
- •Ответы к экзамену по физике.
- •Кинематика поступательного движения материальной точки. (путь, перемещение, скорость, ускорение).
- •Ускорение и его составляющие.
- •1,2,3 Законы Ньютона.
- •Импульс тела, сила. Закон сохранения импульса.
- •Центр масс движение центра масс.
- •Уравнение движения тела переменной массы.
- •Кинематика вращательного движения материальной точки.
- •Момент силы.
- •Момент инерции твёрдого тела. Теорема Штейнера.
- •Основное уравнение динамики вращательного движения.
- •Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.
- •Работа силы. Мощность.
- •Кинетическая и потенциальная энергия поступательного и вращательного движения.
- •Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии.
- •Абсолютно упругий удар.
- •Абсолютно неупругий удар.
- •Поле тяготения, напряжённость, потенциал.
- •Неинерциальная система отсчёта. Силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчёта.
- •Силы инерции, действующие на тело, покоящееся во вращающейся системе отсчёта.
- •Силы инерции, действующие на тело, движущееся во вращающейся системе отсчёта. Кориолисова сила.
- •Гидростатическое давление, закон Архимеда, закон неразрывности струи.
- •Закон Бернулли.
- •Формула Торричелли.
- •Внутреннее трение (вязкость). Режимы течения.
- •Метод Стокса.
- •Метод Пуазейля.
- •Поверхностное натяжение.
- •Смачивание и не смачивание.
- •Давление под искривлённой поверхностью жидкости. Формула Лапласа.
- •Капиллярные явления.
- •31. Преобразования Галлилея.
- •32. Постулаты сто. Преобразования Лоренца.
- •33. Одновременность событий в разных системах отсчёта.
- •34. Длина тел в разных системах отсчёта.
- •Длительность событий в разных системах отсчёта.
- •36. Основной закон релятивистской динамики материальной точки.
- •Закон взаимосвязи массы и энергии.
- •38. Модель идеального газа. Изозаконы.
- •39. Основное уравнение мкт.
- •40. Распределение молекул идеального газа по скоростям и энергиям теплового движения.
- •41. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
- •Средняя длина свободного пробега молекул.
- •Явление переноса в термодинамически неравновесных системах. Теплопроводность. Диффузия. Внутреннее трение (вязкость).
- •Теплоёмкость.
- •Диффузия.
- •Внутреннее трение (вязкость).
- •44. Число степеней свободы молекулы.
36. Основной закон релятивистской динамики материальной точки.
На опытах с быстро движущимися электронами было установлено, что масса тела зависит от скорости движения, а именно возрастает с увеличением скорости по закону
,
где m0 – масса покоя, m-релятивистская масса.
Из принципа относительности Эйнштейна, утверждающего инвариантность всех законов природы при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой, следует условие инвариантности уравнений физических законов относительно преобразований Лоренца.
Основной закон динамики Н:
оказывается также инвариантным по отношению к преобразованиям Лоренца, если в нём справа стоит производная по времени от релятивистского импульса.
Основной закон релятивистской динамики мт имеет вид:
- релятивистский импульс мт.
В силу однородности пространства закон сохранения релятивистского импульса: релятивистский импульс замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени.
Закон взаимосвязи массы и энергии.
Найдём кинетическую энергию релятивистской частицы (материальной точки).
или
.
Учитывая,
что
,
и подставив в
.
выражение
получим
:
.
Преобразовав
данное выражение с учётом того, что
и формулы
придём к выражению:
,
т.е. приращение кинетической энергии частицы пропорционально приращению её массы. Проинтегрировав получим:
,
или кин. энергия релятивистской частицы
имеет вид:
.
Это
выражение при скоростях
переходит в классическое:
.
Любое
изменение массы
сопровождается изменением полной
энергии материальной точки,
.
Отсюда перейдём к зависимости между полной энергией тела E и его массой m :
.
Это уравнение , также как и предыдущее выражает фундаментальный закон природы – закон взаимосвязи (пропорциональности) массы и энергии: полная энергия системы равна произведению её массы на квадрат скорости света в вакууме.
Этот закон, учитывая , можно записать в виде:
,
откуда следует, что покоящееся тело
(Т=0) также обладает энергией:
,
называемой энегией
покоя.
В силу однородности времени выполняется закон сохранения энергии: полная энеогия замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется стечением времени.
Из формул . и найдём релятивистское соотношение между полной и энергией частицы:
,
.
Энергия связи системы равна работе, которую необходимо затратить, чтобы разложить эту систему на составные части (например атомное ядро на протоны и нейтроны). Энергия связи системы:
,
где
- масса покоя i-й
частицы в свободном состоянии;
- масса покоя системы, состоящей из n
частиц.
38. Модель идеального газа. Изозаконы.
В МКТ пользуются моделью идеального газа, согласно которой:
1) собственный объём молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объёмом сосуда.
2) между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия.
3) столкновения молекул газа между собой и стенками сосуда абсолютно упругие.
Модель идеального газа можно использовать при изучении реальных газов, т.к. они в условиях, близких к нормальным (кислород, гелий), а также при низких давлениях и высоких температурах близки по своим свойствам к идеальному газу(иг).
Опытным путём, ещё до появления МКТ, был установлен целый ряд законов, описывающих поведение иг’ов:
Закон Бойля-Мариотта (изотерма): для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объём есть величина постоянная:
изотерма – кривая (гипербола), изображающая зависимость между величинами P и V , характеризующими св-ва вещ-ва, при постоянной Т.
Закон Гей-Люссака(изобара):
объём данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой:
(Шарля) давление данной массы газа при постоянном объёме изменяется линейно с температурой.
В
этих уравнениях t
– температура по шкале Цельсия, р0
и V0
– давление о объём при 0оС,
коэффициент
.
Изобарный – процесс, протекающий при постоянном давлении.
изохорный – процесс, протекающий при постоянном объёме.
Вводя
в формулы
и
термодинамическую температуру, получим: