Білет №1

1.Механічним рухом називають зміну положення тіла відносно інших тіл з часом.

Відносність руху. Рух тіл завжди відносний. Усі тіла природи перебувають у русі, тому будь-який рух або спокій є відносним, тобто стан тіла залежить від того, відносно якого тіла цей стан розглядають.

Система відліку - це сукупність тіла від-ліку, пов'язаної з ним системи координат (декартової або іншої) і приладу для відлі-ку часу.

Шлях S - відстань, яку проходить тіло вздовж траєкторії, вимірюється в метрах.

Переміщення – вектор , проведений з початкової точки траєкторії в кінцеву (його часто позначають через ).

Це закон додавання швидкостей: швидкість руху тіла відносно нерухомої системи відліку дорівнює геометричній сумі швидкості цього тіла відносно рухомої системи відліку і швидкості самої рухомої системи відліку відносно нерухомої системи.

За характером зміни швидкості рухи поділяються на рівномірний і нерівномірний. З рівномірних рухів в школі вивчають рівномірний прямолінійний і рівномірний рух по колу, з нерівномірних - рівномірний з певною швидкістю на окремих ділянках і середньою на всьому шляху, а також рівнозмінний, за якого швидкість тіла змінюється на одну і ту ж величину протягом будь-яких однакових інтервалів часу. Цю зміну швидкості характеризує ще одна кінематична величина - прискорення.

Прискорення - це фізична векторна величина, що дорівнює відношенню зміни швидкості тіла до часу, протягом якого ця зміна відбулась:

Рівномірнний прямолінійний рух, швидкість. Це рух матеріальної точки уздовж прямої, у процесі якого протягом будь-яких рівних проміжків часу її швидкість змінюється одна

Білет №2

Перший закон Ньютона (закон інерції). Існують такі системи відліку, в яких центр мас будь-якого тіла, на яке не діють ніякі сили або рівнодійна діючих на нього сил дорівнює нулю, зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху, допоки цей стан не змінять сили, застосовані до нього .

Другий закон Ньютона: базовий закон динаміки. Прискорення матеріальної точки прямо пропорційне силі, яка на неї діє, та направлене в сторону дії цієї сили. де F — сила, яка діє на тіло, m — маса тіла, a — прискорення,

v — швидкість, mv — імпульс, який також позначається.

Третій закон Ньютона: закон дії та протидії. Сили, що виникають при взаємодії двох тіл, є рівними за модулем і протилежними за напрямом. , де — сила, що діє на перше тіло з боку другого тіла, а

— навпаки, сила, що діє з боку першого тіла на друге тіло.

Імпульсом (кількістю руху) тіла називається векторна величина, що вимірюється добутком маси тіла на його швидкість, .

Законом збереження імпульсу: сума імпульсів тіл, які утворюють замкнену систему, залишається незмінною за будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою, .

Роботи К. Е. Ціолковського по ракетодинаміку і теорії міжпланетних повідомлень були першими серйозними дослідженнями у світовій науково-технічній літературі. У цих дослідженнях математичні формули і розрахунки не затінюють глибоких і ясних ідей, сформульованих оригінально і чітко. Понад півстоліття пройшло з дня опублікування перших статей Ціолковського по теорії реактивного руху. Строгий і нещадний суддя - час лише виявляє і підкреслює грандіозність задумів, своєрідність творчості і високу мудрість проникнення в сутність нових закономірностей явищ природи, які властиві цим творам Костянтина Едуардовича Ціолковського. Його праці допомагають здійснювати нові дерзання радянської науки і техніки. Наша Батьківщина може пишатися своїм знаменитим ученим, зачинателем нових напрямків у науці та промисловості.

Роботи Ю. Кондратюка. Механік і винахідник, автор досліджень можливості ракетного польоту у світовий простір, автор оригінальний ідей у рішенні проблем міжпланетних подорожей. Ще в 1919 р. розглянув основні питання космонавтики, виклавши їх у творі «Тим, хто буде читати, щоб будувати». Він запропонував використовувати як паливо космічних ракет водневі з'єднання деяких металів і металоїдів, зокрема – бороводород. Пізніше, побоюючись репресій з боку Радянської влади, він змінив свої паспортні дані. Це загадкова людина, сибіряком його називали тільки тому, що саме в центрі Сибіру (у Новосибірську) у 1929 р. вийшов у світ твір за назвою «Завоювання міжпланетних просторів». У ній вивів, незалежно від Ціолковського, формулу польоту ракети. На його роботи звернув увагу професор В.П. Ветчінкін (1888-1950). У червні 1931 р. засуджений, направлений на роботу в проектно-конструкторське бюро. Із середини 1930-х років працював у московських проектно-конструкторських організаціях, зіграв помітну роль у елеваторобудуванні й інших областях техніки. Загинув під Калугою. Реабілітований у 1970 р.

