- •Физика Экзамен 2 семестр:
- •Прямолинейной движение тела(равномерное и не равномерное). Кинематическое уравнение движения, перемещение, скорость и ускорение прямолинейного движения.
- •Криволинейное движение тела(равномерное и не равномерное).Кинематическое уравнение движения, перемещение, скорость и ускорение.
- •Вращательное движение. Угловая скорость, ускорение, кинематическое уравнение вращательного движения.
- •5. Свободное падение тела под углом к горизонту.
- •Основные понятия динамики поступательного движения: Масса, импульс, сила. Законы Ньютона для поступательного движения тела.
- •7. Закон сохранения импульса и закон движения центра масс для механической системы.
- •Движения тела переменной массы. Уравнение Мешерского, формула Циалковского.
- •Вращательное движение. Момент силы. Момент импульса. Момент инерции мех. Системы.
- •Твердое тело. Момент импульса и момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера.
- •Основной закон динамики вращательного движения. Закон сохранения момента импульса мех. Системы.
- •Энергия, как общая мера форм движения материи. Закон сохр. Энергии. Мех. Энергия. Работа и мощность. Кинетическая и потенциальные энергии.
- •Консервативные силы. Полная мех. Энергия системы. Закон сохр. Мех. Энергии.
- •Работа. Мощность. Кинетическая энергия вращательного движения тв. Тела. Теорема Кёнига.
- •15. Понятие электрического заряда. Закон Кулона в вакууме.
- •16. Напряженность электрического поля. Электрические силовые линии. Принцип суперпозиции.
- •17.Поток напряженности эл. Поля. Теорема Гаусса эл. Поля в вакууме.
- •18. Применение теоремы Гаусса для расчета эл. Полей равномерно заряженных сферы, бесконечной нити и плоскости.
- •19. Проводники в электрическом поле. Электрическое поле внутри и снаружи проводника. Распределение электрических зарядов в проводнике.
- •2 0. Работа электрического поля.
- •25. Электроемкость. Конденсаторы
- •26. Диэлектрики в электрическом поле. Векторы поляризации и электрической индукции. Диэлектрическая проницаемость.
- •29. Зависимость сопротивления от температуры. Соединение сопротивлений.
- •30. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
- •31. Источник постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной электрической цепи.
- •32. Правила Кирхгофа для разветвлённой электрической цепи. Расчёт сложных электрических цепей.
- •33. Возникновение магнитного поля. Индукция магнитного поля. Магнитные силовые линии и магнитный поток.
- •34. Теорема Гаусса для магнитного поля в. Принцип суперпозиции.
- •35. Сила Лоренца
- •36. Закон Био-Савара, расчет магнит.Поля на оси кругового витка с током и магнит.Поля прямолинейного проводника
- •37.Закон полного тока для магнитного поля в вакууме.
- •39. Работа магнитных сил. Действие магнитного поля на контур с током. Магнитный момент.
- •40. Магнитное поле в веществе. Магнитная проницаемость. Закон полного тока для магнетиков.
- •41. Явление эми. Закон Фарадея. Правило Ленса.
- •42. Явление самоиндукции. Индуктивность. Направление индукционного тока. Индуктивность длинного соленоида.
- •43.Явление взаимной индукции. Взаимная индукция. Энергия и объемная плотность энергии магнитного поля.
- •44. Система уравнений Максвела в интегральной и дифференциальной формах. Природа электромагнитного поля.
2 0. Работа электрического поля.
При перемещении пробного заряда q в электрическом поле электрические силы совершают работу. Эта работа при малом перемещении Δl равна:
ΔA=F∙Δl∙cosα=E∙q ∙Δl cosα=E1∙q ∙Δl
Рассмотрим работу сил в электрическом поле, создаваемом неизменным во времени распределенным зарядом, т.е. электростатическом поле. Электростатическое поле обладает важным свойством:
Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.
Аналогичным свойством обладает и гравитационное поле, и в этом нет ничего удивительного, так как гравитационные и кулоновские силы описываются одинаковыми соотношениями. Следствием независимости работы от формы траектории является следующее утверждение:
Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.
С иловые поля, обладающие этим свойством, называют потенциальными или консервативными.
