Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ФИЗИКА ответы.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
27.09.2019
Размер:
331.78 Кб
Скачать
  1. . Система отсчета. Способы описания движения материальной точки; путь, траектория, перемещение, средняя и мгновенная скорость. Система отсчёта — это совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается движение (или равновесие) каких-либо материальных точек или тел[1]. Способы описания движения тел. Существуют различные способы опи­сания движения тел. При коорди­натном способе задания положения тела в декартовой системе координат движение материальной точки оп­ределяется тремя функциями, выра­жающими зависимость координат от времени . х = х(t), y = y(t) и z = z(t). Эта зависимость координат от време­ни называется законом движения (или уравнением движения). При векторном способе положе­ние точки в пространстве определя­ется в любой момент времени радиу­сом-вектором r=r(t), проведенным из начала координат до точки. Существует еще один способ оп­ределения положения материальной точки в пространстве при заданной траектории ее движения: с помощью криволинейной координаты l (t).

Путь — скал Перемещением тела (материальной точки) называется вектор, соединяющий начальное положение тела с его последующим положениемярная величина (т. е. величина, не имеющая направления). Траекто́рия материа́льной то́чки  — линия в трёхмерном пространстве, представляющая собоймножество точек, в которых находилась, находится или будет находиться материальная точка при своём перемещении в пространстве.[

2 . 2. Среднее и мгновенное ускорение, тангенциальное, нормальное и полное ус Средним ускорением неравномерного движения в интервале от t до t+Δt называется векторная величина, равная отношению изменения скорости Δv к интервалу времени Δt:  корения.-

Мгновенным ускорением а (ускорением) материальной точки в момент времени t будет векторная величина:   

Тангенциальная составляющая ускорения   т. е. равна первой производной по времени от модуля скорости, определяя тем самым быстроту изменения скорости по модулю. 

Вторая составляющая ускорения, равная    называется нормальной составляющей ускорения и направлена по прямой перпендикулярной касательной к траектории (называемой нормалью) к центру ее кривизны (поэтому ее называют также центростремительным ускорением). 

Полное ускорение тела есть геометрическая сумма тангенциальной и нормальной составляющих (рис. 2): 

3. Угловые кинематические характеристики: угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение. Полное ускорение при вращательном движении.

Углова́я ско́рость — векторная физическая величина, характеризующая скорость вращения тела. Вектор угловой скорости по величине равен углу поворота тела в единицу времени:

,

угол поворота -  физическая величина, характеризующая поворот тела, или поворот луча, исходящего из центра вращения тела, относительно другого луча, считающегося неподвижным. Углово́е ускоре́ние — псевдовекторная физическая величина, характеризующая быстроту измененияугловой скорости твёрдого тела.

4. Сила взаимодействия, ее свойства. Виды фундаментальных взаимодействий.

Фундамента́льные взаимоде́йствия — качественно различающиеся типы взаимодействияэлементарных частиц и составленных из них тел.

На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий:

  • гравитационного

  • электромагнитного

  • сильного

  • слабого

5. Законы Ньютона.

1закон Ньютона Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точкапри отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.

2 Закон Ньютона-В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.

3 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:

6. Механическая система. Закон сохранения импульса для системы тел.

Зако́н сохране́ния и́мпульса (Зако́н сохране́ния количества движения) утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

7. Центр инерции. Закон Зако́н ине́рции (Первый закон Нью́тона): свободное тело, на которое не действуют силы со стороны других тел, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения (понятие скорости здесь применяется к центру масс тела в случае непоступательного движения). Иными словами, телам свойственна ине́рция (от лат. inertia — «бездеятельность», «косность»), то есть явление сохранения скорости, если внешние воздействия на них скомпенсированы.сохранения центра инерции.

8. Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии.

Мощностью называется величина, определяющая работу, совершаемую силой в единицу времени. Если работа совершается равномерно, то мощность

,Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы A=FS

Кинети́ческая эне́ргия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного ивращательного движения.

Ek=Mv2/2.. Теорема об изменении кинетической энергии системы: в дифференциальной форме: dT =  ,    – элементарные работы, действующих на точку внешних и внутренних сил, в конечной форме:

Т2 – Т1 . Для неизменяемой системы   и   Т2 – Т1

9. Потенциальная энергия. Определение потенциальной энергии частицы в гравитационном поле

Потенциальная энергия   — скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела (или материальной точки) совершать работу за счет своего нахождения в поле действия сил.

10. Характеристики центрального силового поля: напряженность и потенциал

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

Напряженность - это силовая характеристика эл.поля, а разность потенциалов - энергетическая характеристика эл.поля, поэтому разность потенциалов равна произведению напряженности на перемещение заряда U=E*S  Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом можно выразить с помощью понятия градиента потенциала:  E = - grad Ф (далее математика).

11. Закон сохранения механической энергии. Превращение механической энергии в другие виды энергии

Зако́н сохране́ния эне́ргии — фундаментальный закон природы, установленный эмпирически и заключающийся в том, что для изолированной физической системыможет быть введена скалярная физическая величина, являющаяся функцией параметров системы и называемая энергией, которая сохраняется с течением времени. Поскольку закон сохранения энергии относится не к конкретным величинам и явлениям, а отражает общую, применимую везде и всегда, закономерность, то его можно именовать не законом, а принципом сохранения энергии.

