Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью; период и частота; центростремительное ускорение.
При равномерном движении по окружности скорость тела с течением времени не изменяется по модулю, а изменяется только по направлению. Тело, движущееся по окружности, имеет две скорости, линейную и угловую. Линейная скорость изменяет свое направление и остается постоянной по величине (
).
Угловая скорость (омега) – физическая
величина, численно равная отношению
угла поворота радиуса к промежутку
времени, за который этот поворот был
совершен (
).
Поскольку скорость точки изменяется
по направлению, то при равномерном
движении по окружности тело имеет
ускорение. Это ускорение направлено в
любой момент времени к центру окружности
и называется центростремительным
ускорением (
)Для описания равномерного движения точки по окружности вводят понятие периода и частоты вращения. Период вращения – это время, за которое тело совершает один полный оборот (
).
Частота
вращения
– это число оборотов, совершаемых телом
за 1 времени (
).
Билет 5
Первый закон Ньютона: инерциальная система отсчета.
В 1687 г. Ньютоном был сформулирован первый закон динамики (закон инерции). Тело движется равномерно и прямолинейно, если на тело не действуют силы или сумма сил равна нулю.
Движение по инерции – движение тела, происходящее без внешних воздействий. Инерциальная система отсчета – система отсчета, в которой тело, не взаимодействующее с другими телами, сохраняет состояние покоя или равномерного движения.
Качественная задача. Бумажную гильзу, подвешенную на шелковой нити, зарядили. Когда к ней поднесли руку, гильза притянулась к руке. Почему?
Ответ: Тело человека является проводником электричества, при сближении с гильзой происходит перераспределение зарядов на руке, и заряды разных знаков притягиваются.
Качественная задача. Маленький металлический шарик на шелковой нити вносят в пространство между пластинами заряженного плоского воздушного конденсатора. Объясните, почему шарик начинает колебаться.
Ответ: Между пластинами конденсатора имеется электростатическое однородное поле. Свободные заряды шарика сосредоточены на его поверхности [причём электроны, т.е. скапливаются в области поближе к положительно заряженной пластине конденсатора, а противоположная область шарика оказывается заряженной положительно. Если шарик находится точно посередине между пластинами, то он оказывается в состоянии неустойчивого равновесия. Малейшее смещение выводит его из этого состояния, и он притягивается к ближайшей пластине. Пусть это будет положительно заряженная пластина. Когда шарик коснётся её, электроны перетекут на пластину, шарик окажется заряженным положительно, оттолкнётся от пластины и притянется к другой, отрицательно заряженной пластине. Далее процесс будет повторяться.]
Билет 6
Второй закон Ньютона: понятие о массе и силе, принцип суперпозиции сил; формулировка второго закона Ньютона; классический принцип относительности.
Второй закон Ньютона: Если на тело массой m, действуют силой Fр, то это тело приобретает ускорение. (
)
Масса тела – физическая величина,
являющаяся мерой инертности. Сила
- мера интенсивности воздействия на
тело. Чем больше сила, действующая на
тело определенной массы, тем большее
ускорение оно приобретает.
Принцип суперпозиции: результат воздействия на тело нескольких сил, есть сумма результатов воздействия каждой из сил.
Принцип относительности означает, что во всех инерциальных системах все механические процессы описываются одинаковым образом.
Качественная задача. Сухое молоко получают путем выпаривания его в сосуде, откуда непрерывно откачивают воздух, причем температура выпаривания намного ниже 100 ºС. Какие физические закономерности лежат в основе этого процесса?
Ответ. При откачивании воздуха понижается давление, при этом и кипение происходит при более низкой температуре, и сухой продукт получают в процессе кипения при низком давлении.
Билет 7