Билет №1.
Механическое движение – это изменение положения тела в пространстве относительно других тел.
Относительность движения наиболее просто продемонстрировать на примерах:
Человек идёт по вагону движущегося поезда к проводнику за чаем . Медленно идёт (вагон качается). Его скорость 1-2 м/с. Но! Относительно поезда. Относительно земли его скорость равна скорости поезда ± его скорость относительно поезда, то есть около 20-30 м/с. Естественно, за то время, за которое человек пройдёт длину вагона относительно земли он переместиться за несколько километров.
Как движется, парящий внутри космической станции космонавт? Неподвижен относительно станции и несётся с первой космической скоростью по окружности вокруг Земли.
Таким образом, мы можем утверждать, что большинство характеристик движения (скорость, перемещение, траектория, путь) относительны и имеют различное значение в разных системах отсчёта.
В механике рассматриваются два разных типа движения: поступательное (рис. 1) и вращательное (рис.2).
Поступательным называется движение, при котором все точки тела движутся по одинаковым траекториям. При вращательном движении различные точки тела движутся по разным траекториям.
П
ри
поступательном движении достаточно
определить характер движения одной
(любой точки), чтобы определить характер
движения всего тела. В этом случае тело
можно считать материальной
точкой – объектом, размерами
которого можно пренебречь в условиях
данной задачи. Материальной точкой
можно считать тело не только при
поступательном движении, но и при
перемещении тела на расстояния много
большие чем размеры самого тела. Например,
корабль, плывущий вокруг Земли, совершает
вращательное движение, но может считаться
материальной точкой.
Как и движение, положение тела в пространстве относительно и задаётся по отношению к некому выбранному предмету – телу отсчёта. Для указания положения тел и направления их перемещения служат системы координат. И, наконец, для измерения скорости движения тела нужен измеритель времени – часы. Тело отсчёта, система координат и часы определяют систему отсчёта (рис. 3). Когда задана система отсчёта, можно определить путь и перемещение. Траектория – множество точек, которые проходит тело в процессе своего движения. Путь (L) – длина траектории (скалярная величина). Перемещение (S) – вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела. [L] = 1 м, [S] = 1 м.
Р
ассмотрим
две системы отсчёта: одна неподвижная
(XYZ) (предположим, связанная
с берегом), другая (X’Y’Z’)
(например, связанная с кораблём) движется
относительно первой со скоростью Vo
(рис. 4). Тогда, если перемещение тела в
подвижной системе отсчёта S’,
а перемещение самой системы отсчёта
So, то перемещение тела
относительно неподвижной системы
равно:
Если поделить это перемещение на время, за которое оно
произошло, то получим закон преобразования скоростей:
+
(с.т. относительно п.с.о. = с.т. относительно
н.с.о. + с.п.с.о. относительно н.с.о.)
2. Теорема Гаусса: поток вектора напряженности, пересекающий замкнутую поверхность пропорционален суммарному заряду внутри данной поверхности. ES = Q / Eо. Рассмотрим, как определить напряженность поля по т.Г. для различных заряженных тел.
Поле точечного заряда ES=Q/Eo S=4ПR^2, E4ПR^2=Q/Eo, E=Q/4ПEoR^2, E=k Q/R^2.
Поле заряженной сферы E1S1=0. внутри проводника равно 0. E2S2=Q/Eo, E=Q/4ПEoR^2, E=k Q/R^2.
Поле плоскости σ = Q/S –поверхностная плоскость заряда. E2S = σ S1/Eo. E= σ/Eo.
Поле заряжено нити. Введем понятие линейной плоскости заряда. ES= ∑Q/Eo, E2Пrl=rl/Eo, E=r/2ПEor.