- •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.
Работа силы. Мощность.
Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия.
Работа силы – величина, характеризующая процесс обмена энергией между взаимодействующими телами в механике.
Если тело движется прямолинейно и на него действует постоянная сила , которая составляет некоторый угол с направлением перемещения, то работа этой силы равна произведению проекции силы Fs на направление перемещения, умноженной на перемещение точки приложения силы:
.
Элементарная работа силы на перемещении называется скалярная величина, равная:
, где , , .
Работа силы на участке траектории от 1 до 2 равна алгебраической сумме элементарных работ на отдельных бесконечно малых участках пути:
, если на графике изображена зависимость Fs от S, то работа определяется на графике площадью закрашенной фигуры.
При , то А>0
При , то А<0,
При , то А=0.
Мощность – скорость совершения работы.
, , т.е. мощность равна скалярному произведению вектору силы на вектор скорости, с которой движется точка приложения силы.
Кинетическая и потенциальная энергия поступательного и вращательного движения.
Кинетическая энергия механической системы – энергия механического движения этой системы. dA=dT. По 2зН , помножим на и получим:
;
, отсюда:
.
Кинетическая энергия системы – есть функция состояния её движения, она всегда , и зависит от выбора системы отсчёта.
Потенциальная энергия – механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними.
Если силовое поле характеризуется тем, что работа совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории, по которой это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений, то такое поле называется потенциальным, а силы, действующие в нём – консервативными, если же работа зависит от траектории то такая сила – диссипативная.
Т.к. работа совершается за счёт убыли потенциальной энергии, то: ; ; , где С – постоянная интегрирования, т.е. энергия определяется с точностью до некоторой произвольной постоянной.
Если силы консервативны, то:
- Градиент скаляра П.(также обозначается ).
При П=mgh.
Т.к. начало отсчёта выбирается произвольно, то потенциальная энергия может иметь отрицательное значение. (при П=-mgh’).
Найдём потенциальную энергию пружины.
Сила упругости: , по 3зН: Fx=-Fxупр=kx;
dA=Fxdx=kxdx;
.
Потенциальная энергия системы является функцией состояния системы, она зависит только от конфигурации системы и от её положения по отношению к внешним телам.
Полная механическая энергия системы – энергия механического движения и взаимодействия: Е=Т+П, т.е. равна сумме кинетической и потенциальной энергий.
Кинетическая энергия вращения
Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии.
Полная механическая энергия системы – энергия механического движения и взаимодействия: Е=Т+П, т.е. равна сумме кинетической и потенциальной энергий.
Пусть F1’…Fn’ – равнодействующие внутренних консервативных сил. F1…Fn - равнодействующие внешних консервативных сил. f1…fn. Запишем уравнения 2зН для этих точек:
Умножим каждое ур-е на , учтя, что .
Сложим ур-я:
Первый член левой части:
Где dT есть приращение кинетической энергии системы.
Второй член равен элементарной работе внутренних и внешних сил, взятой со знаком минус, т.е. равен элементарному приращению потенциальной энергии dП системы.
Правая часть равенства задаёт работу вешних неконсервативных сил, действующих на систему. Т.о.:
.
Если внешние неконсервативные силы отсутствуют, то:
d(Т+П)=0;
Т+П=Е=const
Т.е. полная механическая энергия системы сохраняется постоянной. Закон сохранения механической энергии: в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем.