- •Кинематика материальной точки.
- •Радиус-вектор, скорость и ускорение.
- •Нормальная и тангенциальная составляющая.
- •Радиус кривизны траектории.
- •Кинематика вращательного движения. Угловые скорость и ускорение.
- •Связь линейных и угловых характеристик движения.
- •Инерциальные системы отсчёта.
- •Понятие силы и инертной массы.
- •Законы динамики.
- •Силы в природе.
- •Фундаментальные взаимодействия. Свойства сил упругости и тяготения.
- •Свойства сил трения.
- •Закон сохранения импульса системы материальных точек.
- •Работа переменной силы.
- •Кинетическая энергия и её связь с работой внешних и внутренних сил.
- •Понятие поля.
- •Консервативные силы и потенциальные поля.
- •Закон сохранения механической энергии.
- •Диссипация энергии.
- •Поступательное и вращательное движение твёрдого тела.
- •Момент силы.
- •Момент импульса материальной точки.
- •Связь между моментом силы и моментом импульса. Основное уравнение динамики вращательного движения.
- •Момент инерции.
- •Кинетическая энергия вращающегося тела.
- •Преобразования Галилея.
- •Постулаты сто.
- •Свойства пространства и времени.
- •Преобразования Лоренца.
- •Следствия преобразований Лоренца.
- •Релятивистское изменение длин и промежутков времени. Энергия в сто.
- •Статистический и термодинамический методы исследования.
- •Термодинамические параметры.
- •Идеальный газ.
- •Термодинамическая система.
- •Равновесные и неравновесные состояния и процессы.
- •Среднеквадратичная скорость молекул.
- •Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры.
- •Количество теплоты.
- •Первое начало термодинамики.
- •Адиабатный процесс.
- •Тепловые двигатели и холодильные машины.
- •Обратимые и необратимые процессы.
- •Цикл Карно для идеального газа и его кпд.
- •Второе начало термодинамики.
- •Вечный двигатель второго рода.
- •Статистическое толкование второго начала термодинамики.
- •Энтропия в термодинамике.
- •Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям теплового движения.
- •Вероятностное толкование закона распределения Максвелла. Барометрическая формула.
- •Закон Больцмана для распределения частиц идеального газа во внешнем потенциальном поле.
- •Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул идеального газа.
- •Эффективный диаметр молекулы.
- •Реальные газы.
- •Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.
- •Уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •Внутренняя энергия реального газа.
Связь линейных и угловых характеристик движения.
Если угловое перемещение всех точек абсолютно твёрдого тела одинаково, то все точки тела имеют одинаковую угловую скорость и одинаковое угловое ускорение в данный момент времени.
Линейные характеристики – перемещение, скорость, ускорение – различны для разных точек твёрдого тела. Связь между линейными и угловыми характеристиками движущейся точки можно получить, используя равенство d=ds/r.
Дифференцируя это равенство по времени, получаем: ds/dt=r(d/dt) или =r.
Дифференцируя это равенство по времени дважды, получаем соотношение между тангенциальным и угловым ускорением: d2s/dt2=r(d2/dt2) или a=r.
Инерциальные системы отсчёта.
Первый закон Ньютона (закон инерции). Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не изменит это состояние.
Системы отсчёта, в которых выполняется первый закон Ньютона называют инерциальными.
К таким системам относится, например, гелиоцентрическая система отсчёта, в которой за начало координат принимают солнце, а оси проводят в направлении звёзд, которые считаются неподвижными.
Понятие силы и инертной массы.
Сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел.
Инертность – свойство тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Физическая величина, являющаяся мерой инертности тела при поступательном движении, называется массой. Масса тела равна сумме масс всех частиц (или материальных точек), из которых оно состоит.
Поступательное движение твёрдого тела может быть охарактеризовано движением одной точки – центром масс (центром инерции).
Центр масс системы материальных точек – точка, координаты которой определяются следующими соотношениями:
n – число материальных точек, mi – масса i-ой материальной точки, xi, yi, zi – координаты i-ой материальной точки.
Законы динамики.
Второй закон Ньютона. Этот закон устанавливает связь между динамическими и кинематическими величинами и является основным законом динамики.
Ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом) в инерциальной системе отсчёта, пропорционально действующей на точку силе, обратно пропорционально массе материальной точки и по направлению совпадает с силой: a=F/m.
Ускорение центра масс системы определяется результирующей силой.
Ньютоном второй закон механики был сформулирован не через ускорение, а через импульс тела (количество движения).
Изменение количества движения (импульса тела) пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению прямой, по которой эта сила действует.
Импульсом тела называют произведение массы тела на скорость его движения: p=mV.
Так как a=dV/dt, то формулу a=F/m можно записать в виде F=m(dV/dt)=(d/dt)mV=dp/dt.
Единица силы – ньютон(Н).
Ньютон – сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с2 в направлении действия силы.
Третий закон Ньютона. Силы с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены в противоположные стороны прямой, соединяющей эти тела: F1=-F2.