Билет №4

1) Равномерное движение точки по окружности. Центростремительное ускорение. Тангенциальное, нормальное и полное ускорение.

Основная задача механики – определить координату и скорость тела в любой момент времени по известным начальным координате и скорости. Основную задачу механики напрямую решает кинематика – раздел механики, изучающий способы описания движения.

Д вижение тел в природе бесконечно разнообразно и сложно для описания. Для упрощения мы создаём идеализированные модели. Например, мы разделяем поступательное и вращательное движения. При поступательном движении тела все его точки движутся по одинаковым траекториям, а при вращательном - по разным. Зная законы движения тела по окружности, можно определить характер движения тела по любой кривой, так как любая кривая может быть представлена в виде набора дуг окружностей (рис. 1).

Рассмотрим чисто вращательное движение, причём с постоянной по модулю скоростью.

Введём необходимые термины и величины:

Период – время одного оборота [T] = 1с.

Частота – число оборотов в единицу времени [х] = 1/T = 1 Гц.

Угловая скорость – быстрота поворота тела (быстрота прохождения угла)

; [щ] = 1рад/с

П усть тело движется по окружности радиуса R с постоянной скоростью V (рис. 2). Скорость тела направлена всегда по касательной к траектории и в точках А и В показана на рисунке. S – перемещение тела за промежуток времени Дt, L – путь, пройденный телом. Сделаем параллельный перенос вектора скорости из точки В в точку А. Тогда ДV – изменение скорости, произошедшее за время движения Дt. Мы получили два подобных треугольника:

RRS и V_AV_B ДV (оба треугольника равнобедренные и углы между сторонами равны). Значит:

Теперь будем уменьшать рассматриваемый промежуток времени. При стремлении его к 0 перемещение и путь практически совпадают: . Теперь:

и .

Т аким образом, мы находим ускорение тела. Заметим, что это – мгновенное ускорение и направлено оно к центру окружности (центростремительное). Ещё его называют «нормальным» (перпендикулярным скорости). Нормальное ускорение присутствует всегда. Если же тело движется по окружности с переменной по модулю скоростью, то присутствует и тангенциальное (касательное к скорости) ускорение (рис. 3).

Их векторная сумма определяет полное ускорение тела, движущегося по криволинейной траектории.

2)Насы́щенный пар — пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава.

Между жидкостью и её Н.п. существует динамическое равновесие: число молекул, вырывающихся в единицу времени из жидкости и переходящих в паровую фазу, равно числу молекул пара, возвращающихся в жидкость за то же время. В интервале температур и давлений, в котором возможно термодинамическое равновесие жидкости с паром, каждому давлению соответствует определённая температура насыщения пара. Определённая зависимость связывает также плотности жидкости и Н. п. С увеличением температуры увеличиваются давление и плотность Н. п. и уменьшается плотность жидкости.

При равенстве внешнего давления давлению насыщенного пара происходит кипение жидкости.

Практический интерес представляет умение измерять количество водяного пара в воздухе при заданной температуре.

Масса водяного пара в единице объема воздуха называется абсолютной влажностью.

Парциальное давление р водяного пара при данной температуре никогда не может быть больше давления насыщенного пара p_насыщ при этой же температуре. Соответствующие значения р_насыщ берутся из таблиц. Температура, при которой водяной пар в воздухе становится насыщенным, называется точкой росы.

Относительной влажностью воздуха при данной температуре называется выраженное в процентах отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при этой же температуре:

j = р/р_насыщ 100%.

Простой прибор, измеряющий относительную влажность, это психрометр. Он состоит из двух термометров, один из которых сухой, а второй обмотан кусочком влажной ткани, другой конец которой опущен в воду. Сухой термометр всегда показывает температуру воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испарение воды и, следовательно, тем меньше охлаждение влажного термометра. Поэтому влажный термометр всегда показывает меньшую температуру, чем сухой, но эти показания зависят от интенсивности испарения, а следовательно, от абсолютной влажности воздуха. Если влажность равна 100%, показания обоих термометров совпадают. По специально составленным таблицам можно определить относительную влажность по разности показаний термометров.