Билет №4

1. Первый закон Ньютона. Масса тела. Плотность вещества.

2. Потенциальность электрического поля. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности.

1. Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых свободная материальная точка сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.

Первый закон Ньютона постулирует наличие такого явления, как инерция тел. Поэтому он также известен как Закон инерции. Инерция — это явление сохранения телом скорости движения (и по величине, и по направлению), когда на тело не действуют никакие силы. Чтобы изменить скорость движения, на тело необходимо подействовать с некоторой силой. Естественно, результат действия одинаковых по величине сил на различные тела будет различным. Таким образом, говорят, что тела обладают инертностью. Инертность — это свойство тел сопротивляться изменению их текущего состояния. Величина инертности характеризуется массой тела.

Масса тела(m) – это величина, которая описывает его инертность, т.е. масса – мера инертности тела. Более инертное тело имеет большую массу, а менее инертное – меньшую массу. Тела, обладающие одинаковой инертностью, имеют одинаковые массы.

Масса(m)— одна из важнейших физических величин. Первоначально (XVII—XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям того времени зависели, как способность объекта сопротивляться приложенной силе (инертность), так и гравитационные свойства — вес.

В современной физике под массой понимают два различных свойства физического объекта:

1. Гравитационная масса показывает, с какой силой тело взаимодействует с внешними гравитационными полями — фактически эта масса положена в основу измерения массы взвешиванием в современной метрологии, и какое гравитационное поле создаёт само это тело (активная гравитационная масса) — эта масса фигурирует в законе всемирного тяготения.

2. Инертная масса, которая характеризует меру инертности тел и фигурирует в одной из формулировок второго закона Ньютона. Если произвольная сила в инерциальной системе отсчёта одинаково ускоряет разные исходно неподвижные тела, этим телам приписывают одинаковую инертную массу.

Плотность — скалярная физическая величина, определяемая для однородного вещества массой его единичного объёма (p = m/V).

2.Электрическое поле, создаваемое системой неподвижных электрических зарядов обладает свойством потенциальности: работа электрического поля по перемещению постоянного точечного заряда вдоль замкнутого контура равна нулю.

Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду:

φ = W / q = const

- энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.

Потенциалом электростатического поля называют саклярную физическую величину, равную отношению потенциальной энергии заряда в поле к модулю этого заряда:

φ = Wп / q = const

Потенциал однородного поля:

φ = Wп / q = -Exx + C

Значение потенциала в данной точке зависит от выбора нулевого уровня для отсчёта потенциала. Этот уровень выбирают произвольно.

Разность потенциалов (напряжение) между двумя точками равна отношению работы поля при перемещении заряда из начальной точки в конечную к модулю этого заряда:

U = φ1 - φ2 = -Δφ = A / q,

A = -(Wп2 - Wп1) = -q(φ2 - φ1) = -qΔφ

Разность потенциалов измеряется в вольтах (В = Дж / Кл)

Связь между напряжённостью электростатического поля и разностью потенциалов:

Ex = Δφ / Δx

Напряжённость электростатического поля направлена в сторону убывания потенциала. Измеряется в вольтах, делённых на метры (В / м).