Роботи С. Корольова. Основним місцем роботи ЦАГІ, Центральний аерогідродинамічний інститут ім. М. Є.Жуковського. Ось коли розкривається величезний організаторський талант Корольова. Його групі надають приміщення — занедбаний підвал на Садово-Спаській вулиці, 19 (будинок сьогодні прикрашає меморіальна дошка). На площі лише у 650 квадратних метрів розташовуються 26 підрозділів — проектні, виробничі, дослідні, випробувальні, зокрема механічний, слюсарно-складальний, зварювальний цехи, стендовий і монтажний зали тощо. Корольов пробиває фінансування, а від серпня 1932 р. — додаткову підтримку Управління РСЧА для позапланових матеріальних витрат: «Купівля друкарської машинки у приватної особи здійснена з дозволу начальника Авіапрому ОХА. Закупівля трансформатора (600 крб.), парового котла (2000 крб.) і повітряного компресора була здійснена тому, що на території ГВРР не було промислової енергії. Майстерні працювали від освітлювальної енергії, що неприпустимо. ГВРР працює в підвалі без будь-якого опалення. При дров'яних і електричних печах температура падала до О». В таких умовах, лише на ентузіазмі, з людськими втратами (1933 р. помирає Ф.Цандер) було створено й випробувано перші радянські ракети на гібридному (в серпні) й рідинному (в жовтні 1933) пальному.

Білет №3

Закон всесвітнього тяжіння: всі тіла притягуються одне до одного з силами, прямо пропорційними їх масам і обернено пропорційними квадрату відстані між ними.

Розрахунок першої космічної швидкості. На тіло діють сила притягання Землі , яка напрямлена до центра планети і, згідно третього закону Ньютона, сила реакції опори, яка напрямлена від центра обертання. Знайдемо швидкість руху тіла, при якій значення доцентрового прискорення має бути таким, щоб тіло утримувалось на коловій орбіті:

За формулою (2.2.17) визначають значення першої космічної швидкості на висоті h над поверхнею Землі.

Рух штучних супутників. В одній зі своїх книг Ньютон пропонував уявити собі, що на дуже високій горі встановили величезну гармату і стріляють із неї в горизонтальному напрямі.

Чим більшою буде швидкість снаряда, тим далі він полетить. І якщо швидкість снаряда буде достатньо великою, він облетить усю Землю по коловій орбіті, тобто стане штучним супутником Землі.

Білет №4

Потенціа́льна ене́ргія — частина енергії фізичної системи, що виникає завдяки взаємодії між тілами, які складають систему, та із зовнішніми щодо цієї системи тілами, й зумовлена розташуванням тіл у просторі.

Кінети́чна ене́ргія — частина енергії фізичної системи, яку вона має завдяки руху.

Закон збереження енергії в механічних процесах. У механіці закон збереження енергії стверджує, що в замкненій системі частинок, повна енергія, що є сумою кінетичної і потенціальної енергії не залежить від часу, тобто є інтегралом руху. Закон збереження енергії справедливий тільки для замкнених систем, тобто за умови відсутності зовнішніх полів чи взаємодій.

Сили взаємодії між тілами, для яких виконується закон збереження механічної енергії називаються консервативними силами. Закон збереження механічної енергії не виконується для сил тертя, оскільки за наявності сил тертя відбувається перетворення механічної енергії в теплову.

Білет №5

Білет №6

Характеристичною властивістю газу є те, що він здатний вільно поширюватися в усьому доступному для нього просторі, рівномірно заповнюючи його. На відміну від рідини та твердого тіла газ не утворює поверхні. Характерним прикладом газу є повітря.

Рідини мають такі властивості:

1) займають певний об’єм, бо (обумовлено міжмолекулярною взаємодією);

2) спричиняють поверхневий (молекулярний) тиск, бо молекули поверхневого шару стискають рідину (пояснено нижче);

3) нестисливі, бо великий молекулярний тиск.

4) текучі, тобто набирають форми посудини, бо результуюча сил притягання дорівнює нулю;

5) проявляють в’язкість, бо під час зсування шарів виникають сили внутрішнього тертя, що залежать від речовини, температури, тиску;

6) проявляють пружність дії осілого життя молекул взаємодії дуже малий;

7) наявний ближній порядок розміщення молекул, чим схожі до твердих тіл.

Властивості твердих тіл визначаються переважно характером руху валентних електронів його атомів. У зв’язку з цим тверді тіла поділяються за електричними властивостями на діелектрики, напівпровідники, метали, сегнетоелектрики; за магнітними — на діамагнетики, парамагнетики, феромагнетики, антиферомагнетики.

Значение числа Авогадро N_A = 6,02214129(27)·10²³ моль^{- 1}.

Число Лошмідта n₀ =2.686 7774(47) × 10²⁵ м^-3.