В тепловую, электрическую,

12. Движение частицы в консервативном силовом поле

13. Основные динамические характеристики вращательного движения: момент силы относительно точки

Моментом силы F относительно неподвижной точки О называется физическая величина, определяемая векторным произведением радиуса-вектора r, проведенного из точ­ки О в точку А приложения силы, на силу F(рис. 25):

Здесь М — псевдовектор, его направление совпадает с направлением поступательного движения правого винта при его вращении от r к F. Модуль момента силы

                                                                          (18.1)

14. Момент инерции твердого тела относительно оси. Примеры вычисления моментов инерции

Момент инерции — скалярная физическая величина, мера инертности во вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Характеризуется распределением масс в теле: момент инерции равен сумме произведений элементарных масс на квадрат их расстояний до базового множества (точки, прямой или плоскости).

Единица измерения СИкг·м².

15. Уравнение движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.

При вращении твёрдого тела относительно неподвижной оси, все точки тела движутся по плоским круговым траекториям. Выделим частицу mi тела, вращающегося вокруг оси z (рис. 9.2). Положение частицы зададим радиус-вектором   относительно произвольного центра 0, лежащего на оси вращения. Ri — радиус окружности, по которой движется рассматриваемая точка.Vi = wRi — её линейная скорость. 

Рис. 9.2

Рассматривая твёрдое тело как неизменную систему материальных точек, для каждой из них можно записать уравнение моментов:

16. . Закон сохранения момента импульса-(закон сохранения углового момента) — векторная сумма всех моментов импульсаотносительно любой оси для замкнутой системы остается постоянной в случае равновесия системы. В соответствии с этим, момент импульса замкнутой системы относительно любой неподвижной точки не изменяется со временем.

17. Кинетическая энергия и работа при вращательном движении. Полная кинетическая энергия.-

Кинети́ческая эне́ргия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного ивращательного движения.

Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением.

Кинетическая энергия вращающегося тела есть сумма кинетических энергий его точек, т.е.

18. Гироскоп. Гироскопический эффект. Технические применения.

Гироскопом называют массивное симметричное тело, вращающееся с

большой угловой скоростью вокруг оси симметрии. Поскольку ось гироскопа

совпадает с одной из главных осей инерции, то

Ньютона будет действовать на подставку с

силами F′

Гироскопический эффект:

Эти силы называют гироскопическими, они создают гироскопический

момент M′ = −M

r r

.

Гироскопический эффект лежит в основе конструкций разных приборов:

гирокомпаса, «искусственного горизонта» в самолетах, гироскопического

успокоителя качки корабля, гироскопического стабилизатора положения ракеты и

др. В ряде случаев при наличии в механизмах частей с быстрым вращением

гироскопические силы могут оказывать вредное влияние. Например, при резком

повороте корабля быстро вращающаяся ось турбины оказывает значительное

дополнительное давление на подшипники, что может привести к их разрушен

19. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея.

Другими словами, все инерциальные системы отсчета равноправны - любую из них можно считать неподвижной, а остальные - движущимися относительно данной равномерно и прямолинейно. Никакими механическими опытами, поставленными внутри инерциальной системы отсчета, невозможно установить, покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно.

При́нцип относи́тельности — фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

20. Принцип относительности Эйнштейна. Постулат постоянства скорости света.

  В основе СТО лежат два постулата, выдвинутых Эйнштейном.

  1. Все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.  Уравнения, выражающие законы природы, инвариантны по отношению к любым инерциальным системам отсчета. Инвариантность – неизменность вида уравнения при переходе из одной системы отсчета в другую (при замене координат и времени одной системы – другими).

  2. Скорость света в пустоте одинакова во всех инерциальных системах отсчета и не зависит от скорости источника и приемника света.  Все как-то пытались объяснить отрицательный результат опыта Майкельсона–Морли, а Эйнштейн – постулировал это, как закон.

21. Относительность временных отрезков в специальной теории относительности.

Специальная теория относительности (СТО; также частная теория относительности) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при произвольных скоростях движения, меньших скорости света в вакууме, в том числе близких к скорости света. В рамках специальной теории относительностиклассическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей называется общей теорией относительности.

22. Относительность пространственных отрезков в специальной теории относительности.

Когда говорят, что все явления природы и процессы происходят в пространстве и времени, подразумевают при этом, что для их описаний требуется указание места, где они происходят, и времени, когда происходят. То, что происходит в данной точке и в данный момент времени, называют в физике элементарным событием. Совокупность же всех возможных событий принято называть миром, где каждому отдельному событию соответствует мировая точка, а процессу, т. е. последовательности элементарных событий, — мировая линия.

23. Релятивистские преобразования Лоренца. Закон сложения скоростей

Классические преобразования Галилея несовместимы с постулатами СТО и, следовательно, должны быть заменены. Эти новые преобразования должны установить связь между координатами (xyz) и моментом времени t события, наблюдаемого в системе отсчета K, и координатами (x'y'z') и моментом времени t'этого же события, наблюдаемого в системе отсчета K'.

24. Пространственно-временной интервал, его инвариантность.

Пространственно временной интервал.

    Каждому событию можно сопоставить в воображаемом четырех мерном пространстве мировую точку с координатами ct, x, y, z. Пусть одно событие имеет координаты ct1, x1, 1,z1, другое – координаты ct2, x2, y2, z2. Введем обозначения:  и т.д.

25. Релятивистский импульс. Второй закон Ньютона для больших скоростей.

ыражение, обеспечивающее инвариантность закона сохранения импульса, может быть получено, если вместо времени t подставить собственное время τ.

Тогда  .