Шпаргалки по физике / Шпора 1-8a

1. Движение, пространство, время.

Механика – наука о движении.

Пространство – формула сосуществования множества объектов, т.е. вместилище, некая пустота, которую заполняют реальные объекты.

Время – мера последовательности событий.

Событие – факт конкретного взаимного расположения тел.

Движение – процесс изменения взаимного расположения тел в пространстве с течением времени.

Классификация движения:

1. прямолинейное

2. криволинейное

Если за равные промежутки времени частица проходит одинаковые пути , движение частицы называется равномерным.

Движения: одно- , двух- , трехмерное .

Материальная точка – тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстояниями до других тел.

Линия, которую описывает материальная точка при своем движении, называется траекторией.

Положение тела в пространстве (геометрия) точка.

- размер, размерность. - координаты положения материальной точки.

Отрезок – нечто отделяющее одну точку от другой.

- радиус-вектор, характеризующий положение материальной точки.

- модуль радиус-вектора. - орт данного направления (вектор).

- единичный вектор, безразмерный.

- проекции радиус-вектора.

2. Поступательное движение. Скорость и ускорение.

Поступательное движение – это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, остается при его движении параллельной самой себе.

При поступательном движении все точки твердого тела имеют в любой момент времени одинаковые скорости и ускорения.

При поступательном движении траектории всех точек идентичны и могут быть совмещены параллельным переносом.

Скорость – быстрота изменения положения объекта в пространстве.

Радиус-вектор точки – вектор, проведенный из начала координат в данную точку.

- признак движения – изменение радиус-вектора с течением времени.

- вектор перемещения материальной точки.

- б.м. величина

Скорость есть производная радиус-вектора по времени.

- быстрота изменения координаты тела от времени.

В пределе является касательной к траектории.

Компоненты скорости равны производным соответствующих координат по времени.

Вектор скорости всегда направлен по касательной.

Ускорение характеризует быстроту изменения скорости.

- ускорение материальной точки.

3. Относительность движения. Классический закон сложения скоростей.

Любое движение является относительным.

- радиус-вектор, задающий положение точки относительно .

- радиус-вектор, задающий положение точки относительно .

- радиус-вектор, задающий положение точки относительно .

- скорость перемещения относительно .

- скорость перемещения относительно .

Закон сложения скоростей:

4. Вращательное движение. Угловая скорость и ускорение.

Вращательное движение – это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.

Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени.

- угловая скорость. .

Рассмотрим простейший случай криволинейного движения, при котором траектория представляет собой окружность радиуса .

- путь, который пройдет тело за время .

- модуль вектора скорости.

Если , то вращение равномерное и его можно характеризовать периодом вращения - временем, за которое точка совершает один полный оборот, т. е. поворачивается на угол . Так как промежутку времени соответствует , то , откуда .

Число полных оборотов, совершаемых телом при равномерном его движении по окружности, в единицу времени называется частотой вращения: , откуда .

Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной скорости по времени.

- угловое ускорение.

Тангенциальная составляющая ускорения

Нормальная составляющая ускорения

, где - интервал времени в течении которого произошло изменение вектора скорости; - ускорение.

при

1. ; меняется направление вектора скорости.

2. направление вектора скорости не меняется, но меняется .

3. меняется и , и направление вектора .

Компоненты ускорения равны вторым производным соответствующих координат по времени.

Движение изменения положения тела относительно заданного.

Тело отсчета находится в начале координат.

Часы – система Мирового времени.

Система отсчета – воображаемый прибор, используя который мы можем количественно охарактеризовать движение.

Связь между линейными и угловыми величинами.

В случае равнопеременного движения точки по окружности

- начальная угловая скорость.

5. Криволинейное движение. Нормальная и тангенциальная составляющие ускорения.

Криволинейное движение – это движение, при котором траектория – кривая линия.

Ускорение характеризует быстроту изменения скорости.

- быстрота изменения радиус-вектора.

- быстрота изменения .

Тангенциальная составляющая ускорения равна первой производной по времени от модуля скорости, определяя тем самым быстроту изменения скорости по модулю.

Вторая составляющая ускорения называется нормальной составляющей ускорения и направлена по нормали к траектории к центру ее кривизны, поэтому ее называют также центростремительным ускорением.

, - изменение модуля; - информация о быстроте изменения (направлена по касательной к траектории);

- информация о быстроте изменения направления (направлена к центру кривизны траектории).

Полное ускорение тела есть геометрическая сумма тангенциальной и нормальной составляющих.

В зависимости от тангенциальной и нормальной составляющих ускорения криволинейное движение можно классифицировать следующим образом:

1. - равномерное криволинейное движение;

2. - криволинейное равнопеременное движение;

3. - криволинейное движение с переменным ускорением.

6. Законы Ньютона.

1666 год – год опубликования Ньютоном «Математические начала натур – философии».

Механика базируется на неких постулатах, которые невозможно доказать.

Эти утверждения называются – Три закона Ньютона:

Первый закон Ньютона: Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного движения пока и поскольку оно, (тело) не принуждается приложенными силами изменить это состояние.

Второй закон Ньютона: Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит в направлении той прямой, по которой эта сила действует.

Третий закон Ньютона: Действие всегда есть равное и противоположное противодействия. Иначе, взаимодействие двух тел друг на друга равны между собой и направлены в противоположные стороны.

Первый закон.

Тела окружающего мира движутся.

Для описания движения конкретного тела окружающей нас среды, мы можем использовать бесконечное число систем отсчетов.

Среди бесконечного числа возможных систем отсчета, существуют инерциальные, относительно которых мы и будем рассматривать движение.

- инерциальная система отсчета.

Инерциальной системой отсчета является система, относительно которой материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.

Второй закон.

Изменение импульса пропорционально воздействующей на тело силе.

1. Сила – мера взаимодействия. - импульс (количество движения).

7. Природа сил в классической механике. Принцип парности взаимодействий.

1. Сила гравитационного притяжения:

- физическая постоянная, гравитационная постоянная.

- мера способности к гравитационному взаимодействию.

- применительно к Земным условиям.

2. Электромагнитная сила:

Частный случай: - электрический заряд.

3. Сила Гука.

4. Сила Архимеда:

- масса вытесненной телом жидкости.

5. Сила реакции опоры:

- сила реакции опоры.

6. Сила вязкости трения:

- коэффициент пропорциональности.

8. Динамика поступательного движения механической системы. Центр инерции.

Механическая система – совокупность материальных объектов, которые взаимодействуют друг с другом.

- сила воздействия на 1 объект со стороны 2.

- сила из вне.

- полный импульс механической системы.

- масса i-той материальной точки.

- радиус-вектор, задающий положение этой материальной точки в пространстве.

- радиус-вектор, задающий положение центра масс.

Второй закон Ньютона.

Любой закон физики отражает причинно – следственную связь.

2. Инстинкт самосохранения

Третий закон.

координаты i-той точечной массы. - орты осей .

Все тело делим на маленькие объемы, и все тело представляем в виде непрерывной совокупности этих кубиков.

Сила – мера взаимодействия объектов.

Виды фундаментальности взаимодействия.

В природе взаимодействия носят парный характер.

Электромагнитная сила и сила гравитационного притяжения – парные взаимодействия.

Надо иметь пару объектов, обладающих способностями к взаимодействию.