Ідеа́льний газ це газ, в якому молекули можна вважати матеріальними точками, а силами притягання й відштовхування між молекулами можна знехтувати. У природі такого газу не існує, але близькими за властивостями до ідеального газу є реальні розріджені гази, тиск в яких не перевищує 200 атмосфер і які перебувають при не дуже низькій температурі, оскільки за таких умов відстань між молекулами набагато перевищує їх розміри.

Одиниця вимірювання тиску. У системі СІ тиск вимірюється у паскалях. 1 Па = 1 Н/м² . Іншими популярними одиницями вимірювання тиску є торр або міліметр ртутного стовпа й атмосфера або бар.

Основне рівняння МКТ , .

Білет №7

Об’єднаний газовий закон виражає залежність між об’ємом газу, тиском і температурою (об’єднує закони Бойля – Маріотта та Гей–Люссака):

.

Універсальна газова R стала визначається співвідношенням R = N_A k_B = 8,314472 Дж/(моль•К), де N_A - число Авогадро,

k_B - стала Больцмана.

Форма запису носить назву рівняння (закона) Клапейрона—Менделєєва .

Ізопроцеси в газах якщо в газі відбуваються якісь процеси, то звичайно змінюються всі три його параметри: р, V і Т. Природно, що найпростішими є процеси, які відбуваються зі зміною лише двох параметрів, а третій залишається сталим.

Білет № 8

Енергію руху і взаємодії молекул, з яких складається тіло, називають внутрішньою енергією. Будь-яке тіло має запас внутрішньої енергії. Змінити внутрішню енергію можна двома способами: 1. Виконання роботи 2. Шляхом теплопередач.

Закон збереження енергії - закон, який стверджує, що повна енергія в ізольованих системах не змінюється з часом. Проте енергія може перетворюватися з одного виду в інший.

Пе́рший зако́н термодина́міки — одне з основних положень термодинаміки, є, по суті, законом збереження енергії у застосуванні до термодинамічних процесі.

Білет № 9

Рідини мають такі властивості:

1) займають певний об’єм, бо (обумовлено міжмолекулярною взаємодією);

2) спричиняють поверхневий (молекулярний) тиск, бо молекули поверхневого шару стискають рідину (пояснено нижче);

3) нестисливі, бо великий молекулярний тиск.

4) текучі, тобто набирають форми посудини, бо результуюча сил притягання дорівнює нулю;

5) проявляють в’язкість, бо під час зсування шарів виникають сили внутрішнього тертя, що залежать від речовини, температури, тиску;

6) проявляють пружність дії осілого життя молекул взаємодії дуже малий;

7) наявний ближній порядок розміщення молекул, чим схожі до твердих тіл.

Властивості пари: • тиск насиченої пари рідини при незмінній температурі - величина стала; • концентрація молекул насиченої пари у закритому обємі з рідиною завжди встановлюється при даній температурі одна і та сама незалежно від обєму, який займає пара; • тиск насиченої пари зростає з підвищенням температури.

Характеристика рідин — один з основних агрегатних станів речовини поряд із газом та твердим тілом. Від газу рідина відрізняється тим, що зберігає свій об'єм, а від твердого тіла тим, що не зберігає форму.

Білет № 10

Тверде́ ті́ло — агрегатний стан речовини, що характеризується стабільністю форми на відміну від інших агрегатних станів рідини та газу. Атоми твердих тіл більшість часу проводять в околі певних рівноважних положень, здійснюючи тільки незначні теплові коливання.

Криста́л— тверде тіло з упорядкованою внутрішньою будовою, що має вигляд багатогранника з природними плоскими гранями: впорядкованість будови полягає у певній повторюваності у просторі елементів кристала (атомів, молекул, йонів), що зумовлює виникнення т.зв. кристалічної ґратки.

Деформація твердого тіла може бути наслідком фазових перетворень, пов'язаних зі зміною обсягу, теплового розширення, намагнічення ( Магнітострикція), появи електричного заряду ( п'єзоелектричний ефект) або ж результатом дії зовнішніх сил.

Закон Гука встановлює лінійну залежність між деформацією й механічними напруженнями.

До механічних властивостей твердого тіла належить також його здатність проводити звук, який є хвилею, що переносить локальну деформацію з одного місця в інше. На відміну від рідин та газів у твердому тілі можуть розповсюджуватися не тільки повздовжні звукові хвилі, а й поперечні, що зв'язано з опором твердого тіла деформації зсуву. Швидкість звуку в твердих тілах загалом вища, ніж у газах, зокрема в повітрі, оскільки міжатомна взаємодія набагато сильніша. Швидкість звуку в кристалічних твердих тілах характеризується анізотропією, тобто залежністю від напрямку поширення.

