- •1.Кинематическое описание движения (ф-лы для описания поступательного и вращательного движения).
- •2. Современная трактовка законов Ньютона. Законы Ньютона
- •3.Постулаты специальной теории относительности и геометрия пространства - времени .
- •4. Фундаментальные взаимодействия
- •5.Силы тяготения и электрические силы
- •6.Напряженность поля сил. Принцип суперпозиции силовых полей
- •7.Магнитные силы. Сила Лоренца.
- •8. Силы упругости. Деформации, их виды.
- •9. Закон Гука и модуль Юнга.
- •10.Силы трения. Виды трения. Трение покоя. Внутреннее трение
- •12. Работа и кинетическая энергия. Мощность
- •13. Теорема живых сил. Закон сохранения полной механической энергии
- •14.Момент инерции твердого тела. Момент импульса. Теорема Штейнера
- •15.Уравнение движения и условия равновесия твердого тела
- •16.Закон сохранения момента импульса Кинетическая энергия вращения
- •17. Формула Ньютона для сил внутреннего трения. Коэффициент вязкости.
- •18. Гармонические колебания
- •19. Свободные затухающие колебания.
- •20.Вынужденные колебания осциллятора под действием синусоидальной силы
- •21. Амплитуда и фаза при вынужденных колебаниях. Резонансные кривые.
- •27. Точечный источник волн. Плоская и сферическая волна.
- •28. Фазовая скорость волны. Длина волны, волновое число.
- •29. Когерентность. Длина когерентности
- •30. Интерференция плоских волн условия возникновения интерференционного максимума и минимума.
- •31. Интерференция в тонких плёнках. Просветление оптики.
- •32. Принцип Гюйгенса-Френеля
- •33. Дифракция на круглом отверстии
- •36. Дифракция Фраунгофера и спектральное разложение. Разрешающая способность и дисперсия дифракционной решетки.
- •Модель атома Бора
- •Модели атома Томсона и Резерфорда
- •39. Гипотеза ДеБройля, свойства волн ДеБройля
- •41. Гипотеза Борна, волновая функция
- •42. Принцип неразличимости микрочастиц. Бозоны и фермионы
- •43. Квантование атома водорода. Квантовые числа
- •44. Характеристики квантовых чисел. Правила отбора.
- •45. Энергетическая диаграмма водородоподобного атома.
- •46. Вырождение энергетических уровней. Эффекты Зеемана и Штарка.
- •47.Спектры двухатомных молекул. Переходы в молекулярных спектрах.
- •48. Спектры твердого тела. Энергетические зоны.
- •49. Энергетические зоны и проводимость твердых тел.
- •55.Закон поглощения радиоактивного излучения
- •56.Способы регистрации радиоактивного излучения. Счетчик Гейгера и Камера Вильсона
- •57.Диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков
- •58.Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость.
- •59.Теорема Остроградского-Гаусса. Ее использование для расчета полей симметричных объектов.
- •60. Конденсаторы. Электроемкость. Емкость плоского конденсатора и уединенной сферы
- •61. Электростатические поля в проводнике. Распределение потенциала и заряда по поверхности проводника
- •71. Три вида магнетиков. Их особенности.
- •75.Индуктивность соленоида. Взаимоиндукция. Принцип работы трансформатора.
- •76.Уравнения Максвелла, их физический смысл.
- •77.Электромагнитные волны. Их свойства. Соотношения Максвелла
- •78.Макроскопическая (термодинамическая) система. Интенсивные и экстенсивные переменные
- •79.Метод молекулярной динамики. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
- •80. Уравнение Ван-дер-Вальса. Изотермы Ван-дер-Вальса. Уравнение Ван-дер-Вальса. Для одного моля газа Для молей газа
- •81. Критическая изотерма, закон соответственных состояний
- •83. Первое начало термодинамики. Обоснование
- •83. Первое начало термодинамики для изопроцессов
- •84. Основы теории теплоемкости. Формула Майера
- •96. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряд
- •Виды газовых разрядов и их применение
8. Силы упругости. Деформации, их виды.
Рассматривая механику твердого тела, мы пользовались понятием абсолютно твердого тела. Однако в природе абсолютно твердых тел нет, так как все реальные тела под действием сил изменяют свою форму и размеры, т. е. деформируются.
Деформация называется упругой, если после прекращения действия внешних сил тело принимает первоначальные размеры и форму. Деформации, которые сохраняются в теле после прекращения действия внешних сил, называются пластическими (или остаточными). Деформации реального тела всегда пластические, так как они после прекращения действия внешних сил никогда полностью не исчезают. Однако если остаточные деформации малы, то ими можно пренебречь и рассматривать упругие деформации, что мы и будем делать.
