- •Ответы к экзамену по физике Вопрос №1. Скорость и ускорение при криволинейном движении. Кинематика вращательного движения.
- •2. Кинематика вращательного движения.
- •Вопрос № 4. Потенциальная и кинетическая энергия. Потенциальное силовое поле. Закон сохранения импульса.
- •Вопрос №5. Динамика вращательного движения: основные велечины, основное уравнение и закон сохранения момента импульса.
- •Вопрос №6. Пружинный маятник. Кинетическая, потенциальная и полная энергия колебательного движения.
- •Вопрос №7.
- •Вопрос №8. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Термодинамическая температура.
- •Вопрос №9. Внутренняя энергия и теплота. Распределение энергии по степеням свободы молекул в идеальном газе.
- •Вопрос №10. Теплоёмкость термодинамической системы. 1-ое начало термодинамики.
- •Вопрос №18. Сила и плотность электрического тока. Условия существования электрического тока. Эдс и напряжение.
- •29. Закон полного тока. Вихревой характер магнитного поля
- •30. Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •Вопрос 33
- •Вопрос 34 Колебательный контур. Электромагнитные колебания.
- •Постулаты
- •Опыт Франка — Герца
Вопрос № 4. Потенциальная и кинетическая энергия. Потенциальное силовое поле. Закон сохранения импульса.
Кинетическая энергия механической системы — это энергия механического движения этой системы.
Сила, действуя на покоящееся тело и вызывая его движение, совершает работу, а энергия движущегося тела возрастает на величину затраченной работы. Таким образом, приращение кинетической энергии частицы на элементарном леремещении равно элементарной работе на том же перемещении: Тело массой движущееся со скоростью обладает кинетической энергией
Кинетическая энергия зависит только от массы и скорости тела. Поэтому кинетическая энергия: (1) является функцией состояния системы; (2) всегда положительна; (3) неодинакова в разных инерциальных системах отсчета.
Потенциальная энергия (W) — механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. Потенциальная энергия системы, подобно кинетической энергии, является функцией состояния системы. Она зависит только от конфигурации системы и её положения по отношению к внешним телам.
Примеры потенциальной энергии:
Потенциальная энергия тела массой m на высоте h :
Потенциальная энергия пружины, растянутой на длину
Единица кинетической и потенциальной энергии — Джоуль (Дж).
Закон сохранения энергии. Полная механическая энергия системы — энергия механического движения и взаимодействия т.е. равна сумме кинетической и потенциальной энергий. В системе тел, между к-рыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем:
Пусть взаимодействие тел осуществляется посредством силовых полей, характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Такие поля называются потенциальными, а силы, действующие в них,- консервативными.
Вопрос №5. Динамика вращательного движения: основные велечины, основное уравнение и закон сохранения момента импульса.
---основное уравнение динамики вращательного движения (момент силы)
плечо силы — кратчайшее расстояние между линией действия силы и точкой О, угол между вектором силы и радиус-вектором
---момент инерции
Моментом инерции системы МТ (тела) относительно оси вращения называется физическая величина, равная сумме произведений масс n материальных точек системы на квадраты их расстояний :
---момент импульса
--основное ур. динамики вращ. движения через импульс.
Кинетическая энергия :
Аналогия между основными величинами, описывающими поступательное и вращательное движения:
Вопрос №6. Пружинный маятник. Кинетическая, потенциальная и полная энергия колебательного движения.
Колебания, при к-рых смещение МТ меняется со временем только по закону косинуса (или синуса), называютгармоническими.Такие колебания описываются уравнением: Здесь: смещение МТ от положения равновесия в момент времени
-фаза колебания; - угол в момент времени (начальная фаза);
A – амплитуда колебания = - максимальное смещение МТ от положения равновесия
циклическая или круговая частота, равная числу колебаний, к-рые совершает МТ за секунд.
используется и линейная частота (или просто частота) колебаний число колебаний за 1с. На нижней зависимости — гармоническое колебание с частотой и
Рассматривается пружинный маятник, а это уже — тело массы m, движущееся горизонтально без трения за счет упругости пружины ; ; , здесь - постоянная величина, зависящая от характеристик колеблющейся системы. Итак, гармонические колебания порождаются силой , а это и есть упругая сила, подчиняющаяся закону Гука. Теперь м-но написать дифференциальное уравнение (ДУ), описывающее гармонич. колебания: или
;
Колебания возникают при деформации растяжения – сжатия некоторого тела, а именно – пружины, и соответству Используя соответствующие формулы для энергий, несложно получить, во-1-ых, выражение для мгновенного значения кинетич. энергии; во-2-ых, мгновенное значение потенциальной энергии, наконец, в-3-их, полная энергия пружинного маятника (полная механическая энергия колебаний не испытывает
Физич. систему, колебания к-рой м-но приближенно рассматривать как гармонические, называют гармоническим осциллятором (ГО).
Математически временнýю динамику (изменение во времени) такой системы описывают дифференциальным ур-нием здесь переменная, описывающая отклонение нек-рой величины от её равновесного положения частота отклонения.