Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физика экзамен часть 1 механика.doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
02.08.2019
Размер:
605.7 Кб
Скачать

1.Материальная точка — тело, размерами и формой которого в данных условиях можно пренебречь.

Система отсчёта — совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов.

Вектор перемещения — вектор, начальная точка которого совпадает с начальной точкой движения, конец вектора — с конечной.

2. Основными кинематическими величинами, которые характеризуют движение точки, являются скорость и ускорение. Если материальная точка за определенный промежуток времени осуществила перемещение, то физическую величину, которая определяется отношением перемещения к промежутку времени, за который состоялось перемещение, будем называться средней скоростью.

Ускоре́ние (обычно обозначается  , в теоретической механике  ) — производная скорости по времени, векторная величина, показывающая, насколько изменяется вектор скорости точки (тела) при её движении за единицу времени (т.е. ускорение учитывает не только изменение величины скорости, но и её направления).

Ско́рость (часто обозначается  , от англ. velocity или фр. vitesse) — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта (например, угловая скорость)

3. Прямолинейное равномерное движение — это движение, при котором тело (точка) за любые равные и бесконечно малые промежутки времени проходит одинаковые перемещения. Вектор скорости точки остаётся неизменным, а её перемещение есть произведение вектора скорости на время:

.

Если направить координатную ось вдоль прямой, по которой движется точка, то зависимость координаты   точки от времени является линейной:

,

где   — начальная координата точки,   — проекция вектора скорости на координатную ось.

4. Равнопеременное движение называется равноускоренным, если модуль скорости возрастает.

Равноускоренное движение — движение, при котором ненулевой вектор ускорения остаётся неизменным по модулю и направлению.

Примером такого движения является движение тела, брошенного под углом α к горизонту в однородном поле силы тяжести — тело движется с постоянным ускорением  , направленным вертикально вниз.

При равноускоренном движении по прямой скорость тела определяется формулой:

v(t) = v0 + at

5. Классический закон сложения скоростей - закон вычисления скорости тела в неподвижной системе координат по известным:  - относительной скорости -суть- скорости движения тела относительно подвижной системы координат; и  - переносной скорости -суть- скорости движения подвижной системы координат относительно неподвижной системы координат.  Результирующая скорость тела есть векторная сумма относительной и переносной скоростей. 

6. Если в процессе движения абсолютно твердого тела (рис.2.1) его точки А и В остаются неподвижными, то и любая точка С тела, находящаяся на прямой АВ, также должна оставаться неподвижной. В противном случае расстояния АС и ВС должны были бы изменяться, что противоречило бы предположению об абсолютной твердости тела. Поэтому движение твердого тела, при котором две его точки Аи В остаются неподвижными, называют вращением тела вокруг неподвижной оси, а неподвижную прямую АВ называют осью вращения.

Рассмотрим произвольную точку М тела, не лежащую на оси вращения АВ. При вращении твердого тела расстояния М А и МВ и расстояние ρ точки М до оси вращения должны оставаться неизменными. Таким образом, все точки тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, описывают окружности, центры которых лежат на оси вращения, а плоскости перпендикулярны этой оси. Движение абсолютно твердого тела, закрепленного в одной неподвижной точке, называют вращением тела вокруг неподвижной точки - центра вращения. Такое движение абсолютно твердого тела в каждый момент времени можно рассматривать как вращение вокруг некоторой оси, проходящей через центр вращения и называемой мгновенной осью вращения тела. Положение мгновенной оси относительно неподвижной системы отсчета и самого тела с течением времени может изменяться.

Векторная величина

(2.1)

называется угловой скоростью тела. Вектор   направлен вдоль мгновенной оси вращения в сторону, определяемую правилом винта, т.е. также как вектор элементарного поворота  .Модуль вектора угловой скорости равен  . Вращение с постоянной угловой скоростью называется равномерным, при этом:

т.е. при равномерном вращении   показывает, на какой угол поворачивается тело за единицу времени.

