Билет №6
Третий закон Ньютона. Прямая и обратная задачи механики.
Электроемкость плоского коненсатора.
Третий закон Ньютона: материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению. F(1-2)=-F(2-1).
Прямая задача механики – по виду движения определить действующую на тело силу.
Обратная задача механики – по заранее измеренной силе определить характер движения
2. Электроёмкость плоского конденсатора
НапряженностьЕ поля между двумя пластинами плоского конденсатора равна сумме напряженностей полей, создаваемых каждой из пластин:
Если на пластинах площадью S находятся электрические заряды +q и -д, то на основании формул (17.5) и (17.6) для модуля напряженности поля между пластинами можем записать:
Для однородного электрического поля связь между напряженностью Е и напряжением U дается выражениемE=U/d , где d — в данном случае расстояние между пластинами, U — напряжение на конденсаторе.
Извыражений (20.1), (20.2) и (18,11) получаем:
Электроемкость конденсатора прямо пропорциональна площади обкладок и обратно пропорциональна расстоянию между обкладками.
При введении диэлектрика между обкладками конденсатора его электроемкость увеличивается в е раз:
Билет №7
Закон Всемирного тяготения. Вес тела. Невесомость.
I начало термодинамики.
Закон Всемирного тяготения: сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. F = G (m1*m2)/R^2 (G — гравитационная постоянная, равная 6.6725*10^-11 (Н·м^2/кг^2)).
Одним из проявлений силы всемирного тяготения является сила тяжести. Так принято называть силу притяжения тел к Земле вблизи ее поверхности. Если M – масса Земли, RЗ – ее радиус, m – масса данного тела, то сила тяжести равна F=(GM/R^2)*m=mg, где g – ускорение свободного падения у поверхности Землиg = GM/R^2. Сила тяжести направлена к центру Земли. В отсутствие других сил тело свободно падает на Землю с ускорением свободного падения. Среднее значение ускорения свободного падения для различных точек поверхности Земли равно 9,81 м/с^2.
При удалении от поверхности Земли сила земного тяготения и ускорение свободного падения изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния r до центра Земли.
Вес(P) — сила воздействия тела на опору (или другой вид крепления в случае подвешенных тел), препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести.
Вес в инерциальной системе отсчёта вес совпадает с силой тяжести и пропорционален массе и ускорению свободного падения в данной точке:P = mg.
Рассмотрим теперь случай, когда тело лежит на опоре (или подвешено на пружине), движущейся с некоторым ускорением относительно Земли. Система отсчета, связанная с лифтом, не является инерциальной. На тело по-прежнему действуют сила тяжести mg и сила реакции опоры N но теперь эти силы не уравновешивают друг друга. По второму закону Ньютонаma = mg+N; N = m(a-g).
Сила P действующая на опору со стороны тела, которую и называют весом тела, по третьему закону Ньютона равна –N. Следовательно, вес тела в ускоренно движущемся лифте есть P = m(g-a).
Состояние отсутствия веса (невесомость) наступает при удалении тела от притягивающего объекта, либо когда тело находится в свободном падении, то есть g+a=0.