В теории упругости доказывается, что все виды деформаций (растяжение или сжатие, сдвиг, изгиб, кручение) могут быть сведены к одновременно происходящим деформациям растяжения или сжатия и сдвига.
Рассмотрим однородный стержень длиной l и площадью поперечного сечения S (рис. 34), к концам которого приложены направленные вдоль его оси силы F1 и F2 (F1=F2=F), в результате чего длина стержня меняется на величину l. Естественно, что при растяжении l положительно, а при сжатии отрицательно.
При деформации тела возникают силы упругости.Физ величина определяемая модулем силы упругости, действующая на единицу площади поперечного сечения, называется напряжением:
9. Закон Гука и модуль Юнга.
Английский физик Р. Гук (1635—1703) экспериментально установил, что для малых деформаций относительное удлинение и напряжение прямо пропорциональны друг другу:
(21.3)
где коэффициент пропорциональности Е называется модулем Юнга. Из выражения (21.3) видно, что модуль Юнга определяется напряжением, вызывающим относительное удлинение, равное единице.
Из формул , (21.3) и вытекает, что
или
(21.4)
где k—коэффициент упругости. Выражение (21.4) также задает закон Гука, согласно которому удлинение стержня при упругой деформации пропорционально действующей на стержень силе.
10.Силы трения. Виды трения. Трение покоя. Внутреннее трение
всякое тело, движущееся по горизонтальной поверхности другого тела, при отсутствии действия на него других сил с течением времени замедляет свое движение и в конце концов останавливается. сила трения-препятствует скольжению соприкасающихся тел друг относительно друга. Различают внешнее (сухое) и внутреннее (жидкое или вязкое) трение. Внешним трением называется трение, возникающее в плоскости касания двух соприкасающихся тел при их относительном перемещении. Если соприкасающиеся тела неподвижны друг относительно друга, говорят о трении покоя, если же происходит относительное перемещение этих тел, то в зависимости от характера их относительного движения говорят о трении скольжения, качения или верчения.
Наблюдения показывают, что сила трения покоя всегда направлена противоположно действующей на тело внешней силе, стремящейся привести это тело в движение. До определенного момента сила трения покоя увеличивается с возрастанием внешней силы, уравновешивая последнюю. Максимальное значение силы трения покоя пропорционально модулю силы Fд давления, производимого телом на опору.
По третьему закону Ньютона сила Fд давления тела на опору равна по модулю силе N реакции опоры. Поэтому максимальная сила трения покоя пропорциональна силе реакции опоры. Для модулей этих сил справедливо следующее соотношение: Fп=fпN, (2.19)
где fп - безразмерный коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения покоя. Значение этого коэффи циента зависит от материала и состояния трущихся поверхностей.
Внутренним трением называется трение между частями одного и того же тела, например между различными слоями жидкости или газа, скорости которых меняются от слоя к слою. В отличие от внешнего трения здесь отсутствует трение покоя.
В 1851 Джордж Стокс получил выражение для силы трения (также называемой силой лобового сопротивления), действующей на сферические объекты с очень маленькими числами Рейнольдса (например, очень маленькие частицы) в непрерывной вязкой жидкости, решая уравнение Навье — Стокса:
где· F — сила трения, так же называемая силой Стокса, r — радиус сферического объекта, η — вязкость жидкости, v — скорость частицы.
11. Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы
Р ассмотрим механическую систему, состоящую из n тел, масса и скорость которых соответственно равны m1, m2,.... mn, и v1, v2,..., vn. Пусть — равнодействующие внутренних сил, действующих на каждое из этих тел, a — равнодействующие внешних сил. Запишем второй закон Ньютона для каждого из n тел механической системы:
Складывая почленно эти уравнения, получаем
Но так как геометрическая сумма внутренних сил механической системы по третьему закону Ньютона равна нулю, то
или
(9.1)
г де — импульс системы. Таким образом, производная по времени от импульса механической системы равна геометрической сумме внешних сил, действующих на систему.
В случае отсутствия внешних сил (рассматриваем замкнутую систему)
Последнее выражение и является законом сохранения импульса: импульс замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени.
Закон сохранения импульса справедлив не только в классической физике, хотя он и получен как следствие законов Ньютона. Этот закон носит универсальный характер, т. е. закон сохранения импульса — фундаментальный закон природы.