На рисунке изображены силовые линии кулоновского поля точечного заряда Q и две различные траектории перемещения пробного заряда q из начальной точки (1) в конечную точку (2). На одной из траекторий выделено малое перемещение Δl. Работа ΔA кулоновских сил на этом перемещении равна:
ΔA=FΔlcosα=EqΔ r=
Таким образом, работа на малом перемещении зависит только от расстояния r между зарядами и его изменения Δr. Если это выражение проинтегрировать на интервале от r = r1 до r = r2, то мы увидим, что полученный результат не зависит от формы траектории.
На траекториях I и II, изображенных на рисунке, работы кулоновских сил одинаковы. Если на одной из траекторий изменить направление перемещения заряда q на противоположное, то работа изменит знак. Отсюда следует, что на замкнутой траектории работа кулоновских сил равна нулю.
Если электростатическое поле создается совокупностью точечных зарядов Q i, то при перемещении пробного заряда q работа A результирующего поля в соответствии с принципом суперпозиции будет складываться из работ А i кулоновских полей точечных зарядов:
A=∑ А i
Так как каждый член суммы А i не зависит от формы траектории, то и полная работа A результирующего поля не зависит от пути и определяется только положением начальной и конечной точек.
21. Потенциальная энергия заряда. Закон сохранения энергии в эл. поле
Потенциальная энергия скалярная физическая величина, характеризующая способность некоего тела (или материальной точки) совершать работу за счет его нахождения в поле действия сил.
(Джоуль)
Закон сохранения энергии - фундаментальный закон природы, установленный эмпирически и заключающийся в том, что энергия изолированной физической системы сохраняется с течением времени. Другими словами, энергия не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть в никуда, она может только переходить из одной формы в другую.
Закон сохранения энергии определяет в самом общем виде энергетический баланс при всевозможных изменениях в любой системе.
22. Потенциал эл. Поля. Эл. Напряжение.
Потенциал () – энергетическая характеристика электрического поля, физ. величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда, при удалении его из данной точки поля в бесконечность.
(Вольт)
Работа A12 по перемещению электрического заряда q из начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда на разность потенциалов (φ1 – φ2) начальной и конечной точек:
|
=
Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.
Из принципа суперпозиции напряженностей полей, создаваемых электрическими зарядами, следует принцип суперпозиции для потенциалов:
φ = φ1 + φ2 + φ3 + ... |
Электрическое напряжение (U) – физ. величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи
(Вольт)
23. Связь напряженности с потенциалом электрического поля.
Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду: . Измеряется в вольтах[В]. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.
Напряженность электрического поля — величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на точечный электрический заряд, к значению этого заряда: . Измеряется в Вольт/метр [В/м].
Эквипотенциальная поверхность, поверхность равного потенциала, поверхность, все точки которой имеют один и тот же потенциал.
Э лектрическое поле характеризуется двумя физическими величинами: напряженностью (силовая характеристика) и потенциалом (энергетическая характеристика). Выясним как они связаны между собой. Пусть положительный заряд q перемещается силой электрического поля с эквипотенциальной поверхности, имеющей потенциал , на близко расположенную эквипотенциальную поверхность, имеющую потенциал .(см. рисунок) Напряженность поля Е на всем малом пути dx можно считать постоянной. Тогда работа перемещения . С другой стороны . Из этих уравнений получаем . Знак минус обусловлен тем, что напряженность поля направлена в сторону убывания потенциала, тогда как градиент потенциала направлен в сторону возрастания потенциала.
24.Электрическая ёмкость уединённого проводника. Ёмкость шара. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.
Электроемкость уединенного проводника — физическая величина численно равная величине заряда, который необходимо сообщить данному проводнику для увеличения его потенциала на единицу. Измеряется в Фарад [Ф].
Определим электроемкость уединенного шара. Потенциал заряженного шара радиуса R равен .
Сравнивая с получаем .
Электрический конденсатор представляет собой систему из двух проводников электрического тока (обкладок), разделенных диэлектриком. Основной характеристикой конденсатора является его электрическая емкость. Емкость конденсатора определяется отношением накапливаемого на одной из обкладок электрического заряда к приложенному напряжению: . Она зависит от материала диэлектрика, формы и взаимного расположения обкладок. Существуют конденсаторы постоянные (емкость которых нельзя изменить), полупеременные (подстроечные) и переменные.
Общая емкость конденсаторов, соединенных параллельно, равна сумме емкостей отдельных конденсаторов
Общая емкость конденсаторов, соединенных последовательно, равна сумме обратных величин емкостей отдельных конденсаторов