Білет № 11

Електриза́ція— процес надання тілу електричного заряду за рахунок інших тіл. Процес, що приводить до появи на тілах або різних частинах одного тіла надлишку електричного заряду.

Дискретність електричного заряду. Важлива особливість заряду полягає в тому, що він квантований (дискретний). Тобто існує найменший електричний заряд, на який можна збільшити, або зменшити сукупний заряд тіла. Цей заряд називають одиничним або елементарним і часто позначають латинською літерою е.

е = 1.601 · 10^-19 Кл.

Таким чином, електричний заряд частинки можна розглядати в двох сутностях: здатності частинки створювати електричне поле і взаємодіяти з ним: дискретної величини, яка приймає цілі значення, наприклад, , і сталої, яка характеризує інтенсивність цієї взаємодії, кількісне значення якої — величина e. В безрозмірних одиницях інтенсивність взаємодії можна виразити сталою тонкої структури, розділивши квадрат величини e на добуток двох інших фундаментальних сталих: швидкості світла і сталої Планка.

Зако́н збере́ження електри́чного заря́ду — один із фундаментальних законів фізики. Він полягає в тому, що повний заряд (алгебраїчна сума зарядів) ізольованої замкнутої фізичної системи тіл залишається незмінним при будь-яких процесах, які відбуваються всередині цієї системи.

Для неізольованих систем закон збереження заряду набирає вигляду рівняння неперервності

Де - густина заряду, - густина струму.

Білет №12

Електри́чне по́ле — одна зі складових електромагнітного поля, що існує навколо тіл або частинок, що мають електричний заряд, а також у вільному вигляді при зміні магнітного поля (наприклад, в електромагнітних хвилях). Електричне поле може спостерігатися завдяки силовому впливу на заряджені тіла.

Закон Кулона — один з основних законів електростатики, який визначає величину та напрямок сили взаємодії між двома нерухомими точковими зарядами. Експериментально з задовільною точністю був вперше доведений Генрі Кавендішем у 1773, який використовував метод сферичного конденсатора, але його роботи не були опубліковані. В 1785 році закон був встановлений Шарлем Кулоном за допомогою спеціальних крутильних терезів.

Напру́женість електри́чного по́ля — це векторна фізична величина, яка дорівнює силі, яка діє у даній точці простору у даний момент часу на пробний одиничний електричний заряд у електричному полі.

Де F – сила , q – електричний заряд , E— напруженість електричного поля.

Лінії напруженості електричного поля називають лінії, дотична до яких направлені так як і вектор напруженості E в даній точці

поля. Для того що б зображати за лініями напруженості не тільки напрям напруженості а і його величину, домовилися, що густота ліній на

графіку буде пропорційною величині напруженості в даній точці. На мал. 1 зображено лінії напруженості електричного поля, створеного

однаковими зарядами різного знаку: в точках 1 і 2 вектори напруженості мають однаковий напрямки але різні величини, в точках 4 і 5 век-

тори напруженості мають різні величини і напрямки.

Білет №13

Робота при переміщені заряджених тіл в електричному колі. В однорідному електричному полі переміщується позитивно заряджене точкове тіло з точки 1 у точку 2 за траєкторіями І, ІІ, ІІІ, зображеними на рисунку. Правильно продовжте твердження: робота сил електричного поля при переміщенні зарядженого тіла.

Різниця потенціалів — характеристика електричного поля, різниця електростатичних потенціалів у двох точках простору.

Різниця потенціалів дорівнює роботі, яку потрібно здійснити проти електростатичних сил для того, щоб перемістити одиничний заряд із однієї точки простору в іншу.

Напруга на ділянці електричного кола дорівнює різниці потенціалів у тому випадку, якщо на ділянці немає джерел струму.

Напруга (U) на ділянці електричного кола — фізична величина, що визначається роботою, яка виконується сумарним полем електростатичних і сторонніх сил при переміщенні одиничного позитивного заряду на даній ділянці кола. Поняття напруги є узагальненим поняттям різниці потенціалів: напруга на кінцях ділянки кола дорівнює різниці потенціалів в тому випадку, якщо на цій ділянці не прикладена електрорушійна сила.

Білет № 14

Електроємністю (ємністю) – провідника С називають величину, що дорівнює відношенню заряду q, наданого провіднику до його потенціалу :

Одиниця електричної ємності в СІ – фарад, [C] = Кл/В=Ф.

Конденсатор - це важливий елемент електричної ланцюга, що з які проводять электродов(обкладок), розділених діелектриком і готовий до використання ёмкости. Ёмкость конденсатора - є ставлення заряду конденсатора до різниці потенціалів, яку заряд повідомляє конденсатору. Як диэлектрика в конденсаторах використовуються органічні та неорганічні матеріали, зокрема оксидные плівки деяких металів. При додатку до конденсатору постійної напруги відбувається його заряд; у своїй витрачається певна робота, висловлюване в джоулях.