- •1.Кинематическое описание движения частицы. Скорость и ускорение.
- •2. Нормальное и тангенциальное ускорение.
- •3. Поступательное и вращательное движение твердого тела
- •Вращательное движение твердого тела
- •4. Угловая скорость и угловое ускорение
- •5. Мгновенная ось вращения.
- •6. Первый закон Ньютона и инерциальные системы отсчета
- •7. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея и следствия из них.
- •8. Преобразования Лоренца и следствия из них
- •9.Закон сложения скоростей в релятивистской механике.
- •10.Сила. Масса и импульс.
- •11. Второй закон Ньютона как уравнение движения
- •12. Третий закон Ньютона и закон сохранения Ньютона
- •13. Центр масс и закон его движения
- •14. Момент силы и момент импульса
- •15. Закон сохранения момента импульса
- •16. Момент импульса твердого тела относительно неподвижной оси вращения
- •17.Момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера.
- •18. Работа. Мощность. Кинетическая энергия
- •19. Кинетическая энергия твердого тела.
- •20. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная сила.
- •21. Закон сохранения энергии в механике
- •22. Гармонические колебания и их характеристики.
- •23. Уравнение движения и энергия гармонического осциллятора.
- •24. Вынужденные колебания. Амплитуда вынужденных колебаний
- •25. Функция распределения молекул по скоростям
- •26. Барометрическая формула
- •27. Основной закон динамики вращательного движения
- •28. Работа при вращении
- •Формулировка
- •31. Теплоемкость идеальных газов.
- •32. Уравнение адиабаты идеального газа.
- •33. Энтропия. Второе начало термодинамики.
- •34. Закон Кулона. Единицы измерения заряда.
- •35. Электрическое поле. Напряженность электрического поля.
- •36. Принцип суперпозиции. Линии напряженности электрического поля.
- •37. Работа сил электростатического поля. Потенциал.
- •38. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля.
- •39. Энергия взаимодействия системы точечных зарядов Объемная плотность заряда
- •40. Теорема Гаусса для вектора напряженности электростатического поля.
28. Работа при вращении
Работа и мощность при вращении твердого тела.
Найдем выражение для работы при вращении тела. Пусть сила приложена в точке , находящейся от оси на расстоянии , — угол между направлением силы и радиус-вектором . Так как тело абсолютно твердое, то работа этой силы равна работе, затраченной на поворот всего тела. При повороте тела на бесконечно малый угол точка приложения проходит путь и работа равна произведению проекции силы на направление смещения на величину смещения:
.
Модуль момента силы равен:
,
тогда получим следующую формулу для вычисления работы:
.
Таким образом, работа при вращении твердого тела равна произведению момента действующей силы на угол поворота.
29. Единицы измерения физических величин в механике. Формулы размерности.
30. Первое начало термодинамики.
Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.
Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца[1]. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источниковэнергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существованиявечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.
Формулировка
Существует несколько эквивалентных формулировок первого начала термодинамики
В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным.[2] Это — формулировка Дж. П. Джоуля (1842 г.).
Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил
Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе, то есть, оно зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход. Это определение особенно важно для химической термодинамики[2] (ввиду сложности рассматриваемых процессов). Иными словами, внутренняя энергия является функцией состояния. В циклическом процессе внутренняя энергия не изменяется.
Изменение полной энергии системы в квазистатическом процессе равно количеству теплоты Q, сообщённому системе, в сумме с изменением энергии, связанной с количеством вещества N при химическом потенциале μ, и работы A'[3], совершённой над системой внешними силами и полями, за вычетом работы A, совершённой самой системой против внешних сил
ΔU = Q − A + μΔN + A'.
Для элементарного количества теплоты δQ, элементарной работы δA и малого приращения dU внутренней энергии первый закон термодинамики имеет вид:
dU = δQ − δA + μdN + δA'.
Разделение работы на две части, одна из которых описывает работу, совершённую над системой, а вторая — работу, совершённую самой системой, подчёркивает, что эти работы могут быть совершены силами разной природы вследствие разных источников сил.
Важно заметить, что dU и dN являются полными дифференциалами, а δA и δQ — нет.