В случае неравномерного движения   не остается постоянной. Величина, характеризующая скорость изменения угловой скорости называется угловым ускорением и равна:

(2.5)

В случае вращения тела вокруг неподвижной оси изменение вектора   обусловлено толькоизменением его численного значения. При этом вектор   углового ускорения направлен вдоль оси вращения в ту же сторону, что и   при ускоренном вращении   и при замедленном   в обратном направлении. ( рис 2.3 а),б) )

Время, за которое тело совершает один оборот, т.е. поворачивается на угол  , называется периодом обращения. Так как промежутку времени   соответствует угол поворота  , то

откуда

(2.2)

Число оборотов   в единицу времени, очевидно, равно:

(2.3)

отсюда следует, что угловая скорость

(2.4)

Отдельные точки вращающегося тела имеют различные линейные скорости  . Скорость каждой точки, будучи направлена по касательной к соответствующей окружности, непрерывно изменяет свое направление. Величина скорости  определяется скоростью вращения тела   и расстоянием R рассматриваемой точки от оси вращения. Пусть за малый промежуток времени  тело повернулось на угол  (рис 2.4). Точка, находящаяся на расстоянии R от оси проходит при этом путь, равный

Линейная скорость точки по определению.

(2.6)

Найдем линейные ускорения точек вращающегося тела. Нормальное ускорение:

подставляя значение скорости из (2.6), находим:

(2.7)

Тангенциальное ускорение

Воспользовавшись тем же отношением (2.6) получаем

(2.8)

Таким образом, как нормальное, так и, тангенциальное ускорения растут линейно с расстоянием точки от оси вращения.

7. Криволинейные движения – движения, траектории которых представляют собой не прямые, а кривые линии. По криволинейным траекториям движутся планеты, воды рек.

Криволинейное движение – это всегда движение с ускорением, даже если по модулю скорость постоянна. Криволинейное движение с постоянным ускорением всегда происходит в той плоскости, в которой находятся векторы ускорения и начальные скорости точки. В случае криволинейного движения с постоянным ускорением в плоскости xOy проекции vxи vy ее скорости на оси Ox и Oy и координаты x и  y точки в любой момент времени t определяется по формулам

   

   

Частным случаем криволинейного движения – является движение по окружности. Движение по окружности, даже равномерное, всегда есть движение ускоренное: модуль скорости все время направлен по касательной к траектории, постоянно меняет направление, поэтому движение по окружности всегда происходит с центростремительным ускорением   гдеr – радиус окружности.

Вектор ускорения при движении по окружности направлен к центру окружности и перпендикулярно вектору скорости.

При криволинейном движении ускорение можно представить как сумму нормальной    и тангенциальной    составляющих:

 ,

  - нормальное (центростремительное) ускорение, направлено к центру кривизны траектории и характеризует изменение скорости по направлению:

v – мгновенное значение скорости,   r – радиус кривизна траектории в данной точке.

  - тангенциальное (касательное) ускорение, направлено по касательной к траектории и характеризует изменение скорости по модулю.

Полное ускорение, с которым движется материальная точка, равно:

 .

Кроме центростремительного ускорения, важнейшими характе­ристиками равномерного движения по окружности являются период и частота обращения.

8.есть в тетради

Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное телодругих тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения егоскорости или возникновения в нём деформаций.[1]

Первый закон Ньютона (закон инерции) - существуют такие системы отсчета, относительно которых тело (материальная точка) при отсутствии на нею внешних воздействий (или при их взаимной компенсации) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

 

Инертность - свойство тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. . Следовательно, инерциальными являются такие системы отсчета, относительно которых материальная точка при отсутствии на нее внешних воздействий покоится или движется равномерно и прямолинейно.

9. Второй закон Ньютона - сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на ускорение, сообщаемое этому телу силой.

Этот закон устанавливает связь между динамическими и кинематическими величинами и является основным законом динамики.

Формула второго закона Ньютона:

F = ma, где F - сила, действующая на точку, m - масса материальной точки, a - ускорение, приобретаемое материальной точкой в инерциальной системе отчета.

Импульсом тела называют произведение массы тела на скорость его движения.

p = mv.

Единица импульса - килограмм-метр в секунду (кг*м/с).

За единицу силы в СИ принята такая сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с*с. Эту единицу силы обозначают 1 Н и называют ньютоном:

  Масса тела (обозначения: mМ) - это фундаментальная физическая величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел ( от макроскопических тел до атомов и элементарных частиц), свойство сохранять приобретенноедвижение или состояние покоя

  Импульсом тела называют векторную физическую величину, являющуюся количественной характеристикой поступательного движения тел. Импульс обозначается р. Импульс тела равен произведению массы тела на его скорость: р = mv. Направление вектора импульса р совпадает с направлением вектора скорости тела 0. Единица измерения импульса — кг • м/с.