад/с3). Визначити момент сил М для t=Зс.
(-0,1 Нм)
1.11.Чоловік масою m=60кг, що стоїть на краю горизонтальної платформи масою М=120кг, що обертається по інерції навколо нерухомої вертикальної осі з частотою n1=10хв-1, переходить до її центра. Вважаючи платформу круглим однорідним диском, а чоловіка точковою масою, визначити , з якою частотою n2 буде тоді обертатися платформа.
(20 мин-1)
1.12.На барабан радіусом R=0,5м намотаний шнур, до кінця якого прив'язаний вантаж массою m1=10кг. Знайти момент інерції барабана, якщо відомо, що вантаж опускається з прискоренням а=2,04м/с2.
( 9,5 кг м2 )
І.13.Хлопчик котить обруч по горизонтальній дорозі зі швидкістю 7,2 км/ч. На яку відстань може вкотитися обруч на гірку за рахунок його кінетичної енергії? Ухил гірки дорівнює 10м на кожні 100м шляху.
(4,1 м )
1.14.Покажіть, що події, які відбуваються одночасно в різних точках в одній інерціальній ситемі відліку, неодночасні в іншій інерціальній системі відліку.
1.15.Визначити власну довжину стрижня, якщо в лабораторній системі його швидкість =0,6с, довжина =1,5м і кут між стрижнем і напрямком його руху=300.
(1,79 м)
1.16.Користуючись перетвореннями Лоренца, виведіть релятивістський закон додавання швидкостей при переході від системи К до системи К'.
1.17.Визначити кінетичну енергію електрона, якщо масса електрона, що рухається, утроє більше його маси спокою. Відповідь виразити в електрон-вольтах.
(1,02 МеВ )
1.18Визначити, яку прискорюючу різницю потенціалів має пройти електрон, щоб його подовжні розміри зменшилися в два рази.
(512 кВ)
1.19.Вивести у загальному виді зв’язок між релятивістським імпульсом, кінетичною енергією релятивістської частки і її масою.
1.20.Визначити релятивістський імпульс електрона, кінетична енергія якого Т= 1Гэв.
( 5,34*10-19кгм/с)